(57)【要約】【課題】感光体に到達するレーザ光量の変動及び感光体の感度ムラによる画像濃度変動を防ぐことができる露光装置等を提供する。【解決手段】レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置において、前記レーザ光を発光するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子に流れる電流を供給する第１の定電流源と、前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段と、前記第１の定電流源によって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く第２の定電流源とを備えた事を特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置において、
前記レーザ光を発光するレーザ発光素子と、
前記レーザ発光素子に流れる電流を供給する第１の定電流源と、
前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段と、
前記第１の定電流源によって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く第２の定電流源とを備えた事を特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタや複写機等に用いられる露光装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザを光源として画像形成を行う装置として、コンピュータ周辺機器のレーザビームプリンタや複写機等が知られている。レーザプリンタにおける画像形成プロセスは、一様に帯電された感光体上にレーザ光を照射、除電し、その除電部にトナーを付着して現像し、そのトナー像を転写材に転写した後、定着して出力するといのが一般的である。図６に示すように、一様に電位ＶＤで帯電された感光体上にレーザ光Ｌが照射されると、その部分の電位はＶＬとなり、トナーが付着する。
【０００３】
画像の濃淡を形成する手段としてＰＷＭ方式があるが、ＰＷＭ方式は画像情報に基づいて各画素のレーザ光の照射パルス幅を変化させるもので、その一構成例としては図７に示すようなものがある。
【０００４】
図７中のＩｏｐは定電流源、ＬＤはレーザ発光素子、ＬＤＤはスイッチング素子Ｔｒを含むレーザ発光素子駆動回路であり、画像データ（ＤＡＴＡ１）に応じてスイッチ素子Ｔｒがスイッチングして、レーザ発光素子ＬＤの点灯、消灯が制御される。レーザ発光素子ＬＤの点灯時のレーザパワーは、定電流源Ｉｏｐの電流値で決定される。
【０００５】
上記制御により、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ２よりもパルス幅を広くすると、レーザ光Ｌ１が照射された部分はレーザ光Ｌ２が照射された部分よりも付着するトナー量が多くなる。このようにレーザ発光素子ＬＤの点灯、消灯時間の割合を変化させることにより、付着するトナー量を変化させて転写材に転写される画像の濃淡を表現するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像の濃淡を形成する手段としてＰＷＭ方式を採用する上記従来の画像形成装置では、同じ画像情報によってレーザ光を感光体に照射しても、図８（ａ）のＬＰ１、ＬＰ２のように感光体上に照射されるレーザ光の光量が変動してしまうと、感光体上の電位がそれぞれＶＬ１、ＶＬ２となり、画像濃度に変動が生じてしまう。
【０００７】
また、図８（ｂ）のように、感光体上に照射されるレーザ光の光量ＬＰ３が同じでも、感光体の感度ムラ等があると、感光体上の電位がそれぞれＶＬ３、ＶＬ４となり、やはり画像濃度に変動が生じてしまう。
【０００８】
感光体上に照射されるレーザ光の光量変動及び感光体の感度ムラの例としては、下記のようなものがある。
【０００９】
レーザ光を感光体面上に走査する方式として図９（ａ）に示すように回転多面鏡Ｍの反射面より小さな光束を照射するＵＳＦ（Ｕｎｄｅｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｃａｎｎｅｒ）方式と、図９（ｂ）に示すように回転多面鏡Ｍの反射面より大きな光束を照射するＯＦＳ（Ｏｖｅｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｃａｎｎｅｒ）方式がある。このうち騒音、回転数、発熱等で大きな利点のあるＯＦＳ方式が採用され始めているが、主走査方向の光量分布において不均一性の問題がある。
【００１０】
この主走査方向の光量分布の不均一性は、図１０に示すように回転多面鏡Ｍの角度が変化することによって発生する反射光量の変化によるものである。この反射光量の変化により、角度の小さい主走査方向中央部より、角度の大きい主走査方向端部付近で感光体に到達するレーザ光量が低下する。レーザ光量の変動は、前述したように濃度変動につながってしまう。
【００１１】
