(57)【要約】【課題】レーザ光量を最適値のまま保持しつつ、レーザ光源の長寿命化を図る。【解決手段】印刷物を印刷する画像形成装置であって、光源と、光源から発せられる光を偏光走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏光走査された走査光のレベルを検出する走査光検出手段と、走査光検出手段により検出された走査光のレベルが、印刷物を印刷するのに必要なレベルとなるよう、光源から発せられる光の減衰量を任意の値に調整する減衰量調整手段と、を含む。【選択図】図１
2012173552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷物を印刷する画像形成装置であって、
光源と、
前記光源から発せられる光を偏光走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により偏光走査された走査光のレベルを検出する走査光検出手段と、
前記走査光検出手段により検出された前記走査光のレベルが、前記印刷物を印刷するの
に必要なレベルとなるよう、前記光源から発せられる光の減衰量を任意の値に調整する減
衰量調整手段と、
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記走査光が照射される感光体を含み、前記感光体が必要とする露光エネルギー量は、
前記減衰量調整手段により任意の値に調整されることを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項３】
前記必要とする露光エネルギー量が前記減衰量調整手段の調整範囲を超えたとき、前記
光源から発せられる光の出力レベルを制御する制御手段をさらに含むことを特徴とする請
求項２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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置においては、高品質の画像を高速に記憶することができることから、半導体レーザなどのレーザより発振されたレーザビームを用いて画像を形成する、電子写真式の画像形成装置が普及している。
【０００３】
電子写真式印刷装置の画像形成装置は、光源となるレーザと、レーザにより発振されたレーザビームを所定の像に形成するレンズ群と、光導電性を有する感光体上にレーザビームを走査する回転多面鏡と、走査された光を感光体上の所定の位置に結像させるＦθレンズと、これらの構成部品類を実装する光学ベース等により構成されている。
【０００４】
このような画像形成装置においては、さらなる高速高画質化の市場要求に応えるため、レーザをマルチビーム化して対応している。その一手法として、レーザを発振する複数の発光素子が、１チップ上に配列されたレーザダイオードアレイが広く使用されているが、この場合、レーザのドループ特性をより考慮する必要がある。ドループは、レーザの自己発熱によりレーザ光量が低下する現象であり、マルチビーム化により特に顕著に現れる。
【０００５】
ドループが発生すると、レーザ光量が一定とならず、感光体上の静電潜像が崩れ、印刷品質を劣化させる要因となるため、レーザ光量は、ドループの影響を受けない範囲内に設定される必要がある。
【０００６】
レーザ光量の調整手段としては、レンズ透過率の変更や減衰フィルタの挿入により、光学系全体の光利用効率を変更させる手法が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００７】
また、レーザ光量の補正には、光源に内蔵された内部の光量センサを利用する他に、内部センサの劣化に対応するため、光源と回転多面鏡との光路間に外部の光量センサを配置する構成が一般的である。この場合、例えば反射ミラーにより光路を遮断して、レーザ光を外部センサに入射させる必要があるため、一般的にレーザ光量の補正動作は、印刷が停止した状態で実施される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、レーザ光量の補正のため、外部の光量センサを追加する構成はコスト増を招き、また、露光タイミングを決定する信号を生成するためのレーザ光を検出する走査光検出センサを光量センサとして併用し、半導体レーザの駆動電流にフィードバックさせる方法は、例えば光路が外れて外部の光量センサがレーザ光を検出できない場合、過電流が半導体レーザに流れ、半導体レーザを破損させる可能性がある。更に、外部の光量センサにより半導体レーザの駆動電流を補正することにより、半導体レーザの発光量がドループの影響を受けない範囲を逸脱する時期を早めたり、半導体レーザの駆動電流の増加に伴い寿命が短くなったりする要因ともなり得る。もちろん、レーザの仕様変更によるドループ低減策も、レーザの高スペック、高コスト化に繋がるものである。
【０００９】
