JPH09216414A

JPH09216414A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09216414A
Application number: JP8046678A
Authority: JP
Inventors: Kan Ogasawara; 款小笠原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】光学系の経時的な劣化や透過率のばらつき等
に有効に対応でき、装置の信頼性や画像品質を向上し得
るとともに、構成の簡素化やコストダウン、ならびに作
業工程の簡易化を図ることができる画像形成装置を提供
することを目的とする。【解決手段】有効画像記録期間外の所定タイミング期
間における発光素子の光量信号を検出する検出部と、発
光素子の光量信号から発光する光量を制御する光量制御
部とを備えた画像形成装置に、前記光量検出部のレベル
をモニタするモニタ部と、このモニタ部の出力を装置固
有のデータとして装置組建ての際、または発光光量走査
光学系の関連するいずれかの構成部品を交換して動作確
認する際に、記憶する記憶部と、記録動作前の所定期間
における前記モニタ部の出力と前記記憶部に記憶した装
置固有のデータとを比較し、この比較結果に応じて前記
発光素子の光量を制御する制御部とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真プ
ロセス方式のプリンタや複写機、あるいはファクシミリ
装置等における画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、一般にレーザプリンタに使用
される光走査装置の構成を示す斜視図である。

【０００３】図において、レーザビームの走査光学系を
構成する半導体レーザ５００は、レーザ駆動回路５１２
から入力される画像信号に応じて光変調される。そし
て、半導体レーザ５００から出射されたレーザビーム
は、コリメータレンズ５０１およびシリンドリカルレン
ズ５０２を経て、スキャナモータ５０４の回転に従い、
回転多面体（ポリゴンミラー）５０３により偏向され
る。

【０００４】このように偏向されたレーザビームは、球
面レンズ５０５およびトーリックレンズ５０６から構成
されるＦΘレンズで結像され、反射ミラー５０７にてビ
ーム光路が変えられて感光体ドラム５０８上にビーム照
射される。

【０００５】そして、このビームは、感光体ドラム５０
８上を一定速度かつ所定タイミングにて主走査方向ａ、
副走査方向ｂに順次走査され、表面が一様帯電された感
光体ドラム５０８の表面上に静電潜像が形成される。そ
して、トナー現像後、副走査方向ｂに給紙される記録紙
上に転写されて定着処理されることにより、記録画像が
得られる。

【０００６】また、レーザビームの一部は、画像記録領
域外の位置に設けられた水平同期ミラー５０９で反射さ
れ、水平同期信号モニタフォトダイオード５１０にて検
出されることで、レーザビームの主走査のタイミングを
決定するＢＤ同期信号が生成される。この信号がレーザ
ビームプリンタにおける各タイミングの基準信号とな
る。

【０００７】また、上記ＢＤ同期信号は、画像処理部５
１１に入力されて、画像走査用の画像クロックと同期を
取り、画像記録開始のタイミング制御を行う。そして、
画像処理部５１１に入力された画像信号は、画像書き込
み開始が制御されたタイミングで、画像クロックに従っ
てレーザ駆動回路５１２に出力されて、上述した経路で
レーザ偏向走査が実行される。

【０００８】ここで、もし画像記録開始のタイミング制
御で各走査毎にバラツキが生ずると印字ドットパターン
に歪みが現われ、高品質の画像を確保できなくなる。

【０００９】そのため、上述のようにＢＤ同期信号を元
に画像記録開始のタイミング制御がなされている。その
結果、各走査時において、最初の画像ドットパターンに
歪が生じなくなる。

【００１０】また、モニタ増幅器５１３は、半導体レー
ザ５００内部のレーザ近傍付近に配置されたフォトダイ
オードの情報を検出し、この情報から半導体レーザの出
射パワーが標準光量となるようにＡＰＣ（Automatic Po
wer Contorole)制御がなされる。

【００１１】次に、図１１は、光走査装置に使用される
レーザ駆動回路の光量制御回路の構成を示すブロック図
である。

【００１２】レーザユニット５００は、レーザダイオー
ド５５４と、この近傍に配置されたフォトダイオード５
５５から構成される。レーザダイオード５５４における
レーザビームの一部は、フォトダイオード５５５に受光
された後に、モニタ増幅器５１３で増幅され、レーザビ
ームの発光量に比例した信号Ｓ５１３が得られる。

【００１３】次に、この信号Ｓ５１３は信号比較器５５
０で、予め設定されているレーザビーム目標光量基準信
号Ｖｔレベルと比較される。

【００１４】そして、信号比較器５５０の出力信号Ｓ５
５０は、信号Ｓ５１３とＶｔとの誤差に相当する信号と
して、次段の制御回路５５１に出力される。制御回路５
５１は、前記誤差信号Ｓ５５０に従ってカウンタ５５２
へカウント動作制御信号Ｓ５５１を出力する。

【００１５】次に、カウンタ５５２は、前記制御信号Ｓ
５５１に従ってアップダウン動作を行い、カウント信号
Ｓ５５２を次段のＤ／Ａ変換器５５３に出力する。そし
て、Ｄ／Ａ変換器５５３で前記デジタル信号Ｓ５５２は
アナログ信号に変換され、このアナログ信号Ｓ５５３
は、次段のレーザ駆動回路５１２に出力される。

