JP2008305865A - 光情報放射装置，光走査装置，プリンタおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＰＣ点灯時の光源の熱的な条件を揃える。
【解決手段】発光素子ＬＤ；その発光光量を検出する光検出素子ＰＤ；発光光量を基準値にあわせるように発光素子に通電する電流値を調節する光量調節手段ＡＰＣ８２を含み、点灯信号に応じて発光素子を点灯付勢する発光駆動回路８０；および、該回路８０に、光情報放射用の点灯信号および前記調節のための調節点灯信号を与えるとともに光量制御手段８２に該調節点灯信号に合せて光量制御指示Ｓ／Ｈを与え、かつ、調節点灯信号より設定時間前に、発光素子ＬＤの通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅の温度調節用の点灯信号を、発光駆動回路８０に与える、発光制御手段１５；を備える光情報放射装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、発光素子の光量を一定に制御する自動光量制御（ＡＰＣ）機能がある光情報放射装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、レーザダイオードから放射されるレーザ光量を一定に調節する光情報放射装置に関する。この装置は例えば、レーザビームスキャナ，レーザプリンタ，複写機およびファクシミリ装置、ならびに、光ディスクや光通信などの情報，通信分野において使用されるレーザビーム光源に使用できる。

特開２０００−１１８０４１号公報 特開２００４−１１１８５４号公報 特開２００７− ３８４３１号公報。

特許文献１には、レーザダイオードが放射するレーザ光をポリゴンミラー（回転多面鏡）で感光体に反射して感光体面を直線にそって繰り返し走査するレーザ走査の、レーザ光量の一定制御が記載されている。レーザダイオードの温度変化を少なくし、熱クロストークを減少させ、濃度ムラの少ない画像を得るために、各走査周期において、画像露光のための有効走査期間の外に補正発光期間を設け、該有効走査期間内での発光画素数の多，少寡に対応して補正発光期間を短，長として、一走査期間中の発光時間積算値を一定にする技術が開示されている。

特許文献２には、レーザダイオードが目標光量を放射するときの発光付勢電流値に基づいてレーザダイオードの劣化を検出する発光駆動装置が記載されている。

特許文献３には、ＡＰＣでの基準光量を表す光量基準信号を発生する基準信号生成回路およびＡＰＣ回路が記載されている。基準信号生成回路は、電源電圧の変動にもかかわらず所定レベルの光量基準信号を発生する。

光ビームを走査し、画像情報を感光体上に露光する画像形成装置においては、発光時に発光源の光量調節を正確に行う必要がある。特許文献１では、光ビーム主走査一周期におけるレーザダイオードの発光時間積算値を一定にする事により、ＡＰＣ実行時のレーザダイオードの温度を一定化する。カラー印刷するために各記録色あてに各レーザダイオードを備える場合、すなわち複数のレーザダイオードを備える場合には、各レーザダイオードの発光時間積算値を一定にする事により、レーザダイオード間の熱クロストークの影響度にムラが生じない。

しかし、ＡＰＣ発光をする時点でのレーザダイオードの熱的な状態は統一されていない。例えば、有効走査期間の前後の二点間で同期検知を行う場合、レーザダイオードがＡＰＣの直前に後端同期検知発光をしていると、レーザダイオード自身、または近接した他の発光ダイオードの後端同期検知発光の余熱によってＡＰＣが正確に行われず、画像に濃度ムラが生じる可能性がある。

本発明は、ＡＰＣ点灯時の光源の熱的な条件を揃える事を目的とする。

（１）発光素子(LD)；
該発光素子の発光光量を検出する光検出素子(PD)；
前記発光光量を基準値にあわせるように前記発光素子に通電する電流値を調節する光量調節手段(82:APC)を含み、点灯信号に応じて前記発光素子を点灯付勢する発光駆動回路(80)；および、
該発光駆動回路(80)に、光情報放射用の点灯信号および前記調節のための調節点灯信号を与えるとともに前記光量制御手段(82)に該調節点灯信号に合せて光量制御指示(S/H)を与え、かつ、前記調節点灯信号より設定時間前に、前記発光素子(LD)の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅(Pw)の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路(80)に与える、発光制御手段(15)；
を備える光情報放射装置（図４〜図７）。

なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の記号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

（２）発光素子(LD)；
該発光素子の発光光量を検出する光検出素子(PD)；
前記発光光量を基準値にあわせるように前記発光素子に通電する電流値を調節する光量調節手段(82:APC)を含み、点灯信号に応じて前記発光素子を点灯付勢する発光駆動回路(80)；
前記発光素子(LD)の放射光を直線に沿って繰り返し走査する走査手段(30)；
前記走査の始端部の放射光を検出する走査始端検出用の光検出素子(38mc)；および、
前記放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、前記発光駆動回路(80)に、光情報放射用の点灯信号および前記調節のための調節点灯信号を与えるとともに前記光量制御手段(82)に該調節点灯信号に合せて光量制御指示(S/H)を与え、かつ、前記調節点灯信号より設定時間前に、前記発光素子(LD)の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅(Pw)の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路(80)に与える、発光制御手段(15)；
を備える光走査装置（図３〜図７）。

