JP6463112B2

JP6463112B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6463112B2
Application number: JP2014250408A
Authority: JP
Inventors: 泰和前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: US20160170324A1; JP2016112686A; US9632449B2

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方式の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する。更に、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、特許文献１には第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の調整工程でＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）制御を行うこと、及び、画像形成指令を受けてから感光体を露光する前の調整工程のシーケンスが開示されている。

特開２０１３−２５４１７３

特許文献１には調整工程のシーケンスでは、第２発光量用のＡＰＣ、第１発光量用のＡＰＣを交互に実行することが開示されている。このように交互にＡＰＣを行う場合、場合によっては半導体レーザの発光部に供給される駆動電流がオーバーシュートすることがある。この場合、駆動電流が半導体レーザの定格を超えた場合、半導体レーザが故障する可能性がある。

そこで本発明は、画像形成指令を受けてから感光体を露光する露光工程前の調整工程で発光部に供給される駆動電流がオーバーシュートすることを抑制することを目的とする。

また本発明は、電流を供給されて発光する発光部と、前記発光部から発せられた光を受光し受光量に関連する値を出力する受光部と、前記発光部の発光を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、画像形成指令を受けた後、前記制御手段は、前記受光部から出力された前記値と目標設定信号に基づいて設定される基準値との比較によって第１電流と第２電流とを重畳した電流及び第２電流をそれぞれ調整する調整工程を行い、前記調整工程の後に前記第１電流と前記第２電流とを重畳した電流、又は第２電流を前記発光部に供給して前記発光部を発光させ、前記調整工程は、前記発光部に前記第１電流と前記第２電流を重畳した電流を供給して前記第１電流を調整する第１電流調整工程と、前記発光部に前記第１電流を供給することなく前記第２電流を供給して前記第２電流を調整する第２電流調整工程と、を含み、前記制御手段は、前記画像形成指令を受けると、１回目の前記第２電流調整工程、１回目の前記第１電流調整工程、２回目の前記第２電流調整工程、２回目の第１電流調整工程の順で調整工程を実行し、前記１回目の前記第２電流調整工程用に前記目標設定信号により設定される前記基準値の目標値が、前記２回目の前記第２電流調整工程用に前記目標設定信号により設定される前記基準値の目標値よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成指令を受けてから感光体を露光する露光工程前の調整工程で発光部に供給される駆動電流がオーバーシュートを抑制すことができる。

レーザスキャナ起動時の動作モードにおける課題の説明図画像形成装置の概略断面図の一例を示す図光学走査装置の外観図の一例を示す図重畳式２水準光量調整機能を備えたレーザ駆動システム回路の一例実施例１に係るレーザスキャナの起動シーケンスを示すフローチャート実施例１に係る起動シーケンスの処理における、動作モード、Ｖｒｅｆ２１、レーザ駆動電流、レーザ光量の時間変化を示す図実施例２に係るレーザスキャナの起動シーケンスを示すフローチャート実施例２に係る起動シーケンスの処理における、動作モード、ＰＷＭ２信号、Ｖｒｅｆ２１、レーザ駆動電流、レーザ光量の時間変化を示す図実施例３に係るレーザスキャナの起動シーケンスを示すフローチャート実施例３に係る起動シーケンスの処理における、動作モード、ＰＷＭ２信号、ＰＷＭ１信号、Ｖｒｅｆ２１、Ｖｒｅｆ１１、レーザ駆動電流、レーザ光量の時間変化を示す図

＜実施例１＞
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。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、本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。

［画像形成装置］
図２は、カラー画像形成装置の概略断面図である。図２に示すように、カラーレーザプリンタ５０は、感光体である複数の感光ドラム５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）を有し、順次、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。

中間転写ベルト３は、無端状のエンドレスベルトであり、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、図中矢印の方向にプロセススピード１１５ｍｍ／ｓｅｃで回転している。駆動ローラ１２、テンションローラ１３、および二次転写対向ローラ１８は、中間転写ベルト３を支持する支持ローラであり、駆動ローラ１２、二次転写対向ローラ１８はφ２４、テンションローラ１３はφ１６の構成となっている。

感光ドラム５（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。現像手段８Ｙを有する感光ドラム５Ｙは、回転過程で一次帯電ローラ７Ｙにより、所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで光照射手段としての光学走査装置９Ｙによりレーザ光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。次いでその静電潜像に第１現像手段（イエロー現像器）８Ｙにより第１色であるイエロートナー（現像剤）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。このように、光を照射され静電潜像が形成された部分にトナーが現像される方式のことを「反転現像方式」と称する。

感光ドラム５Ｙ上に形成されたイエローのトナー像（現像剤像）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にはバイアス印加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には、１色目のポートでまずイエローのトナー像が転写される。

次いで、先述したイエローと同等の工程を経てマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成された感光ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋから、順次マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像がイエローのトナー像に多重転写される。中間転写ベルト３上に転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト３に伴って同図矢印（時計回り）方向に回転移動する。

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（＋１．５ｋＶ程度）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色フルカラーの画像が得られる。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。

