JP2014228657A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 APC制御時に発生した迷光が感光体に照射され意図しない潜像を形成し画像を乱してしまう虞がある。【解決手段】 感光体と、光源を発光させて前記感光体に光を照射する光照射手段と、前記感光体にトナーを付着させる現像手段と、を有し、前記光照射手段は、前記感光体の表面の前記トナーを付着させる画像部に対し、前記画像部を前記トナーが付着する電位にすべく、第1発光量で発光し、前記感光体の表面のトナーを付着させない非画像部に対して、前記非画像部を前記トナーが付着しない電位にすべく、前記第1発光量よりも小さい第2発光量で発光する画像形成装置において、前記光源を発光させてその発光量が第2発光量の目標値となるよう前記光源の発光量を調整する調整手段を有し、前記調整手段による前記調整の調整期間の長さを変更可能であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】 図10
Description
本発明は、レーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関するものである。
近年、電子写真方式の画像形成装置の更なる高画質化のため、感光体のトナーを付着させない部分の電位を適正化することが特許文献1に開示されている。具体的には、感光体のトナーを付着させる画像部に対して、トナーが付着する電位とするための第1発光量で発光した光を照射しつつ、感光体のトナーと付着させない非画像部に対して、トナーを付着させない電位とするための第1発光量よりも小さい第2発光量で発光した光を照射する。
そして、第1発光量、第2発光量を安定させるため、第1発光量と第2発光量の2水準の発光量を調整する為にAPC(Auto Power Control)制御を行うことが開示されている。
通常、APC制御は、レーザを発光させて行うため、通常は感光体上に1ライン走査してから次にラインを走査するまでの期間に行う。しかしながら、感光体上に1ライン走査してから次にラインを走査するまでの期間には、レーザ光を発すると迷光が発生する虞があるタイミングがある。具体的には回転多面鏡の反射面の境目や、fθレンズの角部にレーザ光が入射するタイミングである。
ここで、特許文献1のように、第1発光量及び第2発光量という2水準の発光量で光を照射する場合、APC制御を行う時間も2水準分の時間が必要となる。しかしながら、近年では画像形成速度を高速化する為にレーザ光の走査速度が速くなりつつあり、1ライン走査してから次にラインを走査するまでの期間が短い。このため、APC制御を実行する期間を確保する為に、迷光が発生する虞のあるタイミングでAPC制御を実行せざるをえなくなり、場合によっては、APC制御時に発生した迷光が感光体に照射され意図しない潜像を形成し画像を乱してしまう虞がある。
そこで本発明は、上記の課題に鑑みて、2水準の発光量のAPC制御を行いつつ、APC制御時に発生する迷光により画像不良が発生することを抑えることを目的とする。
そこで本発明は、感光体と、光源を発光させて前記感光体に光を照射する光照射手段と、前記感光体にトナーを付着させる現像手段と、を有し、前記光照射手段は、前記感光体の表面の前記トナーを付着させる画像部に対し、前記画像部を前記トナーが付着する電位にすべく、第1発光量で発光し、前記感光体の表面のトナーを付着させない非画像部に対して、前記非画像部を前記トナーが付着しない電位にすべく、前記第1発光量よりも小さい第2発光量で発光する画像形成装置において、
前記光源を発光させてその発光量が第2発光量の目標値となるよう前記光源の発光量を調整する調整手段を有し、前記調整手段による前記調整の調整期間の長さを変更可能であることを特徴とする。
前記光源を発光させてその発光量が第2発光量の目標値となるよう前記光源の発光量を調整する調整手段を有し、前記調整手段による前記調整の調整期間の長さを変更可能であることを特徴とする。
本発明によれば、2水準のAPC制御を行いつつ、APC制御時に発生する迷光により画像不良が発生することを抑えることができる。
上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下の実施例に基づき説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。
[画像形成装置]
図1は、カラー画像形成装置の概略断面図である。カラー画像形成装置50は、感光体としての感光ドラム(5Y,5M,5C,5K)を有し、それに形成されたトナー像を順次中間転写ベルト3上に多重転写し、フルカラープリント画像を得るプリンタである。中間転写ベルト3は、駆動ローラ12、テンションローラ13、アイドラローラ17、および二次転写対向ローラ18に懸架され、図中矢印の方向に回転している。感光ドラム(5Y,5M,5C,5K)は、中間転写ベルト3の移動方向に、直列に4本配置されている。現像ローラ8Yのトナーにより現像される感光ドラム5Yは、回転過程で帯電ローラ7Yにより、所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで光学走査装置9からレーザ光4Yを照射される。これにより、目的のカラー画像の第1の色(イエロー)成分像に対応した静電潜像が形成される。そして静電潜像に第1現像ローラ8Yにより第1色であるイエロートナーが付着し現像される。これにより画像の可視化が行われる。
図1は、カラー画像形成装置の概略断面図である。カラー画像形成装置50は、感光体としての感光ドラム(5Y,5M,5C,5K)を有し、それに形成されたトナー像を順次中間転写ベルト3上に多重転写し、フルカラープリント画像を得るプリンタである。中間転写ベルト3は、駆動ローラ12、テンションローラ13、アイドラローラ17、および二次転写対向ローラ18に懸架され、図中矢印の方向に回転している。感光ドラム(5Y,5M,5C,5K)は、中間転写ベルト3の移動方向に、直列に4本配置されている。現像ローラ8Yのトナーにより現像される感光ドラム5Yは、回転過程で帯電ローラ7Yにより、所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで光学走査装置9からレーザ光4Yを照射される。これにより、目的のカラー画像の第1の色(イエロー)成分像に対応した静電潜像が形成される。そして静電潜像に第1現像ローラ8Yにより第1色であるイエロートナーが付着し現像される。これにより画像の可視化が行われる。
感光ドラム5Y上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト3との一次転写ニップ部へ進入する。一次転写ニップ部では、中間転写ベルト3の裏側に電圧印加部材(一次転写ローラ)10Yを接触当接させている。電圧印加部材10Yにはバイアスの印加を可能とする為の不図示の一次転写バイアス電源が接続されている。中間転写ベルト3は、1色目のポートでまずイエローを転写する。次いで先述した工程と同様の工程を経てマゼンタ、シアン、ブラック各色のトナー像が形成された感光ドラム5M、5C、5Kより、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を多重転写する。
一方、給紙カセット1内に積載収納された記録材Pは、給紙ローラ2により給送され、レジストローラ対6のニップ部へ搬送されて、一旦停止される。一旦停止された記録材Pは、中間転写ベルト3上に形成された4色のトナー像が二次転写ニップに到達するタイミングに同期してレジストローラ対6によって二次転写ニップに供給される。そして、二次転写ローラ11と二次転写対向ローラ18との間の電圧印加によって中間転写ベルト3上のトナー像が記録材P上に転写される。トナー像が転写された記録材Pは、中間転写ベルト3から分離されて搬送ガイド19を経由し、定着装置14に送られ、ここで定着ローラ15、加圧ローラ16による加熱、加圧を受けて表面にトナー像が溶融固着される。これにより、4色のカラー画像が得られる。その後、記録材Pは排紙ローラ対20から機外へと排出され、プリントの1サイクルが終了する。一方、二次転写部において記録材Pに転写されずに中間転写ベルト3上に残ったトナーは、二次転写部より下流側に配置されたクリーニングユニット21によって除去される。
