JP2003248368A

JP2003248368A - マルチビーム走査装置

Info

Publication number: JP2003248368A
Application number: JP2002361668A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Suda; 忠明須田
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチビーム走査装置における複数の半導体
レーザ（ＬＤ）を制御するための制御ラインの数を低減
し、ＬＤの適正な制御を行う。【解決手段】ＬＤ１Ｂ〜１Ｙからのレーザ光を走査す
る走査ユニット部１００と、走査ユニット部１００にＬ
Ｄを制御するための基準信号を送出するコントローラ部
２００とを備える。コントローラ部２００は複数のＬＤ
を制御するための複数のデューティ信号を時間軸上に並
べて走査ユニット部１００に出力する。走査ユニット部
１００は複数のＬＤを個別に駆動するための駆動回路１
１０Ｂ〜１１０Ｙと、各デューティ信号を電圧に変換す
るデューティ電圧回路１４０と、各デューティ信号から
各駆動回路に対応するデューティ信号を検出してデュー
ティ電圧を基準電圧として対応する駆動回路に入力する
基準電圧回路１２０Ｂ〜１２０Ｙ，１３０Ｂ〜１３０Ｙ
を備える。１本の制御ラインＬ１０で複数のＬＤを個別
に制御することが可能になり、コントローラ部２００と
走査ユニット部１００との間の制御ラインの本数を低減
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数個の発光素子、
特に複数個のレーザダイオード（ＬＤ）から出射される
レーザ光を走査して描画を行うマルチビーム走査装置に
関し、特に複数個のＬＤの発光出力を個別に制御するた
めの制御回路の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年におけるレーザ光を利用した走査装
置では、カラー化のために黒、シアン、マゼンタ、イエ
ローの４色についてそれぞれ個別のＬＤと感光ドラムを
設け、各ＬＤから出射されるレーザ光を対応する感光ド
ラムに対して描画を行うとともに、これらのＬＤの発光
出力を同時に制御するタンデム方式の走査装置の開発が
盛んである。また、１つの感光ドラムを備える走査装置
においても描画速度の向上を図るために、複数のＬＤの
レーザ光を同時に走査するマルチビーム方式の走査装置
も開発されている。これらタンデム方式及びマルチビー
ム方式のように複数のレーザビームを同期して走査する
走査装置をここでは広義のマルチビーム走査装置と称す
る。

【０００３】ところで、ＬＤを光源とする走査装置では
所要の濃度の描画を行うためには、ＬＤの高速時の変調
特性を改善するためのバイアス制御と、ＬＤの発光出力
を自動制御するＡＰＣ制御が行われる。このようなバイ
アス制御とＡＰＣ制御を前述のマルチビーム走査装置に
対して行う場合には、複数個のＬＤについてそれぞれに
制御を行う必要があり、そのために各ＬＤにはそれぞれ
個別の駆動回路が設けられ、しかも各駆動回路を独立し
て制御する構成がとられている。例えば、前述の４色の
タンデム方式の走査装置の場合には、各色に対応した４
個のＬＤのそれぞれに駆動回路が設けられるとともに、
各駆動回路についてバイアス制御とＡＰＣ制御が行われ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにマルチビー
ム走査装置では、ＬＤの個数に対応して駆動回路が設け
られ、しかも各駆動回路についてバイアス制御やＡＰＣ
制御を独立して行う必要がある。また、一般にこの種の
走査装置では、ＬＤや駆動回路が設けられている走査ユ
ニット部と、制御を行うためのＣＰＵや画像データを記
憶している画像メモリ等を備えたコントローラ部とは独
立した構成とされているため、走査ユニット部の駆動回
路を制御するためには、走査ユニット部とコントローラ
部とを制御ラインによって接続する必要がある。そのた
め、前述のような４個のＬＤを備えるタンデム方式の走
査装置では、各駆動回路についてバイアス制御とＡＰＣ
制御の制御ラインが必要となり、合計で８本の制御ライ
ンが必要になり、マルチビーム走査装置の全体構成の複
雑化をまねくとともに、各制御ラインを伝送される画像
信号や制御用電流の相互間の変動によって適正なバイア
ス制御やＡＰＣ制御を行うことが難しいという問題があ
る。

