(57)【要約】【課題】  回転多面鏡とf−θレンズを用いた露光装置においては、感光ドラム表面への露光強度が走査のはじめ部分が小さく、走査するに従ってその強度が対数関数的に大きくなるので、画像濃度が走査のはじめ部分で薄く走査位置が進むに従って徐々に濃くなっていくという問題があった。【解決手段】本発明においては、露光強度を一定に保つために、可視像の形成される画像領域の走査に同期させてコンデンサを放電し、コンデンサの放電電圧の変化に基づいた発光強度のレーザビームを出力することで、レーザビームの走査位置に関係なくその露光強度を一定に保つことができる。これは、コンデンサの放電電圧は、放電開始から時間とともに指数関数的に減少するためであり、走査が進むにつれてレーザビームの発光強度が弱まって、回転多面鏡やｆ−θレンズによる露光強度が増加することを抑えることができるためである。【選択図】  図４
2006088616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを反射させる回転多面鏡と、
上記回転多面鏡で反射したレーザビームを透過させるｆ−θレンズと、
上記回転多面鏡を回転させて、ｆ−θレンズを透過したレーザビームで感光ドラムの可視像の形成される画像領域を主走査方向に走査する走査手段を備えた画像形成装置において、
上記画像領域が走査されるタイミングを検知するタイミング検知手段と、
検知されるタイミングに同期させてコンデンサを放電させる放電手段と、
コンデンサの放電電圧の変化に基づいた発光強度の上記レーザビームを出力するレーザ手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記タイミング検知手段にて、上記画像領域の走査の終了が検知されると、上記コンデンサを蓄電させる蓄電手段を備えた請求項１に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、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ、ファックス等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光ドラム表面を暗下で均一に帯電し、その後、レーザビームなどを用いた露光装置で感光ドラムを露光することで帯電した感光ドラム表面に所望の静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給することにより静電潜像を顕像化して画像形成を行っている。そしてそのトナーで顕像化した画像を記録媒体に転写し、定着させることで印字を行うと共に、転写されなかったトナーはクリーニング手段などで除去している。
【０００３】
こういった画像形成装置に使用される露光装置には、レーザビームを所定のビーム径にするためのf−θレンズ等のレンズ群とレーザビームを走査させるための回転多面鏡が一般的に用いられている。
【０００４】
このレンズ群の透過率は、中央部分が大きく端部が小さいため露光強度に変化が生じる。この補正方法として、レンズ群の透過率を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１１９１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回転多面鏡でレーザビームを走査させると、その走査位置によってレーザビームの入射角度が変化し、この入射角度により反射率が変化する。この反射率は図６に示すように、入射角度が大きい（鏡面平行に近い）ほど大きくなるため、走査のはじめよりも走査の終わりのほうが露光強度が大きくなる。また、レンズ群の透過率は、図７に示すように、レンズの端の部分、つまり走査のはじめ部分と終わり部分が小さくなる傾向にある。このため、図８に示すように、露光装置からの感光ドラム表面への露光強度は走査のはじめ部分が小さく、走査するに従ってその強度が対数関数的に大きくなり、画像濃度が走査のはじめ部分で薄く走査位置が進むに従って徐々に濃くなっていくという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明においては、請求項１に記載したように、露光強度を一定に保つために、可視像の形成される画像領域の走査に同期させてコンデンサを放電し、コンデンサの放電電圧の変化に基づいた発光強度のレーザビームを出力することで、レーザビームの走査位置に関係なくその露光強度を一定に保つことができる。これは、コンデンサの放電電圧は、放電開始から時間とともに指数関数的に減少するためであり、走査が進むにつれてレーザビームの発光強度が弱まって、回転多面鏡やｆ−θレンズによる露光強度が増加することを抑えることができるためである。
