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JP2005007643A - Quantity of light control device - Google Patents

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JP2005007643A
JP2005007643A JP2003171976A JP2003171976A JP2005007643A JP 2005007643 A JP2005007643 A JP 2005007643A JP 2003171976 A JP2003171976 A JP 2003171976A JP 2003171976 A JP2003171976 A JP 2003171976A JP 2005007643 A JP2005007643 A JP 2005007643A
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light
light quantity
quantity control
laser
image
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JP2003171976A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Shiotani
康平 塩谷
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quantity of light control device which can improve the precision of quantity of light adjustment of light beams. <P>SOLUTION: An image formation apparatus 100 includes a light scanning device 10 with a laser array 12 which has 32 LDs and a single MPD 20 for detecting a quantity of light of laser beams, laser driving devices D1-D32, the quantity of light control devices C1-C32, and change-over switches SW1-SW32. The change-over switch changes over in accordance with a switch change-over signal from a controller 102 whether the MPD 20 is to be connected to the quantity of light control device or grounded. The controller 102 grounds the MPD 20 so as to discharge electric charges accumulated in the MPD 20 for a period of time other than a quantity of light control period of time, and connects the quantity of light control device corresponding to the LD to be controlled and the MPD 20 with each other so that the quantity of light control is carried out during the quantity of light control period of time. The quantity of light control device carries out the quantity of light control to make the quantity of light a target quantity of light on the basis of a detection signal from the MPD 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光量制御装置に係り、より詳しくは、複数の発光部から出射された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置等に用いられ、前記光ビームの光量制御を行う光量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、モノカラーの画像を形成する画像形成装置、フルカラーの画像を形成する画像形成装置共に、画像形成速度の高速化、及び形成画像の高解像度化の要求が高くなってきている。そして、このような高速化及び高解像度化のためには、高速(高周波数)の画像クロック信号と、高速回転するポリゴンミラーと、レーザービームを高速に変調するレーザードライバと、を有する光走査装置が必要である。しかしながら、高い周波数のクロック信号を劣化なく伝送することは技術的にも難しく、伝送ケーブルやレーザードライバ等のデバイスも高価になってしまう。また、ポリゴンミラーを回転させるためのポリゴンモータは、回転速度を高速化させるほど、ポリゴンミラーの風損等の負荷による消費電流の増加に伴う発熱等により寿命が低下したり、発生する騒音が増加する等の問題もあり、回転速度の高速化にも限界がある。
【0003】
そこで、レーザービームを出射する発光点数を増やし、複数本のレーザービームを同時に走査することにより画像を形成する技術が、従来より提案されている。例えば、1チップから2本のレーザービームを出射することが可能な2個のレーザーダイオード(以下、「LD」という。)を備えたレーザ光源を使用することにより、ポリゴンミラーの回転速度を、1本のレーザービームを出射するレーザ光源に比較して1/2(2分の1)にすることができ、これによって感光体ドラム上を走査する速度も低下させることができることから、画像クロック信号の周波数も低下させることが可能となる。
【0004】
ところで、レーザーを用いた電子写真方式の画像形成装置では、レーザービームの光量を安定させて走査させるために、各走査毎にレーザービームの光量制御、すなわちAPC(Auto Power Control)制御を行っている。通常、当該光量制御は、レーザービームの発光光量をモニター・フォト・ダイオード(以下、「MPD」ともいう。)等のセンサ(通常はLDパッケージの内部に配置されており、LDのバックビームを検知するセンサ)でモニターし、モニターした光量に応じた電流値を電圧に変換し、目標とする光量に応じた基準電圧と比較することにより、LDの光量が上記目標とする光量となるようにフィードバック制御することにより行われる。
【0005】
高速、高解像度を求められるモノカラー及びフルカラーの画像形成装置においては、光走査装置内に搭載される光源のレーザービーム数を増加させるとともに、1走査期間内における光量補正を行わなければならない。
【0006】
レーザービーム数を増やせば増やすほど同時に光量制御を行うレーザービーム数も増加するが、一般的に複数の発光点を有するレーザーを備えたLDパッケージでは、1個のLDパッケージにつきMPDは1個であることが多く、必然的に各レーザービームに対する光量制御は、点灯するレーザービームを切換えることにより時系列的に行うことになる。
【0007】
複数のレーザービームについて同時に光量制御を行うためには、LDパッケージ内にMPDを設けずに、若しくはパッケージ内のMPDを使用せずに、レーザーの外部にMPDをレーザー数に応じた数だけ配置することが必要となるが、レーザービーム数が増加すればするほどMPDにかかるコストが高くなり、また、装置が大型化してしまうため現実的ではない。従って、LDパッケージ内にMPDを設けずに、若しくはLDパッケージ内のMPDを使用せずに外部にMPDを配置した場合であっても、単一のMPDを用いて、点灯するレーザービームを切換えることにより時系列的に光量制御を行う必要がある。
【0008】
複数のLDの点灯を切換えて光量制御を行う技術として、特許文献1に記載された技術がある。図18には、特許文献1に記載された光書込装置を示した。図18に示す光書込装置は、複数個(4個)のLDを備えた発光部200及び1個の受光部(MPD)202を1パッケージに納めたLDアレイ204を備え、LDの数に応じて、LD駆動部206及びAPC制御部208で構成されたLD駆動制御回路210〜216、切替スイッチ218〜224が設けられている。LDアレイ204の発光部200から射出された複数のレーザービームは、図示しないコリメートレンズによってコリメートされると共にポリゴンミラー226によって偏向され、fθレンズ228を介して所定方向(副走査方向)に回転する感光体ドラム230上を、感光体ドラム230の軸方向に主走査する。装置を統括制御するGAVD232は、主走査書込領域外に設けられた光検出器234からの同期検知信号(Start of Scan信号:以下SOS信号という)に基づいて、主走査方向の書込開始位置を決定する。
【0009】
各LDのAPC制御を行う場合、GAVD232は、各LDをそれぞれ個別に点灯させてAPC制御を実行するようにDATA信号及びAPC信号を何れかのLD駆動部206及びAPC制御部208に各々出力すると共に、点灯させたLDに対応した切替スイッチのみをオンさせ、受光部202からの出力電流を対応するAPC制御部208にのみ入力させる。
【0010】
このように、単一の受光部202からの出力電流を切換えて光量制御に用いるため、出力電流を電圧に変換してから切換えるよりも切換え速度の点で有利であり、光量制御の高速化という観点から有効である。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−150726公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、以下のような問題点があった。この問題点について、2つのLDについてAPC制御を行う場合について図19を参照して説明する。図19に示すように、画像形成処理中及びSOS信号の検知時は、切替スイッチSW1、SW2(例えば図18の切替スイッチ218、220)はオープン状態であるため、受光部202がどこにも接続されていない状態でレーザービームを受光することになり、受光した積算光量分の電荷(MPD電荷)が受光部202内に蓄積される。そして、切替スイッチSW1がオンされ、1番目のLDのAPC制御が開始されるときには、受光部202内に蓄積された電荷による電流により、図19の点線部で示すように受光部202からの電流(MPD電流)が実際のレーザービームの光量に応じた電流よりも大きな電流となってしまい、APC制御の精度が劣化する。
【0013】
この現象は、レーザービームの数が増加すればするほど顕著に現れる。レーザービームの数が1つなど少ない場合には、受光部202内に蓄積された電荷は、APC制御開始時にAPC制御部208と受光部202とが接続された時にごく短時間で速やかに放出されるため、ライン毎のAPC制御期間であっても電荷放出後のAPC制御時間内に正しい光量に調整が可能である。これに対し、レーザービーム数が多い場合、例えば4本のレーザービームを発光するLDアレイなどでは、画像領域における受光部202への入射光量が4倍になるため、受光部202に蓄積される電荷も4倍となり、決められたAPC制御期間内に電荷を放出することができない。従って、実際の光量に対応する電流よりも多くの電流がAPC制御部208に入力されるため、大きなパワーで発光しているのと同じ状態になり、LDの発光光量を下げるように制御してしまい、光量不足となる場合がある。
【0014】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、光ビームの光量調整の精度を向上させることができる光量制御装置、特に、複数の光ビームを射出する光源を備え、光ビームの数よりも少ない数の受光素子で前記複数の光ビームの光量調整を行う場合でも、各光ビームに対する光量調整の精度を向上させることができる光量制御装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、画像データに基づいて変調された光ビームを画像担持体上で走査する走査手段を備えると共に前記画像担持体上に形成された画像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置に用いられ、前記光ビームの光量を制御する光量制御装置であって、前記光ビームを出射する発光部を備えた発光手段と、前記発光部から出射された光ビームの光量を検出する光検出手段と、前記光検出手段の検出結果に基づいて前記光ビームの光量が予め定めた所定光量となるように光量制御する光量制御手段と、少なくとも前記光量制御手段による光量制御開始時に、前記光量検出手段に電荷が蓄積されない状態にする電荷蓄積防止手段と、を備えたことを特徴とする。
【0016】
光量制御装置は、画像データに基づいて変調された光ビームを画像担持体上で走査する走査手段を備えると共に画像担持体上に形成された画像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置に用いられる。
【0017】
光量制御装置は、光ビームを出射する発光部を備えた発光手段を備えている。この発光手段には、例えば面発光型のレーザ光源等が用いられる。
【0018】
光検出手段は、発光部から出射された光ビームの光量を検出する。検出された光量は、光電変換されて光量制御手段に出力される。
【0019】
光量制御手段は、光検出手段の検出結果、例えば検出光量に応じた電流値又は電圧値に基づいて、光ビームの光量が予め定めた所定光量となるように光量制御する。
【0020】
この光量制御は、例えば走査手段による一走査期間のうち画像形成期間以外の期間で行われるが、光検出手段がどこにも接続されないオープン状態となった場合、画像形成期間中等に光検出手段で検出した光ビームの光量に応じた電荷が光検出手段に蓄積される場合がある。このような状態で光量制御開始時に光検出手段と光量制御手段とを接続して光量制御を行った場合、実際に発光手段から出射された光ビームの光量よりも大きな光量が検出されることとなり、正確に光量制御を行うことができない場合がある。
【0021】
そこで、電荷蓄積防止手段は、少なくとも光量制御手段による光量制御開始時に、光量検出手段に電荷が蓄積されない状態にする。
【0022】
このように、光量制御開始時に光検出手段に電荷が蓄積されない状態とすることにより、光量制御を正確に行うことができる。
【0023】
具体的には、請求項2に記載したように、前記電荷蓄積防止手段は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるか又は接地させる切替手段と、前記光量制御手段による光量制御期間以外の少なくとも前記光量制御が開始される直前の所定期間は、前記光検出手段を接地させ、前記光量制御期間中は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるように前記切替手段を制御する切替制御手段と、から成る構成とすることができる。
【0024】
この発明によれば、光量制御手段による光量制御期間以外の少なくとも光量制御が開始される直前の所定期間は光検出手段が接地されるので、画像形成期間中等に光検出手段に蓄積されていた電荷が放出される。これにより、光量制御開始時には電荷が蓄積されない状態となっているため、光量制御を正確に行うことができる。
【0025】
なお、光量制御期間以外の期間は常に光検出手段を接地するようにしてもよいし、蓄積された電荷を放出するのに十分な時間であれば、光量制御が開始される直前の期間だけ光検出手段を接地するようにしてもよい。
【0026】
また、請求項3に記載したように、前記電荷蓄積防止手段は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるか又は非接続させる切替手段と、前記光量制御手段による前記光量制御期間以外の少なくとも前記光量制御が開始される直前の所定期間は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させ、前記光量制御期間中は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるように前記切替手段を制御する切替制御手段と、から成る構成としてもよい。
【0027】
この発明によれば、光量制御手段による光量制御期間以外の少なくとも光量制御が開始される直前の所定期間は光検出手段が光量制御手段と接続されるので、画像形成期間中等に光検出手段に蓄積されていた電荷が放出される。これにより、光量制御開始時には電荷が蓄積されない状態となっているため、光量制御を正確に行うことができる。
【0028】
なお、光量制御期間以外の期間は常に光検出手段を光量制御手段と接続するようにしてもよいし、蓄積された電荷を放出するのに十分な時間であれば、光量制御が開始される直前の期間だけ光検出手段を光量制御手段と接続するようにしてもよい。
【0029】
また、請求項4に記載したように、前記電荷蓄積防止手段は、前記光量制御手段による光量制御期間以外の期間は、前記光検出手段へ入射する光ビームを遮断し、前記光量制御期間中は、前記光検出手段へ前記光ビームを入射させる遮断手段である構成としてもよい。
【0030】
この発明によれば、光量制御手段による光量制御期間以外の期間は、光検出手段へ入射する光ビームが遮断されるので、光量制御開始時に光検出手段に電荷が蓄積されていることはなく、光量制御を正確に行うことができる。
【0031】
また、請求項5に記載したように、前記発光手段は、複数の発光部を備えると共に前記光量制御手段を前記発光部に対応して複数備え、前記光量制御手段による光量制御を前記発光部毎に順次行う構成としてもよい。
【0032】
このように、発光手段が複数の発光部を備えると共に光量制御手段を複数備え、各々の光量制御を単一の光検出手段を用いて行う場合、画像形成期間中等に光検出手段に蓄積される電荷が発光部の数に応じて多くなるが、電荷蓄積防止手段によって光量制御開始時に光検出手段に電荷が蓄積されない状態とされるため、各発光部の光量制御を正確に行うことができる。
【0033】
なお、各発光部の光量制御は、一走査期間内で全て行ってもよいし、複数の走査期間に分けて行うようにしてもよい。また、光検出手段を複数備えていても良いが、発光部の数よりも光検出手段の数が少ない場合に、本発明の効果が顕著となる。
【0034】
また、光量制御を順次行う際には、光量制御を行っている光量制御手段のみを光検出手段と接続させ、光量制御を行っていない光量制御手段は光検出手段と非接続となるようにする。これにより、光量制御期間中における光検出手段の検出結果は光量制御を行っている光量制御手段のみに入力されるため、光量制御を正確に行うことができる。
【0035】
上記発明は、例えば請求項6に記載したように、前記発光手段、前記光量制御手段、前記電荷蓄積防止手段、前記画像担持体、及び前記走査手段を各色毎に複数備えた構成の画像形成装置に適用することが可能である。
【0036】
この場合、各色毎に走査手段等が設けられているため、各々独立して各発光手段の光量制御を行えばよい。
【0037】
また、上記発明は、請求項7に記載したように、前記画像担持体を各色毎に複数備えた画像形成装置に適用することが可能である。この場合、単一の走査手段で各色毎の光ビームを各画像担持体上に走査させるため、発光部の数が複数の場合には、各発光部の光量制御が一走査期間内で終了しない場合がある。この場合は、光量制御を各色毎に複数の走査期間に分けて行えばよい。
【0038】
また、請求項8に記載したように、前記発光手段を各色毎に複数備えた画像形成装置に適用することも可能である。
【0039】
この場合も、複数の発光手段に対して単一の走査手段で各色毎の光ビームを各画像担持体上に走査させるため、各発光部の光量制御が一走査期間内で終了しない場合がある。この場合は、例えば光量制御を各色毎に複数の走査期間に分けて行えばよい。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を複数のレーザービームにより感光体ドラムに対して走査露光を行う光走査装置に適用した場合について説明する。
【0041】
(第1実施形態)
図1は、本実施の形態に係る光走査装置10の概略構成を示す平面図である。同図に示すように、この光走査装置10は、回路基板14に取り付けられると共に複数のレーザービームを出射する面発光型のレーザーアレイ12と、当該複数のレーザービームを主走査方向に走査するポリゴンミラー24とを備えている。
【0042】
