JP4044377B2 - Exposure method and apparatus in image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などに用いられる画像形成装置における、感光体上へ潜像を形成するための露光方法及び装置に関し、特に、発光ダイオード(以下LEDと略称する)を軸方向に配列したLEDヘッドを用いた露光装置において、LEDの温度上昇に伴って生じる光量低下を防止するようにした画像形成装置における露光方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などに用いられる画像形成装置においても、パーソナル化の要求に伴って小型化、低価格化が要請され、従来のレーザダイオードとポリゴンミラーを用いた露光装置に代わってLEDをアレイ状に配したヘッドが用いられるようになってきた。すなわちLEDヘッドを用いた露光装置は、レーザダイオードとポリゴンミラーを用いた露光装置と比較して小型であり、しかも高価なポリゴンミラーやポリゴンモータなどの精密可動部品、及び複雑な制御回路が必要なく、簡単、安価に構成できるからである。
【0003】
しかしながらこのLEDヘッドを用いた露光装置は、連続プリントなどによって画像形成装置内部の温度が上昇し、LEDの温度が上昇すると光量低下が発生して濃度低下や濃度ムラを発生するという問題があった。そのため従来では、LEDヘッドの温度上昇に対する光量低下を見越し、最初から光出力や現像特性を高めに設定し、光量低下に対処するということがおこなわれている。また、連続プリント枚数が増加したとき、現像バイアスを自動制御で調整して濃度低下を防止するということも行われている。
【0004】
さらに特開平3−229283号公報には、現像剤の経時変化により、画像濃度が薄くなる、または濃くなってしまう現象を補正するため、露光装置を構成するレーザ半導体の発光光量を検出する検出器出力を作動増幅器に接続し、コピー枚数に応じて作動増幅器の基準電圧を変化させ、発光光量を変化させられるようにした画像形成装置が示されている。また、特開2001−80115公報には、画像形成装置の設置後、及びトナー補給後の使用初期では、トナーの帯電量分布が比較的ブロードなため、弱電荷のトナー等が感光体ドラムの白地部に付着してスジムラを発生しやすく、それを防止するため、使用初期、露光装置のレーザパワーを増大し、潜像明電位VLをドラムの残留電位の限界に近づけ、リップルを小さくしてカブリを防止するようにした画像形成装置が示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光出力や現像特性を高めに設定する方法は、初期の画像濃度が当然濃くなってハーフ画像や解像度パターンが潰れ易く、画像に鮮明さがなくなるという欠点があり、また、現像特性を高めに設定するということは、カブリに対するマージが少なくなってそれだけかぶりやすくなる。また、温度変化によるLEDの光出力の変化を記憶し、LEDヘッド周辺の温度をセンサで測定して最適な光出力が得られるようにする方法もあるが、LEDヘッドの周辺温度を計測するための装置を画像形成装置内に設けねばならず、そのスペースの確保のために本体が大きなものになり、さらに周辺ドライバー装置等が必要になって高価なものになる。また、連続プリント枚数によって現像バイアスを調整する方法は、それだけ制御が複雑になり、高価にならざるを得ない。
【0006】
また、特開平3−229283号公報に示された装置は、現像剤の経時変化によって画像濃度が薄くなる、または濃くなってしまう現象を補正するためのもので、連続プリントによるLEDの温度上昇による光量低下を防止するためのものではなく、レーザ半導体の発光光量の検出器や作動増幅器を必要とし、当然高価にならざるを得ない。さらに、特開2001−80115公報に示された装置も、画像形成装置の設置後、及びトナー補給後の使用初期におけるトナーの帯電量分布がブロードなために生じるスジムラを防止するためのもので、連続プリントによるLEDの温度上昇による光量低下を防止するためのものではない。
【0007】
上記事情に鑑み本発明は、露光装置としてLEDヘッドを用いた画像形成装置において、連続プリントなどによる機内温度の上昇があっても、簡単、安価な構成でLEDヘッドから安定した光出力が得られるようにした画像形成装置における露光方法及び装置を提供することが課題である。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明における請求項1は方法発明であって、
複数の発光ダイオード(LED)を軸方向に配列した発光ダイオードヘッドで構成した露光装置を用い、帯電させた感光体に画像を露光して潜像を形成して現像し、形成されたトナー像を、用紙選択制御手段により選択された記録媒体に転写した後、ヒータをパルス制御している定着器により熱定着するようにした画像形成装置における露光方法において、
所定時間内における連続プリント枚数APに対する実際の計数したプリント枚数BPの 比(BP/AP)の割合に基づいて、連続プリントか間欠プリントかのプリント種別を判別するとともに、該プリント種別と前記用紙選択制御手段により選択された記録媒体サイズとの組み合わせに基づいて、
前記発光ダイオードによる露光量を増加させるプリント枚数の設定値を設定し、
前記実際の計数したプリント枚数が、所定時間内に前記設定値以上となったとき、前記発光ダイオードによる露光量を増加させて発光ダイオードの温度上昇による発光光量低下に対処することを特徴とする。
【0009】
そしてこの方法発明を実施するための装置発明である請求項2は、
