JP2021186974A - Image formation device - Google Patents

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Abstract

To improve writing start timing accuracy to a photosensitive drum.SOLUTION: An image formation device for scanning a photosensitive drum with light from a light source and forming an image includes: a drive control part for controlling drive of the light source; a light detection part for detecting the light from the light source, and outputting a signal; and a control part for controlling writing start timing to the photosensitive drum on the basis of the signal output from the light detection part, and controlling the drive control part so as to cause the light source to emit light in a light quantity according to a light quantity indication value. The light detection part has a gain change circuit having a plurality of gains. The gain change circuit has a first gain usable in a first light quantity region and a second gain usable in a second light quantity region including a lower light quantity region than the first light quantity region. The control part outputs a signal of selecting the first gain or the second gain of the gain change circuit to the light detection part on the basis of the light quantity indication value so as to output a signal by a target time after the light is incident on a sensor, and changes the gain change circuit to the first gain or the second gain.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、光走査装置を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus having an optical scanning apparatus.

従来、電子写真方式の画像形成装置は、光走査装置を有する。光走査装置は、光源からの光を、回転多面鏡により偏向走査させ、結像光学系により感光ドラムの表面に集束させる。感光ドラムに集束させた光は、回転多面鏡の回転による主走査と、感光ドラムの回転による副走査に伴って、感光ドラムに静電潜像を形成する。 Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus has an optical scanning apparatus. The optical scanning device deflects and scans the light from the light source with a rotating polymorphic mirror, and focuses the light on the surface of the photosensitive drum by the imaging optical system. The light focused on the photosensitive drum forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum as the main scan is performed by the rotation of the rotating polymorphic mirror and the sub-scanning is performed by the rotation of the photosensitive drum.

また回転多面鏡により偏向された光の一部はBD(Beam Detect)センサに入力され、BDセンサからの出力信号により感光ドラムへの静電潜像の書き込み開始タイミングを決定する構成が一般的に用いられる。しかし、BDセンサからの出力信号(BD信号)は、BDセンサへの光の入射光量によって遅延時間が変動するため、所望の書き込み開始タイミングを得られないという問題があった。 In addition, a part of the light deflected by the rotating polymorphic mirror is input to the BD (Beam Detector) sensor, and the output signal from the BD sensor is generally used to determine the timing to start writing the electrostatic latent image to the photosensitive drum. Used. However, since the delay time of the output signal (BD signal) from the BD sensor varies depending on the amount of incident light on the BD sensor, there is a problem that a desired write start timing cannot be obtained.

そのため、BD信号の遅延を所定範囲内に抑えるために、特許文献1には、BDセンサに入射された光量を検出し、BDセンサへの入射光量及びBDセンサ感度のいずれか一つを変更する制御を行うことが開示されている。 Therefore, in order to suppress the delay of the BD signal within a predetermined range, Patent Document 1 detects the amount of light incident on the BD sensor and changes either the amount of light incident on the BD sensor or the sensitivity of the BD sensor. It is disclosed to perform control.

特開2007−320130号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-320130

しかしながら、画像形成装置が幅広い生産性に対応可能であるためには、光走査装置においてレーザ光を出射する光源としてのレーザダイオードの光量補正範囲は、広範囲に制御可能であることが要求される。レーザ光量制御動作時に調整された光量で画像領域での発光を行う構成の場合には、非画像領域で走査タイミング信号を出力するBDセンサに入射されるレーザ光の光量も、レーザダイオードの光量補正範囲に対応した光量レンジで検知できる必要がある。 However, in order for the image forming apparatus to be able to cope with a wide range of productivity, it is required that the light amount correction range of the laser diode as a light source for emitting the laser beam in the optical scanning apparatus can be controlled over a wide range. In the case of a configuration in which light emission is performed in the image region with the light amount adjusted during the laser light amount control operation, the light amount of the laser light incident on the BD sensor that outputs the scanning timing signal in the non-image area is also corrected by the light amount of the laser diode. It is necessary to be able to detect in the light amount range corresponding to the range.

ところが、画像形成装置の内部の環境(温度や湿度)によっては、画像領域で必要となるレーザ光の光量が、BDセンサが検知可能な光量レンジを下回る場合がある。このような場合には、BDセンサはレーザダイオードから出射されたレーザ光を検知できない。そのため、BDセンサから走査タイミング信号が出力されず、感光ドラムへの書き込み開始タイミング精度が悪化してしまうおそれがある。 However, depending on the internal environment (temperature and humidity) of the image forming apparatus, the amount of laser light required in the image region may be less than the light amount range that can be detected by the BD sensor. In such a case, the BD sensor cannot detect the laser beam emitted from the laser diode. Therefore, the scanning timing signal is not output from the BD sensor, and the accuracy of writing start timing to the photosensitive drum may deteriorate.

そこで、本発明の目的は、幅広い生産性に対応する場合であっても、BDセンサの検知可能な領域を下回ることなく、感光ドラムへの書き込み開始タイミング精度を良化させることである。 Therefore, an object of the present invention is to improve the accuracy of writing start timing to the photosensitive drum without falling below the detectable region of the BD sensor, even when the productivity is wide.

上記目的を達成するため、本発明は、画像信号に応じて発光可能な光源と、前記光源からの光を感光ドラムに対して偏向走査する光偏向部と、を有し、前記感光ドラムに画像信号に応じた光を走査して画像を形成する画像形成装置において、前記光源の駆動を制御する駆動制御部と、前記光偏向部により偏向走査された前記光源からの光を検知して信号を出力する光検知部と、前記光検知部から出力された信号に基づいて前記感光ドラムへの書き込み開始タイミングを制御するとともに、前記光源を光量指示値に応じた光量で発光させるように前記駆動制御部を制御する制御部と、を備え、前記光検知部は、前記光源から入射される光を検知するセンサと、前記センサに光が入射されてから目標時間までに信号を出力する光量領域で使用可能な複数のゲインを有するゲイン変更回路と、を有し、前記ゲイン変更回路は、第1の光量領域で使用可能な第1ゲインと、前記第1の光量領域より低光量領域を含む第2の光量領域で使用可能な第2ゲインと、を有し、前記制御部は、前記光検知部が前記センサに光が入射されてから目標時間までに信号を出力するように、前記光量指示値に基づいて前記ゲイン変更回路の第1ゲインまたは第2ゲインを選択する信号を前記光検知部に出力して、前記ゲイン変更回路を第1ゲインまたは第2ゲインに変更する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a light source capable of emitting light according to an image signal and a light deflection unit that deflects and scans the light from the light source with respect to the photosensitive drum, and the photosensitive drum has an image. In an image forming apparatus that scans light corresponding to a signal to form an image, the drive control unit that controls the drive of the light source and the light from the light source that has been deflected and scanned by the light deflection unit are detected to generate a signal. The drive control is performed so that the light detection unit to be output and the write start timing to the photosensitive drum are controlled based on the signal output from the light detection unit, and the light source emits light with a light amount according to the light amount indicated value. The light detection unit includes a control unit that controls the unit, and the light detection unit includes a sensor that detects light incident from the light source and a light amount region that outputs a signal by the target time after the light is incident on the sensor. It has a gain changing circuit having a plurality of usable gains, and the gain changing circuit includes a first gain that can be used in the first light amount region and a light amount region lower than the first light amount region. It has a second gain that can be used in the light amount region of 2, and the control unit instructs the light amount so that the light detection unit outputs a signal by the target time after the light is incident on the sensor. It is characterized in that a signal for selecting the first gain or the second gain of the gain changing circuit based on the value is output to the light detection unit, and the gain changing circuit is changed to the first gain or the second gain. do.

本発明によれば、感光ドラムへの書き込み開始タイミング精度を良化させ、画像再現性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of writing start timing to the photosensitive drum and improve the image reproducibility.

画像形成装置の全体構成を示す断面図Cross-sectional view showing the overall configuration of the image forming apparatus 光走査装置におけるLDの構成を示す斜視図Perspective view showing the configuration of LD in an optical scanning device 画像形成装置における光走査装置の全体構成を示す斜視図A perspective view showing the overall configuration of the optical scanning apparatus in the image forming apparatus. 光量に対するBDセンサの応答模式図Schematic diagram of the response of the BD sensor to the amount of light 所定BDゲインにおける入射光量と遅延時間の関係を示す図The figure which shows the relationship between the incident light amount and the delay time in a predetermined BD gain. 第1実施例の光走査装置の制御回路を示すブロック図The block diagram which shows the control circuit of the optical scanning apparatus of 1st Embodiment 目標濃度のレーザ光量を算出する制御シーケンスを示すフローチャートA flowchart showing a control sequence for calculating the amount of laser light of a target density. (a)(b)(c)(d)は画像形成時のレーザ光量を算出するためのテーブル及びトナーチェックパターン画像の例を示す図(A) (b) (c) (d) are diagrams showing an example of a table for calculating the amount of laser light at the time of image formation and a toner check pattern image. 第1実施例のBDセンサ部の回路を示すブロック図The block diagram which shows the circuit of the BD sensor part of 1st Embodiment 第1実施例のBDセンサのゲイン切り替えテーブルを示す図The figure which shows the gain switching table of the BD sensor of 1st Example (a)(b)は第1実施例のBDゲインに対するBD信号のタイミングチャート(A) (b) is a timing chart of the BD signal with respect to the BD gain of the first embodiment. 第1実施例のBDゲイン選択のフローチャートFlow chart of BD gain selection of the first embodiment 第2実施例の光走査装置の制御回路を示すブロック図The block diagram which shows the control circuit of the optical scanning apparatus of 2nd Embodiment 第2実施例のBDセンサ部の回路を示すブロック図The block diagram which shows the circuit of the BD sensor part of 2nd Embodiment 第2実施例のBDセンサのゲイン切り替えテーブルを示す図The figure which shows the gain switching table of the BD sensor of 2nd Example 第2実施例のBDゲインにおける入射光量と遅延時間の関係を示す図The figure which shows the relationship between the incident light amount and the delay time in the BD gain of 2nd Example. 第2実施例のBDゲイン選択のフローチャートFlow chart of BD gain selection of the second embodiment

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be exemplified in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the following embodiments should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope of the invention to those alone.

〔実施例1〕
(画像形成装置全体の構成)
本実施例における画像形成装置1について説明する。図1に、画像形成装置1の全体の構成を示す。本画像形成装置1は、光走査装置2(2a,2b,2c,2d)、画像制御部5、画像読取部であるリーダースキャナ部500、感光体である感光ドラム25を含む作像部503、定着部504、給送/搬送部505から構成される。
[Example 1]
(Structure of the entire image forming apparatus)
The image forming apparatus 1 in this embodiment will be described. FIG. 1 shows the overall configuration of the image forming apparatus 1. The image forming apparatus 1 includes an optical scanning apparatus 2 (2a, 2b, 2c, 2d), an image control unit 5, a reader scanner unit 500 as an image reading unit, and an image forming unit 503 including a photosensitive drum 25 as a photoconductor. It is composed of a fixing unit 504 and a feeding / transporting unit 505.

リーダースキャナ部500は、原稿台に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、その画像を電気信号に変換して画像信号を生成する。画像制御部5は、後述する画像処理部403及び画像信号出力部404(図6参照)を有し、光走査装置2(2a,2b,2c,2d)の発光制御並びに画像信号の生成を行う。 The reader scanner unit 500 illuminates the document placed on the platen and optically reads the image of the document, converts the image into an electric signal, and generates an image signal. The image control unit 5 has an image processing unit 403 and an image signal output unit 404 (see FIG. 6), which will be described later, and controls light emission of the optical scanning device 2 (2a, 2b, 2c, 2d) and generates an image signal. ..