このようにレーザーアレイ12は複数のレーザービームを発生するが、図1では簡略化のため1本のレーザービームのみを図示している。なお、アレイ化が容易な面発光型のレーザーアレイ12は、数十本のレーザービームを発生することができ、また、レーザービームの配列も1列に限ることなく、2次元的に配列することも可能である。本実施の形態に係るレーザーアレイ12は、図2に示すように2次元的に配置され、LD数は32個であるものとされている。以下では、これらのLDを第1LD〜第32LDといい、これらのLDから射出されるレーザービームを第1レーザービーム〜第32レーザービームという。
【0043】
レーザーアレイ12から出射されたレーザービームは、コリメータレンズ16により略平行光とされる。ハーフミラー18は、レーザービームの一部を分離してMPD20に導く。なお、レーザーアレイ12は、端面発光レーザとは異なり、共振器の後側からレーザービーム(バックビーム)を出射することができない。そこで、光量制御用のモニター信号を得るために、レーザーアレイ12から出射されたレーザービームの一部はハーフミラー18により分離された後、上記のようにMPD20に導かれる。
【0044】
一方、ハーフミラー18を通過したレーザービームは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ22によってポリゴンミラー24の反射面近傍で主走査方向に長い線状に結像されてポリゴンミラー24に入射される。
【0045】
ポリゴンミラー24は図示しないモータによって回転され、入射されたレーザービームを主走査方向に偏向反射する。そして、ポリゴンミラー24によって偏向反射されたレーザービームは、主走査方向にのみパワーを有するfθレンズ26によって主走査方向において不図示の感光体ドラム上に結像され、かつ当該感光体ドラム上を略等速で移動するように結像される。そして、fθレンズ26を通過したレーザービームは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルミラー28によって感光体ドラム上で結像され、対応する色の画像信号に応じた静電潜像が感光体ドラム上に形成される。
【0046】
また、光走査装置10は、ポリゴンミラー24の各反射面での走査開始の同期を取る必要があるため、走査開始前のレーザービームを反射するピックアップミラー30と、ピックアップミラー30で反射されたレーザービームを検出する主走査同期センサ(以下、「SOSセンサ」という。)32と、を備えており、SOSセンサ32から出力されたSOS信号によって主走査方向の書き出しタイミングの同期が取られる。
【0047】
次に、図3を参照して、光走査装置10が適用される画像形成装置100の構成を説明する。同図に示すように、この画像形成装置100は、コントローラ102、画像処理装置104、レーザー駆動装置D1〜D32、光量制御装置C1〜C32、切替スイッチSW1〜SW32、及び上述した光走査装置10を含んで構成されている。
【0048】
コントローラ102は、画像形成装置100全体の動作を司るものであり、形成すべき画像を示す画像信号と、画像形成開始前に関係各部をリセットするためのリセット信号等が含まれた各種制御信号とを画像処理装置104に対して出力する役割と、光量制御の対象とするレーザービームの切り換えタイミングを示すスイッチ切替信号を切替スイッチSW1〜SW32に出力する役割と、を有するものである。なお、切替スイッチSW1〜SW32の各々に出力するスイッチ切替信号を第1スイッチ切替信号、第2スイッチ切替信号、…第32スイッチ切替信号とする。
【0049】
また、画像処理装置104は、コントローラ102から入力された画像信号に基づいて各レーザービームのオン/オフ状態を示す第1ビデオ信号〜第32ビデオ信号を生成してレーザー駆動装置D1〜D32に出力する役割と、光走査装置10のSOSセンサ32から出力されたSOS信号に基づいて光量制御の実行の開始を指示するための光量制御開始信号を光量制御装置C1〜C32に出力する役割と、レーザーアレイ12から出射される複数(本実施の形態では32本)のレーザービームが予め定められた目標光量を示すレベルに対応した基準電圧を設定するための光量制御基準電圧信号を光量制御装置C1〜C32に出力し、基準電圧の設定を指示する役割と、を有するものである。なお、光量制御装置C1〜C32の各々に出力する光量制御開始信号を第1光量制御開始信号、第2光量制御開始信号、…第32光量制御開始信号とする。
【0050】
また、レーザー駆動装置D1〜D32は、画像処理装置104から入力されたビデオ信号に基づくレーザー駆動信号(レーザー駆動電流値)をレーザーアレイ12の対応するLDに出力してレーザービームの点灯をオンオフさせることにより、光走査装置10による画像形成を実行する役割と、光量制御時において、光量制御装置C1〜C32から入力された後述する差分信号に基づいて各レーザービームの光量が上記目標光量となるレーザー駆動電流値を設定する役割と、を有するものである。
【0051】
更に、光量制御装置C1〜C32は、光走査装置10のMPD20から入力された後述する光量検知信号に基づいてレーザーアレイ12から出射される各レーザービームの光量を上記目標光量とするための差分信号を生成し、画像処理装置104から入力された光量制御開始信号に応じたタイミングでレーザー駆動装置D1〜D32に出力する。
【0052】
切替スイッチSW1〜SW32は、図3に示すように、1つの入力端Eと3つの出力端F〜Hを備えており、入力端Eは各々MPD20の出力端に接続され、出力端Fは光量制御装置C1〜C32に各々接続され、出力端Gはどこにも接続されないオープン状態であり、出力端Hは接地されている。入力端Eは、コントローラ102から入力されたスイッチ切替信号に応じて、出力端F〜Hの何れかと選択的に接続される。従って、入力端Eが出力端Fと接続されることにより、MPD20の出力端と光量制御装置C1とが接続され、入力端Eが出力端Gと接続されることによりMPD20の出力端はどこにも接続されないオープン状態となり、入力端Eが出力端Hと接続されることによりMPD20の出力端は接地される。
【0053】
本実施形態では、スイッチ切替信号がハイレベルのときに入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20の出力端と光量制御装置とが接続され、スイッチ切替信号がローレベルのときに入力端Eが出力端Hと接続されてMPD20の出力端が接地される。また、光量制御時には、第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号のうち光量制御対象のLDに対応したスイッチ切替信号のみがハイレベルとなり、他のスイッチ切替信号がローレベルとなるように制御される。これにより、光量制御時にはMPD20は1つの光量制御装置と接続される。なお、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号は第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号と略同様であり、光量制御時には、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号のうち、光量制御対象のLDに対応した光量制御開始信号のみがハイレベルとなり、他の光量制御開始信号はローレベルとなるように制御される。
【0054】
図4には、光量制御装置C1の回路構成を示した。なお、光量制御装置C2〜C32も同様の構成である。図4に示すように、光量制御装置C1は、演算増幅器(所謂オペアンプ)及び抵抗器により構成された増幅器106と、演算増幅器により構成された比較器108と、を含んで構成されている。ここで、増幅器106の入力端には切替スイッチSW1の出力端Fが接続され、増幅器106の出力端には比較器108の一方の入力端が接続されている。比較器108の他方の入力端には、画像処理装置104からの指示により設定される光量制御基準電圧信号としての上記基準電圧が印加される。
【0055】
以上のように構成された光量制御装置C1では、光量制御が指示された場合、すなわち第1光量制御開始信号がハイレベルになると共に第1スイッチ切替信号がハイレベルになり、切替スイッチSW1の入力端Eが出力端Fと接続された場合には、レーザーアレイ12の光量制御対象のLDから出射されたレーザービームの光量がMPD20により電流に変換され、これが光量検知信号として増幅器106に入力される。増幅器106では、入力された電流を予め定められたレンジの電圧に変換される。そして、変換された電圧が比較器108により上記基準電圧と比較されることにより、当該基準電圧との差分に応じたレベルとされた差分信号が比較器108からレーザー駆動装置D1に出力される。
【0056】
そして、レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0(零)となるように、すなわち、制御対象とするレーザービームの光量が上記目標光量と合致するように、当該レーザービームの光量が調整される。
【0057】
また、光量制御装置C1には、図4に示される構成の他に、画像処理装置104から入力された光量制御開始信号及びスイッチ切替信号により示される、光量制御の実行を許可する期間で、かつ制御対象とするレーザービームの切り換えタイミングから次回の切り換えタイミングまでの間の期間のみに上記差分信号をレーザー駆動装置D1に出力するように制御する回路も含まれているが、これについては図示を省略する。
【0058】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100のAPC制御の動作について、図5を参照して説明する。
【0059】
本実施の形態に係る光走査装置10では、MPD20がレーザーアレイ12に対して1つしか設けられていないため、各レーザービームの光量調整は同時には行われず、個別に点灯制御されながら行われる。
【0060】
図5に示すように、本実施の形態に係るAPC制御は、1走査期間(同図では‘SOSインターバル’と表記。)内における画像形成が行われる画像領域以外の領域にて行われる(同図では‘APC領域’と表記)。
【0061】
画像形成中は、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号及び第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号は何れもローレベルとなっており、切替スイッチSW1の入力端Eは出力端Hに接続され、接地される。
【0062】
画像形成が終了すると、画像処理装置104によって第1光量制御開始信号がハイレベルにされると共に、これにほぼ同期してコントローラ102によって第1スイッチ切替信号がハイレベルにされる。また、第1光量制御開始信号及び第1スイッチ切替信号がハイレベルになるのとほぼ同期して第1LDがレーザー駆動装置D1によって点灯される。これにより、切替スイッチSW1の入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20と光量制御装置C1とが接続され、第1レーザービームがMPD20によって検出され、その光量が電流に変換されて光量制御装置C1へ入力される。
【0063】
そして、光量制御装置C1によって、検出した光量に対応する電圧と基準電圧との差分に応じた差分信号がレーザー駆動装置D1に出力される。
【0064】
レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0(零)となるように、当該レーザービームの光量が調整される。これにより、第1レーザービームの光量が目標光量と一致するように調整される。
【0065】
なお、光量制御を開始するタイミングは、ポリゴンミラー24からの反射光が直接レーザーアレイ12に戻ることによる悪影響を避けるため、ポリゴンミラー24からの反射光が直接レーザーアレイ12に戻る回転角度を避けたタイミングで行うのがよい。
【0066】
第1LDのAPC制御が終了すると、図5に示すように第1光量制御開始信号及び第1スイッチ切替信号がローレベルにされると共に、第1LDが消灯される。そして、第2光量制御開始信号及び第2スイッチ切替信号がハイレベルにされると共に、第2LDが点灯され、上記と同様に第2LDについてAPC制御を行う。以下同様にして、第32LDまでのAPC制御を順に行う。
【0067】
このように、APC領域において、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号、第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号を選択的にハイレベルにすると共に第1LD〜第32LDを選択的に点灯させてAPC制御を順に行う。このようにMPD20と何れか1つの光量制御装置とMPD20とを接続してAPC制御を行うのは、MPD20と複数の光量制御装置が接続されていると、APC制御時には1つのレーザービームしか点灯していないため、MPD20からの出力電流が複数の光量制御装置に分流され、APC制御対象の光量制御装置では光量が低いと判断してAPC制御を正確に行うことができなくなるためである。
【0068】
上記のようにAPC制御対象のLDに対応した光量制御装置の入力端のみをMPD20に接続させ、他の光量制御装置の入力端を接地させることにより、図5に示すように、画像領域やSOS信号を検出するためのSOSサーチ領域におけるレーザー点灯時のMPD20の出力電流(同図では‘MPD電流’と表記)は全て接地側、すなわち切替スイッチの出力端H側に流れる。このため、MPD20内に電荷が蓄積されることがなく、単一のMPD20で複数のレーザービームの光量を調整する場合でも、正確に光量調整を行うことができる。
【0069】
なお、本実施形態では、切替スイッチSW1〜SW32の入力端Eは、出力端F又は出力端Hの何れかに接続されるため、出力端Gは省略してもよい。
【0070】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0071】
図6には、本実施形態に係る画像形成装置110の概略構成を示した。画像形成装置110が図3の画像形成装置100と異なる点は、切替スイッチSW1〜SW32の構成だけであり、その他の構成は同一であるので説明は省略する。
【0072】
図6に示すように、切替スイッチSW1〜SW32は、スイッチ切替信号に応じて、入力端Eが出力端Fと接続するか、非接続となるかの何れかの状態となる。本実施形態では、スイッチ切替信号がハイレベルの場合に入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20と光量制御装置とが接続され、スイッチ切替信号がローレベルの場合に入力端Eがどこにも接続されないオープン状態となる。
【0073】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置110のAPC制御の動作について、図7を参照して説明する。
【0074】
図7に示すように、画像形成中は、第1スイッチ切替信号のみがハイレベルで、その他のスイッチ切替信号はローレベルになると共に、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号は何れもローレベルとなっている。従って、切替スイッチSW1の入力端Eは出力端Fに接続されてMPD20と光量制御装置C1とは接続された状態となる。その他の切替スイッチSW2〜SW32はオープン状態となる。
【0075】
画像形成が終了すると、画像処理装置104によって第1光量制御開始信号がハイレベルにされると共に、第1LDがレーザー駆動装置D1によって点灯される。これにより、第1レーザービームがMPD20によって検出され、その光量が電流に変換されて光量制御装置C1へ入力される。そして、光量制御装置C1によって、検出した光量に対応する電圧と基準電圧との差分に応じた差分信号がレーザー駆動装置D1に出力される。
【0076】
レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0となるように、当該レーザービームの光量が調整される。これにより、第1レーザービームの光量が目標光量と一致するように調整される。
【0077】
第1LDのAPC制御が終了すると、図7に示すように第1光量制御開始信号及び第1スイッチ切替信号がローレベルにされると共に、第1LDが消灯される。これにより、切替スイッチSW1の入力端Eがどこにも接続されないオープン状態になる。そして、第2光量制御開始信号及び第2スイッチ切替信号がハイレベルにされると共に、第2LDが点灯される。これにより、切替スイッチSW2の入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20と光量制御装置C2とが接続される。そして、上記と同様に第2LDについてAPC制御を行う。以下同様にして、第32LDまでのAPC制御を順に行う。そして、第32LDのAPC制御が終了した後は、第1スイッチ切替信号が再びハイレベルとなり、MPD20と光量制御装置C1とが接続された状態となる。
【0078】
このように、APC領域以外の領域、すなわち画像領域及びSOSサーチ領域では切替スイッチSW1を光量制御装置C1と常に接続しておくため、他の切替スイッチSW2〜SW32がオープン状態であっても、MPD20の出力電流は光量制御装置C1側に全て流れる。このため、図7に示すようにMPD20内に電荷が蓄積されることがなく、単一のMPD20で複数のレーザービームの光量を調整する場合でも、正確に光量調整を行うことができる。なお、光量制御開始信号がハイレベルにならなければAPC制御は開始されないため、光量制御装置にMPD20の出力電流が入力されてもAPC制御が誤動作することはなく、特に問題はない。
【0079】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、第2実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0080】
図8には、本実施形態に係る画像形成装置120の概略構成を示した。画像形成装置120が図6の画像形成装置110と異なる点は、シャッター機構122、シャッター機構122を制御するシャッターコントロール装置124が設けられている点である。なお、その他の構成は画像形成装置110と同一であるので説明は省略する。なお、図8では、スイッチ切替信号及び切替スイッチSW1〜SW32の内部構成を省略している。
【0081】
図9(A)、(B)に示すように、MPD20の前方には、シャッター機構120が設けられている。シャッター機構122は、ステッピングモーター126及びステッピングモーター126を駆動するドライブ回路128から成るシャッターコントロール装置124によって駆動される。
【0082】
シャッターコントロール装置124は、コントローラ102からのシャッター制御信号に応じてシャッター機構122を開閉駆動する。本実施形態では、シャッターコントロール装置124は、シャッター制御信号がハイレベルの場合にシャッター機構122がオープン状態となるように、すなわちシャッター機構122が図9(A)、(B)の点線で示す位置となるように回転駆動する。これにより、ハーフミラー18によって反射されたレーザービームLがMPD20に入射される。また、シャッターコントロール装置124は、シャッター制御信号がローレベルの場合にシャッター機構122がクローズ状態となるように、すなわちシャッター機構122が図9(A)、(B)の実線で示す位置となるように回転駆動する。これにより、ハーフミラー18によって反射されたレーザービームLがMPD20に入射されるのを防ぐことができる。
【0083】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置120のAPC制御の動作について、図10を参照して説明する。
【0084】
図10に示すように、画像形成中は、第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号及び第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号は何れもローレベルとなっている。また、シャッター制御信号はローレベルとなっている。従って、切替スイッチSW1〜SW32はオープン状態となるが、シャッター機構122はクローズ状態のため、MPD20に対してレーザービームの入射が遮断され、MPD20に電荷は蓄積されない。
【0085】
画像形成が終了すると、コントローラ102によって第1スイッチ切替信号がハイレベルにされると共に画像処理装置104によって第1光量制御開始信号がハイレベルにされ、第1LDがレーザー駆動装置D1によって点灯される。また、これと同期してシャッター制御信号がハイレベルになり、シャッター機構122がオープン状態となる。これにより、第1レーザービームがMPD20によって検出され、その光量が電流に変換されて光量制御装置C1へ入力される。そして、光量制御装置C1によって、検出した光量に対応する電圧と基準電圧との差分に応じた差分信号がレーザー駆動装置D1に出力される。
【0086】
レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0となるように、当該レーザービームの光量が調整される。これにより、第1レーザービームの光量が目標光量と一致するように調整される。
【0087】
第1LDのAPC制御が終了すると、図10に示すように第1光量制御開始信号及び第1スイッチ切替信号がローレベルにされると共に、第1LDが消灯される。そして、第2光量制御開始信号及び第2スイッチ切替信号がハイレベルにされると共に、第2LDが点灯される。これにより、切替スイッチSW2の入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20と光量制御装置C2とが接続される。そして、上記と同様に第2LDについてAPC制御を行う。以下同様にして、第32LDまでのAPC制御を順に行う。そして、第32LDのAPC制御が終了した後は、シャッター制御信号が再びローレベルとなり、MPD20へのレーザービームの入射が遮断される。
【0088】
このように、APC領域以外の領域、すなわち画像領域及びSOSサーチ領域ではシャッター機構122を常にクローズ状態にしておくため、図10に示すように切替スイッチSW1〜SW32がオープン状態であってもMPD20に電荷が蓄積されることがなく、単一のMPD20で複数のレーザービームの光量を調整する場合でも、正確に光量調整を行うことができる。
【0089】
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0090】
本実施形態に係る画像形成装置は、図3に示した画像形成装置100と同一であるが、本実施形態では、切替スイッチSW1〜SW32の入力端Eが、出力端F〜Hの何れとも接続された状態となり得る点が異なる。
【0091】
本実施形態では、スイッチ切替信号が第1のハイレベルのときに入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20の出力端と光量制御装置とが接続され、スイッチ切替信号がローレベルのときに入力端Eが出力端Hと接続されてMPD20の出力端が接地され、スイッチ切替信号が第1のハイレベルよりも低くローレベルよりも高い第2のハイレベルの場合に入力端Eが出力端Gと接続されてMPD20の出力端がオープン状態となる。なお、スイッチ切替信号は、上記に限らず、入力端Eが出力端F〜Hの何れかと選択的に接続されるような信号であればよい。
【0092】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100のAPC制御の動作について、図11を参照して説明する。
【0093】
図11に示すように、画像形成中は、第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号は何れも第2のハイレベルであると共に、第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号は何れもローレベルとなっている。このため、切替スイッチSW1〜SW32の入力端Eは何れも出力端Gと接続され、MPD20の出力端はオープン状態となっている。従って、図11に示すように、MPD20には電荷が蓄積された状態となる。
【0094】
画像形成が終了して所定期間経過後のtaの時点では、第1スイッチ切替信号がローレベルとなり、所定期間経過後のtbの時点では、コントローラ102によって第1スイッチ切替信号が第1のハイレベルにされると共に画像処理装置104によって第1光量制御開始信号がハイレベルにされ、第1LDがレーザー駆動装置D1によって点灯される。このように、一旦第1スイッチ切替信号がローレベルになって切替スイッチSW1の入力端Eが出力端Hと接続されることにより、図11に示すようにMPD20に蓄積された電荷が接地側へ放出される。
【0095】
そして、第1レーザービームがMPD20によって検出され、その光量が電流に変換されて光量制御装置C1へ入力され、光量制御装置C1によって、検出した光量に対応する電圧と基準電圧との差分に応じた差分信号がレーザー駆動装置D1に出力される。
【0096】
レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0となるように、当該レーザービームの光量が調整される。これにより、第1レーザービームの光量が目標光量と一致するように調整される。
【0097】
第1LDのAPC制御が終了すると、図11に示すように第1スイッチ切替信号が第2のハイレベルになると共に第1光量制御開始信号がローレベルになり、かつ第1LDが消灯される。これにより、切替スイッチSW1の入力端Eは再びオープン状態となる。そして、第2光量制御開始信号及び第2スイッチ切替信号が第1のハイレベルにされると共に、第2LDが点灯される。これにより、切替スイッチSW2の入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20の出力端と光量制御装置C2とが接続される。そして、上記と同様に第2LDについてAPC制御を行う。以下同様にして、第32LDまでのAPC制御を順に行う。
【0098】
このように、APC領域以外の領域、すなわち画像領域及びSOSサーチ領域ではMPD20がオープン状態となって電荷が蓄積されるものの、画像形成が終了した後、APC制御が開始される前に、MPD20の出力端を一旦接地することで蓄積された電荷を放出させるため、MPD20に電荷が蓄積された状態でAPC制御が開始されることがなく、単一のMPD20で複数のレーザービームの光量を調整する場合でも、正確に光量調整を行うことができる。
【0099】
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。なお、第2実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0100】
本実施形態に係る画像形成装置は、図6に示した画像形成装置110と同一であるので、説明は省略する。
【0101】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置110のAPC制御の動作について、図12を参照して説明する。
【0102】
図12に示すように、画像形成中は、第1スイッチ切替信号〜第32スイッチ切替信号及び第1光量制御開始信号〜第32光量制御開始信号は何れもローレベルとなっている。このため、切替スイッチSW1〜SW32の入力端Eはどこにも接続されず、MPD20の出力端はオープン状態となっている。従って、図12に示すように、MPD20には電荷が蓄積された状態となる。
【0103】
画像形成が終了して所定期間経過後のtaの時点で第1スイッチ切替信号がハイレベルとなり、所定期間経過後のtbの時点で画像処理装置104によって第1光量制御開始信号がハイレベルにされ、第1LDがレーザー駆動装置D1によって点灯される。このように、画像形成終了後、APC制御が開始される前のtaの時点から第1スイッチ切替信号をハイレベルにして切替スイッチSW1の入力端Eが出力端Fと接続されるようにすることにより、図12に示すようにMPD20に蓄積された電荷が光量制御装置C1側へ放出される。なお、光量制御開始信号がハイレベルにならなければAPC制御は開始されないため、光量制御装置C1にMPD20の出力電流が入力されてもAPC制御が誤動作することはなく、特に問題はない。
【0104】
そして、第1レーザービームがMPD20によって検出され、その光量が電流に変換されて光量制御装置C1へ入力され、光量制御装置C1によって、検出した光量に対応する電圧と基準電圧との差分に応じた差分信号がレーザー駆動装置D1に出力される。
【0105】
レーザー駆動装置D1では、光量制御装置C1から入力された差分信号のレベルが0となるように、当該レーザービームの光量が調整される。これにより、第1レーザービームの光量が目標光量と一致するように調整される。
【0106】
第1LDのAPC制御が終了すると、図12に示すように第1スイッチ切替信号及び第1光量制御開始信号がローレベルになると共に、第1LDが消灯される。これにより、切替スイッチSW1の入力端Eは再びオープン状態となる。そして、第2光量制御開始信号及び第2スイッチ切替信号が第1のハイレベルにされると共に、第2LDが点灯される。これにより、切替スイッチSW2の入力端Eが出力端Fと接続されてMPD20の出力端と光量制御装置C2とが接続される。そして、上記と同様に第2LDについてAPC制御を行う。以下同様にして、第32LDまでのAPC制御を順に行う。
【0107】
このように、APC領域以外の領域、すなわち画像領域及びSOSサーチ領域ではMPD20がオープン状態となって電荷が蓄積されるものの、画像形成が終了した後、APC制御が開始される前に、MPD20を光量制御装置に接続させるため、MPD20に蓄積された電荷を光量制御装置側に放出させることができる。従って、MPD20に電荷が蓄積された状態でAPC制御が開始されることがなく、単一のMPD20で複数のレーザービームの光量を調整する場合でも、正確に光量調整を行うことができる。
【0108】
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態では、画像形成装置の他の形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0109】
上記実施形態では、1つの光走査装置によって1色の画像を形成するための画像形成装置について説明したが、本実施形態では、複数色の画像を形成するための多色画像形成装置について説明する。
【0110】
図13には、本発明が適用される多色画像形成装置の概略構成が示されている。図13に示されるように、多色画像形成装置130は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための現像ユニット40Y、40M、40C、40Kとが並んで(図13における右から左へ順に)配設されている。
【0111】
なお、これらの現像ユニット40Y、40M、40C、40Kは同様の構成であるため、ここでは、現像ユニット40Yについてのみ説明し、その他の現像ユニット40M、40C、40Kについては説明を省略する。また、現像ユニット40Y内の部材と同様の現像ユニット40M、40C、40K内の部材については、現像ユニット40Y内の部材に付与した符号の末尾の英字Yを、それぞれの色を表す英字に置き換えた符号を付して説明する。
【0112】
現像ユニット40Yは、イエローの画像データに基づく光ビームを図13矢印A方向に照射する光走査装置10Yと、図13矢印B方向に定速回転する円筒状の感光体ドラム42Y等を含んで構成されている。なお、光走査装置10Yは、図1に示した光走査装置10と同様の構成である。
【0113】
また、図13に示されるように、光走査装置10Yによる光ビームの照射位置(図13矢印A参照)よりも感光体ドラム42Yの回転方向(図13矢印B参照)上流側には、帯電器44Yが配設されており、感光体ドラム42Yを一様に帯電させる。帯電器44Yにより一様に帯電された感光体ドラム42Yは、図13矢印B方向に回転することによって光ビームの副走査がなされ、感光体ドラム42Yに潜像が形成される。
【0114】
また、光走査装置10Yによる光ビームの照射位置よりも感光体ドラム42Yの回転方向下流側には、感光体ドラム42Yの周面に対向して、感光体ドラム42Yにイエローのトナーを供給する現像器46Yが配設されている。現像器46Yから供給されたトナーは、光走査装置10Yによって光ビームが照射された部分に付着されるようになっている。これにより感光体ドラム42Yにイエローのトナー像が形成される。
【0115】
なお、現像ユニット40M、40C、40Kについては、感光体ドラム42M、42C、42Kにそれぞれマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。
【0116】
現像器46Y、46M、46C、46Kの配設位置よりも感光体ドラム42Y、42M、42C、42Kの回転方向下流側(感光体ドラム42Y、42M、42C、42Kの軸芯垂下位置)には、無端ベルト状の中間転写体48が配置されている。
【0117】
この中間転写体48は、複数の搬送ローラ50に張架され、図13矢印D方向に搬送されるようになっている。この搬送により、中間転写体48が感光体ドラム42Y、42M、42C、42Kの順に案内されて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が順番に重ね合わされ、中間転写体48表面に多色トナー像が形成される。
【0118】
すなわち、中間転写体48は各感光体ドラム42Y、42M、42C、42Kで現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像を1回の通過で全て重ね合わせて転写され、多色のトナー画像を形成される。その後、図示しないトレイから1枚ずつ、図13矢印P方向に搬送されてくる記録用紙52へ転写ローラ53により一括転写され、記録用紙52上に多色画像が形成される。
【0119】
なお、中間転写体48にトナー像を転写後の感光体ドラム42Y、42M、42C、42Kは、図示しない感光体ドラム用クリーナにより表面に残留しているトナーが除去されるようになっている。また、記録用紙52に多色トナー像を転写後の中間転写体48にも、図示しない中間転写体用クリーナが配設されており、中間転写体表面に残留しているトナーが除去されるようになっている。
【0120】
このように、多色画像形成装置130では、複数の色毎に光走査装置を備えるのに伴い、図3に示すような回路を色毎に4系統備えることとなる。このような多色画像形成装置130にも本発明を適用可能であり、光量調整を精度よく行うことができるので画質の良いカラー画像を得ることができる。
【0121】
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について説明する。本実施形態では、光走査装置の他の形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0122】
上記実施形態では、光走査装置にレーザーアレイが1つのみ備えられている場合の形態について説明したが、本実施形態では、光走査装置に2色で画像を形成するための2つのレーザーアレイが備えられている場合の形態について説明する。
【0123】
図14には、本実施形態に係る光走査装置10Bの構成を示した。なお、図1の光走査装置10と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0124】
図14に示すように、本第2実施形態に係る光走査装置10Bは、回路基板14Bに取り付けられると共に複数のレーザービームを出射する面発光型のレーザーアレイ12Bと、コリメータレンズ16Bと、ビームスプリッタ17と、シリンドリカルミラー28Bと、を更に備えた点が上記第1実施形態に係る光走査装置10と異なっている。なお、レーザーアレイ12Bの構成はレーザーアレイ12と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【0125】
レーザーアレイ12Bから出射されたレーザービームは、コリメータレンズ16Bにより略平行光とされ、コリメータレンズ16とハーフミラー18との中間部に配設されたビームスプリッタ17により、レーザーアレイ12から出射されてコリメータレンズ16によって略平行光とされたレーザービームと光路が合わせられる。
【0126】
その後、当該レーザービームは、ハーフミラー18によって一部が分離されてMPD20に導かれる。
【0127】
一方、ハーフミラー18を通過した当該レーザービームは、シリンドリカルレンズ22によってポリゴンミラー24の反射面近傍で主走査方向に長い線状に結像されてポリゴンミラー24に入射される。
【0128】
ポリゴンミラー24は図示しないモータによって回転され、入射された当該レーザービームを主走査方向に偏向反射する。そして、ポリゴンミラー24によって偏向反射された当該レーザービームは、Fθレンズ26によって主走査方向において不図示の第2の感光体ドラム上に結像され、かつ当該第2の感光体ドラム上を略等速で移動するように結像される。そして、Fθレンズ26を通過した当該レーザービームは、シリンドリカルミラー28Bによって第2の感光体ドラム上で結像され、対応する色の画像信号に応じた静電潜像が第2の感光体ドラム上に形成される。
【0129】
本実施の形態に係る光走査装置10Bでは、このように2つのレーザーアレイ12、12Bを用いるものとして構成されているが、SOS信号は、上記第1実施形態に係る光走査装置10と同様に、レーザーアレイ12から出射されたレーザービームに応じてSOSセンサ32から出力されるものを適用し、当該SOS信号によって2色各々の主走査方向の書き出しタイミングの同期が取られる構成となっている。
【0130】
なお、本実施の形態に係る光走査装置10Bが適用される画像形成装置の構成は、上記第1実施形態に係る画像形成装置100(図3参照)の構成と略同一であるので、ここでの詳細な説明は省略するが、レーザーアレイが2つとされたことに伴い、レーザー駆動装置D1〜D32、光量制御装置C1〜C32、切替スイッチSW1〜SW32が各々2系統設けられ、これらに入力される各信号も2系統設けられる点が異なる。
【0131】
このように、単一の光走査装置で複数のレーザーアレイを備えた構成では、レーザービーム数が多くなることにより、1走査期間内で全てのレーザービームについてAPC制御を行うには時間が足りないことがある。このような場合には、レーザーアレイ毎にAPC制御を実行すればよい。すなわち、ある1つの走査期間では、1つのレーザーアレイの全レーザービームのAPC制御を行い、次の走査期間では、他のレーザーアレイの全レーザービームのAPC制御を行う。このように、各走査に対してAPC制御を行うレーザーアレイを割り当てることにより、確実にAPC制御を行うことができる。
【0132】
このように、複数のレーザーアレイを備えた光走査装置を備えた画像形成装置にも本発明を適用可能であり、光量調整を精度よく行うことができるので画質の良いカラー画像を得ることができる。
【0133】
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態について説明する。本実施形態では、1つの光走査装置で複数色の画像を形成する形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0134】
図15には、本発明に係る画像形成装置としての画像形成装置140が示されている。画像形成装置140は、3個の搬送ローラ50と、搬送ローラ50に巻き掛けられた無端の中間転写体48と、中間転写体48を挟んで搬送ローラ50と対向配置された転写ローラ53を備えている。
【0135】
中間転写体48の側方には、中間転写体48が回転駆動されたときの中間転写体48の移動方向(図15矢印A方向)に沿って、ブラック(K)の単色画像を形成するための現像ユニット40K、シアン(C)の単色画像を形成するための現像ユニット40C、マゼンダ(M)の単色画像を形成するための現像ユニット40M、イエロー(Y)の単色画像を形成するための現像ユニット40Yが略等間隔で順に配置されている。
【0136】
図15では詳細な図示を省略しているが、個々の現像ユニット40は、中間転写体48の移動方向と直交するように各々配置された感光体ドラム42を備え、各感光体ドラム42の周囲に、感光体ドラム42を帯電させるための帯電器、光走査装置60によって感光体ドラム42上に形成された静電潜像を所定色(K又はC又はM又はY)のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器、感光体ドラム19上に形成されたトナー像を中間転写体48に転写する転写器、感光体ドラム19に残されたトナーを除去する清掃器が順に配置されて構成されている。
【0137】
個々の現像ユニット40の感光体ドラム42に形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体48のベルト面上で互いに重なり合うように中間転写体48に各々転写される。これにより、中間転写体48上にカラーのトナー像が形成され、形成されたカラーのトナー像は、搬送ローラ50と転写ローラ53との間に送り込まれた記録用紙52に転写される。そして、記録用紙52は図示しない定着装置に送りこまれ、転写されたトナー像が定着される。これにより記録用紙52上にカラー画像(フルカラー画像)が形成される。
【0138】
光走査装置60は、少なくとも4個のLDから成るレーザーアレイ12を備えており、レーザーアレイ12からは、K,C,M,Yの各単色画像を形成するための少なくとも4本の光ビームが各々射出される。レーザーアレイ12から射出された少なくとも4本の光ビームは、レーザーアレイ12のビーム射出側に配置されたコリメータレンズ16によって各々平行光束とされた後に、単一のポリゴンミラー24の同一の反射面に各々入射される。なお、レーザーアレイ12は4個以上のLDを備えていてもよく、この場合各色に複数のLDが割り当てられる。
