JP2015060009A - 光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 - Google Patents
光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015060009A JP2015060009A JP2013192433A JP2013192433A JP2015060009A JP 2015060009 A JP2015060009 A JP 2015060009A JP 2013192433 A JP2013192433 A JP 2013192433A JP 2013192433 A JP2013192433 A JP 2013192433A JP 2015060009 A JP2015060009 A JP 2015060009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bias current
- light source
- light
- optical scanning
- scanning device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
Description
発光した複数のレーザ光のパルス波形間で発振ディレイが起きると、半導体レーザのパルス波形におけるパルス幅に差が生し、パルス幅の再現率(ここでは、発光信号の理想の波形のパルス幅に対する実際に得られる光量のパルス幅の比率をいう)に差異が生じる。
発光量の違いに応じてパルス幅の再現率に差異が出ると、同じ線幅で印刷できない、即ち同じ印刷品質が維持できないという問題が生じる。
しかし、特許文献1に記載された半導体レーザ発光装置では、第一及び第二のバイアス電流は、半導体レーザ起動装置光量に拘らず一定であるため、発振ディレイに起因するパルス幅の再現率に差が出る問題は解決できない。
この画像形成装置では、一つのバイアス電流を調整して半導体レーザの光量が変化しても安定した中間調の諧調性を確保をすることがその目的であり、同文献には、発振ディレイあるいはパルス幅の再現性という表現はないが発振ディレイ等の改善を図ったものと解される。
ただ、この画像形成装置では、一つのバイアス電流を調整する都合上、その電流値は閾値電流に近いものとならざるを得ず、バイアス発光による地汚れの発生を抑えるのは難しい。
ここでは、まず、本実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置全体について概略的に説明する。
図1は、本実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置を概略的に示す図である。
この画像形成装置は、感光体ドラム10と、帯電ユニット12と、現像ユニットのトナーカートリッジ14と、転写ローラ16と、感光体ドラム10上のトナーを除去する図示しないクリーナーとから構成されている。さらに、中間転写ベルト20と、中間転写ローラ22と、中間転写ベルトクリーニング装置24と、転写装置26と、給紙レジストセンサ28と、定着装置30と、排紙ローラ32と、光走査装置40とから構成されている。
この光走査装置40は、半導体レーザ(光源)発光装置101、カップリングレンズ102、アパーチャ103、シリンドリカルレンズ104、ポリゴンミラー105、レンズ106、107、ミラー108を有する。また、感光媒体としての感光体109、同期ミラー110、同期レンズ111、同期センサ112、制御部60を有する。これらは、半導体レーザから照射される光を偏向し、感光体109に導く走査光学系を構成する。
シリンドリカルレンズ104は、入射してくる光ビームを副走査方向に集光させ、光偏向器であるポリゴンミラー105の偏向反射面近傍に集光する。
光ビームは、走査に先立って同期ミラー110に入射して反射され、同期レンズ111によって受光素子である同期センサ112に集光される。感光体109に対する上記光ビームによる光書き込みのタイミングは、同期センサ112の出力信号に基づいて後述する半導体レーザ発光装置により決定される。
本光走査装置を備えた画像形成装置は、地汚れを防止すると共に、パルス幅の再現率の差をなくすこと(再現性の向上という)により、光量が変化しても、同じ印刷品質を維持することを目的とするもので、概略以下のとおりである。
そのため、ここでは、半導体レーザ発光装置101にバイアス電流を印加する際に、バイアス電流値が当該半導体レーザの閾値電流値を超えないように、また地汚れの発生を最小限に抑えるようにする。しかもパルス幅の良好な再現性が得られるよう第二バイアス電流値を調整する。
その調整は、後述するように、まず、常に一定の値をとる第一バイアス電流の電流値を決定し、次に、第二バイアス電流を半導体レーザ発光装置の発光量に応じて決定する。
第二バイアス電流は、後述する手法で基準となる電流値、基準第二バイアス電流値を決定し、この基準第二バアイス電流値に対して、半導体レーザ発光装置が出力するレーザの光量、環境温度で決まるパラメータで変更を加えて求める。
この基準第二バイアス電流値及びパラメータを求める方法については後述する。
光走査装置の制御部60は、半導体レーザ発光回路(LDドライバ)50を構成するASIC(Application Specific Integrated Circuit)と、半導体レーザ(LD)発光装置101と、温度センサ53と、CPU51とからなる。また、画像入力装置52が接続される。LDドライバ50は、第一バイアス電流制御部50(1)、第二バイアス電流制御部50(2)、変調電流制御部50(3)及び駆動電流制御部50(4)を備えている。
また、変調電流制御部50(3)は、画像入力装置52からの発光指令信号に応じて変調電流Imを生成する。
駆動電流制御部50(4)には、第一バイアス電流Ib1、第二バイアス電流及Ib2及び変調電流Imが入力され、それらの電流を合算し駆動電流として半導体レーザ発光装置101に出力する。
LDには、半導体レーザ発光装置101の発光量を検出する図示しないモニタフォトダイオード(PD)が備えられている。また、CPU51が実行するプログラムや第二バイアス電流値等を求める表(テーブル)(図5)を記憶する図示しない記憶部を備える。
図4は、第二バイアス電流値及び第二バイアス電流印加時間の出力手順を示すフロー図である。