作像部503は、感光体である感光ドラム25を回転駆動し、帯電部である帯電器513によって感光ドラム25の表面を帯電させる。光走査装置2(2a,2b,2c,2d)は、前記画像信号に応じて光源が発光し、帯電された感光ドラム25の表面を露光することにより、感光ドラム25の表面に静電潜像を形成する。そして、現像装置512は、現像剤であるトナーを供給して感光ドラム25の表面に形成された潜像を可視化像(トナー像)にする。感光ドラム25の表面に形成されたトナー像は、一次転写部520にて中間転写体511に転写される。その後、クリーニング部522は、転写されずに感光ドラムの表面に残ったトナーを回収するクリーニングを行う。 The image forming unit 503 rotates and drives the photosensitive drum 25, which is a photoconductor, and charges the surface of the photosensitive drum 25 by the charging device 513, which is a charging unit. In the optical scanning device 2 (2a, 2b, 2c, 2d), a light source emits light in response to the image signal to expose the surface of the charged photosensitive drum 25, thereby causing an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 25. To form. Then, the developing apparatus 512 supplies toner as a developing agent to make a latent image formed on the surface of the photosensitive drum 25 into a visualization image (toner image). The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 25 is transferred to the intermediate transfer body 511 by the primary transfer unit 520. After that, the cleaning unit 522 performs cleaning to collect the toner remaining on the surface of the photosensitive drum without being transferred.

作像部503は、このような一連の電子写真プロセスのプロセスユニット(画像形成ステーション)を4連持つことで作像を実現している。作像部503は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に並べられた4連のプロセスユニットを有している。4連のプロセスユニットは、イエローステーションの作像開始から所定時間経過後に、マゼンタ、シアン、ブラックの作像動作を順次実行していく。このタイミング制御によって、中間転写体511にフルカラートナー像が転写される。前記中間転写体511に形成されたトナー像は、給送/搬送部505から搬送されたシート514に二次転写部521にて転写される。定着部504は、二次転写部にてシートに転写されたトナー像を、熱と圧力によってシート514に定着させる。 The image forming unit 503 realizes image forming by having four process units (image forming stations) of such a series of electrophotographic processes. The image forming unit 503 has four process units arranged in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The four process units sequentially execute magenta, cyan, and black image formation operations after a predetermined time has elapsed from the start of image formation at the yellow station. By this timing control, the full-color toner image is transferred to the intermediate transfer body 511. The toner image formed on the intermediate transfer body 511 is transferred by the secondary transfer unit 521 to the sheet 514 transferred from the feed / transfer unit 505. The fixing unit 504 fixes the toner image transferred to the sheet by the secondary transfer unit to the sheet 514 by heat and pressure.

環境センサ141は、画像形成装置1の内部環境である装置内部の温度及び湿度を計測するためのセンサである。また、濃度センサ142は、後述する中間転写体511上に形成されたトナーチェックパターン(図8(d)参照)の濃度を検知する。 The environment sensor 141 is a sensor for measuring the temperature and humidity inside the device, which is the internal environment of the image forming device 1. Further, the density sensor 142 detects the density of the toner check pattern (see FIG. 8D) formed on the intermediate transfer body 511 described later.

また濃度センサ142による濃度検出用のトナーチェックパターンは、像担持体である中間転写体511上に形成したものに限定されるものではなく、画像形成装置1によって記録媒体であるシートS上に形成しても良い。画像形成装置1によってシートSに形成された濃度検出用のトナーチェックパターンをリーダースキャナ部500で読み取る場合には、前記シートSの濃度検出用のトナーチェックパターンが形成された面側を原稿台側となるように設置する。濃度検出用のトナーチェックパターン(濃度検出用トナー像)は、複数の濃度の異なるトナー像からなる。 Further, the toner check pattern for density detection by the density sensor 142 is not limited to the one formed on the intermediate transfer body 511 which is an image carrier, but is formed on the sheet S which is a recording medium by the image forming apparatus 1. You may. When the reader scanner unit 500 reads the density detection toner check pattern formed on the sheet S by the image forming apparatus 1, the surface side on which the density detection toner check pattern of the sheet S is formed is the platen side. Install so that The toner check pattern for density detection (toner image for density detection) is composed of a plurality of toner images having different densities.

(感光ドラムと光走査装置)
本実施例における光走査装置2について説明する。図2は、光走査装置2における光源であるLD201及びPD302を示す斜視図である。図3は、露光手段である光走査装置2及び感光体である感光ドラム25を示す斜視図である。
(Photosensitive drum and optical scanning device)
The optical scanning device 2 in this embodiment will be described. FIG. 2 is a perspective view showing LD201 and PD302 which are light sources in the optical scanning device 2. FIG. 3 is a perspective view showing an optical scanning device 2 as an exposure means and a photosensitive drum 25 as a photoconductor.

露光手段である光走査装置2は、光源であるレーザダイオード(以下、LD)201、コリメータレンズ202、絞り203、シリンドリカルレンズ204、光偏向部であるポリゴンミラー(回転多面鏡)205、fθレンズ206から構成される。 The optical scanning device 2 as an exposure means includes a laser diode (hereinafter referred to as LD) 201 as a light source, a collimator lens 202, an aperture 203, a cylindrical lens 204, a polygon mirror (rotating polymorphic mirror) 205 as an optical deflection unit, and an fθ lens 206. Consists of.

本実施例における光走査装置2で用いるLD201は、感光ドラム25に静電潜像を形成するために発光可能な光源である。LD201は、一方側(図2に示す右側)へ画像データに応じたレーザ光a(フロント光)を発光する。LD201が一方側に発光したレーザ光aは、感光ドラム25に照射され、感光ドラム25に画像データに応じた潜像を形成する。またLD201は、前記一方側とは逆方向である他方側(図2に示す左側)にもフロント光(レーザ光a)の一定の割合の光量でレーザ光a′(リヤ光)を発光する。LD201が他方側へ発光したレーザ光a′は、フォトダイオード(以下、PD)302に入射する。 The LD201 used in the optical scanning device 2 in this embodiment is a light source capable of emitting light in order to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 25. The LD201 emits laser light a (front light) corresponding to the image data to one side (right side shown in FIG. 2). The laser beam a emitted by the LD 201 on one side is applied to the photosensitive drum 25, and a latent image corresponding to the image data is formed on the photosensitive drum 25. The LD 201 also emits laser light a'(rear light) at a constant ratio of front light (laser light a) to the other side (left side shown in FIG. 2) which is opposite to the one side. The laser beam a'emitted by the LD 201 to the other side is incident on the photodiode (hereinafter, PD) 302.

ただし、LD201の構成は前述の構成には限定されない。例えば、LD201が一方側に発光したレーザ光(フロント光)の一部をPD302に入射する構成としてもよい。この場合、LD201は、一方側にレーザ光を発光し、他方側にはレーザ光を発光しない構成となる。 However, the configuration of LD201 is not limited to the above-mentioned configuration. For example, a part of the laser light (front light) emitted by the LD 201 on one side may be incident on the PD 302. In this case, the LD 201 is configured to emit laser light to one side and not to emit laser light to the other side.

光走査装置2において、LD201が発光したレーザ光a(フロント光)は、コリメータレンズ202及び絞り203により平行光とされる。その上で、レーザ光aはシリンドリカルレンズ204により感光ドラム25の回転軸線方向に長い楕円像となり、所定のビーム径でポリゴンミラー205に入射する。 In the optical scanning device 2, the laser light a (front light) emitted by the LD 201 is made parallel light by the collimator lens 202 and the aperture 203. Then, the laser beam a becomes an elliptical image long in the rotation axis direction of the photosensitive drum 25 by the cylindrical lens 204, and is incident on the polygon mirror 205 with a predetermined beam diameter.

ポリゴンミラー205は、LD201からのレーザ光aを感光ドラム25の表面に対して主走査方向(図3に点線で示す矢印方向)に偏向走査する光偏向部(回転多面鏡)である。ポリゴンミラー205は、図3に示す矢印方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射したレーザ光a(光ビーム)が連続的に角度を変えて反射される。反射(偏向)されたレーザ光aは、fθ(エフ・シータ)レンズ206により集光作用を受け、感光ドラム25に照射される。 The polygon mirror 205 is an optical deflection unit (rotating polymorphic mirror) that deflects and scans the laser beam a from the LD201 in the main scanning direction (the direction of the arrow shown by the dotted line in FIG. 3) with respect to the surface of the photosensitive drum 25. The polygon mirror 205 rotates at an equal angular velocity in the direction of the arrow shown in FIG. 3, and along with this rotation, the incident laser beam a (light beam) is continuously reflected at different angles. The reflected (deflected) laser beam a receives a light-collecting action by the fθ (F-theta) lens 206 and irradiates the photosensitive drum 25.

一方、fθレンズ206は、集光と同時に回転軸線方向への走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行う。そのため、レーザ光aは、感光ドラム25の表面に感光ドラム25の回転軸線方向(図3に点線で示す矢印方向)に等速で結合走査される。感光ドラム101の表面の電位は、照射されたレーザ光の強度により電位が変位する。 On the other hand, the fθ lens 206 corrects the distortion aberration so as to guarantee the temporal linearity of scanning in the direction of the rotation axis at the same time as focusing. Therefore, the laser beam a is coupled and scanned on the surface of the photosensitive drum 25 at a constant velocity in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 25 (the direction of the arrow shown by the dotted line in FIG. 3). The potential on the surface of the photosensitive drum 101 is displaced by the intensity of the irradiated laser beam.

なお、BD(Beam Detect)センサ209は、ポリゴンミラー205からの反射光(レーザ光a)の一部を、BDミラー208を介して検出するセンサである。BDセンサ209によるレーザ光aの検出信号(BD信号)は、ポリゴンミラー205の回転と感光ドラム25への画像データの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。 The BD (Beam Detector) sensor 209 is a sensor that detects a part of the reflected light (laser beam a) from the polygon mirror 205 via the BD mirror 208. The detection signal (BD signal) of the laser beam a by the BD sensor 209 is used as a synchronization signal for synchronizing the rotation of the polygon mirror 205 and the writing of the image data to the photosensitive drum 25.

(BDセンサへの入射光量に対する出力信号の応答)
ここで、BDセンサ209に入射される光量に対する出力信号(BD信号)の応答性について説明する。図4は、BDセンサ209に入射される光量に対する出力信号(BD信号)の応答性を示す図であり、横軸は走査時間[μs]、縦軸はセンサ出力電圧[V]を示す。図4では、LD201から出射された異なる光量(第1光量、第2光量、及び第3光量)の光がBDセンサ209に入射される状態を示す。図4では、LD201から出射された光の光量として、第1光量、第2光量、及び第3光量を例示している。ただし第1光量が最も光出力が大きく、次いで第2光量が大きく、第3光量が最も光出力が小さい場合を想定している(第1光量>第2光量>第3光量)。そして、BDセンサ209では、入射される光量に応じて光電変換が行われ、センサ出力電圧に変換される。そして、BDセンサ209が有する閾値Vthとコンパレートされ、デジタル的なBD信号が出力される。この時、BDセンサ209に入射される光の光量によってセンサ出力電圧の応答性が異なるため、BD信号の出力タイミングが異なる。具体的には、第2光量では、光出力が最も大きい第1光量に比べて時間td1の遅延がある。また、第3光量では、第1光量に比べて時間td2の遅延がある。すなわち、BDセンサ209に入射される光量が小さいほど応答性が遅くなるため、BD信号の出力タイミングが遅くなる。以上示した通り、BDセンサ209に入射される光量に応じて、出力であるBD信号は所定の遅延量を有する。
(Response of the output signal to the amount of incident light on the BD sensor)
Here, the responsiveness of the output signal (BD signal) to the amount of light incident on the BD sensor 209 will be described. FIG. 4 is a diagram showing the responsiveness of the output signal (BD signal) to the amount of light incident on the BD sensor 209, where the horizontal axis shows the scanning time [μs] and the vertical axis shows the sensor output voltage [V]. FIG. 4 shows a state in which light of different light amounts (first light amount, second light amount, and third light amount) emitted from the LD201 is incident on the BD sensor 209. FIG. 4 exemplifies the first light amount, the second light amount, and the third light amount as the light amount of the light emitted from the LD201. However, it is assumed that the first light amount has the largest light output, the second light amount is the second largest, and the third light amount has the smallest light output (first light amount> second light amount> third light amount). Then, in the BD sensor 209, photoelectric conversion is performed according to the amount of incident light, and the voltage is converted into the sensor output voltage. Then, it is compared with the threshold value Vth of the BD sensor 209, and a digital BD signal is output. At this time, since the response of the sensor output voltage differs depending on the amount of light incident on the BD sensor 209, the output timing of the BD signal differs. Specifically, in the second light amount, there is a delay of time t d1 as compared with the first light amount having the largest light output. Further, in the third light amount, there is a delay of time t d2 as compared with the first light amount. That is, the smaller the amount of light incident on the BD sensor 209, the slower the responsiveness, and therefore the slower the output timing of the BD signal. As shown above, the output BD signal has a predetermined delay amount depending on the amount of light incident on the BD sensor 209.