（３）第１および第２発光素子(LD)；
第１および第２発光素子の各発光光量を検出する第１および第２光検出素子(PD)；
第１光検出素子(PD)が検出する発光光量を基準値にあわせるように第１発光素子に通電する電流値を第１調節する第１光量調節手段(82:APC)を含み、点灯信号に応じて第１発光素子を点灯付勢する第１発光駆動回路(80)；
第２光検出素子(PD)が検出する発光光量を基準値にあわせるように第２発光素子に通電する電流値を第２調節する第２光量調節手段(APC)を含み、点灯信号に応じて第２発光素子を点灯付勢する第２発光駆動回路；
第１および第２発光素子(LD)の第１および第２放射光を直線に沿って繰り返し走査する走査手段(30)；および、
第１および第２走査の始端部の放射光を検出する走査始端検出用の光検出素子(38mc)；
第１放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、第１発光駆動回路(80)に、第１光情報放射用の第１点灯信号および第１調節のための第１調節点灯信号を与えるとともに第１光量制御手段(82)に第１調節点灯信号に合せて第１光量制御指示(S/H)を与え、かつ、第１調節点灯信号より設定時間前に、第１発光素子(LD)の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅(Pw)の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路(80)に与え、第２放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、第２発光駆動回路に、第２光情報放射用の第２点灯信号および第２調節のための第２調節点灯信号を与えるとともに第２光量制御手段に第２調節点灯信号に合せて第２光量制御指示(S/H)を与える、発光制御手段(15)；
を備える光走査装置（図１２〜図１５）。

（４）前記発光制御手段(15)は、前記放射光の検出の連続複数回につき一回だけ前記温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路(80)に与える、上記（２）又は（３）に記載の光走査装置（図１１，図１５）。

（５）前記発光制御手段(15)は、前記放射光の検出の連続複数回につき一回だけ前記調節点灯信号を前記発光駆動回路(80)に与えるとともに前記光量制御手段(82:APC)に該調節点灯信号に合せて光量制御指示(S/H)を与える、上記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載の光走査装置（図１１，図１５）。

（６）光走査装置は更に、前記走査の後端部の放射光を検出する走査後端検出用の光検出素子(40mc)；を更に備え、
前記発光制御手段(15)は、前記後端部の放射光検出のタイミングで前記温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与える、上記（２）乃至（５）のいずれか１つに記載の光走査装置（図８，図９）。

（７）感光体(56)；
該感光体を荷電する手段；
前記感光体の荷電面を露光して静電潜像を形成する、上記（２）乃至（６）のいずれか１つに記載の光走査装置;
前記静電潜像を顕像剤で顕像にする現像装置(55)；および、
前記顕像を直接又は中間転写体を介して用紙に転写する手段；を備えるプリンタ（図２〜図１５）。

（８）上記（７）に記載のプリンタ(14)；
原稿の画像を読み取り該画像を表す画像データを生成する原稿スキャナ(10)；および、
前記画像データを前記プリンタの画像形成に適合する画信号に変換して前記プリンタに出力する画像データ処理手段(IPD)；を備える画像形成装置（図１〜図１５）。

調節点灯信号より設定時間前に、設定時間幅(Pw)の温度調節用の点灯信号によって発光素子が通電されて発光するので、発光素子(LD)の発光光量を基準値にあわせるように発光素子に通電する電流値を調節する光量調節すなわち自動光量制御（ＡＰＣ）を行うときの点灯が、定常的に安定した熱的条件で行われる。これにより、光量制御の精度があがり、濃度ムラの少ない画像を得ることが可能となる。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１に、本発明の第１実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機を示す。このフルカラー複写機は、大略で、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１３と、操作ボード２０と、カラースキャナ１０と、カラープリンタ１４およびフィニッシャ１００の各ユニットで構成されている。なお、操作ボード２０，ＡＤＦ１３付きのカラースキャナ１０およびフィニッシャ１００は、プリンタ１４から分離可能なユニットであり、カラースキャナ１０は、動力機器ドライバやセンサ入力およびコントローラを有する制御ボードを有して、プリンタ１４の機内の制御ボードの画像データ処理装置ＩＰＤ（図４）と直接または間接に通信を行いタイミング制御されて原稿画像の読み取りを行う。

画像データ処理装置ＩＰＤ（図４）には、図１に示すパソコンＰＣが接続したＬＡＮ(Local Area Network)が接続されており、複写機機内のファクシミリコントロールユニットＦＣＵには、電話回線ＰＮ（ファクシミリ通信回線）に接続された交換器ＰＢＸが接続されている。カラープリンタ１４のプリント済の用紙は、フィニッシャ１００に排出される。

図２に、カラープリンタ１４の機構を示す。この実施例のカラープリンタ１４は、レーザプリンタである。１色のトナー像を形成する、感光体５６および現像器５５ならびに図示を省略したチャージャ，クリーニング装置および転写器の組体（作像ユニット）は、Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー）およびＢｋ（黒）のそれぞれの作像用に一組、合せて４組があり、個の順に搬送ベルト５７に沿ってタンデムに配列されており、それらによって形成された各色トナー像が順次に一枚の転写紙上に重ねて転写される。

第１トレイ４８，第２トレイ４９および第３トレイ５０に積載された転写紙は、各々第１給紙装置５１，第２給紙装置５２および第３給紙装置５３によって給紙され、縦搬送ユニット５４によって感光体５６に当接する位置まで搬送される。

スキャナ１０にて読み込まれた画像データは、画像データ処理装置ＩＰＤ（図４）で補正され、一旦メモリに書き込まれてから、読み出され、読み出した画像データを用いる図２の書込ユニット３０からのレーザ露光によって、図示を省略したチャージャによって均一に荷電した感光体５６に書込まれこれにより静電潜像を形成する。この静電潜像が現像ユニット５５を通過することによって感光体５６上にトナー像が現れる。転写紙が感光体５６の回転と等速で搬送ベルト５７によって搬送されながら、感光体５６上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット５８にて画像を定着させ、排紙ユニット５９によって後処理装置のフィニシャ１００に排出される。

