JP2895098B2

JP2895098B2 - レーザ駆動装置

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Publication number: JP2895098B2
Application number: JP1197837A
Authority: JP
Inventors: 恭彦山口; 利文磯部; 一義田中
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1989-07-29
Filing date: 1989-07-29
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JPH0361967A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えばカラーレーザプリンタの像露光装
置に適用して好適なレーザ駆動装置に関する。

［発明の背景］従来、感光体上に複数色のトナー像を順次形成してカ
ラートナー像を形成するカラーレーザプリンタが提案さ
れている。第５図はその一例を示すものである。

同図において、１は導電性基板上に光導電層を設けた
感光体である。また、21はコロナ帯電器、26は像露光装
置、Ｌは像露光装置26より照射されるレーザ光、Ａ、
Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン
および黒のトナーを有する現像装置、31は定着器、32は
転写前露光ランプ、33は転写電極、34は分離電極、Ｐは
転写紙、35はクリーニング用除電電極である。また、36
はクリーニング装置であり、クリーニングブレード36
a、バイアスローラ36bおよびクリーニングローラ36cを
有する。

感光体１はコロナ帯電器21により表面が一様に帯電さ
れる。続いて像露光装置26からイエローの画像データに
従ったレーザ光Ｌが感光体１上に照射されて、感光体１
上に潜像が形成される。この潜像はイエロートナーを有
する現像装置Ａによって現像される。これにより、感光
体１上にイエローのトナー像が形成される。

また、イエローのトナー像が形成された感光体１はコ
ロナ帯電器21により表面が一様に帯電される。続いて、
像露光装置26からマゼンタの画像データに従ったレーザ
光Ｌが感光体１上に照射されて、感光体１上に潜像が形
成される。この潜像はマゼンタトナーを有する現像装置
Ｂによって現像される。これにより、感光体１上にはイ
エロートナー像とマゼンタトナー像とが重ねて形成され
る。

以下、同様にして感光体１上にはシアントナー像、黒
トナー像が順次重ねて形成される。これにより、感光体
１上にはカラートナー像が形成される。

このようにして形成されたカラートナー像は、露光ラ
ンプ32で除電されて転写され易くされたのち、転写電極
33によって転写紙Ｐに転写される。そして、転写紙Ｐは
分離電極34により感光体１から分離され、定着器31で定
着される。また、感光体１は除電電極35とクリーニング
装置36により清掃される。

また、第６図は像露光装置26および感光体１を示して
いる。

同図において、41はフレームメモリであり、このフレ
ームメモリ41には、イエロー、マゼンタ、シアンおよび
黒の画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫが、それぞれ１画面
分書き込まれている。この場合に記録フォーマットとし
ては、例えば画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫを１画素毎
にまとめて記憶するバックドピクセルフォーマット（第
７図参照）、あるいは画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫを
それぞれ別領域に記憶するプレーナピクセルフォーマッ
トがある（同図Ｂに図示）。

上述したようにイエロートナー像の形成工程にあると
きには、フレームメモリ41よりイエローの画像データＹ
が順次読み出されてレーザ駆動回路42に供給され、半導
体レーザ37はイエローの画像データＹに基づいて駆動さ
れる。そして、半導体レーザ37より出力されるレーザ光
Ｌは偏向用の回転多面鏡38および結像用のｆ−θレンズ
39を介して予め一様に帯電されている感光体１に照射さ
れる。これにより、感光体１上にはイエローの画像デー
タＹに対応する潜像が形成され、これが現像装置Ａで現
像されてイエロートナー像が形成される。

また、マゼンタトナー像の形成工程にあるときには、
フレームメモリ41よりマゼンタの画像データＭが順次読
み出されてレーザ駆動回路42に供給され、半導体レーザ
37はマゼンタの画像データＭに基づいて駆動される。そ
して、半導体レーザ37より出力されるレーザ光Ｌは偏向
用の回転多面鏡38および結像用のｆ−θレンズ39を介し
て予め一様に帯電されている感光体１に照射される。こ
れにより、感光体１上にはマゼンタの画像データＭに対
応する潜像が形成され、これが現像装置Ｂで現像されて
マゼンタトナー像が形成される。

