JP4345763B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザが出力したレーザ光により走査露光される感光体を備えた画像形成装置に関する。

従来より、半導体レーザが出力したレーザ光により走査露光される感光体を備えた画像形成装置が考えられている。この種の画像形成装置では、半導体レーザからのレーザ光の光量を画像形成動作に適した光量に調整するなど、各種調整を行ってから画像形成動作を開始する必要がある。

そこで、半導体レーザの一例としてのレーザダイオードの光量を例えばフォトダイオードで検出し、そのフォトダイオードを流れるモニタ電流が所定値となるように、差動アンプやサンプルホールド回路を用いて制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１２３８４５号公報

ところが、上記特許文献１では、上記光量調整に必要とされる調整時間を予め設定しておき、その調整時間が経過してから実際に光量調整が完了しているか否かをチェックしている。このため、上記回路による光量調整が早期に完了した場合でも、画像形成装置は、予め設定された調整時間の間は画像形成動作に移行せずに待機しなければならない。また、上記特許文献１には、設定された調整時間内で光量調整が完了した場合、調整時間をより短い時間に更新することが記載されているが、この場合も、画像形成装置は、更新後の調整時間の間は待機しなければならない。そこで、本発明は、必要な調整が終了し次第、次の動作へ移行して早期に画像形成を開始することが可能な画像形成装置の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明は、半導体レーザが出力したレーザ光により走査露光される感光体を備え、該感光体を介して被記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、上記半導体レーザから出力されたレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段が検出した光量に基いて上記光量が目標値に近付くように上記半導体レーザを制御し、上記被記録媒体に対する画像を形成する画像形成中に、上記光量検出手段が検出した光量が上記目標値を含む第２の範囲にあるか否かに基いて異常を判断する制御手段と、上記光量検出手段が検出した光量が第１の範囲に入ったとき、上記画像形成に先立って上記半導体レーザのバイアスを調整するバイアス調整手段と、を備え、上記第１の範囲が上記第２の範囲よりも広く設定されたことを特徴としている。

このため、本発明では、光量検出手段が検出した光量が上記目標値を含む第１の範囲に入ったら、即座にバイアス調整手段が半導体レーザのバイアスを調整することが可能である。このようなバイアス調整手段を設けることにより、レーザ光（発振光）が出力されない程度のバイアス電流を半導体レーザに良好に通電することが可能となり、感光体の露光／非露光を迅速に切り換えることが可能となる。また、このようなバイアス調整中にも、制御手段は上記光量が目標値に近付くように更に制御を行う。このため、バイアス調整後に後述の第２の範囲が適用されても異常と判断される期間は短縮され、一層円滑な制御が実行可能となる。従って、本発明では、早期に画像形成を開始することができる。しかも、この第１の範囲は、被記録媒体に対する画像を形成する画像形成中に異常を判断するための第２の範囲よりも広く設定されている。このため、本発明では、一層早期に画像形成を開始することができる。但し、本発明では、光量検出手段が検出した光量が上記第１の範囲に入ったら必ずしも即座に画像形成動作が開始される必要はなく、敢えて少し間をおいてもよい。

なお、本発明において、上記目標値が変更されたとき、上記制御手段は、上記光量検出手段が検出した光量がその変更後の目標値を含む第３の範囲にある場合には上記異常を判断せず、その第３の範囲が、上記第１の範囲よりも狭くかつ上記第２の範囲よりも広く設定されてもよい。

このように、目標値変更時に上記異常が判断されない第３の範囲を、上記第１の範囲より狭くかつ上記第２の範囲よりも広くした場合、目標値変更後の画像形成に円滑に移行することができる。

また更に、上記各発明において、上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が、異常なデータを無視するため設定された所定量以下の場合、上記制御手段がその光量に基いて上記制御を実行し、上記変化が上記所定量を超えた場合、上記光量検出手段が検出した光量を異常なデータとして無視してもよい。このように、検出された光量の変化が所定値以下の場合に上記制御手段による制御が実行される場合、ノイズ等の異常な光量検出結果を無視して安定した制御を実行することができる。