【０００５】本発明の目的は、マルチビーム走査装置に
おける制御ラインの数を低減し、ＬＤに対する適正な制
御を行うことを可能にしたマルチビーム走査装置を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のマルチビーム走
査装置は、複数のＬＤから出射される各レーザ光を感光
体に対して走査する走査ユニット部と、走査ユニット部
にＬＤを制御するための基準信号を送出するコントロー
ラ部とを備えており、コントローラ部は複数のＬＤをそ
れぞれ制御するための複数のデューティ信号を生成し、
かつ各デューティ信号を時間軸上に並べて走査ユニット
部に出力するデューティ信号生成手段を備え、走査ユニ
ット部は複数のＬＤをそれぞれ個別に駆動するための複
数の駆動回路と、各デューティ信号を電圧に変換するデ
ューティ電圧回路と、各デューティ信号から各駆動回路
に対応するデューティ信号を検出し、検出したデューテ
ィ信号に同期してデューティ電圧回路から出力されるデ
ューティ電圧を基準電圧として対応する駆動回路に入力
する基準電圧回路とを備える。

【０００７】このマルチビーム走査装置では、例えば、
デューティ信号生成手段は各駆動回路で使用される基準
電圧に対してそれぞれ異なる周波数の信号としてデュー
ティ信号を生成し、デューティ信号検出回路はそれぞれ
の駆動回路に対応する周波数のデューティ信号を検出す
る構成とする。また、デューティ電圧回路は各デューテ
ィ信号を平均化して当該デューティ信号のデューティ比
に対応した電圧を出力する構成とする。さらに、基準電
圧回路は、デューティ信号から駆動回路に対応するデュ
ーティ信号を検出するデューティ信号検出回路と、デュ
ーティ信号検出回路で検出されたデューティ信号の出力
タイミング時にデューティ電圧回路から出力されるデュ
ーティ電圧をサンプルし、かつサンプルしたデューティ
電圧をホールドするサンプル・ホールド回路とを備え
る。

【０００８】本発明によれば、コントローラ部では複数
の半導体レーザに対してそれぞれ異なる周波数のデュー
ティ信号を生成し、このデューティ信号を１本の制御ラ
インを通して走査ユニットに伝送し、走査ユニット部で
はデューティ信号の周波数を弁別し、対応する周波数の
デューティ信号からデューティ電圧を得て、これを各駆
動回路の基準電圧として取り込むことが可能になる。し
たがって、複数の半導体レーザを１本の制御ラインで個
別に制御することが可能になり、コントローラ部と走査
ユニット部との間の制御ラインの本数を低減し、マルチ
ビーム走査装置の構成の簡易化が実現できる。また、異
なる制御ラインを通して信号を伝送するような場合にお
けるライン間の誤差やばらつきが生じることはなく、適
正な制御が可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明のマルチビーム走査装
置として４色の描画を行うタンデム方式の走査装置に適
用した実施形態の概略構成を示す斜視図である。この走
査装置は走査ユニット部１００とコントローラ部２００
とで構成されている。前記走査ユニット部１００は、黒
（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）の各描画色に対応した４個のＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１
Ｍ，１Ｙを内蔵した光源ユニット１を備える。この光源
ユニット１は、１枚の基板１ａ上に前記４個のＬＤ１
Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを副走査方向（同図の上下方向）
に配列している。各ＬＤ１Ｂ，１Ｂ，１Ｍ，１Ｙにはそ
れぞれ各ＬＤから出射されるレーザ光を受光するモニタ
ＰＤ（フォトダイオード）が一体に設けられているが、
ここでは図示は省略している。前記各ＬＤの前面にはそ
れぞれ各ＬＤから出射されるれレーザ光を平行ビームと
するためのコリメータレンズ２Ｂ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙが
配置され、これらをケーシング１ｂ内に一体的にパッケ
ージした構成となっている。また、前記光源ユニット１
の前側位置には副走査方向に曲率を有するシリンドリカ
ルレンズ３が配設されている。さらに、前記シリンドリ
カルレンズ３を通過したレーザ光を主走査方向（同図の
水平方向）に偏向するためのポリゴンミラー４と、偏向
された各レーザ光を集光させるための第１ｆθレンズ
５、第２ｆθレンズ６及び各色に対応した第３ｆθレン
ズ７（７Ｂ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ）と、集光された各レー
ザ光によりそれぞれ各色での描画が行われる４本の感光
ドラム８（８Ｂ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）と、偏向された各
レーザ光をそれぞれ対応する感光ドラムに向けるための
複数のミラー９（９Ｂ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ）が設けられ
る。また、走査ユニット部１００には回路部１０が設け
られている。

