(57)【要約】【課題】キンクフリー領域近傍まで到達するようなオーバーシュートであっても、半導体レーザの破壊を招くことなく、シャープなドット制御が実現できる走査露光装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】入力された画像データに基づいて、予め設定された解像度に対応した第一周波数でレーザ光源を点灯制御するレーザ駆動部を備えてなる走査露光装置であって、前記レーザ駆動部は、前記レーザ光源の一点灯毎に、その立ち上がりから所定時間、前記第一周波数より高い第二周波数で通常より大きな駆動電流で前記レーザ光源をパルス駆動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに基づいて、予め設定された解像度に対応した第一周波数でレーザ光源を点灯制御するレーザ駆動部を備えてなる走査露光装置であって、
前記レーザ駆動部は、前記レーザ光源の一点灯毎に、その立ち上がりから所定時間、前記第一周波数より高い第二周波数で通常より大きな駆動電流で前記レーザ光源をパルス駆動する走査露光装置。
【請求項２】
前記所定時間が前記解像度に基づいて設定され、その値が短いほど前記第二周波数が高くなるように設定される請求項１記載の走査露光装置。
【請求項３】
前記レーザ駆動部は、前記所定時間が経過したときに前記レーザ光源をオフする請求項１または２記載の走査露光装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の走査露光装置が組み込まれている画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンタ、複写機及びファクシミリの如き電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる走査露光装置に関し、特にドットの再現性を向上させて高画質化を図る走査露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、装置に採用するデバイスの高価格化を避け画質向上を図るために、走査露光装置に組み込まれるレーザ光源を一ドットのパルス幅よりも短いパルス幅で駆動することにより静止時のビーム径の大きさを見かけ上小さくするサブドットを使った擬似多階調、擬似高解像度技術が採用されているが、走査露光装置により感光体に静電潜像を形成するビーム径の大きさや感光体の特性の影響により画質が左右される。
【０００３】
一方、アモルファスシリコンのような感光体を用いる場合、露光後の暗減衰が早く電荷保持能力が弱いため、シャープな小サイズのドットの静電潜像を維持することが難しく、改善の手立てとして露光光源の突入電流を極大にして発光値をオーバーシュートさせる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−３６１９２２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、特許文献１に記載された技術を用いてサブドットを実現する場合、レーザ光源である半導体レーザのオーバーシュートの定量化が難しく、長時間駆動すると半導体レーザの破壊を招くキンクフリー領域に到達するオーバーシュートになる不安定さを含み、逆に、異常なオーバーシュートを恐れて駆動電流を定格内に抑えるようなオーバーシュートではサブドットの形成が不安定になる可能性を含むことになる。また、上述のオーバーシュート制御ではサブドットの大きさに関わらずほぼ同じ発光強度になるため、画質向上の点で不満が残る結果となる。
【０００５】
さらに、高解像度を確保しながら高速化を図るために、１ドットを形成するデーザ光源の基本駆動周波数を十数ＭＨｚから３０ＭＨｚ以上に上昇させるとドットが薄くなり、そのために駆動電流を上昇させると逆にハーフトーンの潰れが生じるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、キンクフリー領域近傍まで到達するようなオーバーシュートであっても、半導体レーザの破壊を招くことなく、シャープなドット制御が実現できる走査露光装置及び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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明による走査露光装置の特徴構成は、入力された画像データに基づいて、予め設定された解像度に対応した第一周波数でレーザ光源を点灯制御するレーザ駆動部を備えてなる走査露光装置であって、前記レーザ駆動部は、前記レーザ光源の一点灯毎に、その立ち上がりから所定時間、前記第一周波数より高い第二周波数で通常より大きな駆動電流で前記レーザ光源をパルス駆動する点にある。
【０００８】
１ドットを形成するためにレーザ光源を駆動する駆動信号の立ち上がり時の所定時間に、解像度に対応した第一周波数よりも高い第二周波数で、通常より大きな駆動電流でパルス駆動することにより、非常に短時間な駆動時間でキンクフリー領域近傍まで到達するようなオーバーシュートを生起させ、半導体レーザの破壊を招くことなく、ドット形成のための十分な光量を確保することができるようになる。
