JP2011235578A - Ｌｄ制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各ＬＤ素子間での点灯幅のバラツキを防止することにより、低濃度画像の階調濃度バラツキ、色味バラツキを防止するＬＤ制御装置等を提供すること。
【解決手段】画像形成装置のＬＤ制御装置は、１画素以下単位でＬＤ点灯幅を可変なＬＤ点灯手段と、ＬＤ点灯幅を検出可能なＬＤ点灯幅測定手段と、ＬＤ点灯幅測定手段の測定結果に基づいてＬＤ点灯手段のＬＤ点灯幅を調整するＬＤ点灯幅調整手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ方式電子写真装置等の画像濃度調整処理技術に関する。

レーザを用いた電子写真画像形成装置では、ＬＤ点灯信号に対する、ＬＤ発光遅延が素子特性、温度、ＬＤ発光量により異なる為、ＬＤ点灯信号は同一の信号幅とした場合でも、ＬＤ素子間でＬＤ点灯幅の違いが発生し、このＬＤ点灯幅の差異により、特に低濃度画像での階調濃度バラツキ、色味バラツキが機械間で発生する。

これらのバラツキを防止する為に、感光体電位やトナー付着量を計測して、バラツキを防止する技術が既に知られている。

特許文献１には、中間調画像の安定性を向上させる目的で、感光体上に形成される画像の状態を検出して、その結果に応じてパルス幅を変更して中間調画像を安定させる構成が開示されている。

しかし、今までの感光体電位やトナー付着量を計測して、階調濃度バラツキや色味バラツキを防止する方式では、感光体電位やトナー付着量が微小であるため、Ｓ／Ｎ比が非常に大きくなり、ばらつきを防止することが出来ないという問題があった。

また、帯電電位のバラツキ、感光体バラツキ、現像バラツキなどのバラツキ要素が計測結果に付加されているため、レーザ点灯状態が不明なまま、全体系としての条件のもとでの評価となっており、測定した濃度での調整は実施されているが、条件の異なる低光量時でのばらつきを防止することが出来ない問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、各ＬＤ素子間での点灯幅のバラツキを防止することにより、低濃度画像の階調濃度バラツキ、色味バラツキを防止するＬＤ制御装置および画像形成装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、画像形成装置のＬＤ制御装置であって、１画素以下単位でＬＤ点灯幅を可変なＬＤ点灯手段と、ＬＤ点灯幅を検出可能なＬＤ点灯幅測定手段と、ＬＤ点灯幅測定手段の測定結果に基づいて、ＬＤ点灯手段のＬＤ点灯幅を調整するＬＤ点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするＬＤ制御装置である。

請求項２記載の発明は、画像形成装置のＬＤ制御装置であって、１画素以下単位でＬＤ点灯幅を可変なＬＤ点灯手段と、ＬＤ光量を検知するＬＤ光量検出手段と、ＬＤ光量とＬＤ点灯幅との関係を保持データとして記憶する記憶手段と、ＬＤ光量検出手段の検出結果に基づいて、記憶手段に記憶するデータから、最適なＬＤ点灯幅を設定するＬＤ点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするＬＤ制御装置である。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のＬＤ制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、特に低濃度階調での、画像を安定させることにより、量産された機械間での階調性のばらつきやカラー画像などの色間での濃度ばらつきを防止することができる。

本発明の実施の形態におけるレーザパルス点灯幅測定の部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態におけるレーザパルス点灯幅測定の図１と別部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なレーザパルス点灯幅測定の図２と別部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＰＤからパルス幅測定の部品構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＰＤ出力からパルス幅測定を行う波形について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＬＤ点灯遅延について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＬＤ点灯信号幅とＬＤ光パルス幅の関係について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＬＤパルス幅調整について説明する図である。 本発明の実施の形態における具体的なＬＤパルス測定について説明する図である。

図１は、レーザパルス点灯幅測定の部品構成について説明する図である。

図１では、画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。
本実施の形態におけるレーザ方式電子写真装置装置は、レーザダイオード（ＬＤ）より照射されるレーザビームを、ポリゴンミラーによりスキャン（走査）させて、ｆθレンズを介して、感光体上に静電潜像を形成する。

同期、ＰＤは、主走査方向両端部に光ビーム（レーザビーム）を検知し、同期検知信号を生成する光ビーム検出手段としてのセンサである。それぞれレーザビームを検知してレーザビーム同期検知信号を出力し、走査方向の書込位置、及び書込幅補正を行う。
主走査方向後端部にあるＰＤは、パルス幅測定を行うためのセンサの役割も果たしている。用途により、同期信号生成とパルス幅測定を切り分ける。