【０００７】
コンデンサの蓄電は、例えば露光強度が変化しても画像濃度に影響が無い画像領域外が走査されている間に行う。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、レーザビームの発光強度が一定であっても露光強度の変化量が対数関数的に変化する画像形成装置においても、露光強度を一定に保つことができ、走査期間内の画像の濃度ムラを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は画像形成装置の要部構成を示す説明図である。画像形成のプロセスは以下のように行われる。まず、一次帯電器３により像担持体である感光ドラム４上に均一帯電し、そこに露光手段であるレーザスキャナ１により露光し静電潜像を形成する。その静電潜像を現像手段である現像器２により顕画化し、転写手段である転写ローラ５により記録紙上に転写する。そして、定着手段である定着器６により記録紙上に転写されたトナー像を固着させる。
【００１０】
図２は前記スキャナレーザ１の構成を示す図で、図中符号１０１は半導体レーザである。半導体レーザ１０１から射出されたレーザビームはコリメータレンズ１０２及び絞り１０３によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡１０４に入射する。回転多面鏡１０４は、走査手段によって矢印の方向に等速度で回転させられており、この回転に伴って入射光が連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなったレーザビームはｆ−θレンズ１０５によって集光作用を受ける。ｆ−θレンズは走査の時間的な直線性を保つように補正を行うため、偏向ビームは、ＢＤセンサ１０６から感光ドラム４のＢＤセンサ１０６の設けられた側と反対側の走査終了位置Ｐまで感光ドラム４の主走査方向を等速で走査する。
【００１１】
よって、主走査ライン方向の走査においては、ＢＤセンサ１０６が最初の走査位置となる。ＢＤセンサ１０６は回転多面鏡１０４からの反射光を検出するセンサであり、ＢＤセンサ１０６が反射光を受光したときに出力されるＢＤ信号は、回転多面鏡１０４の回転とデータの書き出しの同期等を取るための同期信号として用いられる。
【００１２】
本実施の形態の画像形成装置は、半導体レーザ１０１に設けられたレーザ手段として機能するレーザダイオード（以下、ＬＤという。）が規定の強度で発光することができるように、オートパワーコントロール（以下、ＡＰＣという）を行っている。
【００１３】
ＡＰＣの具体的な処理を下記に示す。ＢＤ信号が出力されると、図３に示すタイミング検知手段８０２にて、ＢＤ信号が走査されてから感光ドラム４の画像領域Ｍの走査が終了するのに要する時間が計測される。画像領域とは、レーザビームの走査位置が現像器２によってトナーが供給されて静電潜像が顕像化される感光ドラム４上の領域である。画像領域Ｍの走査が終了するのに要する時間が経過すると、タイミング検知手段８０２は、図４に示すスイッチング回路７を操作して、ＬＤと電流源８ａを接続させて、ＬＤを発光させる。ＬＤが発光すると、半導体レーザ１０１内に設けられたフォトダイオード（以下、ＰＤという）と、図４に示すＩ/Ｖ変換回路９によって、ＬＤの発光量が電圧に変換される。制御回路１０は、発光量から変換された電圧と、基準電圧を比較して、設定電圧Ｖａを決定する。基準電圧とは、ＡＰＣが行われている時に、ＬＤが規定の強度で発光した場合、Ｉ/Ｖ変換回路９によって出力される電圧であり、予め所定の電圧に設定されている。
【００１４】
制御回路１０は、設定電圧Ｖａを電流源８ａに入力する。電流源８ａは、入力された設定電圧Ｖａの大きさに基づいてＬＤに供給する電流を決定する。