(BDゲインと遅延時間の関係)
そのため、BDセンサ209は、後述するBDゲイン変更回路701(図9参照)を用いることで、光電変換の感度(BDゲイン)を設定される。図5は、複数のBDゲインを用いた場合におけるBDセンサに入射される入射光量[μW]とBDセンサから出力されるBD信号の遅延時間[ns]との関係を示す。図5では、複数のBDゲインとして、第1の光量領域で使用可能な第1ゲインと、第2の光量領域で使用可能な第2ゲインに設定された場合を示す。ただし、同一の入射光量において、第2ゲインの方が第1ゲインより大きなセンサ出力電圧を得ることができる。そのため、画像形成時の書き出し位置の補正精度が定められる遅延時間目標値[ns]に対して、第2ゲインは第1ゲインに比べて低光量領域で使用可能となっている。一方、第1ゲインは第2ゲインに比べて高光量領域で使用可能となっている。すなわち、第2ゲインの使用可能な第2の光量領域は、第1ゲインの第1の光量領域より低光量領域を含み、第1ゲインの使用可能な第1の光量領域は、第2ゲインの第2の光量領域より高光量領域を含む。
(Relationship between BD gain and delay time)
Therefore, the BD sensor 209 sets the sensitivity of photoelectric conversion (BD gain) by using the BD gain change circuit 701 (see FIG. 9) described later. FIG. 5 shows the relationship between the incident light amount [μW] incident on the BD sensor and the delay time [ns] of the BD signal output from the BD sensor when a plurality of BD gains are used. FIG. 5 shows a case where a plurality of BD gains are set to a first gain that can be used in the first light amount region and a second gain that can be used in the second light amount region. However, for the same amount of incident light, the second gain can obtain a sensor output voltage larger than that of the first gain. Therefore, the second gain can be used in a lower light amount region than the first gain with respect to the delay time target value [ns] in which the correction accuracy of the writing position at the time of image formation is determined. On the other hand, the first gain can be used in a higher light intensity region than the second gain. That is, the second light amount region in which the second gain can be used includes a light amount region lower than the first light amount region of the first gain, and the first light amount region in which the first gain can be used is the second gain. It includes a higher light intensity region than the second light intensity region.

また図5に示すように、画像形成で用いる使用光量レンジ(光量領域)が、第1ゲインの使用可能な光量領域及び第2ゲインの使用可能な光量領域よりも大きい場合を想定する。この場合には、BDゲイン変更回路701を図5に示すBDゲイン切り替えポイントで第1ゲイン又は第2ゲインに切り替える。これにより、使用光量レンジ内において、BDセンサ209に光が入射されてからBD信号を出力するまでの時間が常に遅延時間目標値(目標時間)[ns]を下回る制御を実施することが可能である。このように、入射光量に応じて適切なBDゲインを選択することで、幅広い使用光量レンジに対しても、画像形成で要求される書き出し位置精度を実現することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 5, it is assumed that the used light amount range (light amount region) used for image formation is larger than the usable light amount region of the first gain and the usable light amount region of the second gain. In this case, the BD gain change circuit 701 is switched to the first gain or the second gain at the BD gain switching point shown in FIG. This makes it possible to control the time from when light is incident on the BD sensor 209 to when the BD signal is output, which is always less than the delay time target value (target time) [ns] within the light amount range used. be. In this way, by selecting an appropriate BD gain according to the amount of incident light, it is possible to realize the writing position accuracy required for image formation even for a wide range of light amounts used.

(光走査装置の制御回路)
本実施例における光走査装置の制御回路について説明する。図6は、本実施例における光走査装置の制御回路を示すブロック図である。本制御回路は、BD信号を基準として、非画像領域でレーザ光量制御(オートパワーコントロール。以下、APC。)を行い、画像領域において画像信号に応じた発光制御を行う。
(Control circuit of optical scanning device)
The control circuit of the optical scanning apparatus in this embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a control circuit of the optical scanning device in this embodiment. This control circuit performs laser light intensity control (auto power control, hereinafter referred to as APC) in a non-image region with reference to a BD signal, and performs light emission control according to the image signal in the image region.

図4を用いて制御回路の動作説明をする。まず、環境センサ141は、画像形成装置1の内部環境である装置内部の温度及び湿度を計測する。また、濃度センサ142は、後述する中間転写体511上に形成されたトナーチェックパターン(図8(d)参照)の濃度を検出する。環境センサ141は計測した画像形成装置1内部の温度情報と湿度情報を制御部であるCPU401の光量設定部に入力する。また、濃度センサ142は検出した波形信号をCPU401の光量設定部407に入力する。CPU410の光量設定部407は適切なトナー濃度(画像形成時の目標濃度)となる光量の目標値として、光量指示値をCPU401の記憶部408に格納しておく。 The operation of the control circuit will be described with reference to FIG. First, the environment sensor 141 measures the temperature and humidity inside the device, which is the internal environment of the image forming device 1. Further, the density sensor 142 detects the density of the toner check pattern (see FIG. 8D) formed on the intermediate transfer body 511 described later. The environment sensor 141 inputs the measured temperature information and humidity information inside the image forming apparatus 1 to the light amount setting unit of the CPU 401, which is a control unit. Further, the density sensor 142 inputs the detected waveform signal to the light amount setting unit 407 of the CPU 401. The light amount setting unit 407 of the CPU 410 stores the light amount indicated value in the storage unit 408 of the CPU 401 as a target value of the light amount that becomes an appropriate toner density (target density at the time of image formation).

ここで図6、図7及び図8を用いて、CPU401に格納される光量指示値について説明する。 Here, the light amount indicated value stored in the CPU 401 will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8.

制御部であるCPU401は、画像形成時の目標濃度に応じて光走査装置2のLD201から出射する光量指示値(目標光量)を記憶部408より取得する。この記憶部408に格納された光量指示値は、LD201の光量を可変とするための光量PWM信号であり、以下に説明する図8の処理により算出され、記憶部408に格納される。 The CPU 401, which is a control unit, acquires a light amount indicated value (target light amount) emitted from the LD201 of the optical scanning device 2 from the storage unit 408 according to the target density at the time of image formation. The light amount indicated value stored in the storage unit 408 is a light amount PWM signal for making the light amount of the LD 201 variable, is calculated by the process of FIG. 8 described below, and is stored in the storage unit 408.

ところで、この記憶部408に格納された光量PWM信号(光量指示値)を、予め工場で100%にした状態で、後述するAPC制御を行いながら不図示の半固定抵抗器の抵抗値を調整することにより、LD201の光量が調整される。そして印刷時(画像形成時)には、適切な濃度に合う光量を、光量PWM信号のパルス幅を制御することによって設定する。 By the way, in a state where the light amount PWM signal (light amount indicated value) stored in the storage unit 408 is set to 100% in advance at the factory, the resistance value of a semi-fixed resistor (not shown) is adjusted while performing APC control described later. Thereby, the light amount of LD201 is adjusted. Then, at the time of printing (at the time of image formation), the amount of light corresponding to an appropriate density is set by controlling the pulse width of the light amount PWM signal.

画像形成装置では、画像形成速度が変わったり周辺環境が変化したりした場合、又は画像形成装置の電源がオンされた場合やユーザからの要求により、適切な濃度となるようなレーザ光の光量を設定することにより画像の濃度設定が行われる。その際、濃度検出用のトナーチェックパターンが感光ドラム25上に形成され、中間転写体511上に転写される。そして、中間転写体511上に転写されたトナーチェックパターンを濃度センサ142によって濃度を検知したり、シートSに印刷されたトナーチェックパターンをリーダースキャナ部500で読み取ったりして濃度情報が取得され、濃度測定が行われる。 In the image forming apparatus, the amount of laser light is set to an appropriate density when the image forming speed changes or the surrounding environment changes, when the power of the image forming apparatus is turned on, or when the user requests. By setting, the density of the image is set. At that time, a toner check pattern for density detection is formed on the photosensitive drum 25 and transferred onto the intermediate transfer body 511. Then, the density of the toner check pattern transferred on the intermediate transfer body 511 is detected by the density sensor 142, or the toner check pattern printed on the sheet S is read by the reader scanner unit 500 to acquire the density information. Concentration measurement is performed.

まず、環境(温度、湿度)に応じた目標光量の算出方法について説明する。図7は、環境(温度、湿度)に応じた目標光量を算出する制御シーケンスを示すフローチャートである。図7に示す処理は、画像形成速度が変わったり周辺環境が変化したりした場合、又は画像形成装置の電源がオンされた場合や印刷枚数が所定の枚数に到達した場合、ユーザからの要求があった場合等に起動され、CPU401により実行される。 First, a method of calculating the target light amount according to the environment (temperature, humidity) will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a control sequence for calculating a target light amount according to the environment (temperature, humidity). The process shown in FIG. 7 is a request from the user when the image forming speed changes or the surrounding environment changes, the power of the image forming apparatus is turned on, or the number of printed sheets reaches a predetermined number. It is started when there is, etc., and is executed by the CPU 401.

図7に示す処理が起動されると、ステップ(以下、Sとする)901では、CPU401は、環境センサ141により検知された画像形成装置1内部の温度情報と湿度情報を取得する。S902では、CPU401は、S901で取得した温度情報及び湿度情報に基づいて、画像形成装置1内部の環境区分を決定する。図8(a)に示すテーブルは、画像形成装置1内部の温度と湿度に応じて環境区分を5段階に区分した環境区分テーブルであり、テーブルの縦軸は温度[℃]を示し、横軸は湿度[%]を示す。環境区分は温度が低い方から高い方に向かって、かつ湿度が低い方から高い方に向かって、環境区分1〜環境区分5に分かれている。CPU401は、S901で取得した温度情報及び湿度情報と、環境区分テーブルに基づいて、画像形成装置1の環境区分を決定する。例えば、S901で環境センサ141により検知された温度が25℃、湿度が45%だとすると、CPU401は環境区分テーブルより、環境区分が環境区分3であると決定する。 When the process shown in FIG. 7 is activated, in step 901 (hereinafter referred to as S), the CPU 401 acquires the temperature information and the humidity information inside the image forming apparatus 1 detected by the environment sensor 141. In S902, the CPU 401 determines the environment classification inside the image forming apparatus 1 based on the temperature information and the humidity information acquired in S901. The table shown in FIG. 8A is an environment classification table in which the environment classification is divided into five stages according to the temperature and humidity inside the image forming apparatus 1, and the vertical axis of the table shows the temperature [° C.] and the horizontal axis shows the temperature [° C.]. Indicates humidity [%]. The environment classification is divided into environment classification 1 to environment classification 5 from the lower temperature to the higher temperature and from the lower humidity to the higher humidity. The CPU 401 determines the environment classification of the image forming apparatus 1 based on the temperature information and the humidity information acquired in S901 and the environment classification table. For example, assuming that the temperature detected by the environment sensor 141 in S901 is 25 ° C. and the humidity is 45%, the CPU 401 determines from the environment classification table that the environment classification is environment classification 3.

