JP7039217B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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[画像形成装置]
図1は、画像形成装置の概略構成図である。なお、以下の説明においては、カラー画像形成装置を用いて説明を行うが、それに限定されるものではない。後述にて詳しく説明する非画像部の弱発光については、例えば、単色の画像形成装置にも適用することが出来る。また、以下においては、インライン方式のカラー画像形成装置を例に説明を行うが、例えばロータリー方式のカラー画像形成装置や直接転写方式のカラー画像形成装置でも良い。以下、インライン方式のカラー画像形成装置を例に詳述する。なお、以下の説明において、特にイエロー、マゼンタ、シアン,ブラックを区別する必要のない部材については、説明の便宜上、符号の添え字のY,M,C,Kを省略することもある。
図2は、光学走査装置308の概略斜視図である。光学走査装置308は、独立して発光可能な2つの発光素子(発光部)を有する2ビームのレーザーダイオード401(以下、LD401とも呼ぶ)を有している。LD401は、図3に示すように、1つのレーザチップ上に2つのレーザーダイオードLD401a(第1発光部)、LD401b(第2発光部)を内蔵している。レーザチップは、電極1507a,1507bと、コンタクト層1506と、ブロック層1505と、第1のクラッド層1504と、活性層1503と、第2のクラッド層1502と基板1501とから構成されている。LD401には、レーザ駆動システム回路402の動作に基づく駆動電流が流れる。LD401は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザ光を発光する。尚、レーザ駆動システム回路402は、後述のエンジンコントローラ522、ビデオコントローラ523に対して、電気的に接続されているLD401を駆動する為の回路である。
図4は、レーザ駆動システムの回路図である。レーザ駆動システムは、非画像部において、感光ドラム302上にトナー付着をさせないようにし、且つかぶりや反転かぶりを抑制するように、微小発光するLD401の適切な光量レベルの自動調整を行う。以降の説明では、説明の煩雑をさけるために、LD401aの制御について説明する。LD401bの制御については、LD401aと同様の部分については、説明を割愛し、LD401aと異なる部分について説明する。
次に、微小発光を行うための駆動電流Ibを調整する微小発光APCについて説明する。エンジンコントローラ522は、SH11信号をOFFにして、通常発光用のサンプル/ホールド回路502をホールド状態(非サンプリング期間中)に設定するとともに、スイッチング回路506を入力信号DATA1によりオフ動作状態にする。この入力信号DATA1に関し、エンジンコントローラ522は、イネーブル端子付きバッファ525のイネーブル端子に接続されているVenb1信号をディセーブル状態にする。さらに、Ldrv1信号をOFFとし、入力信号DATA1をオフ状態とすることで、通常発光用の駆動回路がオフ状態となる。
次に、通常発光を行うための駆動電流Idrvを調整する通常発光APCについて説明する。エンジンコントローラ522は、SH12信号をOFFにして、微小発光用のサンプル/ホールド回路512をホールド状態(非サンプリング状態)に設定するとともに、スイッチング回路516を入力信号BASE1によりオン動作状態にする。また、エンジンコントローラ522は、SH11信号をONにして、通常発光用のサンプル/ホールド回路502をサンプリング状態に設定し、スイッチング回路506を入力信号DATA1によりONとする。より詳細には、エンジンコントローラ522は、Ldrv1信号をONにし、入力信号DATA1をLD401aが通常発光状態になるように設定する。
次に、APCを行った通常発光用の光量でLD401aを発光させる制御について説明する。通常発光レベルでLD401aを発光させる場合には、以下のように回路を動作させる。サンプル/ホールド回路512をホールド期間に設定し、スイッチング回路516をオンにすると共に、サンプル/ホールド回路502をホールド期間に設定し、スイッチング回路506をオンにする。これによりLD401aに駆動電流Idrv1+Ib1が供給され、通常発光量P(Idrv1+Ib1)で発光できる。また、スイッチング回路506をオフにすると、LD401aに駆動電流Ib1が供給され、微小発光量P(Ib1)で発光できる。
次に、非画像部に微小発光を行うことによる効果について説明する。微小発光は、図5に示すLD401aがレーザ発光するための閾値電流Ithより大きい駆動電流Ibが供給されることで、微小発光量P(Ib1)で発光することができる。なお、微小発光量とは、その発光レベルのレーザ照射によっても感光ドラム302上にトナー等の現像材が実質的に付着しない(顕像化されない)発光強度レベルで、且つトナーかぶりを抑制できる発光強度レベルである。よって、微小発光量P(Ib1)はレーザ発光領域での発光となる。仮に、このときの微小発光量P(Ib1)がレーザ発光領域に満たないLED発光領域であった場合、レーザ素子の発光点から出射する光の指向角が大幅に広がるため、レンズに入射する単位面積当たりの光量が減少してしまう。そして、感光ドラム302を露光するための光量が大幅に低下してしまう。従って、微小発光量P(Ib1)は、LED発光領域以上であるレーザ発光領域であることが望ましい。