複数の発光ダイオード(LED)を軸方向に配列した発光ダイオードヘッドで構成し、前記発光ダイオードヘッドにより帯電させた感光体に画像を露光して潜像を形成する露光装置と、前記感光体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、該形成されたトナー像を用紙選択制御手段により選択された記録媒体に転写する転写体と、該トナー像をヒータをパルス制御しながら熱定着する熱定着器とを具えた画像形成装置において、
前記画像形成装置のプリント枚数を計数する手段と、前記発光ダイオードによる露光量を増加させるよう制御する露光制御手段とを有し、
前記露光制御手段は、所定時間内における連続プリント枚数APに対する実際の計数したプリント枚数BPの比(BP/AP)の割合に基づいて、連続プリントか間欠プリントかのプリント種別を判別するとともに、該プリント種別と前記給紙カセットから選択搬送された記録媒体サイズとの組み合わせに基づいて、
前記発光ダイオードによる露光量を増加させるプリント枚数の設定値を設定し、
前記実際の計数したプリント枚数が、所定時間内に前記設定値以上となったとき、前記発光ダイオードによる露光量を増加させる制御手段であることを特徴とする。
【0010】
このように所定時間内におけるプリント枚数を計数し、所定枚数以上のプリントが行われたときに発光ダイオードの露光量を増加させるという簡単、安価な構成でLEDヘッドの温度上昇に対処させることにより、従来方法のように光出力や現像特性を高めに設定してハーフ画像や解像度パターンが潰れ易くなる、画像に鮮明さがなくなるといったことがなく、また、カブリが増加するということもなくなって、連続プリントした場合でもLEDヘッドから安定した光出力を得ることができる。また、温度変化の計測器などは不要であるからそのドライバーやスペースも必要なく、画像形成装置本体を小型に、安価に構成できる。
【0011】
【0012】
このように露光量を増加させる所定プリント枚数を、プリントする記録媒体の大きさ(サイズ)に対応させて異なった値とすることで、さらにLEDの温度上昇に対応して正確な光量調節をすることができる。
【0013】
そしてさらに本発明は、定時間内における連続プリント枚数APに対する実際の計数したプリント枚数BPの比(BP/AP)の割合に基づいて、連続プリントか間欠プリントかのプリント種別を判別することを特徴とする。
【0014】
後述するように連続プリントと間欠プリントでは、LEDヘッドの温度の上昇スピードが間欠プリントの方が早いから、このようにプリントを連続して行う場合と間欠的に行う場合とで露光量を増加させる所定プリント枚数を異ならせることにより、更に正確に光量調節を行うことができる。
【0015】
【0016】
このように、前記定着器のヒータの点灯回数においてもプリント枚数を計数した場合と同様、簡単、安価な構成で、連続プリントした場合でもLEDヘッドから安定した光出力が得られるようにした画像形成装置を提供することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に所定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0018】
図1は本発明を一例としてカラー画像形成装置に応用した場合の概略構成図、図2は本発明に用いる発光ダイオードアレイと感光体ドラムの関係を示した図、図3はプリント枚数と発光ダイオードの温度との関係を示したグラフ、図4は発光ダイオードの温度と発光出力の関係を示したグラフ、図5はプリントする記録媒体の大きさによって発光ダイオードの温度の上昇率が変化することを説明するためのグラフ、図6は定着器のヒータの点灯回数による発光ダイオードの温度上昇を示したグラフ、図7は他の熱源からの距離による発光ダイオードの温度上昇の違いを示したグラフである。
【0019】
図中1はアモルファスシリコン(a−Siと略称する)や有機感光体ドラム(OPC)などで構成した感光体ドラムであり、2は発光ダイオード(LED)を用いた露光装置で、図2に示したように、感光体ドラム1に近接して軸方向にLEDを配列して発光ダイオードヘッドを構成している。3は感光体ドラム1の帯電器、4乃至7は、例えばイエロー(Y)4、マゼンタ(M)5、シアン(C)6、ブラック(K)7の各色のトナー容器を含んだ現像装置、8は感光体ドラム1のクリーニング装置、9は感光体ドラム1上に形成されたトナー像を転写するための中間転写体、10は中間転写体9用のクリーニング装置、11は定着器、12は二次転写手段、13は画像形成装置の制御装置、14は露光制御回路、15はプリント枚数カウンタ、16は感光体1の駆動回路、17は定着器11の制御回路、18は用紙(記録媒体)選択制御回路である。なお以下の説明では、中間転写体9を用いて各色のトナー像を色重ねし、記録媒体に転写するカラー画像形成装置を例に説明するが、各色毎に感光体ドラムを設けた現像プロセスを中間転写体の周囲に配したタンデム型カラー画像形成装置や、さらにカラー画像形成装置だけでなく、モノクロの画像形成装置などにも応用できることは自明である。
【0020】
画像形成装置の露光装置2にLEDを用いて連続プリントした場合、前記したが、図3に示したようにプリント枚数に従ってLEDの温度が上昇してゆく。すなわちこの図3は、A4サイズの記録媒体を用いてプリントした場合のプリント枚数と露光装置2におけるLEDヘッドの温度上昇の関係を示したグラフであり、図中横軸はプリント枚数、縦軸はLEDヘッドの温度である。そして◆は連続プリントの場合、■は、感光体ドラム1の駆動用モータが例えば2秒停止して断続的に再駆動を繰り返すというように間欠的にプリントしたときの測定データであり、この図3から明らかなように、連続プリントの場合は2000枚程度で、間欠プリントにおいては1000枚程度でLEDの温度が23℃程度から50℃程度まで上昇している。