[光学走査装置]
次に、光照射手段としての光学走査装置9について詳しく説明する。図2は光学走査装置9の概略斜視図である。光学走査装置9は4つの感光ドラム5Y〜5Kにレーザ光4Y〜4Kを照射する。光学走査装置9は、半導体レーザである光源401(401Y、401M、401C、401K)、コリメータレンズ402(402Y、402M、402C、402K)、アナモフィックレンズ403、回転多面鏡603、fθレンズ604(604YM、604CK)、ミラー605(605Y、605M、605C、605K)、BDセンサ405を一つの光学箱9a内に収容する。また、光学走査装置9は、光源401を発光させるためのレーザ駆動回路406を備える。
次に、光照射手段としての光学走査装置9について詳しく説明する。図2は光学走査装置9の概略斜視図である。光学走査装置9は4つの感光ドラム5Y〜5Kにレーザ光4Y〜4Kを照射する。光学走査装置9は、半導体レーザである光源401(401Y、401M、401C、401K)、コリメータレンズ402(402Y、402M、402C、402K)、アナモフィックレンズ403、回転多面鏡603、fθレンズ604(604YM、604CK)、ミラー605(605Y、605M、605C、605K)、BDセンサ405を一つの光学箱9a内に収容する。また、光学走査装置9は、光源401を発光させるためのレーザ駆動回路406を備える。
次に、図3を用いて各光源401から出射されるレーザ光4の光路について説明する。図3(a)は光源401から回転多面鏡603までの光路を示す図である。各光源401から出射された各レーザ光4は、対応するコリメータレンズ402を透過して平行光化されて、アナモフィックレンズ403を透過して所定の形状で回転多面鏡603の反射面に入射し結像する。図3(b)は回転多面鏡603から複数存在する感光ドラム5までの光路を示す図である。回転多面鏡603で反射されたレーザ光4Y、4Mは、fθレンズ604YM、604Y、604Mをそれぞれ透過しつつ、ミラー605Y、605Mで所定の方向に反射され、最終的に感光ドラム5Y、5Mに照射され結像する。回転多面鏡603で反射されたレーザ光4C、4Cは、fθレンズ604CK、604C、604Kをそれぞれ透過しつつ、ミラー605C、605Kで所定の方向に反射され、最終的に感光ドラム5C、5Kに照射され結像する。
回転多面鏡603が図2の矢印方向に回転することにより、レーザ光4が結像したスポットを感光ドラム5上で主走査方向(感光ドラム5の回転軸方向)に移動させ、感光ドラム5上に走査線を形成する。このように、回転多面鏡603でレーザ光4を反射しながら感光ドラム5上でスポットを移動させ、走査線を形成することを偏向走査(主走査)と呼ぶ。また、感光ドラム5が回転し、新たな走査線を感光ドラム5上に形成させることを副走査と呼ぶ。
BDセンサ405は、光源401Yから発せられ、回転多面鏡603で反射されたレーザ光を受光可能な位置であって、後述する図9(a)の画像形成領域外の位置に設けられている。BDセンサ405は、レーザ光4Yが1ラインの主走査を終えてから次に1ライン主走査を行う前のタイミングで、光源401Yから発せられ回転多面鏡603で反射されたレーザ光を受光し、それに基づくBD信号を発生する。このBD信号に基づいて、各レーザ光4Y〜4Mの感光ドラム5への照射を開始し走査線を形成するタイミングを決定する。
光学走査装置9は、各感光ドラム5のトナーを付着させる画像部に対して、感光ドラム5の表面電位を画像の階調に応じてトナーが付着する電位にするための第1発光量で発光(通常発光)した光を照射する。更に、光学走査装置9は、感光ドラム5のトナーを付着させない非画像部の電位を適正化するため、非画像部に対して微小発光を行う。具体的には、感光ドラム5の非画像部に対して、感光ドラム5の表面電位をトナーを付着させない電位にするための第1発光量よりも小さい第2発光量で発光(微小発光)した光を照射する。このように、感光ドラム5の非画像部に対して微小発光することにより、感光ドラム5の非画像部の電位をトナーのかぶりや反転かぶり、画像部の電界の巻き込み等を抑えられる電位にすることができる。なお、具体的に帯電電位Vdは−700V〜−600V、帯電電位Vd_bgは−550V〜−400V、現像電位Vdcは−350V、露光電位Vlは−150Vに設定するのが好ましい。
また、各光源401から対応する感光ドラム5までの光路長が同じになるよう、レーザ光4M、4Cの光路とレーザ光4Y、4Kの光路とでは設けられたミラー605の枚数は異なる。つまり、回転多面鏡603から距離の近い感光ドラム5M、5Cに照射されるレーザ光4M、4Cに対しては1つのミラー605M、605Cがそれぞれ設けられ、レーザ光4Y、4Kに対しては2つのミラー605Y、605Cがそれぞれ設けられる。ここで、一般的にミラーでレーザ光が反射する際、わずかながら光量が減衰する。このため、ミラー605の枚数が多い方が感光ドラム5に到達するまでに光量が減衰する。従って各感光ドラム5に同じ光量の光を照射する場合、光源401M、401Cの方が、光源401Y、401Kよりも発光すべき発光量が大きくなるように、各光源401Y〜401Kの発光量を設定している。
[レーザ駆動回路]
次に、光学走査装置9の各光源401を発光させるためのレーザ駆動回路406(406Y、406M、406C、406K)について説明する。図4はレーザ駆動回路406を示す図である。レーザ駆動回路406Y〜406Kは、光源401Y〜401Kに対して設けられているが、その構成及び動作はどれも同じであるため、光源401Yとそれを駆動するレーザ駆動回路406Yについて例示的に説明し、その他についての説明は省略する。なお、レーザ駆動回路406Y〜406Kは1つの基板上に設けられているので、図2ではこのレーザ駆動回路406Y〜406Kが設けられた基板をレーザ駆動回路406として記載している。
次に、光学走査装置9の各光源401を発光させるためのレーザ駆動回路406(406Y、406M、406C、406K)について説明する。図4はレーザ駆動回路406を示す図である。レーザ駆動回路406Y〜406Kは、光源401Y〜401Kに対して設けられているが、その構成及び動作はどれも同じであるため、光源401Yとそれを駆動するレーザ駆動回路406Yについて例示的に説明し、その他についての説明は省略する。なお、レーザ駆動回路406Y〜406Kは1つの基板上に設けられているので、図2ではこのレーザ駆動回路406Y〜406Kが設けられた基板をレーザ駆動回路406として記載している。
レーザ駆動回路406Yには、光源401Y、エンジンコントローラ522、ビデオコントローラ523が接続されている。
光源401Yは、発光素子であるレーザダイオード(以下、LD401Y)と受光素子であるフォトダイオード(以下、PD401Y)を備える。
エンジンコントローラ522は、ASIC、CPU,RAM、及びEEPROMを内蔵し、接続されており、光学走査装置9を含む画像形成装置の各部分の動作を制御する。また、エンジンコントローラ522にはBDセンサ405が接続されており、先述したBD信号がエンジンコントローラ522へ入力され、このBD信号を基準として、LD401Yを発光させるタイミングを決定する。ビデオコントローラ523は、外部に接続されたリーダースキャナや、ホストコンピュータ等の外部機器から送られてくるプリントデータに基づき、LD401Yを発光させるためのVIDEO信号を生成する。
