(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの信号によってレーザダイオードをＯＮ／ＯＦＦするレーザ発光制御手段と、前記レーザ光を所定のスポット径に集光し走査する光学ユニットと、感光体、及びその上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像器と、前記感光体上に形成されたトナー像を重ね合わせるための中間転写体と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧して定着させる定着器を備えた電子写真装置において、前記レーザ発光制御手段は、レーザパワーを所定の出力で制御するレーザパワー出力制御手段と、前記レーザパワーの階調を設定するレーザパワー階調設定手段を備え、前記レーザパワー出力制御手段のＶｍ、ＶｍＧ端子間に接続されたボリューム抵抗で、前記レーザダイオードのモニタ電流を電圧に変換し、レーザパワー出力の大きさを調整する第一のレーザパワー調整手段と、前記レーザパワー階調設定手段内に設けられたボリューム抵抗で、ＯＰアンプを使用し複数のＲＥＦ信号のＯＮ／ＯＦＦによって前記レーザパワー出力制御手段のＶｒ端子に入力する電圧値を可変し、レーザパワー階調特性の傾きを調整する第二のレーザパワー調整手段とを設け、前記複数のＲＥＦ信号をＯＦＦにして最大となる電圧値をＶｒ端子に入力して前記第一のレーザパワー調整手段により前記レーザパワーの最大点を調整し、前記複数のＲＥＦ信号をＯＮにして最小となる電圧値をＶｒ端子に入力して前記第二のレーザパワー調整手段により前記レーザパワーの最小点を調整すること特徴とした電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置に係り、特にレーザ制御におけるレーザパワー調整手段及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置のレーザパワー設定は、レーザダイオード内に設けられたモニタ用ピンフォトダイオードに発生するモニタ電流Ｉｍを用いてその発光量の制御を行っている。具体的にはモニタ電流を電圧に変換し、レーザパワー出力制御手段の調整回路にフィードバックすることによって出力の制御を行う。調整回路ではフィードバックされてくる電圧を所定の値になるようにレーザダイオード自体に流す電流を制御する。前記モニタ電流を電圧に変換するために抵抗を付加するが、レーザダイオードのモニタ電流特性にバラツキがあるためボリューム抵抗を用いて微調整することが一般的に行われている。
【０００３】
また、レーザパワーを可変制御するためにリファレンス信号を取り込んで、レーザパワーの階調を設定している。電子写真装置の状態や環境に応じてレーザパワーを可変し、画像品質の安定化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のような階調を設けたレーザ発光制御手段では、レーザパワーの調整を階調の中心において所定の出力値が得られるようにモニタ電流の電圧変換用に付加したボリューム抵抗で調整を行っている。このような方法で調整されたレーザパワーの階調特性は、中心階調から離れるに従って電子写真装置間でのレーザパワーバラツキが大きくなってしまう。なぜならば、レーザダイオードのモニタ電流とスロープ効率（レーザダイオードに流れる電流に対するレーザ発光量の変化の割合）の特性にバラツキがあり、レーザパワーの階調の傾きは前記の特性に依存して決まってしまうからである。その結果、電子写真装置間で最終出力画像の色合い等が異なってしまうという問題がある。本発明の目的は、階調のどの段階においてもレーザパワー出力値の安定化を図り、電子写真装置間の画像品質のバラツキを低減するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するため、本発明では階調の所定の２点間でレーザパワーを調整する方法を提案する。具体的には、レーザパワー出力の大きさを調整する第一のレーザパワー調整手段と、レーザパワー階調特性の傾きを調整する第二のレーザパワー調整手段を設ける。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図９を用いて説明する。
【０００７】