以上が、画像形成装置及びその動作の説明である。

本実施形態の画像形成装置は、かぶり、反転かぶり、又は、その他の画像不良を抑制すべく、感光ドラム５表面のトナーを付着させない箇所（非画像部）に対して、光学走査装置９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）により微小な発光量の光を照射する。この微小な発光量の光は、感光ドラム５に照射することにより、帯電後の感光ドラム５表面の電位をトナーが付着しない程度の適正な電位に変化させるものである。なお、光学走査装置９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）は、感光ドラム５表面のトナーを付着させる部分に対しては、帯電後の感光ドラム５表面の電位をトナーが付着する電位に変化させる為に、通常発光した光を照射する。

次に、以下においては、レーザ駆動システムに関連して、まず、光学走査装置９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）としての光学走査装置９の外観図について説明を行い、その後にレーザ駆動システムの回路構成について詳細に説明をしていく。

［光学走査装置］
図３に光照射手段としての光学走査装置９の概略図を示す。なお、光学走査装置９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは同じ構成であるため、以降は光学走査装置９として代表して説明する。発光素子であるレーザダイオード素子１０１には、レーザ駆動回路１０７により駆動電流が印加される（流される）。レーザダイオード素子１０１は、印加された駆動電流に応じた発光量でレーザ光を発光する。後述するが、レーザ駆動回路１０７は、エンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３に電気的に接続された回路であり、レーザダイオード素子１０１を駆動する為の回路である。

レーザダイオード素子１０１から発せられたレーザ光は、コリメータレンズ１０２によりビーム形状が整形され、平行光化された後に回転するポリゴンミラー１０３に入射する。そして、ポリゴンミラー１０３で反射されてｆθレンズ１０４を透過し、感光ドラム５上にドット状のスポットとして結像する。ポリゴンミラー１０３が回転することにより、レーザ光が偏向され、感光ドラム５上でレーザ光のスポットが感光ドラム５の回転軸方向に移動する。このポリゴンミラー１０３の回転によるレーザ光の偏向に加え、感光ドラム５自体が回転することにより、感光ドラム５上をレーザ光で走査し、潜像を形成する。

一方、ポリゴンミラー１０３で反射されたレーザ光が、感光ドラム５上に照射される際に通過する部分を走査領域とすると、レーザ光の走査方向（感光ドラム５の回転軸方向）に関して、走査領域の一端部に隣接してミラー１０５が設けられている。ミラー１０５によって反射されたレーザ光の光路上にはＢＤセンサ１０６が配置されており、ＢＤセンサ１０６はレーザ光の入射を検出すると信号を出力する。このように、ＢＤセンサ１０６でレーザ光を検出することにより、ポリゴンミラー１０３の回転位相を検知することができる。そして、感光ドラム５上の所望の位置からレーザ光による走査を開始する為に、上述したＢＤセンサ１０６からの出力に基づいて、走査を開始する為のレーザ光の発光開始タイミングを決める。

ポリゴンミラー１０３を回転させて潜像を走査する間、レーザ光をＢＤセンサ１０６に入射させて、ポリゴンミラー１０３の反射面毎にＢＤセンサ１０６からの出力を得る為に、レーザダイオード素子１０１を所定のタイミングから一定期間強制発光させる。所定のタイミングとは、ＢＤセンサ１０６から前回出力を得たタイミングを基準に、ポリゴンミラー１０３が所定角度回転して再びＢＤセンサ１０６にレーザ光が入射可能となるタイミングである。この所定角度はポリゴンミラー１０３の複数の反射面のうちの１つの反射面がレーザ光を反射する角度範囲にほぼ対応する。図３に示すようにポリゴンミラー１０３が６面ポリゴンミラーの場合、１つの反射面で走査する角度範囲は６０°（＝３６０°÷６）であり、上述した所定角度は６０°弱に設定される。従って、ＢＤセンサ１０６から出力を得てから所定のタイミングで一定期間レーザダイオード素子１０１を強制的に発光させることにより、ＢＤセンサ１０６から次の出力を得ることができる。

このレーザダイオード素子１０１を強制的に発光させている間、同時にレーザ発光量を調整する自動光量制御であるところの、ＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）制御を行う。このＡＰＣについては後に詳述する。

［レーザ駆動システム］
次に、半導体レーザ１０１を、第１発光量（画像部用発光量）及び第２発光量（非画像部用発光量）にて発光するための方法について、図４を用いて説明する。

半導体レーザ１０１は、レーザ光を出射する発光部としてのレーザダイオード（以下、ＬＤ１０１ａ）と、ＬＤ１０１ａから発せられた光を受光する受光部としてのフォトダイオード（以下、ＰＤ１０１ｂ）を備える。１０８はエンジンコントローラであり、図２及び図３には不図示である。エンジンコントローラ１０８は、ＡＳＩＣ１０８１、ＣＰＵ１０８２、ＲＡＭ１０８３、及びＥＥＰＲＯＭ１０８４を内蔵しており、レーザ駆動システム１０７を含む画像形成装置内の駆動回路を制御する役割を持つ。エンジンコントローラ及びレーザ駆動システム１０７が半導体レーザ１０１の発光を制御する制御手段である。図４の１０９はビデオコントローラであり、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Ｄａｔａ信号（ＶＩＤＥＯ信号）を生成する役割を持つ。