【0021】
そしてこのようにLEDの温度が上昇した場合、LEDの発光出力は図4に示したように低下してゆく。すなわちこの図4において、横軸はLEDヘッドの温度(℃)、縦軸は発光出力(μW)であり、この図4から明らかなように、LEDヘッドの温度が23℃程度から50℃程度まで上昇すると、発光出力が10%以上低下していることが分かる。
【0022】
また、この連続プリントによるLEDの温度上昇速度は、プリントする記録媒体の大きさ(サイズ)によっても異なってくる。すなわち図5は、A5サイズの記録媒体を用いてプリントした場合のプリント枚数とLEDヘッドの温度上昇の関係を示したグラフであり、図中、図3と同様横軸はプリント枚数、縦軸はLEDヘッドの温度であり、◆は連続プリントの場合、×は間欠プリントの場合を示している。この図5のグラフで明らかなように、間欠プリントの方が連続プリントに比較して早く温度が上昇する傾向にあるのは図3のグラフと同様であるが、この図3の場合は、連続して1500枚程度プリントしたところでLEDヘッドの温度が50℃近くに上昇しており、図3のA4サイズの場合は同じ50℃に達するのに2000枚程度プリントが必要であったのと比較すると、かなり早く温度が上昇している。またこれは間欠プリントの場合も同様であり、連続プリントほど顕著ではないが、多少早めに温度が上昇している。すなわちA4サイズに対し、A5の小サイズにおけるプリントの方が温度の上昇が早いことが分かる。
【0023】
またLEDの温度は、図6に示したように、画像形成装置における定着器11のヒータの点灯によっても上昇する。すなわちこの図6において、横軸は定着器11のヒータの点灯回数で、例えば定着器制御回路17が定着器11のヒータをパルス制御している場合はそのON回数を示し、縦軸はLEDヘッドの温度を示している。そして、■は連続プリントの場合、◆は間欠プリントの場合であり、この図6からもわかるとおり、定着器11のヒータの点灯回数が1000回近辺でLEDの温度がほぼ50℃に達している。そしてこの定着器のヒータの点灯回数は、ほぼ、プリント枚数と比例している。
【0024】
またこの露光装置2のLEDは、図2に示したように感光体ドラム1の軸方向に感光体ドラム1に接して設けられており、そのためこの感光体ドラム1の一方に例えば感光体ドラム1の駆動用モータなどの熱源がある場合、熱源に近い方のLEDの温度が高く推移する。それを示したのが図7のグラフであり、この図7は、図3と同じくA4サイズの記録媒体を用いてプリントし、プリント枚数とLEDヘッドにおける軸方向の異なった位置の温度上昇との関係を示したグラフで、図中横軸はプリント枚数、縦軸はLEDヘッドの温度である。そして■をプロットした線は感光体ドラムの駆動用モータなどの熱源に近い方、◆はその逆の遠い方であり、×はその中間である。この図7から明らかなように、熱源に近い方のLEDの温度は熱源より遠い方より高く推移する傾向にあり、熱源の温度に影響されている。
【0025】
そのため本発明においては、プリント枚数、プリントする記録媒体の大きさ(サイズ)、連続、間欠プリントといったモードによって、LEDの発光ストローブ時間を変化させて露光量を調節できるようにしたものであり、以下、本発明を詳細に説明する。
【0026】
最初に、図1に示したカラー画像形成装置の動作概略を簡単に説明する。今、プリントする画像データが制御装置13に送られてくると、制御装置13はまず図示していない退避装置で中間転写体9用のクリーニング手段10、二次転写手段12を退避させ、感光体ドラム1を感光体駆動回路16で駆動しながら帯電器3で帯電する。そして露光制御回路14に画像データを送って露光装置2から各色に対応した画像を露光すると、光が当たった部分(露光部)に潜像が形成されるから、現像装置4〜7のうち対応する色の現像装置で現像するとトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム1と中間転写体9の間に印加された一次転写バイアスにより、感光体ドラム1と中間転写体9が接するニップ部で中間転写体9側に転写され、同様にして他の色のトナー像が全て中間転写体9に一次転写される。そして、全ての色のトナー像が中間転写体9に転写されたら、図示していない退避装置で中間転写体9用のクリーニング手段10、二次転写手段12を中間転写体9に接触させ、さらに用紙選択制御回路18で図示していない給紙カセットから記録媒体を選択して搬送し、中間転写体9と二次転写手段12のニップ部に送り込む。そして二次転写手段12に転写用バイアスを印加すると、中間転写体9上のトナー像は記録媒体に二次転写されるから、予め定着器制御回路17で定着器11のヒータを加熱しておき、記録媒体を定着器11に搬送して加熱・加圧することで、トナー像を記録媒体に定着して排紙する。
【0027】
このように構成した画像形成装置において、プリント枚数カウンタ15は、制御装置13が露光制御回路14にプリント信号(画像データ)を送るたびにその信号をカウントしてプリント枚数を計数する。そして露光制御回路14は、このプリント枚数とプリントする記録媒体の大きさ、連続・間欠プリントなどのプリントモードなどを元に、前記図3及び図5に示したように、所定時間内に所定枚数以上のプリントが行われたとき、LEDヘッドの温度が上昇したと判断して発光ダイオードの露光量を増加させ、発光ダイオードの温度上昇による発光光量低下に対処する。
【0028】