S903では、CPU401は、S902で決定した環境区分に基づいて、画像形成条件の一つである感光ドラム25を帯電する帯電器513の帯電電圧を決定する。図8(b)に示すテーブルは、環境区分と感光ドラム25を帯電する帯電器513の帯電電圧との対応を示す帯電電圧設定テーブルである。図8(b)の帯電電圧設定テーブルにおいて、環境区分の列に示す1〜5の数字は、それぞれ環境区分1〜環境区分5に対応する。また、図中、Y、M、C、Kは、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の感光ドラム25を帯電する帯電器513に対応している。また、表中の数字50、100、200、300、400は、帯電器513が感光ドラム25に印加する帯電電圧(単位:ボルト)を示している。なお、帯電器513が感光ドラム25に印加する帯電電圧は負電位である。したがって、50は、−50ボルト、400は、−400ボルトを意味する。CPU401は、S902で決定した環境区分と、帯電電圧設定テーブルに基づいて、帯電器513の帯電電圧を決定する。例えば、S901で環境センサ141により検知された温度が25℃、湿度が45%だとすると、環境区分は環境区分3であり、感光ドラム25に帯電器513から印加される帯電電圧は、−200ボルトとなる。 In S903, the CPU 401 determines the charging voltage of the charger 513 that charges the photosensitive drum 25, which is one of the image forming conditions, based on the environment classification determined in S902. The table shown in FIG. 8B is a charging voltage setting table showing the correspondence between the environment classification and the charging voltage of the charging device 513 that charges the photosensitive drum 25. In the charging voltage setting table of FIG. 8B, the numbers 1 to 5 shown in the environment category column correspond to the environment categories 1 to 5, respectively. Further, in the figure, Y, M, C, and K correspond to a charger 513 that charges the photosensitive drums 25 having a yellow color, a magenta color, a cyan color, and a black color, respectively. Further, the numbers 50, 100, 200, 300, and 400 in the table indicate the charging voltage (unit: volt) applied to the photosensitive drum 25 by the charger 513. The charging voltage applied to the photosensitive drum 25 by the charger 513 is a negative potential. Therefore, 50 means -50 volts and 400 means -400 volts. The CPU 401 determines the charging voltage of the charger 513 based on the environment classification determined in S902 and the charging voltage setting table. For example, assuming that the temperature detected by the environment sensor 141 in S901 is 25 ° C. and the humidity is 45%, the environment category is environment category 3, and the charging voltage applied to the photosensitive drum 25 from the charger 513 is −200 volts. Become.

S904では、CPU401は、S903で決定した帯電電圧に基づいて、光走査装置2のLD201から感光ドラム25に照射可能な最大レーザ光量値を算出する。図8(c)に示すテーブルは、帯電器513から感光ドラム25に印加する帯電電圧と、感光ドラム25に照射可能なレーザ光量設定値(最大光量)との対応を示す最大レーザ光量値テーブルである。帯電電圧の列に示す50〜400は、それぞれ帯電器513が感光ドラム25に印加する−50ボルト〜−400ボルトの帯電電圧を示す。また、レーザ光量設定値は、CPU401がLD駆動制御部405に出力する光量PWM信号320の値である。なお、光量PWM信号320は8ビットのデータで示され、その値は0〜255で表現される。CPU401は、S903で決定した帯電器513の帯電電圧と、最大レーザ光量値テーブルに基づいて、最大レーザ光量値を算出する。例えば、S901で環境センサ141により検知された温度が25℃、湿度が45%だとすると、帯電器513の高電圧は、−200ボルトであり、この場合の最大レーザ光量値は、180となる。 In S904, the CPU 401 calculates the maximum laser light amount value that can be applied to the photosensitive drum 25 from the LD201 of the optical scanning device 2 based on the charging voltage determined in S903. The table shown in FIG. 8C is a maximum laser light amount value table showing the correspondence between the charging voltage applied to the photosensitive drum 25 from the charger 513 and the laser light amount set value (maximum light amount) that can irradiate the photosensitive drum 25. be. 50 to 400 shown in the column of charging voltage indicates the charging voltage of -50 to -400 volts applied to the photosensitive drum 25 by the charger 513, respectively. The laser light amount setting value is the value of the light amount PWM signal 320 output by the CPU 401 to the LD drive control unit 405. The light amount PWM signal 320 is represented by 8-bit data, and its value is represented by 0 to 255. The CPU 401 calculates the maximum laser light amount value based on the charging voltage of the charger 513 determined in S903 and the maximum laser light amount value table. For example, assuming that the temperature detected by the environment sensor 141 in S901 is 25 ° C. and the humidity is 45%, the high voltage of the charger 513 is −200 volts, and the maximum laser beam amount value in this case is 180.

S905では、CPU401は、帯電器513から決定した帯電電圧を印加された感光ドラム25に、図8(d)に示すようなトナーチェックパターンの画像形成を行う。図8(d)は、最大レーザ光量値180を100%として、段階的にレーザ光量を下げた濃度検知用のパッチ画像の例である。図中、(Y)、(M)、(C)、(K)は、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のパターンデータを指している。また、図中の20、74、127、180の数字は、S904で算出した最大レーザ光量値180を100%とした、トナーチェックパターンに対応したレーザ光量設定値を示している。ここでは、レーザ光量設定値の最小値20までの4段階のレーザ光量を変更したパッチを形成するために、(180−20)÷3=53の光量PWM信号320の設定値を53ずつ変化させたトナーチェックパターン(濃度パッチ)を形成している。 In S905, the CPU 401 forms an image of the toner check pattern as shown in FIG. 8D on the photosensitive drum 25 to which the charging voltage determined from the charger 513 is applied. FIG. 8D is an example of a patch image for density detection in which the maximum laser light amount value 180 is set to 100% and the laser light amount is gradually reduced. In the figure, (Y), (M), (C), and (K) refer to pattern data of yellow color, magenta color, cyan color, and black color, respectively. Further, the numbers 20, 74, 127, and 180 in the figure indicate the laser light amount setting values corresponding to the toner check pattern, with the maximum laser light amount value 180 calculated in S904 as 100%. Here, in order to form a patch in which the laser light amount is changed in four stages up to the minimum value 20 of the laser light amount set value, the set value of the light amount PWM signal 320 of (180-20) ÷ 3 = 53 is changed by 53. A toner check pattern (density patch) is formed.

S906では、CPU401は、各感光ドラム25上に形成され、中間転写体511上に転写されたトナーチェックパターンを濃度センサ142により濃度検知を行い、検知結果を取得する。S907では、CPU401は、PWM信号のデューティと濃度センサ142の濃度検知結果に基づいて上述した方法により、目標濃度に応じたレーザ光量(目標光量)を算出する。ここでは、最大レーザ光量値180を100%として、目標濃度に応じたレーザ光量(目標光量)、すなわち光量指示値(%)を算出する。CPU401は、算出したレーザ光量値(光量指示値)を記憶部408に格納し、処理を終了する。 In S906, the CPU 401 detects the density of the toner check pattern formed on each photosensitive drum 25 and transferred onto the intermediate transfer body 511 by the density sensor 142, and acquires the detection result. In S907, the CPU 401 calculates the laser light amount (target light amount) according to the target density by the above-mentioned method based on the duty of the PWM signal and the density detection result of the density sensor 142. Here, the maximum laser light amount value 180 is set as 100%, and the laser light amount (target light amount) according to the target density, that is, the light amount indicated value (%) is calculated. The CPU 401 stores the calculated laser light amount value (light amount indicated value) in the storage unit 408, and ends the process.

なお、図7に示す処理では、中間転写体511上に転写されたトナーチェックパターンを濃度センサ142で濃度を検知する例について説明したが、本実施例は、これに限定されるものではない。例えば、トナーチェックパターンをシートSに印刷し、トナーチェックパターンが印刷されたシートSをリーダースキャナ部500により読み込んで、トナーチェックパターンの濃度検知を行う方法でもよい。すなわち、画像読取部であるリーダースキャナ部500が濃度センサとして機能する構成であってもよい。 In the process shown in FIG. 7, an example in which the density of the toner check pattern transferred on the intermediate transfer body 511 is detected by the density sensor 142 has been described, but the present embodiment is not limited to this. For example, a method may be used in which the toner check pattern is printed on the sheet S, the sheet S on which the toner check pattern is printed is read by the reader scanner unit 500, and the density of the toner check pattern is detected. That is, the reader scanner unit 500, which is an image reading unit, may be configured to function as a density sensor.

次に図4を用いてAPC動作の説明をする。APC動作は、感光ドラム25の回転軸線方向において感光ドラム25の画像領域の外側となる非画像領域で行われる(図3、図5参照)。CPU401はAPC動作を実施する命令をAPC制御部406に出す。APC制御部406はLD駆動制御部405にLD201の駆動電流を入力する。LD駆動制御部405は目標光量に従いLD201の駆動電流ILDを決定し、LD201がレーザ光を発光する。LD201からのレーザ光の光量をPD302で検出し、APC制御部406に入力する。検出光量が光量設定部407からCPU401に通達される所定の光量指示値となるように、LD駆動制御部405によるLD201の駆動電流の調整を行う。以下、詳細を説明する。 Next, the APC operation will be described with reference to FIG. The APC operation is performed in a non-image region outside the image region of the photosensitive drum 25 in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 25 (see FIGS. 3 and 5). The CPU 401 issues an instruction to execute the APC operation to the APC control unit 406. The APC control unit 406 inputs the drive current of the LD 201 to the LD drive control unit 405. The LD drive control unit 405 determines the drive current ILD of the LD 201 according to the target light amount, and the LD 201 emits a laser beam. The amount of laser light from the LD201 is detected by the PD 302 and input to the APC control unit 406. The LD drive control unit 405 adjusts the drive current of the LD 201 so that the detected light amount becomes a predetermined light amount instruction value notified from the light amount setting unit 407 to the CPU 401. The details will be described below.

PD302は、LD201の光量に応じてモニタ電流を発生し、モニタ電流はAPC制御部406に入力される。APC制御部406の内部において、モニタ電流は電流電圧変換により電圧値(モニタ電圧)に変換される。モニタ電圧は、予めCPU401によって設定されたAPC基準電圧と比較される。ここでモニタ電圧と比較されるAPC電圧は、前述したように、光量設定部407からCPU401に通達される所定の値である。APC制御部406は、比較結果に応じてAPC制御電圧Vapcを制御して、モニタ電圧がAPC基準電圧となるように調整する。LD駆動制御部405は、LD201の駆動電流ILDを生成させる。この時、LD201とPD302は共通の電源409に接続されている。 The PD 302 generates a monitor current according to the amount of light of the LD 201, and the monitor current is input to the APC control unit 406. Inside the APC control unit 406, the monitor current is converted into a voltage value (monitor voltage) by current-voltage conversion. The monitor voltage is compared with the APC reference voltage set in advance by the CPU 401. Here, the APC voltage to be compared with the monitor voltage is a predetermined value notified from the light amount setting unit 407 to the CPU 401, as described above. The APC control unit 406 controls the APC control voltage V apc according to the comparison result, and adjusts the monitor voltage so as to be the APC reference voltage. The LD drive control unit 405 generates the drive current ILD of the LD 201. At this time, LD201 and PD302 are connected to a common power supply 409.

以上述べたAPC動作によって、LD201からのレーザ光の発光光量が所定の光量指示値となるように、LD201の駆動電流ILDが自動調整される。この光量調整時のレーザ光の光量は、画像形成時に必要な最大光量を調整する。APC動作のタイミングは、APC制御部406によって制御される。CPU401は、APC制御部406に対して、APC動作のタイミングを設定する。APC制御部406は、BD信号の入力タイミングを基準に内部クロックのカウント動作を行い、CPU401によって設定されたカウント値に基づき、APC動作のタイミングを制御する。APC動作は、非画像領域中に行われるようにタイミングの設定が成される。 By the APC operation described above, the drive current ILD of the LD 201 is automatically adjusted so that the amount of light emitted from the laser beam from the LD 201 becomes a predetermined light amount indicated value. The amount of laser light at the time of adjusting the amount of light adjusts the maximum amount of light required at the time of image formation. The timing of the APC operation is controlled by the APC control unit 406. The CPU 401 sets the timing of the APC operation for the APC control unit 406. The APC control unit 406 performs an internal clock counting operation based on the input timing of the BD signal, and controls the timing of the APC operation based on the count value set by the CPU 401. The timing of the APC operation is set so that it is performed in the non-image area.