【００１６】ここでレーザ駆動回路５１２には、図１０
に示した画像処理部５１１から出力される画像処理信号
５１１からの画像処理信号Ｓ１も入力されている。

【００１７】ＡＰＣ制御期間においては、この画像処理
信号をレーザが直流発光するように強制スイッチングＯ
Ｎ信号に設定し、上記フィードバック制御により信号Ｓ
５５７がレーザビーム目標光量基準信号Ｖｔレベルに収
束するように動作する。

【００１８】そして、ＡＰＣ動作終了後、画像処理信号
はレーザの直流発光の設定を解除され、レーザ駆動回路
５１２で前記信号Ｓ５５３によりレーザビームの発光量
を設定した後、画像処理信号の内容によりレーザのオ
ン、オフ動作が制御されたレーザ駆動信号Ｓ５５４を生
成し、レーザダイオード５５４に出力されることにより
画像記録がなされる。また、信号比較器５５０からＤ／
Ａ変換器５５３までの機能をまとめてＡＰＣ制御部部５
５６として図示している。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＰＣ
によりレーザの発光量を一定にするフィードバック制御
は、あくまで半導体レーザの素子チップ面上で所定の標
準発光パワーが得られるような動作であるので、例えば
電子写真画像プロセスで実際に必要とする感光体表面上
の発光パワーは、経時的には必ずしも保証されるもので
はない。

【００２０】つまり、図１０に示す光走査装置の構成か
ら明らかなように、半導体レーザから感光体までの光学
経路には、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、
ポリゴンミラー、球面レンズ、ＦΘレンズ、反射ミラー
などの走査光学系が存在し、ＡＰＣ制御された半導体レ
ーザからの標準パワーは、このような走査光学系を経て
感光体表面に照射されるので、経時的に、上記走査光学
系のいずれかにトナーが飛散するなどによってホコリが
付着してしまうと、感光体表面に得られる光量は、初期
の状態に対して低下し、所定の画像濃度が得られなくな
ってしまう。

【００２１】また、ＡＰＣ制御動作に先立って、半導体
レーザの発光パワーと、モニタフォトダイオードの出力
を変換して得られるモニタ増幅器の出力電圧との間で定
まる半導体レーザのフロントおよびリアビームの関係
は、半導体レーザの発散角のばらつき、モニタフォトダ
イオードの感度のばらつき、コリメータレンズの透過率
のばらつき等の要因で、装置ごとに大きくばらつくこと
が知られている。

【００２２】そして、このようなばらつきがあると、特
定の入力信号に対して目標の発光パワーを感光体上に得
られないので、一般的には上述した特性のばらつきを吸
収し、半導体レーザの発光パワーとモニタ増幅器の出力
電圧とが所定の関係となるようにモニタ出力増幅器を装
置ごとに可変調整して、感光体上で所定の発光パワーが
得られるように補正している。

【００２３】そこで、図１２に示すような構成により、
スイッチング回路５５８に対し、図示しない外部から強
制スイッチングオン信号を入力して強制発光状態にす
る。

【００２４】そして、定電流回路５５７で設定される電
流は、目標光量基準信号Ｖｔに対するモニタ増幅器５１
３の出力信号Ｓ５１３に応じて、常時半導体レーザ５５
４の駆動電流として供給するように接続される。次に、
半導体レーザ５５４のフロントビーム出射パワーをパワ
ーメータにより測定し、標準パワーとなるようにモニタ
しながらモニタ増幅器５１３の増幅度を調整する。

【００２５】そのため、モニタ増幅器５１３は増幅度調
整可能に構成されたボリューム６００を使用している。
その他に、半導体レーザユニット６０１は、コリメータ
レンズ５０１を装着したものであり、ボリュームは、多
回転ボリュームを使用する場合もあれば、粗調整、微調
整用にそれぞれ使用する場合もある。

【００２６】すなわち、装置毎にＡＰＣ制御ループゲイ
ンを可変することにより、上記多様なばらつき要因を吸
収している。この場合に、パワーメータ５５９の接地場
所を感光体表面相当位置にセッテイングすると、走査光
学系を含めたフィードバックで調整動作を行えるので、
装置組み立て初期には感光体表面上の光量は所定値が得
られることになる。しかしこれは、あくまで初期調整時
点での保証であり、経時変化はいぜんとして保証されな
い。

【００２７】さらに、実際は、走査光学系のトータルの
光透過率は、一般的に９０％から９５％程度であり、半
導体レーザから出射されたパワーは、ほぼ感光体表面上
に透過されることから、半導体レーザユニット６０１の
ユニット状態にて、パワーメータ５５９の接地場所をコ
リメータレンズ透過後位置にセッティングし、この位置
を、ほぼ感光体表面相当位置とみなして調整されること
が多い。