レーザ駆動回路406Yは、コンパレータ回路501、511、可変抵抗器502、512、サンプル/ホールド回路503、513、ホールドコンデンサ504、514、オペアンプ505、515、トランジスタ506、516を備える。また、レーザ駆動回路406Yは、スイッチング電流設定用抵抗507、517、スイッチング回路508、509、518、519、インバータ541、551、PWM1およびPWM2を平滑化するための抵抗542、552、PWM1およびPWM2を平滑化するためのコンデンサ543、553、プルダウン抵抗544、554を備える。後にて詳しく説明するが501〜509、及び、541〜544の部分が第1発光量の光量調整手段に相当し、511〜519、及び、551〜554の部分が第2発光量の光量調整手段に相当する。
レーザ駆動回路406YはOR回路524を備え、OR回路524にエンジンコントローラ122のLdrv信号とビデオコントローラ123からのVIDEO信号が入力され、出力信号DATAはスイッチング回路508へ接続されている。
ビデオコントローラ523から出力されるVIDEO信号は、イネーブル端子付きバッファ525に入力され、バッファ525の出力は前述のOR回路524に接続されている。このときイネーブル端子はエンジンコントローラ522からのVenb信号と接続されている。また、エンジンコントローラ522は、後述のSH1信号、SH2信号、SH3信号、SH4信号、BASE信号およびLdrv信号、Venb信号をレーザ駆動回路406Yに出力するように接続されている。
コンパレータ回路501、511の正極端子には、それぞれ第1の基準電圧Vref11、第2の基準電圧Vref21が入力されており、出力はそれぞれサンプル/ホールド回路503、513に入力されている。この基準電圧Vref11は、通常発光用の発光量(第1発光量)でLD401Yを発光させる為の目標電圧として設定されている。また、基準電圧Vref21は、微小発光用の発光量(第2発光量)の目標電圧として設定されている。基準電圧Vref11および基準電圧Vref21の電圧を設定する為の基準値であるPWM1(Duty値)とPWM2(Duty値)がそれぞれエンジンコントローラ522から入力される。サンプル/ホールド回路503、513にはそれぞれホールドコンデンサ504、514が接続されている。ホールドコンデンサ504、514の出力は、それぞれオペアンプ505、515の正極端子に入力されている。
オペアンプ505の負極端子にはスイッチング電流設定用抵抗507およびトランジスタ506のエミッタ端子が接続されており、出力はトランジスタ506のベース端子に入力されている。オペアンプ515の負極端子にはスイッチング電流設定用抵抗517およびトランジスタ516のエミッタ端子が接続されており、出力はトランジスタ516のベース端子に入力されている。また、トランジスタ506,516のコレクタ端子はスイッチング回路508、518にそれぞれ接続されている。これらオペアンプ505、515、トランジスタ506、516、電流設定用抵抗507、517により、サンプル/ホールド回路503、513の出力電圧に応じたLD401Yの駆動電流IdrvおよびIbが決定される。
スイッチング回路508は、パルス変調データ信号Dataによりオン・オフ動作する。スイッチング回路518は、入力信号Baseによりオン・オフ動作する。
スイッチング回路508、518の出力端は、LD401Yのカソードに接続されており、駆動電流Idrv、Ibを供給している。LD401Yのアノードは、電源Vccに接続されている。LD401Yの光量をモニタするPD401Yのカソードは、電源Vccに接続されており、PD401Yのアノードはスイッチング回路509、519に接続されており、APC制御時に可変抵抗器502、512にモニタ電流Imを流すことにより、モニタ電流Imをモニタ電圧Vmに変換している。このモニタ電圧Vmはコンパレータ501、511の負極端子に入力されている。
エンジンコントローラ522から出力されるSH1信号は、後述するサンプル/ホールド回路503のサンプル状態及びホールド状態の切替えを行うための信号である。SH2信号は、後述するサンプル/ホールド回路513のサンプル状態及びホールド状態の切替えを行うための信号である。SH3信号は、スイッチング回路509のオン/オフを切り替えるための信号である。SH4信号は、スイッチング回路519のオン/オフを切り替えるための信号である。PWM1信号とPWM2信号はそれぞれ、後述する基準電圧Vref11及び基準電圧Vref21の電圧を設定するための信号である。Base信号はスイッチング回路518のオン/オフを切り替えるための信号である。Ldrv信号は、OR回路524に入力されており、Data信号のオン/オフを切り替えるための信号である。Venb信号は、イネーブル端子付きバッファ525のイネーブル端子に接続され、ビデオコントローラ523からイネーブル端子付きバッファ525に入力されるVIDEO信号のオン/オフを切り替えるための信号である。
尚、図4では、レーザ駆動回路406、エンジンコントローラ522、ビデオコントローラ523を別々に示しているが、この形態に限定されるわけではない。例えば、レーザ駆動回路406やビデオコントローラ523の一部または全部をエンジンコントローラ522に内蔵させても良い。
[微小発光用APC]
次に、微小発光用APCである第2発光量のAPC制御について説明する。エンジンコントローラ522はSH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路503をホールド状態に設定するとともに、スイッチング回路508をData信号によりオフ状態にする。このData信号に関し、エンジンコントローラ522は、イネーブル端子付きバッファ525のイネーブル端子に接続されているVenb信号をディセーブル状態にし、Ldrv信号を制御し、Data信号をオフ状態とする。エンジンコントローラ522は、SH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路513をサンプル状態に設定する。また、SH3信号の指示により、スイッチング回路509をオフ状態とし、SH4信号の指示により、スイッチング回路519をオン状態とする。スイッチング回路518をBase信号によりオン状態とし、LD401Yが第2発光量での発光状態となるように設定する。この状態で、LD401Yには駆動電流Ibが供給され発光する。PD401Yは、LD401Yから発せられた光を受光し、その受光量に比例したモニタ電流Imを発生する。可変抵抗器512にモニタ電流Imが流れることにより、モニタ電流Imをモニタ電圧Vm2に変換している。また、コンパレータ511は、モニタ電圧Vm2と基準電圧Vref21が一致するように、オペアンプ515等を介してLD401Yの駆動電流Ibを調整する。さらにはコンデンサ514を充放電する。その後、エンジンコントローラ522のSH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路513をホールド状態にすることで第2発光量のAPC制御は終了である。
