JP3608283B2 - Light emitting element control apparatus and image exposure apparatus - Google Patents

Light emitting element control apparatus and image exposure apparatus Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子制御装置及び画像露光装置に係り、より詳しくは、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯する発光素子を制御する発光素子制御装置、及び記録すべき画像データに基づく光ビームを所定の像担持体に走査露光する画像露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より半導体レーザ等の発光素子から射出された光ビームによって画像を記録するレーザプリンタが一般的によく知られている。このレーザプリンタでは、発光素子からの光ビームを回転多面鏡で反射させて感光体上を走査露光し、記録すべき画像等に対応する静電潜像を感光体上に形成した後、該感光体にトナーを付着させて現像し、このトナー像を記録紙上に転写することによって、画像等を記録紙に記録していた。
【０００３】
このようなレーザプリンタに光源として設けられた発光素子は、温度変化に伴う駆動電流−光量特性の変化が大きいため、光量を安定化させるための光量安定化制御が不可欠であった。
【０００４】
一方、上記のようなレーザプリンタにおいて発光素子は、画像データに応じ高速で点滅を繰り返し、その変調速度は数十メガヘルツに達するため、常時光量安定化制御を行うことは、該発光素子に駆動電流を供給する電流制御回路の動作速度からみて困難であった。従って、画像書き込み時以外の時間に光量調整を行い該光量調整により得られた駆動電流値を記憶しておいて、画像書き込み時に該駆動電流値によって定電流制御を行うことにより光量安定化を図るのが一般的であった。なお、上記定電流制御において一定の電流をオン／オフするインタバルは通常光走査の１スキャンに相当する時間を用い、０．２〜２ミリ秒程度の時間が一般的である。
【０００５】
しかしながら、発光素子は発光による局所的発熱によりそれ自身の温度が変化するため、一定の電流をオン／オフしても光量は一定値に安定せず、いわゆるオーバシュートやドループが発生してしまう。
【０００６】
なお、上記ドループの程度を示すドループ比ΔＰは、図９に示すように低デューティ点灯時（例えばデューティ比が１０％の時）の光量最大値Ｐａと高デューティ点灯時（例えばデューティ比が９０％の時）の光量最小値Ｐｂとによって、以下の式（１）のように定義される。
ΔＰ＝（（Ｐａ−Ｐｂ）／Ｐｂ）×１００ −−−（１）
近年、発光素子自体の光出力ドループ特性は改善されてきたが、低光量条件下では上記ドループ特性は悪化するため、感光体感度の向上により必要光量が低下すると、ドループ特性の悪化による光量変化は無視できないものとなる。
【０００７】
レーザプリンタにおいては、このような光量変化は記録される画像の濃度などに悪影響を与えるため、従来より光量のオーバシュートやドループを補正する方法が提案されている。
【０００８】
例えば、特開昭５３−７８７９５号公報には、図１０に示すように抵抗１９２とコンデンサ１９４等を含んで構成された補正回路１９０によって発光素子１９６の熱時定数の逆特性を駆動電流に与えることにより、発熱による温度変化に伴う光量変化を補正する技術が提案されている。
【０００９】
図１１（Ａ）には、この先行技術において全白画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、補正前の光量、及び補正後の光量の変動を表すタイムチャートを示す。また、図１１（Ｂ）には、上記先行技術において全黒画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、補正前の光量、及び補正後の光量の変動を表すタイムチャートを示す。
【００１０】
上記先行技術では光量補正量は固定値である。よって、図１１（Ａ）、（Ｂ）より明らかなように、オーバシュートは抑制できるものの画像パターンの変化による光量の変動は残ってしまう（特に図１１（Ｂ）の矢印Ａ部分）。また、環境温度の変化又は経時変化により発光素子の駆動電流−光量特性が変化した時或いは光量設定を変更した時は対応することができず、正確に補正することが困難である。更に、個々の発光素子の特性の違いについては、個別に回路定数を調整することにより対応する必要があった。
【００１１】
一方、特開平５−１８３７１４号公報には、１ライン走査毎に所定時間光量制御することにより、光量変化を補正する技術が提案されている。
【００１２】
しかしながら、１ライン走査に対し発光素子の熱時定数が充分長くないと効果が発生しない。実際には、１ライン走査時間が０．２〜２ミリ秒程度であるのに対し、発光素子の熱時定数は通常０．０５〜１ミリ秒程度であるので、１ライン走査に対する発光素子の熱時定数は充分長いとはいえず、充分な効果は期待できない。また、短時間的なオーバシュートを抑制する効果は少ない。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもので、環境温度の変化、経時変化、光量設定の違いなどによる発光素子の特性変化によらず、画像データにより発光素子の点灯パターンが変化しても常に正確に発光素子の熱時定数による光量変動を補正し、一定光量を得ることのできる発光素子制御装置、及び該発光素子制御装置により光量を適切に制御することのできる画像露光装置を提供することを第１の目的とする。