そして、この発明において、上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が上記所定量を超えた場合、上記制御手段は上記半導体レーザの制御量を維持してもよい。この場合、ノイズ等の検出時には半導体レーザの制御量が維持されて変化しないので、一層安定した制御を実行することができる。

また、本発明において、上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が上記所定量を連続して複数回超えた場合、上記制御手段は該検出された光量に基いて上記半導体レーザを制御してもよい。このように、光量の変化が複数回連続して上記所定量を超えた場合、実際に光量の変化が激しいことが考えられる。そこで、このように、上記光量の変化が上記所定量を連続して複数回超えた場合にはその光量に基いて制御がなされることで、光量の変化が激しい場合にも対応することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とする。

（レーザプリンタの全体構成）
このレーザプリンタ１は、直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、図１に示すように、略箱型の本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２の前面には、開閉可能な前面カバー３が設けられており、この前面カバー３を開放することにより、プロセス部２５を本体ケーシング２内から前方へ引き出すことが可能となる。また、本体ケーシング２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５が形成されている。

本体ケーシング２の下部には、画像を形成するための用紙４が積載される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、バネ８の付勢により用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、ピックアップローラ１０と、図示しないバネの付勢によりこのピックアップローラ１０に圧接する分離パッド１１とが設けられている。更にピックアップローラ１０の斜め前上方には一対の給紙ローラ１２が設けられ、その上方に一対のレジストローラ１３が設けられている。

給紙トレイ７の最上位の用紙４は、用紙押圧板９によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、ピックアップローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに１枚ごとに分離される。そして、ピックアップローラ１０及び分離バッド１１の間から送り出された用紙４は、給紙ローラ１２によって、レジストローラ１３へ送られる。レジストローラ１３では、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット１５上へ送り出す。

ベルトユニット１５は、本体ケーシング２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置された一対のベルト支持ローラ１６，１７間に水平に架設される搬送ベルト１８を備えている。搬送ベルト１８は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト支持ローラ１７が回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動し、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。搬送ベルト１８の内側には、後述する画像形成ユニット２６が有する各感光体ドラム３１（感光体に相当）と対向配置される４つの転写ローラ１９が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ１９との間に搬送ベルト１８を挟んだ状態となっている。転写時には、この転写ローラ１９と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加される。

ベルトユニット１５の下側には、搬送ベルト１８に付着したトナーや紙粉等を除去するためのクリーニングローラ２１が設けられている。クリーニングローラ２１は、金属製の軸部材の周囲にシリコンからなる発泡材が設けられた構成であって、ベルトユニット１５に設けられた金属製のバックアップローラ２２との間に搬送ベルト１８を挟んで対向している。クリーニングローラ２１とバックアップローラ２２との間には、所定のバイアスが印加され、それにより搬送ベルト１８上のトナー等がクリーニングローラ２１側へ電気的に吸引されるようになっている。また、クリーニングローラ２１には、その表面に付着したトナー等を除去する金属製の回収ローラ２３が当接しており、更にその回収ローラ２３にはその表面に付着したトナー等を掻き落とすためのブレード２４が当接している。

本体ケーシング２内における上部には、レーザ走査装置としてのスキャナユニット２７が設けられ、その下側にプロセス部２５が設けられ、更にそのプロセス部２５の下側に前述のベルトユニット１５が配置されている。

スキャナユニット２７は、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３１の表面上に高速走査にて照射する。スキャナユニット２７の構成については後に詳述する。