以上の動作によって非画像領域中においてAPC動作が実行され、レーザ光の発光光量はAPC基準電圧に応じた光量に制御される。また本実施例では、上記APC動作によって決定された光量がBDセンサ209を有する光検知部であるBDセンサ部410に入射される光量となる。 By the above operation, the APC operation is executed in the non-image region, and the amount of emitted light of the laser beam is controlled to the amount of light according to the APC reference voltage. Further, in this embodiment, the amount of light determined by the APC operation is the amount of light incident on the BD sensor unit 410, which is a photodetection unit having the BD sensor 209.

次に感光ドラム25の画像領域において、画像信号に応じたLD201の発光制御を説明する。LD201の発光制御は、APC動作により決定された駆動電流ILDで、画像信号がオンの期間だけLD201を駆動してLD201を発光させ、画像信号がオフのときはLD201を発光しない非発光にして、LD201を明滅させる制御である。以下、詳細を説明する。 Next, in the image region of the photosensitive drum 25, the light emission control of the LD201 according to the image signal will be described. Emission control LD201 is the drive current I LD, which is determined by the APC operation, the image signal is driven only LD201 period on to emit LD201, image signal is off in the non-emission does not emit LD201 , LD201 is a control to blink. The details will be described below.

まずPC400又はリーダースキャナ部500は、画像処理部403に対して画像データを入力する。画像データは、RGBの色空間によって表現されているデータである。画像処理部403は、RGBの色空間からYMCKの色空間へと画像データの変換を行う。さらに画像処理部403は、YMCKの色空間に変換された画像データに対してスクリーン処理を行う。スクリーン処理とは、ドットやラインの数や密度を調整することで、階調表現を行う処理である。このスクリーン処理を行うことで、LD201の発光制御による階調表現が2値であったとしても、各色256階調のフルカラーを表現することが可能である。 First, the PC 400 or the reader scanner unit 500 inputs image data to the image processing unit 403. The image data is data represented by the RGB color space. The image processing unit 403 converts the image data from the RGB color space to the YMCK color space. Further, the image processing unit 403 performs screen processing on the image data converted into the color space of YMCK. The screen processing is a processing for expressing gradation by adjusting the number and density of dots and lines. By performing this screen processing, even if the gradation expression by the light emission control of LD201 is binary, it is possible to express the full color of 256 gradations of each color.

次に、画像処理部403はスクリーン処理を施した画像データを画像信号出力部404に入力する。画像信号出力部404は、YMCK各色の画像データからLD201を明滅(発光または非発光)させる所定周波数の画像信号に変換する。次に画像信号出力部404は、BD信号を基準とした所定のタイミングでLD駆動制御部405に画像信号を出力する。この時、画像信号出力部404は、画像信号に対して画像データに応じたPWM制御を行っており、各階調に対してパルス幅(Duty)が決められている。LD駆動制御部405は、画像信号に応じてLD201の発光制御を行う。画像信号がオン状態の場合にはAPC動作によって決定された駆動電流ILDでLD201を駆動し、画像信号がオフ状態の場合にはLD201をバイアス電流IBIASで駆動する。バイアス電流IBIASは、LD201が発光開始する閾値電流ITH直前に調整されていることが望ましく、閾値電流ITHに近いほどLD201の発光遅延時間を抑えることが可能となる。画像領域においては以上のように、BD信号を基準のタイミングとし、APC動作によって決定された駆動電流ILDと画像信号の明滅パターンに基づいてLD201の発光制御を行う。 Next, the image processing unit 403 inputs the screen-processed image data to the image signal output unit 404. The image signal output unit 404 converts the image data of each color of YMCK into an image signal having a predetermined frequency that blinks (lights or does not emit) the LD201. Next, the image signal output unit 404 outputs an image signal to the LD drive control unit 405 at a predetermined timing based on the BD signal. At this time, the image signal output unit 404 performs PWM control for the image signal according to the image data, and the pulse width (Duty) is determined for each gradation. The LD drive control unit 405 controls the light emission of the LD 201 according to the image signal. When the image signal is in the ON state drives the LD201 in drive current I LD, which is determined by the APC operation, when the image signal is OFF drives the LD201 in bias current I BIAS. Bias current I BIAS, it is possible to suppress desirable to LD201 is adjusted to the threshold current I TH immediately before the emission start, emission delay time closer to the threshold current I TH LD201. In the image region, as described above, the BD signal is used as a reference timing, and the light emission control of the LD 201 is performed based on the drive current ILD determined by the APC operation and the blinking pattern of the image signal.

このため、BD信号の遅延時間がAPC動作で決定される光量によって異なることで画像形成位置が異なる。 Therefore, the image formation position differs because the delay time of the BD signal differs depending on the amount of light determined by the APC operation.

そこで、光検知部であるBDセンサ部410は、BD信号の遅延時間を低減するために、BDゲイン変更回路を有する。 Therefore, the BD sensor unit 410, which is an optical detection unit, has a BD gain changing circuit in order to reduce the delay time of the BD signal.

(BDセンサ部のBDゲイン変更回路)
次に図9を用いてBDセンサ部410について説明する。図9は、本実施例におけるBDセンサ部410の回路を示す図である。
(BD gain change circuit of BD sensor)
Next, the BD sensor unit 410 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a circuit of the BD sensor unit 410 in this embodiment.

本実施例における光検知部であるBDセンサ部410は、BDゲイン変更回路701と、BDセンサ209と、を有する。BDゲイン変更回路701は、ゲイン変更部704、第1ゲイン抵抗702、及び第2ゲイン抵抗703を有する。BDゲイン変更回路701には、図6に示すCPU401からゲイン変更信号が入力されている。ゲイン変更信号は、ゲイン変更部704を制御し、第1ゲイン抵抗702及び第2ゲイン抵抗703の使用有無を制御し、BDセンサ209の光電変換の感度(BDゲイン)を変更する。ここでは、図5を用いて説明したように、第1ゲインと第2ゲインをBDゲイン切り替えポイントで切り替えることで、使用光量レンジ内において遅延時間目標値を下回る制御を実施している。なお、第2ゲインは第1ゲインに比べて光電変換の感度(BDゲイン)が大きく、第2BDゲインは第1BDゲインに比べて低光量領域で使用可能となっている。本実施例では、CPU401からBDゲイン変更回路701にゲイン変更信号が入力され、ゲイン変更部704がON状態となると、第1ゲイン抵抗702と第2ゲイン抵抗703が並列接続されて第1ゲインが選択される。またCPU401からBDゲイン変更回路701にゲイン変更信号が入力され、ゲイン変更部704がOFF状態となると、第2ゲイン抵抗703を用いて第2ゲインが選択される。すなわち、第1ゲインを使用する際にはゲイン変更部704はON状態とされ、第2ゲインを使用する際にはゲイン変更部704はOFF状態とされる。 The BD sensor unit 410, which is an optical detection unit in this embodiment, has a BD gain changing circuit 701 and a BD sensor 209. The BD gain change circuit 701 has a gain change unit 704, a first gain resistor 702, and a second gain resistor 703. A gain change signal is input to the BD gain change circuit 701 from the CPU 401 shown in FIG. The gain change signal controls the gain change unit 704, controls whether or not the first gain resistor 702 and the second gain resistor 703 are used, and changes the sensitivity (BD gain) of the photoelectric conversion of the BD sensor 209. Here, as described with reference to FIG. 5, by switching between the first gain and the second gain at the BD gain switching point, control below the delay time target value is performed within the used light amount range. The second gain has a higher sensitivity (BD gain) for photoelectric conversion than the first gain, and the second BD gain can be used in a lower light amount region than the first BD gain. In this embodiment, when a gain change signal is input from the CPU 401 to the BD gain change circuit 701 and the gain change unit 704 is turned on, the first gain resistance 702 and the second gain resistance 703 are connected in parallel to obtain the first gain. Be selected. Further, when the gain change signal is input from the CPU 401 to the BD gain change circuit 701 and the gain change unit 704 is turned off, the second gain is selected by using the second gain resistor 703. That is, when the first gain is used, the gain changing unit 704 is turned on, and when the second gain is used, the gain changing unit 704 is turned off.

BDセンサ209は、BDセンサのフォトダイオードであるPDBD705、電流アンプ706、及びコンパレータ707を有する。PDBD705は、入力された光を光電変換し、変換した電流を電流アンプ706に出力する。電流アンプ706は、所定ゲインによってPDBD705からの電流を増幅し、増幅した電流をゲイン変更回路701に出力する。ゲイン変更回路701に入力された電流は、ゲイン変更信号によって制御された第1ゲインもしくは第2ゲインに応じて電流電圧変換され、センサ出力電圧に変換される。ゲイン変更回路701で電流電圧変換されたセンサ出力電圧は、コンパレータ707に入力される。コンパレータ707は閾値Vthとセンサ出力電圧を比較し、センサ出力電圧が閾値Vthより大きい場合にはLo電圧を出力し、センサ出力電圧が閾値Vthより小さい場合にはHi電圧を出力する。この時、コンパレータ707から出力されるHi電圧及びLo電圧のデジタル信号が、BDセンサ209から出力されるBD信号である。 The BD sensor 209 includes a PDBD705 which is a photodiode of the BD sensor, a current amplifier 706, and a comparator 707. The PDBD705 photoelectrically converts the input light and outputs the converted current to the current amplifier 706. The current amplifier 706 amplifies the current from the PDBD 705 with a predetermined gain, and outputs the amplified current to the gain change circuit 701. The current input to the gain change circuit 701 is current-voltage converted according to the first gain or the second gain controlled by the gain change signal, and is converted into the sensor output voltage. The sensor output voltage converted into current and voltage by the gain change circuit 701 is input to the comparator 707. Comparator 707 compares the threshold value V th and the sensor output voltage, when the sensor output voltage is greater than the threshold V th and outputs a Lo voltage, when the sensor output voltage is the threshold value V th is smaller than the outputs a Hi voltage. At this time, the digital signals of Hi voltage and Lo voltage output from the comparator 707 are BD signals output from the BD sensor 209.

図10には、本実施例におけるBD光量指示値に対するBDゲインの選択テーブルを示す。本実施例においてBDセンサに入射される光量は前述したAPC動作で決定される。そのため、図6に示すCPU401からAPC制御部406で通達される光出力の比率と、BDセンサへの入射光量の比率は等しい。また所定の画像形成装置で使用される使用光量レンジにおいて、最大光量を出力する際の光量指示値を100%としている。図10に示す選択テーブルでは、光量指示値が30%未満では画像形成が実施されない構成を想定している。そのため、光量指示値が30%未満では使用範囲外であり、BDゲインはDon't careである。ただし中間電位によって素子が熱破壊されることは懸念されるため、第1ゲインもしくは第2ゲインが選択されている状態である。次に図10に示す選択テーブルでは、光量指示値が30%以上65%未満では第2ゲインを選択し、光量指示値が65%以上では第1ゲインを選択する。図10に示す選択テーブルでは光量指示値65%が第1ゲインと第2ゲインの境界値として設定している。図5に示すBDゲイン切り替えポイントの入射光量の決定の仕方を説明する。光走査装置2が有する光学系の透過率、反射率のバラツキや、LD201の入力電流に対する出力光量のバラツキを計算し、その中心となる光量指示値で決定する。そのため、必ずしも光量指示値65%が図5に示すBDゲイン切り替えポイントと一致するわけではない。このように、適切なBDゲイン切り替えポイントを狙い、BDセンサへの光量指示値に基づくBDゲインの選択テーブルを有する。 FIG. 10 shows a selection table of BD gain with respect to the BD light amount indicated value in this embodiment. In this embodiment, the amount of light incident on the BD sensor is determined by the above-mentioned APC operation. Therefore, the ratio of the light output transmitted from the CPU 401 to the APC control unit 406 shown in FIG. 6 and the ratio of the amount of incident light to the BD sensor are equal. Further, in the light amount range used in a predetermined image forming apparatus, the light amount indicated value when outputting the maximum light amount is set to 100%. In the selection table shown in FIG. 10, it is assumed that image formation is not performed when the light intensity indicated value is less than 30%. Therefore, if the light intensity indicated value is less than 30%, it is out of the range of use, and the BD gain is Don't care. However, since there is a concern that the element is thermally destroyed by the intermediate potential, the first gain or the second gain is selected. Next, in the selection table shown in FIG. 10, the second gain is selected when the light amount indicated value is 30% or more and less than 65%, and the first gain is selected when the light amount indicated value is 65% or more. In the selection table shown in FIG. 10, the light intensity indicated value of 65% is set as the boundary value between the first gain and the second gain. A method of determining the amount of incident light at the BD gain switching point shown in FIG. 5 will be described. The variation in the transmittance and reflectance of the optical system of the optical scanning device 2 and the variation in the output light amount with respect to the input current of the LD201 are calculated and determined by the central light amount indicated value. Therefore, the light intensity indicated value of 65% does not always coincide with the BD gain switching point shown in FIG. As described above, it has a BD gain selection table based on the light amount indicated value to the BD sensor, aiming at an appropriate BD gain switching point.

