CN105700310A - 光学扫描装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了光学扫描装置和图像形成装置。根据本发明的一个方面的光学扫描装置包括输出具有基于供给的驱动电流的光功率的光束的光源、检测光束的光功率的检测单元和保持用于控制驱动电流的充电电压的电压保持单元。该光学扫描装置还包括控制单元，该控制单元控制充电单元，以使得电压保持单元在驱动电流未被供给到光源的状态中被充电，并且，基于检测单元的检测结果来控制充电单元，以使得从在驱动电流未被供给到光源的状态中充电的电压保持单元的电压来控制保持在电压保持单元中的电压。

Description

光学扫描装置和图像形成装置

本申请是于2012年12月7日提交的、题为“光学扫描装置和图像形成装置”的中国专利申请第201210524710.5号的分案申请。

技术领域

本发明涉及光学扫描装置和使用该光学扫描装置的图像形成装置。

背景技术

电子照相方式的图像形成装置通过调色剂来显影在感光部件上形成的静电潜像，并将显影后的调色剂图像转印和定影到记录材料，由此在记录材料上形成图像。为了在感光部件上形成静电潜像，图像形成装置使用光学扫描装置。光学扫描装置包括发射激光束的激光源和诸如旋转多面镜(polygonmirror)之类的偏转器，所述偏转器偏转由激光源发射的激光束以使得激光束在预定的方向上扫描感光部件的表面。为了将扫描感光部件的表面的激光束的光功率(lightpower)控制到目标光功率，图像形成装置执行APC(自动功率控制)。

在APC中，使用诸如光电二极管之类的光学传感器来检测由激光源发射的激光束的光功率。逐渐调整将被供给到激光源的驱动电流，以使得检测到的激光束的光功率达到目标光功率。

APC包括作为用于针对图像形成进行准备的初始操作而执行的初始APC和在图像形成期间执行的正常APC。正常APC是为了在例如扫描感光部件的表面的时间段期间控制激光束的光功率。另一方面，初始APC是为了在图像数据被输入到图像形成装置时作为初始操作执行控制，以决定在非接通状态下将被供给到激光源的驱动电流的值。

日本专利公开No.7-171995描述了初始APC。激光源对于被供给的驱动电流的光发射量根据发光元件的温度或激光源的经时(time-rate)变化而改变。为了防止激光源受到在初始APC时供给到它的过量驱动电流的损坏，日本专利公开No.7-171995公开了如下初始APC，该初始APC从0逐步增加将被供给到激光源的驱动电流，由此将激光束控制到目标光功率。

然而，由于在日本专利公开No.7-171995中描述的初始APC执行逐步增加驱动电流的步骤，因此出现了如下问题，即，在初始APC的开始之后，直到激光源的光功率稳定在目标光功率附近并可以开始图像形成，需要相对较长的控制时间。

特别地，在使用多个激光源的多束系统中，首先对于将被用于产生同步信号(在下文中将被称为BD信号)以定义图像写入位置的特定激光源执行初始APC。在光功率已接近目标光功率之后，对于剩余激光源开始APC。对于剩余激光源，需要在不导致激光束被多面镜偏转以曝光感光部件的定时处执行APC。为了检测这样的定时，用于产生BD信号的激光束的光功率需要被调整到允许BD信号产生的光功率。即，在对于该特定激光源执行了初始APC之后，对于剩余激光源执行初始APC。因此，与使用单个激光源的情况相比，通过初始APC使得光功率接近目标光功率之后直到对于包括该特定激光源和剩余激光源的所有激光源可以开始图像形成的时间进一步延长。因此，认为需要一种技术，该技术缩短初始APC开始之后直到激光源的光功率接近目标光功率的时间。

发明内容

考虑上述的问题，提出了本发明。本发明提供了如下技术，即，当在光学扫描装置中执行APC时，该技术使得激光源的光功率能够在接通激光源之后的短时间内接近目标光功率。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于通过光束扫描感光部件的光学扫描装置，该光学扫描装置包括：光源，被布置为输出具有取决于驱动电流的值的光功率的光束；检测构件，被布置为检测从光源输出的光束的光功率；电压保持构件，被布置为保持电压；充电构件，被布置为对电压保持构件充电；以及控制构件，被布置为控制充电构件以使得电压保持构件被充电构件充电，并被布置为控制驱动电流的值，其中，所述控制构件控制充电构件以使得电压保持构件在驱动电流未被供给到光源的状态中被充电构件充电，基于检测构件的检测结果控制充电构件，以使得从在驱动电流未被供给到光源的状态中充电的电压保持构件的电压控制保持在电压保持构件中的电压，以及基于由控制构件控制的保持在电压保持构件中的电压来控制驱动电流的值。

根据本发明的第二方面，提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：感光部件；带电器，使感光部件带电；光学扫描装置，被布置为当基于图像信息调制的驱动电流被供给到光源时通过从光源输出的光束来扫描感光部件；显影器，被布置为将通过光学扫描装置进行的光束的扫描而在感光部件上形成的静电潜像显影，以在感光部件上形成图像；以及控制构件，被布置为控制光学扫描装置，其中，所述光学扫描装置包括：所述光源，被布置为输出具有取决于驱动电流的值的光功率的光束；检测构件，被布置为检测从光源输出的光束的光功率；电压保持构件，被布置为保持电压；以及充电构件，被布置为对电压保持构件充电，其中，所述控制构件控制充电构件以使得电压保持构件被充电构件充电，并控制驱动电流的值，以及其中，所述控制构件控制充电构件以使得电压保持构件在驱动电流未被供给到光源的状态中被充电构件充电，基于检测构件的检测结果控制充电构件，以使得从在驱动电流未被供给到光源的状态中充电的电压保持构件的电压控制保持在电压保持构件中的电压，以及基于由控制构件控制的保持在电压保持构件中的电压来控制驱动电流的值。

根据本发明，能够提供如下技术，该技术使得当在光学扫描装置中执行APC时，光源的光功率能够在接通光源之后的短时间内接近目标光功率。

(参照附图)从实施例的以下描述中，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明实施例的图像形成装置100的示意性断面图；