また、個々の発光素子の特性の違いに個別に対応することなく、自動的に最適な駆動電流値を求め、適切な補正を行うことのできる発光素子制御装置、及び該発光素子制御装置により光量を適切に制御することのできる画像露光装置を提供することを第２の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１及び第２の目的を達成するために、請求項１記載の発光素子制御装置は、露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、光ビームを走査露光する走査露光手段を有する画像露光装置に用いられ、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく前記光ビームを射出する発光素子を制御する発光素子制御装置であって、前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の前記発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する設定手段と、前記発光素子の発光量が前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える駆動電流制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２記載の発光素子制御装置は、露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、光ビームを走査露光する走査露光手段を有する画像露光装置に用いられ、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく前記光ビームを射出する発光素子を制御する発光素子制御装置であって、前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の前記発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する設定手段と、前記発光素子の発光量が前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号で駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えると共に、駆動電流値の変化に所定の時定数を与える駆動電流制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
上記請求項１記載の発明では、発光量検知手段により発光素子の発光量を検知し、比較手段によって該検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較することができる。
【００１８】
そこで、走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後に発光量検知手段で検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較手段によって比較し、設定手段によって該比較結果に基づいて、発光量が基準発光量に等しくなるときの第１の駆動電流値を設定する。また、発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後に発光量検知手段で検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較手段によって比較し、設定手段によって該比較結果に基づいて、発光量が基準発光量に等しくなるときの第２の駆動電流値を設定する。
【００１９】
即ち、本発明では、低デューティ点灯時に発光量が基準発光量に等しくなるように設定した第１の駆動電流値と、高デューティ点灯時に発光量が基準発光量に等しくなるように設定した第２の駆動電流値と、を設定する。
【００２０】
そして、駆動電流制御手段によって、発光素子の発光量が基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える。
【００２１】
これにより、低デューティ点灯時の光量と高デューティ点灯時の光量との差異を無くすことができドループを適切に補正することができる。また、画像データにより発光素子の点灯パターンが変化しても、発光量が基準発光量で安定するように制御することができる。
【００２２】
また、本発明の発光素子制御装置は、個々の発光素子の特性に応じて上記第１の駆動電流値及び第２の駆動電流値を自動的に設定することができるので、自動的に最適な駆動電流値を求め、個々の発光素子の特性に応じて適切な光量補正を行うことができる。
【００２３】
上記点灯信号又は消灯信号に応じた第１の駆動電流値と第２の駆動電流値との切り替えに関しては、上記のように、駆動電流制御手段によって、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えることにより、例えば、図６（Ａ）に示す全面白色画像の記録時の補正後光量曲線１１０や図６（Ｂ）に示す全面黒色画像の記録時の補正後光量曲線１２０より明らかなようにオーバシュートを補正することができ、安定した発光光量を得ることができる。
【００２４】
また、請求項２記載の発明のように、駆動電流制御手段によって、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号で駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えると共に、駆動電流値の変化に所定の時定数を与えることにより、例えば、図８（Ａ）に示す全面白色画像の記録時の補正後光量曲線１３０や図８（Ｂ）に示す全面黒色画像の記録時の補正後光量曲線１４０より明らかなようにオーバシュートを補正し、安定した発光光量を得ることもできる。
【００２５】
このように本発明によれば、環境温度の変化、経時変化、光量設定の違いなどによる発光素子の特性変化によらず、画像データにより発光素子の点灯パターンが変化しても常に正確に発光素子の熱時定数による光量変動を補正し、一定発光光量を得ることができる。
【００２６】
また、上記第１及び第２の目的を達成するために、請求項３記載の画像露光装置は、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく光ビームを射出する発光素子と、露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、前記発光素子からの光ビームを走査露光する走査露光手段と、を有する画像露光装置であって、前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する駆動電流値設定手段と、前記発光素子の発光量が、自己発熱に起因するドループに拘わらず前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える駆動電流切替手段と、を有することを特徴とする。
【００２７】
上記請求項３記載の発明では、発光量検知手段により発光素子の発光量を検知し、比較手段によって該検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較することができる。
