JP2013025232A - Image forming apparatus, and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that can reduce the range of light intensity of a laser to be used, and can form images with stable laser characteristics.SOLUTION: In an image forming apparatus, a controller 1027 detects density of toner images formed on the surfaces of photoreceptors 14 to 17 with the use of a density sensor 1010, and calculates target light intensity of a beam from the detection result. If the calculated target light intensity is out of an appropriate range of light intensity, the controller 1027 switches the number of beams of a laser emitted from a LD 100, and switches the rotation speed of a polygon motor for driving and rotating a polygon mirror.

Description

本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置における走査露光技術に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and a control method thereof, and more particularly to a scanning exposure technique in an electrophotographic image forming apparatus.

近年、レーザ走査光学系を露光手段として用いた画像形成装置では、生産性向上または解像度向上のために、マルチビームレーザダイオードを光源に用いる場合がある。例えば、PS:生産性を表すレーザ走査と垂直方向のプロセススピード、DPI:解像度、RMS:ポリゴンモータの回転速度、N:ポリゴン面数、M:ビーム数とした場合、その関係は次式(1)で表される。   In recent years, in an image forming apparatus using a laser scanning optical system as an exposure unit, a multi-beam laser diode may be used as a light source in order to improve productivity or resolution. For example, when PS: process speed in the vertical direction of laser scanning representing productivity, DPI: resolution, RMS: rotational speed of polygon motor, N: number of polygon surfaces, M: number of beams, the relationship is expressed by the following equation (1). ).

PS=RMS/60(25.4/DPI)(N×M) ・・・(1)
上式によれば、ポリゴンモータの回転速度、ポリゴン面数、ビーム数を増やすことで生産性向上または解像度向上を達成できることがわかる。
PS = RMS / 60 (25.4 / DPI) (N × M) (1)
According to the above formula, it can be seen that productivity or resolution can be improved by increasing the rotation speed of the polygon motor, the number of polygon surfaces, and the number of beams.

しかしながら、ポリゴンモータの回転速度においては近年40000RPM〜50000RPMと回転速度の限界に近くなってきたことや、昇温、騒音等の弊害も顕著になってきたことから、回転速度の向上が困難になってきている。また、一般にポリゴンミラーは外径を一定にしてミラー面を増やした場合、光学特性が低下し、スポット径の肥大となり、画質の劣化を招くため、解像度向上に対しては相容れない技術である。また、スポット径を一定にしてミラー面を増やした場合、ミラーの一辺の長さを一定にする必要性からポリゴンミラーの外径の大型化につながり、更なる昇温、騒音等の弊害を招く結果となる。   However, since the rotational speed of the polygon motor has recently approached the limit of 40000 RPM to 50000 RPM, and adverse effects such as temperature rise and noise have become prominent, it is difficult to improve the rotational speed. It is coming. In general, when the mirror surface is increased with the outer diameter being constant, the polygon mirror is a technology that is incompatible with improving the resolution because the optical characteristics are lowered, the spot diameter is enlarged, and the image quality is deteriorated. If the mirror surface is increased with the spot diameter kept constant, the length of one side of the mirror must be kept constant, leading to an increase in the outer diameter of the polygon mirror, causing further problems such as temperature rise and noise. Result.

一方、従来のエッジエミッタレーザダイオードに対して、近年、面発光レーザダイオード(VCSEL)が画像形成装置の露光手段として検討されている。VCSELはウエハの表面よりレーザ光を出射するため、ウエハの端面よりレーザ光を出射するエッジエミッタLDに対して2次元的に発光点を配置することが可能である。このため、ビーム数の増加に対して容易に対応できるメリットがある。   On the other hand, a surface emitting laser diode (VCSEL) has recently been studied as an exposure unit of an image forming apparatus, compared to a conventional edge emitter laser diode. Since VCSEL emits laser light from the surface of the wafer, it is possible to two-dimensionally arrange light emitting points with respect to the edge emitter LD that emits laser light from the end surface of the wafer. For this reason, there is an advantage that it can easily cope with an increase in the number of beams.

以上の理由により、生産性向上または解像度向上に対して、画像形成装置の露光手段の光源としてVCSELが有望視されている。   For these reasons, VCSELs are promising as light sources for exposure means of image forming apparatuses for improving productivity or resolution.

また、電子写真機器の露光手段の光源には、幅広い光量制御範囲が必要になる。レーザ光源の光量は、プロセススピードと比例する一方、感光体感度、光学効率、ビーム数と反比例する。感光体の感度は、製造時のばらつきや耐久劣化による感度変化特性を有する。感度が変化した場合、同じプロセス量で帯電、露光、現像したときでも、形成された像の濃度が異なる場合がある。そこで、この濃度変動を押さえるために、感光体感度の変化に応じて露光量を制御する方法がある。例えば、濃度調整シーケンスにおいて、ある決められた検査用の画像を感光体上に露光し、感光体の表面電位や現像されたトナー像の濃度をセンサ等で測定し、目標濃度となるように、レーザの光量を制御する。このときに、感光体の感度の変動範囲を満足する光量が光源に要求されるため、レーザには広い光量レンジの制御が必要である。   Moreover, a wide light amount control range is required for the light source of the exposure means of the electrophotographic apparatus. The amount of light from the laser light source is proportional to the process speed, but inversely proportional to the photoreceptor sensitivity, optical efficiency, and number of beams. The sensitivity of the photoconductor has a sensitivity change characteristic due to variations in manufacturing and durability deterioration. When the sensitivity changes, the density of the formed image may be different even when charged, exposed and developed with the same process amount. Therefore, in order to suppress this density fluctuation, there is a method of controlling the exposure amount according to the change in the photoreceptor sensitivity. For example, in the density adjustment sequence, a predetermined inspection image is exposed on the photoconductor, and the surface potential of the photoconductor and the density of the developed toner image are measured by a sensor or the like, so that the target density is obtained. Control the amount of laser light. At this time, since the light source is required to have a light amount that satisfies the fluctuation range of the sensitivity of the photoconductor, the laser needs to control a wide light amount range.

また、光学系は、感光体上に結像されるスポットの光量が要求仕様を満足するように、チップ面の光量を制御している。しかし、光学系には、組み立て精度によるばらつき、レンズやミラーの透過率、反射率の製造時のばらつき、レーザの出射角(FFP)のばらつき等、様々な要因のばらつきがあることから、感光体上の光量とレーザのチップ面光量の関係もばらついている。このバラツキを考慮して、レーザには広い光量レンジの制御が要求されている。例えば、セットアップ時に、電位センサ感光体1周相当の大きさから成る基準パッチの平均電位及び電位ばらつきを求め、これに基づきレーザ光量の設定を行う方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。セットアップ時とは、例えば、電源投入時や所定時間ジョブがなかったときを意味する。   The optical system controls the light amount on the chip surface so that the light amount of the spot imaged on the photoconductor satisfies the required specifications. However, in the optical system, there are variations in various factors such as variations due to assembly accuracy, lens and mirror transmittance, variations in reflectance, and variations in laser emission angle (FFP). The relationship between the upper light amount and the laser chip surface light amount also varies. In consideration of this variation, the laser is required to control a wide light amount range. For example, a method is disclosed in which, during setup, the average potential and potential variation of a reference patch having a size corresponding to one round of the potential sensor photoreceptor are obtained, and the laser light quantity is set based on the average potential (see, for example, Patent Document 1). ). The setup time means, for example, when the power is turned on or when there is no job for a predetermined time.