エンジンコントローラ１０８へ入力されるＢＤ信号は、ＢＤ検出素子１０６がレーザ光を１走査ごとに検出した際に発生する信号である。

エンジンコントローラ１０８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３０９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４０９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４１４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３１４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４１３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１１２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１１１のイネーブル端子に接続され、ビデオコントローラ１０９からイネーブル端子付きバッファ１１１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。／ＡＣＣ信号及び／ＤＥＣ信号はスキャナモータ１１０を加減速制御するための信号であり、スキャナモータ１１０は図３のポリゴンミラー１０３を回転させるためのものである。

３０７、４０７はコンパレータ回路であり、３０６、４０６は可変抵抗器であり、３０９、４０９はサンプル／ホールド回路である。３０８、４０８はサンプル／ホールドコンデンサであり、３１０、４１０はオペアンプであり、３１１、４１１はトランジスタである。３１２、４１２は駆動電流設定用抵抗であり、３１３、３１４、４１３、４１４はスイッチング回路である。ＰＷＭ回路３０１、４０１について説明する。３０３、４０３はインバータであり、３０４、４０４は、ＰＷＭ１及びＰＷＭ２を平滑化するための抵抗であり、３０５、４０５はＰＷＭ１及びＰＷＭ２を平滑化するためのコンデンサであり、３０２、４０２はプルダウン抵抗である。ＰＷＭ回路３０１では、第１発光量用ＡＰＣ用の目標設定信号としてのＰＷＭ１信号が入力されると、ＰＷＭ１信号のＤｕｔｙに基づいてコンデンサ３０５が充電される。これにより、コンデンサ３０５から出力される電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ１１の電圧値がＰＷＭ１信号のＤｕｔｙにより決まる目標値となるよう制御される。ＰＷＭ回路４０１では、第２発光量用ＡＰＣ用の目標設定信号としてのＰＷＭ２信号が入力されると、ＰＷＭ２信号のＤｕｔｙに基づいてコンデンサ４０５が充電される。これにより、コンデンサ４０５から出力される電圧である基準電圧Ｖｒｅｆ２１の電圧値がＰＷＭ２信号のＤｕｔｙにより決まる目標値となるよう制御される。コンパレータ回路３０７、４０７の正極端子には、それぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１１、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３０９、４０９に入力されている。この基準電圧Ｖｒｅｆ１１は、ＬＤ１０１ａの第１発光量の基準値である。また、基準電圧Ｖｒｅｆ２１は、ＬＤ１０１ａの第２発光量の基準値である。

サンプル／ホールド回路３０９、４０９に接続されているホールドコンデンサ３０８、４０８の出力は、それぞれオペアンプ３１０、４１０の正極端子に入力されている。

オペアンプ３１０の負極端子には駆動電流設定用抵抗３１２及びトランジスタ３１１のエミッタ端子が接続されており、出力はトランジスタ３１１のベース端子に入力されている。オペアンプ４１０の負極端子には駆動電流設定用抵抗４１２及びトランジスタ４１１のエミッタ端子が接続されており、出力はトランジスタ４１１のベース端子に入力されている。また、トランジスタ３１１、４１１のコレクタ端子はスイッチング回路３１３、４１３にそれぞれ接続されている。これらオペアンプ３１０、４１０、トランジスタ３１１、４１１、電流設定用抵抗３１２、４１２により、サンプル／ホールド回路３０９、４０９の出力電圧に応じたＬＤ１０１ａの駆動電流Ｉｄｒｖ及びＩｂが決定される。スイッチング回路３１３は、感光ドラム５に潜像形成する為の画像データ信号に基づくＤａｔａ信号によりオン・オフ動作する。スイッチング回路４１３は、Ｂａｓｅ信号によりオン・オフ動作する。また、スイッチング回路３１３、４１３の出力端は、ＬＤ１０１ａ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。これにより、ＬＤ１０１ａに第２駆動電流Ｉｂ、又は第２駆動電流Ｉｂと第１駆動電流Ｉｄｒｖとを重畳した駆動電流Ｉｂ＋Ｉｄｒｖ供給する。ＬＤ１０１ａに第２駆動電流Ｉｂが供給されている時ＬＤ１０１ａは第２発光量で発光し、駆動電流Ｉｂ＋Ｉｄｒｖが供給されている時ＬＤ１０１ａは第１発光量で発光する。第１発光量は帯電された感光ドラム５の表面電位を、トナーを静電付着させる電位に減衰させるための発光量であり、感光ドラム５のトナーを付着させる部分（画像部）にＬＤ１０１ａからのレーザ光を照射する際のＬＤ１０１ａの発光量である。第２発光量は帯電された感光ドラム５の表面電位を、かぶりを抑制してトナーが静電付着しない電位に減衰させるための発光量であり、感光ドラム５のトナーを付着させない部分（非画像部）にＬＤ１０１ａからのレーザ光を照射する際のＬＤ１０１ａの発光量である。このように、ＬＤ１０１ａは第１発光量、第２発光量の２水準の発光量で発光制御される。