【００２８】
そこで、走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、一サイクル毎に実施される水平同期検知時の発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後に発光量検知手段で検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較手段によって比較し、駆動電流値設定手段によって該比較結果に基づいて、発光量が基準発光量に等しくなるときの第１の駆動電流値を設定する。
【００２９】
また、前記一走査時間を一サイクルとして、発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後に発光量検知手段で検知された発光量と予め定めた基準発光量とを比較手段によって比較し、駆動電流値設定手段によって該比較結果に基づいて、発光量が基準発光量に等しくなるときの第２の駆動電流値を設定する。
【００３０】
そして、駆動電流切替手段によって、発光素子の発光量が、自己発熱に起因するドループに拘わらず基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える。
また、請求項４記載の発明のように、駆動電流切替手段によって、前記発光素子の発光量が、自己発熱に起因するドループに拘わらず前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号で駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えると共に、駆動電流値の変化に所定の時定数を与えるようにしてもよい。
【００３１】
これにより、低デューティ点灯時の光量と高デューティ点灯時の光量との差異を無くすことができドループを適切に補正することができる。また、画像データにより発光素子の点灯パターンが変化しても、発光量が基準発光量で安定するように制御することができる。
【００３２】
本発明の画像露光装置では、上記のように発光素子からの発光量が基準発光量で安定するように制御されるので、走査露光手段により像担持体上に走査露光された画像の画質を高いレベルに維持することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図２には、本発明の発光素子制御装置４８を含んで構成された光走査装置１０の概略構成図が示されており、図１には、当該光走査装置１０を内蔵した画像露光装置１１の概略構成図が示されている。
【００３５】
まず、図１を用いて画像露光装置１１の概略構成を説明する。画像露光装置１１には、回転多面鏡１２を含んで構成された光走査装置１０と円筒状の感光体２４とが設置されている。感光体２４は矢印Ｆ方向に回転しており、感光体２４の側面近傍には、該回転方向に沿って、感光体２４の表面を帯電させる帯電器１４と、感光体２４の表面にトナーを付着させる現像器１６と、トナーを感光体２４の表面から用紙１８へ転写する転写用帯電器２０と、感光体２４の表面からトナーを除去するクリーナー２６と、が順に設置されている。
【００３６】
帯電器１４により帯電された感光体２４は、光を受けた場合、その受光部分の電位が低下するという特性を有する。画像露光装置１１では、この特性を利用し、帯電器１４により帯電し矢印Ｆ方向へ回転する感光体２４の表面に、矢印Ｊに示す光走査装置１０からの光を照射し、感光体２４の受光部分の電位を低下させる。
【００３７】
さらに、感光体２４の表面のうち上記受光部分、即ち電位が低下した部分のみに、現像器１６によってトナーが付着される。感光体２４の表面の受光部分にのみ付着したトナーは、転写用帯電器２０により感光体２４の表面から用紙１８へ転写される。ここで転写された用紙１８は矢印Ｇ方向に搬送され、その搬送方向下流側に設置された定着器２２によって用紙１８上のトナーは融解固定される。
【００３８】
次に、図２を用いて光走査装置１０の概略構成を説明する。
光走査装置１０には、発光素子としての半導体レーザ３０が設置されており、この半導体レーザ３０の射出側近傍には、半導体レーザ３０からの光ビームを拡散光線から平行光線に変換するためのコリメータレンズ３２が配置されている。
【００３９】
コリメータレンズ３２で平行光線となった光ビームは、シリンドリカルレンズ３４を介して、正多角柱状の回転多面鏡１２の側面に設けられた反射面１２Ｃ上に集束するようになっている。なお、シリンドリカルレンズ３４は、各反射面１２Ｃの面倒れを補正する役割を有する。
【００４０】
回転多面鏡１２は、その側面に反射面１２Ｃを８面有すると共に、図示しないモータからの駆動力で軸４２を中心に矢印Ｐ方向に高速回転しており、各反射面１２Ｃへの光ビームの入射角を連続的に変化させ偏向する役割を有している。即ち、回転多面鏡１２は、光ビームを偏向して矢印Ｋで示す主走査方向に沿って走査させる。
【００４１】
回転多面鏡１２によって偏向された光ビームの進行方向には、該光ビームの感光体２４上の結像点を矢印Ｋで示す主走査方向に等速度移動させるためのｆθレンズ２８が配置されている。ｆθレンズ２８を透過した光ビームは感光体２４面上に結像する。
【００４２】
一方、円筒状の感光体２４は軸Ｖを中心として矢印Ｑ方向に回転している。即ち、感光体２４の側面２４Ａは図２において上から下へ（副走査方向に）スクロールしている。
【００４３】
よって、上記ｆθレンズ２８の作用による感光体２４上の結像点の主走査方向に沿った等速度移動と、感光体２４の副走査方向へのスクロールと、によって、感光体２４の側面２４Ａは光ビームにより走査される。以下、感光体２４の側面２４Ａを被走査面２４Ａと称す。
【００４４】
また、光ビームの主走査方向の走査軌跡（走査ライン）の先頭部にはミラー３８が配置されており、このミラー３８による光ビームの反射方向には本発明のビーム位置検出手段としての光センサ４０が配置されている。この光センサ４０は、光ビームを検知したときに（光ビームがＳＯＳの位置に到達したときに）同期検知信号を発光素子制御装置４８内の制御回路５０（図３参照）へ出力する。
【００４５】
次に、発光素子制御装置４８の構成を図３を用いて説明する。
半導体レーザ３０には変調回路５４を介して駆動回路５６によって駆動電流Ｉが供給される。この駆動電流Ｉの電流値は、駆動回路５６の電流制御端子５６Ａに入力される電流制御信号の電圧に比例した値が設定され、電流制御信号に関しては後に説明する。
【００４６】
