JP2020021010A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用したカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to a color image forming apparatus using an electrophotographic recording system, such as a laser printer, a copying machine, and a facsimile.
従来から、電子写真記録方式を用いる複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置が知られている。電子写真記録方式の画像形成装置では、例えば、以下のような電子写真プロセスが実行される。まず感光ドラムの表面が帯電装置によって例えば−600Vに一様に帯電される。その後、レーザー露光装置によりレーザーの発光が行われ、感光ドラム上に静電潜像が形成される。そして、現像装置により静電潜像にトナー像が付着し、そのトナー像が転写装置により被転写体に転写される。ここで、レーザー露光装置から出射されるレーザー光は、回転多面鏡により等角速度で偏向されるが、被走査面が平面であるために、被走査面上における走査速度は一定にならない。このため、回転多面鏡と感光ドラムとの間にfθレンズやfθミラー等が配置され、これらを用いて、被走査面上における走査速度が一定になるように構成される。しかし、fθレンズやfθミラー等を介したレーザー光は、被走査面上での走査速度が一定になっても、像高によって感光ドラム上でのレーザー光の強度の強弱の変動が生じる。このような像高によるレーザー光の強度の強弱は、形成される画像の濃度に影響を与えるため、画像形成装置では、像高によるレーザー光の強度の強弱によって生じる濃度変動を補正することが要求される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer using an electrophotographic recording method has been known. In an electrophotographic recording type image forming apparatus, for example, the following electrophotographic process is executed. First, the surface of the photosensitive drum is uniformly charged to, for example, -600 V by a charging device. Thereafter, laser emission is performed by a laser exposure device, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum. Then, the toner image adheres to the electrostatic latent image by the developing device, and the toner image is transferred to the transfer target by the transfer device. Here, the laser light emitted from the laser exposure device is deflected at a constant angular velocity by the rotary polygon mirror, but the scanning speed on the scanned surface is not constant because the scanned surface is flat. For this reason, an fθ lens, an fθ mirror, and the like are arranged between the rotary polygon mirror and the photosensitive drum, and these are used to make the scanning speed on the surface to be scanned constant. However, the intensity of the laser beam on the photosensitive drum varies depending on the image height, even if the scanning speed of the laser beam via the fθ lens, the fθ mirror, or the like is constant on the surface to be scanned. Since the intensity of the laser beam due to the image height affects the density of the formed image, the image forming apparatus needs to correct the density fluctuation caused by the intensity of the laser beam due to the image height. Is done.
また上述したfθ特性を有するレンズは、サイズが大きく高額である。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的として、レンズ自体を使用しない、又はfθ特性を有していないレンズを使用することが考えられている。例えば特許文献1では、感光ドラムの表面におけるレーザー光のスポットが感光ドラムの表面上を等速で移動しない場合でも、感光ドラムの表面上に形成されるドットが一定の幅となるよう、次のような補正を行うことが開示されている。すなわち、一走査する間に画像クロックの周波数を変更するように電気的な補正を行うことが開示されている。
The lens having the above-mentioned fθ characteristic is large in size and expensive. Therefore, for the purpose of reducing the size and cost of the image forming apparatus, it has been considered to use no lens itself or use a lens having no fθ characteristic. For example, in
一方、近年において、カラープリンタが普及し主流になりつつある。このカラープリンタにおいては、装置の小型化を目的とし、感光ドラムのトナーを付着させない部分(背景部)に対して弱露光(微少露光)を行うことで、高圧電源を共通化する方法が考案されている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in recent years, color printers have become widespread and become mainstream. In this color printer, in order to reduce the size of the apparatus, a method has been devised in which a high-voltage power supply is shared by performing weak exposure (micro exposure) on a portion (background portion) of the photosensitive drum on which toner does not adhere. (For example, see Patent Document 2).
上述したような電子写真方式の画像形成装置では、像高による主走査方向でのレーザー光の強度を高精度に補正することが要求されている。また、微少露光を行う画像形成装置では、像高によるレーザー光の強度の強弱によって正かぶりや反転かぶりという現象が発生するおそれがある。かぶりという現象は画像の品質を低下させるだけでなく、必要以上にトナーを消費するおそれもある。このため、微少露光を行う画像形成装置においても、像高によるレーザー光の強度を補正する手段を設け、画像品質を向上させることが求められている。 In the above-described electrophotographic image forming apparatus, it is required that the intensity of the laser beam in the main scanning direction according to the image height be corrected with high accuracy. Further, in an image forming apparatus that performs minute exposure, there is a possibility that a phenomenon such as a normal fog or a reverse fog may occur depending on the intensity of the laser beam depending on the image height. The phenomenon of fogging not only lowers the quality of an image, but also consumes toner more than necessary. For this reason, even in an image forming apparatus that performs minute exposure, it is required to provide a means for correcting the intensity of laser light based on the image height to improve image quality.
本発明は、このような状況の下でなされたもので、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることを目的とする。 The present invention has been made under such a situation, and an object of the present invention is to improve image quality even in an image forming apparatus that performs minute exposure.
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the above-described problem, the present invention has the following configuration.