【００１０】前記走査ユニット部１００では、前記光源
ユニット１の４個のＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙはそれ
ぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロの各画像データに対
応した光出力のレーザ光を出射し、これらのレーザ光は
それぞれコリメータレンズ２Ｂ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙで平
行ビームとされ、シリンドリカルレンズ３によって副走
査方向に収束されて高速回転動作されるポリゴンミラー
４に投射され、さらに各レーザ光はこのポリゴンミラー
４によって反射されて、今度は拡散されながら主走査方
向に偏向される。偏向された各レーザ光は第１ないし第
３のｆθレンズ５，６，７を順次透過するとともに、ミ
ラー９により反射されることで、前記各色に対応して設
けられている４本の感光ドラム８の表面に集光され、か
つ表面上に走査される。なお、偏向されたレーザ光の一
部は図外の同期用ＰＤ（フォトダイオード）で受光さ
れ、この受光信号に基づいて生成される同期信号により
前記ポリゴンミラーの回転が制御され、前記レーザ光の
走査の同期が取られるがここではその説明は省略する。

【００１１】図２は前記走査ユニット部１００とコント
ローラ部２００の内部回路構成を示すブロック回路図で
ある。前記コントローラ部２００は各種制御を行うＣＰ
Ｕ２１０と、描画する画像データを記憶している画像メ
モリ２２０とを備えている。また、前記ＣＰＵ２１０は
内蔵メモリ２３０を有しており、この内蔵メモリ２３０
には各種制御データ、例えば前記走査ユニット部１００
の各ＬＤのバイアス制御とＡＰＣ制御を行うための設定
値データを記憶しており、その記憶された設定値データ
に基づいて、後述するように周期的に周波数が変化され
る所要のデューティ比の矩形信号からなるデューティ信
号を出力する。また、前記画像メモリ２２０は前記ＣＰ
Ｕ２１０からの信号を受けて描画タイミングに対応して
黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色の画像データを
出力する。この画像データは各色の描画濃度に対応する
ものであり、走査ユニット部１００の前記各ＬＤ１Ｂ，
１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの発光強度を制御するためのものであ
る。

【００１２】一方、前記走査ユニット部１００の回路部
１０は、前記４つのＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙをそれ
ぞれ制御するための４つの駆動回路を備えている。すな
わち、黒色に対応するＬＤ１Ｂを駆動するためのＢ駆動
回路１１０Ｂと、シアン色に対応するＬＤ１Ｃを駆動す
るためのＣ駆動回路１１０Ｃと、マゼンタ色に対応する
ＬＤ１Ｍを駆動するためのＭ駆動回路１１０Ｍと、イエ
ロー色に対応するＬＤ１Ｙを駆動するためのＹ駆動回路
１１０Ｙである。前記各駆動回路には、それぞれＡＰＣ
基準電圧回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ
とバイアス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０
Ｍ，１３０Ｙとが設けられており、各駆動回路１１０
Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙにおいてバイアス制
御及びＡＰＣ制御を行う際の基準となる基準電圧を生成
してそれぞれ対応する駆動回路に入力する。また、前記
各ＡＰＣ基準電圧回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，
１２０Ｙとバイアス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，
１３０Ｍ，１３０Ｙに対して後述するデューティ電圧を
入力するためのデューティ電圧回路１４０が設けられて
いる。そして、前記コントローラ部２００と走査ユニッ
ト部１００とは、前記ＣＰＵ２１０からのデューティ信
号を伝送するための１本の制御ラインＬ１０と、前記画
像メモリ２２０からの画像データを伝送するための４本
の画像制御ラインＬ１Ｂ，Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｙとに
より接続されている。

【００１３】前記デューティ電圧回路１４０は、前記コ
ントローラ部２００からのデューティ信号を平均化する
ことで、当該デューティ信号のデューティ比に対応した
電圧レベルのアナログ電圧、すなわちデューティ電圧を
出力するＤＣ変換回路で構成されている。そして、この
デューティ電圧は前記各駆動回路１１０Ｂ，１１０Ｃ，
１１０Ｍ，１１０Ｙにそれぞれ対応する各ＡＰＣ基準電
圧回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙとバイ
アス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３
０Ｙに入力される。