次に、微小発光用APCである第2発光量のAPC制御について説明する。エンジンコントローラ522はSH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路503をホールド状態に設定するとともに、スイッチング回路508をData信号によりオフ状態にする。このData信号に関し、エンジンコントローラ522は、イネーブル端子付きバッファ525のイネーブル端子に接続されているVenb信号をディセーブル状態にし、Ldrv信号を制御し、Data信号をオフ状態とする。エンジンコントローラ522は、SH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路513をサンプル状態に設定する。また、SH3信号の指示により、スイッチング回路509をオフ状態とし、SH4信号の指示により、スイッチング回路519をオン状態とする。スイッチング回路518をBase信号によりオン状態とし、LD401Yが第2発光量での発光状態となるように設定する。この状態で、LD401Yには駆動電流Ibが供給され発光する。PD401Yは、LD401Yから発せられた光を受光し、その受光量に比例したモニタ電流Imを発生する。可変抵抗器512にモニタ電流Imが流れることにより、モニタ電流Imをモニタ電圧Vm2に変換している。また、コンパレータ511は、モニタ電圧Vm2と基準電圧Vref21が一致するように、オペアンプ515等を介してLD401Yの駆動電流Ibを調整する。さらにはコンデンサ514を充放電する。その後、エンジンコントローラ522のSH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路513をホールド状態にすることで第2発光量のAPC制御は終了である。
非APC動作中、すなわち感光ドラム5Yに光を照射する時は、サンプル/ホールド回路513がホールド状態になりコンデンサ514に充電された電圧を維持し、一定の駆動電流Ibを供給してLD401Yの発光量が所望の第2発光量で微小発光するよう維持する。この所望の第2発光量P(Ib)とは、感光ドラム5Y表面の電位を、かぶり、反転かぶり等を防いで感光ドラム5Y上にトナーを付着させない電位にする為の発光量である。
[通常発光用APC]
次に、通常発光用APCである第1発光量のAPC制御について説明する。エンジンコントローラ522はSH1信号の指示によりサンプル/ホールド回路503をサンプル状態とし、SH2信号の指示によりサンプル/ホールド回路513をホールド状態に設定する。また、エンジンコントローラ522は、SH3信号の指示により、スイッチング回路509をオン状態とし、SH4信号の指示により、スイッチング回路519をオフ状態とする。そして、Data信号の指示によりスイッチング回路508をオン動作させ、Base信号の指示によりスイッチング回路518をオン動作させる。この状態で、LD401Yには駆動電流Idrv+Ibが供給され、発光する。PD401Yは、LD401Yから発せられた光を受光し、その受光量に比例したモニタ電流Imを発生する。可変抵抗器502にモニタ電流Imが流れることにより、モニタ電流Imをモニタ電圧Vm1に変換している。また、コンパレータ501は、モニタ電圧Vm1と基準電圧Vref11が一致するように、オペアンプ505等を介してLD401Yの駆動電流Idrvを調整する。さらにはコンデンサ504を充放電する。その後、エンジンコントローラ522のSH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路503をホールド状態にすることで第1発光量のAPC制御は終了する。
次に、通常発光用APCである第1発光量のAPC制御について説明する。エンジンコントローラ522はSH1信号の指示によりサンプル/ホールド回路503をサンプル状態とし、SH2信号の指示によりサンプル/ホールド回路513をホールド状態に設定する。また、エンジンコントローラ522は、SH3信号の指示により、スイッチング回路509をオン状態とし、SH4信号の指示により、スイッチング回路519をオフ状態とする。そして、Data信号の指示によりスイッチング回路508をオン動作させ、Base信号の指示によりスイッチング回路518をオン動作させる。この状態で、LD401Yには駆動電流Idrv+Ibが供給され、発光する。PD401Yは、LD401Yから発せられた光を受光し、その受光量に比例したモニタ電流Imを発生する。可変抵抗器502にモニタ電流Imが流れることにより、モニタ電流Imをモニタ電圧Vm1に変換している。また、コンパレータ501は、モニタ電圧Vm1と基準電圧Vref11が一致するように、オペアンプ505等を介してLD401Yの駆動電流Idrvを調整する。さらにはコンデンサ504を充放電する。その後、エンジンコントローラ522のSH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路503をホールド状態にすることで第1発光量のAPC制御は終了する。
非APC動作中、すなわち感光ドラム5Yに光を照射する時には、サンプル/ホールド回路503、及び、サンプル/ホールド回路513がホールド状態になり、コンデンサ104に充電された電圧を維持し、駆動電流Idrvを供給可能な状態となる。LD401Yに駆動電流Ibが供給された状態で、駆動電流Idrvを供給することにより、LD401Yが所望の第1発光量P(Idrv+Ib)で発光する。この第1発光量とは、その発光量で発光した光を感光ドラム5Yに照射することにより、感光ドラム5Y表面の電位を、感光ドラム5Y上にトナーを付着させる電位にする為の発光量である。
以上のように、レーザ駆動回路604Yを動作させることで、エンジンコントローラ522はLD401Yを、第1発光量および第2発光量でAPC制御する。
[画像形成領域での動作]
次に、感光ドラム5Yに光を照射する期間である画像形成領域での動作について説明する。画像形成領域において第1発光量及び第2発光量で発光する際、SH1信号およびSH2信号の指示によりサンプル/ホールド回路503、513をホールド状態とし、SH3信号およびSH4信号の指示によりスイッチング回路509、519をオフ状態とする。
次に、感光ドラム5Yに光を照射する期間である画像形成領域での動作について説明する。画像形成領域において第1発光量及び第2発光量で発光する際、SH1信号およびSH2信号の指示によりサンプル/ホールド回路503、513をホールド状態とし、SH3信号およびSH4信号の指示によりスイッチング回路509、519をオフ状態とする。
また、Base信号の指示によってスイッチング回路518をオン状態とする。これにより、コンデンサ514に充電された電圧を維持し、LD401Yに一定の駆動電流Ibを供給する。更に、BDセンサ405からの出力に基づいて、ビデオコントローラ523からVIDEO信号としてのパルス変調データ信号Dataがレーザ駆動回路530のスイッチング回路508へと送信される。このパルス変調データ信号Dataによりスイッチング回路508はオン・オフを切り替える。コンデンサ504に充電された電圧が維持されているので、スイッチング回路508はオン・オフにより、LD401Yに駆動電流Idrvを供給する・しないが切り換わる。
感光ドラム5表面のトナーを付着させる部分である画像部に対しては、スイッチング回路508がオン状態となり、LD401Yに駆動電流Idrv+Ibが供給される。このためLD401Yは第1発光量P(Idrv+Ib)で発光し、光を照射する。また、感光ドラム5表面のトナーを付着させない部分である非画像部に対しては、スイッチング回路508がオフ状態となり、駆動電流Idrvは供給されず駆動電流IbのみがLD401Yに供給され。このためLD401Yが第2発光量P(Ib)で発光し、光を照射する。
[微小発光の発光量の変更の必要性]
次に、微小発光の発光量の変更について説明する。なお、画像形成装置50は、低コスト、小型化の為に、帯電用高圧電源及び現像用高圧電源をそれぞれ共通化し、各感光ドラム5Y〜5Kに実質的に同じ帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdc電圧を出力する構成となっている。なお、帯電用高圧電源及び現像用高圧電源において、回路や電気素子の抵抗値などが誤差を持つため、実際に各感光ドラム5Y〜5Kに印加される帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdcはバラつく場合がある。しかしながら、このようなバラつきは誤差範囲内であるため実質的に同じ帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdc電圧を出力していると言える。