图2是示出根据本发明实施例的曝光控制器10的布置以及曝光控制器10与次序控制器47之间的连接关系的示图；

图3A是示出根据本发明实施例的激光器驱动设备31的布置的框图；

图3B是示出根据本发明实施例的APC电路403的布置的框图；

图4是示出根据本发明实施例的激光器驱动设备31的发光次序的时序图；

图5是示出根据本发明实施例的保持电容器505的输入电压与输出电压Vsh之间的关系的时序图；

图6是示出对于根据本发明实施例的激光器驱动设备31执行的APC操作的过程的流程图；以及

图7是示出激光器驱动设备31的发光次序的比较例的时序图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。应当注意，以下的实施例不意欲限制所附权利要求的范围，并且在实施例中描述的特征的所有组合并不是对于本发明的解决手段一定是必需的。以下描述的本发明的实施例中的每一个可单独地实施，或者在必要的情况下或在单个实施例中组合来自各个实施例的要素或特征是有益的情况下作为多个实施例或者它们的特征的组合来实施。

<图像形成装置100的布置>

首先将参照图1描述根据实施例的光学扫描装置和图像形成装置的基本操作。图1是根据该实施例的图像形成装置100的示意性断面图。

在图像形成装置100中，堆叠在原稿馈送器1上的原稿被依次逐张传输到台板玻璃2的表面上。当原稿被传输到台板玻璃2的表面上时，读取单元4的灯单元3被接通，并且读取单元4在箭头110的方向上移动的同时用光照射该原稿。被原稿反射的光经由反射镜5、6和7穿过透镜8，然后被输入到图像传感器单元9并被转换成图像信号。从图像传感器单元9输出的图像信号被暂时存储在图像存储器(未示出)中。然后，图像信号从图像存储器被读出并输入到曝光控制器10。

曝光控制器10使得将在之后描述的激光源基于所输入的图像信号(图像信息)发射用于将感光部件11(例如，感光鼓)的表面曝光的激光束(光束)。感光部件11被由激光源发射的激光束扫描。当感光部件11被激光束扫描时，在其表面上形成静电潜像。电势传感器30检测感光部件11的表面电势，并同时监视表面电势是否具有希望的值。显影器13通过调色剂将在感光部件11的表面上形成的静电潜像显影。转印单元16将通过显影器13显影的调色剂图像转印到记录材料的表面。

与调色剂图像到达转印单元16的定时相同步，调色剂图像将通过转印单元16被转印到的记录材料从记录材料堆叠单元14或15被馈送和传输。调色剂图像已通过转印单元16被转印到的记录材料被传输到定影单元17。定影单元17在记录材料的表面上定影调色剂图像。在通过定影单元17进行的定影处理之后，记录材料从排出单元18被排出到图像形成装置100的外面。

在完成了通过转印单元16进行的转印之后，清扫器25收集残留在感光部件11的表面上的调色剂，从而清扫感光部件11的表面。接下来，辅助带电器26从感光部件11的表面去除电荷，使得在下一次图像形成时，感光部件11可在通过一次带电器28带电时获得令人满意的电荷特性。另外，在通过预曝光灯27去除感光部件11的表面上的剩余电荷之后，一次带电器28使感光部件11的表面带电。图像形成装置100通过重复上述处理对于多个记录材料执行图像形成。

<曝光控制器10的布置>

图2是示出根据该实施例的曝光控制器10的示意性布置以及曝光控制器10与次序控制器47之间的连接的示图。次序控制器47包含CPU(未示出)，并且该CPU控制曝光控制器10和感光部件11。如图2所示，曝光控制器10包含激光器驱动设备31、准直透镜35、光阑32、多面镜33、f-θ透镜34和BD(束检测)传感器36。激光器驱动设备31包括半导体激光器(激光二极管(LD))43和一个光电二极管(PD)，半导体激光器43包括用于发射激光束的多个发光点。

接下来将描述基于次序控制器47的控制的曝光控制器10的操作。包括在图像形成装置100中的次序控制器47使用输出到激光器驱动设备31的控制信号S47来控制激光器驱动设备31。当图像形成开始时，次序控制器47基于控制信号S47将半导体激光器43的各发光点控制为接通状态或关断状态。由半导体激光器43发射的各激光束经由准直透镜35和光阑32被转换成基本上准直的光束，然后以预定的斑径入射到多面镜33。

多面镜33具有多个镜面，并且以均匀的角速度在箭头201的方向上旋转。随着在箭头201的方向上的旋转，多面镜33偏转各激光束，使得入射的激光束以连续的角度偏转。通过多面镜33偏转的各激光束入射到f-θ透镜34。f-θ透镜34向入射的多个激光束施加集光效果，并校正畸变以在多个激光束扫描感光部件11的表面时保证暂时线性。多个激光束以均匀的速度在箭头202的方向上扫描感光部件11的表面。

BD传感器36是用于检测由多面镜33反射的激光束的传感器。BD传感器36检测在通过多面镜33的镜面反射的激光束中由特定发光点发射的激光束。即，次序控制器47控制该特定发光点以使得由该特定发光点发射的激光束扫描BD传感器36。在检测该激光束时，BD传感器36将指示该激光束的检测的同步信号(BD信号)S36输出到次序控制器47。次序控制器47使用BD信号S36作为基准来基于图像数据控制各发光点的接通定时。

次序控制器47监视BD信号S36从BD传感器36输出的时间段，由此监视通过BD传感器36进行的激光束检测的时间段。另外，次序控制器47控制加速或减速用于驱动多面镜33的多面镜驱动器(未示出)，使得多面镜33的一次旋转的时间段总是恒定的。通过该控制，次序控制器47将多面镜33设置在稳定的旋转状态中。

<激光器驱动设备31的布置>

以下将参照图3A和图3B描述激光器驱动设备31和包括在激光器驱动设备31中的APC电路403(APC电路403-1至403-n)的布置。首先将参照图3A描述激光器驱动设备31的布置。

激光器驱动设备31包含半导体激光器43。半导体激光器43包含多个(n个)发光点(LD1至LDn)和一个光电二极管(PD)。激光器驱动设备31还具有与多个发光点(LD1至LDn)对应的多个APC电路403-1至403-n。