特開2000−056522号公報JP 2000-056522 A

従来、レーザにより広範囲な光量が要求されている。これは、FFPのバラツキ、光学系組立精度のばらつき、感光体感度のバラツキ、耐久劣化等によるものである。このときに高光量から低光量まで同一のレーザダイオードを使用した場合に立ち上りの遅延時間の相違が画質に影響し、画質の均一化が困難である。   Conventionally, a wide range of light quantity is required by a laser. This is due to variations in FFP, variations in the assembly accuracy of the optical system, variations in the sensitivity of the photoreceptor, deterioration in durability, and the like. At this time, when the same laser diode is used from the high light quantity to the low light quantity, the difference in the delay time of the rise affects the image quality, and it is difficult to make the image quality uniform.

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、使用するレーザの光量範囲を狭くすることができ、一定のレーザ特性での画像形成を可能にする画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image forming apparatus capable of narrowing a light amount range of a laser to be used and forming an image with a certain laser characteristic, and a control method thereof. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、前記感光体の表面に形成される像の状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出手段とを備え、前記制御手段は、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes a light source that emits a plurality of beams, a driving unit that rotationally drives a rotary polygon mirror, and a plurality of beams that are emitted from the light source. In an image forming apparatus, comprising: a scanning exposure unit that scans and exposes the surface of a photoconductor by deflecting by a rotationally driven rotary polygon mirror; and a control unit that controls a rotation speed of the driving unit. Detecting means for detecting the state of the image to be detected, and calculating means for calculating the target light amount of the beam from the detection result by the detecting means, wherein the control means is configured such that the calculated target light amount is out of a predetermined range. In this case, the number of the plurality of beams emitted from the light source is switched, and the rotation speed of the driving unit is switched.

本発明によれば、光源であるレーザの光量に応じたレーザのビーム数に決定することにより、使用するレーザの光量範囲を狭くすることを可能にする。また、一定のレーザ特性での画像形成を可能とすると共に、レーザのビーム数に応じたポリゴンモータ速度を切り替えることにより生産性への影響をも防ぐことを可能とする。   According to the present invention, by determining the number of laser beams according to the light amount of the laser that is the light source, it is possible to narrow the light amount range of the laser to be used. In addition, it is possible to form an image with a certain laser characteristic and to prevent the influence on productivity by switching the polygon motor speed according to the number of laser beams.

本発明の第1の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。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1における走査露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the scanning exposure apparatus in FIG. 図2におけるレーザダイオード及びレーザドライバの回路構成例を示す図である。It is a figure which shows the circuit structural example of the laser diode in FIG. 2, and a laser driver. 感光体感度と各レーザの光量の関係を示す図であり、(a)は光学効率が低い場合、(b)は光学効率が高い場合である。It is a figure which shows the relationship between a photoreceptor sensitivity and the light quantity of each laser, (a) is a case where optical efficiency is low, (b) is a case where optical efficiency is high. 画像形成装置におけるレーザ光のビーム数を決定する処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of processing for determining the number of laser beams in the image forming apparatus. レーザ光のビーム数とポリゴンモータの回転速度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the beam number of a laser beam, and the rotational speed of a polygon motor. (a)は16ビームでの画像形成時の画像データのシーケンス図、(b)は10ビームでの画像形成時の画像データのシーケンス図である。(A) is a sequence diagram of image data at the time of image formation with 16 beams, and (b) is a sequence diagram of image data at the time of image formation with 10 beams. 本発明の第2の実施形態におけるレーザのFFPと各レーザのチップ面の光量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the FFP of the laser in the 2nd Embodiment of this invention, and the light quantity of the chip surface of each laser.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の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。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1において、画像形成装置は、2つのカセット給紙部1,2と、1つの手差し給紙部3を有している。各給紙部1,2,3から選択的に転写紙Sが給紙される。転写紙Sは、各給紙部のカセット4,5またはトレイ6上に積載されており、ピックアップローラ7によって最上位のものから順に繰り出される。そして、ピックアップローラ7によって繰り出された転写紙Sは、搬送手段としてのフィードローラ8Aと分離手段としてのリタードローラ8Bからなる分離ローラ対8によって最上位の転写紙のみ分離され、回転停止しているレジストローラ対12へ送られる。この場合、レジストローラ対12までの距離が長いカセット4,5から給送された転写紙Sは、複数の搬送ローラ対9,10,11に中継されてレジストローラ対12へ送られる。   In FIG. 1, the image forming apparatus includes two cassette sheet feeding units 1 and 2 and one manual sheet feeding unit 3. The transfer paper S is selectively fed from the paper feeding units 1, 2, and 3. The transfer paper S is stacked on the cassettes 4 and 5 or the tray 6 of each paper feed unit, and is fed out in order from the highest one by the pickup roller 7. The transfer sheet S fed out by the pickup roller 7 is separated only by the uppermost transfer sheet by a separation roller pair 8 including a feed roller 8A as a conveying unit and a retard roller 8B as a separating unit, and the rotation is stopped. It is sent to the registration roller pair 12. In this case, the transfer sheet S fed from the cassettes 4 and 5 having a long distance to the registration roller pair 12 is relayed to the plurality of conveyance roller pairs 9, 10 and 11 and sent to the registration roller pair 12.

レジストローラ対12へ送られた転写紙Sは、転写紙先端がレジストローラ対12のニップに突き当たって所定のループを形成すると、一旦移動が停止される。このループの形成により転写紙Sの斜行状態が矯正される。   The transfer paper S sent to the registration roller pair 12 is temporarily stopped when the leading edge of the transfer paper hits the nip of the registration roller pair 12 to form a predetermined loop. By forming this loop, the skew state of the transfer sheet S is corrected.

レジストローラ対12の下流には中間転写体である長尺の中間転写ベルト(無端ベルト)13が、駆動ローラ13a、二次転写対向ローラ13b、及びテンションローラ13cに張設され、断面視にて略三角形状に設定されている。この中間転写ベルト13は図中の時計回り方向に回転する。中間転写ベルト13の水平部上面には、異なる色のカラートナー像を形成、担持する複数の感光体(感光ドラム)14,15,16,17が中間転写ベルト13の回転方向に沿って順次配置されている。   A long intermediate transfer belt (endless belt) 13 that is an intermediate transfer member is stretched around a driving roller 13a, a secondary transfer counter roller 13b, and a tension roller 13c downstream of the registration roller pair 12, and in a cross-sectional view. It is set to be approximately triangular. The intermediate transfer belt 13 rotates in the clockwise direction in the figure. On the upper surface of the horizontal portion of the intermediate transfer belt 13, a plurality of photosensitive members (photosensitive drums) 14, 15, 16, and 17 that form and carry color toner images of different colors are sequentially arranged along the rotation direction of the intermediate transfer belt 13. Has been.

なお、中間転写ベルト13の回転方向において、最上流側に位置する感光体14はマゼンタ色のトナー像を担持する。感光体14の下流側に位置する感光体15はシアン色のトナー像を担持する。感光体15の下流側に位置する感光体16はイエロー色のトナー像を担持する。最下流側に位置する感光体17はブラック色のトナー像を担持する。   Note that the photosensitive member 14 located on the most upstream side in the rotation direction of the intermediate transfer belt 13 carries a magenta toner image. The photoconductor 15 located on the downstream side of the photoconductor 14 carries a cyan toner image. The photoconductor 16 located on the downstream side of the photoconductor 15 carries a yellow toner image. The photoreceptor 17 located on the most downstream side carries a black toner image.

