JP2004276506A

JP2004276506A - 光量制御装置

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Publication number: JP2004276506A
Application number: JP2003073524A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takamatsu; 雅広高松
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する安定した光量制御ができる光量制御装置を得る。
【解決手段】各々画像形成に用いるレーザービーム（光ビーム）を出射する複数の発光部を有するレーザーアレイ１２を備えると共に、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は上記所定シーケンスを複数回実行することにより行う。
【選択図】図１

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対する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レーザーダイオード（以下、「ＬＤ」ともいう。）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ＬＤ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】
ここで、上述したような複数のレーザービームを走査する光走査装置においては、レーザービーム数の増加に伴い、走査毎に実行するレーザービームの光量制御も、レーザービーム数だけ実行しなければならない。このとき、各レーザービーム毎に個別にＭＰＤを有する複数のＬＤを使用する場合や、ＬＤパッケージ内のＭＰＤを使用せずに、各々ＬＤの全面からの出射光の光量を検知する、レーザービーム毎に外部に配置された複数のＭＰＤを使用する場合等は、ＭＰＤが各レーザービームと一対一に用意されるので、同一走査内で複数のレーザービームの光量制御を同時に行うことが可能であり、光量制御に要する時間も単一のレーザービームの光量制御を行う場合と変わらない。しかしながら、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ＬＤの場合、ＬＤパッケージ内のＭＰＤは通常１個であり、また、コストやスペースの都合等でＭＰＤを各レーザービームと一対一に配置できず、１つのＭＰＤで全てのレーザービームの光量を検出するような場合には、複数のレーザービームの光量制御を同時に実行することができない。
【０００６】
また、光量制御には、画像形成前に行う初期光量制御（以下、「初期ＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）」ともいう。）と、画像形成時に行うランモード光量制御（以下、「ランモードＡＰＣ」ともいう。）とがある。ここで、初期ＡＰＣにおいては、ＬＤが消灯している状態から発光光量が所定の目標光量に達するまで光量制御を行う必要があるため時間がかかる。一方、ランモードＡＰＣは、ＬＤの発光光量を目標光量に維持するための制御であり、非有効走査期間で行う必要があるため、制御時間が限られている、という問題がある。
【０００７】
このランモードＡＰＣにおける問題を解決するための従来の技術として次に示すものがあった。
【０００８】
すなわち、図１２に示すような複数の光源（レーザーダイオードＬＤ１、ＬＤ２）に対して１つの光量モニターセンサ（フォトダイオードＰＤ）を有する場合において、図１３に示すように、光量制御を行う際の制御時間を短縮するために、１走査毎に１つの光源の光量を制御する構成をとる技術があった（例えば、特許文献１参照。）。なお、図１３におけるＳＯＳ（ＳｔａｒｔＯｆＳｃａｎ）信号は、画像形成領域の開始タイミングを決定するための主走査同期信号である。
【０００９】
また、図１４に示すような複数の光源（レーザービームＬ１、Ｌ２を出射する各光源）に対して１つの光量モニターセンサ（フォトダイオードＰＤ）を有する場合、図１５に示すように、複数の光源の光量を各々独立に制御するために、各光源を選択的に順次点灯させる順次点灯回路により、非有効走査信号Ｕによって示される非有効走査期間毎に１つの光源もしくは各光源を順次点灯させて光量制御を行う構成をとる技術もあった（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
一方、画像形成装置の電源投入時及び待機時にはレーザービームは消灯状態になっているため、そのままではＳＯＳ信号を検出することができない。そのため、画像形成前には、レーザービームを消灯状態から最低限ＳＯＳ信号を検出できる光量まで変化させておく必要があり、この際の光量制御が初期ＡＰＣである。この初期ＡＰＣに関する従来の技術として次に示すものがあった。
【００１１】
すなわち、図１６に示すように、画像形成前の初期ＡＰＣ時に、強制的にレーザービームを出射させて段階的に当該レーザービームの光量を増加させていき、所定の光量になった時点で制御を終了させる技術（以下、「第１従来技術」という。）があった（例えば、特許文献３参照。）。
【００１２】
また、図１７に示すように、擬似的にＳＯＳ信号（同図では、「ＨＳ（仮）」）を発生させて光量を段階的に増加させていき、ＳＯＳ信号（同図では、「ＨＳ」）が検出される光量に達した後に光量モニター信号Ｍｏａにより示される光量が所定の光量となるように光量制御を行う技術（以下、「第２従来技術」という。）もあった（例えば、特許文献４参照。）。