【００１５】
ＡＰＣを行っている時に、レーザビームの走査位置が走査終了位置Ｐまで移動して、次の主走査ラインの走査を開始を示すＢＤ信号がＢＤセンサ１０６が出力されると、タイミング検知手段８０２は、ＢＤ信号が出力されてから、走査位置が画像領域Ｍに移動するのに要する時間を計測する。走査位置が画像領域Ｍに移動する時間が経過すると、タイミング検知手段８０２は、出力手段８０３にＶｉｄｅｏ信号の出力命令を出す。出力命令があると、出力手段８０３は、静電潜像に対応するＶｉｄｅｏ信号をスイッチング回路７に出力する。スイッチング回路７は、Ｖｉｄｅｏ信号に基づいてオン・オフが切り替えられるようになっている。スイッチング回路７がオンの場合は、設定電圧Ｖａに基づいて大きさが決定された電流が電流源８ａからＬＤに供給されてＬＤが発光し、オフの場合はＬＤへの電流の供給が停止され、ＬＤの発光も停止する。
【００１６】
本発明でも上記のように回転多面鏡１０４とｆ−θレンズ１０５を用いて走査を行うので、ＬＤの発光強度に関係なく、図８に示すように、感光ドラム４上の露光強度は、レーザビームの走査のはじめ部分、即ちＢＤセンサ１０６で小さく、走査するに従ってその強度の増加分が対数関数的に大きくなる。そのために、ＡＰＣを行ってＬＤの発光強度を規定強度で維持していても、主走査方向の位置によって露光強度が異なってしまう。
【００１７】
露光強度を一定にするために、本発明の画像形成装置は、図４に示すコンデンサＣの放電特性を利用する。
【００１８】
ＢＤ信号が走査されてから感光ドラム４の画像領域Ｍの走査が終了するのに要する時間が、ＢＤ信号が出力されてから経過すると、タイミング検知手段８０２は、上記のようにＡＰＣを行うためにＬＤを発光させると同時に、蓄電手段８０４に蓄電指示を出す。蓄電指示があると、蓄電手段８０４は、図４に示すスイッチＳを電源Ｖ側に切り替えて、電源Ｖでコンデンサを充電させる。
【００１９】
その後、レーザビームの走査位置が走査終了位置Ｐまで移動して、次の主走査ラインの走査を開始するＢＤ信号がＢＤセンサ１０６から出力されると、タイミング検知手段８０２は、放電手段８０５に放電指示を出す。放電手段８０５は、放電指示があると、スイッチＳを電流源８ａの入力側Ｗに切り替えて、コンデンサＣを放電させて、コンデンサＣの放電電圧を電流源８ａに入力する。
【００２０】
従って、ＢＤ信号が出力されてからレーザビームの画像領域Ｍの走査が終わるまでは、コンデンサＣの放電が行われ、電流源８ａには、設定電圧Ｖａとコンデンサの放電電圧Ｖｃの両方が入力されることになる。
【００２１】
コンデンサの放電電圧は、時間の経過によって指数関数的に減少するので、電流源８ａに入力される設定電圧Ｖａと放電電圧Ｖｃの合計も、図５に示すように時間とともに対数関数的に小さくなる。
【００２２】
よって、画像領域Ｍにおける露光強度が一定となるように、コンデンサＣの容量と放電のための抵抗Ｒを決定すると、露光強度をほぼ一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】画像形成装置の要部構成を示す説明図
【図２】レーザスキャナの光学系の構成図
【図３】本発明の画像形成装置の機能ブロック図
【図４】レーザ駆動回路の要部回路構成の概略図
【図５】コンデンサの放電特性を示す図
【図６】回転多面鏡の反射率と走査位置との関係を示す図
【図７】ｆ−θレンズの透過率と走査位置との関係を示す図
【図８】レーザスキャナの露光強度と走査位置との関係を示す図
【符号の説明】
【００２４】
１レーザスキャナ
２現像器
３帯電器
４感光ドラム
５転写ローラ
６定着器
７スイッチング回路
８ａ、８ｂ電流源
９Ｉ／Ｖ変換回路
１０制御回路
１０１半導体レーザ
１０２コリメータレンズ
１０３絞り
１０４回転多面鏡
１０５ｆ−θレンズ
１０６ＢＤセンサ
８０２タイミング検知手段
８０４蓄電手段
８０５放電手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006088616.tif 000009
【図８】
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