次に、微小発光の発光量の変更について説明する。なお、画像形成装置50は、低コスト、小型化の為に、帯電用高圧電源及び現像用高圧電源をそれぞれ共通化し、各感光ドラム5Y〜5Kに実質的に同じ帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdc電圧を出力する構成となっている。なお、帯電用高圧電源及び現像用高圧電源において、回路や電気素子の抵抗値などが誤差を持つため、実際に各感光ドラム5Y〜5Kに印加される帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdcはバラつく場合がある。しかしながら、このようなバラつきは誤差範囲内であるため実質的に同じ帯電電圧Vcdc、現像電圧Vdc電圧を出力していると言える。
感光ドラム5の使用が進むと感光ドラム5の表面は帯電ローラ7の放電により劣化し、また感光ドラム5の表面は不図示の感光ドラムクリーニング手段と摺擦することにより削れ、その膜厚が薄くなる。同じ帯電電圧Vcdcを印加された帯電ローラによって感光ドラムを帯電させると、膜厚が薄い感光ドラム程、帯電ローラによる帯電電位Vdは高くなる。このため、膜厚の異なる感光ドラム5が混在した状態で、共通化された帯電用高圧電源によってどの感光ドラム5にも同じ帯電電圧Vcdcを印加すると、感光ドラム5表面の帯電電位Vdが感光ドラム5の膜厚に応じてばらつく。つまり、膜厚の厚い感光ドラム5の表面の帯電電位Vdの絶対値は小さくなり、膜厚の薄い感光ドラム5の表面の帯電電位Vdの絶対値は大きくなる。
ここで、図5は感光ドラム5の表面の画像部、非画像部の電位を示す図である。例えば、図5(a)に示すように、膜厚の厚い感光ドラム5において現像電位Vdcと帯電電位Vdの差分であるバックコントラストVback(=Vd−Vdc)が所望の状態となるよう現像電位Vdcと帯電電位Vdを設定している場合について説明する。この場合、膜厚の薄い感光ドラム5に対しては、帯電電位Vdの絶対値が大きいために、バックコントラストVbackが大きくなってしまう。バックコントラストVbackが大きくなると正規の極性に帯電できなかったトナー(本実施例のように反転現像の場合は、負極性にならず0〜正極性に帯電したトナー)が現像ローラから非画像部に転移してかぶりが発生する。
また、膜厚が薄い感光ドラム5では、帯電電位Vdが上昇するため通常発光用の第1発光量が一定の構成では、露光電位Vl(VL)も高い。そのため、現像電位Vdcと露光電位Vl(VL)の差分値である現像コントラストVcont(=Vdc−Vl)が小さくなり、現像ローラ8から感光ドラム5に静電的にトナーを十分に転移させることができずベタ黒画像の濃度薄が発生し易くなる。
そこで、光学走査装置9では、感光ドラム5の画像部に対し通常発光量(第1発光量)で発光し、非画像部に対し微小発光量(第2発光量)で発光し、更に、感光ドラム5の使用状況に応じて、第1は発光量、第2発光量をそれぞれ変えている。具体的には図5(b)に示す。感光ドラム5の膜厚が厚い状態では、LD401を露光量E1に対応する第1発光量と、露光量Ebg1に対応する第2発光量とで発光させる。微小発光後の感光ドラム電位をVdbgとすると、Vdbg−Vdcで定義されるバックコントラストVbackがかぶりを発生させないような電位となるよう、露光量Ebg1を設定している。また、感光ドラム5の膜厚が薄い状態では、LD401を露光量E2(>E1)に対応する第1発光量と、露光量Ebg2(>Ebg1)に対応する第2発光量とで発光させる。このように、感光ドラム5の使用状況に関連して、第1発光量と第2発光量を変化させることで、一定のバックコントラストVback、現像コントラストVcontを保ち、画質低下を抑制している。なお、露光量とは感光ドラム5の表面の単位面積が受ける総露光量を示す。一方、第1発光量、第2発光量とは、LD401のチップ面(発光面)が単位時間あたりに発する光量である。このため、回転多面鏡603の回転速度(走査速度)、感光ドラム5の回転速度が一定であれば、第1発光量を大きくすると露光量Eが大きくなり、第2発光量を大きくすると露光量Ebgが大きくなる。
[感光ドラムの使用状態に応じた発光量の設定]
上述したような、感光ドラム5の膜厚の厚さ(使用状態)に応じて各光源(LD401Y〜LD401K)の第1発光量、第2発光量を変えるための具体的な設定について説明する。図6は、感光ドラム(5Y、5M、5C、5K)の使用状態と、対応するLD401Y〜LD401Kの発光量の目標値との関連を示すテーブルであり、(a)は通常発光量(第1発光量)の目標値、(b)は微小発光量(第2発光量)の目標値である。
上述したような、感光ドラム5の膜厚の厚さ(使用状態)に応じて各光源(LD401Y〜LD401K)の第1発光量、第2発光量を変えるための具体的な設定について説明する。図6は、感光ドラム(5Y、5M、5C、5K)の使用状態と、対応するLD401Y〜LD401Kの発光量の目標値との関連を示すテーブルであり、(a)は通常発光量(第1発光量)の目標値、(b)は微小発光量(第2発光量)の目標値である。
本実施例では、感光ドラム5の膜厚の厚さ(使用状態)に関連するパラメータを、使用している感光ドラム5での印刷枚数(積算)としており、印刷枚数(積算)が増えるにつれて使用状態が初期から末期になってゆき、膜厚が薄くなっていく。図7は、図6(a)、(b)に記載された発光量のグラフである。図7からわかるように、設定される発光量は以下の関係を満たす。
・P(c1)<P(c2)<P(c3)<P(a1)<P(a2)<P(a3)
・P(d1)<P(d2)<P(d3)<P(b1)<P(b2)<P(b3)
・P(c3)<P(d2)<P(a1)<P(d3)
・P(c1)<P(c2)<P(c3)<P(a1)<P(a2)<P(a3)
・P(d1)<P(d2)<P(d3)<P(b1)<P(b2)<P(b3)
・P(c3)<P(d2)<P(a1)<P(d3)
このように、使用している感光ドラム5の使用状態が初期から末期になるほど(印刷枚数が増えるほど)通常発光量の目標値、及び、微小発光量の目標値が大きくなるよう設定されている。
なお、同じ使用状態(印刷枚数)であっても、LD401Y、401Kと、LD401M、401Cとで発光量が違うのは、上述したようにそれぞれの光路上に設けられたミラー605の枚数が異なるからである。
印刷枚数の応じた発光量の設定は画像形成前に行われる。エンジンコントローラ522は、その時に使用している各感光ドラム5の印刷枚数にかかる情報を取得する。そして、対応する各光源(LD401Y〜LD401K)に対して、図6のテーブルに基づき、第1発光量、第2発光量をAPC制御で調整する際の基準となる基準電圧Vref11、基準電圧Vref21をそれぞれ設定する。具体的には、エンジンコントローラ522は、基準電圧Vref11を設定するPWM1(Duty値)と、基準電圧Vref21を設定するPWM2(Duty値)を、レーザ駆動回路406へ出力する。
なお、使用している各感光ドラム5の印刷枚数(積算)は不図示のカウンタによりカウントし、不図示のメモリに格納している。このように本実施例では、感光ドラム5の膜厚の厚さに関連する情報(パラメータ)として印刷枚数(画像形成量)に関する情報を用いているが、これに限られない。例えば、感光ドラム5の膜厚に関連する情報として、使用している感光ドラム5の積算回転数に関連する値や、現像ローラ8や帯電ローラ7の積算回転数に関する値でも良い。また、トナー濃度を検知するためのトナーパッチを感光ドラム5上に形成し、そのトナーパッチのトナー濃度等を測定し、膜厚が反映された測定結果の情報を感光ドラム5の膜厚に関連する情報としてもよい。その他、感光ドラム5の膜厚自体や膜厚に関連する情報をセンサで検知し、その検知結果を感光ドラム5の膜厚に関連する情報としてもよい。