【００１３】
ここで、上記第１従来技術及び第２従来技術において、初期ＡＰＣはランモードＡＰＣに比較して十分に長い期間をかけて制御が行われている。更に、複数の発光源がある場合には、各発光源から出射されるレーザービームの光量が各々所定の光量となるように順次発光源を切り換える等して光量制御が行われる。
【００１４】
このように、ランモードＡＰＣと初期ＡＰＣとでは光量の調整レンジ、実施タイミングが異なるため、異なる制御回路が必要であった。
【００１５】
【特許文献１】
特開平２−１８８２７７号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５７１５号公報
【特許文献３】
特開平６−４７９５１号公報
【特許文献４】
特開２０００−２５５１０４公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、画像形成速度の高速化及び形成画像の高解像度化を達成するために画像形成装置では、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手法が採られており、当該レーザービーム数を例えば数十本にすることによって２４００ｄｐｉ（ＤｏｔＰｅｒＩｎｃｈ）以上の高解像度の高速機も実現可能となる。
【００１７】
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。しかしながら、数十本のビームの各々に対応するＭＰＤを設けることは、コスト的にもスペース的にも現実的ではない。従って、必然的に１つのＭＰＤで全てのレーザービームの光量制御を行うことになる。
【００１８】
１つのＭＰＤで全てのレーザービームの光量制御を行う場合、当然複数のレーザービームを同時に光量制御することはできないため、レーザービーム毎に個別に光量制御を行う必要が生じる。この場合、最低でも「１レーザービーム当たりの光量制御時間」×「レーザービーム数」の光量制御時間を要してしまう。
【００１９】
また、初期ＡＰＣにおいては、上述した第１従来技術及び第２従来技術のように、通常、消灯状態から所定の光量に達するまで各々のレーザービームの光量を段階的又は連続的に変化させている。そして、発光源が複数の場合には順次発光させるレーザービームを切り換えて制御を行っている。このために、ランモードＡＰＣ用の制御回路と初期ＡＰＣ用の制御回路とを複数備える必要があり、回路構成の規模が大きくなってしまう、という問題点があった。
【００２０】
更には、初期ＡＰＣにおいては、光量変化量が大きく光量制御に時間がかかる。その一方で、光量制御後に各レーザービームはホールド状態となるが、時間と共にホールド電圧は低下していく。従って、レーザービーム数を数十本とした場合は、時間的な経過が大きく、最初に制御を行ったレーザービームと最後に制御を行ったレーザービームとではホールド電圧の低下量も異なり、各レーザービームの光量のばらつきが大きくなってしまう、という問題点もあった。
【００２１】
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、回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する安定した光量制御ができる光量制御装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【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記載の光量制御装置は、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する発光手段と、前記複数の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、を備え、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を制御する光量制御装置であって、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は前記所定シーケンスを複数回実行することにより行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１に記載の光量制御装置によれば、発光手段に有された複数の発光部の各々から画像形成に用いる光ビームが出射され、出射された光ビームの光量が光検出手段により検出され、当該検出結果に基づいて光ビームの光量が制御される。
【００２４】
ここで、本発明では、制御手段により、画像形成時に行うランモード光量制御が所定シーケンスを実行することにより行われ、画像形成前に行う初期光量制御が上記所定シーケンスを複数回実行することにより行われる。
【００２５】
このように、請求項１に記載の光量制御装置によれば、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する発光手段を備えると共に、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、初期光量制御とランモード光量制御を同様のタイミングを用いて制御できるため、初期光量制御のための制御回路とランモード光量制御のための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する光量制御が実現できる。
【００２６】
なお、本発明において、初期光量制御で実行する所定シーケンスの回数は、光ビームの光量が目標光量に達するように、必要十分な回数とすればよい。
【００２７】