【００１４】図３は前記各色の駆動回路１１０Ｂ，１１
０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙと、それぞれのＡＰＣ基準電
圧回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙとバイ
アス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３
０Ｙの内部構成を示す回路図であり、各色についての構
成は同様であるので、Ｂ駆動回路１１０ＢとそのＡＰＣ
基準電圧回路１２０Ｂ及びバイアス基準電圧回路１３０
Ｂについて代表して示している。Ｂ駆動回路１１０Ｂで
は、画像制御ラインＬ１Ｂから入力される画像データは
後述するスイッチ回路１１１Ｂをオン，オフ制御する。
また、バイアス電圧Ｖｒｅｆ２はアナログ加算器１１２
Ｂの一方の入力端に入力され、その出力はＶ／Ｉ変換器
１１３Ｂにより駆動電流ＩＤに変換されてＬＤ１Ｂに供
給される。ＬＤ１Ｂは供給された駆動電流の電流値に応
じた出力で発光される。また、ＬＤ１ＢにはモニタＰＤ
１Ｘが内蔵されており、このモニタＰＤ１ＸによりＬＤ
１Ｂの発光強度に比例した電流がＩ／Ｖ変換器１１４Ｂ
によりモニタ電圧ＶＭとして検出される。モニタ電圧Ｖ
Ｍは比較器１１５ＢにおいてＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１
との比較が行われて比較出力が前記スイッチ回路１１１
Ｂを通して前記アナログ加算器１１２Ｂの他方の入力端
に入力され、ここで前記バイアス電圧Ｖｒｅｆ２が加算
され、前述のようにＶ／Ｉ変換器１１３Ｂから出力され
る駆動電流ＩＤとなる。

【００１５】そのため、このＢ駆動回路１０Ｂでは、画
像データに基づいて駆動電流ＩＤが制御され、画像デー
タの画像濃度（カラー濃度）に対応した発光出力でＬＤ
１Ｂが発光されることになる。これに加えて、バイアス
電圧Ｖｒｅｆ２によってＬＤ１Ｂの電流−発光出力特性
の適正な領域での発光動作を行うための基準点が設定さ
れ、高速時の変調特性が改善される。また、モニタＰＤ
１Ｘにより検出されるＬＤ１Ｂの発光出力に基づいてＬ
Ｄ１Ｂの駆動電流ＩＤの制御が行われ、これによりＬＤ
１ＢのＡＰＣ制御が行われ、ＬＤ１Ｂにおける発光出力
の変動に追従した制御が行われ、発光出力の安定化が達
成される。

【００１６】一方、前記ＡＰＣ基準電圧回路１２０Ｂは
特定の周波数、ここではＢ駆動回路１１０ＢのＡＰＣ基
準電圧回路の例を示しているので特定の周波数として周
波数ｆ１を検出するｆ１検出器１２１Ｂと、この周波数
ｆ１検出器１２１Ｂの検出信号をタイミング信号として
前記デューティ電圧回路１４０からのデューティ電圧を
サンプルし、かつこの電圧をｆ１検出器１２１Ｂからの
次の検出信号が入力されるまで保持してＡＰＣ基準電圧
Ｖｒｅｆ１として出力するｆ１サンプル・ホールド回路
１２２Ｂとを備えている。また、前記バイアス基準電圧
回路１３０Ｂは、Ｂ駆動回路１１０Ｂのバイアス基準回
路として、前記周波数ｆ１とは異なる周波数である周波
数ｆ２を検出するｆ２検出器１３１Ｂと、このｆ２検出
器１３１Ｂの検出信号に基づいて前記デューティ電圧回
路１４０からのデューティ電圧をサンプルし、かつこの
電圧を保持してバイアス基準電圧Ｖｒｅｆ２として出力
するｆ２サンプル・ホールド回路１３２Ｂとを備えてい
る。

【００１７】なお、Ｃ駆動回路１１０Ｃ、Ｍ駆動回路１
１０Ｍ、Ｙ駆動回路１１０Ｙについても前記Ｂ駆動回路
１１０Ｂと同様の構成である。また、これらＣ，Ｍ，Ｙ
の各駆動回路に設けられたＡＰＣ基準電圧回路１２０
Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ及びバイアス基準電圧回路１３
０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙについても同様の構成であ
る。ただし、Ｃ駆動回路１１０ＣのＡＰＣ基準電圧回路
１２０Ｃでは周波数の検出器として周波数ｆ３を検出す
るｆ３検出器として構成され、バイアス基準電圧回路１
３０Ｃは周波数ｆ４を検出するｆ４検出器として構成さ
れている。Ｍ駆動回路１１０Ｍ、Ｙ駆動回路１１０Ｙの
各ＡＰＣ基準電圧回路１２０Ｍ，１２０Ｙとバイアス基
準電圧回路１３０Ｍ，１３０Ｙも同様であり、それぞれ
ｆ５検出器、ｆ６検出器、並びにｆ７検出器、ｆ８検出
器として構成されている。

【００１８】以上の構成のマルチビーム走査装置におい
ては、コントローラ部２００の画像メモリ２２０から出
力される画像データが走査ユニット部１００の各色の駆
動回路１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙに入力
され、画像データの値に基づいて各色の駆動回路が各色
のＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの発光出力を制御し、そ
れぞれ感光ドラム８Ｂ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙに対して描画
を行うことはこれまでのマルチビーム走査装置と同じで
ある。そして、この各色での描画に際しては、各色のＬ
Ｄの特性の相違、あるいはＬＤの劣化の程度の違い等に
より、各色の駆動回路においてそれぞれ独立してＡＰＣ
制御とバイアス制御を実行する。このＡＰＣ制御とバイ
アス制御は、コントローラ部２００から制御ラインＬ１
０を通して出力されるデューティ信号に基づいて行われ
る。