ＬＤ１０１ａのアノードは、電源Ｖｃｃに接続されている。ＬＤ１０１ａの光量をモニタするＰＤ１０１ｂのカソードは、電源Ｖｃｃに接続されている。ＰＤ１０１ｂのアノードはスイッチング回路３１４、４１４に接続されており、ＡＰＣ制御時に可変抵抗器３０６、４０６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はコンパレータ回路（３０７、４０７）の負極端子に入力されている。

尚、図４では、エンジンコントローラ１０８とビデオコントローラ１０９とを別々に示しているが、その形態に限定されるわけではない。また、レーザ駆動システム回路１０７ついても、例えば、エンジンコントローラ１０８に一部或いは全てを内蔵させても良い。

［第２発光量用ＡＰＣ及び第１発光量用ＡＰＣ］
次に、レーザ駆動システム回路１０７におけるＬＤ１０１の２水準の発光制御に対して、第２発光量用ＡＰＣ及び第１発光量用ＡＰＣの動作について説明する。なおＡＰＣとはＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌの略であり、ＬＤ１０１ａの光量をモニタしてフィードバック制御によりＬＤ１０１ａの光量を調整することを示す。

第２発光量用ＡＰＣは第２駆動電流（Ｉｂ）を調整する工程（第２電流調整工程）である。第２発光量用ＡＰＣ動作では、ＣＰＵ１０８２の指示によりＡＳＩＣ１０８１が、ＰＷＭ２信号により基準電圧Ｖｒｅｆ２１の電圧値を設定し、ＳＨ１信号を介してサンプル／ホールド回路３０９をホールド状態（非サンプリング期間中）に設定する。更に、Ｄａｔａ信号を介してスイッチング回路３１３をＯＦＦ動作状態に設定する。このＤａｔａ信号に関し、イネーブル端子付きバッファ１１１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ＯＦＦ状態にする。また、ＡＳＩＣ１０８１は、ＳＨ３信号により、スイッチング回路４１４をＯＮ状態とし、ＳＨ４信号によりスイッチング回路３１４をＯＦＦ状態とする。更に、ＳＨ２信号を介してサンプル／ホールド回路４０９をサンプリング状態に設定し、Ｂａｓｅ信号を介してスイッチング回路４１３をＯＮ動作状態に設定する。このサンプル／ホールド回路４０９がサンプリング状態にある時間が、第２発光量を自動調整する第２発光量用ＡＰＣ（第２調整工程）に相当する。この第２発光量用ＡＰＣの実行中、ＬＤ１０１ａには第２駆動電流（Ｉｂ）が供給される。この状態でＬＤ１０１ａが発光すると、ＰＤ１０１は、ＬＤ１０１ａの発光量をモニタし、その発光量に比例したモニタ電流Ｉｍ２を発生させる。モニタ電流Ｉｍ２をスイッチング回路４１４及び可変抵抗器４０６に流すことにより、コンパレータ回路４０７の負極端子にモニタ電圧Ｖｍ２を発生させる。コンパレータ回路４０７では、モニタ電圧Ｖｍ２と基準値である第２発光量用の基準電圧Ｖｒｅｆ２１とを比較し、モニタ電圧Ｖｍ２と基準電圧Ｖｒｅｆ２１との差分が無くなるように、第２駆動電流（Ｉｂ）を調整する。

そして、第１発光量用ＡＰＣの実行時及び通常の画像形成時（画像信号が送られている時間）には、サンプル／ホールド回路４０９がホールド状態となり、第２発光量が維持される。尚、トナーのかぶり／反転かぶり等を発生させないために、画像形成中において第２発光量は常に安定させる必要がある。

一方、第１発光量用ＡＰＣは第１駆動電流（Ｉｄｒｖ）を調整する工程（第１電流調整工程）である。第１発光量用ＡＰＣ動作では、ＡＳＩＣ１０８１は、ＰＷＭ１信号を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１１の電圧値を設定し、ＳＨ２信号を介してサンプル／ホールド回路４０９をホールド状態（非サンプリング期間中）に設定する。更に、Ｂａｓｅ信号を介してスイッチング回路４１３をＯＮ動作状態に設定する。これにより、ＬＤ１０１ａには第２駆動電流（Ｉｂ）が供給された状態になる。また、ＡＳＩＣ１０８１は、ＳＨ３信号により、スイッチング回路４１４をＯＦＦ状態とし、ＳＨ４信号によりスイッチング回路３１４をＯＮ状態とする。更に、ＳＨ１信号を介してサンプル／ホールド回路３０９をサンプリング状態に設定し、Ｄａｔａ信号を介してスイッチング回路３１３をＯＮ動作状態とする。より詳細には、このとき、Ｌｄｒｖ信号を制御し、Ｄａｔａ信号をＬＤ１０１ａの発光状態になるように設定している。このサンプル／ホールド回路３０９がサンプリング状態にある期間が、第１発光量を自動調整する第１発光量用ＡＰＣ（第１調整工程）に相当する。この第１発光量用ＡＰＣの実行中、ＬＤ１０１ａには第２駆動電流（Ｉｂ）に対して第１駆動電流（Ｉｄｒｖ）が重畳された駆動電流（Ｉｂ＋Ｉｄｒｖ）が供給される。この状態でＬＤ１０１ａが発光すると、ＰＤ１０１は、ＬＤ１０１ａの発光量をモニタし、その発光量に比例したモニタ電流Ｉｍ１（Ｉｍ１＞Ｉｍ２）を発生させる。モニタ電流Ｉｍ１をスイッチング回路３１４及び可変抵抗器３０６に流すことにより、モニタ電圧Ｖｍ１を発生させる。コンパレータ回路３０７では、モニタ電圧Ｖｍ１と基準値である第２発光量用の基準電圧Ｖｒｅｆ１１とを比較し、モニタ電圧Ｖｍ１と基準電圧Ｖｒｅｆ１１との差分が無くなるように、第１駆動電流（Ｉｄｒｖ）を調整する。

