JPH0780315B2

JPH0780315B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0780315B2
Application number: JP60129917A
Authority: JP
Inventors: 照夫小松
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS61289366A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は被記録信号に対応して変調されるレーザービー
ムによって感光体上を走査して画像情報を形成するレー
ザービームプリンタいわゆる画像形成装置に関し、特に
半導体レーザーを使用したレーザービームプリンタに関
する。

（従来の技術）従来、上記レーザービームプリンタにおいて、半導体レ
ーザーの使用温度の変化に伴う発振波長の変動による画
質の低下を補償するものとして次に示すようなものがあ
る。即ち、ペルチェ効果を用いた電子冷却装置（以下ペ
ルチェ素子と言う）によって、半導体レーザーを常に一
定温度に保ち、発振波長を安定化させて画質の安定化を
図ったり、ヒータを用いて半導体レーザーを使用環境温
度の上限付近で一定温度に温度制御を行なう方法が提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記従来技術の場合には、半導体レーザーの温
度調節を行なうためにペルチェ素子やヒータを用いてい
るので、これらの駆動のために特殊な回路や電源を必要
とし、コストが高くなるという問題点がある。また、半
導体レーザーが所定の温度になるまでの時間、すなわち
ウェイトタイムが必要となり、ヒータを用いる場合には
２分前後もプリンタを待たなければならないという問題
点がある。

そこで、上記の問題点を解決するために、特開昭56−10
4486号公報に記載されているように、半導体レーザーの
温度を検知し、使用温度の変化に応じて半導体レーザー
の出力を連続して変化させ、画質の向上を図ったものも
提案されている。

しかし、斯かる従来技術の場合には、半導体レーザーの
出力を使用温度の変化によって連続して変化させている
ため、一枚の記録材上で濃度が変化し、濃淡のムラが生
じて画質が低下するという問題点があった。

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、特別な温度調
節手段を必要とせず安価であってウェイトタイムを必要
とせず、一枚の記録材上で濃淡のムラが生せず良質な画
像が得られる画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために、移動可能な感
光体と、画像情報に応じて変調されたレーザー光を出射
する光源と、光源から出射するレーザー光を偏向して感
光体を走査する走査手段と、感光体に形成した像を記録
材に転写する転写手段と、光源の温度を検知する検知手
段と、検知手段からの検知信号に応じて光源から出射す
るレーザー光の光量を制御する制御手段と、を有する画
像形成装置において、上記制御手段は記録材の搬送方向
先端に対応する上記感光体上の位置よりも前の領域でレ
ーザー光の光量制御を行い、画像情報に応じて変調され
たレーザー光を上記感光体に照射する間は上記光源から
出射するレーザー光の光量を光量制御で得られた光量に
固定するように構成されている。

（実施例）以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。本発
明に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタ
を示す第１図乃至第３図にあって、１はコンピュータ、
ワードプロセッサ、ファクシミリ送信機等からの画像情
報である被記録情報信号によって点滅変調駆動される光
源としての半導体レーザーユニットである。半導体レー
ザーユニット１の発振したレーザービーム２は、モータ
３によって回転駆動される多面鏡４より偏向走査され、
レンズ５により矢印方向に回転する電子写真感光体ドラ
ム６にスポット状に結像され、このドラム６を走査す
る。尚、７はビーム２を下方に反射してドラム方向に指
向させるミラーである。

上記感光体は半導体レーザーの発振波長域に感度のある
感光体例えば金属フタロシアニン系有機光導電体、アモ
ルファスシリコン光導電体、セレン系光導電体、硫化カ
ドミウム等を用いる。

８は帯電器であり、上記有機光導電体等に被覆された感
光体ドラム６上に一様帯電を行なう。

この帯電器８によって帯電された感光体ドラム６は、前
述のレーザービーム２によって走査され、静電潜像が形
成される。この実施例ではトナーを付着させる部分（つ
まり顕像化される部分）をレーザービームで照射する。
即ち、レーザービームが照射された部分を現像するいわ
ゆるイメージスキャン方式を用いている。なぜなら、イ
メージスキャン方式はバックグラウンドスキャン方式に
較べて画質が鮮明であり、レーザーの発光時間が少くて
すみ、半導体レーザーの寿命に対し有利であるからであ
る。

