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JP2008012852A - 画像形成装置 - Google Patents

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JP2008012852A
JP2008012852A JP2006188218A JP2006188218A JP2008012852A JP 2008012852 A JP2008012852 A JP 2008012852A JP 2006188218 A JP2006188218 A JP 2006188218A JP 2006188218 A JP2006188218 A JP 2006188218A JP 2008012852 A JP2008012852 A JP 2008012852A
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Toshihiro Motoi
俊博 本井
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Abstract

【課題】複数のマルチビーム方式のレーザユニットを用いた画像形成装置において、市販のマルチビーム駆動IC等を用いた単純な回路構成により、デューティ比が100%未満の中間調領域においてもレーザダイオード間の出力特性を一致させ濃度ムラやモアレの発生を防止する。
【解決手段】画像形成装置1は、複数のレーザ光源LDと、画像信号Dに基づいて各レーザ光源LDに対してパルス幅変調信号PWMを生成する画像信号処理手段33aと、各レーザ光源LDにバイアス電流値Ibを設定可能な光源駆動手段35と、光源駆動手段35が設定した各バイアス電流値Ibを修正する光源駆動制御手段33bとを備え、光源駆動手段35は、各パルス幅変調信号PWMと、修正された各バイアス電流値Ibとに基づいて各レーザ光源LDを駆動し、光源駆動制御手段33bは、各レーザ光源LDに対して設定された最大発光量Pmに基づいて各バイアス電流値Ibを修正する。
【選択図】図4

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、複数のレーザ光源により複数の走査ラインを同時に走査可能な画像形成装置に関する。
近年、プリンタや複写機等の画像形成装置では、高速化および高解像度を実現するために、複数のレーザ光源を有する半導体レーザアレイから複数のビームを出力させ、複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うマルチビーム方式のレーザユニットが利用されている。
また、画像形成装置でカラー画像を形成する場合、通常、このようなレーザユニットを複数設け、各レーザユニットで例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)等の色画像の形成を担当するように構成する場合が多い。そのため、画像形成装置には多数のレーザ光源が用いられることになる。
このように多数のレーザ光源を用いると、各レーザ光源で発光量に差が生じることで画像濃度がばらつき、画像にいわゆる濃度ムラが生じたり、干渉縞が現れたいわゆるモアレ画像となったりするという問題があった。
そこで、このような問題を解消するために、複数のレーザ光源の発光量を1光源ずつ順次点灯させて形成したテストパターンの画像濃度から検出して発光量を制御する画像形成装置(特許文献1参照)や、複数のレーザ光源のパルス点灯時の発光時間を等しくするためにレーザ光源からの発光を光電変換してその出力を積分する積分手段を設けたレーザプリンタ(特許文献2参照)や、複数のレーザ光源の積分光量を検知してバイアス電流値とパルス幅変調信号のパルス幅とを変えて複数のレーザ光源の積分光量の差を補正する画像形成装置(特許文献3参照)が提案されている。
特開2004−341171号公報 特開2000−127484号公報 特開2003−39722号公報
しかしながら、レーザ光源を構成するレーザダイオードをパルス幅変調により発光駆動した場合、レーザダイオードの発光周期に対するパルス幅の比すなわちいわゆるデューティ比を変えていくと、デューティ比100%における最大発光量に対する変調光量の比はデューティ比には比例せずにレーザダイオードによって異なり、図9に示す斜線部分の値をとることが分かっている。例えばデューティ比50%のパルスでは最大発光量に対する変調光量の比が25〜40%の範囲ではらつく。
そのため、特許文献1に記載の画像形成装置のように、最大発光量のばらつきによる画像濃度のばらつきをなくすことは可能であるが、それだけではデューティ比が100%未満の中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を回避することはできない。
また、特許文献2、3に記載の画像形成装置等では、積分回路等を備えた専用回路が必要となり、回路構成が複雑になる。回路構成は例えば市販のマルチビーム駆動IC等を用いてより単純な構成とすることが好ましい。