以下、シアントナー像の形成工程および黒トナー像の
形成工程においても同様に動作して、感光体１上には、
それぞれシアンの画像データＣおよび黒の画像データＫ
に対応する潜像が形成され、これらが現像装置Ｃおよび
Ｄで現像されてシアントナー像および黒トナー像が形成
される。

［発明が解決しようとする課題］ここで、感光体１に形成されるカラートナー像につい
て、第８図を参照して具体的に考えてみる。同図におい
て、「−」は電荷、「」はイエロートナー、「」は
マゼンタトナーである。

感光体１が一様に帯電され（第８図Ａに図示）、イエ
ローの画像データＹに基づいて像露光されてその部分の
電荷が消減し、潜像が形成される（同図Ｂに図示）。こ
の潜像は現像装置Ａによって、感光体１の電荷と同極に
帯電されたトナーが像露光により感光体１上の電荷の消
減した部分にのみ付着されることで現像されてイエロー
トナー像が形成される（同図Ｃに図示）。

この状態で、さらに感光体が一様に帯電され（同図Ｄ
に図示）、マゼンタＭに基づいて像露光されて潜像が形
成される（同図Ｅに図示）。この潜像は現像装置Ｂによ
って現像されてイエロートナー像の上にマゼンタトナー
像が形成される（同図Ｆに図示）。

この場合、マゼンタの画像データＭに基づく像露光
は、感光体１上にイエロートナー像が形成された状態で
行なわれる。

したがって、イエロートナーが付着した部分にマゼン
タの像露光がされた場合、このイエロートナーを透過し
た露光光が感光体１の電位を低減させることになるの
で、イエロートナーが付着していない部分にマゼンタの
像露光がされた場合に比べて電位低減効果が低く、現像
時にイエロートナーが付着された部分へのマゼンタトナ
ーの付着は他の部分よりも少なくなる。

また、感光体１上に最終的に形成されるカラートナー
像が、例えば第８図Ｆに示すようであるとき、このカラ
ートナー像を転写紙Ｐに転写すると、感光体１上での最
下層が転写紙Ｐでは最上層となるので、同図Ｇに示すよ
うになる。

したがって、イエロートナーとマゼンタトナーが重な
っているところでは、イエロートナーが上部に位置する
ようになる。

イエロートナーとマゼンタトナーが重なっている部分
は、本来赤となるべきが、転写紙Ｐ上のプリント出力は
上述したおよびの理由から、イエロー成分がマゼン
タ成分より強くなり、黄色っぽくなる。

このような問題は、複数色のトナーが重なる部分で同
様に生じる。したがって、従来のカラーレーザプリンタ
によれば、画像データＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで示される正しい
色調の画像を形成することができなかった。

この問題を解決するため、複数のトナー像が重なる画
素部分を考慮し、その画素部分の各色成分の強度がバラ
ンスするように各色の画像データを変換してレーザ駆動
回路42に供給することによって、色補正することが考え
られる。

この場合、レーザ駆動回路42によって、半導体レーザ
37より出力されるレーザ光Ｌのレーザパワーを、画像デ
ータに応じて変更する必要を生じる。

レーザパワーを変化させる方法として、半導体レーザ
37を駆動する電流値を変化させることが考えられる。し
かし、上述した画素データは数MHz〜数10MHzの周波数の
ドットクロックDCKの周期で供給されるものであり、こ
のように高い周波数で電流値を安定して変化させること
は困難である。

また、レーザパワーを変化させる方法として、半導体
レーザ37のオンデューティを変化させて実質的にレーザ
パワーを変化させることが考えられる。これによれば、
上述したような高い周波数でもレーザパワーを安定に変
化させることができる。

ところで、例えば画面全体の濃淡を変更したいことが
ある。この場合も、レーザパワーを変化させることで、
その目的を達成することができる。この場合、半導体レ
ーザ37のオンデューティを変化させる方法を用いるとす
ると、画面の濃淡に合わせて、例えば画像データのレベ
ルを全体的にシフトさせることになる。そのため、画像
データのビット数の増加を招き、処理回路の構成が大規
模となる。