図２に示す、後処理装置のフィニシャ１００は、本体の排紙ユニット５９によって搬送された転写紙を、通常排紙ローラ１０３方向と、ステープル処理部方向へ導く事ができる。切り替え板１０１を上に切り替える事により、搬送ローラ１０３を経由して通常排紙トレイ１０４側に排紙する事ができる。また、切り替え板１０１を下方向に切り替える事で、搬送ローラ１０５，１０７を経由して、ステープル台１０８に搬送する事ができる。ステープル台１０８に積載された転写紙は、一枚排紙されるごとに紙揃え用のジョガー１０９によって、紙端面が揃えられ、一部のコピー完了と共にステープラ１０６によって綴じられる。ステープラ１０６で綴じられた転写紙群は自重によって、ステープル完了排紙トレイ１１０に収納される。

一方、通常の排紙トレイ１０４は前後（図２紙面と垂直な方向）に移動可能な排紙トレイである。前後に移動可能な排紙トレイ部１０４は、原稿毎、あるいは、画像メモリによってソーティングされたコピー部毎に、前後に移動し、排出されてくるコピー紙を簡易的に仕分けるものである。転写紙の両面に画像を作像する場合は、各給紙トレイ４８〜５０から給紙され作像された転写紙を排紙トレイ１０４側に導かないで、経路切り替えの為の分岐爪６０を下向きに廻す事で、一旦反転ユニット１１２に導き、そして両面給紙ユニット１１１にストックする。その後、両面給紙ユニット１１１にストックされた転写紙は再び、感光体５６に作像されたトナー画像を転写するために、両面給紙ユニット１１１から再給紙され、経路切り替えの為の分岐爪６０を図示水平に戻し、排紙トレイ１０４に導く。この様に転写紙の両面に画像を作成する場合に、反転ユニット１１２および両面給紙ユニット１１１が使用される。感光体５６，搬送ベルト５７，定着ユニット５８，排紙ユニット５９および現像ユニット５５は、図示を省略したメインモータによって駆動され、各給紙装置５１〜５３はメインモータの駆動を、やはり図示を省略した各給紙クラッチによって伝達することにより駆動される。縦搬送ユニット５４は、メインモータの駆動を図示を省略した中間クラッチによって伝達することにより駆動される。

図３は、図２上の書込ユニット（書き込み光学系）３０を構成する光学ユニットを上から見下した平面図である。同図において、レーザダイオードおよびそのレーザ光を変調するレーザドライバを含む半導体レーザユニット３１ｂｋおよび半導体レーザユニット３１ｍからの光ビームは、シリンダレンズ３２ｂｋ，３２ｍを通り、反射ミラー３３ｂｋおよび反射ミラー３３ｍによってポリゴンミラー３４の下部側の面に入射し、ポリゴンミラー３４が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ３５ｙｂｋおよびｆθレンズ３５ｍｃを通り、第１ミラー３６ｂｋおよび第１ミラー３６ｍによって折り返えされる。

一方、半導体レーザユニット３１ｙおよび半導体レーザユニット３１ｃからの光ビームは、シリンダレンズ３２ｙおよび３２ｃを通り、ポリゴンミラー３４上部側の面に入射し、ポリゴンミラー３４が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ３５ｙｂｋおよびｆθレンズ３５ｍｃを通り、第１ミラー３６ｙおよび第１ミラー３６ｃによって折り返される。

主走査方向の書き出し位置より上流側にはシリンダミラー３７ｙｂｋおよび３７ｍｃさらにはセンサ３８ｙｂｋおよび３８ｍｃが備わっており、ｆθレンズ３５ｙｂｋおよび３０ｍｃを通った光ビームがシリンダミラー３７ｙｂｋおよび３７ｍｃによって反射集光されて、センサ３８ｙｂｋおよび３８ｍｃに入射するような構成となっている。これらのセンサ３８ｙｂｋおよび３８ｍｃは、主走査ラインの先端を検出する同期検知センサである。

また、半導体レーザユニット３１ｂｋおよび３１ｙからの光ビームの検出では、書き出し側で共通のセンサ３８ｙｂｋを使用している。半導体レーザユニット３１ｍおよび３１ｃからの光ビームの検出についても同様に、書き出し側で共通のセンサ３８ｍｃを使用している。同じセンサに２色の作像用光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー３４の入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。図からも分かるように、Ｋ（ｂｋ）とＹ（ｙ）およびＭ（ｍ）とＣ（ｃ）は逆方向に走査される。

図４に、プリンタ１４の作像ユニットにあるＬＤ（レーザダイオード）制御板上の、半導体レーザユニット３１ｍ〜３１ｋに通電する画像書込制御部１６ｂの、画像データ処理システム要素との繋がりの概要を示す。各ユニット３１ｍ〜３１ｋは、各感光体ドラムを露光する発光素子であるレーザダイオードＬＤと、その出力光の一部の光量（光パワー）を検出する光検出素子であるフォトダイオードＰＤとが１パッケージに組込まれた、ＡＰＣ(Automatic Power Controller)駆動用のレーザ発光器である。

図５に、画像書込制御部１６ｂの構成を示す。マゼンタＭ，シアンＣ，イエローＹおよびブラックＫの各色画信号宛ての印字画像制御部２５ｍ，２５ｃ，２５ｙおよび２５ｋは、プロセスコントローラ１７のＣＰＵの命令により書込制御部１６ｂ全体の制御をし、書込Ｉ／Ｆ１５の各色書込Ｉ／Ｆ１５ｍ，１５ｃ，１５ｙ，１５ｋの各画信号生成回路から出力される画信号Ｍ，Ｃ，ＹおよびＫをレーザ駆動回路２３ｍ，２３ｃ，２３ｙおよび２３ｋに転送する。印字画像制御部２５ｍ，２５ｃ，２５ｙおよび２５ｋが、発光制御手段である。以下においては、記述を簡単にするために、色成分区分符号ｍ，ｃ，ｙおよびｋを省略して要素符号を示す。

