JP6671931B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームを出射して前記感光体の表面上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記静電潜像を現像して記録媒体に転写すべきトナー像を前記感光体の前記表面上に形成する現像手段と、
を備え、
前記光走査装置は、
前記複数の光ビームを出射するための複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射される光ビームそれぞれを受光する受光素子と、
前記光源を駆動する駆動部と、
前記複数の発光点から出射される光ビームの光量を制御するための前記受光素子を用いた光量制御を前記各発光点に対してシーケンシャルに実行するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、前記複数の発光点それぞれに対して、
前記発光点に供給するバイアス電流を生成可能なバイアス電流生成部と、
前記発光点に供給される前記バイアス電流に重畳させるスイッチング電流を生成可能なスイッチング電流生成部と、
画像データに基づいて前記スイッチング電流の前記発光点への供給をオン・オフするスイッチと、
前記バイアス電流を制御するためのバイアス電流データを保持し、前記バイアス電流の値が制御されるように前記バイアス電流データに基づいて前記バイアス電流生成部に作用するバイアス電流制御部と、
前記スイッチング電流を制御するためのスイッチング電流データを保持し、前記スイッチング電流の値が制御されるように前記スイッチング電流データに基づいて前記スイッチング電流生成部に作用するスイッチング電流制御部と、
前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とがそれぞれ前記バイアス電流生成部および前記スイッチング電流生成部に対する作用状態を切り替える切替回路と、を備え、
前記制御部は、画像形成に使用する発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用して、画像形成に使用しない発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用しないように、前記複数の発光点にそれぞれ対応する前記切替回路を制御することを特徴とする。
本実施例における電子写真方式の画像形成装置1を説明する。図11は、第1実施例の画像形成装置1の断面図である。画像形成装置1は、光走査装置2(2Y、2M、2C、2K)、画像制御部501、画像読取部500、感光ドラム(感光体)25を含む画像形成部503、定着部504及び給紙/搬送部505から構成される。画像読取部500は、原稿台に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像を画像データ(電気信号)へ変換する。画像制御部501は、画像読取部500から画像データを受け取り、受け取った画像データを画像信号へ変換する。画像制御部501は、画像信号を光走査装置2へ送信し、また、光走査装置2の発光を制御する。
図1は、第1実施例の光走査装置2の説明図である。光走査装置2は、レーザ駆動部11及び光源としての半導体レーザ(以下、LDという。)12を有する。レーザ駆動部11及びLD12は、レーザ駆動基板10に設けられている。レーザ駆動部11は、LD12を発光させるための駆動電流Idrを出力する。光走査装置2は、コリメートレンズ13、光量検出ユニット14、円柱レンズ16、モータ17、fθレンズ18、反射ミラー19及びビーム検出器(以下、BDという。)20を有する。モータ17のロータは、回転多面鏡17aと一体に回転する。非画像領域において、LD12から出射されたレーザ光(以下、光ビームという。)L1は、コリメートレンズ13及び円柱レンズ16を経て、回転多面鏡17aへ到達する。回転多面鏡17aにより偏向された光ビームL1は、fθレンズ18を経てBD20へ入射する。BD20は、光ビームL1を受光すると、主走査方向Xの画像の書き出し位置を一定にするためのビーム検出信号(以下、BD信号という。)21を出力する。BD信号21に基づいてLD12から出射された光ビームL2は、画像領域において、fθレンズ18及び反射ミラー19を経由して感光ドラム25上を主走査方向Xに走査して静電潜像を形成する。なお、LD12は、複数の光ビームを出射してもよい。回転多面鏡17aとモータ17は、LD12から出射された光ビームL2が感光ドラム25の表面上を主走査方向に走査するように光ビームL2を偏向する偏向装置を構成する。
図2は、第1実施例の光量制御部30のブロック図である。表1は、光量制御部30の複数の動作モードにおける内部回路の状態を示す。