プロセス部２５は、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色に対応した４つの画像形成ユニット２６を備えており、これらの画像形成ユニット２６が前後に並んで配置されている。なお、本実施の形態では、レーザプリンタ１の前面側からブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で各画像形成ユニット２６が並んでいる。各画像形成ユニット２６は、像担持体としての感光体ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２、及び現像装置としての現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。また、プロセス部２５は、前後に並んだ４つのカートリッジ装着部３０を有する枠状のフレーム２９を備えている。各カートリッジ装着部３０は、上下に開口しており、その内側に各現像カートリッジ３４を着脱可能となっている。また、フレーム２９には、各カートリッジ装着部３０の下端位置に、各画像形成ユニット２６の感光体ドラム３１が保持され、更にその感光体ドラム３１に隣接してスコロトロン型帯電器３２が保持されている。

感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤ（図示せず）からコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０、及び層厚規制ブレード４１が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、ブラック、シアン、マゼンタまたはイエローの各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーがそれぞれ収容されている。また、各トナー収容室３８には、トナーを撹拌するためのアジテータ４２が設けられている。

供給ローラ３９は、金属製のローラ軸を導電性の発泡材料で被覆することにより構成されており、現像ローラ４０は、金属製のローラ軸を導電性のゴム材料で被覆することにより構成されている。トナー収容室３８から放出されたトナーは、供給ローラ３９の回転により現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電される。更に、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１と現像ローラ４０との間に進入し、ここで更に充分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光体ドラム３１の表面は、その回転時、先ずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット２７からのレーザ光の高速走査により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４０の回転により、現像ローラ４０上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト１８によって搬送される用紙４が、感光体ドラム３１と転写ローラ１９との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１９に印加される負極性の転写バイアスによって、用紙４に順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙４は、次いで定着器４３に搬送される。

定着器４３は、本体ケーシング２内における搬送ベルト１８の後方に配置されている。この定着器４３は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ４４と、加熱ローラ４４の下方において、加熱ローラ４４を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ４５とを備えている。この定着器４３では、４色のトナー像を坦持した用紙４を、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５によって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙４に定着させる。そして、トナー像が熱定着された用紙４は、定着器４３の斜め後上方に配置された搬送ローラ４６により更に搬送され、本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４７により、前述の排紙トレイ５上に排出される。

（スキャナユニットの構成）
図２はスキャナユニット２７の構成を説明するための簡略図である。このうち下側の図はスキャナユニット２７の左側断面であり、上側の図（各反射ミラーは省略）はスキャナユニット２７内を上方から見た図である。なお、同図において右側がレーザプリンタ１の前面側であり、紙面右から左へと用紙４がベルトユニット１５によって搬送されることになる。つまり、紙面左方向が、用紙４の搬送方向であり、感光体ドラム３１上における副走査方向である。また、上側の図では、レーザ光Ｌｋ、レーザ光Ｌｙについて反射ミラーによる折り返しをせずに展開し、下側の図と光学的に等価な光路が示されている。

同図に示すように、スキャナユニット２７は、箱型の樹脂製のハウジング５０を備え、その内部における略中央に、ポリゴンモータ４９によって駆動される例えば６面のポリゴンミラー５１（走査手段に相当）が回転可能（同図で紙面反時計回り回転駆動される）に設けられている。ハウジング５０には、ポリゴンミラー５１の右側近傍に半導体レーザとしての４つのレーザ光源、より具体的にはレーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙが設けられている。

レーザダイオードＬＤｋは、やや上方位置から斜め下方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面に向けられ、ブラックの印字ＤＡＴＡ信号に基づき変調されたレーザ光Ｌｋをシリンドリカルレンズ５２を介して出射するよう配置されている。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｋはレーザプリンタ１の前面側に導かれ第１走査レンズ５３（例えばｆθレンズ）を透過し反射ミラー５４で後方に折り返され、更に反射ミラー５５で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｋ（例えばトーリックレンズ）を透過してブラックの画像形成ユニット２６ｋの感光体ドラム３１ｋの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｋは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｋの表面上で左から右（上側の図で紙面上方向：以下、第１走査方向という）へと高速走査される。