光走査装置の制御部60(のCPU51)は、LDドライバ50に、目標発光量(その時点の感光体109の感度に最適なレーザ光量)を出力する(S101)。
また、CPU51は、目標発光量と環境温度に応じた後述するテーブル(目標発光量に対応した、第二バイアス電流値と第二バイアス電流値の印加時間を決定するためのパラメータを記録したテーブル;図5A、B)を読み込む(S103)。
読み込んだテーブルのパラメータ(係数)と基準第二バイアス電流値及び基準第二バイアス電流印加時間から、第二バイアス電流値及び第二バイアス電流印加時間を算出する(S104)。
算出した第二バイアス電流値及び第二バイアス電流印加時間をLDドライバに出力する(S105)
まず、本実施形態の基準第二バイアス電流値を求める方法について説明する。
ここでは、本光走査装置(半導体レーザ発光装置101)において使用する最も発光量が少ない時の発光光量をP0とし、このときの第二バイアス電流値を基準第二バイアス電流値とする。
この基準第二バイアス電流値は、発光光量が最少の場合であるため最大値となる。ここで、第一バイアス電流と第二バイアス電流は、その合算値が閾値電流を超えるとレーザ光による地汚れが発生する。そのため、第二バイアス電流値は、当該半導体レーザの閾値電流値から一定値である第一バイアス電流値を引いた値を超えない(閾値電流未満)値とする必要がある。
その場合、基準第二バイアス電流値の最大値は、当該半導体レーザ発光装置101の閾値電流値から一定値である第一バイアス電流値を引いた値となる。この値は、当該半導体レーザ発光装置101の閾値電流値と第一バイアス電流値が一定であるため一義的に決定することができる。
なお、本光走査装置内のプログラムの実行による処理で、閾値電流値から算出した基準第二バイアス電流値の端数を切り捨てて、基準第二バイアス電流値としてもよい。
このようにして、当該半導体レーザ発光装置101の目標再現率Nを求めた上で、次に、当該半導体レーザ発光装置101における基準発光光量P0以外の目標発光量P1、P2・・・Pnのときに、目標再現率Nを得るに必要な第二バイアス電流値を求める。
図6A.Bは、その結果を各目標発光量毎に表したグラフであり、パルス幅再現率(%)を縦軸に、第二バイアス電流値を横軸にとって、その両者の関係から、パルス幅再現率が目標再現率N(例えばN=96%)に達したときの第二バイアス電流値を求める。
次に、各光量(P1、P2・・・Pn)時における第二バイアス電流値と、基準第二バイアス電流値との比を求める。
図7A.Bは、その結果を、各目標発光量毎に表したグラフであり、パルス幅再現率(%)を縦軸に、第二バイアス電流印加時間を横軸にとって、その両者の関係から、パルス幅再現率が目標再現率N(例えばN=96%)に達したときの第二バイアス電流印加時間を求める。
次に、各光量(P1、P2・・・Pn)時における第二バイアス電流印加時間と、基準第二バイアス電流印加時間との比を求める。
なお、基準第二バアイス電流印加時間は、基準第二バイアス電流を印加して、目標再現率Nが得られたときの基準第二バアイス電流の印加時間である。
この各光量時における、第二バイアス電流値と、基準第二バイアス電流値との比、及び各光量時における第二バイアス電流印加時間と、基準第二バイアス電流印加時間との比をまとめてテーブル(図5Aの表)を作成する。
ここで、パルス幅再現率(%)は、例えば、目標発光量をP1とし、第一バイアス電流、第二バイアス電流印加時間を固定とし、1ドットのパルス幅の画像データで、一定の温度環境の下でレーザを点灯させる。得られたレーザ光のパルス波形の幅を測定し、その測定値と理想の光パルス波形のハルス幅との比として算出される。
図8は、パルス幅の再現率を説明するためのパルス幅を示す図である。
測定して得られたパルス幅は図8Bにおけるt1であり、これを図8Aの光量P1の時の理想の波形である矩形波における時間t0との比(t1/t0)として得られる。
図9は、異なる目標発光量P1、P2(P1<P2)に対する駆動電流の時間変化を示す図である。
図9A、Bは、目標発光量P1、P2のとき、常に印加される第一バイアス電流Ib1に対して第二バイアス電流Ib2が重畳され、その後変調電流Imが重畳されることを示している。この図9A、Bを対比すれば明らかなように、目標発光量P1に対して、それよりも大きいP2の場合は、第二バイアス電流値は大きく、かつ、第二バイアス電流値の印加時間も長い。
図10に示すように、第二バイアス電流値と第二バイアス電流値印加時間を目標発光量に応じて変更することにより、発光光量によらず、そのレーザ光のパルス幅がほぼ一定になる。
図11A、11Bは、目標発光量P2のとき、温度が高いとき(ここでは60℃)は、温度が低いとき(ここでは25℃)よりも、印加すべき第二バイアス電流値が大きく、また、印加時間が長いことを示している。
図12は、環境温度が異なる場合における同じ目標発光量P2における時間変化する駆動電流を、半導体レーザ発光装置に印加したときの半導体レーザの発光量の時間的変化を示すものである。
図12に示すように、第二バイアス電流値とその印加時間を調整することにより、レーザ光の波形のパルス幅はほぼ完全に一致し、本実施形態によれば、温度が変化してもハルス幅の再現性がきわめて良好であることを示している。
図13に示す従来の半導体レーザの第二バイアス電流は、目標発光量P1、P2のいずれの場合にも同じ電流値、同じ電流印加時間である。そのため、図13では、低い目標発光量P1の場合には、高い目標発光量P2に比べて発光量のパルス幅が短くなる(目標発光量P2の立上り波形と比較)。即ち時間差Δt2が発生し、発光量のパルス波形のパルス幅が短くなる。
一方、図10は、従来例で示した図13と比較すると明らかなように、図13と比べ時間差は小さく、パルス幅の再現性が良好であることを示している。
パルス幅の再現性を向上させることにより、例えば、印字速度の変更または感光体の更新等の理由で目標発光量が変化しても、発光されるレーザ光のパルス幅を一定に維持することで、印刷品質を維持することができる。
Claims (6)
- 光源と、該光源を発光させる光源発光装置と、前記光源から照射される光を感光体の被走査面上に偏向し走査する走査光学系を有する光走査装置であって、
前記光源発光装置が、第一バイアス電流を生成し前記光源の発光する前に前記光源に出力する第一バイアス電流制御部と、前記光源発光装置に入力される発光信号に応じて前記光源を発光させる変調電流を生成し前記光源に出力する変調電流制御部と、第二バイアス電流を生成し前記光源への第一バイアス電流の出力した後、変調電流の出力する前に前記光源に出力する第二バイアス電流制御部と、