まず、最上流側に位置する感光体14上にマゼンタ成分の画像に基づくレーザ光LMの露光が開始され、感光体14上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器23から供給されるマゼンタ色のトナーによって可視化される。   First, the exposure of the laser beam LM based on the image of the magenta component is started on the photoreceptor 14 positioned on the most upstream side, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 14. This electrostatic latent image is visualized by magenta toner supplied from the developing unit 23.

次に、感光体15上にシアン成分の画像に基づくレーザ光LCの露光が開始され、感光体16上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器24から供給されるシアン色のトナーによって可視化される。   Next, exposure of the laser beam LC based on the cyan component image is started on the photoconductor 15, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 16. This electrostatic latent image is visualized by cyan toner supplied from the developing device 24.

次に、感光体15上にレーザ光LCの露光開始から所定時間経過後、感光体16上にイエロー成分の画像に基づくレーザ光LYの露光が開始され、感光体16上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器25から供給されるイエロー色のトナーによって可視化される。   Next, after a predetermined time has elapsed from the start of exposure of the laser beam LC on the photoconductor 15, exposure of the laser beam LY based on the yellow component image is started on the photoconductor 16, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 16. It is formed. This electrostatic latent image is visualized by yellow toner supplied from the developing device 25.

次に、感光体16上へのレーザ光LYの露光開始から所定時間経過後、感光体17上にブラック成分の画像に基づくレーザ光LBの露光が開始され、感光体17上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器26から供給されるブラック色のトナーによって可視化される。   Next, after a predetermined time has elapsed from the start of exposure of the laser beam LY onto the photoconductor 16, exposure of the laser beam LB based on the black component image is started on the photoconductor 17, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 17. Is formed. The electrostatic latent image is visualized by black toner supplied from the developing device 26.

なお、各感光体14〜17の周りには、各感光体14〜17を均一に帯電させるための一次帯電器27,28,29,30が設置されている。また、トナー像転写後の感光体14〜17上に付着しているトナーを除去するためのクリーナ31,32,33,34なども設置されている。   In addition, primary chargers 27, 28, 29, and 30 are installed around the photoconductors 14 to 17 to uniformly charge the photoconductors 14 to 17, respectively. In addition, cleaners 31, 32, 33, and 34 for removing toner adhering to the photoconductors 14 to 17 after the toner image is transferred are also installed.

中間転写ベルト13が時計回りに回転する過程で、感光体14と転写帯電器90との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト13上にマゼンタ色のトナー像が転写される。次に、感光体15と転写帯電器91との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト13上にシアン色のトナー像が転写される。次に、感光体16と転写帯電器92との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト13上にイエロー色のトナー像が転写される。最後に、感光体17と転写帯電器93との間の転写部を通過することにより、中間転写ベルト13上にブラックの色のトナー像が転写される。以上により、中間転写ベルト13上にマゼンタ色、シアン色、イエロー色、ブラック色のトナー像が重なり転写される。一方、転写紙Sはレジストローラ対12へ送られて斜行状態が矯正される。   In the process of rotating the intermediate transfer belt 13 clockwise, a magenta toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 13 by passing through a transfer portion between the photoreceptor 14 and the transfer charger 90. Next, a cyan toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 13 by passing through a transfer portion between the photoconductor 15 and the transfer charger 91. Next, the yellow toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 13 by passing through a transfer portion between the photoconductor 16 and the transfer charger 92. Finally, a black toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 13 by passing through a transfer portion between the photoconductor 17 and the transfer charger 93. As described above, magenta, cyan, yellow, and black toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 13 in an overlapping manner. On the other hand, the transfer sheet S is sent to the registration roller pair 12 to correct the skew state.

レジストローラ対12は、中間転写ベルト13上のトナー像と転写紙先端との位置を合わせるタイミングをとって回転を開始する。   The registration roller pair 12 starts to rotate at the timing of aligning the position of the toner image on the intermediate transfer belt 13 and the leading edge of the transfer paper.

次に、転写紙Sは、レジストローラ対12によって中間転写ベルト13上の二次転写ローラ40と二次転写対向ローラ13bとの当接部である二次転写部T2に送られ、シート面上にトナー像が転写される。二次転写部T2を通過した転写紙Sは、中間転写ベルト13によって画像定着手段である定着装置35へ送られる。そして、転写紙Sが定着装置35内の定着ローラ35Aと加圧ローラ35Bとによって形成されるニップ部を通過する過程で、定着ローラ35Aにより加熱され、加圧ローラ35Bにより加圧されて転写トナー像がシート面に定着される。定着装置35を通過した定着処理済み転写紙Sは、搬送ローラ対36によって排出ローラ対37へ送られ、さらに機外の排出トレイ38上へ排出される。   Next, the transfer sheet S is sent by the registration roller pair 12 to the secondary transfer portion T2 which is a contact portion between the secondary transfer roller 40 and the secondary transfer counter roller 13b on the intermediate transfer belt 13, and on the sheet surface. The toner image is transferred to the surface. The transfer sheet S that has passed through the secondary transfer portion T2 is sent by the intermediate transfer belt 13 to a fixing device 35 that is an image fixing unit. Then, in the process in which the transfer sheet S passes through the nip formed by the fixing roller 35A and the pressure roller 35B in the fixing device 35, the transfer paper S is heated by the fixing roller 35A and pressurized by the pressure roller 35B to be transferred toner. The image is fixed on the sheet surface. The fixing-processed transfer sheet S that has passed through the fixing device 35 is sent to the discharge roller pair 37 by the conveying roller pair 36 and further discharged onto the discharge tray 38 outside the apparatus.

本画像形成装置においては、両面モードの画像形成が可能になっている。以下、両面モード時の転写紙Sの流れに沿って本画像形成装置の構成をさらに説明する。   In this image forming apparatus, double-sided mode image formation is possible. Hereinafter, the configuration of the image forming apparatus will be further described along the flow of the transfer sheet S in the duplex mode.

両面モードが指定されている場合、定着装置35を通過した定着処理済み転写紙Sは、縦パス58を通って反転パス59へ送られる。この場合、フラッパ60は、縦パス58側に開いており、定着処理済み転写紙Sは、搬送ローラ対36,61,62及び逆転ローラ対63によって搬送される。逆転ローラ対63によって矢印a方向に搬送されている定着処理済み転写紙Sの後端がポイントPを通過した時点で逆転ローラ対63が逆転して、定着処理済み転写紙Sは後端側を先頭にして矢印b方向に搬送される。この動作で、定着処理済み転写紙Sのトナー像転写面は上側になる。   When the duplex mode is designated, the transfer-processed transfer sheet S that has passed through the fixing device 35 is sent to the reverse path 59 through the vertical path 58. In this case, the flapper 60 is open to the vertical path 58 side, and the transfer sheet S that has been subjected to the fixing process is transported by the transport roller pairs 36, 61, 62 and the reverse roller pair 63. When the rear end of the fixed transfer sheet S conveyed in the direction of arrow a by the reverse roller pair 63 passes the point P, the reverse roller pair 63 reverses, and the fixed transfer sheet S moves on the rear end side. It is conveyed in the direction of arrow b starting from the top. With this operation, the toner image transfer surface of the transfer sheet S that has been subjected to the fixing process is on the upper side.