次に、通常発光と微小発光と、2水準のAPCを行うタイミングについて説明する。本実施形態における光学走査装置は、LD401aとLD401bという複数の光源(発光素子)を備えた構成である。このため、LD401aとLD401bのそれぞれにおいて、通常発光APC及び微小発光APCを行う。そこで、このような複数の光源を備える構成において、適切にAPCを行うタイミングについて説明する。
先の第1の実施形態においては、2つのLDにおける4つのAPCを1BD周期毎(光ビームを1回走査する毎)に繰り返す例について説明した。つまり、第1の実施形態においては、
・APC_Pa:LD401aの通常発光APC
・APC_Ba:LD401aの微小発光APC
・APC_Pb:LD401bの通常発光APC
・APC_Bb:LD401bの微小発光APC
の4種類のAPCを1BD周期毎に行っていた。ところで、画像形成装置や光学走査装置の小型化や、ポリゴンミラーの回転スピードの高速化に伴い、1BD周期が短くなると、APCの時間を確保することが難しくなる場合がある。すなわち、1BD周期中に上述の4種類のAPCの全てを実施できない場合がある。
先の第1の実施形態及び第2の実施形態においては、2つのLDからビームを照射する構成における、APCのシーケンスについて説明した。本実施形態では、画像形成装置のプリント速度の高速化が進み、レーザを照射する感光ドラムの回転速度がさらに速くなった際に、ポリゴンミラーの回転スピードを高速化させることなく、同一の解像度の画像を提供する構成について説明する。具体的には3本以上の複数のビームを出力するレーザ構成における、通常発光APC、微小発光APCのシーケンスについて説明をする。なお、第1の実施形態と同様のものについては、ここでの詳しい説明は省略する。以下、第1の実施形態との異なる部分について詳細に説明する。
図12は、本実施形態における光走査装置308の概略斜視図である。光学走査装置308は、独立して発光可能な4つの発光素子(発光部)を有する4ビームのレーザーダイオード1301(以下、LD1301と呼ぶ)を有している。LD1301は、4つのレーザーダイオードLD1301a、LD1301b、LD1301c、LD1301dを内蔵している。LD1301には、レーザ駆動システム回路1302の動作に基づく駆動電流が流れる。LD1301は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザ光を発光する。なお、レーザ駆動システム回路1302は、第1の実施形態と同様に、エンジンコントローラ522、ビデオコントローラ523に対して、電気的に接続されているLD1301を駆動する為の回路である。また、内部回路については、図4で示した2ビーム用のレーザ駆動システム回路を4ビーム用に拡張した構成であるため、ここでの説明は省略する。また、LD1301により発光されたレーザ光で感光ドラム302を露光するプロセス、BD信号に基づいて、レーザ光の走査の開始タイミングを制御するプロセスについても基本構成は同様であるため、説明を省略する。
次に、4ビーム系の光学走査装置308における2水準のAPCを行うタイミングについて説明する。なお、LD1301aの通常発光APCをAPC_Pa、LD1301bの通常発光APCをAPC_Pb、LD1301cの通常発光APCをAPC_Pc、LD1301dの通常発光APCをAPC_Pdとする。また、LD1301aの微小発光APCをAPC_Ba、LD1301bの微小発光APCをAPC_Bb、LD1301cの微小発光APCをAPC_Bc、LD1301dの微小発光APCをAPC_Bdとする。また、LD1301cの通常発光APCの期間を第5期間と呼ぶこともできる。LD1301cの微小発光APCの期間を第6期間と呼ぶこともできる。LD1301dの通常発光APCの期間を第7期間と呼ぶこともできる。LD1301dの微小発光APCの期間を第8期間と呼ぶこともできる。
309 帯電ローラ
402 レーザ駆動システム回路
522 エンジンコントローラ
Claims (17)
- 感光体を帯電する帯電手段と、
第1発光部及び第2発光部を有し、夫々の発光部から、画像部に静電潜像を形成するための第1発光量、前記第1発光量よりも少ない発光量であり、非画像部の電位を制御するための第2発光量、で光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から照射される光の発光量を調整するために、前記光照射手段に供給される駆動電流を調整する調整手段と、を備え、
前記第1発光部から照射される光が前記第1発光量になるように前記調整手段により前記駆動電流を調整する第1期間から、前記第1発光部から照射される光が前記第2発光量になるように前記駆動電流を調整する第2期間へと切り替え、
前記第2発光部から照射される光が前記第1発光量になるように前記調整手段により前記駆動電流を調整する第3期間から、前記第2発光部から照射される光が前記第2発光量になるように前記駆動電流を調整する第4期間へと切り替え、
水平同期信号の1周期の中で、前記第1期間の直後に前記第2期間へと切り替える、又は前記第3期間の直後に前記第4期間へと切り替えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の1周期の中で、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間、前記第4期間のすべての調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、水平同期信号の第1の周期の中で、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間の調整を行う第1調整工程を実行し、
水平同期信号の第2の周期の中で、前記第1期間、前記第3期間、前記第4期間の調整を行う第2調整工程を実行し、
