JP2016105201A - カラー画像形成装置 - Google Patents
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本発明は、上記要望を鑑みてなされたものであり、画像部に対応する発光光量の調整に加え、非画像部の微少発光における光量を適切に調整することを目的とする。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、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趣旨のものではない。
図1は、カラー画像形成装置の概略断面図である。尚、以下の説明においては、カラー画像形成装置を用いて説明を行うが、それに限定されるものではない。後述にて詳しく説明する非画像部の微少発光については、例えば、単色の画像形成装置にも適用することが出来る。また、以下においては、インライン方式のカラー画像形成装置を例に説明を行うが、例えばロータリー方式のカラー画像形成装置でも良い。また、以下においては、中間転写ベルト3を有する画像形成装置について説明を行うが、感光ドラム5に現像されたトナー像を転写材に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。以下、インライン方式で且つ中間転写ベルト方式を採用したカラー画像形成装置を例に詳述する。
図1に示す如く、カラーレーザープリンタ50は、複数の第1の像担持体である感光ドラム5(5Y,5M,5C,5K)を有し、順次、第2の像担持体である中間転写ベルト3に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得るプリンタである。この方式をインライン方式或いは4連ドラム方式という。
図2に光走査装置の代表的な外観図を示す。発光素子であるレーザーダイオード107(以下LD107と称する)には、レーザー駆動システム回路130の作動により駆動電流が流れる。LD107は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザー光を発光する。レーザー駆動システム回路130は、後述のエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123に対して、電気的に接続されているLD107を駆動する為の回路である。
図3は、非画像部において、感光ドラム上にトナー付着をさせないようにし、且つ正かぶりや反転かぶりを発生させないように微少発光するうえで、LD107の光量レベルを自動的に調整するレーザー駆動システム回路である。
124はOR回路であり、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信号が入力に接続されており、Data信号は後述のスイッチング回路106へ接続されている。尚、VIDEO信号は、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く信号である。
エンジンコントローラ122は、SH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路112をホールド状態(非サンプリング期間中)に設定するとともに、スイッチング回路116を入力信号Baseによりオフ動作状態にする。また、エンジンコントローラ122は、SH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路102をサンプリング状態に設定し、スイッチング回路106をData信号によりONとする。より詳細には、このとき、エンジンコントローラ122は、Ldrv信号を制御(指示)し、Data信号をLD107の発光状態になるように設定している。尚、このサンプル/ホールド回路102が、サンプリング状態にある期間がAPC動作中に相当する。
一方、エンジンコントローラ122はSH1信号の指示により、サンプル/ホールド回路102をホールド状態(非サンプリング期間中)に設定するとともに、スイッチング回路106をData信号によりオフ動作状態にする。このData信号に関し、エンジンコントローラ122は、イネーブル端子付きバッファ125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。また、エンジンコントローラ122は、SH2信号の指示により、サンプル/ホールド回路112をAPC動作中に設定し、スイッチング回路116を入力信号BaseによりONとし、LD107が微少発光状態となるように設定する。
上述の説明において、全面微少発光状態時の駆動電流Ibは、図4に示すLD107の閾値電流Ithを越え、微少発光レベルPbとなるように設定される。尚、微少発光レベルとは、そのレベルのレーザー照射によっても感光ドラムにトナー等の現像材が実質的に帯電付着しない(顕像化されない)発光強度レベルで、且つトナーかぶり状態を良好にする為の発光強度レベルを意味する。また発光レベルPbの発光強度はレーザー発光領域とする。仮に、このときの発光レベルPbがレーザー発光領域に満たないLED発光領域であった場合、スペクトルの波長分布が拡がり、レーザーの定格の波長に対して広い波長分布になる。この為、感光ドラムの感度が乱れ、表面電位が不安定になってしまう。従って、発光レベルPbは、LED発光領域を超えるレーザー発光領域である必要がある。