(1)感光体と、光ビームを照射する光源を有し、前記光ビームを主走査方向に走査して前記感光体に照射することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記光源と前記感光体との間に設けられた光学素子と、前記感光体上に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記感光体上の前記主走査方向における画像部に通常露光を行い、前記画像部とは異なる非画像部に前記通常露光より小さい光量で微少露光を行う画像形成装置であって、前記微少露光を行う場合の発光量を、前記主走査方向における前記光学素子の光軸からの距離である像高に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 (1) an exposure unit that has a photoconductor, a light source that irradiates a light beam, and that scans the light beam in a main scanning direction and irradiates the photoconductor to form an electrostatic latent image; An optical element provided between the photoconductor and developing means for developing the electrostatic latent image formed on the photoconductor to form a toner image; An image forming apparatus that performs normal exposure on an image portion in a scanning direction and performs fine exposure with a smaller amount of light than the normal exposure on a non-image portion different from the image portion, the light emission amount when performing the fine exposure, An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to perform correction in accordance with an image height that is a distance from an optical axis of the optical element in the main scanning direction.
本発明によれば、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることができる。 According to the present invention, the image quality can be improved even in an image forming apparatus that performs minute exposure.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、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、この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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention.
<画像形成装置断面の概略図>
図1は、カラー画像形成装置の概略断面図である。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。以下の説明において、感光ドラム上でトナーが付与される部分を画像部といい、トナーが付与されない部分を非画像部という。後述する非画像部の微少露光については、例えば、単色の画像形成装置にも適用することができる。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でも良い。また、以下においては、中間転写ベルトを有する画像形成装置について説明を行うが、感光ドラムに現像されたトナー像を転写材に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。以下、インライン方式でかつ中間転写ベルト方式を採用したカラー画像形成装置を例に詳述する。
<Schematic diagram of cross section of image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic sectional view of the color image forming apparatus. In the following description, a description will be given using a color image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. In the following description, a portion to which toner is applied on the photosensitive drum is referred to as an image portion, and a portion to which no toner is applied is referred to as a non-image portion. The fine exposure of a non-image portion described later can be applied to, for example, a monochrome image forming apparatus. In the following, an in-line type color image forming apparatus will be described as an example, but a rotary type color image forming apparatus may be used, for example. In the following, an image forming apparatus having an intermediate transfer belt will be described. However, the present invention can be applied to an image forming apparatus employing a method of directly transferring a toner image developed on a photosensitive drum to a transfer material. Hereinafter, a color image forming apparatus employing an in-line system and an intermediate transfer belt system will be described in detail as an example.
図1はカラーレーザープリンタ(以下、プリンタという)50の構成を示す図である。プリンタ50は、複数の感光体である感光ドラム5(5Y,5M,5C,5K)を有している。ここで、Yはイエロー色、Mはマゼンタ色、Cはシアン色、Kはブラック色を表す符号であり、以下、特定の色について説明する場合を除き省略する。プリンタ50は、各感光ドラム5上に形成されたトナー像を、順次、中間転写体である中間転写ベルト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。この方式をインライン方式又は4連ドラム方式という。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a color laser printer (hereinafter, referred to as a printer) 50. The
