JP2701889B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、走査密度を切り換えて高精細に光ビーム
を記録媒体に走査露光して画像形成する装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、半導体レーザを用いたレーザビームプリンタで
は、装置固有に設定された走査密度（240,300,400DPI）
で固定された記録を行っていた。しかし、近年の画像処
理技術の向上により、画像データ等を高精細に印字する
ために、走査密度を500,600,800DPIにしたいといった要
求も高まっている。

一方、１台のレーザビームプリンタで、複数の走査密
度（例えば300DPIと400DPIまたは400DPIと600DPI等）を
切り換えて印字処理を実行する装置も提案されている。

これは、１台のレーザビームプリンタで、複数のホス
トコンピュータと接続したり、所望とする画像サンプル
によって適正な走査密度を選択できるようにするためで
ある。

なお、走査密度が大きくなると（走査が高精細とな
る）、画質は高品位になるが、画像情報をドット展開す
るのに時間がかかったり、画像情報の転送に時間が大幅
にかかるといった特有の問題が発生する。

特に漢字の文字情報であれば、400DPI程度で十分に精
細な印字が可能となるが、写真画像等の場合には、400D
PI程度の走査密度では、必ずしも画質は良好とはならず
600DPI以上の走査密度画要求される場合がでてくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般には、副走査方向の走査密度を変更する場合、特
にレーザビームプリンタにおいては、光学走査系（スキ
ャナモータ，ポリゴンミラー，結像レンズ，折り返しミ
ラー等）のうち、スキャナモータ等の回転数を一定速度
まで上下させることにより実現している。

しかしながら、例えば400DPIで設定された基準回転数
までに立ち上げる時間と、600DPIで設定された基準回転
数までに立ち上げる時間には相対的に無視できないタイ
ムラグが発生する。

従って、従来の低密度のレーザビームプリンタでは、
メインモータ（感光ドラム等を駆動するモータ）の立ち
上げタイミングと同期して上記スキャナモータを立ち上
げれば、画像印字開始前に規定の回転数に達して安定し
た露光走査可能状態となるが、高走査密度指定の際に
は、上記のようなスキャナモータ立ち上げ制御では、メ
インモータ立ち上げが完了しても、スキャナモータの回
転数が規定回転数に到達しない事態が発生し、再現画像
品位を大幅に損ねてしまう重大な問題点があった。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたも
ので、前記光学走査系が指定された走査密度に基づく回
転速度で立ち上がる前に、前記指定された走査密度に応
じたタイミングで前回転処理を開始させることにより、
走査密度として高密度が指定された場合であっても、光
学走査系が規定速度まで安定して立ち上がる前に前回転
処理を開始して、印字開始までの時間を最小にすること
ができる画像形成装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る画像形成装置は、入力される画像信号
で変調される光ビームを発射するビーム発生手段と、こ
のビーム発生手段から出射された光ビームを偏向走査す
るための光学走査系と、この光学走査系を所定速度で回
転させる回転手段とを有し、指定された走査密度に基づ
いて前記光学走査系の回転速度を切り換えて画像形成を
行う画像形成装置において、前記光学走査系が指定され
た走査密度に基づく回転速度で立ち上がる前に、前記指
定された走査密度に応じたタイミングで前回転処理を開
始させる前回転制御手段とを有するものである。

〔作用〕

この発明においては、前記光学走査系が指定された走
査密度に基づく回転速度で立ち上がる前に、前回転制御
手段が前記指定された走査密度に応じたタイミングで前
回転処理を開始させて、走査密度として高密度が指定さ
れた場合であっても、光学走査系が規定速度まで安定し
て立ち上がる前に前回転処理を開始して、印字開始まで
の時間を最小にすることができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構
成を説明する断面図であり、１は半導体レーザ，ポリゴ
ンミラー，このポリゴンミラーを駆動する精密モータ等
から構成されるスキャナユニット（光学走査系）であ
り、半導体レーザから放出されたレーザビームはコリメ
ータレンズを通過することで平行光になり、次いで、ポ
リゴンミラーに入射し、高速回転するポリゴンミラーに
よってレーザビームは感光ドラム３上を走査する。２は
θレンズ，折り返しミラー等で構成される光学系であ
る。この光学系２によりレーザビームは感光ドラム３に
入射する。なお、この実施例における半導体レーザの波
長は770〜800nmであり、感光ドラム３は、この波長に感
度のある感光部材、例えばフタロシアンニン系有機光導
電体，セレン系光導電体を使用する。

