(57)【要約】【課題】  レーザダイオードアレイから照射されるＬＤ光をポリゴンスキャナで走査し、感光体を耐電させることにより画像形成を行う画像形成装置において、温度によるDroopの大きいＬＤＡで書き込みを行う際に生じる画像濃度の低下の問題を解決する。【解決手段】  ＬＤＡ３５においてＬＤを１ビーム点灯した場合の同期検知信号４８のV1電位の振幅の最大値をピーク値ホールド回路４６で測定し、これをA/Dコンバータ４７でデジタルデータ変換して、この値をA1としてCPU４０に送る。またＬＤを複数ビーム点灯した場合の同期検知信号のV1電位の振幅を、ＬＤ１ビーム点灯時の振幅測定手段と同様の手段で測定し、値をA2としてCPU４０に送る。CPU４０での演算の結果、A1/A2が規定値よりも小さい場合には警告を表示する。【選択図】  図４
2006082503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ユニットと現像ユニットが収納されるプロセスカートリッジを有し、複数のアレイ状のレーザダイオードで、感光体に潜像を形成する画像形成装置であって、
前記レーザダイオードを点灯した時の同期検知素子出力の振幅を検知する手段と、
前記検知手段により前記レーザダイオードを１ビームのみ点灯したときの前記同期検知素子出力の振幅と、前記レーザダイオードを複数ビーム同時に点灯した時の前記同期検知素子出力の振幅をそれぞれ検知し、これらを比較する手段と、
前記比較の結果、前記両振幅の比率が規定値以下の時には警告を表示する手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記レーザダイオードで点灯される各ビームの同期検知信号のパルス幅を測定する手段と、
前記各ビームの前記同期検知信号のパルス幅を比較する手段とを有し、
前記警告表示手段は、前記パルス幅の比較の結果、前記各パルス幅がそれぞれ規定値以下のときに警告を表示することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記レーザダイオードの隣接する前記レーザダイオードの前記同期検知信号の立ち下がりエッジの間隔を測定する手段と、
前記立ち下がりエッジの間隔を所定の規定値と比較する手段とを有し、
前記警告表示手段は、前記立ち下がりエッジの間隔と前記規定値との比較の結果、前記立ち下がりエッジの間隔が前記規定値内に収まっていないときに警告を表示することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光をポリゴンスキャナで走査し、感光体を帯電させることにより画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ記録方式の画像形成装置の場合、レーザが劣化し発光パワーが低下すると、画像が薄くなるなどの異常画像が発生することになる。従ってレーザの強度をチェックし、常に所定レベルを維持することで画像品質を保証することが行われている。
【０００３】
特許文献１で開示されている画像形成装置は、レーザダイオードを駆動して１ライン毎に画データの書き込みを行うレーザドライブ部と、レーザの走査ライン上に配置された同期検知部と、同期検知部で発生した同期検知信号をトリガにしてＲＡＭに設定した値によって主走査方向の各ステート毎のレーザ発光を制御する主走査カウンタと、同期検知信号が立ち上がってから次の同期検知信号が立ち下がるまでの期間を計測する同期検知カウンタとを備え、同期検知カウンタが計測したカウント値がＲＡＭにあらかじめ設定されている値より大きい場合には、レーザが劣化したと判断して操作表示部から警告を出すことを特徴とする。
【特許文献１】特開２００１−１５０７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記の発明では、複数のアレイ状のレーザダイオード（以下ＬＤと省略）で書き込みを行う画像形成装置に対しては適用できず、所定レベルの画像品質を保証することが困難となる。
【０００５】