【0139】
ポリゴンミラー24は正多角柱状で、鏡面加工により側面に複数の反射面が形成されている。ポリゴンミラー24は図示しないモータの駆動力が伝達されることで、高速で回転し、同一の反射面に入射された少なくとも4本の光ビームを主走査方向に沿って各々偏向走査させる。
【0140】
ポリゴンミラー24の光ビーム射出側には主走査方向にのみパワーを有するFθレンズ26が配置されており、ポリゴンミラー24によって偏向・反射された光ビームは、感光体ドラムの外周面上を略等速で移動し、且つ主走査方向の結像位置が感光体ドラムの外周面上に一致するようにfθレンズ26によって屈折される。fθレンズ26の光ビーム射出側には分離ミラー36が配置されており、分離ミラー36に入射された少なくとも4本の光ビームは、分離ミラー36により、対応する現像ユニット40が位置している側へ反射される。
【0141】
現像ユニット40K,40C,40M,40Yの近傍には、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルミラー38が各々配置されている。分離ミラー36から射出された少なくとも4本の光ビームは、副走査方向の結像位置が感光体ドラム42上に一致するようにシリンドリカルミラー38によって各々反射され、対応する現像ユニット40の感光体ドラム42に各々照射される。なお、シリンドリカルミラー38はポリゴンミラー24と感光体ドラム42の外周面を副走査方向において共役にする面倒れ補正機能も有している。
【0142】
また、光走査装置60は、上記実施形態と同様に単一のMPD20を備えており、各レーザーのAPC制御は、MPD20によって検出された光量に応じて行われる。
【0143】
このように、単一の光走査装置で複数のレーザビームを射出するレーザーアレイを備えた構成の場合、レーザービーム数が多くなることにより、1走査期間内で全てのレーザービームについてAPC制御を行うには時間が足りないことがある。この場合、各色に割り当てられたLD毎にAPC制御を実行すればよい。すなわち、ある1つの走査期間では、ある色に割り当てられたLDのAPC制御を行い、次の走査期間では、他の色の割り当てられたLDのAPC制御を行う。このように、各走査に対してAPC制御を行うLDを割り当てることにより、確実にAPC制御を行うことができる。
【0144】
このように、複数の画像形成部と1つの光走査装置を備えた画像形成装置にも本発明を適用可能であり、光量調整を精度よく行うことができるので画質の良いカラー画像を得ることができる。
【0145】
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態について説明する。本実施形態では、光走査装置の他の形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0146】
本実施形態では、各色毎の複数のレーザーアレイを備えた単一の光走査装置及び各色毎の複数の画像形成部を備えた場合の形態について説明する。
【0147】
図16には、本発明が適用された画像形成装置150の概略が示されている。この画像形成装置160は、カラー画像信号を構成する各色信号に対応した4つの現像ユニット40(イエロー現像ユニット40Y、マゼンタ現像ユニット40M、シアン現像ユニット40C、ブラック現像ユニット40K)を備え、各現像ユニットは同一の構成とされており、画像担持体としての感光体ドラム42を各々含んでいる。
【0148】
また、画像形成装置150は、上記の各現像ユニットに含まれる感光体ドラム42の表面(以下、ドラム表面と称する。)における所定の露光走査位置64にレーザ光を照射するための光走査装置62を備えている。
【0149】
また、各現像ユニットでは、感光体ドラム42が図示しないモータによって、図16の矢印▲1▼方向に所定角速度で回転するようになっている。これによって、上記光走査装置62から出射されるレーザ光は、ドラム表面を感光体ドラム42の軸方向(主走査方向)に沿って繰り返し走査される(詳細は後述)。
【0150】
各現像ユニットでは、図16の矢印▲1▼で示すドラム回転方向に沿って露光走査位置64のわずか上流側には帯電器44が設けられており、ドラム表面を一様に帯電させるようになっている。これにより、帯電器44によって一様に帯電されたドラム表面に対して、レーザ光の露光走査がなされることにより、画像部分以外の帯電電荷を除去して、画像部分に電荷を残した静電潜像を形成するようになっている。
【0151】
また、図16の矢印▲1▼で示すドラム回転方向に沿って露光走査位置64のわずか下流側には現像器46が設けられている。この現像器46は、静電潜像と逆極性に帯電したトナーが充填されており、ドラム表面に形成された静電潜像に、それぞれの色(シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック)に着色した帯電微粒子であるトナーを静電的に付着させて可視像(トナー像)を形成するようになっている。
【0152】
また、感光体ドラム42の図16の下方には転写器66が設けられており、この転写器66と感光体ドラム42とによって上記トナー像を転写する中間転写体48が挟持されている。この中間転写体48は、搬送ローラによって、図16の矢印▲2▼方向へ、各現像ユニットY、M、C、Kを順に搬送されるようになっている。また、各現像ユニットにおける転写器66では、電荷を中間転写体48に与え、その静電力によって各色毎のトナー像を中間転写体48に順次転写するようになっている。
【0153】
さらに、各色毎のトナー像が転写された中間転写体48の図16の矢印▲2▼方向下流側には、定着器68が配設されている。この定着器68では、画像を記録する記録用紙52を挟持して図16の矢印▲3▼方向へ搬送しつつ、熱又は圧力を加えることによって中間転写体48に転写されたトナー像を記録用紙52に融着するようになっている。
【0154】
なお、各現像ユニットの感光体ドラム42の回転方向(図16の矢印▲1▼方向)最後端には、転写後感光体ドラム42上に残留するトナー等を除去するためのクリーナ70が設けられている。
【0155】
図17には、図16の矢印A方向からみた上記光走査装置62の概略が示されている。この光走査装置62には、レーザ光を反射するための鏡面加工が施された側面(反射面)を有する正多角柱形状で、かつ図16の矢印▲1▼方向に等速回転するポリゴンミラー24が設けられている。なお、本実施形態では、このポリゴンミラー24の側面の数が12面である場合を例に挙げて説明する。
【0156】
さらに、光走査装置62では、上記のポリゴンミラー24を中心として、平凸レンズ及び平凹レンズで構成されたfθレンズ26、及びレーザ光を屈折反射させて上記感光体ドラム42へ導くためのシリンドリカルミラー38が、図16の上下方向各々に順に配置されている。
【0157】
また、光走査装置62には、カラー画像信号を構成する各色信号に基づいて変調されたレーザ光を出射するLD72Aと、当該LD72Aを駆動するLDドライバ(LDD)72Bとからなる、各色(Y、M、C、K)にそれぞれ対応する4つレーザ光源74Y、74M、74C、74Kが、ポリゴンミラー24に対して図2の左側部に並べて配設されている(以下、4つのレーザ光源74Y、74M、74C、74Kを総称する場合、レーザ光源74という。)。なお、レーザ光源74は、上記実施形態で説明したような複数のレーザービームを射出するレーザーアレイであってもよい。
【0158】
上記のレーザ光源74から出射される各レーザ光の光軸X上にはコリメータレンズ76及びハーフミラー77が各々配置されている。これらコリメータレンズ76はレーザ光源74からのレーザ光を平行光線にすると共に所定のビーム径に集光するものであり、レーザ光は集光された光線として通過するようになっている。ハーフミラー77は、コリメータレンズ76を通過したレーザ光の一部を反射してMPD20へ導く。
【0159】
レーザ光源74から出射された各レーザ光は、コリメータレンズ76及びハーフミラー77を通過して、上記ポリゴンミラー24に入射されるようになっている。また、一部のレーザ光は、ハーフミラー77でMPD20の方向へ反射される。なお、レーザ光源74M、74Cから出射された各レーザ光については、それぞれの光軸X上に配置された反射ミラー78を介してポリゴンミラー24へ入射されるようになっており、これによって、レーザ光源74C、74Kからの各レーザ光は、互いに相対する方向からポリゴンミラー24に入射し、同様に、レーザ光源74M、74Yからの各レーザ光は、互いに相対する方向からポリゴンミラー24に入射することになる。
【0160】
ポリゴンミラー24は、駆動制御IC79によって駆動制御される。駆動制御IC79は、ポリゴンミラー24を回転駆動するための図示しないモータの駆動制御を行うためのものであり、位相同期制御部(Phase Locked Loop;PLL)79A、駆動回路79B、及びアンプ79Cが順に接続されて、集積回路化されている。
【0161】
位相同期制御部79Aには図示しないホール素子がアンプ79Cを介して接続されると共に、前記モータの回転速度の基準となる基準クロック信号(CLK)を出力する図示しない基準クロック信号発生部が接続されている。この位相同期制御部79Aは、前記モータを所定の速度で等速回転させるために、前記モータの回転周波数を示す信号(回転周波数信号)として前記ホール素子から出力されるホール信号の位相と、上記基準クロック信号発生部61からの基準クロック信号の位相とが、所定の位相差で位相ロック状態となるように、上記駆動回路79Bに対して、所定のPLL制御信号を出力するものである。
【0162】
また、駆動回路79Cは、位相同期制御部79Aから入力されるPLL制御信号の信号電圧に比例した励磁電流を、前記モータのステータコイル群へ供給するものである。
【0163】
これにより、前記モータは、基準クロック信号とホール信号とによるPLL制御によって、その回転速度を適切に増速/減速調節されて、精度よく等速回転するように制御される。これによって、ポリゴンミラー24を等速回転させて各反射面へのレーザ光の入射角を連続的に変化させることにより、レーザ光を偏向してシリンドリカルミラー38側に送りつつ、主走査方向に沿って各現像ユニットにおける感光体ドラム42上に照射することができる。
【0164】
ポリゴンミラー24に入射した各レーザ光は、ポリゴンミラー24の反射面で反射偏向され、fθレンズ26を透過して各々対応するシリンドリカルミラー38へ導光されるようになっている。ここでは、レーザ光源74C、74Kから出射されたレーザ光はポリゴンミラー24によって図17の矢印▲2▼方向(CK主走査方向)へ順に偏向走査され、レーザ光源74Y、74Mから出射されたレーザ光はポリゴンミラー24によって図17の矢印▲3▼方向(YM主走査方向)へ順に偏向走査されるようになっており、互いに相反する方向への双方向走査が行われるようになっている。
【0165】
シリンドリカルミラー38へ導光されたレーザ光は、シリンドリカルミラー38で反射され、さらにそれぞれ対応する反射ミラー38Aによって上記各現像ユニットにおけるドラム表面の露光走査位置64に導光されるようになっている。従って、このレーザ光は、上記fθレンズ26の作用によって、ドラム表面を等速度で走査されることになる。なお、レーザ光の各光路はそれぞれ矢印80Y、80M、80C、80Kで示している。
【0166】
また、光走査装置62において、CK主走査方向(図17の矢印▲2▼方向)及びYM主走査方向(図2の矢印▲3▼方向)への偏向走査開始位置の近傍にはそれぞれ、レーザ光による主走査開始(Start Of Scan;SOS)のタイミングの同期をとるためにレーザ光を検出する同期検出器(SOSセンサ)82CK、82YMと、各SOSセンサ82CK、82YMへレーザ光を導くための反射ミラー84CK、84YMとが配設されている。なお、SOSセンサ82CK、82YMにはそれぞれレーザ光を感知するセンサ部が設けられており、レーザ光を感知しないときは高レベルの信号(以下、H信号という。)を出力し、レーザ光を感知したときには低レベルの信号(以下、L信号という。)を出力するようになっている。
【0167】
これにより、レーザ光源74Cからのレーザ光と、レーザ光源74Kからのレーザ光とについてのSOSセンサ82CKまでの光路長差によって、SOSセンサ82CKから出力されるSOS信号(C+K)は、レーザ光源74Cからのレーザ光の検出によるSOS信号(C)とレーザ光源74Kからのレーザ光の検出によるSOS信号(K)とが時系列に合成された信号となる。同様に、レーザ光源74Yからのレーザ光と、レーザ光源74Mからのレーザ光とについてのSOSセンサ82YMまでの光路長差によって、SOSセンサ82YMから出力されるSOS信号(Y+M)は、レーザ光源74Yからのレーザ光の検出によるSOS信号(Y)とレーザ光源74Mからのレーザ光の検出によるSOS信号(M)とが時系列に合成された信号となる。
【0168】
上記の構成のように、複数のレーザ光源に対して単一のMPDでAPC制御を行う場合、1走査期間内で全てのレーザービームについてAPC制御を行うには時間が足りないことがある。各々のレーザ光源として複数のLDを備えたレーザ光源を用いる場合には特に時間が足りなくなってしまう。この場合、レーザ光源毎にAPC制御を実行すればよい。すなわち、ある1つの走査期間では、1つのレーザ光源の全レーザービームのAPC制御を行い、次の走査期間では、他のレーザ光源の全レーザービームのAPC制御を行う。このように、各走査に対してAPC制御を行うレーザ光源を割り当てることにより、確実にAPC制御を行うことができる。
【0169】
このように、複数のレーザ光源を備えた光走査装置を備えた画像形成装置にも本発明を適用可能であり、光量調整を精度よく行うことができるので画質の良いカラー画像を得ることができる。
【0170】
なお、上記実施形態では、単一のMPDにより複数のレーザービームの光量制御を行う場合について説明したが、光量制御を行うレーザービームの数よりも少ない複数のMPDを用いた場合にも本発明を適用可能である。
【0171】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、光ビームの光量調整の精度を向上させることができ、特に、複数の光ビームを射出する光源を備え、光ビームの数よりも少ない数の受光素子で複数の光ビームの光量調整を行う場合でも、各光ビームに対する光量調整の精度を向上させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。
【図2】第1実施形態に係るレーザーアレイの構成を示す概略図である。
【図3】第1実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図4】第1実施形態に係る光量制御装置の一部構成を示す回路図である。
【図5】第1実施形態に係る画像形成装置のAPC制御の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図6】第2実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図7】第2実施形態に係る画像形成装置のAPC制御の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図8】第3実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図9】(A)は第3実施形態に係るシャッター機構の概略構成を示す上面図である。(B)は(A)の側面図である。
【図10】第3実施形態に係る画像形成装置の初期APCの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図11】第4実施形態に係る画像形成装置のAPC制御の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図12】第5実施形態に係る画像形成装置のAPC制御の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図13】第6実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図14】第7実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す図である。
【図15】第8実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図16】第9実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図17】第9実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図18】従来例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図19】従来例に係る画像形成装置のAPC制御の動作の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
10 光走査装置
12 レーザーアレイ(発光手段)
16 コリメータレンズ(走査手段)
19 感光体ドラム(画像担持体)
20 MPD(光検出手段)
22 シリンドリカルレンズ(走査手段)
24 ポリゴンミラー(走査手段)
26 fθレンズ(走査手段)
100 画像形成装置
102 コントローラ(切替制御手段)
104 画像処理装置
122 シャッター機構(遮断手段)
124 シャッターコントロール装置
C1〜C32 光量制御装置(光量制御手段)
SW1〜SW2 切替スイッチ(切替手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light amount control device, and more specifically, to a light amount control device that is used in an optical scanning device or the like that scans a light beam emitted from a plurality of light emitting units on a surface to be scanned, and performs light amount control of the light beam. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in an image forming apparatus adopting an electrophotographic method, both an image forming apparatus for forming a monocolor image and an image forming apparatus for forming a full color image have a higher image forming speed and a higher resolution of the formed image. The demand for is getting higher. In order to achieve such high speed and high resolution, an optical scanning device having a high speed (high frequency) image clock signal, a polygon mirror that rotates at high speed, and a laser driver that modulates the laser beam at high speed. is required. However, it is technically difficult to transmit a high-frequency clock signal without deterioration, and devices such as transmission cables and laser drivers become expensive. In addition, the polygon motor for rotating the polygon mirror has a shorter life or increased noise due to heat generation due to an increase in current consumption due to a load such as windage loss of the polygon mirror as the rotation speed is increased. There is also a problem such as, and there is a limit to increasing the rotational speed.