なお、ポイントPには、縦パス58から反転パス59への転写紙Sの進入を可能とし、当該転写紙Sの侵入を不可能とする可撓性転写紙付きフラッパ64と、転写紙後端が同ポイントPを通過したことを検知する検知レバー65が設けられている。   At the point P, a flapper 64 with flexible transfer paper that allows the transfer paper S to enter from the vertical path 58 to the reversal path 59 and that the transfer paper S cannot enter, and a rear end of the transfer paper Is provided with a detection lever 65 for detecting that the vehicle has passed the point P.

逆転ローラ対63の逆転によって矢印b方向に搬送された定着済みシートSは、再給紙パス67内に送られ、複数の再給紙パス内搬送ローラ対68と搬送ローラ対11で中継され、再び画像形成のためにレジストローラ対12に送られる。定着処理済み転写紙Sはレジストローラ対12で斜行状態を補正された後、二次転写部T2に送られる。そして、主走査方向、副走査方向の倍率補正が行われた画像メモリ(不図示)に蓄えられた画像データを基に2回目の画像形成が行われ、以後、片面画像形成と同一のプロセスを経て機外に排出される。   The fixed sheet S conveyed in the direction of the arrow b by the reverse rotation of the reverse rotation roller pair 63 is sent into the refeed path 67 and relayed by a plurality of refeed path conveyance rollers 68 and the conveyance roller pair 11. The image is again sent to the registration roller pair 12 for image formation. The transfer sheet S that has been subjected to the fixing process is corrected in the skew state by the registration roller pair 12 and then sent to the secondary transfer portion T2. Then, the second image formation is performed based on the image data stored in the image memory (not shown) that has been subjected to magnification correction in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Thereafter, the same process as the one-sided image formation is performed. Then it is discharged out of the machine.

また、近年、プリンタや複写機の高速化、高画質化のために、光源に用いる半導体レーザのビーム数を複数にして回転多面鏡(ポリゴンミラー)による一度の走査で複数の走査露光を行う手法が多くとられている。特に、端面発光レーザから面発光レーザが実用化されてきており、多ビーム化は容易となってきている。   In recent years, in order to increase the speed and image quality of printers and copiers, multiple scanning exposures can be performed by a single scanning operation using a rotating polygon mirror (polygon mirror) with a plurality of semiconductor laser beams used as a light source. Many have been taken. In particular, edge emitting lasers have been put to practical use as surface emitting lasers, and it has become easier to increase the number of beams.

次に、多ビームの半導体レーザを画像形成装置に用いた例を以下に説明する。   Next, an example in which a multi-beam semiconductor laser is used in an image forming apparatus will be described below.

図2は、図1における走査露光装置の概略構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the scanning exposure apparatus in FIG.

電子写真方式の画像形成装置は、図2に示すように、入力された画像データに対応する潜像を感光体15上に形成するように、感光体15に対してレーザ光を照射する露光ユニットを備える。この露光ユニットは、レーザ光(ビーム)を射出する光源としてLD100を備える。LD100から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ1013を介して平行レーザ光L1へ変換され、このL1は、ポリゴンモータ1003によって回転駆動中のポリゴンミラー1002に照射される。そして、ポリゴンミラー1002に照射されたL1は、ポリゴンミラー1002により偏向されて、f−θレンズ1014へ至る。   As shown in FIG. 2, the electrophotographic image forming apparatus is an exposure unit that irradiates the photoconductor 15 with laser light so as to form a latent image corresponding to the input image data on the photoconductor 15. Is provided. This exposure unit includes an LD 100 as a light source for emitting laser light (beam). Laser light emitted from the LD 100 is converted into parallel laser light L1 via a collimator lens 1013, and this L1 is irradiated to a polygon mirror 1002 that is being rotationally driven by a polygon motor 1003. Then, L1 irradiated to the polygon mirror 1002 is deflected by the polygon mirror 1002 and reaches the f-θ lens 1014.

また、ポリゴンモータ1003は、コントローラ1027からの制御信号により、所定の回転速度で駆動される。このf−θレンズ1014を通過したレーザ光は、感光体15上に主走査方向に等速で結合走査され、このレーザ光の走査、すなわちスキャン動作により、感光体15上に潜像1016が形成される。   Further, the polygon motor 1003 is driven at a predetermined rotational speed by a control signal from the controller 1027. The laser beam that has passed through the f-θ lens 1014 is combined and scanned on the photosensitive member 15 at a constant speed in the main scanning direction, and a latent image 1016 is formed on the photosensitive member 15 by scanning of the laser beam, that is, a scanning operation. Is done.

ビームデテクトセンサ(以下、「BDセンサ」という)1017は、LD100の強制点灯期間にポリゴンミラー1002により反射されて入力されたレーザ光を検出する。そして、主走査毎の画像形成書き出しタイミングの基準信号となるビームデテクト信号(以下、「BD信号」という)を出力する。BD信号はコントローラ1027に入力される。   A beam detect sensor (hereinafter referred to as “BD sensor”) 1017 detects the laser beam reflected and input by the polygon mirror 1002 during the forced lighting period of the LD 100. Then, a beam detect signal (hereinafter referred to as “BD signal”) serving as a reference signal for image formation writing timing for each main scan is output. The BD signal is input to the controller 1027.

コントローラ1027は、BD信号より書き出しシーケンスを生成し、シーケンス信号をFIFOメモリ1028に出力し、制御信号cont1〜cont16をレーザドライバ1029に出力する。   The controller 1027 generates a write sequence from the BD signal, outputs the sequence signal to the FIFO memory 1028, and outputs the control signals cont1 to cont16 to the laser driver 1029.

濃度センサ1010は、現像後の感光体15の表面のトナー濃度を検出し、その検出結果を信号としてコントローラ1027へ出力する。コントローラ1027は、入力したトナー濃度から感光体の感度を算出し、最適な露光量となるようにレーザドライバ1029に基準電圧Vcont1〜Vcont16を出力する。   The density sensor 1010 detects the toner density on the surface of the photoconductor 15 after development, and outputs the detection result to the controller 1027 as a signal. The controller 1027 calculates the sensitivity of the photoreceptor from the input toner density, and outputs the reference voltages Vcont1 to Vcont16 to the laser driver 1029 so that the optimum exposure amount is obtained.

図3は、図2で示したLD100及びレーザドライバ1029の回路構成例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration example of the LD 100 and the laser driver 1029 shown in FIG.

LD100は、パッケージ内にレーザダイオードLD1,LD2〜LD16を有し、LD1,LD2〜LD16のカソード端子が共通端子となり接地される。LD1,LD2〜LD16のアノード端子はそれぞれドライバ回路driver1,driver2〜driver16に接続され、各々の回路より点灯電流が供給される。driver1,driver2〜driver16はそれぞれ同一の回路であり、代表してdriver1の動作について説明を行う。   The LD 100 has laser diodes LD1, LD2 to LD16 in a package, and the cathode terminals of the LD1, LD2 to LD16 become common terminals and are grounded. The anode terminals of LD1, LD2-LD16 are connected to driver circuits driver1, driver2-driver16, respectively, and a lighting current is supplied from each circuit. The driver 1, driver 2 to driver 16 are the same circuit, and the operation of the driver 1 will be described as a representative.