発光制御手段である印字画像制御部２５が、点灯信号と共にレーザ駆動回路２３に出力する制御信号の中に、調整点灯信号でありしかも光量制御指示であるサンプリング／ホールド指示信号（Ｓ／Ｈ信号という）があり、これがサンプリングを指示する高レベルＨ（「１」）であると、レーザ駆動回路２３は、目標光量にフィードバック光量が合致するように、ユニット３１のＬＤに通電する電流値を制御する（ＡＰＣ）。Ｓ／Ｈ信号が「１」から低レベルＬ（「０」）に切り換わると、レーザ駆動回路２３は、そのときのＬＤ電流指令信号をホールドし、Ｓ／Ｈ信号が「０」の間、フィードバック制御（ＡＰＣ）を行わず、点灯信号（画信号「１」）が到来すると、ホールドした駆動状態（ＬＤ電流指令信号）でＬＤに電流を流す。

書込クロック生成回路２１は、主走査画素単位の周期のクロック信号である画素同期クロックＣＬＫを位相同期回路２２に送る。位相同期回路２２は、分離６５，６６から送られる各色別のライン同期信号（ライン同期パルス）で、書込クロック生成回路２１から送られる画素同期クロックＣＬＫを位相補正しレーザ駆動回路２３に転送する。

発光制御手段である印字画像制御部２５は、プロセスコントローラ１７が与える制御データを保持して画像書込制御部１６ｂの各部に出力すると共に、画像データ枠（用紙面）にトリム領域を設定したり、画像枠（画像面）に任意の枠線を重ねあわせるなどの画像加工処理をプロセスコントローラ１７の内部のＣＰＵが指定する内容により行う。すなわちプロセスコントローラ１７が与える用紙サイズ，トリム領域データおよび境界線書込有無に基いて、到来する画像信号の用紙上の印字位置を、主走査カウント（画素同期パルスのカウント）と副走査カウント（ライン同期パルスのカウント）で追跡し、トリム領域に割当てられる画像信号の出力を停止又は非記録信号への変換を行い、境界線書込有の場合は更に、トリム領域のエッジの内側の数画素の画像信号を、線書込信号に変換する（トリム境界線の書込）。

発光駆動回路であるレーザ駆動回路２３は、印字画像制御部２５から送られる画信号Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋを、位相同期回路２２からくるＣＬＫ信号（画素同期パルス）に同期した駆動信号に変換して、駆動信号に基づき半導体レーザユニット３１のＬＤに通電する。ポリゴンモータ制御回路２４は、印字画像制御部２５の信号で、ポリゴンモータを所定の回転速度にＰＬＬ(Phase Locked Loop)制御する。

分離６５は、センサ３８ｍｃが発生する、半導体レーザユニット３１ｍのレーザビームを検出したＭ受光パルスと半導体レーザユニット３１ｃのレーザビームを検出したＣ受光パルスとを分離して、Ｍ受光パルスに同期してライン先端同期信号Ｍを、また、Ｃ受光パルスに同期してライン先端同期信号Ｃを発生する。同様に分離６６は、ライン先端同期信号Ｙおよびライン先端同期信号Ｋを発生する。

図６に、半導体レーザユニット３１ｍに通電するレーザ駆動回路２３ｍの構成の概要を示す。なお、他のレーザ駆動回路２３ｃ，２３ｙおよび２３ｋも、レーザ駆動回路２３ｍと同じ構成である。半導体レーザユニット３１ｍ（および３１ｃ，３１ｙ，３１ｋ）は、感光体ドラムを露光するレーザダイオードＬＤと、その出力光の一部の光量（光パワー）を検出するフォトダイオードＰＤとが１パッケージに組込まれた、ＡＰＣ(Automatic Power Controller)駆動用のレーザ発光器である。印字画像制御部２５ｍが与えるサンプリング／ホールド指示信号（Ｓ／Ｈ信号という）が、サンプリング（ＡＰＣ）を指示する高レベルＨ（「１」）であると、ＬＤドライバ８０が、ＬＤに連続通電してＬＤの発光を検出したＰＤ（フォトダイオード）の光量検出信号をフィードバックして光量基準信号生成回路８５が与える光量基準信号と比較して、両信号の差（光量基準信号レベル−光量検出信号レベル）を表す駆動指令信号（差信号）に基づいてＬＤに通電する。このフィードバック制御により光量検出信号が安定（ＬＤの発光が所定光量に安定）する。Ｓ／Ｈ信号がホールド（保持）を指示する低レベルＬ（「０」）に切り換わると、該安定した駆動指令信号を保持し、画信号が到来すると、ホールドしている駆動指令信号に基づいて、画信号に同期してＬＤに通電する。

光量基準信号生成回路８５は、電源電圧Ｖｃｃの変動にもかかわらず一定電圧の光量基準信号を発生してコンパレータ８４の正相入力端に与える。該コンパレータ８４の逆相入力端には、Ｉ／Ｖ変換回路８７が出力する光量フィードバック信号が印加される。Ｓ／Ｈ信号がＡＰＣを指示する「１」のときには、画素同期回路７０の出力が連続して低レベルＬとなり、これが通電回路８１内の、ＬＤに通電するスイッチングトランジスタのベースに印加され、該トランジスタがオンする。また、Ｓ／Ｈ信号＝「１」により、サンプルホールド回路８６のサンプルレベル読込み用のスイッチング回路がオンする。ここで、ＬＤが点灯しないと、Ｉ／Ｖ変換回路８３が出力する光量フィードバック信号のレベルが低く、コンパレータ８４の２値信号出力がＨでこれが回路８６内のサンプル値ホールド用のコンデンサを充電し、該コンデンサの電位が、コンパレータ８４内部のＨ出力の抵抗値と該コンデンサの容量に対応する立上り速度で上昇する。該コンデンサの電位は、サンプルホールド回路８６内の高入力インピーダンスのバッファアンプで増幅されて、通電回路８１内の電流制御用のトランジスタのベースに印加され、該トランジスタが、前記コンデンサの電位に略比例する導通率で導通し、これにより、前記コンデンサの電位に略比例するレベルの電流がＬＤに流れる。