[0003]
In view of this, a technique has been proposed in which an image is formed by increasing the number of emission points from which a laser beam is emitted and simultaneously scanning a plurality of laser beams. For example, by using a laser light source including two laser diodes (hereinafter referred to as “LD”) capable of emitting two laser beams from one chip, the rotational speed of the polygon mirror is set to 1 Compared to a laser light source that emits a single laser beam, it can be halved (1/2), thereby reducing the scanning speed on the photosensitive drum. The frequency can also be lowered.
[0004]
By the way, in an electrophotographic image forming apparatus using a laser, in order to scan with a stable light amount of the laser beam, the light amount control of the laser beam, that is, APC (Auto Power Control) control is performed for each scan. . Usually, the light intensity control is performed by detecting the amount of light emitted from the laser beam by a sensor such as a monitor photodiode (hereinafter also referred to as “MPD”) (usually disposed inside the LD package and detecting the back beam of the LD. Sensor), convert the current value according to the monitored light amount into voltage, and compare it with the reference voltage according to the target light amount, so that the LD light amount becomes the target light amount and feedback. This is done by controlling.
[0005]
In mono-color and full-color image forming apparatuses that require high speed and high resolution, it is necessary to increase the number of laser beams of a light source mounted in the optical scanning apparatus and perform light amount correction within one scanning period.
[0006]
As the number of laser beams is increased, the number of laser beams for controlling the amount of light simultaneously increases. However, in general, an LD package having a laser having a plurality of light emitting points has one MPD for each LD package. In many cases, the light quantity control for each laser beam is inevitably performed in time series by switching the laser beam to be lit.
[0007]
In order to simultaneously control the light quantity of a plurality of laser beams, the number of MPDs corresponding to the number of lasers is arranged outside the laser without providing the MPD in the LD package or without using the MPD in the package. However, as the number of laser beams increases, the cost for MPD increases and the apparatus becomes larger, which is not realistic. Therefore, even if the MPD is arranged outside without providing the MPD in the LD package or without using the MPD in the LD package, the laser beam to be lit is switched using a single MPD. Therefore, it is necessary to control the light amount in time series.
[0008]
There is a technique described in Patent Document 1 as a technique for performing light quantity control by switching lighting of a plurality of LDs. FIG. 18 shows an optical writing device described in Patent Document 1. The optical writing device shown in FIG. 18 includes a light emitting unit 200 having a plurality (four) of LDs and an LD array 204 in which one light receiving unit (MPD) 202 is housed in one package. Accordingly, LD drive control circuits 210 to 216 and changeover switches 218 to 224 each including an LD drive unit 206 and an APC control unit 208 are provided. A plurality of laser beams emitted from the light emitting unit 200 of the LD array 204 are collimated by a collimator lens (not shown), deflected by a polygon mirror 226, and rotated in a predetermined direction (sub-scanning direction) via an fθ lens 228. A main scan is performed on the photosensitive drum 230 in the axial direction of the photosensitive drum 230. The GAVD 232 that performs overall control of the apparatus is based on a synchronization detection signal (Start of Scan signal: hereinafter referred to as an SOS signal) from a photodetector 234 provided outside the main scanning writing area. To decide.
[0009]
When performing APC control of each LD, the GAVD 232 outputs a DATA signal and an APC signal to any one of the LD drive unit 206 and the APC control unit 208 so that each LD is individually turned on to execute the APC control. At the same time, only the changeover switch corresponding to the lighted LD is turned on, and the output current from the light receiving unit 202 is input only to the corresponding APC control unit 208.
[0010]
In this way, since the output current from the single light receiving unit 202 is switched and used for light amount control, it is advantageous in terms of switching speed compared to switching after converting the output current to voltage, and the light amount control is speeded up. It is effective from the viewpoint.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-150726 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique described in Patent Document 1 has the following problems. With respect to this problem, a case where APC control is performed for two LDs will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, the selector switches SW1 and SW2 (for example, the selector switches 218 and 220 in FIG. 18) are in an open state during the image forming process and when the SOS signal is detected, so that the light receiving unit 202 is connected anywhere. In this state, the laser beam is received, and charges (MPD charges) corresponding to the accumulated light amount received are accumulated in the light receiving unit 202. When the changeover switch SW1 is turned on and the APC control of the first LD is started, the current from the light receiving unit 202 is indicated by the dotted line in FIG. (MPD current) becomes larger than the current corresponding to the actual light amount of the laser beam, and the accuracy of APC control deteriorates.
[0013]
This phenomenon becomes more prominent as the number of laser beams increases. When the number of laser beams is small, such as one, the charge accumulated in the light receiving unit 202 is quickly emitted in a very short time when the APC control unit 208 and the light receiving unit 202 are connected at the start of APC control. Therefore, even in the APC control period for each line, it is possible to adjust the light amount within the APC control time after the discharge of the charge. On the other hand, when the number of laser beams is large, for example, in an LD array that emits four laser beams, the amount of light incident on the light receiving unit 202 in the image region is quadrupled. 4 times, and no charge can be released within a predetermined APC control period. Accordingly, since more current than the current corresponding to the actual light amount is input to the APC control unit 208, the same state as when the light is emitted with a large power is obtained, and the light emission amount of the LD is controlled to be lowered. As a result, the amount of light may be insufficient.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a light quantity control device capable of improving the accuracy of light quantity adjustment of a light beam, and in particular, includes a light source that emits a plurality of light beams. It is an object of the present invention to provide a light quantity control device capable of improving the accuracy of light quantity adjustment for each light beam even when the light quantity adjustment of the plurality of light beams is performed with a smaller number of light receiving elements.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is provided with scanning means for scanning a light beam modulated on the basis of image data on the image carrier, and an image formed on the image carrier. A light amount control device for controlling an amount of light beam used in an image forming apparatus that forms an image by transferring to a recording medium, the light emission means including a light emitting unit for emitting the light beam, and the light emission A light detection means for detecting the light quantity of the light beam emitted from the unit; a light quantity control means for controlling the light quantity so that the light quantity of the light beam becomes a predetermined light quantity based on a detection result of the light detection means; Charge accumulation preventing means for preventing charge from being accumulated in the light quantity detection means at least when light quantity control by the light quantity control means is started is provided.
[0016]
The light quantity control device includes a scanning unit that scans a light beam modulated on the basis of image data on the image carrier, and forms an image by transferring the image formed on the image carrier to a recording medium. Used in forming equipment.
[0017]
The light quantity control device includes a light emitting unit including a light emitting unit that emits a light beam. As this light emitting means, for example, a surface emitting laser light source or the like is used.
[0018]
The light detection means detects the light amount of the light beam emitted from the light emitting unit. The detected light quantity is photoelectrically converted and output to the light quantity control means.
[0019]
The light quantity control means controls the light quantity so that the light quantity of the light beam becomes a predetermined light quantity based on a detection result of the light detection means, for example, a current value or a voltage value corresponding to the detected light quantity.
[0020]
This light amount control is performed, for example, in a period other than the image forming period in one scanning period by the scanning unit. However, when the light detecting unit is in an open state where it is not connected anywhere, it is detected by the light detecting unit during the image forming period. In some cases, charges corresponding to the light quantity of the light beam accumulated in the light detection means. In such a state, when the light detection means and the light quantity control means are connected at the start of the light quantity control and the light quantity control is performed, a light quantity larger than the light quantity of the light beam actually emitted from the light emitting means will be detected. In some cases, the amount of light cannot be accurately controlled.
[0021]
Therefore, the charge accumulation preventing means sets a state in which no charge is accumulated in the light quantity detecting means at least when the light quantity control means starts the light quantity control means.
[0022]
As described above, the light amount control can be performed accurately by setting the state in which no charge is accumulated in the light detection means at the start of the light amount control.
[0023]
Specifically, as described in claim 2, the charge accumulation preventing unit includes a switching unit that connects or grounds the light detection unit with the light amount control unit, and a light amount control period other than the light amount control period by the light amount control unit. The switching unit is controlled so that the light detection unit is grounded at least during a predetermined period immediately before the light amount control is started, and the light detection unit is connected to the light amount control unit during the light amount control period. And a switching control means.
[0024]
According to the present invention, since the light detection means is grounded for at least a predetermined period immediately before the light quantity control is started except for the light quantity control period by the light quantity control means, the charge accumulated in the light detection means during the image forming period or the like. Is released. Thereby, since the charge is not accumulated at the start of the light amount control, the light amount control can be performed accurately.
[0025]
It should be noted that the light detection means may always be grounded during a period other than the light amount control period, or if the time is sufficient to release the accumulated charge, light is emitted only during the period immediately before the light amount control is started. The detection means may be grounded.
[0026]
According to a third aspect of the present invention, the charge accumulation preventing means includes a switching means for connecting or disconnecting the light detection means with the light quantity control means, and a period other than the light quantity control period by the light quantity control means. The switching is performed so that the light detection unit is connected to the light amount control unit at least for a predetermined period immediately before the light amount control is started, and the light detection unit is connected to the light amount control unit during the light amount control period. And a switching control means for controlling the means.
[0027]
According to the present invention, since the light detection means is connected to the light quantity control means at least during a predetermined period other than the light quantity control period by the light quantity control means, the light detection means accumulates during the image forming period. The charge that has been made is released. Thereby, since the charge is not accumulated at the start of the light amount control, the light amount control can be performed accurately.
[0028]
It should be noted that the light detection means may always be connected to the light quantity control means during a period other than the light quantity control period, or just before the light quantity control is started if the time is sufficient to release the accumulated charge. The light detection means may be connected to the light quantity control means only during this period.
[0029]
According to a fourth aspect of the present invention, the charge accumulation preventing unit blocks the light beam incident on the light detecting unit during a period other than the light amount control period by the light amount control unit, and during the light amount control period. The light detection unit may be a blocking unit that causes the light beam to enter the light detection unit.
[0030]
According to the present invention, since the light beam incident on the light detection means is interrupted during a period other than the light quantity control period by the light quantity control means, no charge is accumulated in the light detection means at the start of the light quantity control. Light amount control can be performed accurately.
[0031]
According to a fifth aspect of the present invention, the light emitting unit includes a plurality of light emitting units and a plurality of the light amount control units corresponding to the light emitting units, and the light amount control by the light amount control unit is performed for each light emitting unit. It is good also as a structure performed sequentially.
[0032]
As described above, when the light emitting unit includes a plurality of light emitting units and a plurality of light amount control units, and each light amount control is performed using a single light detection unit, the light detection unit accumulates in the light detection unit during an image forming period. Although the amount of charge increases according to the number of light emitting units, the charge accumulation preventing unit does not accumulate charges in the light detecting unit when the light amount control starts, so that the light amount control of each light emitting unit can be performed accurately.
[0033]
Note that the light amount control of each light emitting unit may be performed entirely within one scanning period, or may be performed in a plurality of scanning periods. In addition, a plurality of light detection means may be provided, but the effect of the present invention becomes remarkable when the number of light detection means is smaller than the number of light emitting units.
[0034]
Further, when sequentially performing the light amount control, only the light amount control means performing the light amount control is connected to the light detection means, and the light amount control means not performing the light amount control is disconnected from the light detection means. . Thereby, the detection result of the light detection means during the light quantity control period is input only to the light quantity control means performing the light quantity control, so that the light quantity control can be performed accurately.
[0035]
In the image forming apparatus according to the present invention, for example, a plurality of the light emitting unit, the light amount control unit, the charge accumulation preventing unit, the image carrier, and the scanning unit are provided for each color. It is possible to apply to.
[0036]
In this case, since a scanning unit or the like is provided for each color, the light amount control of each light emitting unit may be performed independently.
[0037]
Further, as described in claim 7, the invention can be applied to an image forming apparatus provided with a plurality of the image carriers for each color. In this case, since the light beam for each color is scanned on each image carrier by a single scanning means, when there are a plurality of light emitting units, the light amount control of each light emitting unit does not end within one scanning period. There is a case. In this case, light amount control may be performed for each color divided into a plurality of scanning periods.
[0038]
Further, as described in claim 8, it is also possible to apply to an image forming apparatus provided with a plurality of the light emitting means for each color.
[0039]
Also in this case, since the light beam for each color is scanned on each image carrier by a single scanning unit for a plurality of light emitting units, the light amount control of each light emitting unit may not be completed within one scanning period. . In this case, for example, the light amount control may be performed in a plurality of scanning periods for each color.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a case where the present invention is applied to an optical scanning apparatus that performs scanning exposure on a photosensitive drum with a plurality of laser beams will be described.
[0041]
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an optical scanning device 10 according to the present embodiment. As shown in the figure, the optical scanning device 10 is mounted on a circuit board 14 and emits a plurality of laser beams, and a surface emitting laser array 12 and a polygon that scans the plurality of laser beams in the main scanning direction. And a mirror 24.
[0042]
As described above, the laser array 12 generates a plurality of laser beams. In FIG. 1, only one laser beam is illustrated for the sake of simplicity. The surface emitting laser array 12 that can be easily arrayed can generate several tens of laser beams, and the arrangement of the laser beams is not limited to one row but is arranged two-dimensionally. Is also possible. The laser array 12 according to the present embodiment is two-dimensionally arranged as shown in FIG. 2, and the number of LDs is 32. Hereinafter, these LDs are referred to as first LD to thirty-second LD, and laser beams emitted from these LDs are referred to as first laser beam to thirty-second laser beam.
[0043]
The laser beam emitted from the laser array 12 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 16. The half mirror 18 separates a part of the laser beam and guides it to the MPD 20. Unlike the edge emitting laser, the laser array 12 cannot emit a laser beam (back beam) from the rear side of the resonator. Therefore, in order to obtain a monitor signal for light quantity control, a part of the laser beam emitted from the laser array 12 is separated by the half mirror 18 and then guided to the MPD 20 as described above.
[0044]
On the other hand, the laser beam that has passed through the half mirror 18 is imaged into a long line in the main scanning direction in the vicinity of the reflecting surface of the polygon mirror 24 by the cylindrical lens 22 having power only in the sub-scanning direction, and is incident on the polygon mirror 24. The
[0045]
The polygon mirror 24 is rotated by a motor (not shown) and deflects and reflects the incident laser beam in the main scanning direction. The laser beam deflected and reflected by the polygon mirror 24 is imaged on a photosensitive drum (not shown) in the main scanning direction by the fθ lens 26 having power only in the main scanning direction, and substantially on the photosensitive drum. An image is formed so as to move at a constant speed. The laser beam that has passed through the fθ lens 26 is imaged on the photosensitive drum by a cylindrical mirror 28 having power only in the sub-scanning direction, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal of the corresponding color is formed on the photosensitive drum. Formed on top.
[0046]
Further, since the optical scanning device 10 needs to synchronize the scanning start on each reflecting surface of the polygon mirror 24, the pickup mirror 30 that reflects the laser beam before the scanning starts, and the laser reflected by the pickup mirror 30 A main scanning synchronization sensor (hereinafter referred to as “SOS sensor”) 32 for detecting the beam, and the writing timing in the main scanning direction is synchronized by the SOS signal output from the SOS sensor 32.
[0047]
Next, the configuration of the image forming apparatus 100 to which the optical scanning device 10 is applied will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the image forming apparatus 100 includes a controller 102, an image processing apparatus 104, laser drive apparatuses D1 to D32, light amount control apparatuses C1 to C32, changeover switches SW1 to SW32, and the optical scanning apparatus 10 described above. It is configured to include.
[0048]
The controller 102 controls the overall operation of the image forming apparatus 100, and includes various control signals including an image signal indicating an image to be formed and a reset signal for resetting each related unit before starting image formation. Is output to the image processing apparatus 104, and a switch switching signal indicating the switching timing of the laser beam to be subjected to light amount control is output to the changeover switches SW1 to SW32. In addition, let the switch switch signal output to each of switch SW1-SW32 be a 1st switch switch signal, a 2nd switch switch signal, ... 32nd switch switch signal.
[0049]
The image processing device 104 generates a first video signal to a thirty-second video signal indicating the on / off state of each laser beam based on the image signal input from the controller 102, and outputs the first video signal to the thirty-second video signal to the laser driving devices D1 to D32. A role of outputting a light amount control start signal for instructing the start of execution of light amount control to the light amount control devices C1 to C32 based on the SOS signal output from the SOS sensor 32 of the optical scanning device 10, and a laser A light amount control reference voltage signal for setting a reference voltage corresponding to a level at which a plurality of (32 in this embodiment) laser beams emitted from the array 12 indicate a predetermined target light amount is supplied to the light amount control devices C1 to C1. It has the role of outputting to C32 and instructing the setting of the reference voltage. The light quantity control start signal output to each of the light quantity control devices C1 to C32 is a first light quantity control start signal, a second light quantity control start signal,..., A 32nd light quantity control start signal.