また、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記画像形成を前記光ビームによる走査露光により行うものとし、前記制御手段は、前記ランモード光量制御として、１走査期間内の非画像形成領域において前記複数の発光部から出射された全ての光ビームの光量制御を行うことが好ましい。これにより、各光ビームの光量制御が短時間で行われるため、各光ビーム間での光量のばらつきを抑制することができ、複数の光ビームに対する光量制御を安定化させることができる。
【００２８】
一方、上記目的を達成するために、請求項３記載の光量制御装置は、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する複数の発光手段と、前記複数の発光手段における前記複数の発光部から出射された光ビームの光量を検出する単一の光検出手段と、を備え、前記光検出手段の検出結果に基づいて前記複数の発光手段から出射された光ビームの光量を制御する光量制御装置であって、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は前記所定シーケンスを複数回実行することにより行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項３に記載の光量制御装置によれば、複数の発光手段に有された複数の発光部の各々から画像形成に用いる光ビームが出射され、出射された光ビームの光量が単一の光検出手段により検出され、当該検出結果に基づいて光ビームの光量が制御される。
【００３０】
ここで、本発明では、制御手段により、画像形成時に行うランモード光量制御が所定シーケンスを実行することにより行われ、画像形成前に行う初期光量制御が上記所定シーケンスを複数回実行することにより行われる。
【００３１】
このように、請求項３に記載の光量制御装置によれば、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する複数の発光手段を備えると共に、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、複数の発光手段によって複数色による画像形成を行う場合においても、初期光量制御とランモード光量制御を同様のタイミングを用いて制御できるため、初期光量制御のための制御回路とランモード光量制御のための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する光量制御が実現できる。
【００３２】
なお、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記画像形成を前記光ビームによる走査露光により行うものとし、前記制御手段は、前記ランモード光量制御として、１走査期間内の非画像形成領域において１つの前記発光手段における前記複数の発光部から出射された全ての光ビームの光量制御を行うと共に、走査期間毎に制御対象とする前記発光手段を切り換えることにより、全ての前記発光手段における前記複数の発光部から出射された全ての光ビームについて光量制御を行うようにしてもよい。これにより、発光手段を複数備える場合であっても、各発光手段から出射された光ビームの光量制御が短時間で行われるため、各光ビーム間での光量のばらつきを抑制することができ、複数の光ビームに対する光量制御を安定化させることができる。
【００３３】
更に、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記光検出手段により検出された光量が所定レベルに達するまでアラーム信号を出力するアラーム出力手段を更に備え、前記制御手段は、前記初期光量制御時において前記アラーム信号の出力が停止された後に光量制御動作を終了するようにしてもよい。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、光検出手段により検出された光量が所定レベルに達するまでアラーム出力手段によってアラーム信号が出力される。ここで、本発明では、制御手段により、初期光量制御時において上記アラーム信号の出力が停止された後に光量制御動作が終了される。
【００３５】
このように、請求項５に記載の光量制御装置によれば、光検出手段により検出された光量が所定レベルに達するまでアラーム信号を出力するものとし、初期光量制御時において上記アラーム信号の出力が停止された後に光量制御動作を終了するようにしているので、初期光量制御を所定シーケンスの必要最低限の実行回数で安定的に行うことができる。
【００３６】
【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。
【００３７】
〔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発光手段としての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。
【００３８】
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、レーザー素子数は３２個であるものとされている。
【００３９】
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光検出手段としての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（後述する光量検知信号）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。
【００４０】