前記コンデンサの電位の上昇にともないＬＤの電流が増大するので、Ｉ／Ｖ変換回路８３が出力する光量フィードバック信号のレベルが上昇する。光量フィードバック信号が基準信号生成回路８５が出力する光量基準信号のレベル以上になると、コンパレータ８４の２値信号出力がＬとなり、前記コンデンサが、サンプルホールド回路８６のサンプルレベル読込み用のスイッチング回路を通してコンパレータ８４のＬ出力回路の抵抗を通して放電する。このため、光量基準信号と光量フィードバック信号が拮抗するレベルに、前記コンデンサの電圧が収束して実質的に定値となる。これによりＬＤの光量が、実質的に一定になる。

Ｓ／Ｈ信号が「１」から「０」（ホールド指示）に切り換わると、サンプルホールド回路８６のサンプルレベル読込み用のスイッチング回路がオフになるので、前記コンデンサの放電路が実質的になくなり、前記コンデンサは、サンプルホールド回路８６のサンプルレベル読込み用のスイッチング回路がオンからオフに切り換わったときの電圧を保持する。これがホールド状態である。

なお、ホールド状態では、前記コンデンサの電圧が一定に保持されるので、画素同期回路７０が出力する画信号に応じて、通電回路８１のＬＤに通電するスイッチングトランジスタがオンし、通電回路８１内の電流制御用のトランジスタが、前記コンデンサの電位に略比例するレベルの電流を、ＬＤに通電する。Ｓ／Ｈ信号＝「０」であるので、画素同期回路７０は、連続Ｌ出力は停止して、代わりに、画素同期信号に同期して画信号を、通電回路８１に出力し、感光体に画像の書き込みが行われる。なお、画素同期回路７０のアンドゲートＡＮ１は、ＡＰＣのサンプル期間にはＳ／Ｈ信号＝「１」によりゲートオフとなり、画素同期信号に同期する画信号の出力は停止し、ホールド期間すなわち画像書込み期間にＳ／Ｈ信号＝「０」によりゲートオンになって、画素同期信号に同期して画信号を出力し、これがオアゲートＯＲ１を通してインバータＩ１に与えられ、インバータＩ１で反転されてトランジスタＴ３のベースに印加される。ＡＰＣのサンプル期間にはＳ／Ｈ信号＝「１」により、画素同期回路７０の出力が連続して「０」であり、これにより通電回路８１がＬＤに連続して給電する。

印字画像制御部２５ｍは、上述のＳ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号と調節点灯信号である強制点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。

図７に、ライン走査周期内の上記点灯信号の発生タイミングを示す。印字画像制御部２５ｍが、ライン先端検知用のライン先端点灯信号を画素同期回路７０に与えることにより、ＬＤが点灯し、ライン先端センサ３８ｍｃがレーザ光検知信号を発生し、このレーザ光検知信号に応答して分離６５が、Ｍ系統のライン同期信号Ｍを発生する。印字画像制御部２５ｍは、ライン同期信号Ｍを基準タイミングにして、レーザ光が感光体上を走査する期間である有効走査期間（図７）に、Ｍ画像描画用の画信号をレーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。

加えて、印字画像制御部２５ｍは、非有効走査期間において、強制点灯信号によってＬＤを点灯させた後、一定時間Ｔｃ後にＳ／Ｎ信号によってＡＰＣ点灯を行う。この際、非有効走査期間における強制点灯は、ＬＤの温度上昇が飽和点又はその近くに達するのに十分な時間Ｐｗの間継続する。この時間Ｐｗは、ＬＤの通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速となるまでの点灯時間幅であり、実験に基づいて設定する設定値である。この強制点灯により、一旦ＬＤが温度上昇をし、上昇した温度が飽和点又は飽和点近くに達する。これにより、毎回のＡＰＣ点灯時すなわちＡＰＣ実行時のＬＤ温度のばらつきが小さくなる。また、強制点灯からＡＰＣ点灯までの時間を一定とする事で、強制点灯によってＬＤの温度が飽和した後、一定時間かけて冷却される。この時、冷却時間が一定であるのでＬＤの温度はほぼ一定である。従って、ＡＰＣ点灯時のＬＤの温度は毎回のＡＰＣで変動がなくなって、ＡＰＣ精度が向上する。

図８に示すように、第２実施例は、第１実施例の複写機の書込ユニット３０に、走査後端検出用の光検出素子であるセンサ４０ｍｃおよび４０ｙｂｋを付加したものである。ｆθレンズ３５ｙｂｋおよび３０ｍｃを通った光ビームがシリンダミラー３７ｙｂｋおよび３７ｍｃによって反射集光されて、センサ４０ｍｃおよび４０ｙｂｋに入射するような構成となっている。これらのセンサ４０ｍｃおよび４０ｙｂｋは、主走査ラインの後端を検出する同期検知センサである。同じセンサに２色の作像用光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー３４の入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。

図９に第２実施例の画像書込み制御部１６ｂの構成を示す。画像書込み制御部１６ｂは第１実施例のものと同様なハードウエア構成であるが、第２実施例ではこれに分離６７，６８が付加接続されている。分離６７は、センサ４０ｍｃが発生する、半導体レーザユニット３１ｍのレーザビームを検出したＭ受光パルスと半導体レーザユニット３１ｃのレーザビームを検出したＣ受光パルスとを分離して、Ｍ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｍを、また、Ｃ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｃを発生する。同様に分離６８は、ライン後端同期信号Ｙおよびライン後端同期信号Ｋを発生する。