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、及び2次転写対向ローラ18に懸架されている。中間転写ベルト3は、図中矢印の方向(時計回り方向)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、及び2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る。駆動ローラ12、2次転写対向ローラ18はφ24(mm)、テンションローラ13はφ16(mm)の構成となっている。
The
感光ドラム5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。現像器8は現像手段である。イエローの現像器8Yを有する感光ドラム5Yは、回転過程で帯電ローラ7Yにより、所定の極性・電位に一様に帯電され、次いで露光装置9Yによる画像露光4Yを受ける。すなわち、イエローの画像データに応じて後述するレーザーダイオード107(図2参照)を発光させることにより、イエローの画像データに応じた光量及び時間でレーザー光が感光ドラム5Y上に照射される。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感光ドラム5Y上に形成される。次いでその静電潜像に第1現像器であるイエロー現像器8Yにより第1色であるイエロートナー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、画像露光によって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」という。
Four
感光ドラム5Y上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト3との1次転写ニップ部へ進入する。1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である1次転写ローラ10Yを当接させている。1次転写ローラ10Yには電圧の印加を可能とするための1次転写電圧電源(不図示)が接続されている。中間転写ベルト3は、1色目のステーションでまずイエローの画像を転写し、次いで先述した工程を経た各色に対応する感光ドラム5M、5C、5Kより、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色を多重転写する。中間転写ベルト3上に転写された4色からなるカラーのトナー像は、中間転写ベルト3の移動に伴って同図矢印(時計回り方向)方向に回転移動する。
The yellow image formed on the
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、レジストレーションローラ対(以下、レジストローラ対という)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2次転写ニップ部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2次転写ニップ部に供給される。そして、2次転写ローラ11と2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。
On the other hand, the recording material P stacked and stored in the
未定着の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は排出ローラ対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、2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、2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。
The recording material P on which the unfixed toner image has been transferred is separated from the
以上が、プリンタ50の概略断面図の説明である。次に、以下においては、レーザー駆動システムに関連して、まず、露光装置9の要部を示す図について説明を行い、その後にレーザー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。
The above is the description of the schematic cross-sectional view of the
<露光装置の要部>
図2に露光装置9の要部を示す。光源であり発光素子であるレーザーダイオード107(以下、LD107という)には、駆動手段である駆動回路130の作動により駆動電流が流れる。LD107は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザー光(光ビーム)を発光する。駆動回路130は、後述(図3参照)の制御手段であるエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123に対して、電気的に接続されているLD107を駆動するための回路である。
<Main parts of exposure equipment>
FIG. 2 shows a main part of the exposure apparatus 9. A drive current flows through a laser diode 107 (hereinafter, referred to as an LD 107) that is a light source and a light emitting element by the operation of a
そして、LD107により発光されたレーザー光は、コリメータレンズ134によりビーム形状が整形され、かつ平行ビームとされたうえで回転多面鏡133により感光ドラム5の水平方向に走査される。レーザー光の走査方向を主走査方向という。また、主走査方向に略直交する方向を副走査方向という。走査されたレーザー光は、fθレンズ132により、回転している感光ドラム5の表面上に結像されてドット状に露光される。
The laser beam emitted by the
一方、感光ドラム5の一端側の走査位置に対応して反射ミラー131が設けられ、走査開始位置に投射されるレーザー光をセンサ(以下、BDという)121に向けて反射させている。BD121はレーザー光が入射されると信号(以下、BD信号という)を駆動回路130に出力する。駆動回路130は、BD121から出力されたBD信号に基づいて、レーザー光の走査開始タイミングを決定する。ここで、このレーザー光の検出における強制発光の際に、レーザー光量の自動光量制御(以下、APC(Auto Power Controlともいう)が行われ、レーザーの発光光量(発光レベル)が調整される。
On the other hand, a
<駆動回路の構成>
図3は、非画像部において、感光ドラム5上(感光体上)にトナーを付着させないようにしつつ、かつ正かぶりや反転かぶりを発生させないように微少露光を行ううえで、LD107の光量レベルを自動的に調整する駆動回路である。
<Configuration of drive circuit>
FIG. 3 shows the light amount level of the
