(57)【要約】【課題】走査線の間にドットを打つ従来技術に関し、より高い解像度を持つ画像を形成することを目的とする。【解決手段】２つの大きく異なる波長を持つ半導体レーザを用い、長波長のレーザビームで主に走査線の間のドットを、短波長のレーザビームで走査線上のドットを打つことで目的を達成する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像形成体上に帯電、像露光を行うことにより形成した潜像を現像してトナー像を形成する画像形成装置に用いる光走査装置において、
複数の波長を有する発光素子と、
前記複数の波長を有する発光素子を画像信号に応じて駆動させる波長変更手段とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記発光素子は、画像信号によって長波長のビームを発する発光素子と、短波長のビームを発する発光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記波長変更手段は、画像信号に応じて前記長波長のビームを発する発光素子と、前記短波長のビームを発する光発光素子を切り替えて出力することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光走査装置は、更に前記発光素子の光量を検出する光検出手段を有し、前記発光素子からのビームが前記光検出手段に受光される際、長波長もしくは短波長のどちらか一方のみを発光することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光走査装置は、長波長ビームは２走査の間に重ね合わせのドットを形成し、短波長は走査線上にドットを形成することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ駆動回路を備えた画像形成装置の光走査装置に関し、より詳細には、レーザ光源からの画素変調されたレーザ光を感光体や、静電記録媒体等の像担持面上に導光して、その面上に例えば静電潜像から成る画像情報を形成するようにしたデジタル画像形成装置のレーザ制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の重なり合った潜像を形成することで走査線の間にドットを形成する画像形成装置の光走査装置においては、１つのレーザを用いて画像を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術において、隣り合った走査線上に２つ、そしてその間に１つの、並んだ３つの点を打つ場合に、１つのレーザでドットを形成すると３つの点が重なり合い、大きな１つの点になってしまう。
【０００４】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするものは複数の波長を有する発光素子を使用することにより、高い解像度を有する画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像形成体上に帯電、像露光を行うことにより形成した潜像を現像してトナー像を形成する画像形成装置に用いるす光走査装置において、複数の波長を有する発光素子と、前記複数の波長を有する発光素子を画像信号に応じて駆動させる波長変更手段とを有することを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記発光素子は、画像信号によって長波長のビームを発する発光素子と、短波長のビームを発する発光素子を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光走査装置において、前記波長変更手段は、画像信号に応じて前記長波長のビームを発する発光素子と、前記短波長のビームを発する光発光素子を切り替えて出力することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光走査装置において、前記光走査装置は、更に前記発光素子の光量を検出する光検出手段を有し、前記発光素子からのビームが前記光検出手段に受光される際、長波長もしくは短波長のどちらか一方のみを発光することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の光走査装置において、前記光走査装置は、長波長ビームは２走査の間に重ね合わせのドットを形成し、短波長は走査線上にドットを形成することを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成により、本発明によれば、入力された画像信号に応じて画素変調信号を生成し、変調信号に応じてレーザビームを像担持体上に照射し、画像情報を書き込み可視像化する手段を有し、その像を転写部材上に転写、定着して画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置において、入力された画像信号に応じて走査線の間に画像を形成する場合には長波長側の発光素子、走査線上に画像を形成する場合には短波長側の発光素子を駆動させることにより、隣り合った走査線上に２つ、そしてその間に１つの並んだ３つの点を打つ場合において、３つの点が重なりあい、大きな１つの点になってしまうことのない高い解像度を有する光走査装置を提供することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示した装置全体の断面図で、図中符号１は原稿給紙装置で、この原稿給紙装置１上に積載された原稿は、１枚づつ順次２の原稿台ガラス面上に搬送される。原稿が搬送されると、３のスキャナー部分のランプが点灯し、かつ４のスキャナーユニットが移動して原稿を照射する。原稿の反射光は、ミラー５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後、イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、直接、あるいは、一旦画像メモリ（図示せず）に記憶され、再び読み出された後、露光制御部１０に入力される。