第２実施例の印字画像制御部２５ｍは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号と調節点灯信号である強制点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。調節点灯信号である強制点灯信号はライン後端点灯信号でもある。すなわち、ライン後端点灯信号を、調節点灯信号である強制点灯信号に兼用している。

図１０に、ライン走査周期内の上記点灯信号の発生タイミングを示す。印字画像制御部２５ｍが、ライン先端検知用のライン先端点灯信号を画素同期回路７０に与えることにより、ＬＤが点灯し、ライン先端センサ３８ｍｃがレーザ光検知信号を発生し、このレーザ光検知信号に応答して分離６５が、Ｍ系統のライン同期信号Ｍを発生する。印字画像制御部２５ｍは、ライン同期信号Ｍを基準タイミングにして、レーザ光が感光体上を走査する期間である有効走査期間（図７）に、Ｍ画像描画用の画信号をレーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。

加えて、印字画像制御部２５ｍは、ライン後端検知用のライン後端点灯信号と兼用の強制点灯信号を画素同期回路７０に与える。これにより、ＬＤが点灯し、ライン後端センサ４０ｍｃがレーザ光検知信号を発生し、このレーザ光検知信号に応答して分離６７が、Ｍ系統のライン後端同期信号Ｍを発生する。印字画像制御部２５ｍは、強制点灯信号によってＬＤを点灯させた後、一定時間Ｔｃ後にＳ／Ｎ信号によってＡＰＣ点灯を行う。この際、ライン後端における強制点灯は、ＬＤの温度上昇が飽和点又はその近くに達するのに十分な時間Ｐｗの間継続する。この時間Ｐｗは、ＬＤの通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速となるまでの点灯時間幅であり、実験に基づいて設定する設定値である。この強制点灯により、一旦ＬＤが温度上昇をし、上昇した温度が飽和点又は飽和点近くに達する。これにより、毎回のＡＰＣ点灯時すなわちＡＰＣ実行時のＬＤ温度のばらつきが小さくなる。また、強制点灯からＡＰＣ点灯までの時間を一定とする事で、強制点灯によってＬＤの温度が飽和した後、一定時間かけて冷却される。この時、冷却時間が一定であるのでＬＤの温度はほぼ一定である。従って、ＡＰＣ点灯時のＬＤの温度は毎回のＡＰＣで変動がなくなって、ＡＰＣ精度が向上する。

本実施例によれば、ライン先端同期信号とライン後端同期信号により、１ライン上の２点の同期検出が行われるので、これらを用いて、各ライン長（各ラインの画素ピッチ）を一定にする主走査倍率補正を高精度にすることが出来る。

図１１には、第２実施例のもう一つの実施態様を示す。この実施態様では、印字画像制御部２５ｍは、ライン周期の２倍の周期で、調節点灯信号である強制点灯信号に兼用のライン後端点灯信号を画素同期回路７０に与え、該２倍の周期の中間点でＡＰＣ用点灯信号を画素同期回路７０に与える。すなわち、ＬＤを後端同期点灯させる時はＡＰＣ点灯を行わない。また、ＬＤを後端同期点灯させない時は、ＡＰＣ点灯を行う。このような制御を行う事で、ＬＤに対してＡＰＣを行う時は直前に後端同期点灯をしていないという条件で統一できる。その際、有効走査期間における画像データ点灯終了からＬＤが冷却され、温度が定常状態に達するのに十分な時間の後にＡＰＣを行うので、ＬＤのＡＰＣ時の温度条件を統一する事ができる。なお、ＬＤに対してＡＰＣを行わない主走査ラインに関して、その時は前回ＡＰＣを行った際の光量をサンプルホールドにより保持する。これによれば、ＡＰＣ点灯前の強制点灯を必要とせず、また、ＡＰＣ点灯をする回数が少ないため、通算のＬＤ点灯時間が短くなり、ＬＤの寿命が長くなるというメリットがある。また、消費電力も少なくできる。

図１２に、第３実施例の書込ユニット３０の主要部を示す。第３実施例は、半導体レーザユニット３１ｍと３１ｃのレーザダイオードＬＤすなわち第１および第２発光素子を、１つのＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting Diode Laser：面発光型レーザ)で構成し、該ＶＣＳＥＬとＰＤとを１ユニットに集積して、発光素子ユニット３１ｍｃとしたものである。同様に、半導体レーザユニット３１ｙと３１ｂｋのレーザダイオードＬＤを、１つのＶＣＳＥＬで構成し、該ＶＣＳＥＬとＰＤとを１ユニットに集積して、発光素子ユニット３１ｙｂｋとしたものである。ＣＳＥＬにおいては、隣接する２つのレーザダイオードの距離は僅少であり、一方から他方への熱伝播が速い。すなわち熱クロストークが大きい。

ライン先端点灯信号による発光を検知するライン先端検知センサ（図示略）は、第３実施例では４個あり、それぞれがＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋビームのそれぞれを検出する。

図１３に示すように、第３実施例の印字画像制御部２５ｍは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号と調節点灯信号である強制点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。ここでＭの強制点灯信号と、Ｃの強制点灯信号とが同時に１つのＰＤに入らないよう、これらの強制点灯信号のタイミングはずらされている。第３実施例の印字画像制御部２５ｃは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号を加えてレーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力するが、調整用の強制点灯信号は発生しない。

同様に、第３実施例の印字画像制御部２５ｙは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号と調節点灯信号である強制点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｙの画素同期回路に出力する。しかし第３実施例の印字画像制御部２５ｂｋは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号を加えてレーザ駆動回路２３ｂｋの画素同期回路７０に出力するが、強制点灯信号は発生しない。