【０００９】
特に、前記所定時間が前記解像度に基づいて設定され、その値が短いほど前記第二周波数が高くなるように設定されることにより良好なドット再現性が確保されるようになる。
【００１０】
前記レーザ駆動部は、前記所定時間が経過したときに前記レーザ光源をオフすることが好ましい。
【００１１】
本発明による画像形成装置の特徴構成は、上述した何れかまたは組合せによる特徴構成を備えた走査露光装置が組み込まれている点にある。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した通り、本発明によれば、キンクフリー領域近傍まで到達するようなオーバーシュートであっても、半導体レーザの破壊を招くことなく、シャープなドット制御が実現できる走査露光装置及び画像形成装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明による走査露光装置及び走査露光装置が組み込まれた画像形成装置を説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本発明による走査露光装置５が組み込まれた画像形成装置１は、操作部２と、原稿給紙台３ａに載置された原稿を順次給紙して原稿画像を光電変換してデジタル画像データとして読み取る画像読取部３と、読み取られたデジタル画像データをビットマップデータでなる出力画像データに変換する画像処理部４と、出力画像データに基づいて駆動される走査露光装置５と、走査露光装置５により露光される感光体を備え、感光体に形成された静電潜像をトナーにより可視画像に現像する現像部等を備えた画像形成部６と、感光体に形成されたトナー像を転写する記録紙を収容した給紙部７を備えて構成される。
【００１５】
走査露光装置５は、図３（ａ）に示すように、可視赤色半導体レーザでなるレーザ光源５０と、レーザ光源５０から出力された光線束を感光体６ａに向けて反射するべく、所定速度で回転するポリゴンミラー５１と、Ｆθレンズ５２等を備えて構成されている。アルミドラムの表面にアモルファスシリコンが積層された感光体６ａは、帯電装置で表面電位が２５０Ｖ程度に帯電され、例えば、レーザ光源５０から６７０ｎｍの波長の光で１．２μＪ／ｃｍ２の強度で露光される。尚、感光体ドラムの周速は２１０ｍｍ／ｓｅｃ．である。
【００１６】
レーザ光源５０は、レーザ駆動部で駆動される。レーザ駆動部は、図３（ｂ）に示すように、所定周波数で発振する発振回路６０と、発振回路６０から出力されたパルスを１ドットの解像度を決定する第一周波数のパルス信号に分周する第一分周回路６１と、発振回路６０から出力されたパルスを第一周波数より高い第二周波数のパルスが出力されるように分周する第二分周回路６５と、第一分周回路６１の出力パルスのパルス幅よりも短くなるように立ち上がりから所定時間だけオンレベルとなるゲート信号を生成して第二分周回路６５からの出力パルスをゲート信号のオン時間のみ出力させるゲート回路６２と、第一分周回路６１の出力パルスとゲート回路６２の出力パルスを合成するパルス合成回路６３と、パルス合成回路６３の出力に基づいてレーザダイオードＬＤを駆動するレーザ駆動回路６４と、レーザダイオードＬＤの駆動電流を設定するための基準電圧を生成する基準電圧生成部６６と、レーザ光源５０に内蔵されたフォトダイオードＰＤによりモニタされるレーザダイオードＬＤの発光強度が前記基準電圧で設定される強度になるようにレーザダイオードＬＤの駆動電流をフィードバック制御する光量制御部６７を備えて構成されている。
【００１７】
図４に示すように、第一分周回路６１から出力されたデューティ比５０％の第一周波数のパルス信号がレーザダイオードＬＤの基本駆動信号となり、ゲート回路６２で基本駆動信号のパルス幅τよりも短いオン時間Δτとなるように波形成形されたゲート信号により、第二分周回路６５から出力された第二周波数のパルス信号が高周波駆動信号として出力される。
【００１８】
パルス合成回路６３によりゲート信号のオン期間Δτの高周波駆動信号と、基本駆動信号が合成された合成信号が出力され、レーザ駆動回路６４により画像データに基づいてレーザダイオードＬＤが駆動される。レーザ駆動回路６４により駆動されるレーザダイオードＬＤの光量は、基準電圧生成部６６で生成された基準電圧となるように光量制御部６７でフィードバック制御される。
【００１９】
基準電圧生成部６６では、ゲート信号のオン期間Δτに対応する第一基準電圧とそれ以外の期間τ−Δτに対応する第一基準電圧より低い第二基準電圧を生成するように構成され、レーザダイオードＬＤは、ゲート信号のオン期間Δτ、つまりレーザダイオードＬＤの駆動開始期間に、図４に示すような第二基準電圧及びそれより大きな第一基準電圧に対応する駆動電流となる駆動電流パターン１で駆動される。
【００２０】
第二基準電圧は、ドラムの線速（プロセス速度）、走査光学系焦点距離等から予め計算される第一周波数でフルドットで露光する際に感光体に潜像を形成可能な駆動電流となる値であり、第一基準電圧はそれよりクリアに感光体に潜像を形成可能な駆動電流に対応する値であり、レーザダイオードＬＤをキンクフリー領域近傍まで駆動可能な値である。例えば、第一周波数が３６．８０３ＭＨｚのときに、５０ｍＡ（レーザパワーが０．５３ｍＷ）に設定されている。この場合、第二周波数は２５０ＭＨｚから３５０ＭＨｚの間に設定され、駆動電流の値は最大８０ｍＡに設定される。