高い耐久性を有するアモルファスシリコン系の感光体は、近年注目されているが、製造工程において膜厚、膜質にムラが発生しやすく、この膜厚、膜質のムラが、帯電、露光除電時の感度に影響を及ぼすという問題がある。
【００１２】
アモルファスシリコンに一定の光量でレーザ光を照射した時の電位は、主走査方向では、図１１（ａ）に示すような電位ムラが発生し、副走査方向では、図１１（ｂ）に示すような電位ムラが発生する。感光体の感度ムラは前述したようにやはり濃度ムラにつながってしまう。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、感光体に到達するレーザ光量の変動及び感光体の感度ムラによる画像濃度変動を防ぐことができる露光装置等を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置において、前記レーザ光を発光するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子に流れる電流を供給する第１の定電流源と、前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段と、前記第１の定電流源によって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く第２の定電流源とを備えた事を特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
＜画像形成装置の構成及び動作＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る露光装置が搭載された画像形成装置の概略構成図である。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置は、電子写真プロセス方式の画像形成装置で構成されている。図１中の１は像担持体としての回転ドラム型の感光体であり、接地されたアルミシリンダーの外周面にアモルファスシリコン等の無機感光体の光導電層を形成したもので、不図示の駆動手段により矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００１８】
２は帯電装置としての接触帯電ローラであり、この帯電ローラ２は感光体１に従動して回転し、不図示の帯電高圧電源から所定の電圧が印加され、これにより感光体１の周面が所定の極性、電位に均一に一次帯電処理される。次いで、その感光体１の一次帯電処理面に露光装置３と回転多面鏡５により、目的の画像情報に応じて走査線に沿って露光Ｌがなされて、感光体１の面に該画像情報の静電潜像が形成される。
【００１９】
現像器４に、不図示の現像高圧電源から所定の電圧が印加され、これにより潜像がトナー画像として現像される。そのトナー画像が、転写装置として機能する転写ローラ６と感光体１との圧接部である転写ニップ部６ａにおいて、該転写ニップ部６ａに不図示の給紙部から所定のタイミングで給送された転写材Ｐに転写されていく。転写ローラ６には、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアス電圧が印加されている。転写ニップ部６ａでトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、不図示の搬送手段によって定着装置８へ導入されてトナー画像が永久像として定着され、画像形成物として出力される。
【００２０】
そして、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光体１の表面は、クリーニング装置７によって転写残トナー等が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００２１】
＜露光装置３の構成＞
次に、上記電子写真プロセスの画像形成装置に搭載される本実施形態の露光装置の構成について、図２を参照して説明する。図２は、図１中の画像形成装置に搭載された本実施形態の露光装置３の構成図である。
【００２２】
図２中の３１は第１の定電流源であり、この第１の定電流源３１にレーザ発光素子ＬＤがアノードＮ１を介して直列に接続されている。ＬＤＤはスイッチング素子Ｔｒを含むレーザ発光素子駆動回路であり、多値を表す画像データ（ＤＡＴＡ１）に応じてスイッチ素子Ｔｒがスイッチングして、レーザ発光素子ＬＤの点灯、消灯が多段階に制御される。
【００２３】
さらに、第２の定電流源３２が前記第１の定電流源３１に直列、前記レーザ発光素子ＬＤと並列に接続されている。第２の定電流源３２は、オペアンプ３２ａ、ＮＰＮトランジスタ３２ｂ、及び抵抗素子３２ｃから構成され、ＮＰＮトランジスタ３２ｂのコレクタが前記アノードＮ１に接続され、エミッタが抵抗素子３２ｃを介して接地されている。そして、オペアンプ３２ａの負極端子がトランジスタ３２ｂのエミッタに接続され、オペアンプ３２ａの出力端子がトランジスタ３２ｂのベースに接続されている。
【００２４】