つまり、このような場合には、高い周波数でレーザパ
ワーを変化させる必要がないので、半導体レーザ37を駆
動する電流値を変化させることでレーザパワーを変化さ
せる方がよい。

以上のことを考慮し、この発明では、何等不都合を生
じることなく、レーザパワーを変化させることができる
レーザ駆動装置を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］この発明に係るレーザ駆動装置は、帯電、画像データ
に基づいたレーザ露光、現像を複数回繰り返して、感光
体上にトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画
像形成装置に用いられるレーザ駆動装置において、レー
ザのオンデューティを変化させてレーザパワーを変更す
る第１のレーザパワー変更手段と、前記レーザを駆動す
る電流値を変化させてレーザパワーを変更する第２のレ
ーザパワー変更手段とを備え、トナー像の重なり応じて
画素単位でレーザパワーを変更する場合には、前記第１
のレーザパワー変更手段を使用し、画面単位に基づいて
レーザパワーを変更する場合には、前記第２のレーザパ
ワー変更手段を使用することを特徴とするものである。

［作用］本発明によれば、トナー像の重なり応じて画素単位で
レーザパワーを変更する場合には、例えば、画像データ
に応じてレーザのオンデューティを変化させるように第
１のレーザパワー変更手段が使用され、画面単位に基づ
いてレーザパワーを変更する場合には、画面全体の濃淡
に応じてレーザを駆動する電流値を変化させるように第
２のレーザパワー変更手段が使用される。

従って、安定したレーザパワーの変化を行うことがで
きないとか、処理回路の規模が大きくなるとかの不都合
を生じることなく、レーザパワーを変更することができ
るので、正しい色調の画像を形成することができる。

［実施例］以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例に
ついて説明する。この第１図において、第６図と対応す
る部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

同図において、フレームメモリ41には、バックドピク
セルフォーマット、あるいはプレーナピクセルフォーマ
ットでもって、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の
画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫが、それぞれ１画面分書
き込まれている。

このフレームメモリ41からは、イエロー、マゼンタ、
シアンおよび黒のトナー像形成工程のそれぞれで、各画
素の画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫが並列的に読み出さ
れてバッファ51に供給される。

バッファ51は、例えば１ライン分の容量を有するFIFO
で構成される。そして、このバッファ51にはドットクロ
ックDCKが供給され、このドットクロックDCKに同期して
各画素の画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫが並列的に出力
される。

バッファ51より出力される画像データＹ、Ｍ、Ｃおよ
びＫは、ROM、RAM等で構成されるLUT（ルックアップテ
ーブル）52にアドレス信号として供給される。また、こ
のLUT52には、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の
トナー像形成工程のうち、どの色のトナー像形成工程で
あるかを示す２ビットの色選択データSeφ,Se1がアドレ
ス信号としてプリンタシーケンス制御回路（図示せず）
より供給される。この色選択データSeφ,Se1は、例えば
第２図のように設定される。

また、LUT52には、画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫの
各組み合わせにおいて、イエロー、マゼンタ、シアンお
よび黒のトナー像形成工程のそれぞれで出力すべき２ビ
ットの画像データOUTφ,OUT1が予め記憶されている。こ
の画像データOUTφ,OUT1は、複数色のトナー像が重なる
画素部分を考慮し、その画素部分の各色成分の強度を略
等しくなるように、各色の画像データＹ、Ｍ、Ｃおよび
Ｋが変換されたものである。

LUT52からは、色選択データSeφ,Se1および画像デー
タＹ、Ｍ、ＣおよびＫによって所定の画像データOUTφ,
OUT1が選択されて出力される。第３図は、LUT52より出
力される画像データOUTφ,OUT1の一例を示したものであ
る。