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。
【００４１】
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上に結像され、かつ当該感光体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上に形成される。
【００４２】
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。
【００４３】
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と、画像処理装置１０４と、レーザー駆動装置１０６と、本発明の制御手段としての光量制御装置１０８と、上述した光走査装置１０と、を含んで構成されている。
【００４４】
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が含まれた制御信号とを画像処理装置１０４に対して出力する役割と、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）のレーザービームの予め定められた目標光量を示すレベルとなるよう基準電圧の設定を光量制御装置１０８に指示する役割と、を有するものである。
【００４５】
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／オフ状態を示すビデオ信号を生成してレーザー駆動装置１０６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を許可する期間を示すＡＰＣ許可信号及び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ビーム切換信号を生成すると共に、これらの信号が含まれた制御信号を光量制御装置１０８に対して出力する役割と、を有するものである。
【００４６】
また、レーザー駆動装置１０６は、画像処理装置１０４から入力されたビデオ信号を用いてレーザーアレイ１２を駆動することによって光走査装置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１０８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を上記目標光量とする役割と、を有するものである。
【００４７】
更に、光量制御装置１０８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ＡＰＣ許可信号及びビーム切換信号に応じたタイミングでレーザー駆動装置１０６に出力する。
【００４８】
すなわち、本実施の形態に係る光量制御装置１０８は、図４に示すように、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１０８Ａと、演算増幅器により構成された比較器１０８Ｂと、を含んで構成されている。ここで、増幅器１０８Ａの入力端にはＭＰＤ２０の出力端が接続され、出力端には一方の入力端にコントローラ１０２からの指示により設定される上記基準電圧が印加される比較器１０８Ｂの他方の入力端に接続されている。
【００４９】
以上のように構成された光量制御装置１０８では、レーザーアレイ１２から出射された各レーザービームの光量を示すと共に、ＭＰＤ２０により電流に変換された光量検知信号が増幅器１０８Ａにより予め定められたレンジの電圧に変換された後、比較器１０８Ｂ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１０８Ｂからレーザー駆動装置１０６に出力される。
【００５０】
そして、レーザー駆動装置１０６では、光量制御装置１０８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。
【００５１】
なお、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。また、光量制御装置１０８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ＡＰＣ許可信号及びビーム切換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１０６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。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１００の画像形成時における作用を説明する。まず、図５を参照して、ランモードＡＰＣの動作を説明する。
【００５３】
同図に示すように、本実施の形態に係るランモードＡＰＣ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ない非画像形成領域にて行われる。
【００５４】
各走査期間での光量制御（同図では‘ＡＰＣ’と表記。）は、同図に示すように、ＡＰＣ許可信号が光量制御の実行を許可する状態（本実施の形態では、ローレベルの状態）である期間内において、ビーム切換信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジに同期して制御対象とするレーザービームの切り換えを行うことにより、３２本のレーザービーム全てに対して実行する。これによって、同一の目標光量に対する光量設定が各レーザービームに対して連続的に行われるため、１レーザービーム当たりの光量制御時間が短縮される。すなわち、１走査期間当たりの光量制御時間を短縮することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係る画像形成装置１００では、３２本のレーザービーム全て対して１走査期間内に光量制御を行うため、光学系の有効走査エリア（１走査エリアに対する画像形成エリア（図５では‘露光エリア’と表記。））は、５０％以下とすることが望ましい。