ホトダイオードPD1は、LD1,LD2〜LD16の光量を測定するために、LD1、LD2〜LD16の放射光またはその一部が照射される位置に設置される。PD1のアノード端子は接地される。カソード端子には、抵抗R1を介して電源Vccに接続されるバイアスを印加され、カソード端子がモニタ出力となる。   The photodiode PD1 is installed at a position where the emitted light of LD1, LD2 to LD16 or a part thereof is irradiated in order to measure the light quantity of LD1, LD2 to LD16. The anode terminal of PD1 is grounded. A bias connected to the power source Vcc is applied to the cathode terminal via the resistor R1, and the cathode terminal becomes a monitor output.

PD1のカソード端子は、エラーアンプOP1の+入力端子に接続される。また、OP1の−入力端子には、基準電圧Vcont1が印加されている。Vcont1は、図2で示したコントローラ1027により生成され供給される。OP1の出力端子は、アナログスイッチSW1に入力される。SW1の動作を制御するコントロール端子には、制御信号cont1が入力される。cont1は、図2で示したコントローラ1027により生成され供給される。   The cathode terminal of PD1 is connected to the + input terminal of error amplifier OP1. The reference voltage Vcont1 is applied to the negative input terminal of OP1. Vcont1 is generated and supplied by the controller 1027 shown in FIG. The output terminal of OP1 is input to the analog switch SW1. A control signal cont1 is input to a control terminal that controls the operation of SW1. The cont1 is generated and supplied by the controller 1027 shown in FIG.

SW1の出力は、コンデンサC1の一端に接続され、さらに定電流源CC1の制御信号となり入力される。C1の他端は接地される。CC1は、印加される電圧に応じた電流を出力より供給する。出力には、PNPトランジスタQ10,Q11のエミッタ端子にそれぞれ接続される。Q10のコレクタ端子は、driver1の出力となり、LD1のアノード端子に接続される。Q11のコレクタ端子には、抵抗RD1が接続され、RD1の他端は接地される。Q10のベース端子にはインバータQ12を介して、Q11のベース端子にはバッファQ13を介して、それぞれ信号data1が入力される。data1は、図2で示したFIFOメモリ1028により供給される。   The output of SW1 is connected to one end of a capacitor C1 and further input as a control signal for the constant current source CC1. The other end of C1 is grounded. CC1 supplies a current corresponding to the applied voltage from the output. The outputs are connected to the emitter terminals of PNP transistors Q10 and Q11, respectively. The collector terminal of Q10 becomes the output of driver1 and is connected to the anode terminal of LD1. A resistor RD1 is connected to the collector terminal of Q11, and the other end of RD1 is grounded. The signal data1 is input to the base terminal of Q10 via the inverter Q12 and the base terminal of Q11 via the buffer Q13. The data1 is supplied from the FIFO memory 1028 shown in FIG.

なお、driver1以外のdriver2〜driver16についても上述したdriver1と同じ構成を有する。   The drivers 2 to 16 other than the driver 1 have the same configuration as the driver 1 described above.

次に、図3を用いて動作の説明を行う。   Next, the operation will be described with reference to FIG.

まず、LD1のオートパワーコントロール(APC)モードとなるように、コントローラ1027からcont1、data1が共にHiで出力され、cont2〜cont16、data2〜data16がLoで出力される。   First, both cont1 and data1 are output as Hi from the controller 1027 so that the auto power control (APC) mode of the LD1 is set, and cont2 to cont16 and data2 to data16 are output as Lo.

まず、data1はHiであることから、Q12の出力はLoとなり、Q10はONする。一方、Q11は逆にOFFする。Q10がONするとCC1より供給される電流によりLD1が点灯する。LD1の光量が増すと、PD1の出力電流は増大してOP1に入力される電圧は低下する。PD1の出力はOP1によりVcont1と比較され、OP1の出力電圧は低下する。OP1の出力電圧が低下すると、CC1の出力電流も低下する。CC1の出力電流も低下すると、LD1の光量も低下する。以上のように、同回路は負帰還回路を構成しており、PD1の出力とVcont1が同一の電圧となるように一定の光量でLD1が点灯することとなる。   First, since data1 is Hi, the output of Q12 becomes Lo and Q10 is turned ON. On the other hand, Q11 is turned OFF. When Q10 is turned on, LD1 is lit by the current supplied from CC1. When the light quantity of LD1 increases, the output current of PD1 increases and the voltage input to OP1 decreases. The output of PD1 is compared with Vcont1 by OP1, and the output voltage of OP1 decreases. When the output voltage of OP1 decreases, the output current of CC1 also decreases. When the output current of CC1 also decreases, the light quantity of LD1 also decreases. As described above, this circuit constitutes a negative feedback circuit, and the LD1 is lit with a constant light quantity so that the output of PD1 and Vcont1 have the same voltage.

なお、LD1以外のLD2〜LD16のAPCモード時も上述と同様に動作するため、それらの説明は省略する。   In addition, since it operate | moves similarly to the above also in the APC mode of LD2-LD16 other than LD1, those description is abbreviate | omitted.

次に、画像形成装置における印字モードの説明を行う。   Next, the print mode in the image forming apparatus will be described.

印字モード時には、コントローラ1027からcont1〜cont16がLoで出力され、印字するための画像データが信号data1〜data16として出力される。cont1がLoであることからSW1がOFFになる。このため、APCモード時の電圧がC1により保持される。CC1の制御端子には、C1の電圧が印加されるため、CC1の出力はAPCモード時と同じ電流値となる。   In the print mode, the controller 1027 outputs cont1 to cont16 at Lo and outputs image data for printing as signals data1 to data16. Since cont1 is Lo, SW1 is turned off. For this reason, the voltage in the APC mode is held by C1. Since the voltage of C1 is applied to the control terminal of CC1, the output of CC1 has the same current value as in the APC mode.

data1がHiの場合は、Q10がONするのでLD1は点灯する。一方、data1がLoの場合は、Q10がOFFするのでLD1は消灯する。この結果、画像データによりレーザの点滅駆動が可能となり、画像露光を行うことが可能となる。また、半導体レーザは、同一環境においては同一の電流値では一定の光量で点灯することが知られており、これにより点灯時はAPCモードと同等の一定光量で点灯することが可能となる。   When data1 is Hi, Q10 is turned on and LD1 is lit. On the other hand, when data1 is Lo, Q10 is turned off, so LD1 is turned off. As a result, the laser can be driven to blink by the image data, and image exposure can be performed. In addition, it is known that the semiconductor laser is lit with a constant light amount at the same current value in the same environment, and thus it can be lit with a constant light amount equivalent to the APC mode.

また、data1がHiの場合は、Q11がOFFする。data1がLoの場合は、Q11がONするので、RD1にCC1より供給される電流が印加される。これにより、deta1の状況に影響されずにCC1より供給される電流は一定となる。一般的に、定電流回路の高速駆動、特に画像形成を行う数十MHzでの動作は困難であるが、同構成によれば、Q10,Q11は高速での動作を必要とし、CC1は高速の動作を必要としないため画像形成が容易となる。   When data1 is Hi, Q11 is turned off. When data1 is Lo, Q11 is turned on, so that the current supplied from CC1 is applied to RD1. As a result, the current supplied from CC1 is constant without being affected by the status of data1. In general, it is difficult to drive a constant current circuit at a high speed, particularly an operation at several tens of MHz for image formation. However, according to this configuration, Q10 and Q11 require a high speed operation, and CC1 has a high speed. Since no operation is required, image formation is facilitated.

なお、LD1以外のLD2〜LD16の印字モード時も上述と同様に動作するため、それらの説明は省略する。   In addition, since it operates similarly to the above also in the print modes of LD2 to LD16 other than LD1, their description is omitted.