そこで本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたものであり、感光体ユニットと現像ユニットが収納されるプロセスカートリッジを持ち、複数のアレイ状のＬＤで感光体に潜像を形成する画像形成装置で、ＬＤを１ビームのみ点灯した時の同期検知素子出力の振幅を検知し、これとＬＤを複数ビーム同時に点灯した時の同期検知素子出力の振幅と比較して、比較の結果、両振幅の比率が規定値以下のときに警告を表示することで、Droop（自己発熱によるＬＤの発光パワーの低下）等の影響による異常画像を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、感光体ユニットと現像ユニットが収納されるプロセスカートリッジを有し、複数のアレイ状のレーザダイオードで、感光体に潜像を形成する画像形成装置であって、前記レーザダイオードを点灯した時の同期検知素子出力の振幅を検知する手段と、前記検知手段により前記レーザダイオードを１ビームのみ点灯したときの前記同期検知素子出力の振幅と、前記レーザダイオードを複数ビーム同時に点灯した時の前記同期検知素子出力の振幅をそれぞれ検知し、これらを比較する手段と、前記比較の結果、前記両振幅の比率が規定値以下の時には警告を表示する手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レーザダイオードで点灯される各ビームの同期検知信号のパルス幅を測定する手段と前記各ビームの前記同期検知信号のパルス幅を比較する手段とを有し、前記警告表示手段は、前記パルス幅の比較の結果、前記各パルス幅がそれぞれ規定値以下のときに警告を表示することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記レーザダイオードの隣接する前記レーザダイオードの前記同期検知信号の立ち下がりエッジの間隔を測定する手段と、前記立ち下がりエッジの間隔を所定の規定値と比較する手段とを有し、前記警告表示手段は、前記立ち下がりエッジの間隔と前記規定値との比較の結果、前記立ち下がりエッジの間隔が前記規定値内に収まっていないときに警告を表示することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明により、従来の画像形成装置で起きていた、ＬＤＡで書き込みを行う場合、２ビームで同時に書き込む場合、ＬＤＡの自己発熱によるDroopの大きい場合、濃度が薄くなるという問題を解決することができる。
【００１０】
請求項２の発明により、従来の画像形成装置において起きていた、ＬＤＡの劣化等によりＬＤＡの光量が低下した場合に画像濃度が薄くなるという問題を解決することができる。
【００１１】
請求項３の発明により、従来の画像形成装置において起きていた、主走査のビームピッチがずれた場合に画像異常が発生するという問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する。尚、説明を簡略化するために最小限の構成のみを記載する。
【００１３】
画像形成装置１０は、光学系１１、給紙コロ１２、記録紙１６を収納する給紙カセット１３、転写ローラー１４、定着ローラー１５で構成される。プロセスカートリッジ２０は帯電ローラー２１、現像手段及びトナー収納部２２、クリーニング手段及び廃トナー回収部２３、感光体２４で構成される。尚、光学系１１は、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、fθレンズ、レーザダイオード、ミラーで構成される。
【００１４】
光学系１１は印刷情報を静電潜像として感光体２４上に形成する。給紙コロ１２は給紙カセット１３に収納された記録紙１６を感光体２４に搬送する。転写ローラー１４は感光体２４上の、トナーによって可視化された像を記録紙に転写する。定着ローラー１５は記録紙１６上のトナー可視像を記録紙１６に定着させる。帯電ローラー２１は感光体２４上に潜像を形成するために、感光体２４を一様に帯電させる際に使用する。現像手段及びトナー収納部２２は光学系１１によって書き込まれた感光体２４上の潜像にトナーを電気的に付着させ感光体２４上にトナー像を形成する。クリーニング及び廃トナー回収部２３は感光体２４から記録紙１６に転写された後に感光体２４上に残った残トナーを除去し残トナーを回収する。感光体２４は潜像の形成・トナー像の形成を行う。