を備え、
前記光源に入力されるバイアス電流が前記第一バイアス電流と前記第二バイアス電流により構成され、前記第一バイアス電流値は一定値であり、前記第二バイアス電流は、目標発光量に関りなくパルス幅の再現率が維持されるように前記第一バイアス電流と前記第二バイアス電流の合算値が前記光源の閾値電流未満となる範囲内において目標発光量に応じて変更されることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載された光走査装置であって、
前記第二バイアス電流は、前記光源の最も少ない目標発光量の場合に閾値電流値から第一バイアス電流を減じた電流値を基準第二バイアス電流値とし、また、基準第二バイアス電流値の印加時間を基準第二バイアス電流印加時間として、前記光源の目標発光量に基づき前記基準第二バイアス電流値及び基準第二バイアス電流印加時間を所定の比率で低減させる光走査装置。 - 請求項1又は2に記載された光走査装置であって、
前記基準第二バイアス電流値に対する前記第二バイアス電流値及び基準第二バイアス電流印加時間に対する第二バイアス電流印加時間のそれぞれの所定の比率を目標発光量毎に定めて記憶するテーブルを備えた光走査装置。 - 請求項3に記載された光走査装置であって、
前記テーブルは前記光源の環境温度毎に作成されたものである光走査装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載された光走査装置を備える画像形成装置。
- 光源と、該光源を発光させる光源発光装置と、前記光源から照射される光を感光体の被走査面上に偏向し走査する走査光学系を有する光走査装置の光源発光制御方法であって、
第一バイアス電流を生成し前記光源の発光する前に前記光源に出力する第一バイアス電流出力工程と、第二バイアス電流を生成し前記光源への第一バイアス電流の出力した後、変調電流の出力する前に前記光源に出力する第二バイアス電流生成工程と、前記光源発光装置に入力される発光信号に応じて前記光源を発光させる変調電流を生成し前記光源に出力する変調電流出力工程と、
を有し、
前記第一バイアス電流値を一定値にし、前記第二バイアス電流を、目標発光量に関りなくパルス幅の再現率が維持されるように、前記第一バイアス電流と前記第二バイアス電流の合算値が前記光源の閾値電流未満となる範囲内において目標発光量に応じて変更するよう制御する光源発光制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013192433A JP6179303B2 (ja) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013192433A JP6179303B2 (ja) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015060009A true JP2015060009A (ja) | 2015-03-30 |
JP6179303B2 JP6179303B2 (ja) | 2017-08-16 |
Family
ID=52817611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013192433A Expired - Fee Related JP6179303B2 (ja) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6179303B2 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05103162A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-23 | Konica Corp | 画像形成装置 |
US6137522A (en) * | 1998-01-07 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Raster output scanner exposure control for bias and run levels in a multiple diode system |
JP2001290317A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
US20080055390A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Lexmark International, Inc. | Obtaining pressure of an operating environment of a bi-directionally scanning electrophotographic device for implementing corrections per pressure |
JP2009143055A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Ricoh Co Ltd | 光書き込み装置及び画像形成装置 |
JP2009149099A (ja) * | 2009-02-05 | 2009-07-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 画像形成装置 |
JP2011258796A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Ricoh Co Ltd | レーザ駆動装置、光走査装置並びに画像形成装置 |
JP2013059906A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Canon Inc | レーザ光出射装置、及び該レーザ光出射装置を備える画像形成装置 |
-
2013
- 2013-09-17 JP JP2013192433A patent/JP6179303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05103162A (ja) * | 1991-10-09 | 1993-04-23 | Konica Corp | 画像形成装置 |