前記第1調整工程及び前記第2調整工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の周期ごとに、前記第1調整工程及び前記第2調整工程を交互に実行することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、水平同期信号の第3の周期の中で、前記第1期間、前記第2期間の調整を行う第3調整工程を実行し、
水平同期信号の第4の周期の中で、前記第3期間、前記第4期間の調整を行う第4調整工程を実行し、
前記第3調整工程及び前記第4調整工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の周期ごとに、前記第3調整工程及び前記第4調整工程を交互に実行することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記光照射手段は、さらに第3発光部及び第4発光部を有し、
前記第3発光部から照射される光が前記第1発光量になるように前記調整手段により前記駆動電流を調整する第5期間から、前記第3発光部から照射される光が前記第2発光量になるように前記駆動電流を調整する第6期間へと切り替え、
前記第4発光部から照射される光が前記第1発光量になるように前記調整手段により前記駆動電流を調整する第7期間から、前記第4発光部から照射される光が前記第2発光量になるように前記駆動電流を調整する第8期間へと切り替え、
水平同期信号の1周期の中で、前記第5期間の直後に前記第6期間へと切り替える、又は前記第7期間の直後に前記第8期間へと切り替えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の1周期の中で、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間、前記第4期間、前記第5期間、前記第6期間、前記第7期間、前記第8期間のすべての調整を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、水平同期信号の第5の周期の中で、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間、前記第5期間、前記第7期間の調整を行う第5調整工程を実行し、
水平同期信号の第6の周期の中で、前記第1期間、前記第3期間、前記第4期間、前記第5期間、前記第7期間の調整を行う第6調整工程を実行し、
水平同期信号の第7の周期の中で、前記第1期間、前記第3期間、前記第5期間、前記第6期間、前記第7期間の調整を行う第7調整工程を実行し、
水平同期信号の第8の周期の中で、前記第1期間、前記第3期間、前記第5期間、前記第7期間、前記第8期間の調整を行う第8調整工程を実行し、
前記第5調整工程、前記第6調整工程、前記第7調整工程、前記第8調整工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の周期ごとに、前記第5調整工程、前記第6調整工程、前記第7調整工程、前記第8調整工程を順次切り替えて実行することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、水平同期信号の第9の周期の中で、前記第1期間、前記第2期間の調整を行う第9調整工程を実行し、
水平同期信号の第10の周期の中で、前記第3期間、前記第4期間の調整を行う第10調整工程を実行し、
水平同期信号の第11の周期の中で、前記第5期間、前記第6期間の調整を行う第11調整工程を実行し、
水平同期信号の第12の周期の中で、前記第7期間、前記第8期間の調整を行う第12調整工程を実行し、
前記第9調整工程、前記第10調整工程、前記第11調整工程、前記第12調整工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、水平同期信号の周期ごとに、前記第9調整工程、前記第10調整工程、前記第11調整工程、前記第12調整工程を順次切り替えて実行することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記光照射手段から前記第1発光量で光を照射するように、第1駆動電流と第2駆動電流を加算した前記駆動電流を前記光照射手段に供給させる第1状態と、前記光照射手段から前記第2発光量で光を照射するように、前記第1駆動電流を加算することなく前記第2駆動電流を前記駆動電流として前記光照射手段に供給させる第2状態とを切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、前記第1発光量を調整するために前記第1駆動電流を調整する第1調整手段と、前記第2発光量を調整するために前記第2駆動電流を調整する第2調整手段と、を含むことを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記第2駆動電流は、前記光照射手段からレーザ光を照射する閾値電流よりも大きな電流であり、
前記光照射手段は、前記第2駆動電流が供給されることでレーザ光を照射することを特徴とする請求項13又は14に記載の画像形成装置。 - 前記光照射手段が前記第1発光量で発光することにより、前記感光体の電位は画像データに応じた静電潜像が形成される電位となることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2発光量は、前記感光体にトナーを付着させない発光量であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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