この露光量増加を行うLEDヘッドの温度は例えば40℃とし、A4サイズの記録媒体を用いて連続プリントする場合は図3のグラフから、約1200から1300枚のプリントがおこなわれた時点で露光量を増加する。この露光量増加の方法は、例えば発光のためにLEDに供給する電流を増加させる方法、ストローブ時間で調節する方法など、様々な方法が可能であるが、ストローブ時間で調節する方法が最も簡単で効率がよい。そして、一定時間以上プリントが行われなかった場合、LEDヘッドの温度が低下したとして増加した露光量を元に戻す。
【0029】
これは図3のグラフにおける間欠プリントの場合も同様であり、この場合は連続プリントの場合より温度上昇が早いから、約600から700枚のプリントが行われたときに露光量を増加する。この間欠プリントまたは連続プリントの判断は、例えば感光体ドラム1の駆動用モータの駆動状況を感光体駆動回路16から制御装置13を介して得、駆動用モータが2秒停止して再駆動するというように断続的に駆動を繰り返しているときに間欠プリントと判断する。実際には、例えば10分間に連続時の5分の1以上、5分の3以下のプリント枚数の場合に間欠プリントがなされているとした。
【0030】
また図5のようにA5サイズの記録媒体を用いてプリントする場合も同様であり、この場合は図3に示したA4サイズの場合よりLEDヘッドの温度上昇が早く、連続プリントの場合は、約900から1000枚、間欠プリントの場合は600枚程度で40℃に達する。そのため露光制御回路14は、制御装置13から用紙選択制御回路18に送られた記録媒体の大きさの信号を元に、プリントに使われる用紙の大きさ(サイズ)を判断し、その大きさ(サイズ)、及び前記した連続・間欠プリントの別に対応したプリント枚数でLEDヘッドの温度が上昇したと判断してLEDヘッドの露光量を増大させる。
【0031】
また、プリント枚数だけでなく、図6に示した定着器11のヒータの点灯回数によるLEDヘッドの温度上昇の場合も同様である。定着器11のヒータは、例えば定着器制御回路17が定着器11のヒータをパルス制御してヒータの温度を制御している場合、記録媒体上のトナー像の定着に際してパルスを送るから、図6のグラフにおいては、そのパルス数、すなわちヒータのON回数を点灯回数としてLEDヘッドの温度との関係をプロットしており、約600回の点灯で連続プリントの場合も間欠プリントの場合もLEDヘッドの温度が40℃に達している。そのため露光制御回路14は、定着器11のヒータの点灯回数が所定時間内にこの値に達したとき、LEDヘッドの温度が上昇したと判断して発光ダイオードの露光量を増加させ、発光ダイオードの温度上昇による発光光量低下に対処する。
【0032】
そして露光制御回路14は、感光体ドラム1の一方に例えば感光体ドラム1の駆動用モータなどの熱源がある場合、図7に示したような熱源によるLEDヘッドの温度上昇を加味し、個々のLEDにおける熱源からの距離に応じて対応したプリント枚数で光量を増加させる。すなわちこの図7の例では、熱源に近い方のLEDの場合はプリント枚数が約1100枚程度、熱源から遠い方のLEDの場合は約1300から1400枚程度で40℃に上昇しており、この値になったときに前記したようにしてLEDの光量を増加させればよい。
【0033】
このように連続プリントを行う場合、記録媒体の大きさと連続プリント、間欠プリントの別、及び定着器11のヒータの点灯回数やLEDヘッドにおける個々のLEDにおける熱源からの距離などを加味し、所定時間内におけるプリント枚数によってLEDの光量を増加させることにより、従来方法のように光出力や現像特性を高めに設定してハーフ画像や解像度パターンが潰れ易くなる、画像に鮮明さがなくなるといったことがなく、また、カブリが増加するということもなくなって、簡単、安価な構成で連続プリントした場合でもLEDヘッドから安定した光出力を得ることができる。また、温度変化の計測器などは不要であるからそのドライバーやスペースも必要なく、画像形成装置本体を小型に、安価に構成できる。
【0034】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、所定時間内におけるプリント枚数を計数し、所定枚数以上のプリントが行われたときに発光ダイオードの露光量を増加させるという簡単、安価な構成でLEDヘッドの温度上昇に対処させることにより、従来方法のように光出力や現像特性を高めに設定してハーフ画像や解像度パターンが潰れ易くなる、画像に鮮明さがなくなるといったことがなく、また、カブリが増加するということもなくなって、連続プリントした場合でもLEDヘッドから安定した光出力を得ることができる。また、温度変化の計測器などは不要であるからそのドライバーやスペースも必要なく、画像形成装置本体を小型に、安価に構成できる。
【0035】
また本発明によれば、露光量を増加させる所定プリント枚数を、プリントする記録媒体の大きさに対応させて異なった値とすることで、さらにLEDの温度上昇に対応して正確な光量調節をすることができる。
【0036】
そして本発明によれば、露光量を増加させる所定プリント枚数を、プリントを連続して行う場合と間欠的に行う場合とで異ならせることにより、更に正確に光量調節を行うことができる。
【0037】
そしてプリント枚数の代わりに、定着器のヒータの点灯回数を計数してもよく、所定時間内におけるヒータの点灯回数が所定回数以上となったときに発光ダイオードの露光量を増加させることにより、プリント枚数を計数した場合と同様、簡単、安価な構成で、連続プリントした場合でもLEDヘッドから安定した光出力が得られるようにした画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を一例としてカラー画像形成装置に応用した場合の概略構成図である。