【００１３】
露光制御部１０が発生させる照射光によって感光体１１上に作られた潜像は、電位センサ１００によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているか監視され、次いで、現像器１２あるいは１３によって感光体１１上の潜像画像が現像される。潜像とタイミングを合わせて転写部材積載部１４あるいは１５より、転写部材が搬送され、転写部１６において、上述した現像されたトナー像が転写部材上に転写される。
【００１４】
転写されたトナー像は定着部１７にて転写部材に定着された後、排紙部１８より装置外部に排出される。転写後の感光体１１の表面をクリーナ２５で清掃し、クリーナ２５で清掃された感光体１１の表面を補助帯電器２６で除電して１次帯電器２８において良好な帯電を得られるようにした上で、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ２７で消去し、１次帯電器２８で感光体１１の表面を帯電し、この工程を繰り返すことで複数枚の画像形成を行う。
【００１５】
図２は、露光制御部の構成を示す図で、図中符号３１は半導体レーザである。半導体レーザ３１の内部には、レーザ光の一部を検出するＰＤセンサが設けられ、ＰＤの検出信号を用いてレーザダイオードのＡＰＣ制御を行う。半導体レーザ３１から発したレーザビームは、コリメータレンズ３５及び絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射する。回転多面鏡３３は、矢印の様な方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビーム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光は、ｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。
【００１６】
一方、ｆ−θレンズ３４は、同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うために、光ビームは、像担持体としての感光体１１上に図の矢印の方向に等速で結合走査される。なお、符号３６は、回転多面鏡３３からの反射光を検出するビームディテクト（以下、ＢＤという）センサであり、ＢＤセンサ３６の検出信号は、回転多面鏡３３の回転とデータの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。
【００１７】
図３は、本実施例の構成を示したブロック図で、レーザチップ１１９は、図２における半導体レーザ３１の内部構成を示したものであり、７８０ｎｍ帯域の赤外ビームを発光するＡレーザ１１２、６８０ｎｍ帯域の赤色ビームを発光するＢレーザ１１３、Ａレーザ、Ｂレーザの光量を検出するＰＤセンサ１１１から構成されるツインレーザである。Ａパルス電流源１０２はＡレーザ１１２のパルス電流源、Ａバイアス電流源１０１は温度などの要因で変化するＡレーザの光量を制御するためのバイアス電流源、Ｂパルス電流源１０３はＢレーザ１１３のパルス電流源、Ｂバイアス電流源１０４は温度などの要因で変化するＢレーザの光量を制御するバイアス電流源である。コントローラ部１１８は、１ｂｉｔの信号で文字部と画像部の像域を表す信号ＤＡＴＡ１、４ｂｉｔの信号で画像の階調性をあらわすＤＡＴＡ２という２つの信号を入力し、その２つの信号に応じてＤＡＴＡ１が高い階調性が要求される画像部の場合と、高い解像度が要求される文字部であり、かつ２つの走査線の間にドットを形成する場合にＳＩＧＮＡＬ１に信号を出力し、また高い解像度が要求される文字部でかつ走査線上にドットを形成する場合においてはスポットエリアの小さい赤色レーザビームを発光させるためにＳＩＧＮＡＬ２に信号を出力させるという機能を有するコントローラ部１１８と、ＳＩＧＮＡＬ１を画素変調して出力するＡレーザ用画素変調部１０９と、ＳＩＧＮＡＬ２を画素変調して出力するＢレーザ用画素変調部１１０から成り立っている。Ａレーザ１１２は、ＳＩＧＮＡＬ１とシーケンスコントローラ１１７からＡＰＣ回路１１６を経由し出力されるフル点灯信号ＡＦＵＬＬのＯＲを出力する論理素子１０７によりＯＮ／ＯＦＦするＡパルス用スイッチ１０５によって発光を制御される。Ｂレーザ１１３も同様に、ＳＩＧＮＡＬ２とシーケンスコントローラ１１７からＡＰＣ回路１１６を経由し出力されるフル点灯信号ＢＦＵＬＬのＯＲを出力する論理素子１０８によりＯＮ／ＯＦＦするＢパルス用スイッチ１０６によって発光を制御される。
【００１８】
また、ＰＤセンサ１１１が出力するモニター電流信号は、電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器１１４で電圧信号に変換され、増幅器１１５で増幅されてＡＰＣ回路１１６に入力される。ＡＰＣ回路１１６は、増幅されたＰＤセンサ出力ＶＰＤをサンプル／ホールド回路によりＡレーザ１１２、Ｂレーザ１１３のそれぞれの信号ＶＡＳＨ、ＶＢＳＨに分離し、シーケンスコントローラから出力されるＶＡＲＥＦ、ＶＢＲＥＦとそれぞれを比較し、その差信号によりＶＡＡＰＣ、ＶＢＡＰＣを出力する。この信号ＶＡＡＰＣ、ＶＢＡＰＣに応じてバイアス電流源の電流を制御する。