この静電潜像は、次の現像器９によって顕像化される。
一方積載台Ｓ上の記録材としてのシートＰは、給送ロー
ラ10と感光体ドラム６上の画像と同期するようタイミン
グをとって回転するレジストローラ11によって、感光体
ドラム６上に送り込まれる。そして、転写手段としての
転写帯電器12によって感光体ドラム６上のトナー像は、
シートＰ上に転写される。その後、分離手段13aによっ
て感光体ドラム６から分離されたシートＰは、ガイド13
によって定着装置14に導かれシートＰ上のトナー像が定
着された後に、排出ローラ15によりトレイ16上に排出さ
れる。

一方、転写後の感光体ドラム６表面はクリーニング装置
17によってクリーニングされる。

前記半導体レーザーユニット１は、第２図に示すよう
に、半導体レーザー18を備えており、該半導体レーザー
18はレーザーパッケージ19によって密封されている。こ
のレーザーパッケージ19はアルミニウム等の熱伝導性の
良好な材料よりなるベース20にビス止めされている。ま
た、レーザーパッケージ19の表面には、半導体レーザー
18の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ21
が取付けられており、該レーザーパッケージ19の内部に
はレーザービーム光の出力を検出する出力検出手段とし
てのピンフォトダイオード22が、半導体レーザー18の後
方から射出されるレーザービーム光を受光可能に配置さ
れている。さらに、上記半導体レーザー18から射出され
たビーム光を平行化するコリメータレンズ23は、ナット
24によってホルダ25に固定され、該ホルダ25はベース20
にビスにより固定されている。

第３図は本実施例の制御回路を示すものである。上記半
導体レーザーユニット１に装着されたサーミスタ21及び
ピンフォトダイオード22は、Ａ−Ｄ変換器26,27を介し
てレーザー光の光量を制御する制御手段としてのCPU28
に接続されており、該CPU28にはプリントスイッチ29か
らの信号も入力される。このCPU28は半導体レーザー18
を駆動するレーザー駆動回路30に接続されている。CPU1
8は、第４図のフローチャートに示すように、サーミス
タ21、ピンフォトダイオード22及びプリントスイッチ29
からの信号に基づいて、レーザー駆動回路30を制御し、
半導体レーザー18に流れる駆動電流Ｉを変化させる。

次に、半導体レーザーの温度特性及びレーザービームプ
リンタに用いられる感光体の特性について述べる。

第５図に半導体レーザーの温度特性を示す。半導体レー
ザーは使用温度Ｔによりその発振するレーザー光の波長
λがある直線に沿ってステップ状に変動し、その変化率
Δλ／ΔＴはおよそ0.2〜0.3nm/degである。従って、温
度Ｔにおける半導体レーザーの発振波長λは、ある温度
T₀における発振波長がλ_０であれば、 λ＝λ_０＋Δλ／ΔＴ・（Ｔ−T₀） …（Ｉ）で与えられる。

また、感光体の感度特性は、レーザー波長λを横軸、感
光体の表面電位Ｖを縦軸にとった場合、レーザー光出力
P₁,P₂,P₃（P₁＜P₂＜P₃）に対し第６図に示すような変化
を示し、レーザー光の波長が790nmを越えると、感度が
急激に低下する特性を持っている。また、感光体の表面
上で同一電位を得るのに、レーザー光の波長が長い程大
きなレーザー光出力Ｐが必要となる。

以上の構成において、本発明に係る画像形成装置として
のレーザービームプリンタでは次のようにして半導体レ
ーザーの出力制御（光量制御）が行なわれる。CPU28に
は、予め、第６図に示す関係が入力されている。すなわ
ち、レーザービームプリンタにおいて良好な画質を得る
のに感光体の電位としてV₀程度必要であるとすると、同
第６図及び（Ｉ）式よりレーザー波長の短い低温域で
は、感光体の電位をV₀とするのに低いレーザー光出力で
良く、温度が高くなりレーザー波長が長くなるにしたが
って、感光体の電位をV₀とするのに必要なレーザー光出
力は急速に増大することがわかる。そこで、CPU28に
は、半導体レーザー18の使用温度が変化してレーザー波
長が変化した場合でも、感光体の電位を良好な画質を得
るのに必要な値に保つことのできるレーザー出力値が、
半導体レーザー18の使用温度毎に入力されている。