【図2】 本発明に用いる発光ダイオードアレイと感光体ドラムの関係を示した図である。
【図3】 プリント枚数と発光ダイオード(LEDヘッド)の温度との関係を示したグラフである。
【図4】 発光ダイオードの温度と発光出力の関係を示したグラフである。
【図5】 プリントする記録媒体の大きさによって発光ダイオードの温度の上昇率が変化することを説明するためのグラフである。
【図6】 定着器のヒータの点灯回数による発光ダイオードの温度上昇を示したグラフである。
【図7】 他の熱源からの距離による発光ダイオードの温度上昇の違いを示したグラフである。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 露光装置
3 帯電器
4 イエロー(Y)現像装置
5 マゼンタ(M)現像装置
6 シアン(C)現像装置
7 ブラック(K)現像装置
8 クリーニング装置
9 中間転写体
10 クリーニング装置
11 定着器
12 二次転写手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and apparatus for forming a latent image on a photosensitive member in an image forming apparatus used for a copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine thereof, and the like, and in particular, a light emitting diode (hereinafter abbreviated as LED). The present invention relates to an exposure method and apparatus in an image forming apparatus in which an exposure apparatus using LED heads arranged in the axial direction is configured to prevent a decrease in the amount of light caused by an increase in LED temperature.
[0002]
[Prior art]
Recently, image forming apparatuses used for copiers, printers, facsimiles, and multifunctional machines thereof have been required to be downsized and reduced in price due to the demand for personalization, and used conventional laser diodes and polygon mirrors. Instead of an exposure apparatus, a head in which LEDs are arranged in an array has been used. In other words, an exposure apparatus using an LED head is smaller than an exposure apparatus using a laser diode and a polygon mirror, and does not require expensive precision moving parts such as a polygon mirror and a polygon motor, and a complicated control circuit. This is because it can be configured easily and inexpensively.
[0003]
However, the exposure apparatus using this LED head has a problem that the temperature inside the image forming apparatus rises due to continuous printing or the like, and when the LED temperature rises, the light quantity decreases, resulting in density reduction and density unevenness. . Therefore, conventionally, anticipating a decrease in the amount of light with respect to an increase in the temperature of the LED head, the light output and development characteristics are set higher from the beginning to cope with the decrease in the amount of light. In addition, when the number of continuous prints increases, the development bias is automatically controlled to prevent density reduction.