[0050]
Further, the laser driving devices D1 to D32 output a laser driving signal (laser driving current value) based on the video signal input from the image processing device 104 to the corresponding LD of the laser array 12 to turn on / off the laser beam. As a result, the role of executing image formation by the optical scanning device 10 and the laser in which the light amount of each laser beam becomes the target light amount based on differential signals (described later) input from the light amount control devices C1 to C32 during light amount control. And a role of setting a drive current value.
[0051]
Further, the light amount control devices C1 to C32 are differential signals for setting the light amount of each laser beam emitted from the laser array 12 based on a light amount detection signal (described later) input from the MPD 20 of the optical scanning device 10 as the target light amount. Is output to the laser driving devices D1 to D32 at a timing according to the light amount control start signal input from the image processing device 104.
[0052]
As shown in FIG. 3, each of the change-over switches SW1 to SW32 includes one input terminal E and three output terminals F to H. The input terminals E are connected to the output terminals of the MPD 20, respectively. Connected to each of the control devices C1 to C32, the output terminal G is in an open state where it is not connected anywhere, and the output terminal H is grounded. The input terminal E is selectively connected to any one of the output terminals F to H according to a switch switching signal input from the controller 102. Accordingly, when the input terminal E is connected to the output terminal F, the output terminal of the MPD 20 is connected to the light quantity control device C1, and when the input terminal E is connected to the output terminal G, the output terminal of the MPD 20 is anywhere. When the input terminal E is connected to the output terminal H, the output terminal of the MPD 20 is grounded.
[0053]
In this embodiment, the input terminal E is connected to the output terminal F when the switch switching signal is at a high level, the output terminal of the MPD 20 is connected to the light amount control device, and the input terminal E is connected when the switch switching signal is at a low level. Is connected to the output terminal H, and the output terminal of the MPD 20 is grounded. In addition, during the light amount control, only the switch switching signal corresponding to the LD that is subject to the light amount control among the first switch switching signal to the thirty-second switch switching signal is controlled to be high level, and the other switch switching signals are controlled to be low level. The Thereby, MPD20 is connected with one light quantity control apparatus at the time of light quantity control. The first light amount control start signal to the thirty-second light amount control start signal are substantially the same as the first switch change signal to the thirty-second switch change signal, and during the light amount control, the first light amount control start signal to the thirty-second light amount control start signal. Among them, only the light quantity control start signal corresponding to the LD of the light quantity control target is controlled to be high level, and the other light quantity control start signals are controlled to be low level.
[0054]
FIG. 4 shows a circuit configuration of the light quantity control device C1. The light quantity control devices C2 to C32 have the same configuration. As shown in FIG. 4, the light quantity control device C1 includes an amplifier 106 configured by an operational amplifier (so-called operational amplifier) and a resistor, and a comparator 108 configured by an operational amplifier. Here, the output terminal F of the changeover switch SW1 is connected to the input terminal of the amplifier 106, and one input terminal of the comparator 108 is connected to the output terminal of the amplifier 106. The reference voltage as a light amount control reference voltage signal set by an instruction from the image processing apparatus 104 is applied to the other input terminal of the comparator 108.
[0055]
In the light quantity control device C1 configured as described above, when the light quantity control is instructed, that is, the first light quantity control start signal becomes high level, the first switch switching signal becomes high level, and the input of the changeover switch SW1 When the end E is connected to the output end F, the light amount of the laser beam emitted from the LD that is the light amount control target of the laser array 12 is converted into a current by the MPD 20, and this is input to the amplifier 106 as a light amount detection signal. . The amplifier 106 converts the input current into a voltage in a predetermined range. Then, the converted voltage is compared with the reference voltage by the comparator 108, so that a difference signal having a level corresponding to the difference from the reference voltage is output from the comparator 108 to the laser driving device D1.
[0056]
In the laser driving device D1, the level of the difference signal input from the light amount control device C1 is 0 (zero), that is, the light amount of the laser beam to be controlled matches the target light amount. The light quantity of the laser beam is adjusted.
[0057]
In addition to the configuration shown in FIG. 4, the light quantity control device C1 has a period during which the execution of the light quantity control indicated by the light quantity control start signal and the switch switching signal input from the image processing apparatus 104 is permitted, and A circuit for controlling the differential signal to be output to the laser driving device D1 only during the period from the switching timing of the laser beam to be controlled to the next switching timing is also included, but this is not shown in the figure. To do.
[0058]
Next, the APC control operation of the image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0059]
In the optical scanning device 10 according to the present embodiment, since only one MPD 20 is provided for the laser array 12, the light amount adjustment of each laser beam is not performed at the same time, and is performed while individually controlled for lighting.
[0060]
As shown in FIG. 5, the APC control according to the present embodiment is performed in an area other than the image area in which image formation is performed within one scanning period (denoted as “SOS interval” in the figure). (Indicated as 'APC area' in the figure).
[0061]
During image formation, the first light quantity control start signal to the thirty-second light quantity control start signal and the first switch change signal to the thirty-second switch change signal are all at a low level, and the input end E of the changeover switch SW1 is the output end. Connected to H and grounded.
[0062]
When the image formation is completed, the first light quantity control start signal is set to the high level by the image processing device 104, and the first switch switching signal is set to the high level by the controller 102 almost in synchronization with this. Further, the first LD is turned on by the laser driving device D1 substantially in synchronization with the first light amount control start signal and the first switch switching signal becoming high level. Thereby, the input terminal E of the changeover switch SW1 is connected to the output terminal F, the MPD 20 and the light quantity control device C1 are connected, the first laser beam is detected by the MPD 20, the light quantity is converted into a current, and the light quantity control apparatus. Input to C1.
[0063]
Then, a difference signal corresponding to the difference between the voltage corresponding to the detected light amount and the reference voltage is output to the laser driving device D1 by the light amount control device C1.
[0064]
In the laser driving device D1, the light amount of the laser beam is adjusted so that the level of the difference signal input from the light amount control device C1 becomes 0 (zero). Thereby, the light quantity of the first laser beam is adjusted so as to match the target light quantity.
[0065]
It should be noted that the timing for starting the light amount control is to avoid the rotation angle at which the reflected light from the polygon mirror 24 directly returns to the laser array 12 in order to avoid the adverse effect of the reflected light from the polygon mirror 24 directly returning to the laser array 12. It is good to do it at the timing.
[0066]
When the APC control of the first LD is finished, as shown in FIG. 5, the first light quantity control start signal and the first switch switching signal are set to low level, and the first LD is turned off. Then, the second light quantity control start signal and the second switch switching signal are set to the high level, the second LD is turned on, and APC control is performed on the second LD in the same manner as described above. In the same manner, APC control up to the 32nd LD is sequentially performed.
[0067]
Thus, in the APC area, the first light quantity control start signal to the thirty-second light quantity control start signal and the first switch switching signal to the thirty-second switch switching signal are selectively set to the high level and the first LD to the thirty-second LD are selectively set. APC control is performed in order. As described above, the MPD 20 and any one light amount control device and the MPD 20 are connected to perform the APC control. When the MPD 20 and a plurality of light amount control devices are connected, only one laser beam is turned on during the APC control. This is because the output current from the MPD 20 is diverted to the plurality of light quantity control devices, and the light quantity control device subject to APC control determines that the light quantity is low and cannot perform APC control accurately.
[0068]
As described above, by connecting only the input end of the light quantity control device corresponding to the LD to be APC controlled to the MPD 20 and grounding the input end of the other light quantity control device, as shown in FIG. The output current of the MPD 20 at the time of laser lighting in the SOS search region for detecting a signal (denoted as “MPD current” in the figure) flows all to the ground side, that is, the output terminal H side of the changeover switch. For this reason, charges are not accumulated in the MPD 20, and the light amount can be accurately adjusted even when the light amounts of a plurality of laser beams are adjusted by a single MPD 20.
[0069]
In the present embodiment, since the input terminal E of the changeover switches SW1 to SW32 is connected to either the output terminal F or the output terminal H, the output terminal G may be omitted.
[0070]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0071]
FIG. 6 shows a schematic configuration of the image forming apparatus 110 according to the present embodiment. The only difference between the image forming apparatus 110 and the image forming apparatus 100 of FIG. 3 is the configuration of the changeover switches SW1 to SW32.
[0072]
As illustrated in FIG. 6, the changeover switches SW <b> 1 to SW <b> 32 are either in a state where the input terminal E is connected to the output terminal F or disconnected in accordance with the switch switching signal. In this embodiment, when the switch switching signal is at a high level, the input terminal E is connected to the output terminal F to connect the MPD 20 and the light quantity control device, and when the switch switching signal is at a low level, the input terminal E is anywhere. It becomes an open state that is not connected.
[0073]
Next, the APC control operation of the image forming apparatus 110 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0074]
As shown in FIG. 7, during image formation, only the first switch switching signal is at a high level, the other switch switching signals are at a low level, and any of the first light quantity control start signal to the 32nd light quantity control start signal is selected. Is also at a low level. Therefore, the input terminal E of the changeover switch SW1 is connected to the output terminal F, and the MPD 20 and the light quantity control device C1 are connected. The other change-over switches SW2 to SW32 are in an open state.
[0075]
When the image formation is completed, the first light quantity control start signal is set to a high level by the image processing device 104, and the first LD is turned on by the laser driving device D1. As a result, the first laser beam is detected by the MPD 20, and the amount of light is converted into a current and input to the light amount controller C1. Then, a difference signal corresponding to the difference between the voltage corresponding to the detected light amount and the reference voltage is output to the laser driving device D1 by the light amount control device C1.
[0076]
In the laser driving device D1, the light amount of the laser beam is adjusted so that the level of the difference signal input from the light amount control device C1 becomes zero. Thereby, the light quantity of the first laser beam is adjusted so as to match the target light quantity.
[0077]
When the APC control of the first LD is completed, as shown in FIG. 7, the first light quantity control start signal and the first switch switching signal are set to low level, and the first LD is turned off. As a result, the input terminal E of the changeover switch SW1 is in an open state where it is not connected anywhere. Then, the second light quantity control start signal and the second switch switching signal are set to the high level, and the second LD is turned on. Thereby, the input terminal E of the changeover switch SW2 is connected to the output terminal F, and the MPD 20 and the light quantity control device C2 are connected. Then, APC control is performed for the second LD in the same manner as described above. In the same manner, APC control up to the 32nd LD is sequentially performed. Then, after the APC control of the 32nd LD is completed, the first switch switching signal becomes high level again, and the MPD 20 and the light quantity control device C1 are connected.
[0078]
As described above, in the area other than the APC area, that is, in the image area and the SOS search area, the change-over switch SW1 is always connected to the light quantity control device C1, so that the MPD 20 All of the output current flows to the light quantity control device C1 side. For this reason, as shown in FIG. 7, no charge is accumulated in the MPD 20, and even when the light amounts of a plurality of laser beams are adjusted by a single MPD 20, the light amount can be adjusted accurately. Since the APC control is not started unless the light amount control start signal becomes high level, the APC control does not malfunction even if the output current of the MPD 20 is input to the light amount control device, and there is no particular problem.
[0079]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 2nd Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0080]
FIG. 8 shows a schematic configuration of the image forming apparatus 120 according to the present embodiment. The image forming apparatus 120 is different from the image forming apparatus 110 in FIG. 6 in that a shutter mechanism 122 and a shutter control device 124 for controlling the shutter mechanism 122 are provided. Since other configurations are the same as those of the image forming apparatus 110, description thereof is omitted. In FIG. 8, the internal configuration of the switch change signal and the changeover switches SW1 to SW32 is omitted.
[0081]
As shown in FIGS. 9A and 9B, a shutter mechanism 120 is provided in front of the MPD 20. The shutter mechanism 122 is driven by a shutter control device 124 including a stepping motor 126 and a drive circuit 128 that drives the stepping motor 126.
[0082]
The shutter control device 124 opens and closes the shutter mechanism 122 according to a shutter control signal from the controller 102. In the present embodiment, the shutter control device 124 is configured so that the shutter mechanism 122 is opened when the shutter control signal is at a high level, that is, the position indicated by the dotted line in FIGS. 9A and 9B. It is rotated so that Thereby, the laser beam L reflected by the half mirror 18 enters the MPD 20. Further, the shutter control device 124 is configured so that the shutter mechanism 122 is in a closed state when the shutter control signal is at a low level, that is, the shutter mechanism 122 is at a position indicated by a solid line in FIGS. 9A and 9B. To rotate. Thereby, it is possible to prevent the laser beam L reflected by the half mirror 18 from entering the MPD 20.
[0083]
Next, the APC control operation of the image forming apparatus 120 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0084]
As shown in FIG. 10, during image formation, the first switch switching signal to the 32nd switch switching signal and the first light amount control start signal to the 32nd light amount control start signal are all at a low level. The shutter control signal is at a low level. Accordingly, the change-over switches SW1 to SW32 are in the open state, but the shutter mechanism 122 is in the closed state, so that the incidence of the laser beam on the MPD 20 is blocked and no charge is accumulated in the MPD 20.
[0085]
When the image formation is completed, the controller 102 sets the first switch switching signal to the high level, the image processing device 104 sets the first light quantity control start signal to the high level, and the first LD is turned on by the laser driving device D1. In synchronism with this, the shutter control signal becomes high level, and the shutter mechanism 122 is opened. As a result, the first laser beam is detected by the MPD 20, and the amount of light is converted into a current and input to the light amount controller C1. Then, a difference signal corresponding to the difference between the voltage corresponding to the detected light amount and the reference voltage is output to the laser driving device D1 by the light amount control device C1.
[0086]
In the laser driving device D1, the light amount of the laser beam is adjusted so that the level of the difference signal input from the light amount control device C1 becomes zero. Thereby, the light quantity of the first laser beam is adjusted so as to match the target light quantity.
[0087]
When the APC control of the first LD is completed, as shown in FIG. 10, the first light quantity control start signal and the first switch switching signal are set to low level, and the first LD is turned off. Then, the second light quantity control start signal and the second switch switching signal are set to the high level, and the second LD is turned on. Thereby, the input terminal E of the changeover switch SW2 is connected to the output terminal F, and the MPD 20 and the light quantity control device C2 are connected. Then, APC control is performed for the second LD in the same manner as described above. In the same manner, APC control up to the 32nd LD is sequentially performed. Then, after the APC control of the 32nd LD is completed, the shutter control signal becomes low level again, and the incidence of the laser beam on the MPD 20 is blocked.
[0088]
In this way, in the area other than the APC area, that is, in the image area and the SOS search area, the shutter mechanism 122 is always closed. Therefore, even if the changeover switches SW1 to SW32 are open as shown in FIG. Charges are not accumulated, and even when the light amounts of a plurality of laser beams are adjusted with a single MPD 20, the light amount can be adjusted accurately.
[0089]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0090]
The image forming apparatus according to the present embodiment is the same as the image forming apparatus 100 shown in FIG. 3, but in this embodiment, the input terminals E of the changeover switches SW1 to SW32 are connected to any of the output terminals F to H. It is different in that it can be in a state of being made.
[0091]
In this embodiment, when the switch switching signal is at the first high level, the input terminal E is connected to the output terminal F, the output terminal of the MPD 20 is connected to the light amount control device, and when the switch switching signal is at the low level. When the input terminal E is connected to the output terminal H, the output terminal of the MPD 20 is grounded, and the input terminal E is the output terminal when the switch switching signal is a second high level lower than the first high level and higher than the low level. Connected to G, the output terminal of MPD 20 is opened. The switch switching signal is not limited to the above, and any signal may be used as long as the input terminal E is selectively connected to any one of the output terminals F to H.
[0092]
Next, the APC control operation of the image forming apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0093]
As shown in FIG. 11, during the image formation, the first switch switching signal to the 32nd switch switching signal are all at the second high level, and the first light quantity control start signal to the 32nd light quantity control start signal are any. Is also at a low level. For this reason, the input terminals E of the changeover switches SW1 to SW32 are all connected to the output terminal G, and the output terminal of the MPD 20 is in an open state. Therefore, as shown in FIG. 11, the MPD 20 is in a state where charges are accumulated.
[0094]
The first switch switching signal is at the low level at the time point ta after the predetermined period has elapsed after the image formation is finished, and the first switch switching signal is set to the first high level by the controller 102 at the time point tb after the predetermined period has elapsed. At the same time, the first light quantity control start signal is set to high level by the image processing device 104, and the first LD is turned on by the laser driving device D1. Thus, once the first switch switching signal goes low and the input terminal E of the switch SW1 is connected to the output terminal H, the charge accumulated in the MPD 20 is transferred to the ground side as shown in FIG. Released.