以下、第1のモードとしての上側光量制御モード(APC−H)を説明する。上側光量制御モードにおいて、光量制御部30は、LD12が第1の光量P1の光ビームを出射するように、LD12へ供給される駆動電流Idrの値を調整する。LD12から出射された光ビームの光量(光強度)は、光量検出部(受光素子)としてのフォトダイオード(以下、PDという。)14bにより検出される。PD14bは、電源Vccから電圧を印加されている。PD14bは、図1に示す光量検出ユニット14に設けられている。LD12から出射された光ビームの一部は、光量検出ユニット14に設けられた半透鏡14aにより反射され、PD14bへ入射する。PD14bは、光ビームを受光すると、光ビームの光量の検出結果として光ビームの光量に応じたPD電流15を出力する。
以下、第2のモードとしての下側光量制御モード(APC−L)を説明する。下側光量制御モードにおいて、光量制御部30は、LD12が第1の光量P1より小さい第2の光量P2の光ビームを出射するように、LD12へ供給される駆動電流Idrの値を調整する。PD14bは、LD12から出射される光ビームの一部を半透鏡14aを介して受光すると、光ビームの光強度に応じたPD電流15を出力する。
以下、図3を参照して、バイアス電圧Vbの算出方法を説明する。図3は、コンデンサの電圧VとLD12の光ビームの光量Pとの関係を示す図である。目標光量P0は、感光ドラム25の表面を露光するための光量である。目標光量P0は、上側光量制御モードにおいてLD12が出射する光ビームの第1の光量P1に相当する。上側光量制御モードにおいて第1のコンデンサ36に高レベル電圧VchHが充電されている場合、光ビームの光量Pが第1の光量P1すなわち目標光量P0になる。目標光量P0×(1/4)は、下側光量制御モードにおいてLD12が出射する光ビームの第2の光量P2に相当する。下側光量制御モードにおいて第2のコンデンサ41に低レベル電圧VchLが充電されている場合、光ビームの光量Pが第2の光量P2すなわち目標光量P0×(1/4)になる。
∴ Vth=(4VchL−VchH)/3 ・・・式(1)
バイアス電圧生成回路43は、バイアス電圧Vbを開閉器44及び電流停止回路54を介してバイアス電流生成回路45へ入力する。電圧電流変換回路を有するバイアス電流生成回路45は、バイアス電圧Vbをバイアス電流Ibへ変換する。
以下、感光ドラム25の表面上に光ビームを走査して潜像を形成する光書き込みモードとしての定電流制御モードを説明する。画像形成時に画像信号22に従ってLD12を駆動するために、光量制御部30は、定電流制御モードで動作する。表1に示すように、定電流制御モードにおいて、上側サンプル回路35は、上側光量制御信号62によりOFF状態にされる。これによって、第1のコンデンサ36は、高レベル電圧VchHを保持する。下側サンプル回路40は、下側光量制御信号63によりOFF状態にされる。これによって、第2のコンデンサ41は、低レベル電圧VchLを保持する。
以下、初期化モードを説明する。光量制御部30は、画像形成装置1の電源投入直後または光走査装置2の停止時に、初期化モードで動作する。画像制御部501は、上側光量制御信号62及び下側光量制御信号63により上側サンプル回路35及び下側サンプル回路40をOFF状態にし、放電信号64により放電回路37及び42をON状態にする。放電回路37及び42は、第1のコンデンサ36及び第2のコンデンサ41の電荷を強制的に放電する。これにより、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45へ印加される電圧が0(ゼロ)になるので、駆動電流Idrは、LD12へ供給されない。
以下、電流停止制御モードを説明する。光走査装置2が動作状態または動作可能な状態にあるときに、画像形成のためのスイッチング電流Iswが供給されるか否かに拘らずLD12へバイアス電流Ibが供給される。バイアス電流Ibの供給により、電力が消費される。そこで、本実施例は、消費電力を低減するために、LD12を駆動する必要がないときに、LD12への駆動電流Idr(バイアス電流Ib+スイッチング電流Isw)の供給を遮断できる光量制御部30を提供する。
次に、第1実施例の第1の変形例を説明する。図4は、第1実施例の第1の変形例の光量制御部130のブロック図である。第1の変形例の光量制御部130は、デジタル回路で構成されている。第1の変形例の光量制御部130において、図2に示す光量制御部30と同様の構造には、同様の参照符号を付して説明を省略する。
上側光量制御モードにおいて、光量制御部130は、LD12が第1の光量P1の光ビームを出射するように、LD12へ供給される駆動電流Idrの値を調整する。LD12から出射された光ビームの光量は、PD14bにより検出される。PD14bは、光ビームを受光すると、光ビームの光強度に応じたPD電流15を出力する。PD電流15は、可変抵抗34により電圧Vへ変換される。電圧Vは、アナログ−デジタル変換器101によりデジタル値ADC−PDへ変換される。デジタル値ADC−PDは、デジタルコンパレータ(DCOMP)103へ入力される。