[0004]
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-229283 discloses a detector for detecting the amount of light emitted from a laser semiconductor constituting an exposure apparatus in order to correct the phenomenon that the image density becomes lighter or darker due to the change of developer over time. An image forming apparatus is shown in which the output is connected to an operational amplifier, and the reference voltage of the operational amplifier is changed according to the number of copies to change the amount of emitted light. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-80115 discloses that the toner charge amount distribution is relatively broad after installation of the image forming apparatus and after toner replenishment. In order to prevent the occurrence of uneven stripes on the surface, the laser power of the exposure apparatus is increased in the initial stage of use, the latent image bright potential VL is brought close to the limit of the residual potential of the drum, and the ripple is reduced to reduce the fog. An image forming apparatus for preventing the above is shown.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of setting the light output and development characteristics higher has the disadvantage that the initial image density is naturally high, the half image and the resolution pattern are easily crushed, and the image is not clear. Setting to a higher value makes it easier to cover with less merge with fog. There is also a method of storing changes in the light output of the LED due to temperature changes and measuring the temperature around the LED head with a sensor so that an optimum light output can be obtained, but in order to measure the ambient temperature of the LED head This apparatus must be provided in the image forming apparatus, the main body becomes large in order to secure the space, and a peripheral driver device or the like is required, which is expensive. In addition, the method of adjusting the developing bias according to the number of continuous prints is complicated and the cost is inevitably increased.
[0006]
An apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-229283 is for correcting a phenomenon in which an image density becomes thin or dark due to a change with time of a developer. It is not intended to prevent a decrease in the amount of light, but requires a detector and an operational amplifier for the amount of light emitted from the laser semiconductor, and must naturally be expensive. Furthermore, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-80115 is also for preventing unevenness caused by the toner charge amount distribution in the initial stage of use after installation of the image forming apparatus and after toner replenishment. It is not intended to prevent a decrease in the amount of light due to an increase in LED temperature due to continuous printing.
[0007]
In view of the above circumstances, the present invention provides an image forming apparatus using an LED head as an exposure apparatus, and a stable light output can be obtained from the LED head with a simple and inexpensive configuration even when the temperature inside the apparatus increases due to continuous printing or the like. It is an object to provide an exposure method and apparatus in the image forming apparatus as described above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, claim 1 of the present invention is a method invention,
Using an exposure device composed of a light emitting diode head in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged in the axial direction, an image is exposed to a charged photosensitive member to form a latent image and developed, and a toner image formed is developed. In the exposure method in the image forming apparatus, after the image is transferred to the recording medium selected by the paper selection control means, the heater is heat-fixed by the fixing device whose pulse is controlled .
Based on the ratio of the actually counted number of printed sheets BP to the number of consecutive printed sheets AP within a predetermined time (BP / AP), the type of printing is determined as continuous printing or intermittent printing, and the printing type and the paper selection are selected. Based on the combination with the recording medium size selected by the control means,
Set a set value for the number of prints to increase the amount of exposure by the light emitting diode,
When the actually counted number of printed sheets becomes equal to or greater than the set value within a predetermined time, the amount of light emitted by the light emitting diode is increased to cope with a decrease in the amount of light emitted due to a temperature rise of the light emitting diode.
[0009]
The
An exposure apparatus that includes a light emitting diode head in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged in the axial direction, exposes an image to a photosensitive member charged by the light emitting diode head, and forms a latent image, and is formed on the photosensitive member. A developing unit for developing the latent image formed to form a toner image, a transfer body for transferring the formed toner image to a recording medium selected by a paper selection control means, and a pulse control of the heater for the toner image. In an image forming apparatus comprising a heat fixing device that fixes heat while
Means for counting the number of prints of the image forming apparatus, and exposure control means for controlling the amount of exposure by the light emitting diode to be increased,
The exposure control means discriminates a print type of continuous printing or intermittent printing based on a ratio of an actual counted number of printed sheets BP to a continuous number of printed sheets AP within a predetermined time (BP / AP). Based on the combination of the print type and the recording medium size selectively conveyed from the paper feed cassette,
Set a set value for the number of prints to increase the amount of exposure by the light emitting diode,
Control means for increasing an exposure amount by the light emitting diode when the actually counted number of printed sheets becomes equal to or more than the set value within a predetermined time .
[0010]
In this way, by counting the number of prints within a predetermined time and increasing the exposure amount of the light emitting diode when printing of a predetermined number or more is performed, it is possible to cope with the temperature rise of the LED head with a simple and inexpensive configuration. As in the conventional method, the light output and development characteristics are set high, so that the half image and the resolution pattern are easily crushed, the image is not sharp, and the fog is not increased. Even when printing is performed, a stable light output can be obtained from the LED head. Further, since a temperature change measuring instrument or the like is not required, a driver or space is not required, and the image forming apparatus main body can be configured to be small and inexpensive.
[0011]
[0012]
In this way, the predetermined number of prints for increasing the exposure amount is set to a different value corresponding to the size (size) of the recording medium to be printed, so that the light amount can be accurately adjusted in response to the temperature rise of the LED. be able to.