電流制御端子５６Ａにはアナログスイッチ５８が接続されており、アナログスイッチ５８には、Ｄ／Ａコンバータ６０の出力端子が増幅器６１を介して、Ｄ／Ａコンバータ６２の出力端子が増幅器６３を介して、それぞれ接続されている。また、アナログスイッチ５８には、制御端子５８Ａ及びインバータ８６を介して遅延回路６４が接続されており、遅延回路６４にはＯＲ回路８８の出力端子が接続されＯＲ回路８８の一方の入力端子には画像データ入力端子９０が接続されている。ＯＲ回路８８のもう一方の入力端子には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等で構成された制御回路５０が接続されている。
【００４７】
画像データ入力端子９０から入力された画像データは、制御回路５０からのドライブ信号に基づいて遅延回路６４に送出され、遅延回路６４によって所定時間遅らせてアナログスイッチ５８に入力される。アナログスイッチ５８は、該入力した画像データに応じて上記Ｄ／Ａコンバータ６０からの出力又はＤ／Ａコンバータ６２からの出力の何れか一方を選択的に駆動回路５６に接続する。
【００４８】
また、上記Ｄ／Ａコンバータ６０、６２はそれぞれレジスタを備えており、各レジスタには制御回路５０によって後述する駆動電流設定値の情報が記録される。
【００４９】
半導体レーザ３０には、半導体レーザ３０に一定の駆動電流を供給するバイアス回路６６が接続されている。バイアス回路６６は、半導体レーザ３０の発振開始電流以下の電流を半導体レーザ３０に連続的に供給している。
【００５０】
また、半導体レーザ３０には半導体レーザ３０からの光量を検知するフォトダイオード５２が内蔵されており、フォトダイオード５２の出力側はゲイン調整可能なアンプ７０に接続されている。アンプ７０は増幅器６９と該増幅器６９に並列に接続された可変抵抗器６８とで構成されており、アンプ７０の出力側は比較器７２及び光出力制限回路８４に内蔵された比較器７６に接続されている。
【００５１】
アンプ７０ではフォトダイオード５２の出力電流が電流電圧変換され、該変換された信号（光出力検知信号）は比較器７２及び比較器７６に入力される。
【００５２】
比較器７２にはＤ／Ａコンバータ７４も接続されており、Ｄ／Ａコンバータ７４に内蔵されたレジスタには制御回路５０によって目的光量Ｅ０ の情報が記録されている。比較器７２では、Ｄ／Ａコンバータ７４からの上記目的光量Ｅ０ に基づく出力と光出力検知信号とが比較され、その比較結果を示す比較信号が制御回路５０に入力される。
【００５３】
一方、比較器７６にも光出力検知信号が入力され、制限信号供給源７８からの固定の制限信号と比較される。なお、制限信号は、光量が過大になることを防止するために予め定めた光量の制限値Ｅｘに基づいて出力される。
【００５４】
上記の比較結果を示す比較信号は、ローパスフィルタ８０を通った後、電圧／電流変換回路８２に入力される。この電圧／電流変換回路８２からの出力電流は、変調回路５４を介して駆動回路５６に入力される。
【００５５】
ここで、光出力検知信号が固定の制限信号よりも大きい場合には、電圧／電流変換回路８２から駆動回路５６へ電流が流れ込み、半導体レーザ３０に供給される駆動電流Ｉは減少する。
【００５６】
即ち、光出力検知信号が固定の制限信号以下の場合には、半導体レーザ３０に供給される駆動電流Ｉは、駆動回路５６の電流制御端子５６Ａに入力される電流制御信号の電圧により決定されるが、光出力検知信号が固定の制限信号のレベルに達すると、光出力検知信号は該固定の制限信号のレベルに固定されることになる。これにより、駆動電流Ｉが上記制限値Ｅｘよりも過大になることが防止される。
【００５７】
次に、本第１実施形態の作用を説明する。
例えば、一日における画像露光装置１１での画像記録処理の開始前や所定単位の画像記録処理が終了した後などに、以下に説明する駆動電流値設定処理が実行される。
【００５８】
最初に制御回路５０によって、所望の目的光量Ｅ０ を得るための駆動電流値を決定するための２進数の値を、いわゆる逐次変換ＡＤ変換法によって決定する。図４（Ａ）に低デューティ点灯において目的光量Ｅ０ を得るための第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ を求める手順を示す。なお、本第１実施形態では駆動電流設定値Ｓ１ を、一例として６ビットの２進数で表すものとする。
【００５９】
まず、Ｄ／Ａコンバータ６０に６ビットの２進数「１０００００」を書き込み、半導体レーザ３０を点灯し、矢印Ａ１で示す１００μｓ後に比較器７２の出力をチェックし半導体レーザ３０を消灯する。なお、以下では上記２進数の各ビットを、最上位ビットから順に第１ビット、第２ビット・・・第６ビットとする。
【００６０】
基準値を超えているため、第１ビットを「０」に戻し第２ビットを立てた２進数「０１００００」をＤ／Ａコンバータ６０に書き込む。半導体レーザ３０を消灯してから９００μｓ後に再度半導体レーザ３０を点灯し、矢印Ａ２で示す１００μｓ後に比較器７２の出力をチェックし半導体レーザ３０を消灯する。
【００６１】
基準値を超えているため、第２ビットを「０」に戻し第３ビットを立てた２進数「００１０００」をＤ／Ａコンバータ６０に書き込む。半導体レーザ３０を消灯してから９００μｓ後に再度半導体レーザ３０を点灯し、矢印Ａ３で示す１００μｓ後に比較器７２の出力をチェックし半導体レーザ３０を消灯する。
【００６２】
今回は基準値を超えていないため、第３ビットをそのままにして次の第４ビットを立てた２進数「００１１００」をＤ／Ａコンバータ６０に書き込む。このようにして計６回のレーザ点滅及び出力チェックにより、第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ 「００１０１１」を得る。
【００６３】
一方、図４（Ｂ）に高デューティ点灯（連続点灯）において目的光量Ｅ０ を得るための第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ を求める手順を示す。
【００６４】
まず、Ｄ／Ａコンバータ６２に６ビットの２進数「１０００００」を書き込み、半導体レーザ３０を点灯し、矢印Ｂ１で示す１ｍｓ後に比較器７２の出力をチェックする。
【００６５】
基準値を超えているため、第１ビットを「０」に戻し第２ビットを立てた「０１００００」をＤ／Ａコンバータ６２に書き込む。更に矢印Ｂ２で示す１ｍｓ後に比較器７２の出力をチェックする。
【００６６】
低デューティ点灯の時と同様にして計６回のレーザ点滅及び出力チェックにより、第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ 「００１１０１」を得る。
【００６７】
以上のようにして第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ 「００１０１１」及び第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ 「００１１０１」を得た後、第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ 「００１０１１」はＤ／Ａコンバータ６０に書き込まれ、第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ 「００１１０１」はＤ／Ａコンバータ６２に書き込まれる。
【００６８】
上記から駆動電流設定値Ｓ１ よりも駆動電流設定値Ｓ２ の方が大きいことがわかる。即ち、高デューティ点灯（連続点灯）時の方が同じ発光光量Ｅ０ を得るのに、より大きな電流を必要とする。
【００６９】
なお、低デューティ点灯時、高デューティ点灯（連続点灯）時共に、光量チェックのインタバルを１ｍｓとしたが、これは本第１実施形態の光走査装置１０の１スキャンの時間にほぼ等しくなるように設定されている。
【００７０】
また、低デューティ点灯時の点灯時間は１００μｓとしたが、これは本第１実施形態の光走査装置１０の１スキャン毎に実施される水平同期検知時の半導体レーザ点灯時間にほぼ等しくなるように設定されている。
【００７１】
また、上記の駆動電流設定値Ｓ１ 、Ｓ２ の設定を図４（Ａ）、（Ｂ）により説明したが、本第１実施形態の発光素子制御装置４８には光出力制限回路８４が設けられているため、実際の半導体レーザ３０からの光量Ｅは制限値Ｅｘを超えないように光出力制限回路８４によって制限されている。従って、光量Ｅは図５（Ａ）、（Ｂ）のようになり、上位ビット設定時に半導体レーザ３０の光量Ｅが過大になり半導体レーザ３０が破損することを防止することができる。この図５（Ａ）、（Ｂ）を見て明らかなように、光出力制限回路８４によって駆動電流値決定の動作や結果に影響することは無い。
【００７２】
以上の駆動電流値設定処理によって、半導体レーザ３０からの光量Ｅを一定に維持するための駆動電流値（実際には駆動電流設定値Ｓ１ 、Ｓ２ ）を設定し記憶した後、以下のような画像記録処理が実行される。
【００７３】
オペレータにより画像露光装置１１における画像記録処理の実行開始が指示されると、回転多面鏡１２は図２の矢印Ｐ方向に軸４２を中心として所定角速度で回転し、感光体２４は図２の矢印Ｑ方向（＝図１の矢印Ｆ方向）に軸Ｖを中心として所定角速度で回転する。また、用紙１８も図１の矢印Ｇ方向に所定速度で搬送される。
【００７４】
上記回転多面鏡１２及び感光体２４の回転、並びに用紙１８の搬送が安定動作した時点より、記録すべき画像データに対応した光ビームが半導体レーザ３０から射出される。
【００７５】
画像記録処理時には、記録すべき画像データに応じて駆動回路５６に接続されるＤ／Ａコンバータが切り替わる。即ち、半導体レーザ３０の点灯時にはＤ／Ａコンバータ６２が接続され、半導体レーザ３０の消灯時にはＤ／Ａコンバータ６０が接続される。
【００７６】
画像データの変化によりＤ／Ａコンバータ６２、６０の切り替えまでは遅延回路６４により以下のように所定時間の遅延が加わる。なお、この所定時間は半導体レーザ３０の熱時定数に応じた適切な値が予め定められている。説明をわかりやすくするために、全白画像書き込み時と全黒画像書き込み時について図６（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００７７】
全白画像書き込み時には図６（Ａ）に示すように、半導体レーザ３０の消灯時にＤ／Ａコンバータ６０が接続され、前述した第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ 「００１０１１」に基づく駆動電流制御信号が駆動回路５６に出力される。但し、このとき点灯信号がオフであるので、半導体レーザ３０に供給される駆動電流値Ｉは「０」となる。即ち、図６（Ａ）において、実際に半導体レーザ３０に供給される駆動電流値Ｉは駆動電流として示す波形１０４と点灯信号１０２との論理積をとったものとなる。図６（Ｂ）においても同様である。
【００７８】
さらに、水平同期検知用の半導体レーザ点灯時間になると、点灯信号がオンとなるが、Ｄ／ＡコンバータがＤ／Ａコンバータ６０からＤ／Ａコンバータ６２へ切り替えられるまで、遅延回路６４により半導体レーザ３０の熱時定数に応じた遅延時間が加わる。Ｄ／Ａコンバータ６２が駆動回路５６に接続されると、前述した第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ 「００１１０１」に基づく駆動電流制御信号が駆動回路５６に出力される。前記Ｄ／Ａコンバータの切り替えに遅延を加えたため、駆動電流制御信号１０４は遅れて立ち上がることとなる。
【００７９】
このように駆動電流制御信号１０４が遅れて立ち上がるために、補正後光量１１０では、補正前光量１０６のような立ち上がり時のオーバシュートの発生を防止することができる。
【００８０】
その後、水平同期検知用の半導体レーザ点灯時間が経過すると、点灯信号がオフとなると共に、Ｄ／Ａコンバータ６２からＤ／Ａコンバータ６０へ切り替えられ、第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ 「００１０１１」に基づく駆動電流制御信号が駆動回路５６に出力されることとなる。
【００８１】
一方、全黒画像書き込み時においても同様に、半導体レーザ３０の消灯時にはＤ／Ａコンバータ６０が接続され、点灯時にはＤ／Ａコンバータ６２が接続されるが、Ｄ／Ａコンバータ６０とＤ／Ａコンバータ６２との切り替えに対して、遅延回路６４により半導体レーザ３０の熱時定数に応じた遅延時間が加えられる。図６（Ｂ）において全黒画像の書き込みタイミングである連続点灯時Ｔ１ でも、正しく目標光量が得られる。
【００８２】
以上のように半導体レーザ３０からの発光量は補正される。その光ビームは、コリメータレンズ３２で平行光線とされた後、シリンドリカルレンズ３４を透過し、回転多面鏡１２の反射面１２Ｃ上に集束する。回転多面鏡１２は矢印Ｐ方向に回転しているため、反射面１２Ｃへの光ビームの入射角は連続的に変化し、光ビームは矢印Ｋで示す主走査方向に沿って偏向される。