下側光量制御モードにおいて、光量制御部30は、LD12が第1の光量P1より小さい第2の光量P2の光ビームを出射するように、LD12へ供給される駆動電流Idrの値を調整する。PD14bは、光ビームを受光すると、光ビームの光強度に応じたPD電流15を出力する。PD電流15は、可変抵抗34により電圧Vへ変換される。電圧Vは、アナログ−デジタル変換器101によりデジタル値ADC−PDへ変換される。デジタル値ADC−PDは、デジタルコンパレータ103へ入力される。
第1のラッチ106は、上側光量制御信号62に応じて第1のカウンタ105の高レベルカウント値DAPCHをラッチする。高レベルカウント値DAPCHは、切替開閉器107を介して第1のデジタル−アナログ変換器(DAC−H)108及びバイアスデータ生成回路(Dbias)111へ入力される。第2のラッチ110は、下側光量制御信号63に応じて第2のカウンタ109の低レベルカウント値DAPCLをラッチする。低レベルカウント値DAPCLは、バイアスデータ生成回路111へ入力される。
∴ Dth=(4DAPCL−DAPCH)/3 ・・・式(3)
バイアスデータ生成回路111は、バイアスデータDbをバイアスラッチ(LATCH−BIAS)112を介して第2のデジタル−アナログ変換器(DAC−L)113へ出力する。第2のデジタル−アナログ変換器113は、バイアスデータDbをバイアス電圧Vbへ変換する。第2のデジタル−アナログ変換器113は、バイアス電圧Vbを電流停止回路54を介してバイアス電流生成回路45へ入力する。電圧電流変換回路を有するバイアス電流生成回路45は、バイアス電圧Vbをバイアス電流Ibへ変換する。
定電流制御モードにおける光量制御部130の動作は、図2に示す光量制御部30の動作とほぼ同様である。切替開閉器107は、第1のラッチ106をバイアスデータ生成回路111及び第1のデジタル−アナログ変換器108へ接続する。第1のデジタル−アナログ変換器108は、第1のラッチ106の高レベルカウント値DAPCHをアナログ電圧へ変換する。第1のデジタル−アナログ変換器108のアナログ電圧は、電流停止回路54を介してスイッチング電流生成回路39へ印加される。バイアス電流生成回路45のバイアス電圧Vbは、電流停止回路54を介してバイアス電流生成回路45へ入力される。以降の動作は、光量制御部30の動作とほぼ同様であるので説明を省略する。
また、図2の放電回路37及び放電回路42は、第1のカウンタ105のクリア機能(CLR)及び第2のカウンタ109のクリア機能(CLR)にそれぞれ相当する。第1のカウンタ105は、放電信号64に応じて第1のカウンタ105のカウント値を0(ゼロ)へクリアする。第2のカウンタ109は、放電信号64に応じて第2のカウンタ109のカウント値を0(ゼロ)へクリアする。これにより、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45へ印加される電圧が0(ゼロ)になるので、駆動電流Idrは、LD12へ供給されない。
図2に示す光量制御部30と同様に、第1の変形例1の光量制御部130も、LD12を駆動する必要がないときに、LD12への駆動電流Idr(バイアス電流Ib+スイッチング電流Isw)の供給を遮断する。光量制御部130は、低レベル(L)の電流停止信号73に応じて、電流停止制御モードで動作する。電流停止信号73が低レベル(L)である場合、電流停止回路54は、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45の両方を接地する。これによって、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45への電圧の印加が停止される。このように、電流停止回路54は、LD12への駆動電流Idrの供給が不要である場合に、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45への電力の供給を遮断する。電流停止回路54は、LD12を駆動する必要がないときに、LD12へのバイアス電流Ibの供給を停止して光量制御部30の消費電力を低減することができる。
次に、第1実施例の第2の変形例を説明する。図5は、第1実施例の第2の変形例の光量制御部230のブロック図である。第2の変形例の光量制御部230は、バイアス電圧Vbが固定された固定バイアス方式で光量制御を行う。第2の変形例の光量制御部230において、図2に示す光量制御部30と同様の構造には、同様の参照符号を付して説明を省略する。
目標光量制御モードにおいて、光量制御部30は、LD12が第1の光量(目標光量)P1の光ビームを出射するように、LD12へ供給される駆動電流Idrの値を調整する。