次に、図4(a)、図4(b)を用いて、ビーム数による感光体感度と各々のビームの光量の関係を説明する。   Next, with reference to FIGS. 4A and 4B, the relationship between the sensitivity of the photoconductor according to the number of beams and the light amount of each beam will be described.

図4(a)は光学効率が低い場合、つまりレーザのFFP(ファーフィールドパターン)が広く、かつ光学部品の透過率や反射率が低くばらついた場合を示している。感光体感度は、初期のばらつきと耐久劣化を含めて0.23〜0.35の範囲でばらつく。また、各ビームの最大光量定格は1mW、画像の劣化を伴わずに使用できる最低光量を0.3mWとすると、16ビームにおいて感光体感度の範囲内で各ビームの光量は0.4mWから1mW以内であるため、16ビームで画像形成を行えば問題ないことがわかる。   FIG. 4A shows the case where the optical efficiency is low, that is, the case where the FFP (far field pattern) of the laser is wide and the transmittance and reflectance of the optical component are low. The photoreceptor sensitivity varies in the range of 0.23 to 0.35 including initial variations and durability deterioration. Also, assuming that the maximum light quantity rating of each beam is 1 mW and the minimum light quantity that can be used without image deterioration is 0.3 mW, the light quantity of each beam is within 0.4 mW to 1 mW within the range of sensitivity of the photosensitive member with 16 beams. Therefore, it can be seen that there is no problem if image formation is performed with 16 beams.

図4(b)は光学効率が高い場合、つまりレーザのFFP(ファーフィールドパターン)が狭く、かつ光学部品の透過率や反射率が高くばらついた場合を示している。このとき、16ビームにおいて感光体感度が高い場合、各ビームの光量は0.3mW以下となってしまうことがわかる。しかしながら、10ビームの場合の特性は0.3mWから0.7mWの範囲であるため、低光量時の問題はないことがわかる。   FIG. 4B shows a case where the optical efficiency is high, that is, a case where the FFP (far field pattern) of the laser is narrow and the transmittance and the reflectance of the optical component vary. At this time, when the sensitivity of the photosensitive member is high at 16 beams, the light quantity of each beam is 0.3 mW or less. However, since the characteristics in the case of 10 beams are in the range of 0.3 mW to 0.7 mW, it can be seen that there is no problem when the light quantity is low.

次に、図5を用いてビーム数を決定するシーケンスについて説明する。   Next, a sequence for determining the number of beams will be described with reference to FIG.

図4(a)の場合は、まず、コントローラ1027は、16ビームで濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、濃度センサ1010によりトナー濃度を検出する(ステップS501)。次に、コントローラ1027は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断する(ステップS502)。適正範囲でないと判断した場合、コントローラ1027は、検出したトナー濃度から適正濃度範囲となるようなビームの目標光量を計算する(ステップS503)。   In the case of FIG. 4A, first, the controller 1027 forms an image patch for density detection with 16 beams on the photosensitive member, and detects the toner density by the density sensor 1010 (step S501). Next, the controller 1027 determines whether or not the detected toner density is within an appropriate density range (step S502). If it is determined that it is not within the proper range, the controller 1027 calculates a target light amount of the beam that is within the proper density range from the detected toner density (step S503).

次に、コントローラ1027は、ステップS503で算出した目標光量が0.3mWから1mWの範囲の適正光量範囲か否かを判断する(ステップS504)。図4(a)の場合は、16ビームで適正光量範囲となる光量値が計算される。コントローラ1027は、計算した目標光量にて再度濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、トナー濃度を検出する(ステップS501)。コントローラ1027は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断し(ステップS502)、適正であれば濃度検出シーケンスは終了する。その後の画像形成処理では、このときに選択されたビーム数及び光量にて行われる。   Next, the controller 1027 determines whether or not the target light amount calculated in step S503 is within an appropriate light amount range of 0.3 mW to 1 mW (step S504). In the case of FIG. 4A, a light amount value that is within an appropriate light amount range with 16 beams is calculated. The controller 1027 again forms an image patch for density detection on the photoconductor with the calculated target light amount, and detects the toner density (step S501). The controller 1027 determines whether or not the detected toner density is within an appropriate density range (step S502), and if it is appropriate, the density detection sequence ends. Subsequent image forming processing is performed with the number of beams and the amount of light selected at this time.

次に、図4(b)の場合を説明する。   Next, the case of FIG. 4B will be described.

まず、コントローラ1027は、16ビームで濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、濃度センサ1010によりトナー濃度を検出する(ステップS501)。次に、コントローラ1027は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断する(ステップS502)。適正範囲でないと判断した場合、コントローラ1027は、検出したトナー濃度から適正濃度範囲となるようなビームの目標光量を計算する(ステップS503)。   First, the controller 1027 forms an image patch for density detection with 16 beams on the photoconductor, and detects the toner density by the density sensor 1010 (step S501). Next, the controller 1027 determines whether or not the detected toner density is within an appropriate density range (step S502). If it is determined that it is not within the proper range, the controller 1027 calculates a target light amount of the beam that is within the proper density range from the detected toner density (step S503).

次に、コントローラ1027は、ステップS503で算出した目標光量が0.3mWから1mWの範囲の適正光量範囲か否かを判断する(ステップS504)。図4(b)の場合は、16ビームで適正光量範囲とならない光量値が計算される場合がある。その場合は、ビーム数を10ビームに切り替えて再度光量値を計算する(ステップS505)。また、ビーム数を切り替えた場合でも生産性を一定に保つ必要がある。上述した式(1)で示したように、ビーム数Nを切り替えたとき、生産性PSを一定に保つためには、ポリゴンモータ1003の回転速度RMSを切り替えることにより可能であることがわかる。レーザ光のビーム数とポリゴンモータの回転速度の関係を図6に示す。図6に示すように、16ビーム時のポリゴンモータ1003の回転速度は約23000RPMだが、10ビーム時は約36000RPMとなる。この結果、コントローラ1027は、ポリゴンモータの回転速度を23000RPMから36000RPMに切り替える。   Next, the controller 1027 determines whether or not the target light amount calculated in step S503 is within an appropriate light amount range of 0.3 mW to 1 mW (step S504). In the case of FIG. 4B, a light amount value that does not fall within the appropriate light amount range with 16 beams may be calculated. In that case, the number of beams is switched to 10 and the light quantity value is calculated again (step S505). Further, it is necessary to keep productivity constant even when the number of beams is switched. As shown in the above equation (1), it can be seen that when the number of beams N is switched, the productivity PS can be kept constant by switching the rotational speed RMS of the polygon motor 1003. FIG. 6 shows the relationship between the number of laser beams and the rotational speed of the polygon motor. As shown in FIG. 6, the rotational speed of the polygon motor 1003 at 16 beams is about 23000 RPM, but is about 36000 RPM at 10 beams. As a result, the controller 1027 switches the rotation speed of the polygon motor from 23000 RPM to 36000 RPM.

次に、コントローラ1027は、計算した目標光量、ビーム数及びポリゴンモータの回転速度にて再度濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、トナー濃度を検出する。   Next, the controller 1027 again forms a density detection image patch on the photosensitive member with the calculated target light amount, the number of beams, and the rotational speed of the polygon motor, and detects the toner density.