【００５６】
次に、図６を参照して、初期ＡＰＣの動作を説明する。本実施の形態に係る初期ＡＰＣでは、同図に示すように、リセット信号が解除（本実施の形態では、ローレベルからハイレベルに移行）された後にランモードＡＰＣの制御パターン（図５も参照、本発明の「所定シーケンス」に相当。）を１サイクルとしてｎサイクル繰り返すことで目標光量となるまで各レーザービームの光量調整を行う。その後、レーザービームを点灯してＳＯＳ信号を検出した後は、前述したランモードＡＰＣに移行する。
【００５７】
ランモードＡＰＣでは決められた順序で時間を決めて光量制御を行っているため、初期ＡＰＣでは１回のランモードＡＰＣの制御パターンを実行しても目標光量に到達することはできないが、本実施の形態に係る画像形成装置１００では、ランモードＡＰＣの制御パターンの実行回数を重ねることで目標光量まで調整することを可能にしている。従って、ランモードＡＰＣの制御パターンの繰り返し回数ｎは、各レーザービームの光量調整に必要十分な値に設定される。
【００５８】
従来、レーザービーム数が少ないときの初期ＡＰＣでは、点灯するレーザービームを順次切り換えて所定光量に達するように、ランモードＡＰＣとは異なる制御パターンを実行する制御回路を備えて光量制御を実行していた。しかしながら、この技術では、レーザービーム数が多くなるほど初期ＡＰＣ及びランモードＡＰＣの各制御回路の規模が大きくなってしまうため、ランモードＡＰＣと初期ＡＰＣとで異なる制御パターンを持つことは回路規模の増大に繋がる。
【００５９】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置１００では、初期ＡＰＣにおいてはランモードＡＰＣと同一の制御パターンを１サイクルとして複数サイクル繰り返すものとしており、この結果、全体としての回路規模の増大を防止するようにしている。
【００６０】
また、初期ＡＰＣで制御対象とするレーザービームを順次切り換えて光量制御を行う場合には個々の光量制御に時間がかかり、数十ビームもの光量制御を行う場合には最初に光量制御されたレーザービームの制御終了時から最後に光量制御されたレーザービームの制御終了までの時間差が大きくなってしまう。また、光量制御の後に、各レーザービームはホールド状態となるが、時間と共にホールド電圧は低下していくため、最初に光量制御されたレーザービームと最後に光量制御されたレーザービームではホールド電圧の低下量も異なり、各レーザービームの光量のばらつきが大きくなってしまう。
【００６１】
しかしながら、本実施の形態に係る画像形成装置１００では、ランモードＡＰＣの制御パターンを複数回繰り返して初期ＡＰＣを実行しているため、各レーザービーム間での光量制御からの経過時間の差を小さくすることができ、光量制御後の光量のばらつきも小さく抑えることができる。
【００６２】
なお、本方式を採ることによって初期ＡＰＣに要する時間そのものは増加するが、この増加時間は数ｍｓから数十ｍｓまでの間であり、問題とはならない。
【００６３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、各々画像形成に用いるレーザービームを出射する複数の発光部を有するレーザーアレイ１２を備えると共に、画像形成時に行うランモードＡＰＣは所定シーケンス（本実施の形態では「制御パターン」）を実行することにより行い、画像形成前に行う初期ＡＰＣは上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、初期ＡＰＣとランモードＡＰＣを同様のタイミングを用いて制御できるため、初期ＡＰＣのための制御回路とランモードＡＰＣのための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数のレーザービームに対する光量制御が実現できる。
【００６４】
また、本実施の形態では、画像形成をレーザービームによる走査露光により行うものとし、光量制御装置１０８は、ランモードＡＰＣの制御パターンとして、１走査期間内の非画像形成領域において全てのレーザービームの光量制御を行っているので、各レーザービームの光量制御が短時間で行われるため、各レーザービーム間での光量のばらつきを抑制することができ、複数のレーザービームに対する光量制御を安定化させることができる。
【００６５】
〔第２実施形態〕
上記第１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、本第２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。
【００６６】
まず、図７を参照して、本第２実施形態に係る光走査装置１０Ｂの構成を説明する。なお、図７の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６７】
図７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発光手段としての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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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の感光体上に結像され、かつ当該第２の感光体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の感光体上に形成される。