電流停止回路54は、電流停止信号73に基づいて、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45の両方を同時に接地へ接続する。このように、電流停止回路54は、LD12への駆動電流Idrの供給が不要である場合に、スイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45への電力の供給を遮断する。電流停止回路54は、LD12を駆動する必要がないときに、LD12への固定バイアス電流Ibおよびスイッチング電流Iswの供給を停止して光量制御部230の消費電力を低減することができる。
次に、第1実施例の第3の変形例を説明する。図6は、第1実施例の第3の変形例の光量制御部330のブロック図である。第3の変形例の光量制御部330は、電源Vccからスイッチング電流生成回路39及びバイアス電流生成回路45へ印加される電圧を遮断する電流停止回路(2極単投開閉器)354を有する。電流停止回路(354は、LD12への駆動電流Idrの供給が不要である場合に、LD12への駆動電流Idrの供給を遮断することができる。第3の変形例の光量制御部330において、図2に示す光量制御部30と同様の構造には、同様の参照符号を付して説明を省略する。
図7は、第2実施例のレーザ駆動部211のブロック図である。レーザ駆動部211は、光走査装置2のレーザ駆動基板10に設けられている。レーザ駆動部211は、複数の光量制御部30、モード制御回路61、PD切替回路66及び停止ビーム選択回路72を有する。本実施例において、LD12は、8本の光ビームを出射する。LD12は、8つの発光点12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12hを有する。しかし、LD12は、9本以上または7本以下の光ビームを出射するように複数の発光点を有するように構成されていてもよい。LD12は、例えば、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)であるとよい。
12・・・半導体レーザ(光源)
14b・・・フォトダイオード(光量検出部)
30、130、230、330・・・光量制御部
54、354・・・電流停止回路(電流停止手段)
Ith・・・閾値電流
Ib・・・バイアス電流
Idr・・・駆動電流
Claims (4)
- 感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームを出射して前記感光体の表面上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記静電潜像を現像して記録媒体に転写すべきトナー像を前記感光体の前記表面上に形成する現像手段と、
を備える画像形成装置において、
前記光走査装置は、
前記複数の光ビームを出射するための複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射される光ビームそれぞれを受光する受光素子と、
前記光源を駆動する駆動部と、
前記複数の発光点から出射される光ビームの光量を制御するための前記受光素子を用いた光量制御を前記各発光点に対してシーケンシャルに実行するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、前記複数の発光点それぞれに対して、
前記発光点に供給するバイアス電流を生成可能なバイアス電流生成部と、
前記発光点に供給される前記バイアス電流に重畳させるスイッチング電流を生成可能なスイッチング電流生成部と、
画像データに基づいて前記スイッチング電流の前記発光点への供給をオン・オフするスイッチと、
前記バイアス電流を制御するためのバイアス電流データを保持し、前記バイアス電流の値が制御されるように前記バイアス電流データに基づいて前記バイアス電流生成部に作用するバイアス電流制御部と、
前記スイッチング電流を制御するためのスイッチング電流データを保持し、前記スイッチング電流の値が制御されるように前記スイッチング電流データに基づいて前記スイッチング電流生成部に作用するスイッチング電流制御部と、
前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とがそれぞれ前記バイアス電流生成部および前記スイッチング電流生成部に対する作用状態を切り替える切替回路と、を備え、
前記制御部は、画像形成に使用する発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用して、画像形成に使用しない発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用しないように、前記複数の発光点にそれぞれ対応する前記切替回路を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームを出射して前記感光体の表面上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記静電潜像を現像して記録媒体に転写すべきトナー像を前記感光体の前記表面上に形成する現像手段と、
を備える画像形成装置において、