そして、通常の画像形成時には、ＳＨ１信号によりサンプル／ホールド回路３０９をホールド状態として、Ｄａｔａ信号に応じてスイッチング回路３１３がＯＮ／ＯＦＦ動作し、駆動電流（Ｉｄｒｖ）にパルス幅変調を与えることで画像形成を行う。

［従来のレーザスキャナ起動時のＡＰＣ］
ここで、従来のレーザスキャナ起動時のＡＰＣについて説明する。図１は、従来のレーザスキャナ起動時の動作モード、Ｖｒｅｆ電圧、駆動電流、発光量の時間変化を示す図である。図１において、（ａ）は動作モード、（ｂ）はＶｒｅｆ２１、（ｃ）は発光素子の駆動電流、（ｄ）は発光素子の発光量の時間変化を示している。また、図１における時間（ｔ＝０）は、レーザスキャナの起動開始タイミングであり、時間（０〜ｔ１）は第２発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行時間であり、時間（ｔ１〜ｔ２）は第１発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行時間である。また、時間（ｔ２〜ｔ３）は第２発光量用ＡＰＣ（２回目）の実行時間であり、時間（ｔ３〜ｔ４）は第１発光量用ＡＰＣ（２回目）の実行時間である。ここで、第１発光量用ＡＰＣは感光ドラム上の画像部にトナー等の現像材を帯電付着させる第１発光量を調整するための動作モードである。第２発光量用ＡＰＣは感光ドラム上の非画像部にトナー等の現像材を帯電付着させない第２発光量を調整するための動作モードである。このとき、回転多面鏡を有するレーザスキャナの場合、レーザスキャナを起動させ回転多面鏡が回転を開始した後で、第１発光量用ＡＰＣ及び第２発光量用ＡＰＣを交互に実行させながら、回転多面鏡が所定速度（所定回転数）となるよう制御する。

図１では、時間（ｔ＝０）においてレーザスキャナを起動させ回転多面鏡が回転を開始した後で、初めて実行する１回目の第２発光量用ＡＰＣを第２発光量用ＡＰＣ（１回目）とし、初めて実行する１回目の第１発光量用ＡＰＣを第１発光量用ＡＰＣ（１回目）とする。更に、２回目に実行する第２発光量用ＡＰＣを第２発光量用ＡＰＣ（２回目）、２回目に実行する第１発光量用ＡＰＣを第１発光量用ＡＰＣ（２回目）としている。

図１（ｂ）、（ｃ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２発光量用ＡＰＣ（１回目）における基準電圧Ｖｒｅｆ２１の電圧値がＰＷＭ２信号のＤｕｔｙにより決まる目標値に到達できておらず、第２駆動電流（Ｉｂ）が目標電流値よりも小さいＩｂ１になる。これは、ＰＷＭ回路４０１においてＰＷＭ２信号に基づいてコンデンサ４０５を充電する際に、コンデンサ４０５が殆ど充電されていない状態から目標値と同じ基準電圧値を出力できるよう充電するのに時間がかかるからである。つまり、ＰＷＭ回路４０１の時定数の影響を受けて、時間（０〜ｔ１）の間では、コンデンサ４０５を十分に充電できず、目標値よりも低い電圧値の基準電圧Ｖｒｅｆ２１しか出力できないからである。

第２駆動電流（Ｉｂ）がＩｂ１である場合、図１（ｃ）の時間（ｔ１〜ｔ２）に示すように、第１発光量用ＡＰＣ（１回目）では、Ｉｄｒｖは目標電流値であるＩｄｒｖ２よりも大きいＩｄｒｖ１に調整される。

次に、第２発光量用ＡＰＣ（２回目）では、基準電圧Ｖｒｅｆ２１が所定の目標電圧値に到達できているため、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２になる。そして、図１（ｃ）の時間（ｔ３〜ｔ４）に示す通り、第１発光量用ＡＰＣ（２回目）では、発光素子が第１発光量の目標値であるＰｄｒｖで発光するように、第１駆動電流（Ｉｂ＋Ｉｄｒｖ）におけるＩｄｒｖを調整する。しかし、第１発光量用ＡＰＣ（２回目）の実行直後は、Ｉｂ２にＩｄｒｖ１を重畳した第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ１）が発光素子に供給される状態となっている。このときの第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ１）は所望の第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）より大きいため、図１（ｄ）の時間（ｔ３〜ｔ４）に示すように、発光量のオーバーシュートが発生する。