また、補正データメモリ３３を備え、この補正データメモリ３３には、主走査方向中央付近と端部付近とで感光体１に到達するレーザ光量が異なる現象を補正するための補正用データが記憶されている。補正データメモリ３３の出力側には、前記補正用データをデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器３４と、Ｄ／Ａ変換器３４の高周波域成分をカットするローパスフィルタ（ＬＰＦ）３５とが順次接続され、ＬＰＦ３５の出力側が前記オペアンプ３２ａの正極端子に接続されている。
【００２５】
＜露光装置３の動作＞
次に、画像形成時の濃度ムラが発生するのを防ぐために、回転多面鏡５に反射されて感光体１面上に走査されるレーザ光のレーザパワーを補正する露光装置３の動作について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、レーザ発光素子ＬＤに流れる電流ＩＬとレーザパワーＬＰとの関係図である。また、図４は、光源と感光体１上のレーザパワーＬＰと関係図であり、同図（ａ）は、補正前の関係を示し、同図（ｂ）は補正後の関係を示している。
【００２６】
画像データ（ＤＡＴＡ１）に応じて、レーザ発光素子駆動回路ＬＤＤ内のスイッチ素子Ｔｒがスイッチングし、レーザ発光素子ＬＤの点灯、消灯が制御される。レーザ発光素子ＬＤの点灯時の最大レーザパワーは、第１の定電流源Ｉｏｐの電流値で決定される。
【００２７】
更に、主走査方向中央付近と端部付近とで感光体１に到達するレーザ光量が異なる現象を補正するための補正用データが補正データメモリ３３に記憶され、その補正データがＤ／Ａコンバータ３４及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）３５を介して第２の定電流源３３に入力し、その結果、第２の定電流源３３の電流値Ｉｏｐ２が補正される。この時のレーザ発光素子ＬＤＬＤに流れる電流ＩＬは、
ＩＬ＝Ｉｏｐ−Ｉｏｐ２
で表される。
【００２８】
一般にレーザ発光素子ＬＤに流れる電流ＩＬとレーザパワーＬＰの関係は図３に示す通りであるため、レーザ発光素子ＬＤに流れる電流ＩＬの値を制御することで、レーザパワーを制御することが可能である。
【００２９】
レーザ発光素子ＬＤから発せられるレーザパワーＬＰと、感光体１上に到達した時のレーザ光量ＬＰＳとの関係が図４（ａ）に示すような場合、図４（ｂ）に示すようにレーザパワーＬＰを補正すると（ＬＰ’）、感光体１上に到達した時のレーザ光量ＬＰＳ’は均一になる。
【００３０】
このように、本実施形態では、第１の定電流源３１によってレーザの最大パワーを決定し、補正データ用メモリ３３に記憶された補正用データに応じて、第１の定電流源３１からレーザ発光素子ＬＤに供給される電流の内、補正電流分を第２の定電流源３２によって引き抜くようにしたので、レーザ発光素子ＬＤから発せられるレーザパワーを前記補正用データに応じて補正することができ、感光体１に到達するレーザ光量の変動による画像濃度変動を防ぐことができる。
【００３１】
また、最大電流から補正電流を引き抜く構成を採ることによって、レーザ発光素子ＬＤに必要以上の電流が流れるのを防ぐことができる。
【００３２】
［第２実施形態］
第２実施形態では、補正データメモリ３３に、感光体１の感度ムラを補正するための補正用データが記憶されている点のみが、上記第１実施形態と異なる点であり、その他の構成は図１および図２に示すものと同一である。
【００３３】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る露光装置におけるレーザパワー照射時の感光体１上の電位を示す図であり、同図（ａ）は一定のレーザパワー照射時の感光体１上の電位を示し、同図（ｂ）は、補正後のレーザパワー照射時の感光体１上の電位を示している。
【００３４】
例えば、感光体１に照射されるレーザパワー一定（ＬＰ）時に主走査方向の電位のムラＶが図５（ａ）に示すような場合、図５（ｂ）に示すようにレーザパワーを補正すると（ＬＰ’）、感光体１上の電位Ｖ’は均一になる。
【００３５】
このように本実施形態では、本実施形態では、第１の定電流源３１によってレーザの最大パワーを決定し、補正データ用メモリ３３に記憶された補正用データに応じて、第１の定電流源３１からレーザ発光素子ＬＤに供給される電流の内、補正電流分を第２の定電流源３２によって引き抜くようにしたので、レーザ発光素子ＬＤから発せられるレーザパワーを前記補正用データに応じて補正することができ、感光体１の感度ムラによる画像濃度変動を防ぐことができる。
【００３６】
なお、上記第１及び第２実施形態では、それぞれ感光体１に照射されるレーザ光量の主走査方向の中央付近と端部付近の差及び感光体の感度ムラに対する補正について説明したが、濃度ムラの他の要因についても補正可能であり、複数の要因の組み合わせに対する補正も可能である。
【００３７】
［実施態様］
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００３８】
＜実施態様１＞
レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置において、前記レーザ光を発光するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子に流れる電流を供給する第１の定電流源と、前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段と、前記第１の定電流源によって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く第２の定電流源とを備えた事を特徴とする露光装置。
【００３９】
＜実施態様２＞
レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置において、第１の定電流源と、前記第１の定電流源に直列に接続され前記レーザ光を発光するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段と、前記第１の定電流源に直列に接続されると共に前記レーザ発光素子と並列に接続された第２の定電流源とを有し、前記第１の定電流源は、前記レーザ発光素子で発光されるレーザ光のレーザパワーの最大値を決定し、前記第２の定電流源は、前記第１の定電流源よって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く構成にしたことを特徴とする露光装置。
【００４０】
＜実施態様３＞
補正用データを記憶する補正データ用メモリを有し、前記第２の定電流源は、前記補正データ用メモリから読み出された前記補正用データに応じた電流を前記補正分とする構成にしたことを特徴とする実施態様１または２に記載の露光装置。
【００４１】
＜実施態様４＞
前記入力データは、多値を表すデータで構成し、前記発光素子駆動手段は、前記レーザ発光素子を前記入力データに応じて多段階に発光付勢することを特徴とする実施態様１乃至３に記載の露光装置。
【００４２】
＜実施態様５＞
レーザ光を発光するレーザ発光素子と、前記レーザ発光素子に流れる電流を供給する第１の定電流源と、前記レーザ発光素子を入力データに応じて駆動する発光素子駆動手段とを備え、前記レーザ光を感光体面上に走査して露光を行う露光装置のレーザーパワー補正方法において、前記第１の定電流源により、前記レーザ発光素子で発光されるレーザ光のレーザパワーの最大値を決定し、該第１の定電流源によって前記レーザ発光素子に流れる電流から補正分を引き抜く事を特徴とする露光装置のレーザーパワー補正方法。
【００４３】
＜実施態様６＞
前記第２の定電流源は、補正用データを記憶する補正データ用メモリから読み出された前記補正用データに応じた電流を前記補正分とすることを特徴とする実施態様５に記載の露光装置のレーザーパワー補正方法。
【００４４】
＜実施態様７＞
前記入力データは、多値を表すデータで構成され、前記発光素子駆動手段は、前記レーザ発光素子を前記入力データに応じて多段階に発光付勢することを特徴とする実施態様５または６に記載の露光装置のレーザーパワー補正方法。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、感光体に到達するレーザ光量の変動及び感光体の感度ムラによる画像濃度変動を防ぐことが可能になる。また、最大電流から補正分に相当する補正電流を引き抜く構成をとるようにしたので、レーザ発光素子に必要以上の電流が流れるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置が搭載された画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１中の画像形成装置に搭載された本実施形態の露光装置の構成図である。
【図３】レーザ発光素子ＬＤに流れる電流ＩＬとレーザパワーＬＰとの関係図である。
【図４】光源と感光体１上のレーザパワーＬＰと関係図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る露光装置におけるレーザパワー照射時の感光体上の電位を示す図である。
【図６】感光体上の電位とトナー量の関係を示す図である。
【図７】ＰＷＭ方式を用いた従来の露光装置の構成を示す回路図である。
【図８】従来の課題を説明する図である。
【図９】レーザ光を感光体面上に走査する方式を示す図である。
【図１０】従来の課題を説明する図である。
【図１１】従来の課題を説明する図である。
【符号の説明】
３１  第１の定電流源
３２  第２の定電流源
３３  補正データメモリ
３４  Ｄ／Ａ変換器
３５  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
ＬＤ  レーザ発光素子
ＬＤＤ  レーザ発光素子駆動回路
【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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【図９】
2004249591.tif 000011
【図１０】
2004249591.tif 000012
【図１１】
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