[0013]
Further, according to the present invention, the print type of the continuous print or the intermittent print is discriminated based on the ratio of the actually counted print number BP to the continuous print number AP (BP / AP) within a predetermined time. And
[0014]
As will be described later, in continuous printing and intermittent printing, the LED head temperature rises faster in intermittent printing, so the amount of exposure is increased depending on whether printing is performed continuously or intermittently. By varying the predetermined number of prints, the light amount can be adjusted more accurately.
[0015]
[0016]
In this way, as in the case where the number of prints is counted in the number of times the heater of the fixing device is turned on, image formation with a simple and low-cost configuration and stable light output from the LED head can be obtained even when continuous printing is performed. it is possible to provide the equipment.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. This is just an example.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when the present invention is applied to a color image forming apparatus as an example, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a light emitting diode array and a photosensitive drum used in the present invention, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the temperature of the light emitting diode and the light emission output, and FIG. 5 is a graph showing that the rate of increase in the temperature of the light emitting diode varies depending on the size of the recording medium to be printed. FIG. 6 is a graph for explaining the temperature rise of the light emitting diode due to the number of times the heater of the fixing device is turned on, and FIG. 7 is a graph showing the difference in the temperature rise of the light emitting diode due to the distance from other heat sources. .
[0019]
In the figure, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum composed of amorphous silicon (abbreviated as a-Si), an organic photosensitive drum (OPC), and the like.
[0020]
As described above, when the LED is continuously printed on the
[0021]
When the temperature of the LED rises in this way, the light emission output of the LED decreases as shown in FIG. That is, in FIG. 4, the horizontal axis is the LED head temperature (° C.), and the vertical axis is the light emission output (μW). As is apparent from FIG. 4, the LED head temperature is from about 23 ° C. to about 50 ° C. When it rises, it turns out that the light emission output has fallen by 10% or more.
[0022]
Further, the LED temperature rise rate by the continuous printing also varies depending on the size (size) of the recording medium to be printed. That is, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of prints and the temperature rise of the LED head when printing using an A5 size recording medium. In FIG. 5, the horizontal axis is the number of prints and the vertical axis is the same as FIG. The temperature of the LED head, ♦ indicates the case of continuous printing, and x indicates the case of intermittent printing. As is apparent from the graph of FIG. 5, the temperature of intermittent printing tends to rise earlier than that of continuous printing, as in the graph of FIG. 3, but in the case of FIG. Then, when about 1500 sheets were printed, the temperature of the LED head rose to near 50 ° C. Compared with the case of A4 size in Fig. 3, about 2000 sheets were required to reach the same 50 ° C. The temperature is rising fairly quickly. This is also the case with intermittent printing, and although not as remarkable as continuous printing, the temperature rises somewhat earlier. That is, it can be seen that the temperature rise is faster in the case of printing in the small size of A5 than in the A4 size.
[0023]
Further, as shown in FIG. 6, the temperature of the LED also rises when the heater of the fixing
[0024]
The LED of the
[0025]
In the present invention therefore, the number of prints, the size (size) of the print recording medium, continuous, depending on mode such intermittent printing, which has to be able to adjust the exposure amount by changing the LED light-emitting strobe time Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0026]
First, an outline of the operation of the color image forming apparatus shown in FIG. 1 will be briefly described. Now, when image data to be printed is sent to the
[0027]
In the image forming apparatus configured as described above, the
[0028]
The temperature of the LED head for increasing the exposure amount is set to 40 ° C., for example, and when continuously printing using an A4 size recording medium, the exposure amount is obtained when about 1200 to 1300 sheets are printed from the graph of FIG. Increase. Various methods such as a method of increasing the current supplied to the LED for light emission and a method of adjusting by the strobe time are possible as the method of increasing the exposure amount, but the method of adjusting by the strobe time is the simplest. Efficiency is good. Then, when printing is not performed for a certain time or longer, the increased exposure amount is returned to the original state because the temperature of the LED head is lowered.
[0029]
This is the same in the case of intermittent printing in the graph of FIG. 3. In this case, since the temperature rises faster than in the case of continuous printing, the exposure amount is increased when about 600 to 700 sheets are printed. The determination of the intermittent printing or the continuous printing is, for example, that the driving state of the driving motor for the photosensitive drum 1 is obtained from the photosensitive
[0030]
The same applies to printing using an A5 size recording medium as shown in FIG. 5. In this case, the temperature rise of the LED head is faster than in the case of A4 size shown in FIG. In the case of 900 to 1000 sheets and intermittent printing, about 600 sheets reach 40 ° C. Therefore the
[0031]
The same applies not only to the number of prints but also to the temperature rise of the LED head due to the number of times the heater of the fixing
[0032]
When there is a heat source such as a driving motor for the photosensitive drum 1 on one side of the photosensitive drum 1, the
[0033]
When performing continuous printing in this way, the recording medium size, continuous printing, intermittent printing, the number of times the heater of the fixing
[0034]
【The invention's effect】
According to如rather present invention described above, it counts the number of prints in a predetermined time period, the LED head with a simple, inexpensive configuration of increasing the exposure amount of the light emitting diode when a predetermined number or more prints were made By dealing with the temperature rise, the half-image and resolution pattern are not easily lost by setting the light output and development characteristics higher as in the conventional method, and the image is not lost, and the fog increases. Therefore, a stable light output can be obtained from the LED head even when continuous printing is performed. Further, since a temperature change measuring instrument or the like is not required, a driver or space is not required, and the image forming apparatus main body can be configured to be small and inexpensive.