レーザダイオードＬＤｃは、レーザダイオードＬＤｋの下方位置から斜め上方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｋと同じ偏向面）に向けられ、シアンの印字ＤＡＴＡ信号に基づき変調されたレーザ光Ｌｃをシリンドリカルレンズ５２を介して出射するように配置されている。レーザ光Ｌｃは、レーザ光Ｌｋと同一の偏向面で偏向され、レーザプリンタ１の前面側に導かれ第１走査レンズ５３を透過し反射ミラー５７，５８で後方に折り返され、更に反射ミラー５９で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｃ（例えばトーリックレンズ）を透過してシアンの画像形成ユニット２６ｃの感光体ドラム３１ｃの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｃは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｃの表面上で第１走査方向に沿って高速走査される。

レーザダイオードＬＤｍは、レーザダイオードＬＤｋの後方に並んで配され、やや上方位置から斜め下方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃが向けられた偏向面に隣接する偏向面）に向けられ、マゼンタの印字ＤＡＴＡ信号に基づき変調されたレーザ光Ｌｍをシリンドリカルレンズ６０を介して出射する。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｍはレーザプリンタ１の後面側（レーザ光Ｌｋ，Ｌｃとは略反対方向）に導かれ第１走査レンズ６１（例えばｆθレンズ）を透過し反射ミラー６２，６３で前方に折り返され、更に反射ミラー６４で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｍ（例えばトーリックレンズ）を透過してマゼンタの画像形成ユニット２６ｍの感光体ドラム３１ｍの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｍは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｍの表面上で右から左（上側の図で紙面下方向：レーザ光Ｌｋ、Ｌｃとは逆方向：以下、第２走査方向という）へと高速走査される。

レーザダイオードＬＤｙは、レーザダイオードＬＤｍの下方位置から斜め上方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｍと同じ偏向面）に向けられ、イエローの印字ＤＡＴＡ信号に基づき変調されたレーザ光Ｌｙをシリンドリカルレンズ６０を介して出射するよう配置されている。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｙはレーザプリンタ１の後面側に導かれ第１走査レンズ６１を透過し反射ミラー６５で後方に折り返され、更に反射ミラー６６で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｙ（例えばトーリックレンズ）を透過してイエローの画像形成ユニット２６ｙの感光体ドラム３１ｙの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｙは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｙの表面上で第２走査方向に沿って高速走査される。なお、上述した第１走査レンズ５３，６１、第２走査レンズ５６、反射ミラー５４，５５，５７〜５９，６２〜６６は、スキャナユニット２７のハウジング５０内に支持固定されている。

また、ハウジング５０には、その前側内壁面の左端に第１ＢＤ（Beam Detect ）センサ６７（原点検出手段の一例）が配置されており、後側内壁面の左端に第２ＢＤセンサ６８が配置されている。第１ＢＤセンサ６７は、感光体ドラム３１ｋの表面上に至る直前のレーザ光Ｌｋを受光可能とされており、この第１受光タイミングを基準として、当該レーザ光Ｌｋだけでなく、レーザ光Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙについて各感光体ドラム３１への走査開始タイミング（主走査方向の書き込み開始タイミング）を決められている。第２ＢＤセンサ６８は、感光体ドラム３１ｙの表面上で走査された直後のレーザ光Ｌｙを受光可能とされている。

（レーザプリンタの制御系の構成）
次に、図３は、レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙの制御系の構成を表すブロック図である。なお、各レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙはそれぞれ同様の回路を介して制御手段，バイアス調整手段の一例としてのＡＳＩＣ８０に接続されているので、図３にはレーザダイオードＬＤｋに係る回路のみを図示して他は省略した。

図３に示すように、レーザダイオードＬＤｋは、そのレーザダイオードＬＤｋが発生する光量検出用のフォトダイオードＰＤ（光量検出手段の一例）と共にレーザダイオードユニット６９に収納されている。