発光量のオーバーシュートがＬＤ１０１ａの絶対最大定格を超えると、場合によっては半導体レーザ１０１が故障する可能性がある。

［光学走査装置の起動方法］
本実施例のレーザスキャナ起動時（レーザ駆動システム回路１０７の起動時）の動作について説明する。

図５は、レーザスキャナの起動シーケンスを示すフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ１０８２によって実行される。また、図６は、レーザスキャナ起動時の動作モード、Ｖｒｅｆ２１電圧、駆動電流、発光量の時間変化を示す図である。図６において、（ａ）は動作モード、（ｂ）はＶｒｅｆ２１、（ｃ）は発光素子の駆動電流、（ｄ）は発光素子の発光量を示している。また、図６における時間（ｔ＝０）は、図５のＳ１０１に対応し、レーザ駆動システム回路１０７により、レーザスキャナが起動を開始するタイミングである。

まず、不図示のホストコンピュータ等から画像形成指令を受け取ると、ＣＰＵ１０８２は、ＡＳＩＣ１０８１と通信し、図５のＳ１０１においてスキャナモータ１１０の起動を指示する。図５に示すレーザスキャナ起動時の動作モードでは、ＬＤ１０１ａへ供給する駆動電流の調整工程を示すものである。Ｓ１０２において第２発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。このとき、図６（ａ）、（ｂ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行期間を、Ｖｒｅｆ２１が目標電圧に到達して安定するために要する時間よりも長く設定する。

その結果、図６（ｃ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２になる。また、図６（ｄ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂに調整される。

次に、図５のＳ１０３においてＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。ここで、レーザ駆動システム回路１０７は、図６（ｃ）、（ｄ）の時間（ｔ１〜ｔ２）に示すように、ＬＤ１０１ａが所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）となるようにＩｄｒｖを調整する。

次に、図５のＳ１０４において、ＣＰＵ１０８２は、第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。このとき、図６（ｃ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２になる。また、図６（ｅ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂに調整される。

次に、図５のＳ１０５において、ＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。ここで、レーザ駆動システム回路１０７は、図６（ｃ）、（ｄ）の時間（ｔ３〜ｔ４）に示すように、ＬＤ１０１ａが所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）となるようにＩｄｒｖを調整する。

そしてＳ１０６において、ＣＰＵ１０８２は、ラウンドロビン等の一定時間毎に、ＡＳＩＣ１０８１が同期検出信号素子１０６の検出結果に基づき算出するスキャナモータ１１０の回転速度をモニタし、目標速度に到達しているかを判断する。目標速度に到達していない場合は、Ｓ１０４の第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。一方、目標速度に到達した場合は、起動シーケンスを終了する。起動シーケンスが終了すると、エンジンコントローラ１０８は、ビデオコントローラ１０９から画像データ信号に対応するＤａｔａ信号を受けてＬＤ１０１ａを発光され感光ドラム５へ潜像を形成する為の露光工程を行う。このように、１回目の第２発光量用ＡＰＣの実行期間を、２回目の第２発光量用ＡＰＣの実行期間よりも長く設定することで、１回目の第２発光量用ＡＰＣの実行期間で、基準電圧Ｖｒｅｆ２１の電圧値を目標電圧値になるべく近づけることができる。これにより、その後の駆動電流のオーバーシュートを抑制できる。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成指令を受けてから感光体を露光する露光工程前の調整工程で発光部に供給される駆動電流がオーバーシュートを抑制すことができる。

＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。実施例２では、レーザスキャナ起動時における、第２発光量用ＡＰＣ（１回目）のＶｒｅｆ２１の電圧値を、第２発光量用ＡＰＣ（２回目）のＶｒｅｆ２１の電圧値よりも高く設定することで、発光量のオーバーシュートの発生をなくす方法について説明する。なお、実施例１と同様の構成については同様の符号を付し、実施例１と異なる部分についてのみ説明をする。

［光学走査装置の起動方法］
レーザスキャナ起動時（レーザ駆動システム回路１０７の起動時）の動作について説明する。図７は、レーザスキャナの起動シーケンス（ＬＤ１０１ａへ供給する駆動電流の調整工程）を示すフローチャートである。この処理は、不図示のホストコンピュータ等から画像形成指令を受け取ると、ＣＰＵ１０８２によって実行される。また、図８は、レーザスキャナ起動時の動作モード、ＰＷＭ２信号、Ｖｒｅｆ２１電圧、駆動電流、発光量の時間変化を示す図である。図８において、（ａ）は動作モード、（ｂ）はＰＷＭ２信号の設定状態、（ｃ）はＶｒｅｆ２１、（ｄ）は発光素子の駆動電流、（ｅ）は発光素子の発光量を示している。また、図８における時間（ｔ＝０）は、図７のＳ２０１に対応し、レーザ駆動システム回路１０７により、レーザスキャナが起動を開始するタイミングである。

まず、ＣＰＵ１０８２は、ＡＳＩＣ１０８１と通信し、図７のＳ２０１においてスキャナモータ１１０の起動を指示し、Ｓ２０２において第２発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。このとき、図８（ｂ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、ＰＷＭ２信号により設定される基準値Ｖｒｅｆ２１の目標値を１．２Ｖとし、最終目標の基準値Ｖｒｅｆ２１（＝０．８Ｖ）よりも高い設定値にする。これにより、図８（ｃ）の時間（０〜ｔ１）内で、Ｖｒｅｆ２１を０．８Ｖ以上にすることができる。