先ず、本発明を適用する電子写真装置の全体構成の一例を図５に示す。表面に有機光導電材料（ＯＰＣ）を塗布した感光体ベルト２は、画像作成動作時、図中矢印の方向に回転駆動される。ベルトクリーナ３は、トナー像を作成終了後の感光体ベルト２に残った残留トナーを除去する。帯電器４は、感光体ベルト２の表面に静電潜像を形成するのに必要な電荷を帯電させる。光学ユニット１から出射されるレーザ光は、帯電された感光体ベルト２の表面を露光して静電潜像を形成する。現像器５〜８は、感光体ベルト２の表面に形成された静電潜像を一回目ブラック，二回目シアン，三回目マゼンタ，四回目イエローの順で各色トナーにより現像する。中間転写ドラム９は、感光体ベルト２との接触により回動し、感光体ベルト２の表面に形成されたトナー像をブラック，シアン，マゼンタ，イエローの順で中間転写ドラム９上に転写（第一転写）し、重ね合わせることによってカラートナー画像を形成させる。転写ローラ１０は、中間転写ドラム９上に形成されたカラートナー画像を記録媒体１４の裏側から逆極性の電界を加えることによって記録媒体１４上に転写（第二転写）させる。定着器１２は、記録媒体１４上に転写されたトナーを熱と圧力により溶着させる。ドラムクリーナ１３は、中間転写ドラム９上からカラートナー画像が記録媒体１４上に転写された後に表面に残った残留トナーを除去する。
【０００８】
次に、図４を用いて光学ユニットの構成について説明する。レーザダイオード１５は、実際にはレーザ発光制御手段１６の回路基板上に実装されており、メイン制御手段１７からの命令によって、レーザ発光のＯＮ／ＯＦＦやレーザパワーの調整等を行う。発光したレーザ光はコリメータレンズ１９に入射され集光される。集光されたレーザ光はスリット２０を通してポリゴンスキャナモータ１８のミラー面に照射される。ポリゴンスキャナモータ１８の駆動信号は、レーザ発光制御手段１６を中継してメイン制御手段１７から送られてくる。ポリゴンミラーの回転により走査されたレーザ光はＦ−θレンズ２１、シリンダーレンズ２２を通って図示していない感光体ベルト上に照射される。一走査毎のレーザ光の先頭は、反射ミラー２３によって反射されＢＤＴ検出手段２４に入射される。ＢＤＴ検出手段２４は、１ラインの画像データを送り始める為のホームポジション信号を作る役割をしている。ホームポジション信号もレーザ発光制御手段１６を中継してメイン制御手段に入力される。
【０００９】
レーザ発光制御手段１６の詳細について図１を用いて説明する。レーザ発光制御の動作自体は専用のレーザ制御ＩＣ（レーザパワー出力制御手段）２７で行っている。レーザダイオード１５のレーザ素子２５側をＬＤ端子、ピンフォトダイオード素子２６側をＰＤ端子に接続する。ボリューム抵抗Ａ（第一のレーザパワー調整手段）２９をＶｍ，ＶｍＧ端子間に接続する。レーザパワーの階調を設定するレーザパワー階調設定手段２８はＶｒ端子に接続する。レーザ制御ＩＣ２７は状態命令信号であるＳ／Ｈ（調整／保持）端子により制御される。レーザの発光は、ＶＩＤＥＯ信号のＯＮ／ＯＦＦによって行われる。レーザパワー出力を所定の値に設定する動作は、先ず状態命令信号Ｓ／ＨをＬにすることによってレーザ制御ＩＣを調整モードにする。次に、ＶＩＤＥＯ信号をＬにすることによってレーザを発光させる。ＬＤ端子に電流が引き込まれレーザ素子２５が発光する。レーザが発光するとピンフォトダイオードにレーザ発光量に応じたモニタ電流が流れる。モニタ電流はレーザ制御ＩＣを経由してボリューム抵抗Ａ２９に流れ込み電圧が発生する。レーザ制御ＩＣはＶｒに入力された階調のデータ電圧とモニタ電圧Ｖｍが同じ電圧値になるようにＬＤから引き込む電流値を自動調整する。ＶｒとＶｍが同じ値になったらレーザは一定のパワーで発光するので、状態命令信号Ｓ／ＨをＨにしてレーザ制御ＩＣをホールド状態にする。以後はＶＩＤＥＯ信号のＯＮ／ＯＦＦを行うことでレーザを所定のパワーで発光することができる。レーザパワーは、ボリューム抵抗Ａ２９によってモニタ電流を可変する方法と階調データであるＶｒの電圧値を可変する方法で設定することができる。
【００１０】