図11(a)では、第1ゲイン及び第2ゲインの設定時に、BDセンサに所定の入射光量P又はPが入力された場合のBD信号の遅延時間との関係を示す。図11(b)では、第1ゲイン及び第2ゲインの設定時に、BDセンサに所定の入射光量P又はPが入力された場合のBD信号のタイミングチャートを示す。この時、入射光量Pは入射光量Pに対して十分大きい場合を想定している。 Figure 11 (a), the time of the setting of the first gain and second gain, showing the relationship between the delay time of the BD signal when a predetermined amount of incident light P 1 or P 2 is input to the BD sensor. FIG. 11B shows a timing chart of the BD signal when a predetermined incident light amount P 1 or P 2 is input to the BD sensor when the first gain and the second gain are set. At this time, it is assumed that the incident light amount P 1 is sufficiently larger than the incident light amount P 2.

図11(b)に示すタイミングチャート(1)は、BD信号の遅延がない理想的なタイミングチャートを示している。図11(b)に示すタイミングチャート(2)は、第1ゲインが選択されているときに、入射光量PがBDセンサに入射された状態を示す。第1ゲインは高光量に対して適切なゲインであり、遅延がないBD信号の場合に比べて、遅延時間tg11経過後にBD信号が出力される。図11(b)に示すタイミングチャート(3)は、第2ゲインが選択されているときに、入射光量PがBDセンサに入射された状態を示す。第2ゲインは低光量に対して適切なゲインであるが、センサ出力電圧自体は大きく、遅延時間tg21経過後にBD信号が出力される。ただし入射光量に対してゲインが過大なため、BDセンサのリードフレームやパッケージ、もしくは光走査装置の筐体部などで発生する迷光によるセンサ出力電圧も増大し、誤検知を引き起こす可能性がある。図11(b)に示すタイミングチャート(4)は、第1ゲインが選択されているときに、入射光量PがBDセンサに入射された状態を示す。第1ゲインは高光量に対して適切なゲインであり、遅延時間tg12経過後にBD信号が出力される。図11(b)に示すタイミングチャート(5)は、第2ゲインが選択されているときに、入射光量PがBDセンサに入射された状態を示す。第2ゲインは低光量に対して適切なゲインであり、遅延時間tg22経過後にBD信号が出力される。 The timing chart (1) shown in FIG. 11B shows an ideal timing chart without delay of the BD signal. Timing chart shown in FIG. 11 (b) (2), when the first gain is selected, showing a state where the amount of incident light P 1 is incident on the BD sensor. The first gain is an appropriate gain for a high amount of light, and the BD signal is output after the delay time tg11 elapses, as compared with the case of the BD signal without delay. Timing chart shown in FIG. 11 (b) (3), when the second gain is selected, showing a state where the amount of incident light P 1 is incident on the BD sensor. The second gain is an appropriate gain for a low amount of light, but the sensor output voltage itself is large, and a BD signal is output after the delay time tg21 has elapsed. However, since the gain is excessive with respect to the amount of incident light, the sensor output voltage due to stray light generated in the lead frame or package of the BD sensor, the housing of the optical scanning device, or the like also increases, which may cause erroneous detection. The timing chart (4) shown in FIG. 11B shows a state in which the incident light amount P 2 is incident on the BD sensor when the first gain is selected. The first gain is an appropriate gain for a high amount of light, and a BD signal is output after the delay time tg12 has elapsed. The timing chart (5) shown in FIG. 11B shows a state in which the incident light amount P 2 is incident on the BD sensor when the second gain is selected. The second gain is an appropriate gain for a low amount of light, and a BD signal is output after the delay time tg22 has elapsed.

以上より、遅延時間の大小関係としては、tg11≒tg21<tg22<tg12の関係である。しかしながら遅延時間tg21となる状態ではBDセンサは誤検知を引き起こす可能性があり、書き出し位置制御が想定通り実施できない可能性が大きい。また、遅延時間tg12の場合には、他の遅延時間に比べてBD信号の遅延時間が大きく、書き出し位置制御の精度を満足できない場合が想定される。 From the above, the magnitude relationship of the delay time is the relationship of t g11 ≈ t g21 <t g22 <t g12 . However, in a state where the delay time is t g21 , the BD sensor may cause a false detection, and there is a high possibility that the writing position control cannot be performed as expected. Further, in the case of the delay time t g12, the delay time of the BD signal is larger than that of other delay times, and it is assumed that the accuracy of the writing position control cannot be satisfied.

そのため、図9に示したゲイン変更回路701を図10に示した選択テーブルで変更することで、遅延時間をtg11からtg22までの所定の範囲内に抑えることが可能となる。 Therefore, by changing the gain change circuit 701 shown in FIG. 9 with the selection table shown in FIG. 10, the delay time can be suppressed within a predetermined range from t g 11 to t g 22.

次に図12を参照してBDゲインの選択を実施する流れを説明する。図12には、BDゲインの選択を実施するフローチャートを示す。CPU401は光量設定部407に通達された光量指示値に基づき、BDゲイン選択を開始する(S1001)。CPU401はAPC制御部406に設定する光量指示値が閾値以上(65%以上)である場合(S1002:Yes)には、図10に示した選択テーブルに基づき第1ゲインを選択し(S1004)、BDゲイン選択を終了する(S1005)。これにより、CPU401は、第1ゲインを選択するゲイン変更信号をBDセンサ部410に対して入力する。一方、CPU401はAPC制御部406に設定する光量指示値が閾値未満(65%未満)である場合(S1002:No)には、図10に示した選択テーブルに基づき第2ゲインを選択し(S1003)、BDゲイン選択を終了する(S1005)。これにより、CPU401は、第2ゲインを選択するゲイン変更信号をBDセンサ部410に対して入力する。 Next, a flow of selecting the BD gain will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a flowchart for performing BD gain selection. The CPU 401 starts BD gain selection based on the light amount indicated value notified to the light amount setting unit 407 (S1001). When the light amount indicated value set in the APC control unit 406 is equal to or greater than the threshold value (S1002: Yes), the CPU 401 selects the first gain based on the selection table shown in FIG. 10 (S1004). The BD gain selection is completed (S1005). As a result, the CPU 401 inputs a gain change signal for selecting the first gain to the BD sensor unit 410. On the other hand, when the light amount indicated value set in the APC control unit 406 is less than the threshold value (less than 65%) (S1002: No), the CPU 401 selects the second gain based on the selection table shown in FIG. 10 (S1003). ), BD gain selection is completed (S1005). As a result, the CPU 401 inputs a gain change signal for selecting the second gain to the BD sensor unit 410.

以上のように、本実施例では、BDセンサからのBD信号の遅延時間を低減させるために、光量指示値に基づきBDゲインを選択する構成とした。これにより、画像形成時の感光ドラムへの書き込み開始タイミングの精度を良化させることができ、画像の位置ずれ補正精度を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, in order to reduce the delay time of the BD signal from the BD sensor, the BD gain is selected based on the light amount indicated value. As a result, the accuracy of the timing of starting writing to the photosensitive drum at the time of image formation can be improved, and the accuracy of image misalignment correction can be improved.

ただし本実施例では、画像形成に用いるAPC光量とBD入射光量が同一の構成を示したが、BD入射光量に対して適切なBDゲインが選択されればよいため、APC光量とBD入射光量が一致する必要はない。 However, in this embodiment, the APC light amount and the BD incident light amount used for image formation are the same, but since an appropriate BD gain may be selected for the BD incident light amount, the APC light amount and the BD incident light amount are different. It doesn't have to match.

また、BDゲイン変更信号をCPU401から出力する構成を例示したが、光量指示値に基づきBDゲイン変更信号が入力されればよいため、CPU401以外のICから出力されても良い。また本実施例では、BDゲイン切り替え回路(ゲイン変更回路)に複数の抵抗、それぞれの抵抗の使用有無を選択する回路を有する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、電子ボリューム(電子VR)のように抵抗値を選択できる回路を用いてもよい。加えて、本実施例ではBDゲイン切り替えの境界値を光量指示値65%としたが、光学系やLDの特性によって選択すればよいため、この限りではない。また、本実施例では2つのBDゲイン選択を有する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、目標とする遅延時間(センサに光が入射されてから信号が出力されるまでの目標時間)に基づき、3つ以上のゲイン選択を実施しても構わない。 Further, although the configuration in which the BD gain change signal is output from the CPU 401 is illustrated, since the BD gain change signal may be input based on the light intensity indicated value, it may be output from an IC other than the CPU 401. Further, in this embodiment, a configuration having a plurality of resistors and a circuit for selecting whether or not to use each resistor is illustrated in the BD gain switching circuit (gain changing circuit) is exemplified, but the present invention is not limited to this, and the electronic volume (electronic volume) ( A circuit that can select the resistance value such as electronic VR) may be used. In addition, in this embodiment, the boundary value for BD gain switching is set to the light amount indicated value of 65%, but this is not the case because it may be selected according to the characteristics of the optical system and LD. Further, in this embodiment, a configuration having two BD gain selections has been exemplified, but the present invention is not limited to this, and the target delay time (the target from the time when the light is incident on the sensor to the time when the signal is output) is used. You may perform three or more gain selections based on time).

〔実施例2〕
次に実施例2に係る画像形成装置について説明する。前述した実施例1ではCPU401からBDセンサ部410に対して光量指示値に基づくゲイン変更信号を入力することでゲイン変更を実現した。そのため、CPU401にはゲイン変更信号を出力するポートを確保する必要があり、微小ではあるがCPU401のIOポート数の制約に影響がある。
[Example 2]
Next, the image forming apparatus according to the second embodiment will be described. In the first embodiment described above, the gain change is realized by inputting the gain change signal based on the light amount indicated value from the CPU 401 to the BD sensor unit 410. Therefore, it is necessary to secure a port for outputting the gain change signal in the CPU 401, which has a small influence on the limitation of the number of IO ports of the CPU 401.

実施例2では、CPU401からBDセンサ部410に対して光量指示値そのものを入力して、BDセンサ部410におけるゲイン変更を実施する。従来から使用している信号である光量指示値(光量PWM信号)を用いることで、画像形成装置として信号数の増加を低減しながら、BDゲイン切り替えを実施し、感光ドラムへの書き込み開始タイミングの精度を向上させる。 In the second embodiment, the light amount indicated value itself is input from the CPU 401 to the BD sensor unit 410 to change the gain in the BD sensor unit 410. By using the light amount indicated value (light amount PWM signal), which is a signal that has been used conventionally, BD gain switching is performed while reducing the increase in the number of signals as an image forming apparatus, and the timing of starting writing to the photosensitive drum is set. Improve accuracy.