その結果、図８（ｄ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２以上のＩｂ３という電流値になる。また、図８（ｅ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂ以上の発光量であるＰｂ１に調整される。

次に、図７のＳ２０３においてＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。また、図８（ｂ）の時間（ｔ１〜ｔ２）に示すように、ＰＷＭ２信号はＶｒｅｆ２１＝０．８Ｖと所望のＶｒｅｆ２１となるように設定する。

ここで、レーザ駆動システム回路１０７は、図８（ｄ）、（ｅ）の時間（ｔ１〜ｔ２）に示すように、ＬＤ１０１ａが所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ３＋Ｉｄｒｖ３）となるようにＩｄｒｖを調整する。

次に、図７のＳ２０４において、ＣＰＵ１０８２は、第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。このとき、図８（ｄ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２になる。また、図８（ｅ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂに調整される。

次に、図７のＳ２０５において、ＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。ここで、レーザ駆動システム回路１０７は、図８（ｄ）、（ｅ）の時間（ｔ３〜ｔ４）に示すように、ＬＤ１０１ａが所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）となるようにＩｄｒｖを調整する。

そしてＳ２０６において、ＣＰＵ１０８２は、ラウンドロビン等の一定時間毎に、ＡＳＩＣ１０８１が同期検出信号素子１０６の検出結果に基づき算出するスキャナモータ１１０の回転速度をモニタし、目標速度に到達しているかを判断する。目標速度に到達していない場合は、Ｓ２０４の第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。一方、目標速度に到達した場合は、起動シーケンスを終了する。起動シーケンスが終了すると、エンジンコントローラ１０８は、ビデオコントローラ１０９からのＤａｔａ信号を受けてＬＤ１０１ａにより感光ドラム５へ露光工程を行う。

このように、本実施例では、ＰＷＭ２信号により設定される第２発光量用ＡＰＣ用（第２電流調整工程用）の基準値Ｖｒｅｆ２１の目標値を、１回目＝１．２Ｖ、２回目の０．８Ｖとし、１回目の目標値を２回目のそれよりも大きく設定した。これにより、２回目の第１発光量用のＡＰＣでＬＤ１０１ａの駆動電流のオーバーシュートを抑制できる。

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成指令を受けてから感光体を露光する露光工程前の調整工程で発光部に供給される駆動電流がオーバーシュートを抑制すことができる。また、第１実施例よりも、１回目の第２発光量用のＡＰＣの期間を短くできるのでその分レーザスキャナの起動時間を短縮することができる。

＜実施例３＞
次に実施例３について説明する。実施例３では、レーザスキャナ起動時における、第１発光量用ＡＰＣ（１回目）のＶｒｅｆ１１の電圧値を、第１発光量用ＡＰＣ（２回目）のＶｒｅｆ１１の電圧値よりも低く設定することで、発光量のオーバーシュートの発生をなくす方法について説明する。なお、実施例２と同様の構成については同様の符号を付し、実施例２と異なる部分についてのみ説明をする。

［光学走査装置の起動方法］
レーザスキャナ起動時（レーザ駆動システム回路１０７の起動時）の動作について説明する。図９は、レーザスキャナの起動シーケンスを示すフローチャート（ＬＤ１０１ａへ供給する駆動電流の調整工程）である。この処理は、不図示のホストコンピュータ等から画像形成指令を受け取ると、ＣＰＵ１０８２によって実行される。また、図１０は、レーザスキャナ起動時の動作モード、ＰＷＭ２信号、ＰＷＭ１信号、Ｖｒｅｆ２１、Ｖｒｅｆ１１、駆動電流、発光量の時間変化を示す図である。図１０において、（ａ）は動作モード、（ｂ）はＰＷＭ２信号の設定状態、（ｃ）はＰＷＭ１信号の設定状態、（ｄ）はＶｒｅｆ２１、（ｅ）はＶｒｅｆ１１、（ｆ）は発光素子の駆動電流、（ｇ）は発光素子の発光量を示している。また、図１０における時間（ｔ＝０）は、図９のＳ３０１に対応し、レーザ駆動システム回路１０７により、レーザスキャナが起動を開始するタイミングである。

まず、ＣＰＵ１０８２は、ＡＳＩＣ１０８１と通信し、図９のＳ３０１においてスキャナモータ１１０の起動を指示し、Ｓ３０２において第２発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。このとき、図１０（ｂ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、ＰＷＭ２信号によりＶｒｅｆ２１＝０．８Ｖと、Ｖｒｅｆ２１を所望の設定値にする。このとき、図１０（ｄ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、Ｖｒｅｆ２１は目標電圧値である０．８Ｖに到達できていない。その結果、図１０（ｆ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２より小さいＩｂ４という電流値になる。また、図１０（ｇ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂより小さいＰｂ２に調整される。