半导体激光器43中的PD检测来自LD1至LDn中的每一个的激光束，并将与检测到的光功率对应的电流Im输出到电流/电压转换器401。电流/电压转换器401将接收的电流Im转换成电压并且将其输出。放大器402用于调整从电流/电压转换器401输出的电压的增益。即，放大器402调整来自PD的输出的增益，所述PD检测了来自LD1至LDn中的每一个的激光束。通过放大器402经受了增益调整的电压作为光功率监视电压Vpd从放大器402被供给到APC电路403。注意，半导体激光器43内的PD、电流/电压转换器401和放大器402被设置为检测从各发光点输出的激光束的光功率。

如上所述，基于包括在从次序控制器47输出的控制信号S47中的各种类型的控制信号，由次序控制器47控制激光器驱动设备31。控制信号S47包括例如要被供给到逻辑元件412的全接通信号FULL、要被供给到开关408-1至408-n的控制信号OFF_LD、以及要被供给到APC电路403-1至403-n的控制信号OFF_APC*(OFF_APC*-1至OFF_APC*-n)和采样保持信号S/H*(S/H*-1至S/H*-n)。控制信号S47还包括要被输出到将在之后描述的电流控制器506的光功率控制信号。

来自次序控制器47的控制信号S47(控制信号OFF_APC*和采样保持信号S/H*)被输入到APC电路403-1至403-n。除了控制信号S47以外，还有来自次序控制器47的基准电压Vref经由数字/模拟转换(D/A)电路417-1至417-n被输入到APC电路403-1至403-n。D/A电路417-1至417-n将代表从次序控制器47输入的基准电压Vref的数字值转换成模拟值，并分别将其作为基准电压Vref输入到APC电路403-1至403-n。在次序控制器47的控制下，APC电路403-1至403-n中的每一个执行控制以调整LD(LD1至LDn)中的相应一个LD的光功率，从而使多个LD(LD1至LDn)发射预定光功率的光。APC电路403-1至403-n中的每一个根据来自次序控制器47的控制信号S47基于基准电压Vref执行相应LD的光功率控制。

调制器413向逻辑元件412输出图像调制信号，所述图像调制信号将被用于使用从图像信号产生单元(未示出)等输入的图像信号(图像信息)来调制将被供给到LD1至LDn的驱动电流。例如，为了执行驱动电流的PWM(脉冲宽度调制)，调制器413将具有与图像数据对应的宽度的脉冲信号作为图像调制信号输出到逻辑元件412。逻辑元件412向开关409-1至409-n输出代表从调制器413输出的图像调制信号和从次序控制器47输出的全接通信号FULL的OR(逻辑和)的信号。

如图3A所示，激光器驱动设备31包括用于向半导体激光器43内的LD1至LDn供给(施加)驱动电流的电流源404-1至404-n和407-1至407-n。激光器驱动设备31还包括切换从电流源到LD1至LDn的电流供给状态的开关408-1至408-n和409-1至409-n。例如，从电流源404-1和407-1供给用于LD1的驱动电流，并通过开关408-1和409-1切换供给状态。以下将主要描述与LD1至LDn中的LD1对应的电流源404-1和407-1以及开关408-1和409-1的操作。LD1的描述也适用于剩余的激光器LD2至LDn。

用于向LD1供给驱动电流的开关电流源404-1和偏压(bias)电流源407-1并联连接在电源与LD1之间。

偏压电流源407-1向LD1供给偏压电流。偏压电流是供给到LD1以使其发射不改变感光部件11上的电势的光功率的激光束的电流。当开关408-1被接通时，偏压电流源407-1向LD1供给偏压电流。在向LD1供给偏压电流的情况下，与不向LD1供给偏压电流的情况相比，可以缩短当向LD1供给将在之后描述的开关电流时光功率达到目标光功率之前的时间。即，向LD1供给偏压电流使得能够提高当供给开关电流时LD1的发光响应性。在该实施例中，出于简化描述的原因，将以用于向LD1供给具有预定值的偏压电流的激光器驱动设备为例。

开关电流源404-1向LD1供给开关电流。开关电流是被供给到LD1以使其发射改变感光部件上的电势的光功率的激光束的电流，并在被重叠在上述偏压电流上的同时被供给到LD1。

APC电路403-1通过输出到开关电流源404-1的电流控制信号Isw-1控制将从开关电流源404-1供给到LD1的电流的值。开关电流源404-1将与由APC电路403-1给出的电流控制信号Isw-1对应的开关电流作为驱动电流供给到LD1。开关409-1连接在LD1与开关电流源404-1之间。为此，从开关电流源404-1到LD1的驱动电流供给根据开关409-1的接通/关断状态被设置为接通/关断状态。

开关408-1连接从开关电流源404-1和偏压电流源407-1到LD1的路径。次序控制器47使用输出到开关408-1的信号OFF_LD在接通状态与关断状态之间控制开关408-1。在该实施例中，如果从次序控制器47输出的信号OFF_LD处于高状态(“H”)，那么开关408-1被关断，并且，在低状态(“L”)中，开关408-1被接通。如果开关408-1处于接通状态，那么开关电流源404-1和偏压电流源407-1向LD1供给电流。另一方面，如果开关408-1处于关断状态，那么从开关电流源404-1和偏压电流源407-1到LD1的电流供给被切断。

当开关408-1处于接通状态并且开关409-1处于关断状态时，不从开关电流源404-1向LD1供给开关电流，而从偏压电流源407-1向LD1供给偏压电流。注意，开关409-1基于经由逻辑元件412从调制器413供给的信号被控制为接通状态或关断状态。

当开关408-1处于接通状态并且开关409-1处于接通状态时，来自偏压电流源407-1的偏压电流和来自开关电流源404-1的开关电流作为驱动电流被供给到LD1。在这种情况下，LD1向感光部件11的表面输出在表面上形成静电潜像所需的光功率的激光束。

<APC电路403(403-1至403-n)的布置>

下面将参照图3B描述包括在激光器驱动设备31中的APC电路403-1至403-n的布置。APC电路403-1至403-n中的每一个对于LD(LD1至LDn)中的相应一个LD执行APC。出于简化描述的原因，以下将仅解释由APC电路403-1对于LD1进行的APC。同样对于剩余的激光器(LD2至LDn)，可通过执行与LD1的控制相同的控制来实施APC。由于所有的APC电路403-1至403-n具有相同的布置，因此在下文中APC电路403-1至403-n将被称为APC电路403。