【００２８】このようにすると、半導体レーザユニット
６０１のユニット状態での調整、保証が可能となり、ユ
ニット形状が小型なためボリュームをトリマブル抵抗等
に置き換えてトリミング装置により調整を自動化しなが
ら信頼性の向上も達成でき、また劣化、寿命等で、交換
対象部品であるレーザの交換対象部品を少なくできるな
どの利点がある。

【００２９】しかし、中間調の画像信号でレーザを発光
させる場合は、微妙な階調の再現性が必要とされるの
で、あくまで感光体表面相当位置での所定光量が重要に
なる。したがって、走査光学系トータルの光透過率のば
らつきを吸収するための微調整用ボリュームがモニタ増
幅器から削除できなかった。

【００３０】また、別の観点から感光体表面電位計測手
段（電位センサ）を設けて、これにより検出されたデー
タを基に電子写真高圧バイアスを制御して所定の画像濃
度が得られるようにしている装置もあるが、電位計測手
段自体が大がかりで実装スペースを必要とし、コストア
ップの要因ともなっていた。

【００３１】本発明は、光学系の経時的な劣化等や透過
率のばらつき等に有効に対応でき、装置の信頼性や画像
品質を向上し得るとともに、構成の簡素化やコストダウ
ン、ならびに作業工程の簡易化を図ることができる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は、有効画像記録
期間外の所定タイミング期間における発光素子の光量信
号を検出する検出手段と、発光素子の光量信号から発光
する光量を制御する光量制御手段とを備えた画像形成装
置において、前記光量検出手段のレベルをモニタするモ
ニタ手段と、前記モニタ手段の出力を装置固有のデータ
として装置組み立ての際、または発光光量走査光学系の
関連するいずれかの構成部品を交換して動作確認する際
に記憶する記憶手段と、記録動作前の所定期間における
前記モニタ手段の出力と前記記憶手段に記憶した装置固
有のデータとを比較し、この比較結果に応じて前記発光
素子の光量を制御する制御手段とを有することを特徴と
する。

【００３３】

【発明の実施の形態および実施例】本発明の実施例で
は、まず、図１２で説明したように、走査光学系終段の
感光体直前に位置する反射ミラー近傍で、画像記録領域
外の位置に設けられた水平同期ミラーで反射された光量
を検出する水平同期信号をモニタフォトダイオード検出
手段からのＢＤ同期信号の波形整形前のアナログ信号レ
ベルをアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換したデジタル
データを装置組み立て時、または発光光量走査光学系の
関連するいずれかの構成部品を交換して動作確認する際
にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させる手段を
設ける。

【００３４】そして、この記憶したデータは、感光体表
面相当位置での標準光量値として格納され、装置が市場
に出荷された後、半導体ユニットが交換されるまでは、
書き換えがなされないようにした運用がなされる。

【００３５】また、ユニット交換時には、装置組み立て
時と同様にしてＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリの記憶
値を新規に更新する。さらに、装置完成以降のプリント
動作時には、実際のプリント時点でのＢＤ同期信号波形
整形前のアナログ信号レベルをＡ／Ｄ変換したデジタル
値と、上記不揮発性メモリに記憶させた感光体表面相当
位置での標準光量値とを比較し、この比較結果より組み
立て時点からの感光体表面光量の低下を検出し、前記比
較結果に応じて以下に示すいずれかの手段により、プリ
ント濃度が一定となるように補正制御を行う。

【００３６】まず、第１は、感光体表面相当位置での光
量を所定値となるようにＡＰＣ制御ブロックの目標光量
基準信号Ｖｔを変化させながらＡＰＣ動作を行い、上記
不揮発性メモリに記憶させた感光体表面相当位置での標
準光量値と実際のプリント動作時点でのＢＤ同期信号の
波形整形前のアナログ信号レベルをＡ／Ｄ変換したデジ
タル値との比較誤差が所定値以下となるようにする。

【００３７】次に、第２は、感光体表面相当位置での光
量を所定値となるようにモニタ増幅器の増幅度を変化さ
せながらＡＰＣ動作を行い、上記不揮発性メモリに記憶
させた感光体表面相当位置での標準光量値と実際のプリ
ント動作時点でのＢＤ同期信号の波形整形前のアナログ
信号レベルをＡ／Ｄ変換したデジタル値との比較誤差が
所定値以下となるようにする。

【００３８】次に、第３は、感光体表面相当位置での光
量を所定値となるように従来のような半導体レーザ素子
面上の光量に対するＡＰＣ動作終了後に、上記不揮発性
メモリに記憶させた感光体表面相当位置での標準光量値
と実際のプリント動作時点でのＢＤ同期信号の波形整形
前のアナログ信号レベルをＡ／Ｄ変換したデジタル値と
の比較誤差が所定値以下となるようにレーザ駆動定電流
値を微増減する。ただし、この手段の場合には、毎回Ａ
ＰＣ動作直前にレーザ駆動定電流値を微増減している手
段を解除する必要がある。