４は一時帯電器であり、有機光導電体の感光ドラム３
上に一様帯電を行う。

なお、この実施例では一次帯電をさらに均一に行うた
め、および感光ドラム３上の電位を安定するために感光
ドラム３と一定の距離を保ってグリッド17を設けてい
る。このグリッド17には、自己電圧発生部材を介して接
地されており、コロナ放電電流が流れると、グリッド17
に一定電圧が発生して感光ドラム３の表面電位を制御す
るように構成されている。この一次帯電器４によって帯
電された感光ドラム３は、前述したスキャナユニット1,
光学系２によって導かれたレーザビームで走査され、静
電潜像が形成される。

この実施例では顕像化される部分をレーザビームで走
査する。すなわちレーザビームが照射された部分を現像
する、いわゆるイメージスキャン方式を用いている。な
ぜなら、イメージスキャン方式はバックグラウンド方式
に比べて画質が鮮明であり、レーザの発光時間が少なく
て済み、半導体レーザの寿命に対して有利であるからで
ある。この静電潜像は、次の現像器５によって顕像化さ
れる。この実施例では現像方法として、１成分磁気現像
方式を採用しており、現像器５の簡単，小型化を可能に
しており、トナーによる汚れの少ない現像器を構成でき
るようになったこの現像器５のスリーブには電源（図示
しない）によって直流電圧が重畳された交流電圧が印加
されている。

一方、積載台Ｓ上のシートＰは給送ローラ６と感光ド
ラム３上の画像と同期するようタイミングをとって回転
するレジストローラ７によって、感光ドラム３上に送り
込まれる。そして、転写帯電器８によって感光ドラム３
上のトナー像は、シートＰ上に転写される。その後、分
離手段9aによって感光ドラム３から分離されたシートＰ
は、ガイド９によって定着装置10に導かれ、シートＰ上
のトナー像が定着された後、排出ローラ11によりトレイ
12上に排出される。なお、13はクリーナを示す。

なお、この実施例では感光ドラム3,一次帯電器4,現像
器5,クリーナ13は一体となっているプロセスカートリッ
ジ14を構成している。このプロセスカートリッジ14は、
本体に対して着脱自在に設けられており、本体に装填す
る際には、本体ガイド15にプロセスカートリッジ14の枠
体14aの摺動部14bが係合して案内される。16は一次帯電
の前に感光ドラム３に光を照射する前露光手段であり、
その光源としてハロゲンランプ，白熱球,LED等を用いる
とよい。この前露光の光は、プロセスカートリッジ14の
開口部を通って感光ドラム３の表面に照射される。

18はコントローラ部で、後述するフローチャートに従
って前回転完了時間を走査密度指定に従って制御する。

第２図は、第１図の動作を説明するタイミングチャー
トである。T1〜T10は各部の起動タイミングまたは電圧
印加タイミング，特性等を示す。なお、T1はメインモー
タの始動タイミングを示し、T2はスキャナモータの始動
タイミングを示し、T3はスキャナモータの回転数を示
し、T4は前露光手段16の始動タイミングを示し、T5は一
次帯電器４の始動タイミングを示し、T6は転写帯電器８
の始動タイミングを示し、T7はレーザビーム露光タイミ
ングを示し、T8は感光部材表面電位特性を示し、T9は直
流成分現像バイアスしの始動タイミングを示し、T10は
交流成分現像バイアスの始動タイミングを示す。

以下、走査密度を400DPI（およびそれ以下の走査密
度）と600DPIとを切り換える場合について説明する。

先ず、400DPIの場合、メインモータ，スキャナモー
タ，一次帯電器４等が時刻Ｐで同時に作動を開始する
（タイミングT1,T2,T5）。スキャナモータの回転数は画
像書き込みを開始する（時刻Ｑ）までに所定の回点数に
到達する。

しかしながら、600DPIの場合は、先ずスキャナモータ
が時刻P₁で回転を開始し、次いで、メインモータ，一次
帯電器400DPIと同時刻Ｐに動作を開始する。スキャナモ
ータの回転数は画像の書き始めの位置Ｑまでに600DPIに
指定された所定の回転数に到達する。