図3において、図2で示した駆動回路130は、点線枠内で囲まれた部分に相当する。駆動回路130は、コンパレータ回路101、111、141、サンプル/ホールド回路102、112、142、ホールドコンデンサ103、113、143を有している。駆動回路130は、電流増幅回路104、114、144、基準電流源(定電流回路)105、115、145、スイッチング回路106、116、146を有する。駆動回路130は電流電圧変換回路109を有する。
3, the driving
LD107は、カソード端子がスイッチング回路106、116、146に接続されている。LD107のアノード端子は電源Vccに接続されている。フォトダイオード(以下、PDとする)108は、アノード端子が電流電圧変換回路109に接続されている。PD108のカソード端子は電源Vccに接続されている。エンジンコントローラ122は、BD121から出力されたBD信号(同期検出信号)を受信する。また、コンパレータ回路101、サンプル/ホールド回路102、ホールドコンデンサ103、電流増幅回路104、基準電流源(定電流回路)105、スイッチング回路106は、第1の光量調整部に相当する。コンパレータ回路111、サンプル/ホールド回路112、ホールドコンデンサ113、電流増幅回路114、基準電流源(定電流回路)115、スイッチング回路116は、複数の第2の光量調整部に相当し、第3の光量調整部に相当する。コンパレータ回路141、サンプル/ホールド回路142、ホールドコンデンサ143、電流増幅回路144、基準電流源(定電流回路)145、スイッチング回路146は、複数の第2の光量調整部に相当し、第4の光量調整部に相当する。なお、第1と第3と第4と表記したのは互いを区別するためであり、どちらを第1と表記するかは特に限定されるものではない。
The
エンジンコントローラ122は、ASIC、CPU、RAM、及びEEPROMを内蔵している。またエンジンコントローラ122は、プリンタエンジンの制御のみならず、ビデオコントローラ123との通信制御等も行う。
The
駆動回路130は、OR回路124を有しており、エンジンコントローラ122のLdrv信号とビデオコントローラ123からの第1の信号であるVIDEO信号が入力に接続されている。OR回路124はData信号を出力し、Data信号はスイッチング回路106に接続されている。VIDEO信号は、基本的には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(画像データ)に基づく信号である。ただし、先に述べたように、エンジンコントローラ122はビデオコントローラ123と通信制御も実施している。このため、エンジンコントローラ122及びビデオコントローラ123は、エンジンコントローラ122上のEEPROMの情報やビデオコントローラ123が有する画像メモリの情報を相互に共有することができる構成となっている。
The
出力手段であるビデオコントローラ123から出力されるVIDEO信号は、イネーブル端子付きバッファ(以下、バッファという)125に入力され、バッファ125の出力は前述のOR回路124に接続されている。このときイネーブル端子は、エンジンコントローラ122からのVenb信号が出力されるラインに接続されている。
A VIDEO signal output from the
また、エンジンコントローラ122は、後述するSH1信号、SH2信号、SH3信号、Base2信号、Base3信号及びLdrv信号、Venb信号を出力するように接続されている。Base2信号及びBase3信号は複数の信号に相当する。また、Base2信号は第2の信号に相当し、Base3信号は第3の信号に相当する。Venb信号は、VIDEO信号に基づくData信号にマスク処理を施すためのものである。Data信号にマスク処理が施された領域を画像マスク領域といい、Data信号にマスク処理が施される期間、言い換えれば画像マスク領域とするタイミングを画像マスク期間という。このVenb信号をディスエーブル状態(OFF状態)にすることで画像マスク領域のタイミング(画像マスク期間)を作成できる。
Further, the
コンパレータ回路101、111、141の正極端子には、それぞれ第1の基準電圧Vref11、第2の基準電圧Vref21、第3の基準電圧Vref31が入力されている。コンパレータ回路101、111、141の出力は、それぞれサンプル/ホールド回路102、112、142に入力されている。この基準電圧Vref11は、通常のプリント用の発光レベル(第1の発光レベル又は第1の光量)でLD107を発光させるための目標電圧として設定されている。また、基準電圧Vref21は、微少露光用の発光レベル(第2の発光レベル又は第2の光量)の目標電圧として設定されている。さらに、基準電圧Vref31は、微少露光用の発光レベル(第3の発光レベル又は第3の光量)の目標電圧として設定されている。第2の光量及び第3の光量は複数の光量に相当する。なお、第2の光量及び第3の光量は、第1の光量よりも低い光量である。
The first reference voltage Vref11, the second reference voltage Vref21, and the third reference voltage Vref31 are input to the positive terminals of the
サンプル/ホールド回路102、112、142にはそれぞれホールドコンデンサ103、113、143が接続されている。ホールドコンデンサ103、113、143の出力は、それぞれサンプル/ホールド回路102、112、142を介して電流増幅回路104、114、144の正極端子に入力されている。基準電圧Vref11、Vref21、Vref31は駆動回路130の中で、通常プリント用の発光レベル、微少露光用の発光レベルを実現するための設定を意味する。
The
電流増幅回路104、114、144にはそれぞれ基準電流源105、115、145が接続されており、その出力はスイッチング回路106、116、146に入力されている。他方、電流増幅回路104、114、144の負極端子には、それぞれ第4の基準電圧Vref12、第5の基準電圧Vref22、第6の基準電圧Vref32が入力されている。ここで、先に説明したサンプル/ホールド回路102の出力電圧と基準電圧Vref12との差分に応じて、電流Io1(第1駆動電流)が決定される。サンプル/ホールド回路112の出力電圧と基準電圧Vref22との差分に応じて、電流Io2(第2駆動電流)が決定される。サンプル/ホールド回路142の出力電圧と基準電圧Vref32との差分に応じて、電流Io3(第3駆動電流)が決定される。すなわち、第4〜第6の基準電圧Vref12、Vref22、Vref32は、電流を決定するための電圧設定である。
Reference
スイッチング回路106は、パルス変調データ信号であるData信号によりオン・オフ動作する。スイッチング回路116は、入力信号Base2によりオン・オフ動作し、スイッチング回路146は、入力信号Base3によりオン・オフ動作する。スイッチング回路106、116、146の出力端子は、LD107のカソード端子に接続されており、駆動電流Idrv、Ib1、Ib2を供給している。LD107のアノード端子は、電源Vccに接続されている。LD107の光量をモニターするPD108のカソード端子は、電源Vccに接続されている。PD108のアノード端子は、電流電圧変換回路109に接続されてモニター電流Imを電流電圧変換回路109に流す。これにより、電流電圧変換回路109は、モニター電流Imをモニター電圧Vmに変換する。このモニター電圧Vmはコンパレータ回路101、111、141の負極端子に負帰還入力されている。
The
なお、図3では、エンジンコントローラ122とビデオコントローラ123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。例えば、エンジンコントローラ122とビデオコントローラ123との一部又は全部を同じコントローラで構築してもよい。また、図中点線枠で囲まれた駆動回路130についても、例えば、エンジンコントローラ122に一部又は全てを内蔵させてもよい。
Although FIG. 3 shows the