如上所述，与LD1的目标光功率对应的基准电压Vref和从放大器402输出的光功率监视电压Vpd被输入到APC电路403。另外，在从次序控制器47输出的控制信号S47中，控制信号OFF_APC*和采样保持信号S/H*被输出到APC电路403。在APC电路403中，基准电压Vref被供给到模拟开关501和电流控制器506。控制信号OFF_APC*被供给到模拟开关501和逻辑元件502。采样保持信号S/H*被供给到逻辑元件502。

光功率监视电压Vpd和基准电压Vref被输入到模拟开关501的输入侧。基于来自次序控制器47的控制信号OFF_APC*，光功率监视电压Vpd和基准电压Vref之一作为输出电压Vpd2从模拟开关501的输出侧输出。具体而言，如果控制信号OFF_APC*为“H”，那么模拟开关501将光功率监视电压Vpd作为输出电压Vpd2输出。如果控制信号OFF_APC*为“L”，那么模拟开关501将基准电压Vref作为输出电压Vpd2输出。

逻辑元件502是输出如下信号并与NAND电路对应的元件，所述信号是通过获得代表所接收的控制信号OFF_APC*和采样保持信号S/H*的AND(逻辑积)的信号并将所获得的信号的逻辑进行反转(H→L或L→H)而产生的。从逻辑元件502输出的信号作为控制信号SEL被供给到模拟开关504。

模拟开关504用作采样保持电路。模拟开关501的输出电压Vpd2经由电阻元件503被施加到模拟开关504的输入侧。模拟开关504通过基于从逻辑元件502供给的控制信号SEL切换是否从输出侧输出从输入侧输入的电压，来在采样状态与保持状态之间进行切换。

具体而言，如果控制信号SEL为“H”，那么在模拟开关504中连接输出侧端子和与模拟开关501的输出侧端子相连的输入侧端子。模拟开关504由此从输出侧输出经由电阻元件503从模拟开关501向输入侧施加的电压。另一方面，如果控制信号SEL为“L”，那么模拟开关504打开(open)输入侧(未连接侧的输入侧端子与输出侧端子连接)。

当控制信号SEL为“H”时，模拟开关501的输出电压Vpd2经由电阻元件503被施加到保持电容器505。保持电容器505在电压Vpd2被施加它时通过预定时间常数τ被充电。保持电容器505根据通过充电蓄积的电荷量而改变电压。在LD1被接通的接通状态中，保持电容器505输出与光功率监视电压Vpd对应的电压。当控制信号SEL切换为“L”时，模拟开关504的输入侧被打开，并且作为结果，被充电的保持电容器505的电压得到保持。

如上所述，模拟开关504和保持电容器505在控制信号SEL为“H”时被设置处于采样状态，或者在控制信号SEL为“L”时被设置处于保持状态。被充电的保持电容器505的电压Vsh被输入到电流控制器506。注意，取决于电阻元件503的电阻值R和保持电容器505的电容C，在对保持电容器505充电时的时间常数τ被定义为τ＝RC。当执行APC时，采样状态中的保持电容器505在LD1处于关断的关断状态中被充电到预定电压Vt，或者在LD1处于接通的接通状态中被充电到光功率监视电压Vpd，如将在之后描述的那样。

当保持电容器505处于采样状态时，基准电压Vref和与由半导体激光器43中的PD所检测的光功率对应的光功率监视电压Vpd之一根据通过模拟开关501进行的切换被施加到保持电容器505。即，在该实施例中，模拟开关501用作用于选择性向保持电容器505施加基准电压Vref和光功率监视电压Vpd之一的开关。电阻元件503用作连接在该开关与保持电容器505之间的电阻元件。另外，在该实施例中，模拟开关501、电阻元件503和模拟开关504用作充电单元。

电流控制器506基于所接收的基准电压Vref和保持电容器505的电压Vsh来决定开关电流的值Isw。电流控制器506将与所决定的开关电流的值Isw对应的电流控制信号Isw输出到开关电流源404(404-1至404-n)。具体而言，当LD1从关断状态改变为接通状态、并且通过从LD1输出的激光束对感光部件11进行的光学扫描开始时，APC电路403以如下方式控制保持电容器505的电压。即，APC电路403将在关断状态中产生的预定电压Vt用作初始值来控制将从开关电流源404-1供给到LD1的驱动电流，由此控制保持电容器505的电压。电流控制器506通过向开关电流源404-1输出所决定的开关电流值Isw(Isw-1)来指定将从开关电流源404-1供给到LD1的驱动电流。

如上所述，保持电容器505用作电荷蓄积单元，其使激光源(LD)输出与蓄积的电荷量对应的光功率的激光束。即，保持电容器505用作电压保持单元，其输出与蓄积的电荷量对应的电压。电流控制器506和开关电流源404-1用作电流供给单元，所述电流供给单元在感光部件11的光学扫描开始时向激光源(LD)供给与电荷蓄积单元(保持电容器505)的电压对应的驱动电流。电流控制器506还用作控制电荷蓄积单元(保持电容器505)的电压的控制单元。

<激光器驱动设备31中的APC的比较例>

下面将参照图7描述根据该实施例的激光器驱动设备31中的APC的比较例。出于简化描述的原因，以下将仅解释由APC电路403(APC电路403-1)对于LD1进行的APC。同样对于剩余的激光器(LD2至LDn)，可通过执行与LD1的控制相同的控制来实施APC。

当对于包括在激光器驱动设备31中的LD执行APC时，如果在接通处于关断状态的LD之后控制LD的光功率，那么在光功率充分地接近目标光功率之前会需要相当长的时间。图7示出激光器驱动设备31的发光次序的例子作为将在下面描述的实施例的比较例。在图7中，包括将在图像形成装置100开始图像形成之前执行的APC的操作模式将被称为“初始APC模式”，包括将在图像形成之后执行的APC的操作模式将被称为“正常APC模式”。图7示出包括在激光器驱动设备31中的LD中的两个LD(LD1和LD2)的发光次序。LD1是用于检测BD信号的LD，并被假定为是在多个LD中先针对其执行APC的LD。

参照图7，首先，为了开始初始APC模式的APC，次序控制器47将LD1的全接通信号FULL从“L”切换到“H”以接通LD1。另外，次序控制器47将LD1的采样保持信号S/H*(S/H*-1)从“L”切换到“H”以迁移到采样由PD检测的LD1的光功率的状态。在该状态下，检测到的LD1的光功率逐渐增加。这是因为，次序控制器47控制将被供给到LD1的驱动电流以使得检测到的LD1的光功率接近目标光功率。