【００８３】
偏向された光ビームはｆθレンズ２８を透過し、感光体２４上に結像する。このとき、感光体２４上の結像点は矢印Ｋで示す主走査方向に沿って等速度移動する。一方、感光体２４において被走査面２４Ａは図２において上から下へ（副走査方向に）スクロールしている。これにより、被走査面２４Ａは光ビームにより走査されることになる。
【００８４】
以上のような光走査装置１０による、記録すべき画像に対応した光ビームの感光体２４への露光と並行して、以下に述べるような感光体２４から用紙１８への転写が行われる。
【００８５】
図１に示す帯電器１４により帯電された感光体２４において、光走査装置１０からの光ビームを受光した受光部分では電位が低下することとなり、この電位が低下した受光部分のみに、現像器１６によってトナーが付着される。
【００８６】
ここで受光部分にのみ付着したトナーは、転写用帯電器２０により感光体２４の表面から用紙１８へ転写される。ここで転写された用紙１８は矢印Ｇ方向に搬送され、定着器２２によって用紙１８上のトナーは融解固定される。
【００８７】
このようにして、光走査装置１０からの光を受光した感光体２４表面の受光部位にトナーが付着し、その付着位置に対応する用紙１８上の位置にトナーが転写及び融解固定されることにより、記録すべき画像が用紙１８に記録される。
【００８８】
転写用帯電器２０による用紙１８への転写において、感光体２４の表面に残ったトナーはクリーナー２６によって除去され、ここでトナーが除去された感光体２４の表面には所定時間後に光走査装置１０からの光ビームが再度照射され、上記一連の露光及び転写に関する処理が実行される。このようにして、用紙１８への画像の記録が継続的に実行される。そして、記録すべき画像の全てが記録完了すると、画像露光装置１１における画像記録処理は終了する。
【００８９】
本第１実施形態では、上記の画像記録処理の前に、半導体レーザ３０からの光量を一定に維持するための２つの駆動電流設定値を設定し、それらを画像データに応じて適宜切り替えて半導体レーザ３０の発光量を一定に維持しているので、上記画像記録処理によって記録された画像の画質を高いレベルに維持することができる。
【００９０】
〔第２実施形態〕
以下、本発明に係る第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、第１実施形態の遅延回路６４に代わりローパスフィルタを設け、該ローパスフィルタによって、Ｄ／Ａコンバータ６０又はＤ／Ａコンバータ６２から駆動回路５６へ出力される駆動電流制御信号に対し所定の時定数を与える実施形態について説明する。
【００９１】
まず、第２実施形態における構成を説明する。第１実施形態と同じ構成には同じ番号を付し説明を省略する。
【００９２】
図７に示すように第２実施形態の発光素子制御装置４９において、駆動回路５６の電流制御端子５６Ａには、コンデンサ９４と抵抗９２とで構成されたローパスフィルタ９６が接続されており、ローパスフィルタ９６にはアナログスイッチ５８を介してＤ／Ａコンバータ６０、６２の各々の出力が接続されている。なお、ローパスフィルタ９６の時定数は半導体レーザ３０の熱時定数に対応するように予め設定されている。
【００９３】
次に、本第２実施形態における作用を説明する。上記のような構成の発光素子制御装置４９では、画像データに応じてＤ／Ａコンバータ６０、６２からの出力が切り替えられる。その切り替えには、第１実施形態のような遅延は加えられないが、各Ｄ／Ａコンバータからの出力はローパスフィルタ９６によって遅延された後に駆動回路５６に入力される。
【００９４】
ローパスフィルタ９６の時定数は半導体レーザ３０の熱時定数に対応するように設定されており、電流制御信号（図には駆動電流と表示）は、図８（Ａ）に示す全白画像書き込み時には曲線１２４のように動作し、図８（Ｂ）に示す全黒画像書き込み時には曲線１３４のように動作する。
【００９５】
これにより、本第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、図８（Ａ）の補正後光量１３０、図８（Ｂ）の補正後光量１４０のように、半導体レーザ点灯直後（立ち上がり時）のオーバシュートは小さく抑制される。また、図８（Ｂ）において全黒画像の書き込みタイミングである連続点灯時Ｔ２ でも、正しい目標光量が得られる。
【００９６】
なお、上記第１、第２実施形態における調整箇所は、光出力検知信号のゲイン調整のみであり、この光出力検知信号のゲイン調整機能は通常の光走査装置の光学ユニットには既に備わっているものである。即ち、本発明の発光素子制御装置としては、特別の調整作業を行うことなく、個々の装置について同一の特性を得ることができる、という利点がある。
【００９７】
また、上記第１、第２実施形態では、本発明の発光素子制御装置４８を、光ビームによる感光体の露光及び感光体から用紙への転写によって画像を用紙に記録する画像露光装置１１に内蔵された光走査装置１０に適用した実施形態を説明したが、本発明の発光素子制御装置は上記以外の光走査装置にも適用することができる。
【００９８】
例えば、露光すべき画像に対応する光ビームを被走査面としての感光材料面上に集束させ、その結像点を感光材料上で走査することにより画像を感光材料に露光する画像露光装置に内蔵された光走査装置にも適用することができる。また、光源からの光ビームを被走査面としての画像記録面上に集束させ、その結像点を画像記録面上で走査することにより該画像記録面を透過した透過光による画像を読み取る画像読取装置に内蔵された光走査装置にも適用することができる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、環境温度の変化、経時変化、光量設定の違いなどによる発光素子の特性変化によらず、画像データにより発光素子の点灯パターンが変化しても常に正確に発光素子の熱時定数による光量変動を補正し、一定発光光量を得ることができる、という効果が得られる。
【０１００】
また、本発明によれば、個々の発光素子の特性に応じて第１の駆動電流値及び第２の駆動電流値を自動的に設定することができるので、自動的に最適な駆動電流値を求め、個々の発光素子の特性に応じて適切な光量補正を行うことができる、という効果が得られる。
【０１０１】
特に、請求項３及び請求項４記載の画像露光装置によれば、発光素子からの発光量が基準発光量で安定するように制御されるので、走査露光手段により像担持体上に走査露光された画像の画質を高いレベルに維持することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、第２実施形態の画像露光装置の概略全体構成図である。