ＬＤは、レーザビーム出力装置である。光波形を出力する。なお、図示していないが、コリメートレンズ、アパーチャ等のビーム形成装置を含む。

ＬＤドライバは、光量設定信号及び点灯幅制御部よりのＬＤ点灯信号により、ＬＤ光量設定及びＬＤ点灯ＯＮ／ＯＦＦを行う。

ポリゴン（ミラー、モータ）は、回転多面鏡により、レーザビームを偏向する。なお、ポリゴン（ミラー、モータ）以外にも、ＭＥＭＳなどの装置であってもよい。

ｆθレンズは、レーザビームを感光体上で結像し、ビームスキャンスピードを等角速度から等速に変換する。

パルス幅測定は、ＰＤから入力される光波形のパルス幅測定信号より、点灯時間を測定する。なお、パルス幅測定に使用されるクロックは、点灯幅制御にて、点灯幅設定の最小分割能以下であることを必要とする。

点灯幅制御は、画像信号に応じて、ＬＤ点灯信号を生成する。ただし、パルス幅測定にて測定された点灯時間より、ＬＤ点灯パルス幅の補正を行い、その結果をＬＤ点灯信号として出力する。なお、ＬＤ点灯信号は、ＬＤ点灯のＯＮ／ＯＦＦを制御するシリアル信号である。

静電潜像形成前のプロコン調整の前に、パルス幅測定を行い、プロコン調整時及び静電潜像形成時は、ＬＤ点灯パルス幅補正が実施された、ＬＤ点灯信号を出力する。

以下に、パルス幅測定の動作について、説明する。
ポリゴン回転により、スキャンされたレーザビームのタイミングを計り、ＰＤ上に照射するタイミングで、一定時間のＬＤ点灯信号により点灯させる。
このときのＰＤ波形をパルス幅測定に入力し、光パルス幅を測定する。
この光パルス幅測定を、光量設定信号を制御することにより、複数光量で測定する。

パルス幅測定で測定したパルス幅を点灯幅制御に入力し、ＬＤ点灯光量―パルス幅の関係を導きだし、各々の点灯光量におけるパルス幅補正値を算出する。

プロコン調整及び画像形成時に、画像信号より生成されるＬＤ点灯信号基準値に、光量設定信号に応じたパルス幅補正値にて、補正したＬＤ点灯信号を出力し、画像を形成する。

図２は、レーザパルス点灯幅測定の図１と別部品構成について説明する図である。
図２に、図１と別構成の画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。

図１との違いは、レーザスキャン上には、先端同期検知しかなく、ＬＤからポリゴンへ照射するレーザ上にハーフミラーを配置し、レーザ光を分岐して、ＰＤに入射する構成となっていることである。

図２の位置にＰＤがあることにより、ＰＤへの照射タイミングを計る必要がなく、必要なタイミングでＰＤの一定時間のレーザパルスを入力し、パルス幅測定を行える。なお同期検知センサが１つしかないので、書込幅補正などの実施はできない。

図３は、具体的なレーザパルス点灯幅測定の図２と別部品構成について説明する図である。
図３に、図１、２と別構成の画像書込部としてのレーザビーム走査装置およびその周辺の制御系を示す。

図２との違いは、パルス幅測定のＰＤに、ＬＤに内臓されているＰＤを使用することである。

図４は、具体的なＰＤからパルス幅測定の部品構成について説明する図である。
ＰＤから出力された信号は、光量の差異により、振幅が大きく異なる為、後段のパルス幅測定を容易にするため、アンプにより、振幅が一定になるように制御する。

アンプゲイン制御は、光量設定信号より、アンプゲインを設定し、
レーザ光量×アンプゲイン＝一定
となるように制御する。

図５は、具体的なＰＤ出力からパルス幅測定を行う波形について説明する図である。
ＰＤから出力された信号波形は、アンプで増幅されて図５となる。

図４に示す装置により、アンプを介した波形の振幅は、ＬＤ光量によらず一定であり、
ＬＤ点灯時間は、波形のＭＡＸが平坦となる時間以上点灯する。

パルス幅測定スレッシュは、信号波形の振幅が一定であるので、固定値とすることが可能であり、システムに併せて、設定する。

ＬＤ光量を変更し、各々の光量で、一定ＬＤ点灯パルスでのパルス幅を測定する。

図６は、具体的なＬＤ点灯遅延について説明する図である。

ＬＤ光波形は、ＬＤ点灯信号に対して、実際に点灯するまでの遅延があることが分かっている。またＬＤ点灯遅延は、温度、点灯光量などによりばらつくことが分かっており、ＬＤ間での遅延時間や同一ＬＤ間でも、ＬＤ光量を変更すると、変化することが分かっている。

ＬＤ光波形幅（光パルス幅）とＬＤ点灯信号幅の関係は、図のようになっており、ＬＤ点灯信号に対して、ＬＤ光波形の幅が小さくなっている。

図７は、具体的なＬＤ点灯信号幅とＬＤ光パルス幅の関係について説明する図である。
ＬＤ光パルスは、ＬＤ点灯信号に対して、実際に点灯するまでの遅延があることが分かっている。またＬＤ点灯遅延は、温度、点灯光量などによりばらつくことが分かっており、ＬＤ間での遅延時間や同一ＬＤ間でも、ＬＤ光量を変更すると、変化することが分かっている。