【００１５】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作の概略を、図１を参照にしながら説明する。給紙コロ１２のはたらきにより給紙カセット１３に収納された記録紙１６は感光体２４に搬送される。感光体２４は時計方向に回転駆動されるが、その際に帯電ローラー２１によって帯電され、光学系１１からレーザ光を照射されて、感光体２４上に静電潜像が形成される。
【００１６】
前述の静電潜像は、現像手段及びトナー収納部２２を通る際にトナーによって可視像化される。この可視像は、転写ローラー１４により感光体２４へ搬送された記録紙１６に転写される。記録紙１６への転写後の感光体上の残存トナーは、クリーニング及び排トナー回収部２３のより回収される。トナー像を転写された記録紙１６は、定着ローラー１５に搬送される。定着ローラー１５において記録紙１６上の可視像は定着され、画像形成装置１０の外部に排出される。
【００１７】
図２に本発明の実施形態に係る画像形成装置本体に着装されるプロセスカートリッジ２０を示す。本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジ２０は、帯電ローラー２１、現像手段及びトナー収納部２２、クリーニング手段及び廃トナー回収部２３、感光体２４を一体にしたものである。また図２に示すプロセスカートリッジ２０にはメモリタグ２５が実装されている。メモリタグ２５には不揮発性メモリが搭載されており、各感光体ユニット（プロセスカートリッジユニット）の制御に必要な情報、カートリッジＩＤ、製造年月日、使用開始年月日、リサイクル回数、コピー枚数、現在の年月日等が記憶されている。メモリタグ２５の代わりに、Ｃチップを搭載したプリント基板又は非接触型ＩＣチップを搭載したプリント基板を実装してもよい。
【００１８】
図３は本発明の実施形態に係る画像形成装置１０内に備えられた光学系１１のブロック図を示す。光学系１１はポリゴンスキャナ３０、fθレンズ３１、同期検知素子３３、コリメートレンズ３４、レーザダイオードアレイ３５（以下ＬＤＡと略する）、ＬＤＡ制御板３６からなる。また３２はＬＤＡから照射されるＬＤ光（ビーム）を表す。
【００１９】
ポリゴンスキャナ３０はポリゴンモータ（図示せず）を動力源とする装置であって、偏光されたＬＤ光３２を感光体２４に走査する。ｆθレンズ３１は感光体２４の表面上全域にわたってＬＤ光３２の焦点を合わせるとともにＬＤ光３２のスポット形状を整える。同期検知素子３３は走査ライン上に設けられＬＤ光３２の照射タイミングの同期を取るためのものであり、フォトダイオード４１を有する。尚、フォトダイオード４１に限定されることはなく、他の光電変換素子でもよい。コリメートレンズ３４はＬＤＡ３５からのＬＤ光３２を平行光に変換する。ＬＤＡ３５は複数のＬＤがアレイ上に並んだ部位であり、感光体２４上に静電潜像を形成するためのＬＤ光３２を照射する。ＬＤＡ制御板３６はＬＤＡ３５の駆動・変調を行う。
【００２０】
ＬＤＡ制御板３６により制御されるＬＤＡ３５は印刷物の画像データを感光体上に書き込むためにＬＤ光３２を発光する。ＬＤ光３２はコリメートレンズ３４で平行光となり、ポリゴンスキャナ３０で走査され、ｆθレンズ３１を通って感光体２４及び同期検知素子３３に到達する。これにより感光体上には静電潜像が形成され、同期検知素子３３では同期検知信号４８を取得する。
【００２１】
次に同期検知信号４８（XDETP）を発生させる回路を図４に示す。ＬＤ光３２がフォトダイオード４１（PD）に入射すると、フォトダイオードには電流Ｉ１が流れる。電流Ｉ１は抵抗Ｒ４２を流れるので、抵抗Ｒ４２に流れる電位及びコンパレータ４３の入力電位Ｖ１は、Ｖ１＝Ｉ１＊Ｒ１となる。Ｖ１が比較電位Ｖrefを越えるとコンパレータ４３出力がlowになりパルスが発生する。これが同期検知信号４８である。またこのＶ１はピーク値ホールド回路４６でピーク値を測定され、この値はアナログ・デジタルコンバータ４７（以下A/Dコンバータ）でデジタルデータに変換されてCPU４０に送られる。
【００２２】
同期検知信号パルス４８は、ポリゴンスキャナ３０の一面に一回、lowになる。この同期検知信号のタイミングチャートを図５、図６に示す。ＬＤＡ３５でなく、単体ＬＤの場合、同期検知信号４８のタイミングは、図５のように１ライン（T2）に１個のlowパルス（T１）が発生する。ＬＤＡ３５（例えば２ＬＤＡ）の場合の同期検知信号は図６のように１ライン（T4）に２個のlowパルス（T3）が発生する。
【００２３】