なお、実施例2における画像形成装置の構成は、実施例1における画像形成装置の構成と同様であるので、その説明を省略する。 Since the configuration of the image forming apparatus in the second embodiment is the same as the configuration of the image forming apparatus in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

(光走査装置の制御回路)
本実施例における光走査装置の制御回路について説明する。図13は、本実施例における光走査装置の制御回路を示すブロック図である。本実施例の制御回路は、図6を用いて説明した実施例1の制御回路とは異なり、CPU401からAPC制御部406に指示している光量指示値をBDセンサ部410にも入力している。これにより本実施例では、実施例1に比べて、CPU401のIOポート数が少なくて済む。本実施例ではAPC制御部406への光量指示値はPWM信号のDUTYで表現されていることとする。また本実施例においても、APC動作によって決定された光量がBDセンサ部410が有するBDセンサ209に入射される光量となる。なお、制御回路のその他の構成は、以下に説明するBDゲイン切り替え回路を含むBDセンサ部410の構成を除き、図6を用いて説明した実施例1の制御回路と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Control circuit of optical scanning device)
The control circuit of the optical scanning apparatus in this embodiment will be described. FIG. 13 is a block diagram showing a control circuit of the optical scanning device in this embodiment. The control circuit of this embodiment is different from the control circuit of the first embodiment described with reference to FIG. 6, and the light amount indicated value instructed from the CPU 401 to the APC control unit 406 is also input to the BD sensor unit 410. .. As a result, in this embodiment, the number of IO ports of the CPU 401 can be reduced as compared with the first embodiment. In this embodiment, it is assumed that the light amount indicated value to the APC control unit 406 is expressed by the DUTY of the PWM signal. Further, also in this embodiment, the amount of light determined by the APC operation is the amount of light incident on the BD sensor 209 of the BD sensor unit 410. The other configurations of the control circuit are the same as those of the control circuit of the first embodiment described with reference to FIG. 6, except for the configuration of the BD sensor unit 410 including the BD gain switching circuit described below. The explanation is omitted.

(光量指示値を用いたBDゲイン切り替え回路)
次に図14を用いてBDセンサ部410について説明する。図14は、本実施例におけるBDセンサ部410の回路を示す図である。
(BD gain switching circuit using light intensity indicated value)
Next, the BD sensor unit 410 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a circuit of the BD sensor unit 410 in this embodiment.

本実施例におけるBDセンサ部410は、BDゲイン切り替え回路1201と、BDセンサ209と、を有する。BDゲイン切り替え回路1201は、フィルタ部1202、ヒステリシスコンパレータ1203、及びBDゲイン変更回路701を有する。BDゲイン切り替え回路1201には、図13に示すCPU401からの光量指示値であるPWM信号が入力されている。PWM信号は、フィルタ部1202に入力され、フィルタ部1202によって所定電圧を有するDC信号に変換される。フィルタ部1202によって変換されたDC信号は、ヒステリシスコンパレータ1203に入力される。ヒステリシスコンパレータ1203は、抵抗R、R、R、R、プルアップ電圧V、及び電圧Vrefを有し、前記DC信号に対して下記式1の閾値VthH、下記式2の閾値VthLを有する。なお、下記式1、式2におけるaは、下記式3の通りである。 The BD sensor unit 410 in this embodiment includes a BD gain switching circuit 1201 and a BD sensor 209. The BD gain switching circuit 1201 includes a filter unit 1202, a hysteresis comparator 1203, and a BD gain changing circuit 701. A PWM signal, which is a light amount instruction value from the CPU 401 shown in FIG. 13, is input to the BD gain switching circuit 1201. The PWM signal is input to the filter unit 1202 and converted into a DC signal having a predetermined voltage by the filter unit 1202. The DC signal converted by the filter unit 1202 is input to the hysteresis comparator 1203. The hysteresis comparator 1203 has resistors R 1 , R 2 , R 3 , R p , a pull-up voltage V p , and a voltage V ref, and has a threshold value V thH of the following equation 1 and the following equation 2 for the DC signal. It has a threshold V thL . In addition, a in the following formulas 1 and 2 is as shown in the following formula 3.

(式1)

Figure 2021186974
(Equation 1)
Figure 2021186974

(式2)

Figure 2021186974
(Equation 2)
Figure 2021186974

(式3)

Figure 2021186974
(Equation 3)
Figure 2021186974

上記式1、式2において、VOHはHiレベル出力電圧であり、VOLはLoレベル出力電圧である。また閾値VthHは出力電圧がVOHである場合の閾値であり、Hiレベル出力電圧からLoレベル出力電圧に切り替わる閾値である。同様に、閾値VthLは出力電圧がVOLである場合の閾値であり、Loレベル出力電圧からHiレベル出力電圧に切り替わる閾値である。言い換えれば、閾値VthHは第2ゲインから第1ゲインに切り替わる第1の閾値であり、閾値VthLは第1ゲインから第2ゲインに切り替わる第2の閾値である。 In the above equations 1 and 2, V OH is a Hi level output voltage and VOL is a Lo level output voltage. Further, the threshold value V thH is a threshold value when the output voltage is V OH , and is a threshold value for switching from the Hi level output voltage to the Lo level output voltage. Similarly, the threshold V thL is a threshold in the case where the output voltage is V OL, a threshold value from the Lo level output voltage is switched to the Hi level output voltage. In other words, the threshold value V thH is the first threshold value for switching from the second gain to the first gain, and the threshold value V thL is the second threshold value for switching from the first gain to the second gain.

そのため、光量指示値が高くなる、つまりPWM信号のDUTYが大きくなると、閾値VthHを上回り、ヒステリシスコンパレータ1203からLoレベル出力電圧が出力される。ヒステリシスコンパレータ1203から出力されるLoレベル出力電圧は、ゲインを選択する信号である。BDゲイン変更回路701にはヒステリシスコンパレータ1203の反転出力が入力されるため、第1ゲイン抵抗702及び第2ゲイン抵抗703が並列接続されることにより第1ゲインが選択される。 Therefore, when the light amount indicated value becomes high, that is, when the DUTY of the PWM signal becomes large, the threshold value VthH is exceeded and the Lo level output voltage is output from the hysteresis comparator 1203. The Lo level output voltage output from the hysteresis comparator 1203 is a signal for selecting the gain. Since the inverted output of the hysteresis comparator 1203 is input to the BD gain change circuit 701, the first gain is selected by connecting the first gain resistor 702 and the second gain resistor 703 in parallel.

また光量指示値が低くなる、つまりPWM信号のDUTYが小さくなると、閾値VthLを下回り、ヒステリシスコンパレータ1203からHiレベル出力電圧が出力される。ヒステリシスコンパレータ1203から出力されるHiレベル出力電圧は、ゲインを選択する信号である。BDゲイン変更回路701にはヒステリシスコンパレータ1203の反転出力が入力されるため、第1抵抗により第2ゲインが選択される。 Further, when the light amount indicated value becomes low, that is, when the DUTY of the PWM signal becomes small, the threshold value VthL is lowered and the Hi level output voltage is output from the hysteresis comparator 1203. The Hi level output voltage output from the hysteresis comparator 1203 is a signal for selecting the gain. Since the inverted output of the hysteresis comparator 1203 is input to the BD gain changing circuit 701, the second gain is selected by the first resistance.

以上のように図14のBDセンサ部410の回路を用いることで、光量指示値そのものを用いてBDゲイン変更を実施することが可能となる。 By using the circuit of the BD sensor unit 410 of FIG. 14 as described above, it is possible to change the BD gain by using the light amount indicated value itself.

図15には、図14に示したヒステリシスコンパレータ1203の設定値例を示す。図15ではPWM信号の電圧振幅が3.3Vである場合を想定している。図15に示すVref、R、R、R、VOH、及びVOLとなるように設定することで、閾値VthHと閾値VthLにPWM信号DUTY(光量指示値)で10%のヒステリシスを持たせている。 FIG. 15 shows an example of the set value of the hysteresis comparator 1203 shown in FIG. In FIG. 15, it is assumed that the voltage amplitude of the PWM signal is 3.3 V. V ref shown in FIG. 15, by setting such that R 1, R 2, R 3 , V OH, and V OL, 10% to the threshold V thH and the threshold V thL the PWM signal DUTY (light amount instruction value) It has the hysteresis of.

図16には図15で設定したBDセンサ部410の動作を表すグラフを示す。画像形成装置で使用する最大光量をPとし、使用する最低光量はPの30%までとする。この最大光量Pから最低光量0.3×Pまでを画像形成装置における使用光量レンジとする。この場合、低光量から高光量への推移を実線のグラフで表している。 FIG. 16 shows a graph showing the operation of the BD sensor unit 410 set in FIG. The maximum amount of light used in the image forming apparatus is P 1, and the minimum amount of light used is up to 30% of P 1. The range from the maximum light amount P 1 to the minimum light amount 0.3 × P 1 is defined as the light amount range used in the image forming apparatus. In this case, the transition from low light intensity to high light intensity is represented by a solid line graph.

具体的には、最低光量である0.3×Pでは低光量に適切である第2ゲインを使用しており、0.3×Pから光量を高くしていくと、0.7×PでBDセンサ部410によって第1ゲインに切り替わる。つまり、図16に示す例では、第1ゲインに切り替わる0.7×Pが前述の閾値VthHである。そして最大光量であるPまで光量を高くしていく間も、第1ゲインが使用される。 Specifically, the minimum light amount of 0.3 × P 1 uses the second gain, which is appropriate for a low light amount, and when the light amount is increased from 0.3 × P 1, 0.7 × At P 1 , the BD sensor unit 410 switches to the first gain. That is, in the example shown in FIG. 16, 0.7 × P 1 that switches to the first gain is the above-mentioned threshold value V thH . Then, the first gain is used while the amount of light is increased to P 1, which is the maximum amount of light.

逆に最大光量であるPから光量を下げていく場合、0.6×Pで第2ゲインに切り替わる。つまり、図16に示す例では、第2ゲインに切り替わる0.6×Pが前述の閾値VthLである。そして、最低光量である0.3×Pまで第2ゲインが使用される。 On the contrary, when the amount of light is reduced from P 1 which is the maximum amount of light, the gain is switched to the second gain at 0.6 × P 1. That is, in the example shown in FIG. 16, 0.6 × P 1 that switches to the second gain is the above-mentioned threshold value VthL . Then, the second gain is used up to the minimum amount of light of 0.3 × P 1.

このように図14に示したBDセンサ部410は、第2ゲインから第1ゲインへ切り替わる場合の閾値VthHと第1ゲインから第2ゲインへ切り替わる場合の閾値VthLに光量指示値で10%のヒステリシスを有してBDゲインの切り替えを実施する。 BD sensor unit shown thus in Figure 14 410 10% at a light quantity indicated value to the threshold V thL when the threshold V thH a first gain when the second gain switched to the first gain switched to the second gain The BD gain is switched with the hysteresis of.

図17には本実施例におけるBDゲイン選択のフローチャートを示す。CPU401は光量設定部407に通達された光量指示値に基づき、BDゲイン選択を開始する(S1501)。CPU401がAPC制御部406に設定する光量指示値を通達する(S1502)。APC制御部406に設定された光量指示に基づいて、図14に示したBDセンサ部410はBDゲインの選択を回路動作として実施し(S1503)、BDゲイン選択を終了する(S1504)。具体的なゲインの切り替えについては、図15及び図16を用いて前述した通りである。 FIG. 17 shows a flowchart of BD gain selection in this embodiment. The CPU 401 starts BD gain selection based on the light amount indicated value notified to the light amount setting unit 407 (S1501). The CPU 401 notifies the light amount indicated value set in the APC control unit 406 (S1502). Based on the light amount instruction set in the APC control unit 406, the BD sensor unit 410 shown in FIG. 14 performs BD gain selection as a circuit operation (S1503) and ends BD gain selection (S1504). The specific gain switching is as described above with reference to FIGS. 15 and 16.

以上のように、本実施例では、CPU401がAPC制御部406に入力するポートを通してBDセンサ部410にも光量指示値を入力し、BDセンサ部410にて適切なゲインがハード的に選択される構成とした。これにより、画像形成時の感光ドラムへの書き込み開始タイミングの精度を良化させることができ、CPU401のIOポート数の制約に影響を与えない構成とすることができる。そして、BDセンサからのBD信号の遅延時間を低減させることができ、画像の位置ずれ補正精度を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, the light amount indicated value is also input to the BD sensor unit 410 through the port input by the CPU 401 to the APC control unit 406, and an appropriate gain is hard-selected by the BD sensor unit 410. It was configured. As a result, the accuracy of the writing start timing to the photosensitive drum at the time of image formation can be improved, and the configuration can be configured so as not to affect the limitation of the number of IO ports of the CPU 401. Then, the delay time of the BD signal from the BD sensor can be reduced, and the position shift correction accuracy of the image can be improved.