[迷光]
次に、光学走査装置9内で発生する迷光について説明する。図8は、光学走査装置9での迷光発生を説明するための図である。図8では簡単のため、光学箱9aやfθレンズ604Y、604M、604C、604Kやミラー605は省略している。
次に、光学走査装置9内で発生する迷光について説明する。図8は、光学走査装置9での迷光発生を説明するための図である。図8では簡単のため、光学箱9aやfθレンズ604Y、604M、604C、604Kやミラー605は省略している。
図2に示したように、レーザ光4Y〜4Kは、一つの光学箱9a内に設けられた回転多面鏡603の反射面603aやfθレンズ604YM、604CKに入射する。回転多面鏡603は多角柱形状でその側面にレーザ光4を反射する複数の反射面603aが形成されている。回転多面鏡603が回転した際、複数の反射面603aの間の継ぎ目部分(反射面同士が交わる稜線部)607にレーザ光4が入射すると、レーザ光4がどの方向に反射されるかわからず、反射されたレーザ光が迷光となる場合がある。また、回転多面鏡603で反射されたレーザ光4Y、4Mが、fθレンズ604YMの角部609、610、611、612に入射した際もどの方向にレーザ光4が向かうかわからず、迷光となる場合がある。同様に、回転多面鏡603で反射されたレーザ光4C、4Kが、fθレンズ604CKの角部613、614、615、616に入射した際もどの方向にレーザ光4が向かうかわからず、迷光となる場合がある。
次に、回転多面鏡603でレーザ光4を偏向走査する場合の迷光の発生タイミングについて説明する。なお、BDセンサ405から一つのBD信号が出力されてから次のBD信号が出力されるまでの期間を1走査の期間とする。この1走査の期間は、回転多面鏡604の一つの反射面でレーザ光4を偏向走査する期間と実質同じである。
図9(a)、(b)、(c)は、それぞれレーザ光4Y、4M、4Cと4Kの1走査における迷光発生タイミングを示した図である。1走査を行う期間には、画像形成領域と画像形成領域外とが存在する。画像形成領域とは、レーザ光4をfθレンズ604の有効領域SA(図8参照)を透過させて感光ドラム5上に照射する期間であり、感光ドラム5上にレーザ光4を結像させて潜像形成可能な期間である。なお、BDセンサ405にはレーザ光4Yのみが入射するので、図9(a)で、その入射タイミングをBD検出点と示している。
図9(a)、(b)における迷光発生点1〜4は、図5におけるfθレンズ604YMの角部609、610、611、612にレーザ光4Y、4Mがそれぞれ入射するタイミングである。迷光発生点5は回転多面鏡603の稜線部607にレーザ光4Y、4Mがそれぞれ入射するタイミングである。図9(c)における迷光発生点6〜9は、fθレンズ604CKの角部613、614、615、616にレーザ光4C、Kがそれぞれ入射するタイミングである。迷光発生点10は回転多面鏡603の稜線部607にレーザ光4C、4Kがそれぞれ入射するタイミングである。
[APCにおける課題]
APC制御は、画像形成領域で所望の発光量で発光できるよう、画像形成領域外の期間で行う必要がある。LD401のように2水準のAPC(通常発光用APC(第1発光量を設定する為のAPC)、微小発光用APC(第2発光量を設定する為のAPC))を行う場合、1水準のAPCを行う場合と比べ、APC制御にかかる時間は長くなる。このため、画像形成領域外の期間のうち、迷光発生点でAPC制御を行ってしまう可能性がある。APC制御はLD401を強制発光させて行う為、場合によっては迷光発生点で発生した迷光が感光ドラム5に照射されることにより、意図しない潜像を形成してしまい画質に影響を与える虞がある。特に、画像形成速度を高速化する為にレーザ光4の走査速度を速くすると、1走査の期間が短くなるため、画像形成領域、及び、画像形成領域外が短くなり、上記の課題はより顕著になる虞がある。
APC制御は、画像形成領域で所望の発光量で発光できるよう、画像形成領域外の期間で行う必要がある。LD401のように2水準のAPC(通常発光用APC(第1発光量を設定する為のAPC)、微小発光用APC(第2発光量を設定する為のAPC))を行う場合、1水準のAPCを行う場合と比べ、APC制御にかかる時間は長くなる。このため、画像形成領域外の期間のうち、迷光発生点でAPC制御を行ってしまう可能性がある。APC制御はLD401を強制発光させて行う為、場合によっては迷光発生点で発生した迷光が感光ドラム5に照射されることにより、意図しない潜像を形成してしまい画質に影響を与える虞がある。特に、画像形成速度を高速化する為にレーザ光4の走査速度を速くすると、1走査の期間が短くなるため、画像形成領域、及び、画像形成領域外が短くなり、上記の課題はより顕著になる虞がある。
[APC制御の実行期間]
次に、本実施例の画像形成装置におけるAPC制御を行う期間について説明する。まず、通常発光用APCでは、第1発光量を調整する為に第1発光量の目標値、又はそれに近い発光量でLD401を発光させる。第1発光量の目標値はいずれも対応する感光ドラム5の表面をトナーが付着する電位にする為の発光量である。このため、迷光発生点1〜10で通常発光用APCを行うと、感光ドラム5の使用状態(膜厚の厚さ)によらず、全ての感光ドラム5Y〜5Kにその迷光が影響し、意図しない潜像を形成してしまい、画質が劣化する虞がある。
次に、本実施例の画像形成装置におけるAPC制御を行う期間について説明する。まず、通常発光用APCでは、第1発光量を調整する為に第1発光量の目標値、又はそれに近い発光量でLD401を発光させる。第1発光量の目標値はいずれも対応する感光ドラム5の表面をトナーが付着する電位にする為の発光量である。このため、迷光発生点1〜10で通常発光用APCを行うと、感光ドラム5の使用状態(膜厚の厚さ)によらず、全ての感光ドラム5Y〜5Kにその迷光が影響し、意図しない潜像を形成してしまい、画質が劣化する虞がある。
一方、微小発光用APCでは、第2発光量を調整する為に第2発光量の目標値、又はそれに近い発光量でLD401を発光させる。第2発光量の目標値は、対応する感光ドラム5の表面にトナーが付着しない電位にする為の発光量である。このため、微小発光用APCでは、迷光発生点1〜10で微小発光用APCを行っても、それにより発生した迷光により意図しない潜像が形成されにくく、画質も劣化しにくい。
しかしながら、場合によっては、迷光発生点で微小発光用APC制御を行うと、それにより発生した迷光により意図しない潜像が形成され画像を乱す可能性がある。この場合について説明する。図7で示したように、LD401M、LD401Cの光を照射する感光ドラム5M、5Cの使用状況が末期の場合、設定される第2発光量の目標値P(d3)は、感光ドラム5Y、5Kの使用状態が初期の場合の第1発光量の目標値P(a1)よりも大きい。このため、その迷光が感光ドラム5Y、5Kに本来形成すべきでない潜像を形成し、その潜像が画像を乱す虞がある。また、感光ドラム5は使用状態が初期の場合程、第1発光量、第2発光量の目標値は低く設定されている。このため、仮に感光ドラム5に一定光量の迷光が照射された場合、使用状態が初期の感光ドラム5程、迷光が照射された部分の電位は、トナーが付着しやすい電位になり易くなる為、画像が乱れる可能性が高い。
そこで、本実施例は以下のように、APC制御の実行期間を設定する。本実施例では、APC制御の実行期間を設定する上で、光源(LD401)の発光量閾値P1を1つの基準として考慮している。発光量閾値P1は、その発光量以上で光源(LD401)を発光させることにより迷光が発生した場合に、使用状態が初期であるいずれかの感光ドラム5で画像が乱れる虞がある発光量の値である。逆に言えば、発光量閾値P1よりも低い発光量で光源を発光させることにより迷光が発生しても、その迷光による使用状態が初期の感光ドラム5の画像への影響は無視できる程度である。本実施例の場合、第1発光量の目標値P(a1)は発光量閾値P1をよりも大きく、第2発光量の目標値P(d2)は発光量閾値より小さい値に設定されている。