Ｍ（Ｙ）ライン走査用の第１レーザダイオードとＣ（Ｋ）ライン走査用の第２レーザダイオードとが１ユニット３１ｍｃ（３１ｙｂｋ）内で僅少距離で接近しているので、第１レーザダイオードの強制点灯による熱が第２レーザダイオードに高速で伝播する。これにより、第１レーザダイオードの強制点灯により、第１および第２レーザダイオードが温度上昇をし、上昇した温度が飽和点又は飽和点近くに達する。これにより、毎回のＡＰＣ点灯時すなわちＡＰＣ実行時の第２素子Ｍ，ＫのＬＤ温度のばらつきが小さくなる。また、強制点灯からＡＰＣ点灯までの時間を一定とする事で、強制点灯によって第１および第２レーザダイオード温度が飽和した後、一定時間かけて冷却される。この時、冷却時間が一定であるので第１および第２レーザダイオードの温度はほぼ一定である。従って、ＡＰＣ点灯時の第１および第２レーザダイオードの温度は毎回のＡＰＣで変動がなくなって、ＡＰＣ精度が向上する。

第４実施例は、第３実施例に、第２実施例と同様に図１２に示す書込ユニット３０に、走査後端検出用の光検出素子であるセンサ４０ｍｃおよび４０ｙｂｋ相当の４個のライン後端検知センサ（図示略）を付加したものであり、これらが接続した検出信号処理回路が第４実施例の画像書込み制御部１６ｂに、第２実施例（図９）の分離６７，６８に代えて接続されている。該検出信号処理回路が４個のライン後端検知センサが発生する、レーザビームＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋを検出したＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ受光パルスを分離して、Ｍ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｍを、Ｃ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｃを、Ｙ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｙを、また、Ｃ受光パルスに同期してライン後端同期信号Ｋを発生する。

図１４に示すように、第４実施例の印字画像制御部２５ｍは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号と調節点灯信号である強制点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｍの画素同期回路７０に出力する。調節点灯信号である強制点灯信号はライン後端点灯信号でもある。すなわち、ライン後端点灯信号を、調節点灯信号である強制点灯信号に兼用している。第４実施例の印字画像制御部２５ｃは、Ｓ／Ｈ信号の他に、各ライン書込みのための画信号に、ライン先端検知用のライン先端点灯信号を加えて、レーザ駆動回路２３ｃの画素同期回路に出力するが、調節点灯信号である強制点灯信号は生成しない。

第５実施例は、第３実施例のハードウエアと同様であるが、印字画像制御部２５の機能が少し異なる。第５実施例の印字画像制御部２５ｍは、ライン周期の２倍の周期で、調節点灯信号である強制点灯信号を画素同期回路７０に与え、該２倍の周期の中間点でＡＰＣ用点灯信号を画素同期回路７０に与える。すなわち、ＬＤを強制点灯させる時はＡＰＣ点灯を行わない。また、ＬＤを強制点灯させない時は、ＡＰＣ点灯を行う。印字画像制御部２５ｃも印字画像制御部２５ｍと同様に、ライン周期の２倍の周期で、調節点灯信号である強制点灯信号を画素同期回路に与え、該２倍の周期の中間点でＡＰＣ用点灯信号を画素同期回路に与えるが、この制御出力は、図１５に示すように、印字画像制御部２５ｍの制御出力より１ライン周期ずれている。このような制御を行う事で、ＬＤに対してＡＰＣを行う時は直前に強制点灯をしていないという条件で統一できる。その際、有効走査期間における画像データ点灯終了からＬＤが冷却され、温度が定常状態に達するのに十分な時間の後にＡＰＣを行うので、ＬＤのＡＰＣ時の温度条件を統一する事ができる。なお、ＬＤに対してＡＰＣを行わない主走査ラインに関して、その時は前回ＡＰＣを行った際の光量をサンプルホールドにより保持する。これによれば、ＡＰＣ点灯前の強制点灯を必要とせず、また、ＡＰＣ点灯をする回数が少ないため、通算のＬＤ点灯時間が短くなり、ＬＤの寿命が長くなるというメリットがある。また、消費電力も少なくできる。

なお、本発明の本質は常に同じ熱条件で発光源のＡＰＣを行う事であるため、上記ではＡＰＣ点灯一定時間前に一度発光源を点灯させる、もしくは、点灯させないという条件で統一したが、温度センサやペルチェ素子を用いてＡＰＣ時の発光源の温度を制御する方法も有効だと考えられる。

本発明の１実施例の画像形成装置であるフルカラー複合機能複写機の正面図である。 図１に示すフルカラープリンタ１４の作像機構の概要を示す拡大縦断面図である。 図２に示す書込ユニット３０の拡大平面図である。 図２に示すプリンタ１４の作像ユニット１６にあるＬＤ制御板上の、半導体レーザユニット３１ｍ〜３１ｋに通電する画像書込制御部１６ｂの、複写機内画像データ処理システム要素との繋がりの概要を示すブロック図である。 図４に示す画像書込制御部１６ｂの機能構成を示すブロック図である。 図５に示すレーザ駆動回路２３ｍの構成の概要を示すブロック図である。 図５に示す印字画像制御部２５ｍがレーザ駆動回路２３ｍに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。 第２実施例で用いられた書込ユニット３０の拡大平面図である。 第２実施例で用いられた画像書込制御部１６ｂの構成を示すブロック図である。 第２実施例の印字画像制御部２５ｍがレーザ駆動回路２３ｍに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。 第２実施例のもう一つの実施態様の印字画像制御部２５ｍがレーザ駆動回路２３ｍに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。 第３実施例で用いられた書込ユニット３０の拡大側面図である。 第３実施例の印字画像制御部２５ｍ，２５ｃがレーザ駆動回路２３ｍ，２３ｃに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。 第４実施例の印字画像制御部２５ｍ，２５ｃがレーザ駆動回路２３ｍ，２３ｃに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。 第５実施例の印字画像制御部２５ｍ，２５ｃがレーザ駆動回路２３ｍ，２３ｃに与える制御信号および画信号の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