レーザパワー階調設定手段２８の詳細回路について図２を用いて説明する。本回路は、ＯＰアンプ３１による電流−電圧変換回路である。抵抗３２，３３は基準電圧Ｖａを設定する。抵抗３８〜４１はＲＥＦ１〜４のデジタル信号をアナログ信号に変換するための重み付けの役割を持っている。トランジスタ３４〜３７はＲＥＦ１〜４によってＯＮ／ＯＦＦされ、４ビット１６階調を設定することができる。ＲＥＦ信号は４本に限るものではなく、ビットを増やすことによって階調の段階を増やすことができる。ボリューム抵抗Ｂ３０は、本発明における第二のレーザパワー調整手段である。従来方法ではこの抵抗を固定抵抗にしていたためレーザパワーの階調はレーザダイオードそのものの特性に依存してしまっていた。その階調特性に大きく影響を与えるレーザダイオードの特性は、図９に示すモニタ電流特性である。各メーカとも５ｍＷクラスのレーザにおいては、レーザパワー３ｍＷで０.３〜０.９ｍＡのスペックとなっている。一見狭い様に見えるがレーザパワーの調整上においては非常に広く、ロット毎のバラツキも大きい。また、図８はレーザ駆動電流特性であり、レーザ駆動電流に対するパワーの変化率（スロープ効率）も階調設定に少なからず影響を及ぼしている。
【００１１】
図７は従来方法で調整した時の階調レベルにおけるレーザパワーを示している。調整方法は、階調の中心に当たるノッチ８のＲＥＦデータにおいて、ボリューム抵抗Ａ２９のみ（従来方法では３０は固定抵抗）を使用して調整を行うため理想的な実線に対して点線や破線のようなバラツキが発生してしまう。
【００１２】
上記のような問題点を解決するために抵抗３０をボリューム抵抗Ｂに変更して、階調データとして入力する電圧をレーザダイオードの特性に合った傾きに可変できる構成とする。図３は階調データ電圧の可変の様子を示している。調整方法は図６に示すように、レーザパワー階調の最大と最小の２点で調整を行う。回路構成上先ずＲＥＦデータの影響を０にしてＶｒ電圧最大の点、すなわち階調の最大値Ａ点の調整を第一のレーザパワー調整手段であるボリューム抵抗Ａ２９で行う。次に、ＲＥＦデータをすべて入力した状態すなわち階調の最小値Ｂ点の調整を第二のレーザパワー調整手段であるボリューム抵抗Ｂ３０で行う。このようにレーザパワーの大きさと傾きの２つのパラメータを調整することでレーザダイオード自体が持つ特性のバラツキに依存しない階調特性を得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、上記実施例のようにレーザパワーを階調の所定の２点間で調整することにより、その階調の変化特性がレーザダイオード自体の特性バラツキに依存することが無くなり、電子写真装置間でのレーザパワー階調特性バラツキを低減することができる。その結果、最終出力である画像の品質安定化に効果がある。特に電子写真装置の動作状態や使用環境によってレーザパワーを可変して画像品質の安定化を図っているシステムにおいては大変有効である。
【００１４】
また、レーザダイオード自体はメーカの標準スペックのものを使いこなすことができ、特殊な仕様の取り交わし行う必要も無くなり、量産性向上とコスト低減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ発光制御手段の回路構成を示す概略図である。
【図２】本発明のレーザパワー階調設定回路である。
【図３】レーザパワー階調設定回路の電圧設定を説明する図である。
【図４】レーザ発光制御を含む光学ユニットの構成を示す概略図である。
【図５】電子写真装置の全体構成を示す概略図である。
【図６】本発明の方法で調整した場合のレーザパワー階調特性である。
【図７】従来方法で調整した場合のレーザパワー階調特性である。
【図８】レーザダイオードの駆動電流対レーザパワー特性である。
【図９】レーザダイオードのモニタ電流対レーザパワー特性である。
【符号の説明】
１…光学ユニット、２…感光体ベルト、３…ベルトクリーナ、４…帯電器、５…現像器（Ｋ）、６…現像器（Ｙ）、７…現像器（Ｍ）、８…現像器（Ｃ）、９…中間転写ドラム、１０…転写ローラ、１１…ＡＣ除電器、１２…定着器、１３…ドラムクリーナ、１４…記録媒体、１５…レーザダイオード、１６…レーザ発光制御手段、１７…メイン制御手段、１８…ポリゴンスキャナモータ、１９…コリメータレンズ、２０…スリット、２１…Ｆ−θレンズ、２２…シリンダーレンズ、２３…反射ミラー、２４…ＢＤＴ検出手段、２５…レーザ素子、２６…ピンフォトダイオード素子、２７…レーザ制御ＩＣ（レーザパワー出力制御手段）、２８…レーザパワー階調設定手段、２９…ボリューム抵抗１（第一のレーザパワー調整手段）、３０…ボリューム抵抗２（第二のレーザパワー調整手段）、３１…ＯＰアンプ、３２，３３，３８〜４１…抵抗、３４〜３７…トランジスタ。
【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】
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