次に、コントローラ1027は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断し(ステップS502)、適正であれば濃度検出シーケンスは終了する。その後の画像形成処理では、上述の処理にて決定された、光量、ビーム数、及びポリゴンモータの回転速度にて行われる。   Next, the controller 1027 determines whether or not the detected toner density is in an appropriate density range (step S502), and if it is appropriate, the density detection sequence ends. Subsequent image formation processing is performed at the light amount, the number of beams, and the rotation speed of the polygon motor determined in the above processing.

次に、画像形成時の画像データの流れを図7(a)、図7(b)を用いて説明する。   Next, the flow of image data during image formation will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).

図7(a)は、図4(a)または図4(b)に示す16ビームでの画像形成時の画像データのシーケンスを表している。   FIG. 7A shows a sequence of image data at the time of image formation with 16 beams shown in FIG. 4A or 4B.

図7(a)において、画像データにおける数字は副走査方向の画像データの行数を表している。1行目から順次図2におけるFIFOメモリ1028に入力され記憶される。書き出し信号であるBD信号が入力されると、1行目から16行目までの画像データがそれぞれdata1〜data16として出力され、16行同時に露光される。   In FIG. 7A, the numbers in the image data represent the number of lines of image data in the sub-scanning direction. The data are sequentially input to and stored in the FIFO memory 1028 in FIG. 2 from the first line. When a BD signal, which is a writing signal, is input, the image data from the first line to the 16th line are output as data1 to data16, respectively, and 16 lines are exposed simultaneously.

次に、17行目から32行目までのデータが順次入力されると次のBD信号が入力され、次の走査時は17行目から32行目までの画像データがそれぞれdata1〜data16として出力され、同様に16行同時に露光される。   Next, when the data from the 17th line to the 32nd line are sequentially input, the next BD signal is input, and at the next scanning, the image data from the 17th line to the 32nd line are output as data1 to data16, respectively. Similarly, 16 rows are exposed simultaneously.

図7(b)は、図4(b)の10ビームでの画像形成時の画像データのシーケンスを表している。   FIG. 7B shows a sequence of image data during image formation with 10 beams shown in FIG.

図7(b)において、画像データにおける数字は、図7(a)と同様に、副走査方向の画像データの行数を表している。1行目から順次図2におけるFIFOメモリ1028に入力され記憶される。ポリゴンモータ1003の回転速度は16ビーム時より速いため、BD信号は10行目の画像データが入力されたところで出力される。書き出し信号であるBD信号が入力されると1行目から10行目までの画像データがそれぞれdata1からdata10より出力される。data11からdata16からは、データが出力されないため、10行同時に露光されることとなる。次に、11行目から20行目までのデータが順次入力されると次のBD信号が入力され、次の走査時は11行目から20行目までの画像データがそれぞれdata1からdata10より出力され、同様に10行同時に露光される。   In FIG. 7B, the numbers in the image data represent the number of rows of image data in the sub-scanning direction, as in FIG. 7A. The data are sequentially input to and stored in the FIFO memory 1028 in FIG. 2 from the first line. Since the rotation speed of the polygon motor 1003 is faster than that at 16 beams, the BD signal is output when the image data on the 10th row is input. When a BD signal as a writing signal is input, image data from the first line to the tenth line are output from data1 to data10, respectively. Since no data is output from data 11 to data 16, 10 lines are exposed simultaneously. Next, when the data from the 11th line to the 20th line are sequentially input, the next BD signal is input, and the image data from the 11th line to the 20th line is output from data1 to data10 at the next scanning, respectively. Similarly, 10 rows are exposed simultaneously.

以上のように、本実施形態によれば、各ビームの光量が0.3mWから0.7mWの範囲で使用することが可能となるため、使用するレーザの光量範囲を狭くすることができ、低光量時の応答性の低下やスポット径の肥大と言った弊害を防ぐことが可能となる。また、レーザのビーム数に応じてポリゴンモータの駆動速度を切り替えることにより、生産性の低下を防ぐことを可能とする。   As described above, according to the present embodiment, since the light amount of each beam can be used in the range of 0.3 mW to 0.7 mW, the light amount range of the laser to be used can be narrowed. It is possible to prevent adverse effects such as a decrease in response at the time of light quantity and an increase in spot diameter. Further, it is possible to prevent the productivity from being lowered by switching the driving speed of the polygon motor in accordance with the number of laser beams.

また、上記実施形態では、36000RPMはポリゴンモータの回転速度の限界に近い。このため、生産性を一定に保つためには10ビームから16ビームでの露光が必要である。逆に、10ビームから16ビームの間のビーム数での画像形成も本発明の効果を得ることは可能である。   In the above embodiment, 36000 RPM is close to the limit of the rotational speed of the polygon motor. For this reason, in order to keep productivity constant, exposure with 10 to 16 beams is necessary. Conversely, image formation with a beam number between 10 and 16 beams can also achieve the effects of the present invention.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について図8を参照して説明する。本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成が上記第1の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、第1の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第1の実施の形態と異なる点のみを説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the image forming apparatus according to the first embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are the same. The description thereof will be omitted using the reference numeral. Only differences from the first embodiment will be described below.

図8は、感光体表面上に必要光量を得るためのビーム数に応じたレーザのFFP(ファーフィールドパターン)と各レーザのチップ面の光量の関係を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the laser FFP (far field pattern) corresponding to the number of beams for obtaining the necessary light amount on the surface of the photosensitive member and the light amount of the chip surface of each laser.

同図において、FFPが大きい、つまり光の広がり角が大きい場合は、光学系のカップリング効率が低下するため、各レーザのチップ面の必要光量は大きくなる。また、光の広がり角が小さい場合は、光学系のカップリング効率が向上するため、各レーザのチップ面の必要光量は小さくなる。この場合、16ビーム時はFFPが約6.6°のときに各レーザのチップ面の光量は0.3mWとなる。よって、走査露光装置の組立調整時にレーザのFFPを予め測定し、走査露光装置に実装された記憶装置に記憶させておく。画像形成装置本体に走査露光装置を実装し、画像形成を開始するときに、コントローラ1027は、記憶装置に記憶されたFFPを読み出し、チップ面光量がどの程度になるか予測する。   In the figure, when the FFP is large, that is, when the spread angle of light is large, the coupling efficiency of the optical system is lowered, so that the required amount of light on the chip surface of each laser increases. Further, when the light spread angle is small, the coupling efficiency of the optical system is improved, so that the required amount of light on the chip surface of each laser is small. In this case, for 16 beams, when the FFP is approximately 6.6 °, the amount of light on the chip surface of each laser is 0.3 mW. Therefore, the FFP of the laser is measured in advance during assembly adjustment of the scanning exposure apparatus, and stored in a storage device mounted on the scanning exposure apparatus. When the scanning exposure apparatus is mounted on the image forming apparatus main body and image formation is started, the controller 1027 reads the FFP stored in the storage device and predicts how much the chip surface light amount will be.

例えば、画像形成時にFFPが約6.6°より大きいときはビーム数を16ビームとしてそのときに応じたポリゴンモータ回転速度とし、各ビームの光量を0.3mW以上にして画像形成を行なうことが可能となる。また、FFPが約6.6°より小さいときはビーム数を10ビームとして、そのときに応じたポリゴンモータ回転速度とし、各ビームの光量を0.3mW以上にして画像形成を行なうことが可能となる。   For example, if the FFP is larger than about 6.6 ° during image formation, the number of beams is set to 16 and the polygon motor rotation speed is set accordingly, and the amount of light of each beam is set to 0.3 mW or more to form an image. It becomes possible. Further, when the FFP is smaller than about 6.6 °, the number of beams is set to 10, and the polygon motor rotation speed corresponding to the number of beams is set, and the light quantity of each beam can be set to 0.3 mW or more to form an image. Become.