さらに、特許文献3に記載の画像形成装置では、LUT(Look Up Table)を作成することが提案されているが、すべてのレーザダイオードについて4値の階調制御用のLUTを作成し制御する構成が複雑であり、より多くの階調性が必要な6値や8値の階調制御を行う場合に用いることが困難であるという問題がある。
本発明の課題は、複数のマルチビーム方式のレーザユニットを用いた画像形成装置において、市販のマルチビーム駆動IC等を用いた単純な回路構成により、デューティ比が100%未満の中間調領域においてもレーザダイオード間の出力特性を一致させ濃度ムラやモアレの発生を防止することである。
前記の問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
画像形成装置において、
レーザビームを照射して主走査方向の複数の走査ラインを走査して書き込みを行う複数のレーザ光源と、
入力された画像信号に基づいて前記各レーザ光源に対してパルス幅が変調されたパルス幅変調信号をそれぞれ生成する画像信号処理手段と、
前記各レーザ光源について適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えた光源駆動手段と、
前記光源駆動手段が設定した前記各バイアス電流値を修正する光源駆動制御手段と
を備え、
前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、前記修正された各バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動し、
前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記各バイアス電流値を修正することを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記バイアス電流値を修正するためのオフセット電流値を前記各レーザ光源に対してそれぞれ設定し、
前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、自ら設定した前記各バイアス電流値を前記各オフセット電流値で修正した各修正バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動することを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記光源駆動制御手段は、前記レーザ光源に対して予め求められた前記レーザ光源の最大発光量と前記オフセット電流値との関係を表す一次式に基づいて、前記設定された最大発光量から前記オフセット電流値を算出して設定することを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記一次式は、前記各レーザ光源のそれぞれについて求められていることを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の画像形成装置において、前記一次式は、前記パルス幅変調信号のデューティ比を固定した状態で、前記レーザ光源の異なる前記最大発光量において、基準となる画像濃度または感光体表面電位を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の前記最大発光量と前記オフセット電流値との関係を直線近似して求められることを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、前記オフセット電流値の検出は、前記オフセット電流値を所定の変動幅で3点以上変動させた場合に、前記基準となる画像濃度または感光体表面電位に最も近い値を与えるオフセット電流値を検出して行われることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、装置を構成するレーザユニットの全レーザ光源について、パルス幅変調信号のデューティ比が100%未満の中間調領域における画像濃度が一定濃度になるように最大発光量に基づいて光源駆動手段のバイアス電流値をそれぞれ修正して各レーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量をそろえることで、その変調光量により形成される画像の濃度差が非常に狭い範囲に抑制される。
そのため、装置を構成する複数のレーザユニットについて、各レーザ光源から照射される変調光量の特に中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を有効に防止することが可能となる。
また、積分回路等の専用回路を設けたり、新たに複雑なLUTを作成する必要がなく、市販のマルチビーム駆動IC等を用いた非常に単純な回路構成で、上記効果を有効に発揮させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、光源駆動制御手段でオフセット電流値を設定し、そのオフセット電流値に基づいてバイアス電流値をオフセットさせて修正することで、容易かつ的確にバイアス電流値を修正させることができ、前記請求項1に記載の発明の効果が容易かつ的確に発揮される。