一方、図１０（ｃ）の時間（０〜ｔ１）に示すように、ＰＷＭ１信号によりＶｒｅｆ１１＝０．４Ｖと、所望のＶｒｅｆ１１（＝１．０Ｖ）よりも低い設定値にする。

次に、図９のＳ２０３においてＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（１回目）の実行を指示する。このとき、レーザ駆動システム回路１０７は、図１０（ｆ）、（ｇ）の時間（ｔ１〜ｔ２）に示すように、ＬＤ１０１ａがＰｄｒｖ２で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ４＋Ｉｄｒｖ３）となるようにＩｄｒｖを調整する。このとき、Ｐｄｒｖ２は所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）よりも十分小さい発光量である。

次に、図９のＳ３０４において、ＣＰＵ１０８２は、第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。このとき、図１０（ｆ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２駆動電流（Ｉｂ）は、目標電流値であるＩｂ２になる。また、図１０（ｇ）の時間（ｔ２〜ｔ３）に示すように、第２発光量も目標値であるＰｂに調整される。

次に、図９のＳ３０５において、ＣＰＵ１０８２は、第１発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。ここで、レーザ駆動システム回路１０７は、図１０（ｆ）、（ｇ）の時間（ｔ３〜ｔ４）に示すように、ＬＤ１０１ａが所望の第１発光量（Ｐｄｒｖ）で発光するための第１駆動電流（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）となるようにＩｄｒｖを調整する。このとき、第１駆動電流に関して、（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ２）＞（Ｉｂ２＋Ｉｄｒｖ３）である。

そして図９のＳ３０６において、ＣＰＵ１０８２は、ラウンドロビン等の一定時間毎に、ＡＳＩＣ１０８１が同期検出信号素子１０６の検出結果に基づき算出するスキャナモータ１１０の回転速度をモニタし、目標速度に到達しているかを判断する。目標速度に到達していない場合は、Ｓ３０４の第２発光量用ＡＰＣ（２回目以降）の実行を指示する。目標速度に到達した場合は、起動シーケンスを終了する。起動シーケンスが終了すると、エンジンコントローラ１０８は、ビデオコントローラ１０９からのＤａｔａ信号を受けてＬＤ１０１ａにより感光ドラム５へ露光工程を行う。

このように、本実施例では、ＰＷＭ１信号により設定される第１発光量用ＡＰＣ用（第１電流調整工程用）の基準値Ｖｒｅｆ１１の目標値を、１回目＝０．４Ｖ、２回目の１．０Ｖとし、１回目の目標値を２回目のそれよりも小さく設定した。これにより、２回目の第１発光量用のＡＰＣでＬＤ１０１ａの駆動電流のオーバーシュートを抑制できる。

５感光ドラム
９画像露光手段
１０１半導体レーザ
１０１ａ発光部
１０１ｂ受光部
１０２コリメータレンズ
１０３ポリゴンミラー
１０４ｆθレンズ
１０６ＢＤ検出素子
１０７レーザ駆動システム回路

Claims

電流を供給されて発光する発光部と、前記発光部から発せられた光を受光し受光量に関連する値を出力する受光部と、前記発光部の発光を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、
画像形成指令を受けた後、前記制御手段は、前記受光部から出力された前記値と目標設定信号に基づいて設定される基準値との比較によって第１電流と第２電流とを重畳した電流及び第２電流をそれぞれ調整する調整工程を行い、前記調整工程の後に前記第１電流と前記第２電流とを重畳した電流、又は第２電流を前記発光部に供給して前記発光部を発光させ、
前記調整工程は、前記発光部に前記第１電流と前記第２電流を重畳した電流を供給して前記第１電流を調整する第１電流調整工程と、前記発光部に前記第１電流を供給することなく前記第２電流を供給して前記第２電流を調整する第２電流調整工程と、を含み、
前記制御手段は、前記画像形成指令を受けると、１回目の前記第２電流調整工程、１回目の前記第１電流調整工程、２回目の前記第２電流調整工程、２回目の第１電流調整工程の順で調整工程を実行し、
前記１回目の前記第２電流調整工程用に前記目標設定信号により設定される前記基準値の目標値が、前記２回目の前記第２電流調整工程用に前記目標設定信号により設定される前記基準値の目標値よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記調整工程で、前記制御手段は、前記受光部から出力された前記値と前記基準値としての基準電圧値との差分を小さくするよう前記第１電流と前記第２電流とをそれぞれ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。
前記制御手段は、前記第２電流調整工程における前記基準電圧値を出力する回路を備え、前記回路には、前記目標設定信号に基づいて充電され、前記基準電圧値となる電圧を出力するコンデンサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載に画像形成装置。
前記制御手段は、前記調整工程の後に前記第１電流と前記第２電流とを重畳した電流、又は第２電流を前記発光部に供給して前記発光部を発光させることで、前記発光部から発せられた光で感光体を露光して潜像を形成する露光工程を実行し、
前記第１電流と前記第２電流とを重畳した電流を前記発光部に供給することで、前記発光部は、帯電された前記感光体の電位を現像剤を付着させる為の電位に減衰させる光量で発光し、前記第１電流を供給することなく前記第２電流を前記発光部に供給することで、前記発光部は、帯電された前記感光体の電位を現像剤を付着させない為の電位に減衰させる光量で発光することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。