US6137522A (en) * | 1998-01-07 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Raster output scanner exposure control for bias and run levels in a multiple diode system |
JP2001290317A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
US20080055390A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Lexmark International, Inc. | Obtaining pressure of an operating environment of a bi-directionally scanning electrophotographic device for implementing corrections per pressure |
JP2009143055A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Ricoh Co Ltd | 光書き込み装置及び画像形成装置 |
JP2009149099A (ja) * | 2009-02-05 | 2009-07-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 画像形成装置 |
JP2011258796A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Ricoh Co Ltd | レーザ駆動装置、光走査装置並びに画像形成装置 |
JP2013059906A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Canon Inc | レーザ光出射装置、及び該レーザ光出射装置を備える画像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6179303B2 (ja) | 2017-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5078836B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
US9091955B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6381283B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5649287B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005234032A (ja) | 画像形成装置、その制御方法、及び制御プログラム | |
JP5311781B2 (ja) | 画像形成装置及びその制御方法 | |
JP5709547B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008284854A (ja) | 光ビーム走査装置および画像形成装置 | |
JP6179303B2 (ja) | 光走査装置、光走査装置の光源発光方法及び画像形成装置 | |
US9268253B2 (en) | Image forming apparatus with light amount control | |
JP2008012852A (ja) | 画像形成装置 | |
US20200241439A1 (en) | Image forming apparatus correcting exposure amount of photosensitive member | |
JP2012151336A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5713702B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4862270B2 (ja) | マルチビームレーザ出射ユニット、及び画像形成装置 | |
US9939755B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2013145277A (ja) | 画像形成装置、制御方法、及びプログラム | |
JP3710389B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004212873A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP2008058884A (ja) | 走査露光装置及びこれを備えた画像形成装置 | |
US10126675B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4866057B2 (ja) | 光学装置、画像形成装置、点灯位置変更方法 | |
JP2021186974A (ja) | 画像形成装置 | |
US7839427B2 (en) | Multi-beam image forming apparatus configured to perform droop correction | |
US8471882B2 (en) | Image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160908 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170502 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170613 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170620 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170703 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6179303 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |