JPH10319331A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザ光源を用いた走査光学系を備えた画像形
成装置において、走査手段停止時から最初の同期信号を
得るためにレーザ光源を点灯する際に、不要な露光ライ
ンによる静電潜像の顕像化を防止する。 【解決手段】レーザ光源２７とその光強度の制御手段２
６、走査手段２９と結像光学系３０と同期検知手段３１
を有する光学ユニット２８を備えた画像形成装置におい
て、制御手段２６により制御したレーザビームの光強度
をＰld、感光体３４に走査されたレーザビームにより形
成された潜像が顕像化するための最小光強度をＰim、同
期検知手段に走査されたレーザビームにより同期検知信
号を発生させるのに必要な最小光強度をＰdtとした時、
走査手段停止時から最初の同期信号を得るためにレーザ
光源を点灯する際は、点灯開始から最初の同期信号を得
るまでのレーザビーム光強度Ｐldを、Ｐdt≦Ｐld＜Ｐim
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機や
レーザプリンタ等、レーザ光源を用いたレーザ走査光学
系を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザダイオード等のレーザ光源
より射出されるレーザビームを、ポリゴンモータで回転
されるポリゴンミラー（回転多面鏡）等の走査手段で走
査すると共にレーザビームを結像光学系で被走査面であ
る感光体にレーザスポットとして結像するレーザ走査光
学系を書き込み手段として備え、帯電手段により感光体
を帯電し、上記レーザ走査光学系による光書き込みによ
り静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段の現像剤に
より現像して顕像化し、該顕像を転写手段により転写紙
等の転写材へ転写し、該転写画像を定着手段により定着
してプリントやコピー画像を得る、電子写真プロセスを
用いた画像形成装置が知られており、レーザプリンタ、
デジタル複写機等として製品化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、レーザプリンタ
をはじめとするレーザ走査光学系を有する画像形成装置
には、高密度化、高速化の要求が強くなってきている。
この高密度化、高速化の要求に応えるためには、走査手
段であるポリゴンミラーを回転するポリゴンモータの回
転数を高める必要がある。現在、各モータメーカーによ
って高速回転対応のポリゴンモータが開発されている
が、この高速回転対応によって、軸受、駆動回路等の発
熱が大きくなり、この発熱によってモータの寿命が短く
なってしまうという問題が発生している。

【０００４】通常、レーザプリンタのような画像形成装
置では本体の電源ＯＮと同時にポリゴンモータを回転さ
せ、以降、電源ＯＦＦまで回転させ続けるので、その場
合ポリゴンモータの寿命が本体寿命以下となってしまう
可能性が生じる。そこで、最近は立ち上がり時間の早い
ポリゴンモータを使用し、通常はポリゴンモータを停止
させ画像形成時のみ回転させるという方式も開発されて
いる。この方式によれば、本体寿命以上にポリゴンモー
タの寿命を延ばすことが可能となる。

【０００５】また、レーザ走査光学系を有する画像形成
装置で画像形成を行なうには、記録開始タイミングを定
める同期信号が必要となる。この同期信号は予め定めら
れた位置に設けられた同期検知手段にレーザビームを入
力することにより発生する。

【０００６】ポリゴンモータ停止時から最初の同期信号
を得るためには、まず、ポリゴンモータを回転させ、定
常回転状態となった後、任意のタイミングでレーザダイ
オードを点灯し、同期検知手段からの同期信号を待つ。
一旦、同期信号が検知された以降は同期信号入力から一
定時間：Ｔｗをカウントし、その後レーザダイオードを
点灯し、同期信号を繰り返し得る。この一定時間：Ｔｗ
とは、ポリゴンモータが定常回転状態時の同期信号入力
間隔をＴｌ、同期信号検知用のレーザダイオード点灯時
間をＴｄとすると、 Ｔｗ＝Ｔｌ−Ｔｄ となる。

【０００７】同期信号検知用のレーザダイオード点灯時
間：Ｔｄは、被走査面である感光体の不要な露光による
劣化及びトナーの転写を防ぐため、レーザダイオードの
点灯開始タイミングを、同期検知手段及び感光体の光学
系レイアウトによる幾何学的位置、ポリゴンモータの回
転速度等より算出し、感光体領域通過後となるように設
定するのが一般的である。

【０００８】しかしながら、ポリゴンモータ停止時から
最初の同期信号を得るためにレーザダイオードを点灯す
る際は、ポリゴンモータ（ポリゴンミラー）の停止時の
回転角が不明なため、任意の点灯タイミングとなってし
まい、最大で１ライン分感光体を露光してしまう可能性
がある。

【０００９】電源ＯＮと同時にポリゴンモータを回転さ
せる方式の場合は、通常、電源ＯＮから定着ユニット等
の光学系以外のユニットが立ち上がるまでに数１０秒か
かるので、最初の同期検知を得るまでの最大１ラインの
不要な露光については、現像をＯＦＦすることによりト
ナーの転写を防ぎ、また感光体を回転させることによっ
て除電プロセスにより不要な露光による静電潜像を消去
してしまうことができる。この作業に要する時間は、せ
いぜい数秒程度であるので、他のユニットが立ち上がる
までに光学系を立ち上げることが可能となる。

【００１０】しかしながら、画像形成時のみポリゴンモ
ータを回転させる方式の場合は、このような作業を行な
うことによる数秒のタイムロスはスループットの低下に
つながり、機能上好ましくない。また、このような作業
を行なわなかった場合は、不要な露光によるラインにト
ナーが付着してしまい、例えば転写手段に転写ローラー
等を用いた電子写真プロセスの場合は、転写ローラーに
直接トナーが付着し、転写ローラーの汚れ、ひいては転
写紙の裏汚れ等につながる恐れがある。

【００１１】本発明は以上のような点に鑑みなされたも
のであって、請求項１の発明は、画像形成時のみポリゴ
ンモータを回転させる方式の場合でも、ポリゴンモータ
停止時から最初の同期信号を得るための作業でスループ
ットを低下させることがなく、また、転写紙の裏汚れ等
をおこすことのない画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の目的に加
え、画像形成時に安定した同期信号を得ることを目的と
する。また、請求項３の発明は、請求項１，２の目的に
加え、不必要にレーザダイオード等の光源を過発光させ
ることによる劣化を防止することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、レーザ光源と、該レーザ光源
より射出されるレーザビームの光強度を制御する光強度
制御手段と、前記レーザビームを走査する走査手段と、
前記レーザビームを被走査面にレーザスポットとして結
像する結像光学系と、予め定められた位置に設けられ前
記レーザービームを受光して記録開始タイミングを定め
る同期信号を発生する同期検知手段とを有するレーザ走
査光学系を備え、前記被走査面にレーザスポットにより
形成された静電潜像を電子写真プロセスにより顕像化す
る画像形成装置において、前記光強度制御手段によって
制御したレーザビームの光強度をＰld、前記被走査面に
走査されたレーザビームによって形成された静電潜像が
顕像化するための最小光強度をＰim、前記同期検知手段
に走査されたレーザビームによって同期検知信号を発生
させるために必要な最小光強度をＰdtとした時、走査手
段停止時から最初の同期信号を得るためにレーザ光源を
点灯する際は、点灯開始から最初の同期信号を得るまで
の前記レーザビーム光強度Ｐldを、 Ｐdt≦Ｐld＜Ｐim とする。これにより、不要な露光ラインによる静電潜像
が形成されても該潜像にトナーが付着することがなく、
不要な露光ラインによる静電潜像の顕像化を無くすこと
が可能となる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１記載の画像
形成装置において、走査手段停止時から最初の同期信号
を得た以降、同期信号を得るためにレーザ光源を点灯す
る際は、レーザビーム光強度を最初の同期信号を得るた
めの点灯時より大きくする。これにより、画像形成時に
安定した同期信号を得ることが可能となる。

【００１５】請求項３の発明では、請求項１記載の画像
形成装置において、走査手段停止時から最初の同期信号
を得た以降、同期信号を得るためにレーザ光源を点灯す
る際は、レーザビーム光強度を通常の画像形成時の最大
強度に等しくする。これにより、不必要にレーザ光源を
過発光させることによる劣化を防止することが可能とな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１７】まず請求項１の構成、動作について説明す
る。図１に本発明に係る画像形成装置のレーザ走査光学
系の概略構成図を示す。図１において、レーザ光源であ
るレーザダイオード：１０から出射されたレーザビーム
は、コリメートレンズ：１１により平行光にされて形成
するドットの大きさに応じたスリット部をもつアパーチ
ャ：１２により余分なレーザビームがカットされる。そ
して第１シリンダレンズ：１３によりレーザビームは、
被走査面である感光体：１９上で所定の大きさになるよ
うに集光され、走査手段１４であるポリゴンモータ：１
４ａで回転されるポリゴンミラー：１４ｂにより、主走
査方向（感光体：１９の長軸方向）ｘに走査される。そ
して、一対のｆθレンズ：１５ａ，１５ｂよりなる等速
走査結像レンズ系：１５により等角運動を等速運動に変
化し、また像面湾曲を補正する。

【００１８】次に、第１ミラー：１６によりレーザビー
ムの角度を変えて第２シリンダレンズ：１７により副走
査方向（感光体：１９の回転方向）ｙへの集光を行ない
感光体：１９上に照射し、微小なレーザスポットとして
結像する。また、同期検知ミラー：１８ａによって反射
されたレーザビームは同期検知シリンダレンズ：１８ｂ
により光ファイバ：１８ｃに集光され、図示しない制御
基板に設けた同期信号生成回路のＰｉｎフォトダイオー
ド（ＰｉｎＰＤ）等により光電変換が行なわれ同期信号
となる（図３（ａ）に同期信号生成回路の一例を示
す）。

【００１９】尚、図１には図示していないが、感光体：
１９の周囲には上記レーザ走査光学系の他、既知の電子
写真プロセスにより画像形成を行なうための、帯電ユニ
ット、現像ユニット、転写ユニット、定着ユニット、ク
リーニングユニット、除電ユニット等が配置されてい
る。そして、画像形成動作が開始されると、感光体：１
９が図１のＢ方向に回転しながら帯電ユニットで帯電さ
れ、上述のレーザ走査光学系によりレーザビームが微小
なレーザスポットとして感光体：１９に照射、結像さ
れ、画像データに応じて強度変調されながら主走査方向
ｘに走査されて１ライン：１９ａずつ画像が書き込ま
れ、この光書き込みが順次副走査方向ｙに繰り返される
ことにより１ページ分の静電潜像が形成されていく。こ
の静電潜像は、現像ユニットの現像剤、例えばトナーに
より現像されて顕像化される。そして、顕像化された感
光体：１９上のトナー像は、図示しない給紙部から搬送
機構及びレジストローラを経て搬送されてきた転写紙等
の転写材に転写ユニットにより転写される。１ページ分
のトナー像が転写された転写材は定着ユニットに搬送さ
れ、定着ローラ対による加熱・加圧等により定着処理が
施されて転写材上にトナー像が定着される。また、転写
後の感光体：１９はクリーニングユニットにより残留ト
ナーが除去され、除電ユニットにより除電される。

【００２０】次に、図２に本発明に係る画像形成装置の
一例としてレーザプリンタの概略構成をブロック図で示
す。このレーザプリンタは、図１と同様の構成のレーザ
走査光学系を光学ユニット：２８に備えている。図２に
おいて、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等
のホストＰＣ：２１からプリンタ・インターフェース
（ＰＲＩＮＴＥＲ・Ｉ／Ｆ）：２２を経由してレーザプ
リンタ：２０に送られた画像データは、プリンタコント
ローラ：２３によってビットマップ情報に展開された
後、プリンタエンジン：２４に送られる。転送された画
像データはエンジン制御部：２５によって同期信号：３
２を開始基準信号としたレーザダイオードのＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号に変換され、レーザダイオードからのレーザビー
ムは、ポリゴンモータ２９、結像光学系３０、同期検知
手段３１等を有する図１に示したレーザ走査光学系と同
様の構成の光学ユニット：２８を経由して感光体：３４
に照射される。その後は前述したように、電子写真プロ
セス：３３によって画像形成が実行され、帯電ユニット
による帯電、光学ユニット：２８による静電潜像の形
成、現像ユニットによる現像、転写ユニットによる転
写、定着ユニットによる定着の工程を経て転写材に画像
が形成される。

【００２１】ここで、光強度制御手段である光量制御
部：２６によって制御したレーザビームの光強度をＰl
d、感光体：３４に走査されたレーザビームによって形
成された静電潜像が電子写真プロセス：３３によって顕
像化するための最小光強度をＰim、同期検知手段：３１
に走査されたレーザビームによって同期検知信号：３２
を発生させるために必要な最小光強度をＰdtとした時
に、本発明の場合は、走査手段停止時から最初の同期信
号を得るためにレーザダイオードを点灯する際、点灯開
始から最初の同期信号を得るまでのレーザビーム光強度
Ｐldを、光量制御部：２６によって、 Ｐdt≦Ｐld＜Ｐim となるように制御する。これにより、不要な露光ライン
による静電潜像が形成されても該潜像にトナーが付着す
ることがなく、不要な露光ラインによる静電潜像の顕像
化がなくなるので、スループットを低下させることがな
い。また、感光体への余分なトナー付着等がなくなるの
で、転写紙の裏汚れや、無駄なトナー消費等が防止され
る。

【００２２】次に請求項２の構成、動作について説明す
る。図２の構成のレーザプリンタ：２０において、走査
手段停止時から最初の同期信号を得た後は、光学ユニッ
ト：２８の同期検知手段：３１及び感光体：３４の光学
系レイアウトによる幾何学的位置、ポリゴンモータ：２
９の回転速度等より算出したレーザダイオードの点灯開
始タイミングによって、同期信号用のレーザビームが感
光体：３４を照射しないように制御する。

【００２３】ここで、図３は同期信号生成回路及び光強
度によるＰｉｎＰＤ出力の変化、同期信号幅の変化を示
す図である。図３に示すように、同期信号用のレーザビ
ームの光強度が強いほど、同期信号出力幅が大きくな
り、同期信号が安定することが一般的に知られている。
そこで本発明の場合は、走査手段停止時から最初の同期
信号を得た以降、同期信号を得るためにレーザダイオー
ドを点灯する際は、光強度制御手段である光量制御部：
２６によって、同期信号用のレーザビーム光強度を、最
初の同期信号を得るための点灯時より強くするように制
御する。このように制御することにより、画像形成時に
は、より安定した同期信号を得ることができる。

【００２４】次に請求項３の構成、動作について説明す
る。図２の構成のレーザプリンタ：２０において、本発
明の場合は、走査手段停止時から最初の同期信号を得た
以降、同期信号を得るためにレーザダイオードを点灯す
る際は、光強度制御手段である光量制御部：２６によっ
て、レーザビーム光強度を通常の画像形成時の最大強度
に等しくするように制御する。このように制御すること
により、不必要にレーザダイオードを過発光させること
による劣化を防止することができ、不必要にレーザダイ
オードを過発光させることによる劣化を招くことのない
範囲で最も安定した同期信号を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光強度制御手段によって制御したレーザビーム
の光強度をＰld、被走査面に走査されたレーザビームに
よって形成された静電潜像が顕像化するための最小光強
度をＰim、同期検知手段に走査されたレーザビームによ
って同期検知信号を発生させるために必要な最小光強度
をＰdtとした時、走査手段停止時から最初の同期信号を
得るためにレーザ光源を点灯する際は、点灯開始から最
初の同期信号を得るまでの前記レーザビーム光強度Ｐld
を、 Ｐdt≦Ｐld＜Ｐim とすることにより、不要な露光ラインによる静電潜像の
顕像化がなくなるので、スループットを低下させること
がなく、また、転写紙の裏汚れや無駄なトナー消費等を
起こすことの無い画像形成装置を提供することができ
る。

【００２６】請求項２の発明によれば、請求項１の構成
及び効果に加えて、走査手段停止時から最初の同期信号
を得た以降、同期信号を得るためにレーザ光源を点灯す
る際は、レーザビーム光強度を最初の同期信号を得るた
めの点灯時より大きくすることにより、画像形成時に安
定した同期信号を得ることができるので、安定した同期
信号による画像形成を行なう画像形成装置を提供するこ
とができる。

【００２７】請求項３の発明によれば、請求項１の構成
及び効果に加えて、走査手段停止時から最初の同期信号
を得た以降、同期信号を得るためにレーザ光源を点灯す
る際は、レーザビーム光強度を通常の画像形成時の最大
強度に等しくすることにより、不必要にレーザ光源を過
発光させることによる劣化を防止することができるの
で、不必要にレーザ光源を過発光させることによる劣化
を招くことのない範囲で最も安定した同期信号による画
像形成を行なう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】本発明に係る画像形成装置のレーザ走査光学系
の概略構成図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す図であ
って、レーザプリンタの概略構成を示すブロック図であ
る。

【図３】（ａ）は同期信号生成回路の一例を示す図、
（ｂ）は光強度によるＰｉｎＰＤ出力の変化を示す図、
（ｃ）は光強度による同期信号幅の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０：レーザダイオード（レーザ光源） １１：コリメートレンズ １２：アパーチャ １３：第１シリンダレンズ １４：走査手段 １４ａ：ポリゴンモータ １４ｂ：ポリゴンミラー １５：等速走査結像レンズ系 １５ａ，１５ｂ：ｆθレンズ １６：第１ミラー １７：第２シリンダレンズ １８：同期検知手段 １８ａ：同期検知ミラー １８ｂ：同期検知シリンダレンズ １８ｃ：光ファイバ １９：感光体（被走査面） ２０：レーザプリンタ ２１：ホストＰＣ ２２：プリンタＩ／Ｆ ２３：プリンタコントローラ ２４：プリンタエンジン ２５：エンジン制御部 ２６：光量制御部（光強度制御手段） ２７：レーザダイオード基板 ２８：光学ユニット（レーザ走査光学系） ２９：ポリゴンモータ ３０：結像光学系 ３１：同期検知手段 ３３：電子写真プロセス ３４：感光体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源と、該レーザ光源より射出され
   るレーザビームの光強度を制御する光強度制御手段と、
   前記レーザビームを走査する走査手段と、前記レーザビ
   ームを被走査面にレーザスポットとして結像する結像光
   学系と、予め定められた位置に設けられ前記レーザービ
   ームを受光して記録開始タイミングを定める同期信号を
   発生する同期検知手段とを有するレーザ走査光学系を備
   え、前記被走査面にレーザスポットにより形成された静
   電潜像を電子写真プロセスにより顕像化する画像形成装
   置において、 前記光強度制御手段によって制御したレーザビームの光
   強度をＰld、前記被走査面に走査されたレーザビームに
   よって形成された静電潜像が顕像化するための最小光強
   度をＰim、前記同期検知手段に走査されたレーザビーム
   によって同期検知信号を発生させるために必要な最小光
   強度をＰdtとした時、走査手段停止時から最初の同期信
   号を得るためにレーザ光源を点灯する際は、点灯開始か
   ら最初の同期信号を得るまでの前記レーザビーム光強度
   Ｐldを、 Ｐdt≦Ｐld＜Ｐim とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、走
   査手段停止時から最初の同期信号を得た以降、同期信号
   を得るためにレーザ光源を点灯する際は、レーザビーム
   光強度を最初の同期信号を得るための点灯時より大きく
   することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、走
   査手段停止時から最初の同期信号を得た以降、同期信号
   を得るためにレーザ光源を点灯する際は、レーザビーム
   光強度を通常の画像形成時の最大強度に等しくすること
   を特徴とする画像形成装置。