<感光ドラム表面での像高によるレーザー光強度>
本実施例の場合、レーザー光が通るコリメータレンズ134、回転多面鏡133、fθレンズ132といった、LD107と感光ドラム5との間に設けられた光学素子の反射率、透過率といった特性が、レーザー光の光学素子への入射角によって異なる。このため、像高によってレーザー光の強度に強弱が生じる。像高とは、感光ドラム5の表面上での画像の位置を光学素子の光軸からの距離で表した値であり、光学素子の光軸における像高の値を0[mm]とし、主走査方向の上流側の値をマイナス(−)、主走査方向の下流側をプラス(+)とする。
<Laser intensity depending on image height on photosensitive drum surface>
In the case of the present embodiment, the characteristics such as the reflectance and the transmittance of the optical elements provided between the
図4(a)は、本実施例において、LD107を全像高にわたり同じ光量で発光させたときの感光ドラム5表面での像高によるレーザー光の強度むらを表わす図である。図4(a)の(i)は感光ドラム5Yと帯電ローラ7Yを示し、図4(a)の左右方向は主走査方向となっている。(ii)は横軸に感光ドラム5の表面における像高[mm]を示し、縦軸にレーザー光の強度[%]を示す。本実施例では、感光ドラム5の長手方向(主走査方向)の長さ(以下、幅という)は250mmであり、帯電ローラ7の長手方向の幅は230mmである。図4(a)の(i)において、感光ドラム5上に画像が形成される領域は、帯電ローラ7の長手方向における幅以下の領域となる。
FIG. 4A is a diagram illustrating the unevenness of the intensity of the laser beam due to the image height on the surface of the
本実施例では、例えば、像高−120mmから像高+120mmまでの範囲が微少露光の有効領域である。図4(a)に示すように、全像高にわたり同じ光量でLD107を発光させたとしても、像高−120mmにおけるレーザー光強度を100%としたとき、像高+120mmではレーザー光強度が80%近くまで低下する。
In this embodiment, for example, the range from the image height of -120 mm to the image height of +120 mm is the effective area of the minute exposure. As shown in FIG. 4A, even when the
図4(b)は、図4(a)で説明した像高によるレーザー光強度が変化することに対して、補正を行う場合の補正量について説明する図である。図4(b)の(i)は図4(a)の(i)と同様の図である。(ii)は横軸に感光ドラム5の表面における像高[mm]を示し、縦軸にレーザー光の補正量[%]を示す。図4(a)で示した感光ドラム5表面での像高によるレーザー光の強度むらに対して、図4(b)(ii)に示すように逆の特性になるような補正量(以下、光量補正データともいう)をエンジンコントローラ122の記憶手段であるEEPROMに記憶しておく。このように、EEPROMには、予め、像高に応じて発生するレーザー光の光量の変化に基づく補正量が記憶されている。補正手段でもあるエンジンコントローラ122は、EEPROMに記憶された光量補正データによりLD107の光量を補正する。これにより、感光ドラム5表面での像高によるレーザー光強度むらが一定になる。なお、像高とレーザー光の補正量との関係を示す光量補正データをレーザー光強度補正プロファイルともいう。
FIG. 4B is a diagram for explaining a correction amount in a case where the laser light intensity changes due to the image height described in FIG. 4A is corrected. FIG. 4B (i) is a view similar to FIG. 4 (a) (i). In (ii), the horizontal axis indicates the image height [mm] on the surface of the
<APC動作説明>
次に本実施例のAPC動作について説明する。図4(b)で示すように、微少露光では、A点がレーザー光の補正量の最小値、B点がレーザー光の補正量の最大値となる。A点を上述した第3の発光レベル(第3の光量)に設定し、B点を第2の発光レベル(第2の光量)に設定するように、基準電圧Vref21と基準電圧Vref31を設定する必要がある。すなわち、第3の光量は微少露光として設定可能な最小の光量であり、第2の光量は微少露光として設定可能な最大の光量である。
<Description of APC operation>
Next, the APC operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 4B, in the minute exposure, the point A has the minimum value of the correction amount of the laser light, and the point B has the maximum value of the correction amount of the laser light. The reference voltage Vref21 and the reference voltage Vref31 are set such that the point A is set to the third light emission level (third light amount) and the point B is set to the second light emission level (second light amount). There is a need. That is, the third light amount is the minimum light amount that can be set as the minute exposure, and the second light amount is the maximum light amount that can be set as the minute exposure.
まずエンジンコントローラ122は、基準電圧Vref31を設定し、サンプル/ホールド回路142をサンプリング状態に設定する。この状態で、LD107が発光状態になると、PD108がLD107の発光強度(発光量)をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Im3が流れる。そして、モニター電流Im3は電流電圧変換回路109に流れる。これにより、電流電圧変換回路109はモニター電流Im3をモニター電圧Vm3に変換する。また、このモニター電圧Vm3が、目標値である第3の基準電圧Vref31と一致するように、電流増幅回路144が基準電流源145に流れる電流Io3に基づいて駆動電流Ib2を制御する。このように、第3の光量調整部は、A点においてLD107の発光強度が第3の発光レベルとなるように駆動電流Ib2を制御する。
First, the