請求項3に記載の発明によれば、各レーザ光源の最大発光量とオフセット電流値との関係を表す一次式に、設定された最大発光量を代入するだけでオフセット電流値を求めることが可能となり、前記請求項2に記載の発明の効果をより容易にかつ効果的に発揮させることが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、装置を構成する全レーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量を的確にそろえることが可能となり、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。
請求項5に記載の発明によれば、全レーザ光源について例えばデューティ比50%のパルスを用いて一次式を求めておけば、その一次式を用いて他のデューティ比のパルスの場合にも変調光量がほぼそろうため、全デューティ比におけるオフセット電流値の算出をそれぞれ1つの一次式で行うことが可能となり、前記各請求項に記載の発明の効果をより容易に発揮することが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、オフセット電流値を僅かに変えても画像濃度や感光体表面電位の変化はほとんど検出できない。そこで、ある程度の変動幅でオフセット電流値を変動させることで、画像濃度や感光体表面電位が基準となる画像濃度等に近いか否かが判別できる。そのため、ある程度の幅をもつ所定の変動幅でオフセット電流値を3点以上変動させて最も基準に近い値を見出すことで、的確にオフセット電流値を求めることができ、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る画像形成装置1は例えば複写機やプリンタ等として用いられ、図1に示すように、複数の画像形成部2A、2B、2C、2Dと、中間転写ベルト3と、検出手段4と、転写ローラ5と、定着部6等を備えて構成されている。
画像形成部2A〜2Dは、本実施形態ではブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色毎に対応しており、中間転写ベルト3に沿って所定間隔を空けて設置されている。中間転写ベルト3は、画像担持手段としての無端状のベルトであり、各画像形成部2A〜2Dの感光体ドラム10A〜10Dに現像されたトナー像が転写されるようになっている。なお、感光体ドラムは4つに限らず、単数または複数設けられる。
光センサ等により構成される検出手段4は、中間転写ベルト3上に形成された後述するテストパターンの画像濃度diを検出することが可能な位置に配設されており、検出したテストパターンの濃度データを後述する制御装置に出力するようになっている。なお、検出手段4は、中間転写ベルト3に対してその主走査方向および副走査方向に移動可能とされており、その数は適宜決められる。
なお、本実施形態では、図1に示される中間転写ベルト3の搬送方向および後述する図1〜図3に示される感光体ドラム10の回転方向を副走査方向とし、それに直交する中間転写ベルト3の幅方向および図3に示される感光体ドラム10の軸方向すなわち感光体ドラム10の長手方向を主走査方向とする。
中間転写ベルト3は、記録紙Pとともに転写ローラ5、5の間に挿通されるようになっており、感光体ドラム10A〜10Dから中間転写ベルト3に転写されたトナー像が転写ローラ5、5の押圧により記録紙Pに転写されるようになっている。
転写ローラ5の記録紙搬送方向下流側には、加熱ローラ61や加圧ローラ62等で構成される定着部6が設けられている。定着部6の加熱ローラ61と加圧ローラ62は、それらの間に搬送された記録紙Pを加熱しニップ圧により加圧することでトナー像を記録紙P上に定着するようになっている。また、記録紙Pは定着部下流側で図示しない排紙ローラ等より装置から排出されるようになっている。
複数の画像形成部2A〜2Dは同一の構成であるため、以下、便宜上、画像形成部2等として説明する。画像形成部2は、図2に示すように、感光体ドラム10と、感光体ドラム10を帯電させる帯電部11と、レーザビームを感光体ドラム10上に走査して静電潜像を形成するレーザユニット12と、感光体ドラム10上にトナーを付着させる現像部13と、感光体ドラム10の周面上に残ったトナーをクリーニングするクリーナ14と、感光体ドラム10の表面を除電する除電部15等で構成されている。
レーザユニット12は、複数のレーザビームを照射して感光体ドラム10に主走査方向の複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うようになっており、図3に示すように、光源部20と、コリメータレンズ21と、スリット22と、シリンドリカルレンズ23と、ポリゴンミラー24と、fθレンズ25と、シリンドリカルレンズ26と、ミラー27と、受光センサ28等で構成されている。