〔他の実施例〕
なお、前述した実施例では、画像形成に用いるAPC光量とBD入射光量が同一の構成を示したが、BD入射光量に対して適切なBDゲインが選択されればよいため、APC光量とBD入射光量が一致する必要はない。
[Other Examples]
In the above-described embodiment, the APC light amount and the BD incident light amount used for image formation are the same, but since an appropriate BD gain may be selected for the BD incident light amount, the APC light amount and the BD incident light amount may be selected. The amount of light does not have to match.

また、BDゲイン変更信号(もしくは光量指示値)をCPU401から出力する構成を示したが、光量指示値に基づきBDゲイン変更信号が入力されればよいため、CPU401以外のICから出力されても良い。 Further, although the configuration in which the BD gain change signal (or the light amount indicated value) is output from the CPU 401 is shown, since the BD gain change signal may be input based on the light amount indicated value, it may be output from an IC other than the CPU 401. ..

また本実施例では、BDゲイン切り替え回路に複数の抵抗、それぞれの抵抗の使用有無を選択する回路を有する構成としたが、この限りではなく、電子VRのように抵抗値を選択できる回路を用いてもよい。 Further, in this embodiment, the BD gain switching circuit is configured to have a plurality of resistors and a circuit for selecting whether or not to use each resistor, but the present invention is not limited to this, and a circuit capable of selecting the resistance value such as an electronic VR is used. You may.

加えて、前述した実施例1ではBDゲイン切り替えの境界値を65%としたが、光学系やLDの特性によって選択すればよいため、この限りではない。 In addition, in Example 1 described above, the boundary value for BD gain switching is set to 65%, but this is not the case because it may be selected depending on the characteristics of the optical system and LD.

また、前述した実施例では2つのBDゲイン選択を有する構成としたが、目標とする遅延時間に基づき、3つ以上のゲイン選択を実施しても構わない。 Further, in the above-described embodiment, the configuration has two BD gain selections, but three or more gain selections may be performed based on the target delay time.

また、前述した実施例では、画像を形成する作像部にて画像形成ステーションを4つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 Further, in the above-described embodiment, four image forming stations are used in the image forming unit for forming an image, but the number of used is not limited and may be appropriately set as needed.

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像をシートに一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。シート担持体を使用し、該シート担持体に担持されたシートに各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile apparatus, or another image forming apparatus such as a multifunction device combining these functions. Further, an image forming apparatus is exemplified in which an intermediate transfer body is used, toner images of each color are sequentially superimposed and transferred to the intermediate transfer body, and the toner images carried on the intermediate transfer body are collectively transferred to a sheet. , Not limited to this. An image forming apparatus may be used in which a sheet carrier is used and a toner image of each color is sequentially superimposed and transferred onto the sheet supported on the sheet carrier. Similar effects can be obtained by applying the present invention to these image forming devices.

a,a′ …レーザ光
1 …画像形成装置
2 …光走査装置
5 …画像制御部
25 …感光ドラム
141 …環境センサ
142 …濃度センサ
201 …LD
205 …ポリゴンミラー
209 …BDセンサ
302 …PD
401 …CPU
405 …LD駆動制御部
406 …APC制御部
407 …光量設定部
408 …記憶部
410 …BDセンサ部
500 …リーダースキャナ部
503 …作像部
504 …定着部
505 …給送/搬送部
a, a'... Laser light 1 ... Image forming device 2 ... Optical scanning device 5 ... Image control unit 25 ... Photosensitive drum 141 ... Environment sensor 142 ... Density sensor 201 ... LD
205 ... Polygon mirror 209 ... BD sensor 302 ... PD
401 ... CPU
405 ... LD drive control unit 406 ... APC control unit 407 ... Light amount setting unit 408 ... Storage unit 410 ... BD sensor unit 500 ... Reader scanner unit 503 ... Image drawing unit 504 ... Fixing unit 505 ... Feeding / transporting unit

Claims (8)

画像信号に応じて発光可能な光源と、前記光源からの光を感光ドラムに対して偏向走査する光偏向部と、を有し、前記感光ドラムに画像信号に応じた光を走査して画像を形成する画像形成装置において、
前記光源の駆動を制御する駆動制御部と、
前記光偏向部により偏向走査された前記光源からの光を検知して信号を出力する光検知部と、
前記光検知部から出力された信号に基づいて前記感光ドラムへの書き込み開始タイミングを制御するとともに、前記光源を光量指示値に応じた光量で発光させるように前記駆動制御部を制御する制御部と、
を備え、
前記光検知部は、前記光源から入射される光を検知するセンサと、前記センサに光が入射されてから目標時間までに信号を出力する光量領域で使用可能な複数のゲインを有するゲイン変更回路と、を有し、
前記ゲイン変更回路は、第1の光量領域で使用可能な第1ゲインと、前記第1の光量領域より低光量領域を含む第2の光量領域で使用可能な第2ゲインと、を有し、
前記制御部は、前記光検知部が前記センサに光が入射されてから目標時間までに信号を出力するように、前記光量指示値に基づいて前記ゲイン変更回路の第1ゲインまたは第2ゲインを選択する信号を前記光検知部に出力して、前記ゲイン変更回路を第1ゲインまたは第2ゲインに変更する、ことを特徴とする画像形成装置。
It has a light source capable of emitting light according to an image signal and a light deflection unit that deflects and scans the light from the light source with respect to the photosensitive drum, and scans the photosensitive drum with light corresponding to the image signal to obtain an image. In the image forming apparatus to be formed,
A drive control unit that controls the drive of the light source,
A photodetector that detects light from the light source that has been deflected and scanned by the photodetector and outputs a signal.
A control unit that controls the write start timing to the photosensitive drum based on the signal output from the photodetector, and controls the drive control unit so that the light source emits light with a light amount corresponding to the light amount indicated value. ,
Equipped with
The photodetector is a gain change circuit having a sensor that detects light incident from the light source and a plurality of gains that can be used in a light amount region that outputs a signal by the target time after the light is incident on the sensor. And have
The gain changing circuit has a first gain that can be used in the first light amount region and a second gain that can be used in a second light amount region including a light amount region lower than the first light amount region.
The control unit determines the first gain or the second gain of the gain changing circuit based on the light amount indicated value so that the light detection unit outputs a signal by the target time after the light is incident on the sensor. An image forming apparatus characterized in that a selected signal is output to the light detection unit to change the gain changing circuit to a first gain or a second gain.
前記制御部は、前記光量指示値が閾値以上である場合に前記第1ゲインを選択し、前記光量指示値が閾値未満である場合に前記第2ゲインを選択することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Claim 1 is characterized in that the control unit selects the first gain when the light amount indicated value is equal to or greater than a threshold value, and selects the second gain when the light amount indicated value is less than the threshold value. The image forming apparatus according to. 画像信号に応じて発光可能な光源と、前記光源からの光を感光ドラムに対して偏向走査する光偏向部と、を有し、前記感光ドラムに画像信号に応じた光を走査して画像を形成する画像形成装置において、
前記光源の駆動を制御する駆動制御部と、
前記光偏向部により偏向走査された前記光源からの光を検知して信号を出力する光検知部と、
前記光検知部から出力された信号に基づいて前記感光ドラムへの書き込み開始タイミングを制御するとともに、前記光源を光量指示値に応じた光量で発光させるように前記駆動制御部を制御する制御部と、
を備え、
前記光検知部は、前記光源から入射される光を検知するセンサと、前記センサに光が入射されてから目標時間までに信号を出力する光量領域で使用可能な複数のゲインを有するゲイン変更回路と、前記光量指示値に応じて前記ゲイン変更回路の第1ゲインまたは第2ゲインを切り替えるコンパレータと、を有し、
前記ゲイン変更回路は、第1の光量領域で使用可能な第1ゲインと、前記第1の光量領域より低光量領域を含む第2の光量領域で使用可能な第2ゲインと、を有し、
前記制御部は、前記光量指示値を前記コンパレータに入力し、
前記コンパレータは、入力された光量指示値に応じて前記ゲイン変更回路の第1ゲインまたは第2ゲインを選択する信号を出力して、前記ゲイン変更回路を第1ゲインまたは第2ゲインに変更する、ことを特徴とする画像形成装置。
It has a light source capable of emitting light according to an image signal and a light deflection unit that deflects and scans the light from the light source with respect to the photosensitive drum, and scans the photosensitive drum with light corresponding to the image signal to obtain an image. In the image forming apparatus to be formed,
A drive control unit that controls the drive of the light source,
A photodetector that detects light from the light source that has been deflected and scanned by the photodetector and outputs a signal.
A control unit that controls the write start timing to the photosensitive drum based on the signal output from the photodetector, and controls the drive control unit so that the light source emits light with a light amount corresponding to the light amount indicated value. ,
Equipped with
The light detection unit is a gain change circuit having a sensor that detects light incident from the light source and a plurality of gains that can be used in a light amount region that outputs a signal by the target time after the light is incident on the sensor. And a comparator that switches the first gain or the second gain of the gain changing circuit according to the light amount indicated value.
The gain changing circuit has a first gain that can be used in the first light amount region and a second gain that can be used in a second light amount region including a light amount region lower than the first light amount region.
The control unit inputs the light amount indicated value to the comparator and inputs the light amount indication value to the comparator.
The comparator outputs a signal for selecting the first gain or the second gain of the gain changing circuit according to the input light amount indicated value, and changes the gain changing circuit to the first gain or the second gain. An image forming apparatus characterized in that.
前記コンパレータは、前記光量指示値が第1の閾値を上回ると、第1ゲインを選択する第1の信号を出力し、前記ゲイン変更回路を第1ゲインに変更し、前記光量指示値が第2の閾値を下回ると、第2ゲインを選択する第2の信号を出力し、前記ゲイン変更回路を第2ゲインに変更することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 When the light amount indicated value exceeds the first threshold value, the comparator outputs a first signal for selecting the first gain, changes the gain changing circuit to the first gain, and the light amount indicated value becomes the second. The image forming apparatus according to claim 3, wherein when the value falls below the threshold value of, a second signal for selecting the second gain is output, and the gain changing circuit is changed to the second gain. 前記第1の光量領域は、前記第2の光量領域より高光量領域を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the first light quantity region includes a higher light quantity region than the second light quantity region. 画像形成装置の内部の温度及び湿度を計測するための環境センサと、
像担持体または記録媒体に形成されたトナーチェックパターンの濃度を検知する濃度センサと、
を備え、
前記制御部は、前記濃度センサ及び前記環境センサにより得た情報に基づいて光量指示値を設定し、記憶部に格納する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
An environment sensor for measuring the temperature and humidity inside the image forming device,
A density sensor that detects the density of the toner check pattern formed on the image carrier or recording medium, and
Equipped with
The one according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit sets a light amount indicated value based on the information obtained by the density sensor and the environment sensor and stores it in the storage unit. Image forming device.
前記画像形成装置は、シートに形成された画像を読み取る画像読取部を備え、
前記画像読取部が前記濃度センサとして機能することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus includes an image reading unit for reading an image formed on a sheet.
The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image reading unit functions as the density sensor.
前記制御部は、前記環境センサにより得た情報から前記感光ドラムを帯電する帯電部の帯電電圧を決定するとともに、前記決定した帯電電圧に基づいて前記光源から照射可能な最大光量を算出し、前記帯電電圧で帯電された前記感光ドラムに前記最大光量から段階的に下げた光量ごとのパッチ画像からなる前記トナーチェックパターンを形成し、前記濃度センサにより前記トナーチェックパターンの濃度を検知し、検知した濃度から目標とする濃度に応じた光量指示値を算出し、記憶部に格納することを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。 The control unit determines the charging voltage of the charging unit that charges the photosensitive drum from the information obtained by the environment sensor, and calculates the maximum amount of light that can be emitted from the light source based on the determined charging voltage. The toner check pattern consisting of patch images for each amount of light gradually reduced from the maximum amount of light was formed on the photosensitive drum charged with a charging voltage, and the density of the toner check pattern was detected and detected by the density sensor. The image forming apparatus according to claim 6 or 7, wherein a light amount indicated value corresponding to a target density is calculated from the density and stored in a storage unit.
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