具体而言，与由半导体激光器43中的PD检测的LD1的光功率对应的光功率监视电压Vpd被输入到APC电路403。如果APC电路403处于采样状态，那么保持电容器505被充电到光功率监视电压Vpd。电流控制器506将在保持电容器505中产生的光功率监视电压Vpd和与目标光功率对应的基准电压Vref相比较。另外，电流控制器506基于比较结果来决定开关电流的值Isw，使得光功率监视电压Vpd接近基准电压Vref。开关电流的值Isw作为电流控制信号(Isw-1)从APC电路403被输出到开关电流源404-1。开关电流源404-1向LD1供给具有与电流控制信号(Isw-1)对应的值的开关电流Isw。在采样状态期间，APC电路403基于光功率监视电压Vpd和基准电压Vref来连续地控制开关电流值Isw。次序控制器47从而使用APC电路403将LD1的光功率控制到目标光功率。

当LD1的光功率已充分地接近目标光功率、并且变得可以稳定地检测BD信号时，次序控制器47结束初始APC模式并迁移到正常APC模式。当正常APC模式的APC开始时，次序控制器47在预定时间段Ts内将LD1设置在全接通状态中，并且每当检测到BD信号(在每次扫描中)时采样光功率。如在上述的初始APC模式中那样，次序控制器47从而通过控制到LD1的驱动电流以使得LD1的光功率接近目标光功率来执行APC。已通过初始APC模式的APC来使得LD1的光功率充分地接近目标光功率。因此，在初始APC模式之后执行的正常APC模式的APC中，可通过每当检测到BD信号时执行的几次APC，来使得LD1的光功率到达目标光功率。

然而，在上述的初始APC模式的APC中，例如LD1的驱动电流从0逐渐增加，由此逐渐使得LD1的光功率接近目标光功率。为此，如图7所示，在LD1的光功率充分地接近目标光功率并且变得能够稳定地检测BD信号之前，需要相对较长的时间T1。

另外，对于LD2，在驱动电流被供给以接通LD2之后直到其光功率充分地接近目标光功率，需要更长的时间。如图7所示，在从初始APC模式迁移到正常APC模式之后，次序控制器47将LD2的全接通信号FULL从“L”切换到“H”以接通LD2。另外，次序控制器47将采样保持信号S/H*从“L”切换到“H”以采样LD2的光功率，并执行控制以使得LD2的光功率接近目标光功率，由此执行LD2的APC。然后，以BD信号检测的时间段Tb在接着LD1的光功率控制之后重复地执行LD2的光功率控制。

以这种方式，在对于LD1的初始APC模式的APC结束了之后，通过执行控制以使得LD2的光功率从关断状态逐渐地接近目标光功率，来在正常APC模式中执行对于LD2的APC。为此，LD2的光功率达到目标光功率之前的时间比LD1的长。因此，在通过由多个LD发射的激光束曝光感光部件的多束系统的图像形成装置中，所有多个LD的光功率通过APC(初始APC模式和正常APC模式)被控制到目标光功率之前的时间总体变长。例如，LD2的光功率控制开始之后直到光功率达到目标光功率所需的时间T2约为Tb×T1/Ts。例如，假定T1＝10[ms]、Ts＝10[μs]并且Tb＝500[μs]。在这种情况下，T2＝500[ms]。在多束系统的图像形成装置中，当LD的数量增加时，所有LD的光功率达到目标光功率之前的时间与LD的数量成比例地延长。

当对于激光器驱动设备31执行初始APC模式的APC时，根据该实施例的图像形成装置使得光功率控制能够从接近于目标光功率的光功率开始，以使得在接通LD之后LD的光功率在短时间内接近目标光功率。具体而言，在感光部件11的光学扫描开始之前的LD的关断状态期间(LD的接通之前)，提前将保持用于使LD输出激光束的电压的保持电容器充电到接近于用于目标光功率的基准电压的预定电压。即，与接近于用于目标光功率的基准电压的预定电压对应的预定量的电荷在光学扫描开始之前的LD的关断状态期间被蓄积于保持电容器中。保持电容器的电压被使用来基于与基准电压的比较结果决定将被供给到LD的驱动电流。在该实施例中，由于在接通LD并开始LD的光功率控制时已提前将保持电容器充电到接近于基准电压的电压，因此可以在初始APC模式的APC开始时以接近于目标光功率的光功率接通LD。这允许LD的光功率通过初始APC模式和正常APC模式的APC在短时间内达到目标光功率。

该实施例假定多束系统的图像形成装置。在多束系统的图像形成装置中，对于LD中的每一个，预定量的电荷在光学扫描开始之前的关断状态期间被蓄积于相应的保持电容器中，由此将保持电容器充电到预定电压。这允许所有LD在接通之后使得光功率通过APC在短时间内达到目标光功率。以下将更详细地描述对于该实施例中的激光器驱动设备31所执行的处理。

<激光器驱动设备31中的APC>

下面将参照图4描述根据该实施例的激光器驱动设备31中的APC。出于简化描述的原因，以下将仅解释由APC电路403(APC电路403-1)对于LD1进行的APC。同样对于剩余的激光器(LD2至LDn)，可通过执行与LD1的控制相同的控制来实施APC。

在图像形成装置100中，如上所述，对于LD1至LDn中的每一个的光功率控制所执行的APC被分成初始APC模式的APC和正常APC模式的APC。初始APC模式是包括将作为准备操作在图像形成装置100开始图像形成之前执行的APC的操作模式。在初始APC模式的APC中，从各LD的完全关断状态执行控制，使得由各LD发射的激光束的光功率接近目标光功率。正常APC模式是包括将在图像形成开始之后执行的APC的操作模式。在正常APC模式的APC中，由各LD发射来曝光感光部件11的激光束的光功率被控制到目标光功率。

该实施例的初始APC模式包括对于各LD的驱动电流供给开始之前在各LD处于关断的关断状态中将保持电容器505充电到预定电压Vt的初始充电操作。初始充电操作例如仅需要在图像形成装置100激活时或者在将被转印到记录材料的图像的形成开始之前的准备操作时被执行。这里假定初始充电操作在图像形成装置100的准备操作时被执行。