【００１９】すなわち、前記コントローラ部２００のＣ
ＰＵ２１０では、前述のように周波数が周期的に変化す
るとともに、所要のデューティ比に設定された矩形信号
であるデューティ信号が生成されて出力される。ここで
は、走査ユニット部１００の前記４つの駆動回路１１０
Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの各ＡＰＣ基準電圧
回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙとバイア
ス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０
Ｙにデューティ信号を送出するために、前記各ＡＰＣ基
準電圧回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙと
バイアス基準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，
１３０Ｙのｆ１〜ｆ８検出器に対応して８つの異なる周
波数ｆ１〜ｆ８のデューティ信号を所定の周期で出力す
る。このように周波数の異なるデューティ信号を生成す
るために、例えばＣＰＵ２１０には、図４に示すよう
に、予め設定した基準周波数ｆ０の鋸歯歯信号を生成す
る鋸歯波生成部２１１と、生成された鋸歯波信号をデュ
ーティ比設定値と比較し、このデューティ比設定値をし
きい値として得られるデューティ比の矩形信号として出
力する比較部２１２と、出力された矩形信号をｆ１〜ｆ
８の周波数設定値に基づいて周波数ｆ１〜ｆ８の矩形信
号に周波数変換する周波数変換部２１３とを備えるもの
とする。なお、これらの各部はＣＰＵ２１０内において
ソフトウェアによって構成することも可能である。

【００２０】そして、図５にフローチャートを示すよう
に、各色の駆動回路に対してＡＰＣ制御を行うためのＡ
ＰＣ基準電圧のデューティ比設定値と、バイアス制御を
行うためのバイアス基準電圧のデューティ比設定値を内
蔵メモリ２３０から読み込んだ上で（Ｓ１０１）、変数
ｉを初期値のｉ＝１に設定する（Ｓ１０２）。そして、
最初にｆｉデューティ比設定値、すなわちＢ駆動回路１
１０ＢのＡＰＣ基準電圧に対応するデューティ比設定値
であるｆ１デューティ比設定値を前記比較部２１２に入
力し、当該ｆ１デューティ比設定値で設定されるデュー
ティ比の矩形信号を生成する（Ｓ１０３）。次いでｆｉ
周波数設定値、すなわち同じくＢ駆動回路１１０Ｂのバ
イアス基準電圧に対応するｆ１周波数設定値を周波数変
換部２１３に入力し、前記矩形信号の周波数をｆ１にし
て出力する（Ｓ１０４）。そして、予め設定した時間が
経過したことを検出すると（Ｓ１０５）、変数ｉをｉ＋
１にインクリメントし（Ｓ１０６）、ｉが９以上でない
ことを確認した上で（Ｓ１０７）、再びステップＳ１０
３〜Ｓ１０６を実行する。変数ｉが９以上となったとき
には、ステップＳ１０２に戻り、変数ｉ＝１からのステ
ップを繰り返す。これにより、ＣＰＵ２１０からは図６
（ａ）に示すように、各駆動回路のＡＰＣ基準電圧、バ
イアス基準電圧に対応した所要のデューティ比に設定さ
れ、かつそれそれ異なる周波数ｆ１〜ｆ８のデューティ
信号が時間軸上に並んで周期的に出力されることにな
る。

【００２１】そして、前記デューティ信号が制御ライン
Ｌ１０を通して走査ユニット部１００に伝送されると、
走査ユニット部１００はデューティ電圧回路１４０にお
いてデューティ信号をデューティ電圧に変換する。この
デューティ電圧は、デューティ比の大きなデューティ信
号の電圧は高く、デューティ比の小さなデューティ信号
の電圧は低くなる。これにより、図６（ｂ）のように、
周波数ｆ１〜ｆ８のデューティ信号に対応したデューテ
ィ電圧が時間軸上に並んだデューティ電圧が得られる。