次に図４・図７を参照にして本発明の実施形態１に係る画像形成装置１０を説明する。図４は同期検知信号４８の振幅を測定する部分のブロック図を表す。ピーク値ホールド回路４６において測定された同期検知信号４８のピーク値は、A/Dコンバータ４７でデジタルデータに変換され、CPU４０に送信される。図７は同期検知信号４８の振幅測定のフロー図である。
【００２４】
ＬＤＡ３５において、１ビームのみ点灯した場合（Ｓ５１）の同期検知信号４８のV1電位の振幅の最大値をホールドして、それをA/Dコンバータ４７でデジタルデータに変換する（Ｓ５２）。このときの値をA1とする。またＬＤＡ３５において２ビームを同時に点灯した場合（Ｓ５３）の同期検知信号のV1電位の振幅の最大値をホールドして、それをA/Dコンバータ４７でデジタルデータに変換する（Ｓ５４）。この値をA2とする。ＬＤＡ３５の自己発熱によるDroopのために、通常の場合A2はA1よりも小さな値になる。A2がA1に比べてあまりに小さくなる場合には、同じ濃度で画像出力した場合にＬＤＡ３５の１ビームで書いた場合より２ビームで画像を書いた場合のほうが、濃度が薄くなるという問題が発生する。そこでA1/A2をCPU４０にて演算して、A1/A2が規定値より小さくなる場合には（Ｓ５５／ＹＥＳ）、操作部に警告を表示する（Ｓ５６）。
【００２５】
本実施形態により、ＬＤＡ３５の同期検知素子３３出力の、１ビームのみ点灯した時の電位の振幅A1と複数ビーム点灯時の電位の振幅A2を比較し、A1/A2の値が規定値以下の時に操作部に異常の警告をするのでＬＤＡ３５の自己発熱によるDroopの影響等による異常画像を防止することができる。
【００２６】
本発明の別の実施形態２を図４・図８を参照にして説明する。図４は同期検知信号４８のパルス幅を測定する部分のブロック図を表す。同期検知信号４８のパルス幅は、図４のパルス幅測定回路４４において測定されCPU４０に送信される。図８は同期検知信号４８のパルス幅測定のフロー図である。
【００２７】
ＬＤＡ３５のCH1を点灯し（Ｓ６１）、CH1の同期検知信号４８のパルス幅T1aを測定する（Ｓ６２）。またＬＤＡ３５のCH2を点灯し（Ｓ６３）、CH2の同期検知信号４８のパルス幅T1bを測定する（Ｓ６４）。測定された前記パルス幅T1a・T2bはCPU４０に送信される。光量が異常な場合は同期検知信号４８のパルス幅が異常になることから、CPU４０においてT1a・T2bと規定値とを比較し、T1aが規定値より小さい場合またはT1bが規定値より小さい場合には（Ｓ６５／ＹＥＳ）、ＬＤＡ３５の光量異常が疑われるので操作部に警告を表示する（Ｓ６６）。
【００２８】
本実施形態によりＬＤＡ３５の同期検知信号４８のパルス幅を測定してビーム光量の異常を検知するので、画像の濃度異常を防止することができる。
【００２９】
本発明の別の実施形態３を図４・図９を参照にして説明する。図４は同期検知信号４８の立ち下がりエッジの間隔を測定する部分のブロック図を表す。同期検知信号４８の立ち下がりエッジの間隔は、図４の立ち下がりエッジ間隔測定回路４５において測定されCPU４０に送信される。図９は同期検知信号４８の立ち下がり間隔測定のフロー図である。
【００３０】
ＬＤＡ３５のCH1・CH2を点灯させ（Ｓ７１）、立ち下がりエッジ間隔測定回路４５でＬＤＡ３５のCH1・CH2の立ち下がりエッジの間隔Taを測定する（Ｓ７２）。なお測定する立ち下がりエッジの間隔Taは、図６のT5で表される部分である。測定された前記立ち下がりエッジの間隔TaはCPU４０に送信される。CPU４０においてTaと規定値１・規定値２とを比較し、Ta＞規定値１またはTa＜規定値２の場合には（Ｓ７３／ＹＥＳ）、ＬＤＡ３５の２ビームの異常が疑われるので操作部に警告を表示する（Ｓ７４）。
【００３１】
本実施形態によりＬＤＡ３５の隣接する同期検知信号４８の立ち下がりエッジの間隔を測定して、主走査ピッチ間隔の異常を検知できるので、異常画像を防止することができる。
【００３２】