このように、走査密度毎に画像前処理時間（前回転処
理時間）を可変（結果として画像前処理完了時間を可
変）して、400DPIでは、ファーストプリントタイムを短
縮できる。また、600DPI使用するような写真画像をプリ
ントするような場合は、画像データの転送に時間を要す
るために、若干ファーストプリントタイムが長くなって
も、大きな支障はきたさない。なお、下記第１表に走査
密度別のスキャナモータ立ち上がり時間の例を示す。

なお、上記第１表に示すレーザビームプリンタにおい
ては、６面のポリゴンミラーを使用している。

また、この実施例ではメインモータが作動を開始して
から、画像信号を印字するまでに約５秒あるので、400D
PI以下では、前回転中にスキャナモータを立ち上げるこ
とができる。

次の他の画像形成シーケンスについて説明する。

前回転では、先ず感光ドラム３の回転開始と同時に前
露光手段16が点灯し（タイミングT4参照）、これと同
時、または若干遅れて一次帯電器４が放電を開始する
（タイミングT5参照）。これは、転写帯電器８の極性が
正のため、一次帯電器４と逆極性の正電荷を感光ドラム
３に帯電させると、感光ドラム３に帯電メモリが残り、
感光ドラム３にとって好ましくないからである。従っ
て、感光ドラム３に一次帯電を行った後、この一次帯電
を受けた部分に重なるように転写帯電が開始される。こ
のようすると、感光ドラム３上の電位は、一次帯電と逆
極性の高い電位に帯電させることがなく、ドラムに帯電
メモリを残すこともない。

レーザで画像露光を行った後、後回転において転写帯
電が放電を停止した後、感光ドラム３が転写から一次帯
電器４間で回転するに要する時間だけ一次帯電器４が放
電を継続し、転写帯電器８を受けた感光ドラム３上の電
位を、一度帯電電位V_Dに近い電位にした後、この帯電電
位を減衰させるため、略１回転して前露光を、感光ドラ
ム３全周に均一に照射する。このようにして感光ドラム
３の電位を一度負電位にした後、光を照射することによ
って、感光ドラム３上の電位を均一、かつ殆ど減衰させ
ることができる。このタイミングにおいて、転写帯電器
８は、転写材が転写帯電器８を通り過ぎてから放電を中
止しなければならない。また、一次帯電器４は、転写帯
電器８の放電を受けた部分をオーバラップしてから放電
を中止しなくてはならない。

さらに、前露光は一次帯電を受けた部分を全て照射す
る必要があるため、一次帯電が放電を中止してから１回
転以上は回転しなければならない。このように、感光ド
ラム３上の電位が均一になった後に、感光ドラム３の回
転が停止し、前露光が消灯する。

上記のタイミングをとると、感光ドラム３を一次帯電
した後、光を照射するため帯電メモリ，光メモリは殆ど
残らない。

次いで、転写帯電器８に電圧を印加（第２図に示すタ
イミングT6）し、それによりコロナイオンが感光ドラム
３へ向かい、表面電位が略暗電位（第２図に示すＡ点の
電位）になる（タイミングT8）。この帯電領域が現像位
置に到達した直後に現像バイアスの直流成分（第２図に
示すＢ点の電位）を現像電極に印加する（第２図に示す
タイミングT9）。感光ドラム３の電位が一様に暗電位に
なった後、画像露光が開始され画像領域が現像位置に到
達する直前に現像電極に現像バイアスの交流成分（第２
図に示すＣ点の電位）が印加される（タイミングT1
0）。そして、画像露光が終了し、画像領域の後端部が
現像位置を通過した後、現像バイアスの交流成分が第２
図に示すＤ点で切られ、その後は転写高圧は転写材が感
光ドラム３を通過した後切られる。次いで、一次帯電が
OFFになる。続いて、感光ドラム３の表面電位が前露光
によってゼロ付近まで落ち、その領域の先端が現像位置
に到達する直前に現像バイアスの直流成分が切られ、前
露光も切られる。

第３図は、第１図に示したコントローラ部18の構成を
説明する制御ブロック図であり、30はプリンタ側のコン
トローラで、ホスト側のホストコンピュータ39とコネク
タを介して接続されている。

一方、コントローラ30からの信号は、メインモータド
ライバ31を介してメインモータ32に、あるいはスキャナ
モータドライバ33を介してスキャナモータ34に送られそ
れぞれのモータ32,34が駆動される。