図10(a)はLD401YのAPC制御の実行期間を示す図である。LD401Yに関して、通常発光用APC制御は、感光ドラム5Yの使用状態によらず、BD検出点を含み、迷光発生点1〜5を含まない期間に行い、微小発光用APC制御は、迷光発生点1〜5を含む期間に行う。これは、感光ドラムYの使用状態が末期でもLD401Yの第2発光量の目標値P(c3)が発光量閾値P1よりも小さいからである。
図10(b)はLD401MのAPC制御の実行期間を示す図である。LD401Mに関して、通常発光用APC制御は、感光ドラム5Mの使用状態によらず、BD検出点を含み、迷光発生点1〜5を含まない期間に行う。一方で、微小発光用APC制御は、感光ドラム5Mの使用状態が初期又は中期(第1の状態)の場合、第2発光量の目標値P(d1)、P(d2)は発光量閾値P1よりも小さく設定されるので、迷光発生点1〜5を含む期間に行う。一方で、感光ドラム5Mの使用状態が末期(第2の状態)の場合、第2発光量の目標値P(d3)は発光量閾値P1よりも大きく設定される。このため、第2発光量Pを調整する為の調整期間である微小発光用APC制御の実行期間の長さを初期又は中期よりも短く設定し、微小発光用APC制御を迷光発生点1〜5を含まない期間に行う。
なお、第2発光量の目標値P(d3)の時の方が、第2発光量の目標値P(d2)の時よりも微小発光用APCの実行期間の長さを短くすることができるのは以下の理由からである。回路の性質上、微小発光用のAPC制御時に可変抵抗器512によりモニタ電流Imをモニタ電圧Vmに変換する際(図4参照)、モニタ電流Imが小さい程、モニタ電圧Vmへの変換に時間がかかるからである。
図11(a)はLD401CのAPC制御の実行期間を示す図である。LD401Cに関して、通常発光用APC制御は、感光ドラム5Cの使用状態によらず、迷光発生点6〜10を含まない期間に行う。一方で、微小発光用APC制御は、感光ドラム5Cの使用状態が初期又は中期の場合、第2発光量の目標値P(d1)、P(d2)は発光量閾値P1よりも小さく設定されるので、迷光発生点6〜10を含む期間に行う。感光ドラム5Cの使用状態が末期の場合、第2発光量の目標値P(d3)は発光量閾値P1よりも大きく設定されるので、微小発光用APC制御は、実行期間が初期又は中期よりも短くして迷光発生点6〜10を含まない期間に行う。
図11(b)はLD401KのAPC制御の実行期間を示す図である。LD401Kに関して、通常発光用APC制御は、感光ドラム5Kの使用状態によらず、迷光発生点6〜10を含まない期間に行い、微小発光用APC制御は、迷光発生点6〜10を含む期間に行う。これは、感光ドラムKの使用状態が末期でもLD401Kの第2発光量の目標値P(c3)が発光量閾値P1よりも小さいからである。
本実施例では、発光量閾値P1をP(d3)より小さくP(d2)より大きい値としたが、これに限られない。例えば、発光量閾値P1をP(c3)より小さく設定し、LD401Y、401Mの微小発光用APC制御の期間の長さも変更してもよい。また、本実施例ではP(a1)よりもP(d3)が大きく設定されていたが、P(a1)よりもP(d3)が小さくても、P(d3)がP1よりも大きい限りは迷光による画像不良の発生の可能性がある。このため、上記のように微小発光用APC制御の期間の長さを変更する必要がある。
上述したような微小発光用のAPC期間の長さの変更は、予め第2発光量の目標値に関連する値と一緒にテーブルに記憶しておき、第2発光量の目標値が決まると自動的に決まるようにしてもよい。
別の方法としては、第2発光量の目標値が更新される度に、“第2発光量の目標値に関連するパラメータ”を用いて第2発光量の目標値と発光量閾値P1との大小関係を判別し、その判別結果に基づき微小発光用のAPC期間の長さを変更してもよい。
“第2発光量の目標値に関連するパラメータ”とは、第2発光量の目標値以外に、第2発光量の目標電圧である基準電圧Vref21(図4参照)や、それを設定する基準値PWM2信号のDuty値(図4参照)等がある。また、感光ドラム5の膜厚の厚さに関連して第2発光量の目標値を変更する構成であれば、感光ドラム5の膜厚に関連するパラメータ(印刷枚数や積算回転量等)を“第2発光量の目標値に関連するパラメータ”としてもよい。
また、微小発光用APC制御の実行期間の長さを変えるかどうかを、“第2発光量の目標値に関連するパラメータ”だけでなく、発生した迷光が影響する可能性のある他の感光ドラムの使用状況を更に加味して決めてもよい。例えば、LD401Mに関して、設定される第2発光量の目標値が発光量閾値P1よりも大きく、且つ、感光ドラム5Y、5C、5Kのいずれかの膜厚が所定値よりも厚い状態(初期状態に近い状態)であれば、微小発光用APC制御の期間を短くする。このように、他の感光ドラムの使用状態を加味することで、“第2発光量の目標値に関連するパラメータ”のみで微小発光用APC制御を行う期間の長さを変えるかを判断するよりも、なるべく多くの微小発光用APC制御を行う期間を確保することができる。このようにすることで、より第2発光量を精度良く調整することができる。
なお、本実施例は、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcが固定の値となる構成で説明した。しかしながら、帯電電圧Vcdc及び現像電圧Vdcが固定でなくても、感光ドラムの感度特性の変化(露光量に対する感光ドラム電位の変動)等を考慮して、微小発光の発光量を変更する場合がある。そのような場合にも本実施例のように微小発光用APC制御を実行する期間を変えることは有効である。
以上説明したように、本実施例では、微小発光用APC制御を実行する期間の長さを、第2発光量の目標値に関連する値に応じて変更可能に構成した。そして、微小発光用APC制御を実行する期間の長さ変更することで、画像不良を発生させうる光量の迷光が発生するタイミングでAPC制御を行うことを避けることを可能とした。これにより、通常発光用、及び、微小発光用の2水準の発光量のAPC制御を行いつつ、APC制御時に発生する迷光により画像不良が発生することを抑えることができる。
本実施例では、より精度良く迷光の発生を抑える構成について説明する。なお、本実施例では実施例1と異なる点について説明し、実施例1と同じ部分については同様の符号を付し説明は省略する。
実施例1では発光量閾値P1を目標値P(a1)よりも小さく、目標値P(d2)よりも大きい値に設定していた。しかしながら、装置構成に起因する迷光の発生しやすさや、求められる画質によっては発光量閾値P1をより低い値に設定する場合がある。また、画像形成可能な感光ドラム5の膜厚のレンジを大きく設定する場合、同じ光源(例えば、LD401Y)でも初期の第2発光量の目標値と末期の第2発光量の目標値の差(例えば目標値P(c3)と目標値P(c1)の差)が大きくなるので、発光量閾値P1を目標値P(c3)や目標値P(c2)よりも低い値に設定する場合がある。
また、光学走査装置9の構成によっては、ミラー605の枚数の差が大きいなど、光路を構成する光学部材の構成によっては、同じ感光ドラム5の使用状態でも、LD401Y、401Kと、LD401M、401Cとで、第1発光量、及び、第2発光量の目標値の差を大きく設定する場合があり、この場合でもやはり発光量閾値P1を目標値P(d1)よりも低い値に設定する場合がある。
このため、本実施例では、より低い発光量閾値P1にも対応可能な構成について説明する。具体的には、本実施例では、第1発光量及び第2発光量の目標値に応じてより細かくAPC制御を行う期間を変化させる。図12(a)、(b)は、感光ドラム5Y、5M、5C、5Kの使用状態に応じた、LD401Y、401M、401C、401Kの第1発光量の目標値及び第2発光量の目標値と、APC制御の実行する期間の長さ(時間幅)を示した図である。各光源の発光量の目標値は実施例1と同じである。設定されているAPC制御の時間幅は、各発光量を目標値としてAPC制御を行う際、誤差等を考慮してAPC制御を完了させるのに必要な時間である。