【００２２】また、これと同時に各駆動回路１１０Ｂ，
１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの各ＡＰＣ基準電圧回路
１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙとバイアス基
準電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙで
は、それぞれの周波数検出器１２１Ｂ〜１２１Ｙ，１３
１Ｂ〜１３１Ｙにおいてそれぞれに対応した周波数のデ
ューティ信号を検出して検出信号を出力し、その検出信
号に基づいてサンプル・ホールド回路１２２Ｂ〜１２２
Ｙ，１３２Ｂ〜１３２Ｙにおいてデューティ電圧を保持
し、各駆動回路に入力する。例えば、図３に示したＢ駆
動回路１１０ＢのＡＰＣ基準電圧回路１２０Ｂは、図６
（ａ）のデューティ信号からｆ１検出器１２１Ｂが周波
数ｆ１のデューティ信号を検出したときに検出信号を出
力し、この検出信号を受けて図６（ｂ）の周波数ｆ１に
対応するデューティ電圧をｆ１サンプル・ホールド回路
１２２Ｂにおいてサンプルかつホールドし、このホール
ドしたデューティ電圧をＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１とし
てＢ駆動回路１１０Ｂに入力する。また、同様にＢ駆動
回路１１０Ｂのバイアス基準電圧回路１３０Ｂは、図６
（ａ）のデューティ信号からｆ２検出器１３１Ｂが周波
数ｆ２のデューティ信号を検出したときに、図６（ｂ）
の周波数ｆ２に対応するデューティ電圧をｆ２サンプル
・ホールド回路１３２Ｂにおいてサンプルかつホールド
し、これをバイアス基準電圧Ｖｒｅｆ２としてＢ駆動回
路１１０Ｂに入力する。

【００２３】以上と同様に、Ｃ駆動回路１１０ＣのＡＰ
Ｃ基準電圧回路１２０Ｃとバイアス基準電圧回路１３０
Ｃでは周波数ｆ３，ｆ４の各周波数のデューティ信号を
検出し、かつ周波数ｆ３，ｆ４に対応するデューティ電
圧をＡＰＣ基準電圧、バイアス基準電圧としてそれぞれ
Ｃ駆動回路１１０Ｃに入力する。また、Ｍ駆動回路１１
０ＭのＡＰＣ基準電圧回路１２０Ｍとバイアス基準電圧
回路１３０Ｍでは周波数ｆ５，ｆ６のデューティ信号に
より周波数ｆ５，ｆ６に対応するデューティ電圧をＡＰ
Ｃ基準電圧、バイアス基準電圧としてそれぞれＭ駆動回
路に入力させる。同様にＹ駆動回路１１０ＹのＡＰＣ基
準電圧回路１２０Ｙとバイアス基準電圧回路１３０Ｙで
は周波数ｆ７，ｆ８のデューティ信号により周波数ｆ
７，ｆ８に対応するデューティ電圧をＡＰＣ基準電圧、
バイアス基準電圧としてそれぞれＹ駆動回路１１０Ｙに
入力する。

【００２４】したがって、コントローラ部２００から走
査ユニット部１００に１本の制御ラインＬ１０を用いて
伝送されるデューティ信号により、走査ユニット部１０
０ではデューティ信号を周波数弁別するとともに、各周
波数に対応して設定されているデューティ比に対応した
デューティ電圧をサンプル・ホールドすることにより、
それぞれ独立に制御された複数のデューティ電圧を得る
ことが可能になる。そして、このようにして個別に制御
されたデューティ電圧が各色の駆動回路１１０Ｂ，１１
０Ｃ，１１０Ｍ，１１０ＹにそれぞれＡＰＣ基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１とバイアス基準電圧Ｖｒｅｆ２として入力され
ると、各駆動回路１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１
０Ｙでは図３に示したように、所要のバイアス基準電圧
が設定されてＬＤの高速時の変調特性の改善が可能にな
り、また、所要のＡＰＣ基準電圧によりＬＤの発光強度
がＡＰＣ制御される。

【００２５】以上のように、本実施形態のタンデム方式
の走査装置では、コントローラ部２００と走査ユニット
部１００との間には、走査ユニット部１００に設けられ
ている４つのＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを発光制御し
て画像を描画するための４本の画像制御ラインＬ１Ｂ，
Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｙと、各色のＬＤを駆動するため
の各駆動回路のＡＰＣ電圧とバイアス電圧を制御するた
めの１本の制御ラインＬ１０を配設するだけで、各色の
ＬＤ１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙに対するＡＰＣ制御とバイ
アス制御が実現できる。これにより、コントローラ部２
００と走査ユニット部１００との間の制御ラインの本数
を低減し、マルチビーム走査装置の構成の簡易化が実現
できる。また、複数の各駆動回路１１０Ｂ，１１０Ｃ，
１１０Ｍ，１１０Ｙには同一の制御ラインＬ１０を通し
てデューティ信号が伝送されるため、異なる制御ライン
を通して信号を伝送するような場合におけるライン間の
誤差やばらつきが生じることはなく、適正な制御が可能
になる。