光源部20は、第1レーザ光源LD1および第2レーザ光源LD2を有するレーザアレイを備えており、また、ミラー27および受光センサ28は、感光体ドラム10の画像形成領域から外れた位置に設けられている。
レーザユニット12から感光体ドラム10へのレーザビームの射出は以下のようにして行われるようになっている。まず、第1レーザ光源LD1および第2レーザ光源LD2の各々から射出された2つのレーザビームがコリメータレンズ21により平行光束とされ、感光体ドラム10のビームスポットを整形するためのスリット22によりコリメータレンズ21から射出された2つのビームの透過が制限される。
スリット22を透過した2つのビームは、シリンドリカルレンズ23により回転中のポリゴンミラー24の鏡面に結像され、その鏡面で反射されることにより偏向される。ポリゴンミラー24の反射鏡面は仮想光源とみなすことができる。この仮想光源から感光体ドラム10表面までの距離が反対鏡面の向きによって異なるため、fθレンズ25により仮想光源から射出されたビームの主走査速度への影響が補正される。
fθレンズ25から射出された2つのビームは、シリンドリカルレンズ26により感光体ドラム10上に結像される。感光体ドラム10上に結像された2つのレーザビームは、図3に示された走査ラインLA、LB上に沿って走査される。また、ポリゴンミラー24から反射された2つのレーザビームの一部はミラー27により反射されて受光センサ28で検出され、2つのレーザビームの書き出し位置の決定に用いられるようになっている。
このように、図3のレーザユニット12を備える画像形成装置1では、ポリゴンミラー24の回転により主走査方向の走査露光が行われ、感光体ドラム10の回転により副走査方向に移動されることにより画像が形成されるように構成されている。
なお、図3では、スリット24を透過した2つのレーザビームを主走査方向に走査する走査器として、8つの鏡面を有するポリゴンミラー24を用いる場合を示しているが、走査器を構成する鏡面の数は特に限定されない。また、光源部20は、1つのレーザ光源を有する半導体レーザユニットを2つ設ける構成としてもよい。
画像形成装置1の画像形成部2A〜2Dにおける各レーザ光源の駆動を制御する制御装置は、CPUやROM、RAM、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータにより構成されており、本実施形態では、前記4つの画像形成部2A〜2Dに対応した各ブロックを有している。
以下、前記各ブロックのうちの1つについて説明するが、他のブロックについても構成は同様である。また、ブロックを構成する各手段のうち一定の手段を他のブロックと共通に構成することも可能である。
制御装置30は、図4に示すように、CPU(Central Processing Unit)31と、記憶手段32と、発光量調整手段33と、D/A(digital/analog)コンバータ34と、光源駆動手段35等を備えて構成されている。
光源駆動手段35としては、例えば汎用マルチビーム駆動IC「CXA3600AR」等の市販のマルチビーム駆動ICが用いられており、光源駆動手段35は、自ら適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えている。
本実施形態では、例えば特開2003−298178号公報に記載されているように、光源駆動手段35は、図5に示すような各レーザ光源を構成する各レーザダイオードの光出力Pと順方向電流IのP−I特性をそれぞれ自動的に求め、P−I特性の屈曲点に対応するしきい値電流Ithを求めて、そのしきい値電流Ithを各レーザダイオードについてのバイアス電流値Ibとして自動的に設定するようになっている。バイアス電流値Ibは、各画像形成部2A〜2Dのレーザユニット12A〜12Dについて各2個ずつ計8個の各レーザ光源LD1、LD2を構成する各レーザダイオードについてそれぞれ設定される。
また、光源駆動手段35では、図5に示すように、各レーザ光源についての各バイアス電流値Ibが外部から入力された各オフセット電流値Ioffによりそれぞれオフセットできるようになっている。
光源駆動手段35は、入力された各オフセット電流値Ioffで自ら設定した各バイアス電流値Ibを修正して、すなわち本実施形態では各バイアス電流値Ibから各オフセット電流値Ioffを減じて各修正バイアス電流値Ibを算出し、それに各レーザ光源に対する画像信号に対応する各スイッチング電流値Iswを加算して各レーザ光源に対する駆動電流値Idをそれぞれ決定するようになっている。
そして、光源駆動手段35は対応する各レーザユニット12の光源部20に各駆動電流値Id1、Id2を出力して、光源部20に対して第1、第2レーザ光源LD1、LD2を構成するレーザダイオードにそれぞれ駆動電流を順方向電流として流させて2つのレーザ光源LD1、LD2をそれぞれ駆動するようになっている。ここで、光源駆動手段35にオフセット電流値と最大発光量とはD/Aインバータ34により電圧として供給される。本実施形態では8bit(255ステップ)のD/Aを使用している。