【００３９】次に、第４は、感光体表面相当位置での光
量は所定値とならないが、上記不揮発性メモリに記憶さ
せた感光体表面相当位置での標準光量値と実際のプリン
ト動作時点でのＢＤ同期信号の波形整形前のアナログ信
号レベルをＡ／Ｄ変換したデジタル値との比較誤差が所
定値以下となるように、プリント時の状況により電子写
真特有の高圧バイアス値（たとえば感光体に対するレー
ザ露光前の一次バイアス値またはレーザ露光により得ら
れた感光体上の静電潜像をトナー可視濃度画像に変換す
る現像バイアス値等）を可変設定する。

【００４０】次に、第５は、感光体表面相当位置での光
量は所定値とならないが、上記不揮発メモリに記憶させ
た感光体表面相当位置での標準光量値と実際のプリント
時点でのＢＤ同期信号の波形整形前のアナログ信号レベ
ルをＡ／Ｄ変換したデジタル値との比較誤差が所定値以
下となるように、レーザ駆動回路に供給する画像処理信
号をＬＵＴ（ルックアップテーブル）等のメモリ変換な
どによりデータ変換する。

【００４１】以上のように、不揮発性メモリに記憶させ
た感光体表面相当位置での標準光量値と実際のプリント
動作時点でのＢＤ同期信号波形整形前アナログレベルを
Ａ／Ｄ変換したデジタル値との比較結果から、上記第１
から第５の手段のいずれか、またはいくつかの組み合わ
せにより、簡単な構成により、ＡＰＣ制御をしたにも関
わらず、装置使用後の経時変化で走査光学系の光学部品
にトナー等の微少なホコリ付着などにより感光体表面相
当位置での光量低下することによるプリント画像濃度品
質の低下を補正できる。すなわち、経時変化に対する装
置の信頼性が向上する。

【００４２】また、走査光学系トータルの光透過率のば
らつきを吸収するための微調整用ボリュームをモニタ増
幅器から削除できるので、感光体表面電位計測手段のよ
うな大がかりで、実装スペースが不要であり、コストも
ほとんど不要となる。

【００４３】以下、本発明をさらに具体的な実施例によ
り詳細に説明する。

【００４４】図１は、本発明の実施例におけるレーザビ
ームプリンタの概略構成を示すブロック図である。な
お、従来例で説明した機能については、同一符号を付し
て説明は省略し、ここではプリンタエンジン２の新規ブ
ロックについて説明する。

【００４５】不揮発メモリ３は、環境データ、画像形成
のバイアスデータ、自己診断結果のデータ等が格納され
ており、本実施例における波整整形前のＢＤ同期信号の
Ａ／Ｄ変換データもＣＰＵ４を介して格納される。な
お、この不揮発メモリ３については、図３を基に後述す
る。

【００４６】ＣＰＵ４は、従来例で説明したレーザ発光
のモニタ光量信号Ｓ５１３をＡ／Ｄ変換して取り込み、
この取り込んだデータからＡＰＣ制御を実施したり、波
形整形前のＢＤ同期信号をＡ／Ｄ変換して取り込み、不
揮発メモリ３に書き込み、読み出し制御し、前記波形整
形前のＢＤ同期信号をＡ／Ｄ変換して取り込んだデータ
と不揮発メモリ３から読み出したデータとから後述する
ドラム面光量補正制御を実施したり、その他プリンタエ
ンジン全般のシーケンスを行う。

【００４７】画像処理変調部５は、プリンタコントロー
ラ１からの画像データを基にレーザをスイッチングする
ための画素変調を行うものである。タイミング調整部６
は、プリント動作時のライン方向（ＬＳＹＮＣ）および
紙送り方向（ＶＳＹＮＣ）の同期信号を適切なタイミン
グで画像処理変調部５およびプリンタコントローラ１に
出力する。なお、画像処理変調部５とタイミング調整部
６を統合したブロックが従来例の画像処理部５１１とな
る。

【００４８】スキャナモータドライバ部７は、従来例の
ポリゴンミラー５０３、スキャナモータ５０４から構成
されている。なお、図１では、図１０に説明した走査光
学形のレンズ類は省略してある。

【００４９】以上の構成において、プリンタコントロー
ラ１は、図示しない外部機器であるホストコントローラ
から送られた画像コードをビットマップ展開し、これを
プリンタエンジン２から送られる画像クロックおよび同
期信号に従って、画像信号ＶＤＯ（７．．０）としてプ
リンタエンジンに送出する。プリンタエンジン２は、プ
リント動作に先立ってＡＰＣ制御を終了し、前記入力さ
れて来る画像信号ＶＤＯ（７．．０）からレーザをスイ
ッチングするための画素変調処理を施し、図示しない感
光体表面を露光して画像を形成し、用紙にプリント出力
する。

【００５０】図２は、ＢＤモニタフォトダイオード５１
０の構成を示す説明図である。

【００５１】ピンフォトダイオード１０は、画像偏向走
査における非画像期間の所定タイミング位置での光量を
検出するものであり、増幅器１１は、ピンフォトダイオ
ード１０の出力を増幅するものである。抵抗１２は、ピ
ンフォトダイオード１０に入力されている光量を電圧に
変換した値を得るものであり、次段のコンパレータ１４
の非反転入力端子に入力される。また、この信号は、外
部にも出力される。以下、この信号をＢＤ同期信号２と
いう。