フォトダイオードＰＤのアノードは、ＡＳＩＣ８０のＡ／Ｄ入力ポートに接続されると共に、可変抵抗器ＶＲを介して接地されている。また、フォトダイオードＰＤのカソードは、レーザダイオードＬＤｋのアノードと共に５Ｖの電源に接続されている。このため、フォトダイオードＰＤのアノード電圧（以下、モニタ電圧ともいう）は、レーザダイオードＬＤｋの光量に応じて変化する。更に、レーザダイオードＬＤｋのカソードには、高速変調回路７１を介してＬＤパワー制御部７２が接続されている。

ＬＤパワー制御部７２は、ＡＳＩＣ８０から入力されるＰＷＭ信号をアナログの電圧に変換するＰＷＭ／Ａ変換部７３と、ＰＷＭ／Ａ変換部７３から出力される電圧と基準電圧設定部７４にて設定される基準電圧との差を所定ゲインで増幅する比較回路エラーアンプ７５と、その比較回路エラーアンプ７５の出力に応じてレーザダイオードＬＤｋへの駆動電流を制御するＬＤ駆動電流制御回路７６とを備えている。また、高速変調回路７１は、レーザダイオードＬＤｋとＬＤパワー制御部７２との短絡／絶縁を、ＡＳＩＣ８０から入力されるブラックの印字ＤＡＴＡ信号に応じて切り換えるものである。

レーザダイオードＬＤｋのカソードには、高速変調回路７１及びＬＤパワー制御部７２と並列に、バイアス制御部７７が接続されている。このバイアス制御部７７は、ＡＳＩＣ８０から入力されるＰＷＭ信号をアナログの電圧に変換するＰＷＭ／Ａ変換部７８と、ＰＷＭ／Ａ変換部７８から出力される電圧に応じてレーザダイオードＬＤｋへのバイアス電流を制御するＬＤバイアス電流制御回路７９とを備えている。更に、ＡＳＩＣ８０には、第１ＢＤセンサ６７の検出信号である第１ＢＤ信号が入力されている。

ＡＳＩＣ８０は、印字ＤＡＴＡ信号がＯＮのとき（高速変調回路７１が短絡状態のとき）にアナログ信号（ＡＮＡＬＯＧ信号）として入力された上記モニタ電圧に応じたＰＷＭ信号をＬＤパワー制御部７２に入力する。この制御によって、レーザダイオードＬＤｋの点灯時の光量が上記基準電圧に対応した目標値に近付くように、レーザダイオードＬＤｋの駆動電流が制御される。なお、ＡＳＩＣ８０は、起動時などの印字中（画像形成中）でない期間にも、第１ＢＤ信号検出用の所定タイミングで印字ＤＡＴＡ信号をＯＮにしており、その制御によって例えば起動直後からでもモニタ電圧は検出可能となる。

また、ＡＳＩＣ８０は、レーザダイオードＬＤｋの消灯時（高速変調回路７１が絶縁状態のとき）にバイアス制御部７７を介してレーザダイオードＬＤｋに通電される電流を徐々に増加させ、レーザダイオードＬＤｋがレーザ光Ｌｋ（発振光）を発生しない程度の通電電流（以下、バイアス電流という）を検出する。そして、レーザダイオードＬＤｋの消灯時には上記検出されたバイアス電流をバイアス制御部７７を介して通電しておくことにより、印字ＤＡＴＡ信号に対するレーザダイオードＬＤｋの応答性を向上させる。

ここで、例えば上記バイアス電流の検出処理（以下、バイアス調整工程という）は、レーザダイオードＬＤｋへの通電直後で光量が極めて小さい間は実行することができない。そこで、本実施の形態では、次のように各種制御の実行タイミングを設定している。

（制御系の動作）
図４は、ＡＳＩＣ８０における各種制御の実行タイミングを例示するタイムチャートである。図４に示すように、レーザプリンタ１の起動時に、周知の他の制御によりレーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙの駆動許可（ＬＤ駆動回路動作許可）が発生すると、ＡＳＩＣ８０はＬＤパワー制御部７２を介してレーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙへの駆動電流を徐々に増加させる。すると、図４に示すように、モニタ電圧も徐々に増加する。