次にエンジンコントローラ122は、基準電圧Vref21を設定し、サンプル/ホールド回路112をサンプリング状態に設定する。このとき、サンプル/ホールド回路142をホールド状態に設定しておく。LD107が発光状態になると、PD108がLD107の発光強度(発光量)をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Im2が流れる。そして、モニター電流Im2は電流電圧変換回路109に流れる。これにより、電流電圧変換回路109はモニター電流Im2をモニター電圧Vm2に変換する。また、このモニター電圧Vm2が、目標値である第2の基準電圧Vref21と一致するように、電流増幅回路114が基準電流源115に流れる電流Io2に基づいて駆動電流Ib1を制御する。このように、第2の光量調整部は、B点においてLD107の発光強度が第2の発光レベルとなるように駆動電流Ib1を制御する。以上で、駆動回路130は、微小露光におけるA点でLD107が第3の光量となり、B点でLD107が第2の光量となるように、LD107を駆動することができるようになる。
Next, the
通常露光(画像形成時における露光)においては、C点はレーザー光の補正量の最小値、D点はレーザー光の補正量の最大値となる。D点を上述した第1の発光レベルに設定するように、基準電圧Vref11を設定する必要がある。第1の光量はLD107に設定可能な光量の中の最大の光量である。
In normal exposure (exposure at the time of image formation), point C has the minimum value of the laser light correction amount, and point D has the maximum value of the laser light correction amount. It is necessary to set the reference voltage Vref11 so that the point D is set to the above-described first light emission level. The first light amount is the maximum light amount among the light amounts that can be set in the
エンジンコントローラ122は、基準電圧Vref11を設定し、サンプル/ホールド回路102をサンプリング状態に設定する。このとき、サンプル/ホールド回路142をホールド状態に設定しておく。LD107が発光状態になると、PD108がLD107の発光強度(発光量)をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Im1が流れる。そして、モニター電流Im1が電流電圧変換回路109に流れる。これにより、電流電圧変換回路109はモニター電流Im1をモニター電圧Vm1に変換する。また、このモニター電圧Vm1が、目標値である第1の基準電圧Vref11と一致するように、電流増幅回路104が基準電流源105に流れる電流Io1に基づいて駆動電流Idrvを制御する。このように、第1の光量調整部は、D点においてLD107の発光強度が第1の発光レベルとなるように駆動電流Idrvを制御する。以上で、駆動回路130は、通常露光におけるD点でLD107が第1の光量となるように、LD107を駆動することができるようになる。
The
非APC動作中において、微少露光として第3の光量に設定したい場合には、サンプル/ホールド回路142をホールド状態にすることで、第3の光量で微少露光状態が維持される。同様に、微少露光として第2の光量に設定したい場合には、サンプル/ホールド回路112、142をホールド状態にすることで、第2の光量で微少露光状態が維持される。通常露光として第1の光量に設定したい場合には、サンプル/ホールド回路102、142ホールド状態にし、Venb信号とVIDEO信号とをオン状態(例えば、ハイレベル)にすることで、第1の光量で通常発光状態が維持される。
When it is desired to set the third light amount as the minute exposure during the non-APC operation, the minute exposure state is maintained at the third light amount by setting the sample /
<レーザー光強度補正に関して>
次に本実施例のレーザー光の強度の補正方法について説明する。図5(a)は全白画像を印刷した場合のエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123から出力される信号を示すタイミングチャートである。図5(a)中には、主走査方向の1周期相当に対し、レーザー光強度補正プロファイルとレーザー光強度及び非画像領域と画像領域に分けて、各信号の変化が示されている。1周期とは、BD信号が出力されてから次のBD信号が出力されるまでの周期をいう。信号としてはVIDEO、Base2、Base3信号が示されている。具体的には、図5(a)の(i)は図4(b)(ii)の像高とレーザー光の強度の補正量[%]を示す。(ii)は感光ドラム5上における領域を示し、画像形成が行われる領域を画像領域とし、その他の領域を非画像領域としている。(iii)はBD121から出力されるBD信号を示し、例えばBD信号がハイレベルからローレベルに変化したことをBD信号が出力された、と表現している。(iv)はVIDEO信号を示し、画像データに応じた信号となっている。(v)はエンジンコントローラ122からスイッチング回路146に入力されるBase3信号を示す。(vi)はエンジンコントローラ122からスイッチング回路116に入力されるBase2信号を示す。(vii)はレーザー光の強度を示す。
<About laser beam intensity correction>
Next, a method for correcting the intensity of the laser light according to the present embodiment will be described. FIG. 5A is a timing chart showing signals output from the
図5(a)に示すように、エンジンコントローラ122は、非画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Base2信号のデューティを変化させている。ここで、信号のデューティを変化させるとは、信号のハイレベル又はローレベルの幅(時間)を変化させることである。本実施例では、信号のハイレベルの幅を変化させる。すなわち、エンジンコントローラ122は、レーザー光の補正量が最小となっているA点側の非画像領域では、Base2信号のデューティを小さくしている。一方、エンジンコントローラ122は、レーザー光の補正量が最大となっているB点側の非画像領域では、Base2信号のデューティをA点側の非画像領域におけるBase2信号のデューティよりも大きくしている。なお、図5(a)の(v)に示すように、エンジンコントローラ122は、A点側、B点側、いずれの非画像領域においてもBase3信号をハイレベルとしている。Base3信号は、LD107を第3の光量で100%のデューティで、言い換えればLD107を常時発光させるように、オン状態とされる。
As shown in FIG. 5A, the
一方、エンジンコントローラ122は、画像領域においては、エンジンコントローラ122上のEEPROMに格納されているレーザー光強度補正プロファイルをビデオコントローラ123に送信する。ビデオコントローラ123は、エンジンコントローラ122から受信したレーザー光強度補正プロファイルに基づいてVIDEO信号のデューティを変化させている。すなわち、エンジンコントローラ122は、ビデオコントローラ123を介して、レーザー光の補正量が最小となっているC点側からレーザー光の補正量が最大となっているD点側に向かって、VIDEO信号のデューティが大きくなるように制御する。なお、図5(a)の(v)に示すように、エンジンコントローラ122は、画像領域の全域においてBase3信号をハイレベルとしている。これにより、画像領域における非画像部であっても、第3の光量での微小露光が行われる。