また、このLUT52より出力される画像データOUTφ,OUT
1はレーザ駆動回路42に供給され、この画像データOUT
φ,OUT1に基づいて半導体レーザ37が駆動される。この
場合、画像データOUTφ,OUT1に基づいて、半導体レーザ
37のオンデューティが変化させられる。すなわち、レー
ザ駆動回路42からは、画像データOUTφ,OUT1に対応した
パルス幅変調信号SPWMが出力され、このパルス幅変調信
号SPWMによって半導体レーザ37のオンオフが制御され
る。

第４図は、半導体レーザ37の部分の具体構成例を示し
ている。

同図において、371は定電流回路であり、この定電流
回路371と接地間には、オンオフ用のFET372および半導
体レーザ（レーザダイオード）37の直列回路が接続され
る。上述したパルス幅変調信号SPWMはFET372のゲートに
供給され、このFET372がオンオフされることで、半導体
レーザ37のオンオフが制御される。

また、本例においては、半導体レーザ37を駆動する電
流を変化させることで、画面全体の濃淡を変更できるよ
うに構成される。

すなわち、第４図に示すように、画面の濃淡設定用の
データDATAがD/A変換器373でアナログ信号とされたのち
差動アンプ374に供給される。また、半導体レーザ37の
近傍にフォトダイオード375が配され、このフォトダイ
オード375で半導体レーザ37のレーザパワーが検出され
る。

このフォトダイオード375の出力信号は電流／電圧変
換アンプ376で電圧信号に変換されたのち差動アンプ374
に供給される。そして、この差動アンプ374より出力さ
れる誤差信号は定電流回路371の制御端子に供給され
る。これにより、定電流回路371より出力される電流値
が変化させられ、半導体レーザ37のレーザパワーがデー
タDATAに対応した値となるように変更される。

本例は以上のように構成され、その他は第６図例と同
様に構成される。

本例において、イエロートナー像の形成工程では、LU
T52にはフレームメモリ41より画像データＹ、Ｍ、Ｃお
よびＫが並列的に供給されると共に、イエロートナー像
の形成工程であることを示す色選択データSeφ＝0,Se1
＝０が供給される。そして、このLUT52よりイエローの
画像データＹの変換された画像データOUTφ,OUT1がレー
ザ駆動回路42に供給され、感光体１上には画像データOU
Tφ,OUT1に対応する潜像が形成され、これが現像装置Ａ
で現像されてイエロートナー像が形成される。

また、マゼンタトナー像の形成工程では、LUT52には
フレームメモリ41より画像データＹ、Ｍ、ＣおよびＫが
並列的に供給されると共に、マゼンタトナー像の形成工
程であることを示す色選択データSeφ＝0,Se1＝１が供
給される。そして、このLUT52よりマゼンタの画像デー
タＭの変換された画像データOUTφ,OUT1がレーザ駆動回
路42に供給され、感光体１上には画像データOUTφ,OUT1
に対応する潜像が形成され、これが現像装置Ｂで現像さ
れてマゼンタトナー像が形成される。

以下、シアントナー像の形成工程および黒トナー像の
形成工程においても同様に動作して、感光体１上には、
それぞれシアンの画像データＣおよび黒の画像データＫ
の変換された画像データOUTφ,OUT1に対応する潜像が形
成され、これらが現像装置ＣおよびＤで現像されてシア
ントナー像および黒トナー像が形成される。

このように本例によれば、複数色のトナー像が重なる
画素部分を考慮し、その画素部分の各色成分の強度が略
等しくなるように、各色の画像データＹ、Ｍ、Ｃおよび
Ｋの変換された画像データOUTφ,OUT1に基づいて各色の
トナー像が形成されるので、画像データＹ、Ｍ、Ｃおよ
びＫで示される正しい色調の画像を形成することができ
る。

例えば、第８図例のようにイエロートナーおよびマゼ
ンタトナーが重なる画素部分では、イエロートナー像の
形成工程で、Seφ,Se1＝［0,0］、Y,M,C,K＝［1,1,0.
0］となるので、画像データOUTφ,OUT1＝［0,1］とな
り、レーザパワーは、例えばフルパワーの半分とされ、
一方、マゼンタトナー像の形成工程で、Seφ,Se1＝［0,
1］、Y,M,C,K＝［1,1,0,0］となるので、画像データOUT
φ,OUT1＝［1,1］となり、レーザパワーは、例えばフル
パワーとされる。これにより、イエロートナーおよびマ
ゼンタトナーが重なる画素部分では、マゼンタの強度が
強くされるので、従来のように本来赤となるべき部分が
黄色っぽくなるのが抑制される。