その後、モニタ電圧が上昇し、レーザ光Ｌｋを第１ＢＤセンサ６７により検出可能なＢＤセンサ閾値に達すると、第１ＢＤ信号がＡＳＩＣ８０に入力される。すると、図４に示すように、ＡＳＩＣ８０はＢＤ検知フラグを立てる。

また、モニタ電圧には、画像形成動作を開始可能なモニタ電圧の上限値，下限値として起動パワー合格値ＭＡＸ，起動パワー合格値ＭＩＮが設定されている。そこで、モニタ電圧が更に上昇して起動パワー合格値ＭＡＸと起動パワー合格値ＭＩＮとの間の範囲に入ると、ＡＳＩＣ８０は起動パワー到達フラグを立て、画像形成動作の一環としての上記バイアス調整工程を開始する。

そして、バイアス電流が検出されてバイアス調整工程が終了すると、ＡＳＩＣ８０は、バイアス調整完了フラグを立てると共に、新たなモニタ電圧の閾値として、印字パワー合格値ＭＡＸ，印字パワー合格値ＭＩＮを設定する。これは、画像形成中に異常か否かを判断するための上限値，下限値であり、両者の幅は画像形成動作の開始が許可される幅（起動パワー合格値ＭＡＸと起動パワー合格値ＭＩＮとの間）よりも狭く設定される。なお、起動パワー合格値ＭＡＸと起動パワー合格値ＭＩＮとの間の範囲が第１の範囲の一例に相当し、印字パワー合格値ＭＡＸと印字パワー合格値ＭＩＮとの間の範囲が第２の範囲の一例に相当し、いずれの範囲も前述の基準電圧に対応したモニタ電圧を含んでいる。

そして、ＡＳＩＣ８０は、各レーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙに対してバイアス調整完了フラグが立ち、かつ、各レーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙのモニタ電圧が印字パワー合格値ＭＡＸと印字パワー合格値ＭＩＮとの間に入ると、印字パワーＯ．Ｋ．フラグを立てる。ポリゴンモータ４９の速度調整が完了したことを表すＰモータｌｏｃｋ信号が入力されている状態で、この印字パワーＯ．Ｋ．フラグが立つと、レーザプリンタ１の全体に対して画像形成動作の開始を許可する印字開始準備Ｏ．Ｋ．フラグが立てられ、入力された印字ＤＡＴＡ信号に応じた画像を用紙４に形成する動作が開始される。

このように、本実施の形態では、モニタ電圧が起動パワー合格値ＭＩＮを超えてバイアス調整工程が開始可能になったら、即座にバイアス調整工程を開始している。従って、本実施の形態では、早期に画像形成を開始することができる。しかも、起動パワー合格値ＭＡＸと起動パワー合格値ＭＩＮとの間隔は、印字パワー合格値ＭＡＸと印字パワー合格値ＭＩＮとの間隔よりも広く設定されているので、一層早期に画像形成を開始することができる。なお、上記各処理は、モニタ電圧等の条件成立時に必ずしも即座に開始される必要はなく、敢えて少し間をおいてもよい。この場合も、前述の特許文献１等に記載の技術に比べれば早期に画像形成を開始することができる。

また、本実施の形態では、いわゆるトナー節約モード等におけるレーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙのパワー切替時には、次のようなパワー切替時合格値ＭＡＸ，パワー切替時合格値ＭＩＮを設定している。すなわち、図５に例示するように、ＬＤパワーがハイからローに切り替わると、前述の基準電圧や印字パワー合格値ＭＡＸ，印字パワー合格値ＭＩＮも低い値に設定される。但し、上記ＬＤパワーの切り替えから所定時間の間は、切り替え前の（すなわち高い方の）印字パワー合格値ＭＡＸがパワー切替時合格値ＭＡＸに、切り替え後の（すなわち低い方の）印字パワー合格値ＭＩＮがパワー切替時合格値ＭＩＮに、それぞれ設定される。