[0095]
Then, the first laser beam is detected by the MPD 20, the light amount is converted into a current and input to the light amount control device C1, and the light amount control device C1 responds to the difference between the voltage corresponding to the detected light amount and the reference voltage. The difference signal is output to the laser driving device D1.
[0096]
In the laser driving device D1, the light amount of the laser beam is adjusted so that the level of the difference signal input from the light amount control device C1 becomes zero. Thereby, the light quantity of the first laser beam is adjusted so as to match the target light quantity.
[0097]
When the APC control of the first LD is finished, as shown in FIG. 11, the first switch switching signal becomes the second high level, the first light quantity control start signal becomes the low level, and the first LD is turned off. As a result, the input terminal E of the changeover switch SW1 is again opened. Then, the second light quantity control start signal and the second switch switching signal are set to the first high level, and the second LD is turned on. Thereby, the input terminal E of the changeover switch SW2 is connected to the output terminal F, and the output terminal of the MPD 20 and the light amount control device C2 are connected. Then, APC control is performed for the second LD in the same manner as described above. In the same manner, APC control up to the 32nd LD is sequentially performed.
[0098]
As described above, in the areas other than the APC area, that is, in the image area and the SOS search area, the MPD 20 is in an open state and charges are accumulated. However, after the image formation is completed and before the APC control is started, the MPD 20 Since the accumulated charge is released by grounding the output terminal once, the APC control is not started in the state where the charge is accumulated in the MPD 20, and the light quantity of the plurality of laser beams is adjusted by the single MPD 20. Even in this case, the light amount can be accurately adjusted.
[0099]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 2nd Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0100]
The image forming apparatus according to this embodiment is the same as the image forming apparatus 110 shown in FIG.
[0101]
Next, the APC control operation of the image forming apparatus 110 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0102]
As shown in FIG. 12, during image formation, the first switch switching signal to the 32nd switch switching signal and the first light amount control start signal to the 32nd light amount control start signal are all at a low level. For this reason, the input terminal E of the changeover switches SW1 to SW32 is not connected anywhere, and the output terminal of the MPD 20 is in an open state. Accordingly, as shown in FIG. 12, the MPD 20 is in a state where charges are accumulated.
[0103]
The first switch switching signal becomes a high level at the time ta after the lapse of a predetermined period after completion of the image formation, and the first light quantity control start signal is set to a high level by the image processing device 104 at a time tb after the lapse of the predetermined period. The first LD is turned on by the laser driving device D1. As described above, after the image formation is completed, the first switch switching signal is set to the high level from the time ta before the APC control is started so that the input terminal E of the selector switch SW1 is connected to the output terminal F. As a result, as shown in FIG. 12, the charge accumulated in the MPD 20 is released to the light quantity control device C1 side. Since the APC control is not started unless the light quantity control start signal becomes high level, the APC control does not malfunction even if the output current of the MPD 20 is input to the light quantity control device C1, and there is no particular problem.
[0104]
Then, the first laser beam is detected by the MPD 20, the light amount is converted into a current and input to the light amount control device C1, and the light amount control device C1 responds to the difference between the voltage corresponding to the detected light amount and the reference voltage. The difference signal is output to the laser driving device D1.
[0105]
In the laser driving device D1, the light amount of the laser beam is adjusted so that the level of the difference signal input from the light amount control device C1 becomes zero. Thereby, the light quantity of the first laser beam is adjusted so as to match the target light quantity.
[0106]
When the APC control of the first LD is completed, as shown in FIG. 12, the first switch switching signal and the first light quantity control start signal become low level, and the first LD is turned off. As a result, the input terminal E of the changeover switch SW1 is again opened. Then, the second light quantity control start signal and the second switch switching signal are set to the first high level, and the second LD is turned on. Thereby, the input terminal E of the changeover switch SW2 is connected to the output terminal F, and the output terminal of the MPD 20 and the light quantity control device C2 are connected. Then, APC control is performed for the second LD in the same manner as described above. In the same manner, APC control up to the 32nd LD is sequentially performed.
[0107]
As described above, in the areas other than the APC area, that is, in the image area and the SOS search area, the MPD 20 is opened and charges are accumulated. However, after the image formation is completed, the MPD 20 is Since the light quantity control device is connected, the charge accumulated in the MPD 20 can be released to the light quantity control device side. Accordingly, the APC control is not started in a state where charges are accumulated in the MPD 20, and the light amount can be accurately adjusted even when the light amounts of a plurality of laser beams are adjusted with a single MPD 20.
[0108]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, another embodiment of the image forming apparatus will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0109]
In the above embodiment, an image forming apparatus for forming an image of one color by one optical scanning apparatus has been described. In the present embodiment, a multicolor image forming apparatus for forming an image of a plurality of colors will be described. .
[0110]
FIG. 13 shows a schematic configuration of a multicolor image forming apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 13, the multicolor image forming apparatus 130 includes developing units 40Y, 40M for forming images of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). 40C and 40K are arranged side by side (in order from right to left in FIG. 13).
[0111]
Since these developing units 40Y, 40M, 40C, and 40K have the same configuration, only the developing unit 40Y will be described here, and description of the other developing units 40M, 40C, and 40K will be omitted. For members in the developing units 40M, 40C, and 40K that are the same as members in the developing unit 40Y, the letter Y at the end of the reference numerals given to the members in the developing unit 40Y is replaced with an alphabet representing each color. A description will be given with reference numerals.
[0112]
The developing unit 40Y includes an optical scanning device 10Y that irradiates a light beam based on yellow image data in the direction of arrow A in FIG. 13, a cylindrical photosensitive drum 42Y that rotates at a constant speed in the direction of arrow B in FIG. Has been. The optical scanning device 10Y has the same configuration as the optical scanning device 10 shown in FIG.
[0113]
Further, as shown in FIG. 13, a charger is disposed on the upstream side of the rotation direction (see arrow B in FIG. 13) of the photosensitive drum 42Y from the irradiation position of the light beam by the optical scanning device 10Y (see arrow A in FIG. 13). 44Y is disposed to uniformly charge the photosensitive drum 42Y. The photosensitive drum 42Y uniformly charged by the charger 44Y is rotated in the direction of arrow B in FIG. 13 to perform sub-scanning of the light beam, and a latent image is formed on the photosensitive drum 42Y.
[0114]
Further, on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 42Y with respect to the light beam irradiation position by the optical scanning device 10Y, development that supplies yellow toner to the photosensitive drum 42Y is opposed to the peripheral surface of the photosensitive drum 42Y. A container 46Y is provided. The toner supplied from the developing unit 46Y is attached to the portion irradiated with the light beam by the optical scanning device 10Y. As a result, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 42Y.
[0115]
For the developing units 40M, 40C, and 40K, magenta, cyan, and black toner images are formed on the photosensitive drums 42M, 42C, and 42K, respectively.
[0116]
On the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drums 42Y, 42M, 42C, and 42K (positions depending on the axis of the photosensitive drums 42Y, 42M, 42C, and 42K) from the arrangement positions of the developing units 46Y, 46M, 46C, and 46K, An endless belt-shaped intermediate transfer body 48 is disposed.
[0117]
The intermediate transfer member 48 is stretched around a plurality of conveyance rollers 50 and is conveyed in the direction of arrow D in FIG. By this conveyance, the intermediate transfer member 48 is guided in the order of the photosensitive drums 42Y, 42M, 42C, and 42K, and the yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially superimposed, and the multi-color toner is formed on the surface of the intermediate transfer member 48. An image is formed.
[0118]
That is, the intermediate transfer body 48 is transferred by superimposing all the single-color images of yellow, magenta, cyan, and black developed on the respective photoconductive drums 42Y, 42M, 42C, and 42K in one pass, so that a multicolor toner image is transferred. Formed. Thereafter, the transfer roller 53 batch-transfers one sheet at a time from a tray (not shown) to the recording sheet 52 conveyed in the direction of arrow P in FIG.
[0119]
Note that the toner remaining on the surface of the photosensitive drums 42Y, 42M, 42C, and 42K after the toner image is transferred to the intermediate transfer member 48 is removed by a photosensitive drum cleaner (not shown). Further, an intermediate transfer body cleaner (not shown) is also provided on the intermediate transfer body 48 after transferring the multicolor toner image to the recording paper 52 so that the toner remaining on the surface of the intermediate transfer body is removed. It has become.
[0120]
As described above, in the multicolor image forming apparatus 130, as the optical scanning device is provided for each of a plurality of colors, four circuits as shown in FIG. 3 are provided for each color. The present invention can also be applied to such a multicolor image forming apparatus 130, and the amount of light can be adjusted accurately, so that a color image with good image quality can be obtained.
[0121]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, another embodiment of the optical scanning device will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0122]
In the above embodiment, the case where only one laser array is provided in the optical scanning device has been described. However, in this embodiment, two laser arrays for forming an image with two colors in the optical scanning device are provided. The form in the case of being provided is demonstrated.
[0123]
FIG. 14 shows the configuration of the optical scanning device 10B according to the present embodiment. The same parts as those of the optical scanning device 10 in FIG.
[0124]
As shown in FIG. 14, an optical scanning device 10B according to the second embodiment includes a surface emitting laser array 12B that is attached to a circuit board 14B and emits a plurality of laser beams, a collimator lens 16B, and a beam splitter. 17 and the cylindrical mirror 28B are different from the optical scanning device 10 according to the first embodiment. Since the configuration of the laser array 12B is the same as that of the laser array 12, a detailed description thereof is omitted here.
[0125]
The laser beam emitted from the laser array 12B is made into substantially parallel light by the collimator lens 16B, and is emitted from the laser array 12 by the beam splitter 17 disposed in the middle part between the collimator lens 16 and the half mirror 18, and is collimated. The optical path is matched with the laser beam that is made substantially parallel light by the lens 16.
[0126]
Thereafter, the laser beam is partly separated by the half mirror 18 and guided to the MPD 20.
[0127]
On the other hand, the laser beam that has passed through the half mirror 18 is imaged by the cylindrical lens 22 in the vicinity of the reflecting surface of the polygon mirror 24 into a long line in the main scanning direction and is incident on the polygon mirror 24.
[0128]
The polygon mirror 24 is rotated by a motor (not shown) and deflects and reflects the incident laser beam in the main scanning direction. The laser beam deflected and reflected by the polygon mirror 24 is imaged on the second photosensitive drum (not shown) in the main scanning direction by the Fθ lens 26, and substantially the same on the second photosensitive drum. The image is formed so as to move at high speed. Then, the laser beam that has passed through the Fθ lens 26 is imaged on the second photosensitive drum by the cylindrical mirror 28B, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal of the corresponding color is formed on the second photosensitive drum. Formed.
[0129]
The optical scanning device 10B according to the present embodiment is configured to use the two laser arrays 12 and 12B as described above, but the SOS signal is the same as that of the optical scanning device 10 according to the first embodiment. The output from the SOS sensor 32 according to the laser beam emitted from the laser array 12 is applied, and the writing timing in the main scanning direction of each of the two colors is synchronized by the SOS signal.
[0130]
The configuration of the image forming apparatus to which the optical scanning device 10B according to the present embodiment is applied is substantially the same as the configuration of the image forming apparatus 100 (see FIG. 3) according to the first embodiment. Although detailed description of the laser beam is omitted, two systems of laser drive devices D1 to D32, light amount control devices C1 to C32, and changeover switches SW1 to SW32 are provided and input to these, respectively. Each signal is different in that two systems are provided.
[0131]
As described above, in a configuration in which a plurality of laser arrays are provided in a single optical scanning device, the number of laser beams increases, so that there is not enough time to perform APC control for all the laser beams within one scanning period. Sometimes. In such a case, APC control may be executed for each laser array. That is, in one scanning period, APC control of all laser beams of one laser array is performed, and in the next scanning period, APC control of all laser beams of another laser array is performed. In this manner, APC control can be reliably performed by assigning a laser array that performs APC control to each scan.
[0132]
As described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus including an optical scanning device including a plurality of laser arrays, and the amount of light can be adjusted with high accuracy, so that a color image with high image quality can be obtained. .
[0133]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a mode in which an image of a plurality of colors is formed by one optical scanning device will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0134]
FIG. 15 shows an image forming apparatus 140 as an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus 140 includes three conveyance rollers 50, an endless intermediate transfer body 48 wound around the conveyance rollers 50, and a transfer roller 53 disposed to face the conveyance rollers 50 with the intermediate transfer body 48 interposed therebetween. ing.
[0135]
In order to form a black (K) monochromatic image on the side of the intermediate transfer member 48 along the moving direction of the intermediate transfer member 48 when the intermediate transfer member 48 is driven to rotate (direction of arrow A in FIG. 15). Development unit 40K, development unit 40C for forming a cyan (C) single color image, development unit 40M for forming a magenta (M) single color image, development for forming a yellow (Y) single color image Units 40Y are sequentially arranged at substantially equal intervals.
[0136]
Although not shown in detail in FIG. 15, each developing unit 40 includes a photosensitive drum 42 that is arranged so as to be orthogonal to the moving direction of the intermediate transfer body 48, and the periphery of each photosensitive drum 42. In addition, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 42 by the charger for charging the photosensitive drum 42 and the optical scanning device 60 is developed with toner of a predetermined color (K or C or M or Y). A developing device for forming a toner image, a transfer device for transferring the toner image formed on the photosensitive drum 19 to the intermediate transfer member 48, and a cleaning device for removing the toner remaining on the photosensitive drum 19 are arranged in this order. Has been.
[0137]
The toner images of different colors formed on the photosensitive drums 42 of the individual developing units 40 are respectively transferred to the intermediate transfer body 48 so as to overlap each other on the belt surface of the intermediate transfer body 48. As a result, a color toner image is formed on the intermediate transfer body 48, and the formed color toner image is transferred to the recording paper 52 fed between the transport roller 50 and the transfer roller 53. Then, the recording paper 52 is sent to a fixing device (not shown), and the transferred toner image is fixed. As a result, a color image (full color image) is formed on the recording paper 52.
[0138]
The optical scanning device 60 includes a laser array 12 composed of at least four LDs, and at least four light beams for forming single-color images of K, C, M, and Y are emitted from the laser array 12. Each is injected. At least four light beams emitted from the laser array 12 are collimated by the collimator lens 16 disposed on the beam emission side of the laser array 12, and then are reflected on the same reflecting surface of the single polygon mirror 24. Each is incident. The laser array 12 may include four or more LDs. In this case, a plurality of LDs are assigned to each color.
[0139]
The polygon mirror 24 has a regular polygonal column shape, and a plurality of reflecting surfaces are formed on the side surfaces by mirror finishing. The polygon mirror 24 rotates at a high speed by transmitting a driving force of a motor (not shown), and deflects and scans at least four light beams incident on the same reflecting surface along the main scanning direction.
[0140]
An Fθ lens 26 having power only in the main scanning direction is disposed on the light beam emission side of the polygon mirror 24, and the light beam deflected and reflected by the polygon mirror 24 is substantially equal on the outer peripheral surface of the photosensitive drum. It is refracted by the fθ lens 26 so that it moves at high speed and the image forming position in the main scanning direction coincides with the outer peripheral surface of the photosensitive drum. A separation mirror 36 is disposed on the light beam emission side of the fθ lens 26, and at least four light beams incident on the separation mirror 36 are on the side where the corresponding developing unit 40 is positioned by the separation mirror 36. Reflected to.
[0141]
In the vicinity of the developing units 40K, 40C, 40M, and 40Y, a cylindrical mirror 38 having power only in the sub-scanning direction is disposed. At least four light beams emitted from the separation mirror 36 are respectively reflected by the cylindrical mirror 38 so that the image forming positions in the sub-scanning direction coincide with the photosensitive drum 42, and the photosensitive drum of the corresponding developing unit 40. 42 are respectively irradiated. The cylindrical mirror 38 also has a surface tilt correction function that conjugates the outer peripheral surfaces of the polygon mirror 24 and the photosensitive drum 42 in the sub-scanning direction.
[0142]
The optical scanning device 60 includes a single MPD 20 as in the above embodiment, and APC control of each laser is performed according to the amount of light detected by the MPD 20.