また、このように色補正のためにレーザパワーを変化
させる場合には、半導体レーザ37のオンデューティを変
化させることで行なっているので、レーザパワーを安定
して変化させることができ、良好に色補正を行なうこと
ができる。

さらに、画面全体の濃淡を変更するために、レーザパ
ワーを変化させる場合には、定電流回路371より出力さ
れる電流値を変化させることで行なっているので、画像
データのビット数の増加等を招いて、処理回路の規模が
増大するというような不都合はない。

なお、上述実施例においては、画像データＹ、Ｍ、Ｃ
およびＫが２値のデータであり、また、LUT52からは２
ビットの画像データOUTφ,OUT1が出力されるものを示し
たが、これに限定されるものではない。この場合、LUT5
2への画像データY,M,C,Kおよび出力される画像データの
ビット数を多くする程色補正の精度を上げることもでき
る。

また、上述実施例においては、半導体レーザのオンデ
ューティを画素ごとに変化させて色補正をするものであ
るが、画素ごとの階調を再現する場合も、同様にも制御
することにより、階調を良好に再現することができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明に係るレーザ駆動装置
によれば、トナー像の重なり応じて画素単位でレーザパ
ワーを変更する場合には、レーザのオンデューティを変
化させるように第１のレーザパワー変更手段が使用さ
れ、画面単位に基づいてレーザパワーを変更する場合に
は、画面全体の濃淡に応じてレーザを駆動する電流値を
変化させるように第２のレーザパワー変更手段が使用さ
れるものである。

この構成によって、安定したレーザパワーの変化を行
うことができないとか、処理回路の規模が大きくなると
かの不都合を生じることなく、レーザパワーを変更する
ことができるので、正しい色調の画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は色
選択データを示す図、第３図はルックアップテーブルの
出力データを示す図、第４図は半導体レーザ部の構成
図、第５図はカラーレーザプリンタの構成図、第６図は
像露光装置の構成図、第７図はフレームメモリの記録フ
ォーマットを示す図、第８図はカラートナー像の形成工
程を示す図である。１……感光体 21……コロナ帯電器 26……像露光装置 31……定着器 32……転写前露光ランプ 33……転写電極 34……分離電極 35……クリーニング用除電電極 36……クリーニング装置 37……半導体レーザ 38……回転多面鏡 39……ｆ−θレンズ 41……フレームメモリ 42……レーザ駆動回路 51……バッファ 52……ルックアップテーブル 371……定電流回路 372……オンオフ用のFET Ａ〜Ｄ……現像装置Ｐ……転写紙Ｌ……レーザ光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−124921（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−218362（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−230162（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−50979（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−152270（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−165173（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−102663（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−161177（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電、画像データに基づいたレーザ露光、
現像を複数回繰り返して、感光体上にトナー像を重ね合
わせてカラー画像を形成する画像形成装置に用いられる
レーザ駆動装置において、レーザのオンデューティを変化させてレーザパワーを変
更する第１のレーザパワー変更手段と、前記レーザを駆動する電流値を変化させてレーザパワー
を変更する第２のレーザパワー変更手段とを備え、トナー像の重なり応じて画素単位でレーザパワーを変更
する場合には、前記第１のレーザパワー変更手段を使用
し、画面単位に基づいてレーザパワーを変更する場合には、
前記第２のレーザパワー変更手段を使用することを特徴
とするレーザ駆動装置。
【請求項２】前記第１のレーザパワー変更手段は、画像
データに応じてレーザのオンデューティを変化させ、前記第２のレーザパワー変更手段は、画面全体の濃淡に
応じてレーザに流れる電流値を変化させることを特徴と
する請求項１記載のレーザ駆動装置。