【００５２】基準電圧１３は、ピンフォトダイオード１
０に所定以上の光量が入力されていることをモニタする
ためのものであり、コンパレータ１４は、ピンフォトダ
イオード１０に入力された光量が基準電圧１３よりもレ
ベルが大きい場合、アクティブ‘Ｌ’を出力する。以
下、この信号をＢＤ同期信号１という。

【００５３】図３は、不揮発メモリ３とＣＰＵ４の詳細
を示す説明図である。

【００５４】この不揮発メモリ３は、２ｋビット容量に
対して、２０、２１の２バンク構成（各６４ｗｏｒｄ×
１６ｂｉｔ）となっているが、特に容量の大きさ、メモ
リおよびワード構成には限定されるものではない。

【００５５】また、図３で、第１のバンク２０は、読み
出し専用メモリであり、ＣＰＵ４がキーワード認識部２
４で特定のＩＤを認識し、負論理ＯＲ２３の出力がｔｒ
ｅｕに設定され、書き込み保護２２を制御しないと、書
き込みができないようになっている。

【００５６】一方、第２のバンク２１は、ＣＰＵバスを
介して自由に書き込み読み出しが可能となっている。こ
れら第１、第２のバンク２０、２１の用途は、個々のプ
リンタエンジンアプリケーション毎に任意に設定可能で
ある。

【００５７】図４は、ＢＤ同期信号２の初期および径時
変化後の波形変化、すなわち、感光体表面光量の変化を
示す波形図である。ここで、もう少し詳しくＢＤ同期信
号２の波形変化が感光体表面光量変化に相当することを
説明する。

【００５８】半導体レーザから出射された光量は、コリ
メータレンズ、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラ
ー、ＦΘレンズ、反射ミラーを透過して感光体表面に照
射される。一方、反射ミラーで反射された非画像領域タ
イミングの光量は、ＢＤミラー、ＢＤレンズを透過して
ＢＤモニタフォトダイオードに照射される。

【００５９】ここで、上記各光学レンズの透過率をγ１
〜γ７、半導体レーザから出射された光量をＰとする
と、感光体表面光量Ｐ１は、Ｐ１＝Ｐ×（γ１×γ２×
γ３×γ４×γ５）となり、ＢＤモニタフォトダイオー
ドＰ２は、Ｐ２＝Ｐ１×（γ６×γ７）となる。

【００６０】このように、Ｐ１とＰ２は、所定の関係に
あり、ＢＤミラー、ＢＤレンズは、感光体近辺に配置さ
れるので、Ｐ１およびＰ２の光量変化は、ほぼ比例した
動作となる。

【００６１】そこで、本実施例では、プリンタエンジン
の組み立て時、またはスキャナユニットの光学系に関係
する部品あるいはユニット交換時において、不揮発メモ
リの書き込み保護されている領域に、図４で説明した初
期ＢＤ同期信号２の信号レベルを各エンジン固有の初期
値とし、ＣＰＵ４により図１および図３で説明したよう
に、Ａ／Ｄ変換したデジタル値を格納する。

【００６２】図５は、本発明の第１実施例の動作を説明
するためのブロック図である。

【００６３】まず、従来例で詳細に説明したＡＰＣ制御
動作前に、ＣＰＵ４は、Ａ／Ｄポートを介してこの時点
のＢＤ同期信号２のレベルを検出する。以下、このデー
タをＤ１という。

【００６４】次に、ＣＰＵ４は、不揮発メモリ３から初
期ＢＤ同期信号２のエンジン固有の初期値を読み出す。
以下、このデータをＤ２という。そして、ＣＰＵ４は、
比較制御部３０により、Ｄ１とＤ２を比較し、その結果
から補正信号を出力して、次のような制御動作を行う。

【００６５】すなわち、ＡＰＣ制御の目標光量基準信号
Ｖｔに対し、Ｄ１＜Ｄ２の場合にはさらに増加、Ｄ１＞
Ｄ２の場合にはさらに減少、Ｄ１＝Ｄ２の場合にはその
ままの設定値となるようにしてＡＰＣ制御を実施する。

【００６６】すなわち、Ｄ１＜Ｄ２の場合、径時変化に
より初期値に対して感光体表面光量Ｐ１が低下したと判
断し、レーザ駆動回路５１２の定電流回路５５８がレー
ザに供給する電流を増加するようなＡＰＣ制御により、
プリンタエンジンの組み立て時またはスキャナユニット
の光学系に関係する部品あるいはユニット交換時に半導
体レーザ素子から発光されていた発光量より増加するよ
うに動作する。

【００６７】一方、Ｄ１＞Ｄ２の場合には、反対に感光
体表面光量Ｐ１が増加したと判断し、同様の動作を行
う。

【００６８】次に、図６を基に本発明の第２実施例につ
いて説明する。

【００６９】この実施例において、図５の第１実施例と
異なる部分は、比較制御部３０から出力される補正信号
による補正箇所がモニタ増幅器５１３となっている部分
である。