一方、レーザ35はコントローラ30内に含まれたレーザ
ドライバによって画像信号に応じて駆動される。36は高
圧電源で、コントローラ30からの制御信号に基づいて一
次帯電器通の帯電器に高圧を印加する。37は前露光部
で、コントローラ30からの制御信号に基づいて前露光処
理を行う。38は現像バイアス電源で、コントローラ30か
らの制御信号に基づいて現像スリーブに所定の現像バイ
アスを印加する。

なお、コントローラ30はホスト側からコマンドまたは
プリンタ装置に設ける走査密度指定に応じて走査密度、
例えば600DPIと400DPIとを選択的に切り換え可能となっ
ており、走査密度が600DPI等の高密度が指示された場合
には、スキャナモータドライバ33に対し、400DPI時より
も先行して駆動指令を発し、実質的に前回転処理完了時
間を延長させ、画像記録開始までにスキャナモータ34の
回転を立ち上げて安定化する。これにより、600DIP指定
時のファーストプリントまでの時間が実質延長される
が、400DPI指定時はファーストプリントまでの時間が短
縮される。

なお、上記実施例では、前露光を実行するレーザビー
ムプリンタを例にして説明したが、前露光のないレーザ
ビームプリンタであっても、この発明を適用できる。

また、上記実施例では、スキャナモータ34のみを他の
駆動系に先行して始動する場合について説明したが、ス
キャナモータ34の回転と同時にメインモータ32を同時に
駆動させ、所定の時間空回転処理を実行させてもよい。

さらに、プリンタがスタンバイ状態の時は、スキャナ
モータ34を低速回転させておき、プリント時に所定の回
転数に立ち上げるという方式のプリンタの場合には、低
速回転から所定回転までの立ち上がり時間に着目して、
この発明を適用すれば良い。

第４図はこの発明の他の実施例を示す画像形成装置の
制御動作を説明するタイミングチャートでり、第２図と
同一のものには同じ符号を付してある。なお、400DPI指
定の場合には、上記第２図の制御と略同一であるので説
明は省略する。

走査密度として600DIPが指定されると、まずスキャナ
モータ34が先行して回転を開始し、規定の回転数よりも
低い400rpmまで到達したら（図中のＲ点）、前露光手段
16,一次帯電器4,メインモータ32を始動させる。これ
は、4000rpmまで到達したら画像書き出し（図中のＱ
点）までに規定の回転数に到達するという見込でプリン
ト動作を開始するものである。これにより、走査密度と
して600DPIが指定された場合で合っても、最小の時間
（第２図に示した制御時間よりも短縮）でプリント画像
を得ることができる。なお、ここでは600DPIを例にして
説明したが、もちろん800DPI、1000DPI等であっても良
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、光学走査系
が指定された走査密度に基づく回転速度で立ち上がる以
前に、指定された走査密度に応じたタイミング前回転処
理を開始させるように構成したので、走査密度として高
密度が指定された場合であっても、光学走査系が規定速
度まで安定して立ち上がる前に前回転処理を開始して、
印字開始までの時間を最小にすることができる。従っ
て、走査密度指定の高低によらず常に安定した画像形成
処理を効率よく実行できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構成
を説明する断面図、第２図は、第１図の動作を説明する
タイミングチャート、第３図は、第１図に示したコント
ローラ部の構成を説明する制御ブロック図、第４図はこ
の発明の他の実施例を示す画像形成装置の制御動作を説
明するタイミングチャートである。 図中、１はスキャナユニット、３は感光ドラム、４は一
次帯電器、５は現像器、８は転写帯電器、10は定着装
置、16前露光手段、18はコントローラ部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−59210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−162547（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力される画像信号で変調される光ビーム
   を発射するビーム発生手段と、 このビーム発生手段から出射された光ビームを偏向走査
   するための光学走査系と、 この光学走査系を所定速度で回転させる回転手段とを有
   し、 指定された走査密度に基づいて前記光学走査系の回転速
   度を切り換えて画像形成を行う画像形成装置において、 前記光学走査系が指定された走査密度に基づく回転速度
   で立ち上がる前に、前記指定された走査密度に応じたタ
   イミングで前回転処理を開始させる前回転制御手段を具
   備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記前回転制御手段は、前記光学走査系の
   立ち上げタイミングに対する前回転処理の相対的な開始
   タイミングを可変することを特徴とする請求項（１）記
   載の画像形成装置。