上記第1、第2の実施形態では、ビームの光量を決定するために、感光体上のトナー像の濃度を濃度センサ1010にて検出する例を説明したが、光量を決定するパラメータを検出する信号手段であれば、本発明の適用は可能である。例えば、電位センサにより感光体上の露光後の潜像電位を検出した信号から、露光するビームの光量とビーム数とポリゴンモータの回転速度を決定しても同等の効果を得ることが可能である。   In the first and second embodiments, the example in which the density sensor 1010 detects the density of the toner image on the photosensitive member in order to determine the light amount of the beam has been described. However, the parameter for determining the light amount is detected. The present invention can be applied to any signal means. For example, it is possible to obtain the same effect even if the amount of light beam to be exposed, the number of beams, and the rotational speed of the polygon motor are determined from a signal obtained by detecting the latent image potential after exposure on the photosensitive member by the potential sensor. .

本発明を使用しない場合には、低光量での使いこなしが必要となる。この場合は立ち上がり時に加速的に電力を極短時間で供給する必要があるため、駆動回路の複雑化、コストアップを招く。また、駆動時の問題を解決できても、しきい値近辺の低光量領域のレーザ特性は不安定である問題もあり、駆動での対策のみでは不十分であるとい課題がある。マルチビーム化が容易なVCSELの特徴として光量を多く取り出すことは困難であることがある。通常のエッジエミッタダイオードは数十mW以上の光量を容易に得ることが可能あることに対して、VCSELは1〜3mW程度の光量しか得ることはできない。   When the present invention is not used, it is necessary to use it with a low amount of light. In this case, since it is necessary to supply power in an extremely short time at the time of start-up, the drive circuit becomes complicated and costs increase. Further, even if the problem at the time of driving can be solved, there is a problem that the laser characteristics in the low light quantity region near the threshold value are unstable, and there is a problem that only the countermeasures at the driving are insufficient. It may be difficult to extract a large amount of light as a feature of a VCSEL that can be easily multi-beamed. A normal edge emitter diode can easily obtain a light quantity of several tens of mW or more, whereas a VCSEL can obtain only a light quantity of about 1 to 3 mW.

また、従来例で示したようにレーザには幅広い光量レンジが必要である。場合によっては10倍程度のレンジが必要である。この場合、10mWのエッジエミッタダイオードならば、1mWから10mWのレンジで使用するように設計することにより対応が可能である。1mWのVCSELの場合は、0.1mWから1mWのレンジで使用するように設計することにより対応が可能である。しかし、0.1mWとより低い光量となると、閾値の光量により近くなるため、高い光量のレーザ特性とも異なってくる場合がある。例えば、光の立ち上がり時間は高光量では速く、低光量では遅い特性を有している。この光の立ち上がり特性の相違が露光電位のプロファイルに影響して画質が変化するため、画質の均一化が困難となる。また、光波長のスペクトラムにも影響し、低光量になると発振波長の第二ピークに対する余裕度(SMSR)が低くなり、感光体上のスポットの肥大化が進むため、画質の劣化を招くという問題が生じる。   Further, as shown in the conventional example, the laser needs a wide light quantity range. In some cases, a range of about 10 times is required. In this case, a 10 mW edge emitter diode can be handled by designing it to be used in the range of 1 mW to 10 mW. In the case of a 1 mW VCSEL, it can be handled by designing it to be used in the range of 0.1 mW to 1 mW. However, when the light quantity is as low as 0.1 mW, it becomes closer to the light quantity of the threshold value, which may be different from the laser characteristic of the high light quantity. For example, the light rise time is fast when the light quantity is high and slow when the light quantity is low. Since the difference in the rising characteristics of the light affects the profile of the exposure potential and the image quality changes, it is difficult to make the image quality uniform. In addition, it affects the spectrum of the light wavelength. When the light intensity is low, the margin (SMSR) with respect to the second peak of the oscillation wavelength is lowered, and the spot on the photoconductor is enlarged. Occurs.

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。   The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

14,15,16,17 感光体
100 LD
1002 ポリゴンミラー
1003 ポリゴンモータ
1010 濃度センサ
1017 BDセンサ
1027 コントローラ
1028 FIFOメモリ
1029 レーザドライバ
14, 15, 16, 17 Photoconductor 100 LD
1002 Polygon mirror 1003 Polygon motor 1010 Density sensor 1017 BD sensor 1027 Controller 1028 FIFO memory 1029 Laser driver

Claims (6)

複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、
前記感光体の表面に形成される像の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
A light source that emits a plurality of beams, a driving unit that rotationally drives the rotating polygon mirror, and a plurality of beams emitted from the light source are deflected by the rotating polygon mirror that is driven to rotate by the driving unit to thereby surface the surface of the photoreceptor. In an image forming apparatus comprising: a scanning exposure unit that performs scanning exposure; and a control unit that controls a rotation speed of the driving unit.
Detection means for detecting the state of an image formed on the surface of the photoreceptor;
Calculating means for calculating a target light quantity of the beam from a detection result by the detection means,
The control unit switches the number of the plurality of beams emitted from the light source and switches the rotation speed of the driving unit when the calculated target light amount is out of a predetermined range. apparatus.
前記走査露光手段により前記感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記現像手段によって前記感光体の表面に形成されたトナー像の濃度を検出することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
A developing means for supplying toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor by the scanning exposure means and developing the toner image;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detecting unit detects a density of a toner image formed on the surface of the photosensitive member by the developing unit.
前記検出手段は、前記走査露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像の電位を検出することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a potential of an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor by the scanning exposure unit. 前記光源のFFP(ファーフィールドパターン)を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記記憶手段に記憶されたFFPに基づいて前記ビームの目標光量を算出することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
Storage means for storing FFP (far field pattern) of the light source;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a target light amount of the beam based on an FFP stored in the storage unit.
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果から前記算出手段により新たに算出された目標光量が前記所定の範囲内である場合、当該目標光量と、切り替え後のビーム数と、切り替え後の回転速度を用いて画像形成を行うように制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   When the target light amount newly calculated by the calculation unit from the detection result by the detection unit is within the predetermined range, the control unit is configured to output the target light amount, the number of beams after switching, and the rotation speed after switching. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled so as to perform image formation using an image forming apparatus. 複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置の制御方法において、
前記感光体の表面に形成される像の状態を検出手段により検出する検出工程と、
前記制御手段が、前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出工程と、
前記制御手段が、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替える切り替え工程とを備えることを特徴とする制御方法。
A light source that emits a plurality of beams, a driving unit that rotationally drives the rotating polygon mirror, and a plurality of beams emitted from the light source are deflected by the rotating polygon mirror that is driven to rotate by the driving unit to thereby surface the surface of the photoreceptor. In a control method for an image forming apparatus, comprising: a scanning exposure unit that performs scanning exposure; and a control unit that controls a rotation speed of the driving unit.
A detection step of detecting a state of an image formed on the surface of the photoreceptor by a detection unit;
A calculation step in which the control means calculates a target light amount of the beam from a detection result by the detection means;
And a switching step of switching the number of beams emitted from the light source and switching the rotation speed of the driving unit when the calculated target light amount is out of a predetermined range. Characteristic control method.
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