D/Aコンバータ34は、図示しない可変抵抗を備えており、光源駆動制御手段33bから最大発光量Pm1、Pm2およびオフセット電流値Ioff1、Ioff2が送信されてくると、それらのデジタルデータをアナログ電圧に変換して光源駆動手段35に供給するようになっている。
発光量調整手段33は、画像信号処理手段33aと光源駆動制御手段33bとを備えて構成されている。
画像信号処理手段33aは、ホストコンピュータ等から送信されてきた画像信号Dに基づいて各レーザ光源LD1、LD2に対してパルス幅が変調された各パルス幅変調信号PWM1、PWM2をそれぞれ生成して光源駆動手段35に送信するようになっている。光源駆動手段35は、画像信号処理手段33aから送信されてきた各パルス幅変調信号PWM1、PWM2に基づいてパルス形状の前記各スイッチング電流値Iswをそれぞれ算出するようになっている。
発光量調整手段33の光源駆動制御手段33bは、光源駆動手段35に対して自動出力制御を行わせるための制御信号APCを出力するようになっている。
CPU31は、感光体ドラム10A〜10Dの表面電位を計測する図示しないセンサから送信されてきた表面電位Vに基づいて第1、第2レーザ光源LD1、LD2の最大発光量Pm1、Pm2、すなわちパルス幅変調による発光駆動におけるデューティ比100%の場合の発光量Pm1、Pm2をそれぞれ算出して光源駆動制御手段33bに送信するようになっている。
また、本実施形態では、CPU31は、画像形成装置1の初期投入時やレーザユニット12の交換時に、予めレーザユニット12の各レーザ光源LD1、LD2に対して前記レーザ光源の最大発光量Pmと前記オフセット電流値Ioffとの関係を表す一次式
Ioff=a×Pm+b …(1)
を後述する方法で求め、記憶手段32に各レーザ光源LD1、LD2に対応する一次式の傾きaと切片bの値をそれぞれ記憶させておくようになっている。
これは、レーザ光源の最大発光量Pmに対して最適なオフセット電流値Ioffをグラフ上にプロットした場合、ほぼ直線状に表されるという発明者の実験から得られた知見に基づく。
この一次式は、レーザ光源の異なる最大発光量において、パルス幅が変調されたパルス幅変調信号のデューティ比を例えば50%に固定した状態で、一定の画像濃度di(例えばデューティ比100%での画像濃度の35%)を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の最大発光量とオフセット電流値との関係から直線近似して求められるようになっている。
具体的には、CPU31は、光源駆動手段35のオートバイアス制御機能をONにした状態で、図6に示すように、まず、レーザユニット12のユニット光量調整時に、レーザユニット12のユニット光量調整時の基準最大発光量Pmtypにおいてデューティ比50%のパルス幅変調信号による発光量が最大発光量Pmtypの35%になるようにオフセット電流値Ioff(K)をレーザユニット12の各レーザについてD/A入力値として決める。そして、記憶手段32にその基準最大発光量Pmtypの値とオフセット電流値Ioff(K)の値を記憶させる。
CPU31は、続いて、例えばレーザ光源の最大発光量Pmを最大値Pmmaxまで上げて、まず、デューティ比100%のパルス幅変調信号で中間転写ベルト3上に形成したテストパターンの画像濃度diを検出手段4で検出させる。そして、オフセット電流値IoffをIoff(K)から所定の変動幅で3点以上上昇させ、すなわちオフセット電流値をD/A入力の0〜255の255ステップで表した場合のオフセット電流値Ioff(K)に相当するステップ数Kを例えばKから5ステップずつK+5、K+10、K+15に上昇させ、それぞれの状態で中間転写ベルト3上に図7に示すような複数のテストパターンを形成させてそれらの画像濃度di(K+5)、di(K+10)、di(K+15)を検出手段4で検出させる。
そして、それらの中から画像濃度diが35%に最も近いもの、すなわち例えば図6中で◇で示されるオフセット電流値Ioff(K+10)の場合の画像濃度diが35%に最も近ければ、記憶手段32にその最大発光量の最大値Pmmaxの値とオフセット電流値Ioff(K+10)の値を記憶させる。
CPU31は、このようにして求めた2点(Pmtyp,Ioff(K))、(Pmmax,Ioff(K+10))を前記(1)式に代入して解くことで、レーザ光源の最大発光量Pmとオフセット電流値Ioffとの関係を直線近似し、その関係を表す一次式の傾きaと切片bの値を算出して記憶手段32に記憶させるようになっている。
なお、その際、さらにレーザ光源の最大発光量Pmを最小値まで下げて同様にして画像濃度diが35%に最も近いオフセット電流値Ioffを求め、最大発光量Pmが基準最大発光量Pmtyp、最大発光量の最大値Pmmaxおよび最小値の3点でそれぞれ基準となる画像濃度35%になるオフセット電流値Ioffを求めて、例えば最小二乗法で一次式を求めたり、さらに多数の点に基づいて一次式を求めるように構成してもよい。また、画像濃度diを基準とする代わりに前述した感光体表面電位Vを基準として一次式を求めるように構成することも可能である。