【００７２】
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。
【００７３】
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、画像処理装置１０４からレーザー駆動装置１０６に出力されるビデオ信号と、画像処理装置１０４から光量制御装置１０８に出力されるＡＰＣ許可信号及びビーム切換信号と、が各々２系統設けられている点が異なっている。なお、以下では、レーザーアレイ１２に対応するビデオ信号、ＡＰＣ許可信号、及びビーム切換信号を、各々第１レーザービデオ信号、第１レーザーＡＰＣ許可信号、及び第１レーザービーム切換信号といい、レーザーアレイ１２Ｂに対応するビデオ信号、ＡＰＣ許可信号、及びビーム切換信号を、各々第２レーザービデオ信号、第２レーザーＡＰＣ許可信号、及び第２レーザービーム切換信号という。
【００７４】
以下、図８及び図９を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１００の画像形成時における作用を説明する。
【００７５】
レーザーアレイ１２、１２Ｂから各々出射されたレーザービームは、ポリゴンミラー２４に入射される前に、ハーフミラー１８を介して共通のＭＰＤ２０に入射される。本実施の形態において、ＭＰＤ２０は、２つのレーザーアレイ１２、１２Ｂに対して１つしか設けられていないため、同時に２つのレーザーアレイ１２、１２Ｂの光量制御を行うことができない。
【００７６】
このため、本実施の形態におけるランモードＡＰＣでは、図８に示すように、ある主走査期間内ではレーザーアレイ１２から出射された各レーザービームの光量調整を個別に点灯制御しながら上記第１実施形態と同様に行い、次の主走査期間内ではレーザーアレイ１２Ｂから出射された各レーザービームの光量調整を個別に点灯制御しながら上記第１実施形態と同様に行う、というように交互に光量制御を行う。このように、レーザーアレイ１２の光量調整と、レーザーアレイ１２Ｂの光量調整とを交互に行うことが、本実施の形態におけるランモードＡＰＣの制御パターンとなる。
【００７７】
一方、本実施の形態における初期ＡＰＣでは、図９に示すように、リセット信号が解除された後にランモードＡＰＣの制御パターン（本発明の「所定シーケンス」に相当。）、即ち、レーザーアレイ１２の光量調整と、レーザーアレイ１２Ｂの光量調整とを１サイクルとしてｎサイクル繰り返すことで目標光量となるまで各レーザービームの光量調整を行う。その後、レーザーアレイ１２を点灯してＳＯＳ信号を検出した後はランモードＡＰＣに移行する。ここで、サイクル数ｎは、各レーザービームの光量が目標光量となるまで調整するのに必要十分な回数に設定される。
【００７８】
ここで、レーザーアレイ１２に対するランモードＡＰＣを１サイクルとしてｎサイクル実行することでレーザーアレイ１２に対する初期ＡＰＣを実行した後に、レーザーアレイ１２Ｂに対するランモードＡＰＣを１サイクルとしてｎサイクル実行することでレーザーアレイ１２Ｂに対する初期ＡＰＣを実行する方法も考えられるが、この場合は２つの初期ＡＰＣ間の時間経過が大きくなってしまい、先に初期ＡＰＣを行った方のレーザーアレイの光量が設定値からずれてしまうことが考えられる。
【００７９】
そこで、本実施の形態では、レーザーアレイ１２の光量調整と、レーザーアレイ１２Ｂの光量調整とを１サイクルとして交互に光量制御を行うことでレーザーアレイ間の制御後の経過時間の差を小さくし、制御ばらつきを抑えることができるようにしている。
【００８０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、各々画像形成に用いるレーザービームを出射する複数の発光部を有する２つのレーザーアレイ１２、１２Ｂを備えると共に、画像形成時に行うランモードＡＰＣは所定シーケンス（本実施の形態では「制御パターン」）を実行することにより行い、画像形成前に行う初期ＡＰＣは上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、２つのレーザーアレイによって２色による画像形成を行う場合においても、初期ＡＰＣとランモードＡＰＣを同様のタイミングを用いて制御できるため、初期ＡＰＣのための制御回路とランモードＡＰＣのための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数のレーザービームに対する光量制御が実現できる。
【００８１】
また、本実施の形態では、画像形成をレーザービームによる走査露光により行うものとし、光量制御装置１０８は、ランモードＡＰＣの制御パターンとして、１走査期間内の非画像形成領域において１つのレーザーアレイにおける複数の発光部から出射された全てのレーザービームの光量制御を行うと共に、走査期間毎に制御対象とするレーザーアレイを切り換えることにより、全てのレーザーアレイにおける複数の発光部から出射された全てのレーザービームについて光量制御を行っているので、レーザーアレイを２つ備える場合であっても、各レーザーアレイから出射されたレーザービームの光量制御が短時間で行われるため、各レーザービーム間での光量のばらつきを抑制することができ、複数のレーザービームに対する光量制御を安定化させることができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、ポリゴンミラーを共通とした２色用の光走査装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリゴンミラーを共通とした更に多数色用の光走査装置に対して本発明を適用することができることは言うまでもない。この場合は、対応する色と同数のレーザーアレイを光走査装置に設けることになる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