ＬＤ点灯信号とＬＤ光パルスの関係は、理想的には図に示した、ＬＤ点灯信号幅＝ＬＤ光パルス幅となる理想直線であるが、実際の関係は、光波形測定結果（１）〜（３）に示すように、ＬＤ点灯信号幅がある一定量までは、ＬＤ光を出力せず、一定量以降は、理想直線と平行にパルス幅が増化する。

図１に示すように、レーザビーム出力装置は、コリメートレンズ、アパーチャなどにより、ビーム整形されており、ＬＤ素子の発散角のばらつきなどにより、レーザビーム出力装置から同量の光を出力していても、実際にＬＤ素子自体の出力光は異なっているなど、様々な要因により、レーザビーム出力装置からの出力光を一定にしても、ＬＤ光パルス幅は異なっており、
ＬＤ素子１・・・・光パルス測定幅結果（１）
ＬＤ素子２・・・・光パルス測定幅結果（２）
ＬＤ素子３・・・・光パルス測定幅結果（３）
のように、ばらつく。

また、同一のＬＤ素子においても、発光量の違いにより、ＬＤ光パルス幅は異なり、光量が大きくなると理想直線に近づくことが実験により、分かっている。
光量１・・・・光パルス測定幅結果（１）
光量２・・・・光パルス測定幅結果（２）
光量３・・・・光パルス測定幅結果（３）
光量の関係は、光量３＞光量２＞光量１

図８は、具体的なＬＤパルス幅調整について説明する図である。
図８に光ＬＤ光パルスを一定とするため、ＬＤパルス幅を調整するための方法を示す。

共に同じ光量で発光した場合のＬＤ素子１及びＬＤ素子２の光パルス測定結果を、それぞれ光パルス測定結果（１）と光パルス測定結果（２）とする。

光パルス測定結果（１）では、ＬＤ点灯信号幅をＡとした場合、ＬＤ光パルス幅はｂとなる。

同様に光パルス測定結果（２）では、ＬＤ点灯信号幅をＡとした場合、ＬＤ光パルス幅はｃとなる。

調整パルス幅は、ＬＤ点灯信号幅をＡとした場合、ＬＤ光パルス幅はａであり、ＬＤ素子１及びＬＤ素子２のＬＤ光パルス幅をａとするためには、それぞれのＬＤ点灯信号幅をＡ‘、Ａ’‘とする。

つまり、図１において、ＬＤ点灯信号幅Ａを指示する画像信号が、点灯幅制御装置に入力された場合、ＬＤ素子１に対しては、ＬＤ点灯信号幅Ａ‘に、ＬＤ素子２に対しては、ＬＤ点灯信号幅Ａ‘’に、点灯幅制御装置が調整して出力する。

なお、補正は、算出またはルックアップテーブルにて行う。

図９は、具体的なＬＤパルス測定について説明する図である。
図９にＬＤ素子のＬＤ光パルス特性を測定する方法を示す。

ＬＤ点灯信号幅をＡとし、ＬＤ素子の光量を変更して、点灯させその時のＬＤパルス幅を測定する。
光量１・・・・ａ
光量２・・・・ｂ
光量３・・・・ｃ
ＬＤ点灯信号幅とＬＤ光パルス幅の関係は、理想直線と平行となるので、各光量でのＬＤ点灯信号幅−ＬＤ光パルス幅グラフが図のように示すことができる。

また画像形成時の光量は、測定した光量と異なる場合は、測定した光量を用いて補間処理を行い、ＬＤ点灯信号幅−ＬＤ光パルス幅の関係を導き出す。

上記の本実施の形態によれば、レーザ方式電子写真装置の画像濃度調整処理に際して、画像濃度検知、調整処理を実施するに先立ち、レーザの点灯幅測定を実施して、レーザ点灯幅測定結果から調整・変更した点灯幅を用いて、画像濃度検知、調整処理を実施する。

なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。

特許第２７１３５７８号公報

Claims (3)

1. 画像形成装置のＬＤ制御装置であって、
   １画素以下単位でＬＤ点灯幅を可変なＬＤ点灯手段と、
   前記ＬＤ点灯幅を検出可能なＬＤ点灯幅測定手段と、
   前記ＬＤ点灯幅測定手段の測定結果に基づいて、前記ＬＤ点灯手段の前記ＬＤ点灯幅を調整する前記ＬＤ点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするＬＤ制御装置。
2. 画像形成装置のＬＤ制御装置であって、
   １画素以下単位でＬＤ点灯幅を可変なＬＤ点灯手段と、
   ＬＤ光量を検知するＬＤ光量検出手段と、
   前記ＬＤ光量と前記ＬＤ点灯幅との関係を保持データとして記憶する記憶手段と、
   前記ＬＤ光量検出手段の検出結果に基づいて、前記記憶手段に記憶するデータから、最適な前記ＬＤ点灯幅を設定するＬＤ点灯幅調整手段とを備えたことを特徴とするＬＤ制御装置。
3. 請求項１または２記載のＬＤ制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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