【図２】本発明の発光素子制御装置を内蔵した光走査装置の概略構成図である。
【図３】第１実施形態における発光素子制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ を求める手順を説明するための図であり、（Ｂ）は第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ を求める手順を説明するための図である。
【図５】（Ａ）は光量の制限値Ｅｘが設定された条件下において第１の駆動電流値Ｉ１ 用の駆動電流設定値Ｓ１ を求める手順を説明するための図であり、（Ｂ）は光量の制限値Ｅｘが設定された条件下において第２の駆動電流値Ｉ２ 用の駆動電流設定値Ｓ２ を求める手順を説明するための図である。
【図６】（Ａ）は第１実施形態で全白画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、本発明を適用していない時の光量、及び本発明を適用した時の光量の変動を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は第１実施形態で全黒画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、本発明を適用していない時の光量、及び本発明を適用した時の光量の変動を示すタイムチャートである。
【図７】第２実施形態における発光素子制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）は第２実施形態で全白画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、本発明を適用していない時の光量、及び本発明を適用した時の光量の変動を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は第２実施形態で全黒画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、本発明を適用していない時の光量、及び本発明を適用した時の光量の変動を示すタイムチャートである。
【図９】ドループ特性を説明するための図である。
【図１０】先行技術の回路例を示す図である。
【図１１】（Ａ）は先行技術で全白画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、補正前の光量、及び補正後の光量の変動を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は先行技術で全黒画像を書き込む場合の発光素子の点灯信号、駆動電流制御信号、補正前の光量、及び補正後の光量の変動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 光走査装置
１１ 画像露光装置
３０ 半導体レーザ（発光素子）
４０ 光センサ
４８、４９ 発光素子制御装置
５０ 制御回路
５２ フォトダイオード（発光量検知手段）
５６ 駆動回路
６４ 遅延回路
７２ 比較器（比較手段）
９６ ローパスフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting element control apparatus and an image exposure apparatus, and more particularly, to a light emitting element control apparatus that controls a light emitting element that is turned on by a predetermined lighting signal and turned off by a predetermined lighting signal, and image data to be recorded. The present invention relates to an image exposure apparatus that scans and exposes a light beam based on a predetermined image carrier.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, a laser printer that records an image with a light beam emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser is generally well known. In this laser printer, a light beam from a light emitting element is reflected by a rotary polygon mirror to scan and expose a photosensitive member, and an electrostatic latent image corresponding to an image to be recorded is formed on the photosensitive member. The toner is attached to the body and developed, and the toner image is transferred onto the recording paper, thereby recording an image or the like on the recording paper.
[0003]
A light emitting element provided as a light source in such a laser printer has a large change in drive current-light quantity characteristics accompanying a change in temperature, and thus light quantity stabilization control for stabilizing the quantity of light has been indispensable.