ＬＤＡ３５を駆動するＬＤドライバの一構成例を図１０に示す。XDATA1・2はビデオデータ（８８a、８８b）でこの信号がlowのときＬＤＡ３５に電流が流れる。ＡＰＣ８４は自動光量調整回路で、コンデンサC1A・C1B(８５a、８５b)の充放電により自動光量調整を行う。S/H1・S/H2（８６a、８６b）はサンプルホールド回路で、lowの時サンプルモード、Hの時ホールドモードである。ホールドモードの場合はＬＤＡ３５への電流I1・I2は固定される。サンプルモードの場合はI3＊VR1の電位が基準電圧になるようにコンデンサC1A・C1B（８５a、８５b）が充放電され、I1・I2を増減することにより、ＬＤの光量が一定光量になるように制御される。尚VR1(82)は光量設定用の可変抵抗である。またR2A・R2B(８７a、８７b)はＬＤ(８１a、８１b)にバイアス抵抗を流すための抵抗である。
【００３３】
図１１にパルス幅測定回路の一例を示す。まずリセット信号９２を入力してカウンタ９１をリセットする。該カウンタ９１は同期検知信号の立ち下がりエッジでカウンタをスタートし、同期検知信号の立ち上がりエッジでカウンタをストップする。このカウント値９０から同期検知信号のパルス幅を求めることができる。
【００３４】
図１２に同期検知信号の立ち下がりエッジ間隔測定回路の一例を示す。まずCH1・CH2分離回路９３で同期検知信号のCH1とCH2を分離する。またカウンタにリセット信号９２を入力してカウンタ９１をリセットする。CH1の立ち下がりエッジで該カウンタ９１をスタートさせ、CH2の立ち下がりエッジでカウンタをストップする。このカウント値９０からＬＤＡ３５のCH1とCH2の立ち下がりエッジ間隔を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態である画像形成装置本体に着装されるプロセスカートリッジの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態である画像形成装置に設けられた光学系の内部構造を示すブロック図である。
【図４】同期検知信号を発生させる回路を示すブロック図である。
【図５】単体ＬＤの同期検知信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】２ＬＤＡの同期検知信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】同期検知信号の振幅測定についてのフローチャートである。
【図８】同期検知信号のパルス幅測定についてのフローチャートである。
【図９】同期検知信号の立ち下がり間隔測定についてのフローチャートである。
【図１０】ＬＤＡを駆動するＬＤドライバの構成例である。
【図１１】本発明の一実施形態である画像形成装置内のパルス測定回路の一例である。
【図１２】本発明の一実施形態である画像形成装置内の立ち下がり間隔測定回路の一例である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    画像形成装置
１１    光学系
１２    給紙コロ
１３    給紙カセット
１４    転写ローラー
１５    定着ローラー
１６    記録紙
２０    プロセスカートリッジ
２１    帯電ローラー
２２    現像手段及びトナー収納部
２３    クリーニング手段及び廃トナー回収部
２４    感光体
２５    メモリタグ
３０    ポリゴンスキャナ
３１    fθレンズ
３２    ＬＤ光
３３    同期検知素子
３４    コリメートレンズ
３５    レーザダイオードアレイ（ＬＤＡ）
３６    ＬＤＡ制御板
４０    ＣＰＵ
４１    フォトダイオード
４２    抵抗Ｒ１
４３    コンパレータ
４４    パルス幅測定回路
４５    立ち下がりエッジ間隔測定回路
４６    ピーク値ホールド回路
４７    アナログ・デジタルコンバータ
４８    同期検知信号
【図１】
2006082503.tif 000003
【図２】
2006082503.tif 000004
【図３】
2006082503.tif 000005
【図４】
2006082503.tif 000006
【図５】
2006082503.tif 000007
【図６】
2006082503.tif 000008
【図７】
2006082503.tif 000009
【図８】
2006082503.tif 000010
【図９】
2006082503.tif 000011
【図１０】
2006082503.tif 000012
【図１１】
2006082503.tif 000013
【図１２】
2006082503.tif 000014