[0035]
According to or present invention, a predetermined number of prints to increase the exposure amount, that is corresponding to the size of the print recording medium to a different value, more accurate light amount adjustment in response to the temperature rise of the LED Can do.
[0036]
According to the element present invention, a predetermined number of prints to increase the amount of exposure, by varying between when intermittently performing the case of performing printing in succession, it is possible to perform more accurate light amount adjustment.
[0037]
And instead of the number of prints may count the number of lighting times of the fuser heater, by the number of lighting times of the heater within a predetermined time to increase the exposure amount of the light emitting diode when a predetermined number of times or more, printing Similarly to the case of counting the number, simple, inexpensive structure, it is possible to provide an image forming equipment which is adapted stable light output from the LED head even when continuous printing is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when the present invention is applied to a color image forming apparatus as an example.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a light-emitting diode array used in the present invention and a photosensitive drum.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of printed sheets and the temperature of a light emitting diode (LED head).
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the temperature of a light emitting diode and the light emission output.
FIG. 5 is a graph for explaining that the rate of increase in the temperature of a light emitting diode varies depending on the size of a recording medium to be printed.
FIG. 6 is a graph showing a temperature rise of a light emitting diode according to the number of times a heater of a fixing device is turned on.
FIG. 7 is a graph showing a difference in temperature rise of a light emitting diode according to a distance from another heat source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
所定時間内における連続プリント枚数APに対する実際の計数したプリント枚数BPの比(BP/AP)の割合に基づいて、連続プリントか間欠プリントかのプリント種別を判別するとともに、該プリント種別と前記用紙選択制御手段により選択された記録媒体サイズとの組み合わせに基づいて前記発光ダイオードによる露光量を増加させるプリント枚数の設定値を設定し、
前記実際の計数したプリント枚数が、所定時間内に前記設定値以上となったとき、前記発光ダイオードによる露光量を増加させて発光ダイオードの温度上昇による発光光量低下に対処することを特徴とする画像形成装置における露光方法。Using an exposure device composed of a light emitting diode head in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged in the axial direction, an image is exposed to a charged photosensitive member to form a latent image and developed, and a toner image formed is developed. In the exposure method in the image forming apparatus in which the image is transferred to the recording medium selected by the paper selection control means and then heat-fixed by a fixing device in which the heater is pulse-controlled .
Based on the ratio of the actually counted number of printed sheets BP to the number of consecutive printed sheets AP within a predetermined time (BP / AP), the type of printing is determined as continuous printing or intermittent printing, and the printing type and the paper selection are selected. Based on the combination with the recording medium size selected by the control means, set a set value of the number of prints to increase the amount of exposure by the light emitting diode,
When the actual counted number of printed sheets becomes equal to or greater than the set value within a predetermined time, the exposure amount by the light emitting diode is increased to cope with a decrease in the amount of light emitted due to a temperature rise of the light emitting diode. An exposure method in a forming apparatus.
前記画像形成装置のプリント枚数を計数する手段と、前記発光ダイオードによる露光量を増加させるよう制御する露光制御手段とを有し、Means for counting the number of prints of the image forming apparatus, and exposure control means for controlling the amount of exposure by the light emitting diode to be increased,
前記露光制御手段は、所定時間内における連続プリント枚数APに対する実際の計数したプリント枚数BPの比(BP/AP)の割合に基づいて、連続プリントか間欠プリントかのプリント種別を判別するとともに、該プリント種別と前記用紙選択制御手段により選択された記録媒体サイズとの組み合わせに基づいて、The exposure control means discriminates a print type of continuous printing or intermittent printing based on a ratio of an actual counted number of printed sheets BP to a continuous number of printed sheets AP within a predetermined time (BP / AP). Based on the combination of the print type and the recording medium size selected by the paper selection control means,
前記発光ダイオードによる露光量を増加させるプリント枚数の設定値を設定し、Set a set value for the number of prints to increase the amount of exposure by the light emitting diode,
前記実際の計数したプリント枚数が、所定時間内に前記設定値以上となったとき、前記発光ダイオードによる露光量を増加させる制御手段であることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus, comprising: control means for increasing an exposure amount by the light emitting diode when the actually counted number of printed sheets becomes equal to or more than the set value within a predetermined time.
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