〔第３実施形態〕
本第３実施形態では、ＭＰＤ２０により検知されたレーザービームの光量が、所定光量レベルに達するまでアラーム信号を出力すると共に、当該アラーム信号の出力が停止された後に初期ＡＰＣを終了する場合の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る光走査装置の構成は、上記第１実施形態に係る光走査装置１０と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８４】
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１００Ｂの構成を説明する。なお、図１０の図３と同一の構成要素については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
図１０に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１００Ｂは、光量制御装置１０８に代えて、本発明のアラーム出力手段としてのアラーム出力回路１０９を備えた光量制御回路１０８Ｂが設けられている点のみが上記第１実施形態に係る画像形成装置１００と異なっている。アラーム出力回路１０９は、ＭＰＤ２０から出力された光量検知信号を監視して、光量が規定光量に達するまでアラーム信号を出力する。
【００８６】
上記第１実施形態では、初期ＡＰＣにおいて、ランモードＡＰＣの制御パターンを１光量制御サイクルとしてｎサイクル実行することで必要十分な光量に調整を行っていた。そのため、ｎ回未満で十分な光量に達していても余計に光量制御を実行している場合があった。
【００８７】
一方、本実施の形態では、光量制御装置１０８Ｂのアラーム出力回路１０９において、光量制御サイクルを実行する際のＭＰＤ２０からの出力信号（光量検知信号）を観測してレーザーアレイ１２の何れかのレーザービームが規定光量に達するまでアラーム信号を出力し、保持される。
【００８８】
すなわち、図１１のタイムチャートで示すように、本実施の形態の初期ＡＰＣでは、光量制御装置１０８Ｂにおいて、次の光量制御サイクルを実行する前にアラーム信号を用いてレーザービームが規定光量に達したか否かの判定を行い、アラーム信号が出力されているときにはアラーム信号をリセットして次の光量制御サイクルを実行する。光量制御サイクルを実行後にアラーム信号が出力されていないときには当該サイクルの終了後にレーザービームを点灯させてＳＯＳ信号を探索し、ＳＯＳ信号が検出された以降はランモードＡＰＣに移行する。このようにすることによって画像形成領域で必要以上にレーザービームが点灯することを防止し、感光体の劣化を低減することが可能になる。
【００８９】
更には、ｎサイクルの回数制限と併用することによって、ｎ回の光量制御サイクルを実行した後もアラーム信号が出力された場合にはレーザーアレイ１２が劣化したと判定することができ、光走査装置のメンテナンスの指示等を行うことが可能になる。
【００９０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、ＭＰＤ２０により検出された光量が所定レベルに達するまでアラーム信号を出力するものとし、初期ＡＰＣ時において上記アラーム信号の出力が停止された後に光量制御動作を終了するようにしているので、初期ＡＰＣを所定シーケンスの必要最低限の実行回数で安定的に行うことができる。
【００９１】
なお、本実施の形態を上記第２実施形態のようにポリゴンミラーを共通として複数色に対応する形態に適用し、ランモードＡＰＣの制御パターンを初期ＡＰＣでの１光量制御サイクルとして実行し、かつアラーム信号を用いることで同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００９２】
また、上記各実施の形態において示したタイムチャート（図５、図６、図８、図９、図１１参照）は各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００９３】
更に、上記各実施の形態で説明した光走査装置及び画像形成装置の構成（図１〜図４、図７、図１０参照）も各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１、請求項２、請求項５に係る光量制御装置によれば、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する発光手段を備えると共に、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、初期光量制御とランモード光量制御を同様のタイミングを用いて制御できるため、初期光量制御のための制御回路とランモード光量制御のための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する光量制御が実現できる、という効果が得られる。
【００９５】