３０：書込ユニット
３１ｙ，３１ｍ，３１ｃ，３１ｂｋ：半導体レーザユニット
３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｂｋ：シリンダレンズ
３３ｂｋ，３３ｙ：反射ミラー
３４：ポリゴンミラー
３５ｂｋｃ，３５ｙｍ：ｆθレンズ
３６ｙ，３６ｍ，３６ｃ，３６ｂｋ：第１ミラー
３７ｂｋｃ，３７ｙｍ：シリンダミラー
３８ｂｋｃ ，３８ｙｍ ：センサ
４８：第１トレイ
４９：第２トレイ ５０：第３トレイ
５１：第１給紙装置 ５２：第２給紙装置
５３：第３給紙装置 ５４：縦搬送ユニット
５６：感光体 ５７：搬送ベルト
５８：定着ユニット ５９：排紙ユニット
６０：分岐爪 ２６：搬送モータ
５５：現像器 １００：フィニシャ
１０１：切り替え板 １０３：排紙ローラ
１０４：排紙トレイ １０５：搬送ローラ
１０６：ステープラ １０７：搬送ローラ
１０８：ステープル台
１０９：ジョガー １１０：排紙トレイ
１１１：両面給紙ユニット
１１２：反転ユニット

Claims (8)

1. 発光素子；
   該発光素子の発光光量を検出する光検出素子；
   前記発光光量を基準値にあわせるように前記発光素子に通電する電流値を調節する光量調節手段を含み、点灯信号に応じて前記発光素子を点灯付勢する発光駆動回路；および、
   該発光駆動回路に、光情報放射用の点灯信号および前記調節のための調節点灯信号を与えるとともに前記光量制御手段に該調節点灯信号に合せて光量制御指示を与え、かつ、前記調節点灯信号より設定時間前に、前記発光素子の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与える、発光制御手段；
   を備える光情報放射装置。
2. 発光素子；
   該発光素子の発光光量を検出する光検出素子；
   前記発光光量を基準値にあわせるように前記発光素子に通電する電流値を調節する光量調節手段を含み、点灯信号に応じて前記発光素子を点灯付勢する発光駆動回路；
   前記発光素子の放射光を直線に沿って繰り返し走査する走査手段；
   前記走査の始端部の放射光を検出する走査始端検出用の光検出素子；および、
   前記放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、前記発光駆動回路に、光情報放射用の点灯信号および前記調節のための調節点灯信号を与えるとともに前記光量制御手段に該調節点灯信号に合せて光量制御指示を与え、かつ、前記調節点灯信号より設定時間前に、前記発光素子の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与える、発光制御手段；
   を備える光走査装置。
3. 第１および第２発光素子；
   第１および第２発光素子の各発光光量を検出する第１および第２光検出素子；
   第１光検出素子が検出する発光光量を基準値にあわせるように第１発光素子に通電する電流値を第１調節する第１光量調節手段を含み、点灯信号に応じて第１発光素子を点灯付勢する第１発光駆動回路；
   第２光検出素子が検出する発光光量を基準値にあわせるように第２発光素子に通電する電流値を第２調節する第２光量調節手段を含み、点灯信号に応じて第２発光素子を点灯付勢する第２発光駆動回路；
   第１および第２発光素子の第１および第２放射光を直線に沿って繰り返し走査する走査手段；および、
   第１および第２走査の始端部の放射光を検出する走査始端検出用の光検出素子；
   第１放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、第１発光駆動回路に、第１光情報放射用の第１点灯信号および第１調節のための第１調節点灯信号を与えるとともに第１光量制御手段に第１調節点灯信号に合せて第１光量制御指示を与え、かつ、第１調節点灯信号より設定時間前に、第１発光素子の通電による温度上昇速度が温度飽和又は温度飽和近くの低速の設定値以下となる設定時間幅の温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与え、第２放射光の検出を基点にしてタイミングをとって、第２発光駆動回路に、第２光情報放射用の第２点灯信号および第２調節のための第２調節点灯信号を与えるとともに第２光量制御手段に第２調節点灯信号に合せて第２光量制御指示を与える、発光制御手段；
   を備える光走査装置。
4. 前記発光制御手段は、前記放射光の検出の連続複数回につき一回だけ前記温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与える、請求項２又は３に記載の光走査装置。
5. 前記発光制御手段は、前記放射光の検出の連続複数回につき一回だけ前記調節点灯信号を前記発光駆動回路に与えるとともに前記光量制御手段に該調節点灯信号に合せて光量制御指示を与える、請求項２乃至４のいずれか１つに記載の光走査装置。
6. 光走査装置は更に、前記走査の後端部の放射光を検出する走査後端検出用の光検出素子；を更に備え、
   前記発光制御手段は、前記後端部の放射光検出のタイミングで前記温度調節用の点灯信号を、前記発光駆動回路に与える、請求項２乃至５のいずれか１つに記載の光走査装置。
7. 感光体；
   該感光体を荷電する手段；
   前記感光体の荷電面を露光して静電潜像を形成する、請求項２乃至６のいずれか１つに記載の光走査装置;
   前記静電潜像を顕像剤で顕像にする現像装置；および、
   前記顕像を直接又は中間転写体を介して用紙に転写する手段；を備えるプリンタ。
8. 請求項７に記載のプリンタ；
   原稿の画像を読み取り該画像を表す画像データを生成する原稿スキャナ；および、
   前記画像データを前記プリンタの画像形成に適合する画信号に変換して前記プリンタに出力する画像データ処理手段；を備える画像形成装置。

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