【００７０】従来例で詳細に説明したように、ＡＰＣ制
御は、光量制御部と半導体レーザおよび駆動部がフィー
ドバックを形成しているので、フィードバックの構成ブ
ロックのいずれかを可変制御すれば、レーザの光量を可
変できる。

【００７１】そして、図５のＡＰＣ制御の目標光量基準
値信号Ｖｔが図６ではモニタ増幅器５１３に相当してお
り、この補正信号に従って増幅度を可変した後にＡＰＣ
制御を行うことにより、第１実施例と同様の効果が得ら
れる。

【００７２】次に、図７を基に本発明の第３実施例につ
いて説明する。

【００７３】この実施例において、図５の第１実施例と
異なる部分は、比較制御部３０から出力される補正信号
による補正箇所が、レーザ駆動回路５１２の定電流回路
５５８となっている部分である。

【００７４】ただし、第１、第２実施例と異なるのは、
ＡＰＣ制御の後に補正信号による補正動作が実行される
ものとする。すなわち、ＡＰＣ制御終了後、ＡＰＣ制御
で収束した定電流回路５５８の電流値を基準に、この電
流値に対し補正信号に従って重み付加算あるいは減算し
た電流を実際のレーザ駆動電流として動作させるもので
ある。

【００７５】つまり、Ｄ１＜Ｄ２の場合には重み付け加
算した電流、Ｄ１＞Ｄ２の場合には重み付け減算した電
流をそれぞれ設定する。また、重み付け量は、Ｄ１とＤ
２の誤差の程度に従って随時適切な値が設定されるもの
である。

【００７６】次に、図８を基に本発明の第４実施例につ
いて説明する。

【００７７】図８は、電子写真方式のプリントプロセス
の概略を示すブロック図である。

【００７８】このプロセスは、主に静電潜像形式ブロッ
ク４０、現像ブロック４１、転写ブロック４２、転写ド
ラム・クリーニング／除電ブロック４３、定着ブロック
４４、感光ドラムクリーニングブロックの６ブロックか
ら成り立っている。

【００７９】そして、静電潜像形式ブロック４０は、一
次帯電とレーザ露光の２ステップからなり、一次帯電
は、感光体表面に潜像を形成する前準備として均一なマ
イナス電位を帯電する。また、レーザ露光は、画像処理
信号によるレーザ光を感光体表面に走査しながら照射す
ると、レーザが露光された部分の電荷が中和されこの部
分が静電潜像となる。

【００８０】また、現像ブロック４１は、静電潜像にト
ナーを付着させて可視像化する。転写ブロック４２は、
カセット給紙部からレジスト調整部を通り、転写ドラム
に到達したプリント用紙を保持および吸着し、プリント
用紙には転写ドラムの回転にしたがって感光体表面のト
ナー像が転写される。

【００８１】転写工程が終了後、転写ドラムからプリン
ト用紙が分離されて、定着ブロック４４に送られる。ま
た、プリント用紙分離後も転写ドラム表面には、トナー
残り付着による転写ドラム表面の汚れや電荷等が残って
いるので、転写ドラム・クリーニング／除電ブロック４
３により転写ドラム表面を清掃する。

【００８２】一方、転写のステップで感光体表面上の全
てのトナーがプリント用紙に転写されずに残ってしまう
ので、感光体ドラムクリーニングブロック４５にて清掃
し、次のプリント動作に備える。

【００８３】定着ブロック４４では、転写ブロックで転
写されたプリント用紙上のトナー像は、静電気で付着し
ているだけであるために、手で触れるとプリント用紙上
の画像は乱れてしまう。そこで、定着ブロックにより、
トナーに高温エネルギーを供給してトナーをプリント用
紙上に溶融混色させて永久画像にし、排紙部からプリン
ト用紙が出力される。

【００８４】以上のようなプリントプロセスにおいて、
現像工程で感光体表面にトナーの可視画像を生成するの
は、感光体に照射される光量と一次帯電バイアス電圧の
相対関係により感光体に生成される静電潜像およびこの
静電潜像にトナーを付着させて可視像化させる現像バイ
アスにより決定される。

【００８５】上述の第１〜第３実施例においては、所定
のトナーの可視画像を得るために感光体に照射される光
量を制御するものであった。一方、この第４実施例で
は、比較制御部３０から出力される補正信号による補正
箇所を図示しない一次帯電バイアス電圧発生部または現
像バイアス電圧発生部とし、Ｄ１およびＤ２のデータに
従って径時変化によるレーザ光量変化に対応し、上記バ
イアスの一方または両方を可変制御することにより、所
定のトナーの可視画像を得るようにしたものである。