在该实施例的初始APC模式中，在初始充电操作已结束并且对于各LD的驱动电流供给已开始之后，在各LD处于接通的接通状态中执行用于将各LD的光功率控制到靠近预定目标光功率的光功率的APC。在该APC中，当向各LD供给驱动电流(开关电流)开始时，保持电容器505从电压Vt被充电到与由PD检测的光功率对应的光功率监视电压Vpd。另外，基于基准电压Vref与在保持电容器505中产生的光功率监视电压Vpd之间的比较结果来控制开关电流。在该APC中，如将在之后描述的那样，光功率监视电压Vpd被控制为从接近于与目标光功率对应的基准电压Vref的电压Vt(而不是电压＝0)接近基准电压Vref。即，基于光功率监视电压Vpd(与各LD的光功率对应)的驱动电流(光功率)的控制从接近于基准电压Vref的电压Vt开始，由此在更短的时间内将各LD的光功率控制到目标光功率。然后，当图像形成装置100开始图像形成时，初始APC模式改变为正常APC模式，并在预定定时执行正常APC模式的APC。以下将根据图4所示的发光次序详细描述初始APC模式中的初始充电操作以及初始APC模式和正常APC模式的APC。

(初始APC模式中的初始充电操作)

在图像形成装置100中的图像形成开始之前(图4中的时间421之前)的初始状态中，次序控制器47输出“H”的信号OFF_LD。在这种状态中，开关408-1是关断的，并且不向LD1供给偏压电流和开关电流。因此，由于LD1处于关断状态，所以输入到APC电路403的光功率监视电压Vpd为0。另外，在初始状态中，次序控制器47向APC电路403输出“H”的采样保持信号S/H*和“H”的控制信号OFF_APC*。

在时间421处，次序控制器47将控制信号OFF_APC*从“H”变为“L”。因此，模拟开关501不输出光功率监视电压Vpd而输出基准电压Vref作为输出电压Vpd2。另外，由于控制信号OFF_APC*为“H”并且采样保持信号S/H*为“L”，因此控制信号SEL被设置为“H”。为此，模拟开关504将保持电容器505设置在采样状态中。由此，在时间421处，基准电压Vref(＝电压Vpd2)开始经由电阻元件503被施加到保持电容器505。

基准电压Vref在预定时间段Tc(图4中从时间421到时间422的时间段)内被施加到保持电容器505。时间段Tc被定义为开始通过基准电压Vref对保持电容器505进行充电之后直到保持电容器505被充电到预定电压Vt的时间段。在时间422处，次序控制器47将控制信号OFF_APC*从“L”变为“H”。因此，控制信号SEL从“H”变为“L”，并且模拟开关504将保持电容器505变为保持状态。作为结果，在时间422处，保持电容器505通过时间常数τ被充电到预定电压Vt，并且保持在该电压处。然后，在时间423处，初始充电操作结束，并且处理切换到执行初始APC模式的APC。

(时间段Tc的设置)

这里将参照图5解释时间段Tc。参照图5，波形511代表模拟开关501的输出电压Vpd2，并在与时间421对应的时间t＝0处具有电压从0切换到基准电压Vref的台阶。波形512代表当经由电阻元件503向保持电容器505施加基准电压Vref时的保持电容器505的电压Vsh。当经由电阻元件503向保持电容器505施加基准电压Vref时，保持电容器505蓄积电荷。作为结果，保持电容器505的电压Vsh通过由保持电容器505的电容C和电阻元件503的电阻值R所限定的时间常数τ适度地增加。

图5所示的保持电容器505的电压Vsh(波形512)是对于波形511的台阶响应，并通常由下式给出：

Vsh＝Vref(1-exp(-t/τ))...(1)

当电压Vsh达到预定电压Vt的时间t被定义为Tc时，显然，Tc取决于基准电压Vref、电压Vt和时间常数τ而确定。

可提前以对于基准电压Vref的比率指定电压Vt。即，电压Vt可被指定为对于电压Vt的光功率基于目标光功率的比率x(％)。在这种情况下，使用比率x，通过下式获得对保持电容器505进行充电的时间段Tc：

Tc＝-τ×ln(1-x/100)...(2)

可使用比率x和时间常数τ通过式(2)计算时间段Tc。注意，可通过次序控制器47计算Tc。次序控制器47切换控制信号OFF_APC*，以使得基准电压Vref在所计算的时间段Tc期间被施加到保持电容器505。

图5示出比率x被设置为80(％)、90(％)和95(％)的情况作为例子。使用式(2)，获得以下关系：

x＝80(％),Tc(T80)＝1.61τ

x＝90(％),Tc(T90)＝2.30τ

x＝95(％),Tc(T95)＝2.97τ

从图5可以看出，当比率x增加时，电压Vsh达到与比率x对应的电压(0.80Vref、0.90Vref、0.95Vref)之前的时间段Tc变长。因此，通过初始充电操作之后执行的APC进行的光功率控制从其开始的光功率越接近目标光功率，在初始充电操作中对保持电容器505进行充电所需的时间段Tc就越长。因此，需要在可分配给初始充电操作的时间段内设置时间段Tc。注意，如式(2)所示，即使当目标光功率改变时，通过比率x指定的时间段Tc也是恒定的，独立于目标光功率。

(初始APC模式和正常APC模式的APC)

当在图像形成装置100中完成上述的初始充电操作时，处理在时间423处迁移到初始APC模式的APC的执行。在时间423处，次序控制器47将信号OFF_LD从“H”切换到“L”以开始向各LD供给驱动电流，由此将各LD设置在接通状态中。此时，APC电路403中的电流控制器506根据在LD的关断状态中充电的保持电容器505的电压Vsh(＝Vt)来决定将被供给到各LD的驱动电流(开关电流值Isw)。

如图4所示，保持电容器505已通过初始APC模式中的初始充电操作被充电到高达接近于与目标光功率对应的基准电压Vref的电压Vt。因此，所决定的驱动电流具有接近于与目标光功率对应的驱动电流的电流值。因此，通过之后响应于检测到BD信号所执行的几次APC而在短时间内将各LD的光功率控制到目标光功率。参照图4，在时间423之后，次序控制器47将各LD设置在全接通状态中并检测BD信号。另外，次序控制器47在BD信号被稳定地检测到两次的定时处切换采样保持信号S/H*(H→L)以将保持电容器505从保持状态切换到采样状态。初始APC模式的第一APC从而在时间段424期间被执行，并且保持电容器505的电压从电压Vt(初始值)接近与目标光功率对应的基准电压Vref。