On the other hand, the
このようなレーザー光の強度の補正を行うことで、感光ドラム5表面での像高によるレーザー光の強度を調整できる。図5(a)の(vii)に示すように、微小発光時でも通常のプリント時でも、レーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Base2信号又はVIDEO信号のデューティを変化させることで、像高によるレーザー光の強度の変化が補正される。なお、図5(a)(vii)に示すように、レーザー光強度は、非画像領域においては感光ドラム5上にトナーが付着しない強度となっており、画像領域におけるレーザー光強度に比べて小さくなっている。ここでは全白画像について言及したが、画像パターンが変わる場合は画像パターンに応じてVIDEO信号を付加すればよい。
By performing such correction of the intensity of the laser light, the intensity of the laser light based on the image height on the surface of the
(紙間における補正)
また図5(b)に紙間中のエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123から出力される信号を表すタイミングチャートである。紙間とは、連続して印刷が行われる(以下、連続印刷という)場合に、所定の記録材Pの後端と、所定の記録材Pに続いて画像形成が行われる後続の記録材Pの先端との間をいう。図5(b)の(i)〜(vii)は図5(a)の(i)〜(vii)と同様である。
(Correction between sheets)
FIG. 5B is a timing chart showing signals output from the
図5(b)に示すように、紙間においては、VIDEO信号は出力されないため、感光ドラム5の全領域が非画像領域となる。そして、エンジンコントローラ122は、非画像領域においては、レーザー光強度補正プロファイルに基づいてBase2信号のデューティを変化させている。具体的には、エンジンコントローラ122は、レーザー光の強度の補正量が最小となるA点側からレーザー光の強度の補正量が最大となるB点側に向かって、Base2信号のデューティが大きくなるように制御している。なお、図5(b)の(v)に示すように、エンジンコントローラ122は、非画像領域の全域においてBase3信号をハイレベルとしている。このレーザー光強度補正を行うことで、紙間中においても感光ドラム5表面での像高によるレーザー光強度を調整できる。なお、図5(b)(vii)に示すように、レーザー光強度は、非画像領域においては感光ドラム5上にトナーが付着しない強度となっており、図5(a)(vii)の画像領域におけるレーザー光強度に比べて小さくなっている。
As shown in FIG. 5B, since no VIDEO signal is output between sheets, the entire area of the
<レーザー光強度補正の変形例に関して>
上述の説明では、レーザー光強度補正プロファイルに基づいてエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123から出力される信号をデジタルに切り換える場合について説明した。エンジンコントローラ122の動作速度を上げることができない場合や放射ノイズの削減を視野に入れた変形例について説明する。図6(a)は、変形例でのLD107の光量レベルを自動的に調整する駆動回路130aを示す図である。変形例においては図3で説明した駆動回路130と異なる点について説明し、図3で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
<Regarding Modification of Laser Light Intensity Correction>
In the above description, the case where the signals output from the
変形例の駆動回路130aは、フィルタ手段であるフィルタ回路139を有し、例えばフィルタ回路139はローパスフィルタ(以下、LPF)である。フィルタ回路139は、電流増幅回路114の出力に接続されており、電流増幅回路114はフィルタ回路139を介してスイッチング回路116に接続されている。電流増幅回路114の出力を、フィルタ回路139を介すことにより、レーザ光強度の変化が滑らかになる。
The
次に本変形例のレーザー光強度補正方法について説明する。図6(b)は全白画像を印刷した場合のエンジンコントローラ122、ビデオコントローラ123から出力される信号を示すタイミングチャートである。図5(b)の(i)〜(vii)は図5(a)の(i)〜(vii)と同様である。
Next, a laser light intensity correction method according to this modification will be described. FIG. 6B is a timing chart showing signals output from the
図6(b)に示すように、エンジンコントローラ122は、非画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Base2信号のデューティを変化させている。一方、エンジンコントローラ122は、画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、ビデオコントローラ123を介してVIDEO信号のデューティを変化させている。このことにより、図5(b)の(vii)に示すように、レーザー光の強度が非画像領域においては滑らかに変化する。このため、非画像領域でのBase2信号のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、エンジンコントローラ122の動作速度を上げなくても、LD107の光量を補正することにより感光ドラム5表面での像高によるレーザー光強度むらを一定にすることができるため、安価で、放射ノイズの影響を小さくすることができる。
As shown in FIG. 6B, in the non-image area, the
<作用・効果の説明>
本実施例では、微少露光において複数のAPC調整を実施する。そして、複数のAPC調整の結果を用いて、LD107の光量を補正することにより、光学素子の反射率、透過率といった特性によって発生する感光ドラム5表面での像高によるレーザー光強度むらを一定にすることができる。そのため、正かぶりや反転かぶりという現象が発生しない高品質な画像を提供することができる。また、レーザー光強度補正プロファイルを変更するのみで、感光ドラムの感度むら等、他の要因についても補正することが可能となり、複数の要因の組み合わせに対する補正も可能となる。さらには、本実施例の補正を実施することで、fθ特性を有さないレンズを使用することも可能となり、小型化、低コスト化へも展開できる。
<Explanation of action and effect>
In this embodiment, a plurality of APC adjustments are performed in the minute exposure. Then, by correcting the light amount of the
以上、実施例によれば、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることができる。 As described above, according to the embodiment, the image quality can be improved even in an image forming apparatus that performs minute exposure.