発光量調整手段33の光源駆動制御手段33bは、前述したように第1、第2レーザ光源LD1、LD2の最大発光量Pm1、Pm2がCPU31から送信されてくると、それらをD/Aコンバータ34に送信するとともに、記憶手段32から第1レーザ光源LD1についての一次式の傾きa1と切片b1および第2レーザ光源LD2についての一次式の傾きa2と切片b2をそれぞれ読み出して最大発光量Pm1、Pm2をそれぞれ代入し、第1、第2レーザ光源LD1、LD2に対する各オフセット電流値Ioff1、Ioff2を設定してD/Aコンバータ34に送信するようになっている。
このように光源駆動制御手段33bは、本実施形態では、第1、第2レーザ光源LD1、LD2に対する各オフセット電流値Ioff1、Ioff2を設定することで光源駆動手段35が設定した各バイアス電流値Ib1、Ib2を修正するようになっている。
次に、本実施形態に係る画像形成装置1の作用について説明する。
画像形成装置1の制御装置30では、CPU31が、装置の初期投入時やレーザユニット12の交換時に、図6や図7に示した要領でレーザユニット12の各レーザ光源LD1、LD2について予め前記(1)式に示したようなレーザ光源の最大発光量Pmとオフセット電流値Ioffとの関係を表す一次式を求め、記憶手段32に一次式の傾きaと切片bの値をそれぞれ記憶させておく。
画像形成装置1の稼動時には、制御装置30のCPU31は、適宜計測され送信されてくる感光体ドラム10A〜10Dの表面電位Vの情報に基づいて第1、第2レーザ光源LD1、LD2の最大発光量Pm1、Pm2をそれぞれ算出して発光量調整手段33の光源駆動制御手段33bに送信する。
光源駆動制御手段33bは、CPU31から第1、第2レーザ光源LD1、LD2の最大発光量Pm1、Pm2が送信されてくると、レーザ光源LD1、LD2についての一次式の傾きa1、切片b1および傾きa2、切片b2をそれぞれ読み出して各オフセット電流値Ioff1、Ioff2を算出する。
光源駆動制御手段33bは、光源駆動手段35に対して自動出力制御を行わせるための制御信号APCを出力するとともに、第1、第2レーザ光源LD1、LD2の最大発光量Pm1、Pm2とオフセット電流値Ioff1、Ioff2とをD/Aコンバータ34を介してデジタル−アナログ変換して光源駆動手段35に出力する。
また、光源駆動手段35には、発光量調整手段33の画像信号処理手段33aにより画像信号Dに基づいて生成されたパルス幅変調信号PWM1、PWM2がそれぞれ入力される。光源駆動手段35は、パルス幅変調信号PWM1、PWM2に基づいてレーザダイオードにスイッチングを実施する。
光源駆動手段35は、このようにして入力され算出したオフセット電流値Ioff1、Ioff2とオートバイアス制御機能によりレーザ光源LD1、LD2に対して自ら設定したバイアス電流値Ib1、Ib2とに基づいて図5に示したように第1、第2レーザ光源LD1、LD2を構成するレーザダイオードに順方向電流としてそれぞれ流す駆動電流値Id1、Id2を決定する。
前記のように、レーザユニット12A〜12Dの全レーザ光源について、それぞれデューティ比50%における画像濃度diが一定濃度すなわち例えば35%になるように最大発光量Pmとオフセット電流値Ioffとの関係を表す一次式を求めて傾きaと切片bの値を求める。そして、それに基づいて現在設定されている最大発光量Pmに対するオフセット電流値Ioffを算出して駆動電流値Id1、Id2を決定する。
このようにして駆動電流値Id1、Id2を決定することで、デューティ比50%における画像濃度diが35%より大きくなるレーザダイオードはその変調光量を低下させ、デューティ比50%における画像濃度diが35%より小さいレーザダイオードはその変調光量を向上させるようにオフセット電流値Ioffを設定して駆動電流を修正することができる。
そのため、図8に示すように、中間調領域におけるレーザユニット12A〜12Dの全レーザ光源の最大発光量に対する変調光量の比のばらつきを非常に狭い範囲に抑えることが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、レーザユニット12A〜12Dの全レーザ光源について、デューティ比が100%未満の中間調領域における画像濃度diが一定濃度になるように最大発光量Pmに基づいて光源駆動手段35のバイアス電流値Ibをそれぞれ修正してレーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量をそろえることで、その変調光量により形成される画像の濃度差が非常に狭い範囲に抑制される。
そのため、装置を構成する複数のレーザユニットについて、各レーザ光源から照射される変調光量の特に中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を有効に防止することが可能となる。