然后，当时间段424期间的APC完成并且图像形成开始时，图像形成装置100从初始APC模式迁移到正常APC模式。在通过从各LD输出的激光束对感光部件11的每次扫描中(每当检测到BD信号时)，在预定时间段(时间段425和426)期间重复执行APC操作。在图4中，保持电容器505的电压Vsh在时间段425和426期间被设置为充分地更接近于基准电压Vref的值。即，各LD的光功率被控制到充分地接近于目标光功率的光功率，并且光功率被视为达到了目标光功率。

图4仅图示了一个LD的发光次序。在该实施例中，对于n个LD(LD1至LDn)执行相同的发光次序。如上所述，分别对于n个LD设置有APC电路403(403-1至403-n)。因此，对于各LD执行图4所示的发光次序。

<激光器驱动设备31中的APC的过程>

下面将参照图6的流程图来解释参照图4和图5描述的激光器驱动设备31中的一系列APC操作(初始APC模式和正常APC模式)的过程。注意，通过使次序控制器47的CPU(未示出)将提前存储在存储器等中的控制程序读出到RAM(未示出)并执行程序，来在图像形成装置100上实施图6所示的各步骤的处理。次序控制器47被假定为在将图像形成装置100通电时开始图6所示的处理并在断电时结束该处理。

在步骤S601中，次序控制器47的CPU(在下文中将被简称为“CPU”)基于例如在图像形成开始之前由用户经由图像形成装置100的操作单元(未示出)输入的指令来设置时间段Tc。如上所述，可基于式(1)或(2)来设置时间段Tc。即，CPU控制操作单元，使得用户可设置比率x(％)。然后，CPU使处理前进到步骤S602。

在步骤S602中，CPU确定是否开始图像形成。根据图像形成命令的输入等，CPU确定是否开始图像形成。当在步骤S602中确定没有开始图像形成时，CPU重复步骤S602的确定。当在步骤S602中确定开始图像形成时，处理前进到步骤S603。

在步骤S603中，CPU开始上述初始APC模式并且还开始初始充电操作。即，CPU开始如下操作，在不接通激光器的情况下的关断状态中基于比率x将保持电容器505充电到电压Vt。具体而言，CPU将要被输出到APC电路403的控制信号OFF_APC*从“H”切换到“L”，并且从时间t＝0开始时间计数。在步骤S604中，CPU确定在步骤S603中控制信号OFF_APC*的切换之后是否经过了时间段Tc(满足t≥Tc)。当确定经过了时间段Tc时，CPU使处理前进到步骤S605以使控制信号OFF_APC*从“L”返回到“H”。保持电容器505从而从电压0被充电到电压Vt(与对应于目标光功率的基准电压Vref的x％相对应的电压)。

在步骤S606中，CPU开始驱动多面镜33，并且还开始向激光器(LD1至LDn)中的每一个供给驱动电流，由此接通激光器并将它们设置在全接通状态中。图像形成装置100从而开始(初始APC模式的)APC。在当BD传感器36从代表性的激光器接收到激光束时BD信号被检测的情况下，CPU在步骤S607中开始各LD的APC(图4中的时间段424)。

在步骤S608中，CPU开始向各激光器供给基于图像信息的驱动电流(开关电流)，由此开始图像形成。图像形成装置100从而从初始APC模式迁移到正常APC模式。在图像形成开始之后，CPU可响应于使用激光束的BD信号检测来执行(正常APC模式的)APC。在步骤S609中，CPU确定是否完成由图像形成命令指定的处理，由此确定是否结束图像形成。只要确定不结束图像形成处理，CPU就重复步骤S609的确定。在确定结束时，处理前进到步骤S610。在步骤S610中，CPU关断激光器，并且使处理返回到步骤S602。图像形成装置100等待直到图像形成再次开始。

如上所述，当对输出与基于保持电容器的电压控制的驱动电流相对应的激光束的LD执行APC时，根据该实施例的光学扫描装置控制将被供给到LD的驱动电流，使得在被充电的保持电容器中产生的光功率监视电压从如下初始值接近基准电压，所述初始值是在接通LD时与提前蓄积于保持电容器中的电荷量对应的电压。保持电容器在感光部件的光学扫描开始之前LD处于关断的状态中提前蓄积电荷。当LD被接通时，保持电容器输出在接通LD时提前蓄积的电荷量所对应的电压，然后输出与LD的光功率对应的电压。光学扫描装置从而控制将被供给到LD的驱动电流(即，保持电容器的电压)，使得与LD的光功率对应的电压从如下初始值接近基准电压，所述初始值是在接通LD之前提前蓄积于保持电容器中的电荷量所对应的电压。根据该实施例，与不提前在保持电容器中蓄积电荷的情况相比，保持电容器的电压可从更接近于与目标光功率对应的基准电压的电压接近基准电压。即，当执行APC时，可以使得LD的光功率在接通LD之后的更短时间内接近目标光功率。

具体而言，光学扫描装置可在接通LD之前将保持电容器充电到接近于与目标光功率对应的基准电压的预定电压。当执行APC时，保持电容器的电压从被设置为初始值的预定电压接近基准电压。即，由于可在接通LD之后从接近于目标光功率的水平开始LD的光功率控制，因此能够在短时间内将光功率控制到目标光功率。

注意，在根据该实施例的图像形成装置中，目标光功率是被输入到BD传感器36的激光束的光功率。希望入射到BD传感器36的光功率是恒定的。从BD传感器36输出的信号的上升速度和下降速度依赖于入射到BD传感器36的激光束的光功率。即，当入射到BD传感器36的光功率改变时，从BD传感器36输出的信号的上升速度和下降速度取决于激光束的光功率而改变。为此，为了总是得到相同的图像写入位置，希望使得入射到BD传感器36的激光束的光功率恒定。