そして通常のプリント用の発光レベルでLD107を発光させるときには、以下のように図3の回路を動作させる。即ち、サンプル/ホールド回路112をホールド期間に設定し、スイッチング回路116をオン動作させると共に、サンプル/ホールド回路102をホールド期間に設定し、スイッチング回路106をオン動作させる。つまり、図3や後述の図6のレーザー駆動システム回路においては、駆動電流Ibに、駆動電流Idrbを加算することで、通常のプリント用の発光レベルでLD107を発光させる。これにより駆動電流Idrv+Ibが供給される。また、LD107は、スイッチング回路106のオフ状態で駆動電流Ibの微少発光レベル発光強度Pbとすることが出来る。
図6の回路は、図3の回路に対して、バイアス電流Ibiasを流す抵抗Rbを追加した点が異なる。このバイアス電流Ibiasは、LD107の閾値電流Ithより小さく設定され、レーザー発光領域でない(通常LED発光領域と呼ばれる)範囲で設定する。各レーザー発光強度と各電流値との関係を図7に示す。バイアス電流の効果に関しては、様々な文献により紹介されているようにLD107の立ち上がり特性の改善などである。
次に、レーザーの発光レベルを維持するAPCの実行タイミングについて説明する。図8はレーザー走査に係るタイミングチャートである。
実施例2においては、実施例1を更に発展させ、より多くの時間を2水準のAPCに割り当てる実施について説明を行う。尚、画像形成装置の構成、及び回路の構成については、基本的に実施例1と同様なので、ここでの詳しい説明を省略する。また、以下においては、図11を用いて実施例2におけるAPCのタイミングチャートを説明するが、t6のタイミングまでは実施例1と同様の処理なのでその説明も省略する。以下、差異を中心に説明を行う。
上述の実施例では、APCについて、P(Idrv)のAPCと、P(Ib)のAPCで説明したが、P(Ib)のAPCを先に行うことにより、P(Ib+Idrv)のAPCを行うようにすることも出来る。
実施例1では、APCについて、P(Idrv)のAPCと、P(Ib)のAPCとを夫々実行するよう説明したが、この形態に限定されない。例えば、P(Ib)のAPCの代わりにP(Ib+Idrv)のAPCを行うようにしても良い。
102 サンプル/ホールド回路
103 ホールドコンデンサ
104 電流増幅回路
105 基準電流源
106 スイッチング回路
107 レーザーダイオード
108 フォトダイオード
109 電流電圧変換回路
111 コンパレータ回路
112 サンプル/ホールド回路
113 ホールドコンデンサ
114 電流増幅回路
115 基準電流源
116 スイッチング回路
121 BD検出素子
122 エンジンコントローラ
123 ビデオコントローラ
124 OR回路
125 バッファ
130 レーザ駆動システム回路
Claims (8)
- レーザー光を発光する発光素子と、感光ドラムと、前記感光ドラムを帯電する帯電手段と、を備え、前記帯電された感光ドラムに前記発光素子の発光により潜像を形成し、前記潜像にトナーを付着させ可視化する画像形成装置であって、
プリントデータの入力に応じて、画像部においてはプリント用の第1発光レベルの光量でパルスデューティーに従う時間で前記発光素子を発光させ、非画像部においては微少発光の第2発光レベルの光量で前記発光素子を発光させるレーザー駆動手段と、
前記発光素子を前記第1発光レベルで発光させるようにするための第1駆動電流を、1ジョブにおいて複数回調整する第1光量調整手段と、
前記発光素子を前記第2発光レベルで発光させるようにするための第2駆動電流を、1ジョブにおいて複数回調整する第2光量調整手段と、を備え、
前記レーザ駆動手段は、前記第2駆動電流に前記第1駆動電流を加算し前記発光素子を前記第1発光レベルの光量で発光させ、前記第1光量調整手段は、前記第1駆動電流としての前記第2駆動電流に加算する電流を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2光量調整手段は、記録紙の余白領域に対応するレーザ発光が行われる期間の余白領域期間において、前記第2駆動電流を調整することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第2発光レベルの光量は、前記帯電手段により印加される帯電電圧の変化に応じて変化する量であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記第2発光レベルの光量は、前記帯電された感光ドラムの帯電電位の変化に応じて変化する量であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記第1光量調整手段は、少なくとも水平同期信号の検出前のタイミングにおいて第1駆動電流を調整し、
前記第2光量調整手段は、少なくとも水平同期信号の検出後で且つ画像マスク期間における少なくとも一部の期間で、前記第2駆動電流を調整することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第1光量調整手段は、前の走査ラインに対応した水平同期信号の検出タイミングを基準に、前記第1駆動電流の調整を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記第2光量調整手段は、前記発光素子によりトナー像形成領域に対応するレーザー光の発光を終えた後で、且つ次の走査ラインの為の水平同期信号を検出する前において、前記第2駆動電流を調整することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子はLEDであり、前記第2発光レベルはLED発光領域を超えるレーザー発光領域であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の画像形成装置。
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