また、積分回路等の専用回路を新たに設けたり、複雑なLUTを作成する必要がなく、図4に示したような市販のマルチビーム駆動IC等を用いた非常に単純な回路構成で、上記効果を有効に発揮させることができる。
その際、光源駆動制御手段33bでオフセット電流値Ioffを設定し、そのオフセット電流値Ioffに基づいてバイアス電流値Ibをオフセットさせて修正することで、容易かつ的確にバイアス電流値Ibを修正することが可能となる。
また、最大発光量とオフセット電流値との関係を一次式で直線近似することで非常に簡単に、しかも正確にオフセット電流値を設定することが可能となり、上記効果がより容易かつ効果的に発揮される。
本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るレーザユニットの構成を示す概略図である。 本実施形態に係る制御装置の制御構成を示すブロック図である。 レーザダイオードのP−I特性と各電流値を説明するグラフである。 最大発光量とオフセット電流値との一次式を表すグラフおよびその一次式の決定要領を示す図である。 中間転写ベルト上に形成されるテストパターンを表す図である。 本実施形態に係る画像形成装置のレーザ光源における最大発光量に対する変調光量の比のデューティ比に対する関係を表すグラフである。 従来の画像形成装置のレーザ光源における最大発光量に対する変調光量の比のデューティ比に対する関係を表すグラフである。
符号の説明
1 画像形成装置
33a 画像信号処理手段
33b 光源駆動制御手段
35 光源駆動手段
a 一次式の傾き
b 一次式の切片
D 画像信号
di 画像濃度
Ib バイアス電流値
Ib 修正バイアス電流値
Ioff オフセット電流値
LD レーザ光源
LA、LB 走査ライン
Pm 最大発光量
PWM パルス幅変調信号
V 表面電位

Claims (6)

  1. レーザビームを照射して主走査方向の複数の走査ラインを走査して書き込みを行う複数のレーザ光源と、
    入力された画像信号に基づいて前記各レーザ光源に対してパルス幅が変調されたパルス幅変調信号をそれぞれ生成する画像信号処理手段と、
    前記各レーザ光源について適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えた光源駆動手段と、
    前記光源駆動手段が設定した前記各バイアス電流値を修正する光源駆動制御手段と
    を備え、
    前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、前記修正された各バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動し、
    前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記各バイアス電流値を修正することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記バイアス電流値を修正するためのオフセット電流値を前記各レーザ光源に対してそれぞれ設定し、
    前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、自ら設定した前記各バイアス電流値を前記各オフセット電流値で修正した各修正バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記光源駆動制御手段は、前記レーザ光源に対して予め求められた前記レーザ光源の最大発光量と前記オフセット電流値との関係を表す一次式に基づいて、前記設定された最大発光量から前記オフセット電流値を算出して設定することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記一次式は、前記各レーザ光源のそれぞれについて求められていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記一次式は、前記パルス幅変調信号のデューティ比を固定した状態で、前記レーザ光源の異なる前記最大発光量において、基準となる画像濃度または感光体表面電位を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の前記最大発光量と前記オフセット電流値との関係を直線近似して求められることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記オフセット電流値の検出は、前記オフセット電流値を所定の変動幅で3点以上変動させた場合に、前記基準となる画像濃度または感光体表面電位に最も近い値を与えるオフセット電流値を検出して行われることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017175374A1 (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 オリンパス株式会社 画像取得装置

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