なお、このパワー切替時合格値ＭＡＸとパワー切替時合格値ＭＩＮとの間の範囲が第３の範囲の一例に相当し、その間隔は起動パワー合格値ＭＡＸと起動パワー合格値ＭＩＮとの間隔よりも狭い。パワー切替時には、モニタ電圧がこのパワー切替時合格値ＭＡＸとパワー切替時合格値ＭＩＮとの間に入っていればエラーとは判定されず、第１ＢＤ信号等を利用した他の制御（例えばブラック以外の色による画像形成）が実行可能となる。

そして、上記所定時間経過後には切り替え後の印字パワー合格値ＭＡＸ，印字パワー合格値ＭＩＮが設定され、各レーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙのモニタ電圧が切り替え後の印字パワー合格値ＭＡＸと印字パワー合格値ＭＩＮとの間に入ると、印字パワーＯ．Ｋ．フラグが立つ。このとき、前述のＰモータｌｏｃｋ信号が入力されていれば、レーザプリンタ１の全体に対して画像形成動作の開始を許可する印字開始準備Ｏ．Ｋ．フラグが立てられ、パワー切り替え後の画像形成動作が開始される。本実施の形態では、このような処理により、パワー切り替え後の画像形成に円滑に移行することができる。

また、本実施の形態では、モニタ電圧にノイズ等が重畳することによってエラー判定がなされることなどを防止するため、次のようなノイズキャンセル処理をＡＳＩＣ８０にて実行している。すなわち、ＡＳＩＣ８０に新たに入力されたモニタ電圧をＤＡＴＡｎｅｗとし、その直前のレーザダイオード点灯タイミングで入力されたモニタ電圧をＤＡＴＡｏｌｄした場合に、両者の差が所定の設定値（以下、ノイズキャンセル設定値という）を超えた場合にＤＡＴＡｎｅｗを異常なデータとして無視するのである。

図６は、そのノイズキャンセル処理を例示するタイムチャートである。なお、図６において、「Ａ／Ｄデータ」がＡ／Ｄ変換後のモニタ電圧（ＤＡＴＡｎｅｗ）を表しており、｜ｎｅｗ−ｏｌｄ｜がＤＡＴＡｎｅｗとＤＡＴＡｏｌｄとの差である。また、この例では、起動時にはモニタ電圧の目標値を６０ｈ（ｈは１６進数を表す：以下同様）、ノイズキャンセル設定値を３０ｈとしている。また、通常の印字中は目標値を６０ｈ、ノイズキャンセル設定値を０７ｈとして起動時よりも小さく設定している。また、パワー切替時には目標値を４０ｈ、ノイズキャンセル設定値を２０ｈとして起動時よりも小さく、かつ印字中よりも大きく設定している。すなわち、本実施の形態では、起動時，パワー切替時，印字中の順でノイズキャンセル設定値を大きく設定している。

図６の例では、３回目に検出されたモニタ電圧は９０ｈで、２回目に検出されたモニタ電圧の０８ｈとの差が３０ｈを超えている。そこで、３回目に検出された９０ｈは異常なデータとして無視し、そのタイミングにおける前述の各種制御では、２回目に検出された０８ｈをモニタ電圧として採用する。また、このように異常なデータが検出された場合、次に検出されたＤＡＴＡｎｅｗに対する｜ｎｅｗ−ｏｌｄ｜はその直前の正常値との差が算出される。図６の例では、４回目に検出されたモニタ電圧２Ｃｈに対しては２回目の０８ｈとの差が算出され、｜ｎｅｗ−ｏｌｄ｜≦３０ｈとなって正常値と判断される。他も同様に、印字中の２回目に検出された６８ｈ、印字中の５回目に検出された４Ｃｈ、パワー切替中の２回目に検出された７Ｃｈが、異常値として無視される。