【００８６】次に、図９を基に本発明の第５実施例につ
いて説明する。

【００８７】図９は、この第５実施例における画像処理
変調部５の内部構成およびＣＰＵ４との関係を示すブロ
ック図である。

【００８８】プリンタコントローラから送出された８ｂ
ｉｔの画像信号ＶＤＯ（７．．０）は、セレクタ５０を
経て、リードライトが可能なメモリ５１（ＲＡＭ）のア
ドレスバスＡ（７．．０）に入力される。カラープリン
トの場合、ＹＭＣＫ４色の画像データが必要なのでテー
ブル切り替えのためにＲＡＭ５１のアドレスバスＡ
（８．．９）には、ＣＰＵ４から４色のモードを切り替
える２ｂｉｔのコードが入力される。

【００８９】ＲＡＭ５１内部には、予め各アドレス毎に
対応したデータコードが設定されているのでＤ（０．．
７）からは、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ＵｐＴａｂｌ）変換
されたＣＶＤＯ（７．．０）が出力し、データＣＶＤＯ
（７．．０）は、さらに画素変調部５２で実際にレーザ
をスイッチングする画像処理信号Ｓ１が生成され、半導
体レーザユニットに送出される。

【００９０】ここでセレクタ５０には、ＣＰＵ４のアド
レスバスも接続されており、このＣＰＵ４のアドレスバ
スは適時切り替えてＲＡＭのアドレスバスＡ（７．．
０）に入力される。また、ＣＰＵ４のデータバスは、バ
ストランシーバ５３を介してＲＡＭ５１のデータＤ
（０．．７）に接続されている。従って、ＣＰＵ４は、
適時ＲＡＭ５１の内容を書き替え可能な構成となってい
る。

【００９１】そして、この第５実施例では、比較制御３
０から出力される補正信号により、上記ＲＡＭの内容を
変更するように構成するものである。このようにする
と、８ｂｉｔの画像信号ＶＤＯ（７．．０）は、Ｄ１お
よびＤ２のデータから演算処理部５４で演算処理し、径
時変化に応じて最適なデータに書き換え制御したＲＡＭ
５１の内容でＬＵＴ変換出力されたＣＶＤＯ（７．．
０）となるので、この変換データＣＶＤＯ（７．．０）
は、径時変化による感光体表面光量を補正したものとな
る。

【００９２】また、この第５実施例においては、ＬＵＴ
用のメモリにＲＡＭを想定して説明したが、特にＲＡＭ
に限定するものではなく、複数のＲＯＭを用意し、これ
らに予めＬＵＴ用のデータを格納しておき、Ｄ１とＤ２
のデータから径時変化に応じて適切なＲＯＭを選択して
も同様の効果が得られることは明らかである。

【００９３】以上説明したように、本発明の実施例によ
れば、プリンタエンジン組み立て時かまたは光学ユニッ
ト交換時に、ＢＤフォトダイオードの波形整形前のアナ
ログモニタ信号のレベルを不揮発メモリに格納し、この
格納した値を感光体表面の初期基準光量Ｄ２とするとと
もに、実際のプリント動作時は、プリント実行前の前回
転期間にＢＤフォトダイオードの波形整形前のアナログ
モニタ信号のレベルＤ１を読み取り、データＤ１とＤ２
を比較して、感光体表面光量の径時変化を検出し、その
結果から所定のトナー可視像が得られるように制御する
ので、以下のような効果が得られる。

【００９４】まず、第１に、トナー飛散、ホコリ等によ
り走査光学系の透過率が変化し、感光体表面光量が初期
に比べて劣化したような場合にも、この劣化の程度を常
にプリント動作直前に検出して、従来のＡＰＣ制御だけ
では不可能であった感光体表面光量を一定とするような
自動補正、または同等の効果を得られるようなトナー画
像形成のためのプロセスバイアス自動補正、または画像
データのテーブル変換の自動補正のいずれかを実施可能
としたので、プリンタエンジンの信頼性およびプリント
画像品質が大幅に向上する。

【００９５】また、第２に、上記説明から明らかなよう
に自動補正制御が可能となるので、従来半導体レーザユ
ニットをスキャナユニットに装着後、スキャナユニット
折り返しミラー後の感光体表面相当位置の光量調整のた
めに必要であった走査光学系トータルの光透過率のばら
つきを吸収するための微調整用ボリュームを削除でき
る。従って、ボリューム部品コスト削減、ボリュームレ
スによる信頼性の向上、調整作業時間の削除に伴う作業
工程の短縮が可能となる。

【００９６】さらに、第３に、従来から上記実施例と同
等の効果を得るために実施されている高価な感光体表面
電位計測手段を設け、これにより検出されたデータを基
に補正制御する必要がないので、簡単、簡素な構成、少
ない実装スペースにて実現可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前記光量検出手段のレベルをモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段の出力を装置固有のデータとして装置組
み立ての際、または発光光量走査光学系の関連するいず
れかの構成部品を交換して動作確認する際に記憶する記
憶手段と、記録動作前の所定期間における前記モニタ手
段の出力と前記記憶手段に記憶した装置固有のデータと
を比較し、この比較結果に応じて前記発光素子の光量を
制御する制御手段とを有することにより、光学系の経時
的な劣化等や透過率のばらつき等に有効に対応でき、装
置の信頼性や画像品質を向上し得るとともに、微調整用
ボリュームや高価な電位センサが不要で、構成の簡素化
やコストダウン、ならびに作業工程の簡易化を図ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるレーザビームプリン
タの概略を示すブロック図である。