また、請求項３、請求項４、請求項５に係る光量制御装置によれば、各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する複数の発光手段を備えると共に、画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は上記所定シーケンスを複数回実行することにより行っているので、複数の発光手段によって複数色による画像形成を行う場合においても、初期光量制御とランモード光量制御を同様のタイミングを用いて制御できるため、初期光量制御のための制御回路とランモード光量制御のための制御回路の共通化が可能となり、回路規模の増加を招くことなく複数の光ビームに対する光量制御が実現できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、第３実施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。
【図２】実施の形態に係るレーザーアレイ１２の構成を示す概略図である。
【図３】第１、第２実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る光量制御装置１０８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１００のランモードＡＰＣの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図６】第１実施形態に係る画像形成装置１００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７】第２実施形態に係る光走査装置１０Ｂの概略構成を示す平面図である。
【図８】第２実施形態に係る画像形成装置１００のランモードＡＰＣの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図９】第２実施形態に係る画像形成装置１００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１０】第３実施形態に係る画像形成装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１１】第３実施形態に係る画像形成装置１００Ｂ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１２】従来の光源及び光量モニターセンサの概略構成を示す斜視図である。
【図１３】従来の光量制御の流れを示すタイムチャートである。
【図１４】他の従来の光源及び光量モニターセンサの概略構成を示す斜視図である。
【図１５】他の従来の光量制御の流れを示すタイムチャートである。
【図１６】従来の初期ＡＰＣの流れを示すタイムチャートである。
【図１７】他の従来の初期ＡＰＣの流れを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０、１０Ｂ光走査装置
１２、１２Ｂレーザーアレイ（発光手段）
２０ＭＰＤ（光検出手段）
２４ポリゴンミラー
３２ＳＯＳセンサ
１００、１００Ｂ画像形成装置
１０２コントローラ
１０６レーザー駆動装置
１０８、１０８Ｂ光量制御装置（制御手段）
１０９アラーム出力回路（アラーム出力手段）

Claims

各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する発光手段と、前記複数の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、を備え、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を制御する光量制御装置であって、
画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は前記所定シーケンスを複数回実行することにより行う制御手段
を備えたことを特徴とする光量制御装置。
前記画像形成を前記光ビームによる走査露光により行うものとし、
前記制御手段は、前記ランモード光量制御として、１走査期間内の非画像形成領域において前記複数の発光部から出射された全ての光ビームの光量制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の光量制御装置。
各々画像形成に用いる光ビームを出射する複数の発光部を有する複数の発光手段と、前記複数の発光手段における前記複数の発光部から出射された光ビームの光量を検出する単一の光検出手段と、を備え、前記光検出手段の検出結果に基づいて前記複数の発光手段から出射された光ビームの光量を制御する光量制御装置であって、
画像形成時に行うランモード光量制御は所定シーケンスを実行することにより行い、画像形成前に行う初期光量制御は前記所定シーケンスを複数回実行することにより行う制御手段
を備えたことを特徴とする光量制御装置。
前記画像形成を前記光ビームによる走査露光により行うものとし、
前記制御手段は、前記ランモード光量制御として、１走査期間内の非画像形成領域において１つの前記発光手段における前記複数の発光部から出射された全ての光ビームの光量制御を行うと共に、走査期間毎に制御対象とする前記発光手段を切り換えることにより、全ての前記発光手段における前記複数の発光部から出射された全ての光ビームについて光量制御を行う
ことを特徴とする請求項３記載の光量制御装置。
前記光検出手段により検出された光量が所定レベルに達するまでアラーム信号を出力するアラーム出力手段を更に備え、
前記制御手段は、前記初期光量制御時において前記アラーム信号の出力が停止された後に光量制御動作を終了する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光量制御装置。