【００２６】ここで、前記実施形態では、ＣＰＵ２１０
から出力されるデューティ信号のデューティ比は内蔵メ
モリ２３０に記憶した設定値に基づいて一義的に設定し
ているが、走査ユニット部１００での描画状況に応じて
フィードバック制御を行い、走査ユニット部での経時変
化や状況変化に対応した適正なＡＰＣ制御とバイアス制
御を行うようにすることも可能である。例えば、走査ユ
ニット部１００において、描画特性に影響を与える感光
ドラム８の表面電位を測定する図外の表面電位センサを
設け、この表面電位センサで測定した表面電位をコント
ローラ部２００にフィードバックし、ＣＰＵ２１０にお
ける設定値を変化制御するようにしてもよい。

【００２７】図７はその一例のフローチャートであり、
図５のフローチャートと同様に、各色の駆動回路に対し
てＡＰＣ制御を行うためのＡＰＣ基準電圧のデューティ
比設定値と、バイアス制御を行うためのバイアス基準電
圧のデューティ比設定値を内蔵メモリから読み込んだ上
で（Ｓ２０１）、変数ｉを初期値のｉ＝１に設定する
（Ｓ２０２）。そして、最初にＢ駆動回路のＡＰＣ基準
電圧に対応するデューティ比設定値であるｆｉデューテ
ィ比設定値（ｆ１デューティ比設定値）を入力し、当該
ｆ１デューティ比設定値で設定されるデューティ比の矩
形信号を生成する（Ｓ２０３）。次いで、Ｂ駆動回路の
バイアス基準電圧に対応するｆｉ周波数設定値（ｆ１周
波数設定値）を入力し、前記矩形信号の周波数をｆ１に
して出力する（Ｓ２０４）。そして、予め設定した時間
が経過したことを検出すると（Ｓ２０５）、Ｂ駆動回路
でのＡＰＣ動作を実行する（Ｓ２０６）。そして、感光
ドラム８にレーザ光を走査した上で当該感光ドラムの表
面電位を測定し（Ｓ２０７）、表面電位が規定値と比較
する（Ｓ２０８）。表面電位が規定値と異なる場合に
は、表面電位と規定値との大小を比較し（Ｓ２０９）、
表面電位が規定値よりも高い場合にはデューティ比の設
定値を所定値分だけ減少させ（Ｓ２１０）、表面電位が
規定値よりも低い場合にはデューティ比の設定値を所定
値分だけ増加させ（Ｓ２１１）、ステップＳ２０３に戻
る。すなわち、表面電位が基準値となるまで、ステップ
Ｓ２０３〜Ｓ２０８：Ｓ２０９、Ｓ２１０またはＳ２１
１の処理が繰り返される。そして、ステップＳ２０８に
おいて表面電位が規定値となった場合には、変数ｉをｉ
＝ｉ＋１にインクリメントし（Ｓ２１２）、ステップＳ
２０３に戻り次の周波数ｆ２について同様の処理を行
う。以下、ｉが９以上となる周波数ｆ８までステップＳ
２０３以降の処理を同様に行い、ｉが９以上になるとス
テップＳ２０２に戻り、最初から繰り返す（Ｓ２１
３）。

【００２８】このフローチャートで示す実施形態では、
走査ユニット部１００での描画状況に応じてフィードバ
ック制御を行いＣＰＵ２１０における設定値を変化制御
することにより、走査ユニット部１００でのＬＤの劣化
や環境の変化等によりＬＤの発光出力に対する適正なＡ
ＰＣ基準電圧やバイアス基準電圧が変化された場合にに
おいても、適正なＡＰＣ制御とバイアス制御を行うよう
にすることが可能になる。

【００２９】なお、本発明はタンデム方式の走査装置に
限られるものではなく、複数のレーザビームを同一の感
光ドラムに対して描画する狭義のマルチビーム方式の走
査装置についても本発明を同様に適用することが可能で
ある。また、本発明は前記実施形態のように４個のＬＤ
を用いるマルチビーム走査装置に限られるものではな
く、ＬＤ及びこれを制御するための駆動回路の数に限定
されるものでないことは明らかである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数のＬ
Ｄを備える走査装置において、コントローラ部では複数
のＬＤに対してそれぞれ異なる周波数のデューティ信号
を生成し、このデューティ信号を１本の制御ラインを通
して走査ユニットに伝送し、走査ユニット部ではデュー
ティ信号の周波数を弁別し、対応する周波数のデューテ
ィ信号からデューティ電圧を得て、これを各駆動回路の
基準電圧として取り込むことが可能になる。したがっ
て、１本の制御ラインを設けるのみで複数のＬＤをそれ
ぞれ個別に制御することが可能になり、コントローラ部
と走査ユニット部との間の制御ラインの本数を低減し、
マルチビーム走査装置の構成の簡易化が実現できるとと
もに、異なる制御ラインを通して信号を伝送するような
場合におけるライン間の誤差やばらつきが生じることは
なく、適正な制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチビーム走査装置の概略構成の斜
視図である。