5 感光ドラム
8 現像器
9 露光装置
122 エンジンコントローラ
133 回転多面鏡
5 Photosensitive drum 8 Developing device 9
Claims (12)
光ビームを照射する光源を有し、前記光ビームを主走査方向に走査して前記感光体に照射することにより静電潜像を形成する露光手段と、
前記光源と前記感光体との間に設けられた光学素子と、
前記感光体上に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
を備え、前記感光体上の前記主走査方向における画像部に通常露光を行い、前記画像部とは異なる非画像部に前記通常露光より小さい光量で微少露光を行う画像形成装置であって、
前記微少露光を行う場合の発光量を、前記主走査方向における前記光学素子の光軸からの距離である像高に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
Exposure means having a light source for irradiating a light beam, forming an electrostatic latent image by irradiating the photosensitive member by scanning the light beam in the main scanning direction,
An optical element provided between the light source and the photoconductor,
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the photoconductor to form a toner image;
An image forming apparatus that performs normal exposure on an image portion in the main scanning direction on the photoconductor, and performs fine exposure with a light amount smaller than the normal exposure on a non-image portion different from the image portion,
An image forming apparatus, comprising: a correction unit configured to correct a light emission amount when performing the minute exposure according to an image height that is a distance from an optical axis of the optical element in the main scanning direction.
前記画像領域を除く前記感光体上の非画像領域において前記微少露光を行うための複数の信号を出力する制御手段と、
前記画像領域における前記光源の光量を第1の光量に調整する第1の光量調整部と、前記微少露光における前記光源の光量を複数の光量に調整する複数の第2の光量調整部と、を有し、前記画像領域において前記第1の信号に基づき前記光量を前記第1の光量で発光させ、前記非画像領域において前記複数の信号に基づき前記光量を前記複数の光量で発光させる駆動手段と、
備え、
前記補正手段は、前記非画像領域においては前記複数の信号のうちの1つの信号のデューティを前記補正量に応じて変化させることにより前記光源の光量を補正し、前記画像領域においては前記第1の信号のデューティを前記補正量に応じて変化させることにより前記光源の光量を補正することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。 An output unit that outputs a first signal for causing the light source to emit light in accordance with image data input in an image area where image formation is performed on the photoconductor;
Control means for outputting a plurality of signals for performing the fine exposure in a non-image area on the photoconductor except for the image area,
A first light amount adjustment unit that adjusts the light amount of the light source in the image area to a first light amount, and a plurality of second light amount adjustment units that adjust the light amount of the light source in the minute exposure to a plurality of light amounts. Driving means for causing the light amount to emit at the first light amount based on the first signal in the image area, and emitting the light amount at the plurality of light amounts based on the plurality of signals in the non-image area; ,
Prepared,
The correcting unit corrects the light amount of the light source by changing a duty of one of the plurality of signals in the non-image area according to the correction amount, and in the image area, 4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the light amount of the light source is corrected by changing a duty of the signal according to the correction amount.
前記制御手段は、前記光源を前記第2の光量で発光させるための第2の信号と、前記光源を前記第3の光量で発光させるための第3の信号と、を前記駆動手段に出力し、
前記補正手段は、前記非画像領域においては前記第3の信号をオン状態としつつ、前記第2の信号を前記補正量に基づいたデューティとし、前記画像領域においては、前記第3の信号をオン状態としつつ、前記第1の信号を前記補正量に基づいたデューティとすることにより前記光量を補正することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The plurality of second light amount adjusting units adjust a light amount of the light source in the minute exposure to a second light amount, and a third light amount adjusting unit adjusts the light amount of the light source in the minute exposure to the second light amount. A fourth light amount adjustment unit that adjusts to a small third light amount,
The control unit outputs to the driving unit a second signal for causing the light source to emit light at the second light amount and a third signal for causing the light source to emit light at the third light amount. ,
The correction unit sets the second signal to a duty based on the correction amount while turning on the third signal in the non-image area, and turns on the third signal in the image area. 5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the light amount is corrected by setting the first signal to a duty based on the correction amount while keeping the state.
前記光源に流れる電流に応じた電流を増幅させる電流増幅回路と、
前記第2の信号に基づきオン、オフするスイッチング回路と、
前記電流増幅回路と前記スイッチング回路との間に接続されたフィルタ回路と、
を備えることを特徴とする請求項4から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The second light amount adjustment unit includes:
A current amplifier circuit for amplifying a current corresponding to a current flowing through the light source,
A switching circuit that turns on and off based on the second signal;
A filter circuit connected between the current amplification circuit and the switching circuit,
The image forming apparatus according to claim 4, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018146496A JP2020021010A (en) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | Image formation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018146496A JP2020021010A (en) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | Image formation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020021010A true JP2020021010A (en) | 2020-02-06 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018146496A Pending JP2020021010A (en) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | Image formation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2020021010A (en) |
-
2018
- 2018-08-03 JP JP2018146496A patent/JP2020021010A/en active Pending
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