このため、本実施の形態では、異常なモニタ電圧を無視して安定した制御を実行することができる。また、異常値検出時には、前回検出されたモニタ電圧が各種制御において採用されるので、レーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙの制御量が維持されて一層安定した制御を実行することができる。なお、図６には表れていないが、本実施の形態では、上記｜ｎｅｗ−ｏｌｄ｜がノイズキャンセル設定値を連続して複数回超えた場合、例えば、２回連続して超えた場合には、そのＤＡＴＡｎｅｗを有効な値として処理している。なお、この場合、２回よりも多く超えた場合に、有効な値として処理しても差し支えないが、回数が多くなると、待ち時間（制御していない時間）も長くなるので、２回が望ましい。この処理により、レーザダイオードＬＤｋ〜ＬＤｙの実際の光量の変化が激しい場合にも対応することができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図７に例示するように、パワー切替時にはパワー切替時合格値ＭＡＸ，パワー切替時合格値ＭＩＮを設定することなくエラー判定も行わず、上記所定時間経過後のタイミングＴにてモニタ電圧が切り替え後の印字パワー合格値ＭＡＸと印字パワー合格値ＭＩＮとの間に入っていればＯＫとする、すなわちエラーなしと判定することも考えられる。このような制御は、第１ＢＤ信号等を利用した他の制御が実行されない場合に有効である。また、上記実施の形態では、各種フラグ処理をＡＳＩＣ８０にてハードウェアにより実行しているが、全てソフトウェアで実行してもよい。

本発明を適用したレーザプリンタの概略構成を表す側断面図である。 そのレーザプリンタのスキャナユニットの構成を説明する簡略図である。 そのスキャナユニットの制御系の構成を表すブロック図である。 起動時における上記制御系の各種制御を例示するタイムチャートである。 パワー切替時における上記制御系の各種制御を例示するタイムチャートである。 上記制御系におけるノイズキャンセル処理を例示するタイムチャートである。 パワー切替時における上記制御系の各種制御の変形例を例示するタイムチャートである。

符号の説明

１…レーザプリンタ ２５…プロセス部 ２６…画像形成ユニット
２７…スキャナユニット ３１…感光体ドラム ３４…現像カートリッジ
４９…ポリゴンモータ ５１…ポリゴンミラー ６７…第１ＢＤセンサ
７１…高速変調回路 ７２…ＬＤパワー制御部 ７７…バイアス制御部
ＬＤ…レーザダイオード ＰＤ…フォトダイオード

Claims (5)

1. 半導体レーザが出力したレーザ光により走査露光される感光体を備え、該感光体を介して被記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   上記半導体レーザから出力されたレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、
   該光量検出手段が検出した光量に基いて上記光量が目標値に近付くように上記半導体レーザを制御し、上記被記録媒体に対する画像を形成する画像形成中に、上記光量検出手段が検出した光量が上記目標値を含む第２の範囲にあるか否かに基いて異常を判断する制御手段と、
   上記光量検出手段が検出した光量が第１の範囲に入ったとき、上記画像形成に先立って上記半導体レーザのバイアスを調整するバイアス調整手段と、
   を備え、
   上記第１の範囲が上記第２の範囲よりも広く設定されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記目標値が変更されたとき、上記制御手段は、上記光量検出手段が検出した光量がその変更後の目標値を含む第３の範囲にある場合には上記異常を判断せず、その第３の範囲が、上記第１の範囲よりも狭くかつ上記第２の範囲よりも広く設定されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が、異常なデータを無視するため設定された所定量以下の場合、上記制御手段がその光量に基いて上記制御を実行し、上記変化が上記所定量を超えた場合、上記光量検出手段が検出した光量を異常なデータとして無視することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が上記所定量を超えた場合、上記制御手段は上記半導体レーザの制御量を維持することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 上記光量検出手段が検出した光量の、その前に検出された光量に対する変化が上記所定量を連続して複数回超えた場合、上記制御手段は該検出された光量に基いて上記半導体レーザを制御することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。