[0143]
As described above, in the case of a configuration including a laser array that emits a plurality of laser beams with a single optical scanning device, the APC control is performed for all the laser beams within one scanning period by increasing the number of laser beams. May have insufficient time. In this case, APC control may be executed for each LD assigned to each color. That is, in one scanning period, APC control of an LD assigned to a certain color is performed, and in the next scanning period, APC control of an LD assigned to another color is performed. In this way, by assigning an LD that performs APC control for each scan, APC control can be reliably performed.
[0144]
As described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus including a plurality of image forming units and one optical scanning device, and the amount of light can be adjusted accurately, so that a color image with good image quality can be obtained. it can.
[0145]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, another embodiment of the optical scanning device will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0146]
In the present embodiment, a mode in which a single optical scanning device including a plurality of laser arrays for each color and a plurality of image forming units for each color will be described.
[0147]
FIG. 16 shows an outline of an image forming apparatus 150 to which the present invention is applied. The image forming apparatus 160 includes four developing units 40 (yellow developing unit 40Y, magenta developing unit 40M, cyan developing unit 40C, and black developing unit 40K) corresponding to each color signal constituting a color image signal. Are configured in the same manner and each include a photosensitive drum 42 as an image carrier.
[0148]
Further, the image forming apparatus 150 is an optical scanning device 62 for irradiating a predetermined exposure scanning position 64 on the surface of the photosensitive drum 42 (hereinafter referred to as the drum surface) included in each developing unit with a laser beam. It has.
[0149]
In each developing unit, the photosensitive drum 42 is rotated at a predetermined angular velocity in the direction of arrow (1) in FIG. 16 by a motor (not shown). As a result, the laser beam emitted from the optical scanning device 62 is repeatedly scanned on the drum surface along the axial direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 42 (details will be described later).
[0150]
In each developing unit, a charger 44 is provided slightly upstream of the exposure scanning position 64 along the drum rotation direction indicated by the arrow (1) in FIG. 16, so that the drum surface is uniformly charged. ing. As a result, the surface of the drum uniformly charged by the charger 44 is exposed and scanned with laser light, thereby removing the charged charges other than the image portion and leaving the charge in the image portion. A latent image is formed.
[0151]
Further, a developing device 46 is provided slightly downstream of the exposure scanning position 64 along the drum rotation direction indicated by the arrow (1) in FIG. The developing unit 46 is filled with toner charged to a polarity opposite to that of the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image formed on the drum surface is colored in each color (cyan, magenta, yellow, and black). The toner, which is the charged fine particles, is electrostatically attached to form a visible image (toner image).
[0152]
Further, a transfer device 66 is provided below the photosensitive drum 42 in FIG. 16, and an intermediate transfer member 48 for transferring the toner image is sandwiched between the transfer device 66 and the photosensitive drum 42. The intermediate transfer body 48 is transported in order by the transport rollers in the direction of the arrow (2) in FIG. 16 in the developing units Y, M, C, and K. Further, the transfer unit 66 in each developing unit applies charges to the intermediate transfer member 48 and sequentially transfers the toner images for each color to the intermediate transfer member 48 by the electrostatic force.
[0153]
Further, a fixing device 68 is disposed downstream of the intermediate transfer body 48 on which the toner image for each color has been transferred in the direction indicated by the arrow (2) in FIG. In the fixing device 68, the recording sheet 52 for recording an image is sandwiched and conveyed in the direction of the arrow (3) in FIG. 16, and the toner image transferred to the intermediate transfer member 48 by applying heat or pressure is recorded on the recording sheet. 52 is fused.
[0154]
A cleaner 70 for removing toner remaining on the photosensitive drum 42 after transfer is provided at the rearmost end of the rotation direction of the photosensitive drum 42 of each developing unit (the direction indicated by the arrow (1) in FIG. 16). ing.
[0155]
FIG. 17 shows an outline of the optical scanning device 62 viewed from the direction of arrow A in FIG. The optical scanning device 62 includes a polygon mirror having a regular polygonal prism shape having a side surface (reflecting surface) that is mirror-finished for reflecting laser light, and rotating at a constant speed in the direction of the arrow (1) in FIG. 24 is provided. In the present embodiment, a case where the number of side surfaces of the polygon mirror 24 is 12 will be described as an example.
[0156]
Further, in the optical scanning device 62, the fθ lens 26 composed of a plano-convex lens and a plano-concave lens with the polygon mirror 24 as the center, and a cylindrical mirror 38 for refracting and reflecting the laser beam to the photosensitive drum 42. Are arranged in order in the vertical direction of FIG.
[0157]
Further, the optical scanning device 62 includes each color (Y, Y) including an LD 72A that emits a laser beam modulated based on each color signal constituting a color image signal and an LD driver (LDD) 72B that drives the LD 72A. M, C, and K) corresponding to the four laser light sources 74Y, 74M, 74C, and 74K are arranged side by side on the left side of FIG. 2 with respect to the polygon mirror 24 (hereinafter, four laser light sources 74Y, 74M, 74C, and 74K are collectively referred to as a laser light source 74). The laser light source 74 may be a laser array that emits a plurality of laser beams as described in the above embodiment.
[0158]
A collimator lens 76 and a half mirror 77 are disposed on the optical axis X of each laser beam emitted from the laser light source 74. These collimator lenses 76 convert the laser light from the laser light source 74 into parallel light beams and condense them to a predetermined beam diameter, and the laser light passes through as condensed light beams. The half mirror 77 reflects a part of the laser light that has passed through the collimator lens 76 and guides it to the MPD 20.
[0159]
Each laser beam emitted from the laser light source 74 passes through the collimator lens 76 and the half mirror 77 and enters the polygon mirror 24. A part of the laser light is reflected by the half mirror 77 toward the MPD 20. The laser beams emitted from the laser light sources 74M and 74C are incident on the polygon mirror 24 via the reflecting mirrors 78 arranged on the respective optical axes X, and thereby the laser beam is emitted. Each laser beam from the light sources 74C and 74K is incident on the polygon mirror 24 from a direction opposite to each other. Similarly, each laser beam from the laser light sources 74M and 74Y is incident on the polygon mirror 24 from a direction opposite to each other. become.
[0160]
The polygon mirror 24 is driven and controlled by a drive control IC 79. The drive control IC 79 is for performing drive control of a motor (not shown) for rotationally driving the polygon mirror 24, and includes a phase locked loop (PLL) 79A, a drive circuit 79B, and an amplifier 79C in order. Connected and integrated circuit.
[0161]
A hall element (not shown) is connected to the phase synchronization controller 79A via an amplifier 79C, and a reference clock signal generator (not shown) that outputs a reference clock signal (CLK) that serves as a reference for the rotational speed of the motor is connected. ing. The phase synchronization control unit 79A includes a phase of a Hall signal output from the Hall element as a signal indicating a rotation frequency of the motor (rotation frequency signal) in order to rotate the motor at a constant speed at a constant speed, A predetermined PLL control signal is output to the drive circuit 79B so that the phase of the reference clock signal from the reference clock signal generator 61 is in a phase locked state with a predetermined phase difference.
[0162]
The drive circuit 79C supplies an excitation current proportional to the signal voltage of the PLL control signal input from the phase synchronization control unit 79A to the stator coil group of the motor.
[0163]
As a result, the motor is controlled to accurately rotate at a constant speed by appropriately increasing / decreasing its rotation speed by PLL control using the reference clock signal and the hall signal. As a result, the polygon mirror 24 is rotated at a constant speed to continuously change the incident angle of the laser beam on each reflecting surface, thereby deflecting the laser beam and sending it to the cylindrical mirror 38 side, along the main scanning direction. The photosensitive drum 42 in each developing unit can be irradiated.
[0164]
Each laser beam incident on the polygon mirror 24 is reflected and deflected by the reflection surface of the polygon mirror 24, passes through the fθ lens 26, and is guided to the corresponding cylindrical mirror 38. Here, the laser light emitted from the laser light sources 74C and 74K is deflected and scanned sequentially in the direction of the arrow (2) in FIG. 17 (CK main scanning direction) by the polygon mirror 24, and the laser light emitted from the laser light sources 74Y and 74M. Are deflected and scanned in order in the direction of arrow (3) in FIG. 17 (YM main scanning direction) by the polygon mirror 24, and bidirectional scanning in opposite directions is performed.
[0165]
The laser light guided to the cylindrical mirror 38 is reflected by the cylindrical mirror 38 and further guided to the exposure scanning position 64 on the drum surface in each of the developing units by the corresponding reflecting mirror 38A. Therefore, the laser beam is scanned at a constant speed on the drum surface by the action of the fθ lens 26. Each optical path of the laser beam is indicated by arrows 80Y, 80M, 80C and 80K.
[0166]
Further, in the optical scanning device 62, there are lasers in the vicinity of the deflection scanning start position in the CK main scanning direction (arrow 2 direction in FIG. 17) and the YM main scanning direction (arrow 3 direction in FIG. 2), respectively. Synchronous detectors (SOS sensors) 82CK and 82YM for detecting laser light to synchronize the timing of main scanning start (Start of Scan; SOS) with light, and for guiding the laser light to the respective SOS sensors 82CK and 82YM Reflecting mirrors 84CK and 84YM are provided. Each of the SOS sensors 82CK and 82YM is provided with a sensor unit that senses laser light. When the laser light is not sensed, a high level signal (hereinafter referred to as H signal) is output to sense the laser light. In this case, a low level signal (hereinafter referred to as L signal) is output.
[0167]
Thus, the SOS signal (C + K) output from the SOS sensor 82CK is output from the laser light source 74C due to the optical path length difference between the laser light from the laser light source 74C and the laser light from the laser light source 74K to the SOS sensor 82CK. The SOS signal (C) based on the detection of the laser light and the SOS signal (K) based on the detection of the laser light from the laser light source 74K are combined in time series. Similarly, the SOS signal (Y + M) output from the SOS sensor 82YM is output from the laser light source 74Y due to the optical path length difference between the laser light from the laser light source 74Y and the laser light from the laser light source 74M to the SOS sensor 82YM. The SOS signal (Y) based on the detection of the laser light and the SOS signal (M) based on the detection of the laser light from the laser light source 74M are combined in time series.
[0168]
When APC control is performed with a single MPD for a plurality of laser light sources as in the above configuration, there may be insufficient time to perform APC control for all laser beams within one scanning period. When a laser light source including a plurality of LDs is used as each laser light source, time is particularly short. In this case, APC control may be executed for each laser light source. That is, in one scanning period, APC control of all laser beams of one laser light source is performed, and in the next scanning period, APC control of all laser beams of other laser light sources is performed. Thus, by assigning a laser light source that performs APC control to each scan, APC control can be reliably performed.
[0169]
As described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus including an optical scanning device including a plurality of laser light sources, and the amount of light can be adjusted with high accuracy, so that a color image with high image quality can be obtained. .
[0170]
In the above embodiment, the case where the light quantity control of a plurality of laser beams is performed by a single MPD has been described. Applicable.
[0171]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of light amount adjustment of a light beam, and in particular, the light source that emits a plurality of light beams is provided, and the number of light beams is smaller than the number of light beams. Even when the light amount adjustment of a plurality of light beams is performed by the light receiving element, an effect that the accuracy of the light amount adjustment for each light beam can be improved is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an optical scanning device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a laser array according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a partial configuration of a light amount control apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is a time chart for explaining an APC control operation of the image forming apparatus according to the first embodiment;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 7 is a time chart for explaining an APC control operation of the image forming apparatus according to the second embodiment.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to a third embodiment.
FIG. 9A is a top view illustrating a schematic configuration of a shutter mechanism according to a third embodiment. (B) is a side view of (A).
FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of initial APC of the image forming apparatus according to the third embodiment.
FIG. 11 is a time chart for explaining an APC control operation of the image forming apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 12 is a time chart for explaining an APC control operation of the image forming apparatus according to the fifth embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical scanning device according to a seventh embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an eighth embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a ninth embodiment.
FIG. 17 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a ninth embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a conventional example.
FIG. 19 is a time chart for explaining an APC control operation of an image forming apparatus according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
10 Optical scanning device
12 Laser array (light emitting means)
16 Collimator lens (scanning means)
19 Photosensitive drum (image carrier)
20 MPD (light detection means)
22 Cylindrical lens (scanning means)
24 Polygon mirror (scanning means)
26 fθ lens (scanning means)
100 Image forming apparatus
102 Controller (switching control means)
104 Image processing apparatus
122 Shutter mechanism (blocking means)
124 Shutter control device
C1-C32 light quantity control device (light quantity control means)
SW1-SW2 changeover switch (switching means)

Claims (8)

画像データに基づいて変調された光ビームを画像担持体上で走査する走査手段を備えると共に前記画像担持体上に形成された画像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置に用いられ、前記光ビームの光量を制御する光量制御装置であって、
前記光ビームを出射する発光部を備えた発光手段と、
前記発光部から出射された光ビームの光量を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて前記光ビームの光量が予め定めた所定光量となるように光量制御する光量制御手段と、
少なくとも前記光量制御手段による光量制御開始時に、前記光量検出手段に電荷が蓄積されない状態にする電荷蓄積防止手段と、
を備えた光量制御装置。
The image forming apparatus includes a scanning unit that scans a light beam modulated on the basis of image data on an image bearing member, and forms an image by transferring an image formed on the image bearing member to a recording medium. A light quantity control device for controlling the light quantity of the light beam,
A light emitting means comprising a light emitting section for emitting the light beam;
A light detecting means for detecting the amount of light beam emitted from the light emitting unit;
A light amount control means for controlling the light amount so that the light amount of the light beam becomes a predetermined light amount based on a detection result of the light detection means;
Charge accumulation preventing means for preventing charge from being accumulated in the light quantity detection means at least when light quantity control by the light quantity control means is started;
A light quantity control device comprising:
前記電荷蓄積防止手段は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるか又は接地させる切替手段と、前記光量制御手段による光量制御期間以外の少なくとも前記光量制御が開始される直前の所定期間は、前記光検出手段を接地させ、前記光量制御期間中は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるように前記切替手段を制御する切替制御手段と、から成ることを特徴とする請求項1記載の光量制御装置。The charge accumulation preventing means includes a switching means for connecting or grounding the light detection means with the light quantity control means, and at least a predetermined period immediately before starting the light quantity control other than the light quantity control period by the light quantity control means. And a switching control means for controlling the switching means to connect the light detection means to the light quantity control means during the light quantity control period. 1. The light quantity control device according to 1. 前記電荷蓄積防止手段は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるか又は非接続させる切替手段と、前記光量制御手段による前記光量制御期間以外の少なくとも前記光量制御が開始される直前の所定期間は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させ、前記光量制御期間中は、前記光検出手段を前記光量制御手段と接続させるように前記切替手段を制御する切替制御手段と、から成ることを特徴とする請求項1記載の光量制御装置。The charge accumulation preventing means includes a switching means for connecting or disconnecting the light detection means to or from the light quantity control means, and at least a predetermined amount immediately before the light quantity control other than the light quantity control period by the light quantity control means is started. And a switching control means for controlling the switching means so that the light detection means is connected to the light quantity control means, and the light detection means is connected to the light quantity control means during the light quantity control period. The light quantity control device according to claim 1. 前記電荷蓄積防止手段は、前記光量制御手段による光量制御期間以外の期間は、前記光検出手段へ入射する光ビームを遮断し、前記光量制御期間中は、前記光検出手段へ前記光ビームを入射させる遮断手段であることを特徴とする請求項1記載の光量制御装置。The charge accumulation preventing unit blocks the light beam incident on the light detection unit during a period other than the light amount control period by the light amount control unit, and the light beam is incident on the light detection unit during the light amount control period. The light quantity control device according to claim 1, wherein the light amount control device is a blocking means. 前記発光手段は、複数の発光部を備えると共に前記光量制御手段を前記発光部に対応して複数備え、前記光量制御手段による光量制御を前記発光部毎に順次行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の光量制御装置。2. The light emitting unit includes a plurality of light emitting units, a plurality of the light amount control units corresponding to the light emitting units, and sequentially performs light amount control by the light amount control unit for each light emitting unit. The light quantity control device according to claim 1. 前記発光手段、前記電荷蓄積防止手段、前記画像担持体、及び前記走査手段を各色毎に複数備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の光量制御装置。6. The light quantity control device according to claim 1, wherein a plurality of the light emitting means, the charge accumulation preventing means, the image carrier, and the scanning means are provided for each color. 前記画像担持体を各色毎に複数備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の光量制御装置。6. The light quantity control device according to claim 1, wherein a plurality of the image carriers are provided for each color. 前記発光手段を各色毎に複数備えたことを特徴とする請求項7記載の光量制御装置。8. The light quantity control device according to claim 7, wherein a plurality of the light emitting means are provided for each color.
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