先述したように、微小発光用のAPC制御時に可変抵抗器512によりモニタ電流Imをモニタ電圧Vmに変換する際(図4参照)、モニタ電流Imが小さい程、モニタ電圧Vmへの変換に時間がかかる。このため、APC制御に最低限必要な期間は、発光量が小さい程、APC制御に最低限必要な期間は長くなる。
従って、APC制御の時間幅は以下の関係を満たす。
・T(a3)<T(a2)<T(a1)<T(c3)<T(c2)<T(c1)
・T(b3)<T(b2)<T(b3)<T(d3)<T(d2)<T(d1)
・T(d3)<T(a1)<T(d2)<T(c3)
・T(a3)<T(a2)<T(a1)<T(c3)<T(c2)<T(c1)
・T(b3)<T(b2)<T(b3)<T(d3)<T(d2)<T(d1)
・T(d3)<T(a1)<T(d2)<T(c3)
そして、図13は光源のLD401YのAPC制御の実行期間を示す図である。図14は光源のLD401MのAPC制御の実行期間を示す図である。図15は光源のLD401CのAPC制御の実行期間を示す図である。図16は光源のLD401KのAPC制御の実行期間を示す図である。
図13〜図16に示すように、各光源LD401Y〜401Kの通常発光用のAPC制御は、実施例1と同様に対応する迷光発生点1〜5、6〜10を含まない期間に行う。
また、LD401Yの微小発光用のAPC制御は、図13に示すように、感光ドラム5の使用状態が初期の時のみ迷光発生点1、2を含む期間で実行し、その他の使用状態では迷光発生点では実行しない。LD401Mの微小発光用のAPC制御は、図14に示すように、感光ドラム5の使用状態に関わらず、迷光発生点では実行しない。LD401Mと同様に、LD401Cの微小発光用のAPC制御は、図15に示すように、感光ドラム5の使用状態に関わらず、迷光発生点では実行しない。LD401Kの微小発光用のAPC制御は、図16に示すように、感光ドラム5の使用状態が初期の時のみ迷光発生点10を含む期間で実行し、その他の使用状態では迷光発生点では実行しない。このように各光源LD401Y〜401Kの微小発光用のAPC制御の実行期間を設定すれば、発光量閾値P1が目標値P(c2)より小さく目標値P(c1)より大きい値に設定されていても、画像不良を発生させうる光量の迷光が発生するタイミングでAPC制御を行うことを避けることを可能となる。
このように、本実施例では、通常発光用、及び、微小発光用APC制御を実行する期間を、APC制御の発光量の目標値に応じて細かく変更することにより、なるべくAPC制御を実行する期間を短くした。これにより、より精度良く画像不良を発生させうる光量の迷光が発生するタイミングでAPC制御を行うことを避けることを可能とした。従って、通常発光用、及び、微小発光用の2水準の発光量のAPC制御を行いつつ、APC制御時に発生する迷光により画像不良が発生することを抑えることができる。
5(5Y、5M、5C、5K) 感光ドラム
9 光学走査装置
401(401Y、401M、401C、401K) 光源(LD)
405 BDセンサ
406 レーザ駆動回路
603 回転多面鏡
604YM、604CK fθレンズ
9 光学走査装置
401(401Y、401M、401C、401K) 光源(LD)
405 BDセンサ
406 レーザ駆動回路
603 回転多面鏡
604YM、604CK fθレンズ
Claims (13)
- 感光体と、光源を発光させて前記感光体に光を照射する光照射手段と、前記感光体にトナーを付着させる現像手段と、を有し、前記光照射手段は、前記感光体の表面の前記トナーを付着させる画像部に対し、前記画像部を前記トナーが付着する電位にすべく、第1発光量で発光し、前記感光体の表面のトナーを付着させない非画像部に対して、前記非画像部を前記トナーが付着しない電位にすべく、前記第1発光量よりも小さい第2発光量で発光する画像形成装置において、
前記光源を発光させてその発光量が第2発光量の目標値となるよう前記光源の発光量を調整する調整手段を有し、前記調整手段による前記調整の調整期間の長さを変更可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整手段は、前記感光体の膜厚に関連する情報に基づいて前記調整期間の長さを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の膜厚に関連する情報とは前記感光体の積算回転数であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の膜厚に関連する情報とは前記感光体による画像形成量であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の膜厚に関連する情報に基づいて前記第2発光量の目標値が変更されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の膜厚に関連する情報に基づいて前記第2発光量の目標値が変更され、前記調整手段は、前記第2発光量の目標値に関する情報に基づいて前記調整期間の長さを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の膜厚が薄くなるほど前記第2発光量の目標値は大きくなることを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。
- 前記第2発光量の目標値が所定の値より小さい状態を第1の状態とし、前記第2発光量の目標値が所定の値より大きい状態を第2の状態とすると、前記第1の状態における前記調整の調整期間の長さより、前記第2の状態における前記調整の調整期間の長さは短いことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記光照射手段は、前記光源からの光が入射する複数の反射面が形成された回転多面鏡と、前記回転多面鏡で反射された前記光源からの光が入射するレンズを備え、
前記第2の状態における前記調整の調整期間は、前記光源からの光が、前記回転多面鏡の複数の反射面の間の継ぎ目部分、又は、前記レンズの角部に入射するタイミングを含まないことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記感光体は複数存在し、前記光照射手段は前記複数の感光体のそれぞれに光を照射する複数の前記光源を備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記光照射手段は、前記複数の光源から出射された光がそれぞれ透過する複数のレンズと、前記複数のレンズを収容する光学箱と、を備えることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記複数の感光体にそれぞれ帯電電圧を印加し、前記光照射手段に光を照射される前の前記複数の感光体の表面を帯電させる帯電手段を有し、前記帯電手段が前記複数の感光体のそれぞれに印加する帯電電圧は実質的に同じ電圧であることを特徴とする請求項10又は11に記載の画像形成装置。
- 前記現像手段は、前記光照射手段に光を照射された後の前記複数の感光体にそれぞれ現像電圧を印加し、前記現像手段が前記複数の感光体のそれぞれに印加する現像電圧は実質的に同じ電圧であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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2013
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