【００２１】
つまり、レーザダイオードＬＤは駆動開始期間に第二周波数でキンクフリー領域近傍まで駆動され、その後駆動が停止されるまでの間は第二基準電圧となるように駆動される。
【００２２】
尚、ここで、第二周波数での駆動時に、第一基準電圧に基づくフィードバック制御を行なわずに、レーザ駆動回路６４にレーザダイオードＬＤに直列接続されるコイルＬと、レーザダイオードＬＤに並列接続される抵抗ＲとコンデンサＣの直列回路を設けて、共振によりオーバーシュートさせるように構成し、駆動周波数により駆動回路を切り替えるように構成してもよい。この場合のオーバーシュートレベルは各素子の定数で設定される。
【００２３】
即ち、走査露光装置５は、図４の駆動電流パターン１に示すように、入力された画像データに基づいて、予め設定された解像度に対応した第一周波数でレーザ光源を点灯制御するレーザ駆動部を備えて構成され、レーザ駆動部は、前記レーザ光源の一点灯毎に、その立ち上がりから所定時間、前記第一周波数より高い第二周波数で通常より大きな駆動電流で前記レーザ光源をパルス駆動する。
【００２４】
前記所定時間τを解像度に基づいて設定し、その値が短いほど第二周波数が高くなるように設定することにより、キンクフリー領域近傍までの発光機会が増えて、シャープなドットが形成される。
【００２５】
また、第二周波数が第一周波数の少なくとも１０倍以上の値であれば適正なドットを形成することができる。上述の例示では、第一周波数３６．８０３ＭＨｚに対して第二周波数を１００ＭＨｚにするとドットが疎らにしか再現できないが、第二周波数を２５０ＭＨｚにするとドットが確実に形成でき、第二周波数を３５０ＭＨｚにすると良好なドットが再現できる。
【００２６】
上述した数値は例示に過ぎず、感光体の種類や感度特性或いは露光後の暗減衰特性、画像形成のためのプロセス速度、使用するレーザ光源等により適宜設定されるものである。
【００２７】
さらに、レーザ駆動部は、図４に駆動電流パターン２で示すように、所定時間Δτが経過したときにレーザダイオードＬＤをオフするように構成してもよい。
【００２８】
尚、図４は本発明による走査露光装置の基本的な駆動周波数を説明するための図であり、基本駆動信号のパルス幅τを１ドットの露光時間として説明したが、１ドットの露光時間を基本駆動信号の周期とする場合もある。また、所定時間Δτは１ドットの露光時間の１／４程度に設定することが好ましいが、感光体の特性等により適宜設定すればよい。
【００２９】
上述の実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。
【００３０】
例えば、レーザ駆動部の具体的構成は、公知の回路技術を用いて適宜設計されるものであり、同等の機能を具現化する回路構成であれば上述の具体構成に限るものではない。
【００３１】
上述した実施形態では、本発明による走査露光装置が組み込まれた画像形成装置として複写機を例に説明したが、本発明による走査露光装置が組み込まれる画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ装置やプリンタ等の画像形成装置に適用することも可能である。
【００３２】
例えば、図５に示すような、操作部２と、クライアントコンピュータから要求されるプリントデータを受信するプリントデータ受信部３´と、プリントデータ受信部３´により受信されたプリントデータをビットマップデータでなる出力画像データに変換する画像処理部４と、出力画像データに基づいて駆動される走査露光装置５と、走査露光装置５により露光される感光体を備え、感光体に形成された静電潜像をトナーにより可視画像に現像する現像部等を備えた画像形成部６と、感光体に形成されたトナー像を転写する記録紙を収容した給紙部７を備えて構成されるプリンタに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】画像形成装置の外観図
【図２】画像形成装置のブロック構成図
【図３】（ａ）は走査露光装置の構成説明図、（ｂ）はレーザ駆動部の機能ブロック構成図
【図４】レーザ駆動部の波形説明図
【図５】別実施形態を示す画像形成装置のブロック構成図
【符号の説明】
【００３４】
１：画像形成装置
５：走査露光装置
６：画像形成部
６ａ：感光体
５０レーザ光源
６０：発振回路（レーザ駆動部）
６１：第一分周回路（レーザ駆動部）
６２：ゲート回路（レーザ駆動部）
６３：パルス合成回路（レーザ駆動部）
６４：レーザ駆動回路（レーザ駆動部）
６５：第二分周回路（レーザ駆動部）
６６：基準電圧生成部（レーザ駆動部）
６７：光量制御部（レーザ駆動部）
【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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