【図２】本発明のマルチビーム走査装置のブロック回路
図である。

【図３】走査ユニット部の駆動回路及び基準回路の回路
図である。

【図４】ＣＰＵでのデューティ信号を生成する回路構成
を示すブロック図である。

【図５】ＣＰＵでのデューティ信号を生成する動作を示
すフローチャートである。

【図６】デューティ信号とデューティ電圧のタイミング
図である。

【図７】ＣＰＵでのデューティ信号を生成する動作の他
の例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１光源ユニット１Ｂ，１Ｃ，１Ｍ，１ＹＬＤ（半導体レーザ）２Ｂ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙコリメータレンズ３シリンドリカルレンズ４ポリゴンミラー５，６，７ｆθレンズ８感光ドラム１０回路部１００走査ユニット部１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ駆動回路１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０ＹＡＰＣ基準
電圧回路１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｍ，１３０Ｙバイアス基
準電圧回路１４０デューティ電圧回路２００コントローラ部２１０ＣＰＵ２２０画像メモリ２３０内蔵メモリ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１２月１６日（２００２．１２．
１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ＡＦターム(参考） 2C362 AA03 AA12 AA16 AA55 AA61 AA63 BA51 BA56 BA60 BA66 CA18 CA39 CB74 DA09 DA41 2H045 BA34 2H076 AB06 AB12 AB16 AB22 DA04 DA05 DA17 EA01 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB06 DB08 DC03 DE03 EA01 FA01 5C072 AA03 BA02 HA02 HA06 HA09 HA13 HB01 HB11 QA14 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の半導体レーザから出射される各レ
ーザ光を感光体に対して走査する走査ユニット部と、前
記走査ユニット部に前記半導体レーザを制御するための
基準信号を送出するコントローラ部とを備えるマルチビ
ーム走査装置において、前記コントローラ部は前記複数
の半導体レーザをそれぞれ制御するための複数のデュー
ティ信号を生成し、かつ各デューティ信号を時間軸上に
並べて前記走査ユニット部に出力するデューティ信号生
成手段を備え、前記走査ユニット部は、前記複数の半導
体レーザをそれぞれ個別に駆動するための複数の駆動回
路と、前記各デューティ信号を電圧に変換するデューテ
ィ電圧回路と、前記各デューティ信号から各駆動回路に
対応するデューティ信号を検出し、検出したデューティ
信号に同期して前記デューティ電圧回路から出力される
デューティ電圧を基準電圧として対応する駆動回路に入
力する基準電圧回路とを備えることを特徴とするマルチ
ビーム走査装置。
【請求項２】前記デューティ信号生成手段は前記各駆
動回路で使用される基準電圧に対してそれぞれ異なる周
波数のデューティ信号を生成し、前記基準電圧回路は前
記駆動回路にそれぞれ対応する周波数のデューティ信号
を検出して各駆動回路のデューティ信号を得ることを特
徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項３】前記デューティ電圧回路は、前記各デュ
ーティ信号を平均化して当該デューティ信号のデューテ
ィ比に対応した電圧を出力することを特徴とする請求項
１又は２に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項４】前記基準電圧回路は、前記デューティ信
号から各駆動回路に対応するデューティ信号を検出する
デューティ信号検出回路と、前記デューティ信号検出回
路で検出された各デューティ信号の出力タイミング時に
前記デューティ電圧回路から出力されるデューティ電圧
をサンプルし、かつサンプルしたデューティ電圧をホー
ルドするサンプル・ホールド回路を備えていることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチビ
ーム走査装置。
【請求項５】前記基準電圧回路は、前記各駆動回路に
おいて半導体レーザのバイアス電圧を設定するためのバ
イアス基準電圧と、半導体レーザの発光出力を制御する
ためのＡＰＣ基準電圧であることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項６】前記複数個の半導体レーザは、カラー描
画を行うタンデム方式の走査装置の各異なる色に対応す
る半導体レーザであることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
【請求項７】前記複数個の半導体レーザは、同一の感
光体に対して描画を行うマルチビーム方式の複数のレー
ザ光に対応する半導体レーザであることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれかに記載のマルチビーム走査装
置。