另一方面，以如下方式控制用于曝光感光部件11的表面以在感光部件11上形成静电潜像的激光束的光功率。根据该实施例的图像形成装置具有用于测量感光部件11的表面上的电荷的电势传感器30。次序控制器47执行控制以通过多个激光束的光功率在预定定时处曝光通过一次带电器28带电的感光部件11，由此在感光部件11上形成多个潜像图案。多个潜像图案中的每一个的电势通过电势传感器30被检测。次序控制器47在多个潜像图案中选择通过预定电势形成的潜像图案，并将与该潜像图案对应的激光束的光功率设置为用于将感光部件11的表面曝光的激光束的光功率。注意，浓度传感器可被附接到图像形成装置，并可基于多个浓度的调色剂图案而不是潜像图案来设置用于将感光部件11的表面曝光的激光束的光功率。

包括在控制信号S47中的光功率控制信号是代表用于扫描感光部件11的表面的激光束的光功率相对于目标光功率的控制程度的信号(控制系数)。次序控制器47向APC电路403的电流控制器506输出光功率控制信号。电流控制器506控制开关电流Isw，使得用于扫描感光部件11的表面的激光束的光功率被控制到通过将目标光功率(与Vref对应的光功率)乘以控制系数而获得的光功率。

即，根据该实施例的图像形成装置将入射到BD传感器36的激光束的光功率控制到目标光功率(第一光功率)。另一方面，根据该实施例的图像形成装置基于目标光功率和电势传感器的检测结果将如下激光束的光功率控制到第二光功率，所述激光束扫描感光部件11的表面以在感光部件11上形成潜像图案。

在该实施例中，对于多束系统的图像形成装置的多个LD中的每一个，将相应的保持电容器在接通LD之前提前充电到预定电压。这允许光功率控制对于所有的多个LD从接近于目标光功率的水平开始。因此，根据该实施例，能够缩短光功率通过APC达到目标光功率所需的时间，其在多束系统的图像形成装置中是特别有问题的。

虽然已参照实施例描述了本发明，但是要理解的是，本发明不限于公开的实施例。

Claims (6)

1.一种用于通过光束在感光部件上形成图像的图像形成装置，其特征在于，包括：

多个光源，每个光源被配置为基于图像数据输出光束，所述光束具有取决于驱动电流的值的光功率；

检测单元，所述检测单元被配置为检测分别从所述多个光源输出的光束的光功率；

多个电容器，所述多个电容器分别与所述多个光源对应；

充电单元，所述充电单元被配置为对所述多个电容器充电；

控制单元，所述控制单元被配置为控制充电单元以使得所述多个电容器被充电单元充电，其中，所述控制单元被配置为在第一模式和第二模式之间切换，所述第一模式用于在不使用检测单元的情况下对所述多个电容器充电，所述第二模式用于基于检测单元的检测结果控制所述多个电容器的电压，以及，所述控制单元被配置为在使充电单元通过第一模式对所述多个电容器充电之后，使充电单元通过第二模式控制所述多个电容器的电压；以及

驱动单元，所述驱动单元被配置为基于分别与所述多个光源对应的所述多个电容器向所述多个光源供给驱动电流，其中，分别供给到所述多个光源的驱动电流的值基于分别与所述多个光源对应的电容器的电压被控制，以及，所述驱动单元被配置为基于图像数据向所述多个光源供给分别具有如下值的驱动电流，所述值基于通过第二模式控制的所述多个电容器的电压。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，还包括：

偏转单元，所述偏转单元被配置为偏转从所述多个光源输出的光束，以使得从所述多个光源输出的光束扫描感光部件，

其中，所述检测单元被配置为在除了从所述多个光源输出的光束扫描感光部件的时间段之外的时间段内接收从所述多个光源输出的光束。

3.一种用于通过光束在感光部件上形成图像的图像形成装置，其特征在于，包括：

多个光源，每个光源被配置为基于图像数据输出光束，所述光束具有取决于驱动电流的值的光功率；

检测单元，所述检测单元被配置为检测分别从所述多个光源输出的光束的光功率；

多个电容器，所述多个电容器分别与所述多个光源对应；

充电单元，所述充电单元被配置为对所述多个电容器充电；

驱动单元，所述驱动单元被配置为将所述多个电容器中的每个电容器的电压转换为具有取决于该电压的值的驱动电流，并且被配置为基于分别与所述多个光源对应的所述多个电容器向所述多个光源供给驱动电流；以及

控制单元，所述控制单元被配置为控制充电单元以使得所述多个电容器被充电单元充电，并且被配置为控制驱动单元，

其中，所述控制单元被配置为在第一时间段中，在不使用检测单元的情况下使充电单元对所述多个电容器充电，并且使驱动单元不向所述多个光源供给驱动电流，

其中，所述控制单元被配置为在第一时间段之后的第二时间段中，使充电单元基于检测单元的检测结果控制在第一时间段中充电的所述多个电容器的电压，以及

其中，所述驱动单元被配置为基于图像数据向所述多个光源供给分别具有如下值的驱动电流，所述值基于在第二时间段中控制的所述多个电容器的电压。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，还包括：

偏转单元，所述偏转单元被配置为偏转从所述多个光源输出的光束，以使得从所述多个光源输出的光束扫描感光部件，

其中，所述检测单元被配置为在除了从所述多个光源输出的光束扫描感光部件的时间段之外的时间段内接收从所述多个光源输出的光束。

5.一种用于通过光束在感光部件上形成图像的图像形成装置，其特征在于，包括：

多个光源，每个光源被配置为基于图像数据输出光束，所述光束具有取决于驱动电流的值的光功率；

检测单元，所述检测单元被配置为检测分别从所述多个光源输出的光束的光功率；

多个电容器，所述多个电容器分别与所述多个光源对应；

充电单元，所述充电单元被配置为对所述多个电容器充电，其中，所述充电单元通过第一模式对所述多个电容器充电，并在充电单元通过第一模式对所述多个电容器充电之后，通过第二模式基于检测单元的检测结果对所述多个电容器充电，所述第一模式用于在不使用检测单元的情况下对所述多个电容器充电，所述第二模式用于基于检测单元的检测结果控制所述多个电容器的电压；以及

驱动单元，所述驱动单元被配置为基于图像数据向所述多个光源供给分别具有如下值的驱动电流，所述值基于通过第二模式控制的所述多个电容器的电压。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，还包括：

偏转单元，所述偏转单元被配置为偏转从所述多个光源输出的光束，以使得从所述多个光源输出的光束扫描感光部件，

其中，所述检测单元被配置为在除了从所述多个光源输出的光束扫描感光部件的时间段之外的时间段内接收从所述多个光源输出的光束。