また、特許文献１には、印刷装置の仕様によらず、印刷速度に応じて光路内に配置された減衰フィルタの減衰率を変更することで、大元であるレーザ光源の光量を一定に保持することが可能となる構成が記載されている。しかしながら、経時的なレーザ光量の変化に対する補正に関しては考慮されていないため、印刷速度に応じて減衰フィルタの減衰率を変更することで、大元であるレーザ光源の光量を一定に保持できたとしても、例えば、レーザ光源の劣化や、印刷装置内の粉塵等により、光学系のレンズ表面が汚染されることで経時的に光学系全体の光利用効率が低下した場合に、感光体上の露光エネルギー量が、実際に必要な露光エネルギー量よりも低くなってしまうという問題が残る。また、半導体レーザの長寿命化についてまでは言及されていない。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、印刷速度や経時的な画像形成装置の劣化によらず、レーザ光量を最適値のまま保持しつつ、レーザ光源の長寿命化を図ると共に、感光体上の露光エネルギー量を一定に保つことで安定した印刷品質を実現可能な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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における画像形成装置は、印刷物を印刷する画像形成装置であって、光源と、前記光源から発せられる光を偏光走査する回転多面鏡と、前記回転多面  鏡により偏光走査された走査光のレベルを検出する走査光検出手段と、前記走査光検出手段により検出された前記走査光のレベルが、前記印刷物を印刷するのに必要なレベルとなるよう、前記光源から発せられる光の減衰量を任意の値に調整する減衰量調整手段と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記走査光が照射される感光体を含み、前記感光体が必要とする露光エネルギー量は、前記減衰量調整手段により任意の値に調整されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置は、請求項２記載の画像形成装置において、前記必要とする露光エネルギー量が前記減衰量調整手段の調整範囲を超えたとき、前記光源から発せられる光の出力レベルを制御する制御手段をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源の出力を一定として、減衰フィルタの減衰量を変更することにより、印刷動作中でも露光エネルギー量の補正が可能であり、安定した印刷品質を維持することができると共に、感光体が必要とする露光エネルギー量を制御しているため、光源の寿命を長く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の構成を示す上面図である。
【図２】（ａ）従来における画像形成装置の半導体レーザの光量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図、（ｂ）本発明の実施形態における画像形成装置の半導体レーザの光量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図である。
【図３】（ａ）従来における画像形成装置の印刷速度を切り替えたときの、感光体上の露光エネルギー量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図、（ｂ）本発明の実施形態における画像形成装置の印刷速度を切り替えたときの、感光体上の露光エネルギー量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。
【００１７】
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す上面図であり、光源となる半導体レーザ１と、半導体レーザ１より発振されたレーザ光を所定の像に形成するレンズ群２と、光導電性を有する感光体３上にレーザ光を走査する回転多面鏡４と、半導体レーザ１と回転多面鏡４との光路間に配置される減衰フィルタ５と、走査されたレーザ光を感光体３上の所定の位置に結像させるＦθレンズ６と、感光体３と光学的に等しい距離に配置され、露光タイミングを決定する信号を生成するためのレーザ光を検出する走査光検出センサ７と、これらの構成部品群を実装する光学ベース８等により構成されている。
【００１８】
減衰フィルタ５は、例えば、図示しない駆動モータ等により、多段階的に、又は連続的に減衰量を可変可能な構成となっている。減衰量を可変させても、光路を塞ぐことがないため、走査光検出センサ７の出力値を基にして印刷動作中においても減衰量の変更を実施することができる。
【００１９】