しかして、まず、第２図に示すように、レーザーパッケ
ージ19に取付けられたサーミスタ21により半導体レーザ
ー18の温度を検出し、CPU28によって当該温度に対応し
たレーザー出力値が演算される。CPU28は、半導体レー
ザー18の出力が上記レーザー出力値と等しくなるよう
に、レーザーパッケージ19内のピンフォトダイオード22
で実際のレーザー出力をモニターしながら、レーザー駆
動回路30を介して半導体レーザー18の駆動電流Ｉを制御
する。

ところで、上述の半導体レーザー18の温度測定、レーザ
ー光出力制御は、１枚の記録材である転写材の記録動作
を開始する以前に、つまり転写材の搬送方向先端に対応
する感光体上の位置よりも前の領域で行なわれる。即
ち、プリントスイッチ29が押されてから転写材に印字さ
れるまでの間に、CPU28は温度測定に伴ってレーザー光
出力の制御を行なうものであり、図を用いて説明する
と、第７図に示すように、上記レーザー光の出力制御
は、感光体31上の１枚の転写紙32に相当する画像領域33
に、レーザー光によって潜像形成を行なう以前の非画像
領域34にて行なわれる。

上記の如く、１枚の転写紙32に対応した画像領域33でレ
ーザー光の出力制御を行なわない、つまりレーザー光に
よって潜像形成を行なう以前のレーザー光の出力に固定
しているので、１枚の転写紙に相当する感光体の画像領
域に潜像を形成する間に、レーザー光の出力が変化し、
同一の転写紙上で印字の濃度が変化して画質が低下する
ことはない。

なお、実際には、半導体レーザー18の波長−温度変化率
Δλ／ΔＴは、半導体レーザー18毎に異なるため補正す
る必要がある。この補正は、使用環境温度の上限と下限
の２点で半導体レーザー毎に波長を測定してΔλ／ΔＴ
を求め、この値をCPU28に入力しておく方法の他、予め
設定されたΔλ／ΔＴの値に等しいレーザー光出力特性
となるように、ピンフォトダイオード22に直列に接続さ
れた可変抵抗の値を補正する方法によって達成される。

また、感光体の感度特性の補正も同様に、ピンフォトダ
イオードの可変抵抗の値を補正することで達成される。

さらに、半導体レーザー18には最大許容出力があり、こ
れを越えて半導体レーザー18を駆動すると破損する虞れ
がある。そのため、ピンフォトダイオード22によって検
出される半導体レーザー18の出力が、上記の最大許容出
力値に達した時には、この値を越えない出力値で使用を
続けるか、または半導体レーザー18の劣化と見なし、オ
ペレータに警告するなどの処置が必要となる。

（発明の効果）本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、特別な温
調手段を必要としないため、安価でしかもウェイトタイ
ムが不要なのはもちろんのこと、１枚の記録材上でレー
ザー光の光量制御に伴う濃度ムラが生じることがなく、
良好な画質が得られる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】

第１図は本発明に係る画像形成装置としてのレーザービ
ームプリンタの一実施例を示す縦断正面図、第２図はレ
ーザーユニットを示す縦断正面図、第３図は同レーザー
ユニットの制御回路を示すブロック図、第４図は同制御
回路によって実行されるプログラムを示すフローチャー
ト、第５図は半導体レーザーの温度と出射波長との関係
を示すグラフ、第６図はレーザー波長と感光体電位との
関係を示すグラフ、第７図は感光体上でのレーザーの出
力制御のタイミングを示す説明図である。符号の説明 18……半導体レーザー、21……サーミスタ 22……ピンフォトダイオード 28……CPU、32……転写紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な感光体と、画像情報に応じて変
調されたレーザー光を出射する光源と、光源から出射す
るレーザー光を偏向して感光体を走査する走査手段と、
感光体に形成した像を記録材に転写する転写手段と、光
源の温度を検知する検知手段と、検知手段からの検知信
号に応じて光源から出射するレーザー光の光量を制御す
る制御手段と、を有する画像形成装置において、上記制御手段は記録材の搬送方向先端に対応する上記感
光体上の位置よりも前の領域でレーザー光の光量制御を
行い、画像情報に応じて変調されたレーザー光を上記感
光体に照射する間は上記光源から出射するレーザー光の
光量を光量制御で得られた光量に固定することを特徴と
する画像形成装置。