【００１９】
図５は、ＡＰＣ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。ＶＡＰＤはＡレーザのＯＲ論理回路１０７からの出力信号、ＶＢＰＤはＢレーザのＯＲ論理回路１０８からの出力信号、ＶＰＤはＰＤセンサ１１１から出力された電流を、電流／電圧回路１１４により電圧に変換され、増幅器１１５により増幅された信号、ＡＳ／ＨはＡレーザ点灯時のシーケンスコントローラ１１７からのサンプル／ホールド信号（以下Ｓ／Ｈと呼ぶ）、ＢＳ／ＨはＢレーザ点灯時のシーケンスコントローラ１１７からのＳ／Ｈ信号であり、ＶＡＰＤとＶＢＰＤがそれぞれＡＳ／Ｈ、ＢＳ／Ｈの時間に図４のコンデンサ２０３、２０６にホールドされた電圧ＶＡＳＨ、ＶＢＳＨとそのホールドされた電圧と所定の光量を発光するように予め設定された電圧ＶＡＲＥＦ、ＶＢＲＥＦとを図４の比較器２０４、２０７により比較することで、ＶＡＳＨ＜ＶＡＲＥＦ、ＶＢＳＨ＜ＶＢＲＥＦであるならばバイアス電流源１０１、１０４に出力されるＶＡＡＰＣ、ＶＢＡＰＣはバイアス電流を増加させるように制御され、ＶＡＳＨ＞ＶＡＲＥＦ、ＶＢＳＨ＞ＶＢＲＥＦならばＶＡＡＰＣ、ＶＢＡＰＣはバイアス電流源１０１、１０４にバイアス電流を減少させるように制御される。図３より２つのレーザ１１２，１１３に対してＰＤセンサ１１１は一つであることから、Ａレーザ、Ｂレーザのそれぞれの光量を一定にするためには、Ａレーザ、Ｂレーザを別々に受光する必要がある。そのため、このタイミングチャートではＡレーザ、Ｂレーザの発光とＡＳ／ＨとＢＳ／Ｈのタイミングをずらし、片方ずつ制御している。
【００２０】
図６は、従来の技術である２つの潜像を重ねることにより走査線の間にドットを形成したときの図であり、図の上段は静電潜像を上から見た様子、中段は潜像の電位の深さ、下段は印刷されるドットの形である。大きな潜像を作って重なりあう部分を作ることで、深い電位を形成し、走査線の間にドットを印刷している。
【００２１】
図７は、一つのレーザで隣り合った走査線上に２つ、そしてその間に１つの、並んだ３つの点を打った場合の図である。３つのドットを打つために潜像を大きくすると、ドットが重なり合い大きな一つのドットになってしまう。
【００２２】
図８は、２つのレーザで隣り合った走査線上に２つ、そしてその間に１つの、並んだ３つの点を打った場合の図である。潜像が大きくなる長波長のレーザで走査線間にドットを形成し、さらに小さく深い潜像を形成できる短波長のレーザで走査線上に潜像することによりきれいに３つ並んだドットを形成することができ、高い解像度を有する画像を提供できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像信号により複数種類の波長を有するレーザを用いることによって、高い解像度を有する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施例であるデジタルプリンタ装置の構成を示す図
【図２】デジタルプリンタ装置の露光制御部の構成を示す図
【図３】本実施例のレーザ駆動回路の構成の一例を示す図
【図４】ＡＰＣ回路の一例を示す図
【図５】ＡＰＣ回路の動作を説明するためのタイミングチャート
【図６】重ね合わせのドットを形成した場合の図
【図７】長波長レーザのみで３つ並んだドットを表現しようとした場合の図
【図８】長波長レーザと短波長レーザを用いて３つ並んだドットを形成したときの図
【符号の説明】
１　原稿給紙装置
２　原稿台ガラス面
３　スキャナー部分
４　スキャナーユニット
５，６，７　ミラー
８　レンズ
９　イメージセンサ部
１０　露光制御部
１１　感光体
１２，１３　現像器
１４，１５　転写部材積載部
１６　転写部
１７　定着部
１８　排紙部
２５　クリーナ
２６　補助帯電器
２７　露光ランプ
２８　１次帯電器
３１　２波長半導体レーザ
３２　絞り
３３　回転多面鏡
３４　ｆ−θレンズ
３５　コリメータレンズ
３６　ビームディテクト（ＢＤ）センサ
１００　電位センサ
１０１　Ａレーザバイアス電流源
１０２　Ａレーザパルス電流源
１０３　Ｂレーザパルス電流源
１０４　Ｂレーザバイアス電流源
１０５　Ａレーザスイッチ
１０６　Ｂレーザスイッチ
１０７　ＡレーザＯＲ論理素子
１０８　ＢレーザＯＲ論理素子
１０９　Ａレーザ画素変調部
１１０　Ｂレーザ画素変調部
１１１　ＰＤセンサ
１１２　Ａレーザ
１１３　Ｂレーザ
１１４　電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器
１１５　増幅器
１１６　ＡＰＣ回路
１１７　シーケンスコントローラ
１１８　コントローラ部
１１９　レーザチップ
１２０　画像信号制御部
２０１　基準抵抗
２０２　Ａレーザ側アナログスイッチ
２０３　Ａレーザ側コンデンサ
２０４　Ａレーザ側比較器
２０５　Ｂレーザ側アナログスイッチ
２０６　Ｂレーザ側コンデンサ
２０７　Ｂレーザ側比較器
【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】
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【図８】
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