図２（ａ）は、従来における画像形成装置の半導体レーザの光量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図、（ｂ）は、本発明の実施形態における画像形成装置の半導体レーザの光量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図である。これらの図において、横軸は時間軸を表している。ここで、半導体レーザの発光量は、半導体レーザに印加する駆動電流と考えてもよい。また、図２（ａ）（ｂ）共に、印刷速度は同一の一定速度であり、感光体上の露光エネルギー量も、時間に無関係な同一の値であるとする。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、従来の画像形成装置においては、印刷速度に変化が現れないために、減衰フィルタの減衰量は一定のままとなっている。半導体レーザは、経時的な劣化に伴い、同じ光量を維持していくために駆動電流を徐々に増加させていく必要があり、駆動電流の値が予め設定された限界値を超えたとき、半導体レーザは寿命に達したと判断される。
【００２１】
それに対して、図２（ｂ）に示すように、本発明のように減衰フィルタ５の減衰量が可変可能である場合、半導体レーザは、経時的な劣化に伴い、同じ光量を維持していくために駆動電流を徐々に増加させていく必要があるが、減衰フィルタの減衰量を下げることにより、半導体レーザの駆動電流を緩やかに増加させることができるため、駆動電流の値が限界値に達するまでの時間を遅らせることにより、結果的に半導体レーザの長寿命化を達成することができる。
【００２２】
図３は、（ａ）従来における画像形成装置の印刷速度を切り替えたときの、感光体上の露光エネルギー量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図、（ｂ）本発明の実施形態における画像形成装置の印刷速度を切り替えたときの、感光体上の露光エネルギー量と減衰フィルタの減衰量との関係の例を示した図である。
【００２３】
これらの図において、横軸は時間軸を表している。横軸の時間は、例えば一般的な半導体レーザの寿命である約３０００時間程度であり、露光エネルギー量はこの時間を経過するとにより約２０〜３０％低下していく。また、露光エネルギー量は印刷速度高速時で約１μＪ／ｃｍ2である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、従来の画像形成装置においては、減衰フィルタの減衰量は、印刷速度が高速から低速、及び低速から高速に切り替わることを契機に、それぞれの印刷速度に対応して予め設定された減衰量に変更されるが、上述したように、半導体レーザ（光源）や半導体レーザの内部ＰＤ（フォトダイオード：Photo Diode）の劣化や光学系全体の光利用効率の低下に伴い、印刷速度が高速から低速に切り替わることを契機として、感光体上に必要な露光エネルギー量が低くなるために、減衰フィルタの減衰量を増加させたとしても、感光体上の露光エネルギー量は経時的に低下していく。劣化する態様は画像形成装置の使用状況により様々であるが、本図においては線形的に劣化するものとして模式的に表した。劣化する態様として、上に凸や下に凸の曲線で低下していく場合もあり得ることは勿論である。
【００２５】
それに対して、図３（ｂ）に示すように、本発明の画像形成装置においては、減衰フィルタ５の減衰量は、印刷速度が高速から低速、及び低速から高速に切り替わることを契機に、それぞれの印刷速度に対応して予め設定された減衰量に変更され得るが、さらに、走査光検出センサ７で検出された走査光の出力レベルに応じて、減衰フィルタ５の減衰量を漸次低下させることにより、何もしなければ経時的に低下していく感光体上の露光エネルギー量も増加していくので、レーザ光量は最適値のまま維持されることとなり、結果的に、感光体３上の露光エネルギー量を一定値のまま保持することができる。減衰フィルタ５の減衰量の変更は、例えば、印刷装置の起動時や印刷速度の切り替え時を契機として実行される。
【００２６】
また、図示はしていないが、減衰フィルタ５の減衰量を限界値まで低下させても、ある印刷速度において必要とされる感光体上の露光エネルギー量が得られない場合には、半導体レーザ（光源）１のレーザ光量を増加させるような制御を行うことにより、必要とされる感光体上の露光エネルギー量が維持されるようにすることも可能である。
【００２７】
このように、本発明によれば、半導体レーザ（光源）の出力を一定として、減衰フィルタの減衰量を変更することにより、感光体上に必要な露光エネルギー量を制御しているため、半導体レーザ（光源）の長寿命化が期待できると共に、走査光検出センサを光量センサとしても併用しているため、装置の低コスト化が期待できる。さらに、光路を減衰フィルタにより塞ぐ必要がないため、印刷動作中においても露光エネルギー量の補正が可能であり、安定した印刷品質を維持することができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１    光源（半導体レーザ）
２    レンズ群
３    感光体
４    回転多面鏡
５    減衰フィルタ
６    Ｆθレンズ
７    走査光検出センサ
８    光学ベース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２０１０−１９７８２４号公報
【図１】
2012173552.tif 000003
【図２】
2012173552.tif 000004
【図３】
2012173552.tif 000005