前記光走査装置は、
前記複数の光ビームを出射するための複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射される光ビームそれぞれを受光する受光素子と、
前記光源を駆動する駆動部と、
前記複数の発光点から出射される光ビームの光量を制御するための前記受光素子を用いた光量制御を前記各発光点に対してシーケンシャルに実行するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、前記複数の発光点それぞれに対して、
前記発光点に供給するバイアス電流を生成可能なバイアス電流生成部と、
前記発光点に供給される前記バイアス電流に重畳させるスイッチング電流を生成可能なスイッチング電流生成部と、
画像データに基づいて前記スイッチング電流の前記発光点への供給をオン・オフするスイッチと、
前記バイアス電流を制御するための電圧を保持する第1のコンデンサを備え、当該電圧に基づいて前記バイアス電流の値が制御されるように当該電圧に基づいて前記バイアス電流生成部に作用するバイアス電流制御部と、
前記スイッチング電流を制御するための電圧を保持する第2のコンデンサを備え、前記スイッチング電流の値が制御されるように当該電圧に基づいて前記スイッチング電流生成部に作用するスイッチング電流制御部と、
前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とがそれぞれ前記バイアス電流生成部および前記スイッチング電流生成部に対する作用状態を切り替える切替回路と、を備え、
前記制御部は、画像形成に使用する発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用して、画像形成に使用しない発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用しないように、前記複数の発光点にそれぞれ対応する前記切替回路を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
複数の光ビームを出射して前記感光体の表面上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記静電潜像を現像して記録媒体に転写すべきトナー像を前記感光体の前記表面上に形成する現像手段と、
を備える画像形成装置において、
前記光走査装置は、
前記複数の光ビームを出射するための複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射される光ビームそれぞれを受光する受光素子と、
前記光源を駆動する駆動部と、
前記複数の発光点から出射される光ビームの光量を制御するための前記受光素子を用いた光量制御を前記各発光点に対してシーケンシャルに実行するよう前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、前記複数の発光点それぞれに対して、
前記発光点に供給するバイアス電流を生成可能なバイアス電流生成部と、
前記発光点に供給される前記バイアス電流に重畳させるスイッチング電流を生成可能なスイッチング電流生成部と、
画像データに基づいて前記スイッチング電流の前記発光点への供給をオン・オフするスイッチと、
前記バイアス電流の値を制御するための電圧を生成し、当該電圧に基づいて前記バイアス電流生成部に作用するバイアス電流制御部と、
前記スイッチング電流を制御するための電圧を保持するコンデンサを備え、前記スイッチング電流の値が制御されるように当該電圧に基づいて前記スイッチング電流生成部に作用するスイッチング電流制御部と、
前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とがそれぞれ前記バイアス電流生成部および前記スイッチング電流生成部に対する作用状態を切り替える切替回路と、を備え、
前記制御部は、画像形成に使用する発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用して、画像形成に使用しない発光点に対応する前記バイアス電流制御部と前記スイッチング電流制御部とが前記バイアス電流生成部と前記スイッチング電流生成部に作用しないように、前記複数の発光点にそれぞれ対応する前記切替回路を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記駆動部は、前記制御部から複数の前記切替回路を制御するための信号を受け取るための端子と、前記端子を介して前記制御部から受け取った信号に基づいて前記複数の切替回路を制御するための選択回路と、を備え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。
Priority Applications (2)
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