【図２】上記実施例におけるＢＤモニタフォトダイオー
ドを示すブロック図である。

【図３】上記実施例における不揮発性メモリを示すブロ
ック図である。

【図４】上記実施例におけるＢＤモニタフォトダイオー
ドの動作波形を示す波形図である。

【図５】本発明の第１実施例におけるレーザ光量補正を
説明するブロック図である。

【図６】本発明の第２実施例におけるレーザ光量補正を
説明するブロック図である。

【図７】本発明の第３実施例におけるレーザ光量補正を
説明するブロック図である。

【図８】本発明の第４実施例におけるバイアス制御を説
明するブロック図である。

【図９】本発明の第５実施例におけるレーザ光量補正を
説明するブロック図である。

【図１０】従来のレーザビームプリンタにおける走査光
学系の一例を示すブロック図である。

【図１１】上記従来のレーザビームプリンタにおけるレ
ーザ光量制御を説明するブロック図である。

【図１２】上記従来のレーザビームプリンタにおけるレ
ーザ光量調整を説明するブロック図である。

【符号の説明】

１…プリンタコントローラ、２…プリンタエンジン、３…不揮発性メモリ、４…ＣＰＵ、１０…ピンフォトダイオード、１４…コンパレータ、３０…比較制御部、５００…半導体レーザ、５１０…ＢＤモニタフォトダイオード、５１２…レーザ駆動回路、５１３…モニタ増幅器、５５６…ＡＰＣ制御部、５５８…定電流回路、５５９…スイッチング回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/04 21/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有効画像記録期間外の所定タイミング期
間における発光素子の光量信号を検出する検出手段と、
発光素子の光量信号から発光する光量を制御する光量制
御手段とを備えた画像形成装置において、前記光量検出手段のレベルをモニタするモニタ手段と；
前記モニタ手段の出力を装置固有のデータとして記憶す
る記憶手段と；記録動作前の所定期間における前記モニ
タ手段の出力と前記記憶手段に記憶した装置固有のデー
タとを比較し、この比較結果に応じて前記発光素子の光
量を制御する制御手段と；を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記比較結果に応じて、前記光量制御手段の目標光量基
準信号のレベルを可変制御することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項３】請求項１において、前記比較結果に応じて、前記光量制御手段のモニタ増幅
器の増幅度を可変制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４】請求項１において、前記比較結果に応じて、前記光量制御手段の発光素子に
供給する電流量を可変制御することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項５】請求項１において、前記記憶手段は、不揮発メモリなどの書き込み保護手段
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１において、記憶手段に記録される装置固有のデータは、書き込み保
護手段で書き込みが制限されている記憶領域に記憶され
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１において、電子写真方式記録装置において、光偏向器を利用し、偏
向同期検知用センサ情報に基づいて発光素子の光量信号
を検出する手段を利用することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項８】有効画像記録期間外の所定タイミング期
間における発光素子の光量信号を検出する検出手段と、
発光素子から発光する光量を制御する光量制御手段とを
備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記検出手段のレベルをモニタするモニタ手段と；前記
モニタ手段の出力を装置固有のデータとして記憶する記
憶手段と；記録動作前の所定期間における前記モニタ手
段の出力と、記録動作前の所定期間における前記モニタ
手段の出力と、前記記憶手段に記憶した装置固有のデー
タとを比較し、この比較結果に応じてトナー可視像形成
のためのプロセスバイアスを制御する制御手段と；を有
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】請求項８において、比較結果に応じてトナー可視像形成のためのプロセスバ
イアス制御において、感光体に光量照射する前に感光体
に供給するバイアス値を可変制御することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１０】請求項８において、比較結果に応じてトナー可視像形成のためのプロセスバ
イアス制御において、感光体に光量照射後、感光体に形
成された静電潜像をトナー可視像とするために現像器に
供給するバイアス値を可変制御することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１１】請求項８において、比較結果に応じてトナー可視像形成のためのプロセスバ
イアス制御において、感光体に光量照射する前に感光体
に供給するバイアス値および感光体に光量照射後、感光
体に形成された静電潜像をトナー可視像とするため現像
器に供給するバイアス値の両方を個別に可変制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】有効画像記録期間外の所定タイミング
期間における発光素子の光量信号を検出する検出手段
と、発光素子から発光する光量を制御する光量制御手段
とを備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記検出手段のレベルをモニタするモニタ手段と；前記
モニタ手段の出力を装置固有のデータとして記憶する記
憶手段と；記録動作前の所定期間における前記モニタ手
段の出力と前記記憶手段に記憶した装置固有のデータと
を比較し、ビットマップ展開された画像データをデータ
テーブル変換処理するためのテーブル値を前記比較結果
に応じて可変制御する制御手段と；を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項におい
て、前記記憶手段へのデータの記憶は、装置組立の際、また
は発光光量走査光学系に関連するいずれかの構成部品を
交換して動作確認する際に行うことを特徴とする画像形
成装置。