[0004]
On the other hand, in the laser printer as described above, the light emitting element repeatedly blinks at a high speed according to the image data, and the modulation speed reaches several tens of megahertz. It was difficult in view of the operating speed of the current control circuit that supplies the current. Accordingly, the light amount is adjusted at a time other than when the image is written, the drive current value obtained by the light amount adjustment is stored, and constant current control is performed by the drive current value at the time of image writing, thereby stabilizing the light amount. It was common. In the constant current control, the interval for turning on / off a constant current uses a time corresponding to one scan of normal light scanning, and generally has a time of about 0.2 to 2 milliseconds.
[0005]
However, since the temperature of the light emitting element changes due to local heat generation due to light emission, the amount of light is not stabilized at a constant value even when a constant current is turned on / off, and so-called overshoot or droop occurs.
[0006]
As shown in FIG. 9, the droop ratio ΔP indicating the degree of droop is the maximum light amount Pa at the time of low duty lighting (for example, when the duty ratio is 10%) and high duty lighting (for example, the duty ratio is 90%). ) And the following formula (1).
ΔP = ((Pa−Pb) / Pb) × 100 −−− (1)
In recent years, the light output droop characteristic of the light emitting element itself has been improved, but the droop characteristic deteriorates under low light quantity conditions. It cannot be ignored.
[0007]
In laser printers, such a change in the amount of light adversely affects the density of the recorded image. Therefore, a method for correcting overshoot and droop of the amount of light has been proposed.
[0008]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 53-78795, as shown in FIG. 10, a correction circuit 190 including a resistor 192, a capacitor 194, and the like gives reverse characteristics of the thermal time constant of the light emitting element 196 to the drive current. Thus, a technique for correcting a light amount change accompanying a temperature change due to heat generation has been proposed.
[0009]
FIG. 11A shows a time chart showing the lighting signal of the light emitting element, the drive current control signal, the light quantity before correction, and the fluctuation of the light quantity after correction when writing an all white image in this prior art. FIG. 11B is a time chart showing the lighting signal of the light emitting element, the drive current control signal, the light amount before correction, and the fluctuation of the light amount after correction when writing an all-black image in the above prior art. .
[0010]
In the above prior art, the light amount correction amount is a fixed value. Therefore, as is apparent from FIGS. 11A and 11B, overshoot can be suppressed, but fluctuations in the amount of light due to changes in the image pattern remain (particularly, an arrow A portion in FIG. 11B). Further, when the drive current-light quantity characteristic of the light emitting element changes due to a change in ambient temperature or a change with time, or when the light quantity setting is changed, it cannot be handled and it is difficult to correct accurately. Furthermore, the difference in the characteristics of the individual light emitting elements has to be dealt with by individually adjusting the circuit constants.
[0011]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-183714 proposes a technique for correcting a change in light amount by performing light amount control for a predetermined time for each line scan.
[0012]
However, the effect does not occur unless the thermal time constant of the light emitting element is sufficiently long for one line scanning. Actually, the one-line scanning time is about 0.2 to 2 milliseconds, whereas the thermal time constant of the light-emitting element is usually about 0.05 to 1 millisecond. The thermal time constant is not sufficiently long and a sufficient effect cannot be expected. In addition, there is little effect of suppressing short-time overshoot.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems. The lighting pattern of the light emitting element is determined based on image data regardless of changes in the characteristics of the light emitting element due to changes in environmental temperature, changes over time, light amount settings, and the like. Even if the light level changes, the light quantity variation due to the thermal time constant of the light emitting element is always accurately corrected, and a light emitting element control device capable of obtaining a constant light quantity, and an image in which the light quantity can be appropriately controlled by the light emitting element control apparatus It is a first object to provide an exposure apparatus. In addition, a light emitting element control device capable of automatically obtaining an optimum driving current value and performing appropriate correction without individually dealing with differences in characteristics of the individual light emitting elements, and a light amount by the light emitting element control device A second object of the present invention is to provide an image exposure apparatus capable of appropriately controlling the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first and second objects, the light emitting element control device according to claim 1 is configured to perform scanning exposure by scanning a light beam on an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion. Light-emitting element control used for an image exposure apparatus having an exposure means, which operates to turn on with a predetermined lighting signal and to turn off with a predetermined light-off signal, and controls a light-emitting element that emits the light beam based on image data to be recorded A light emission amount detecting means for detecting the light emission amount of the light emitting element, and a comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount; One light beam scanning time by the scanning exposure means is set as one cycle, and after the light emitting element is turned on, it is set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle. The first drive current value is set based on the comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the predetermined time and the reference light emission amount, and becomes equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Setting means for setting a second drive current value based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element and the reference light emission amount after the end of the set time, and the light emission amount of the light emitting element is the reference light emission To be stable in quantity,The drive current value is switched to the first drive current value in response to the light emission element turn-off signal, and the drive current value is switched to the second drive current value after a predetermined time delay from the light emission element turn-on signal.Drive current control means.
[0016]
Claims2DescribedLight emitting element control deviceIsUsed in an image exposure apparatus having a scanning exposure means that scans and exposes a light beam to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion, and is turned on by a predetermined lighting signal and turned off by a predetermined lighting signal. A light emitting element control device for controlling a light emitting element that emits the light beam based on image data to be recorded, the light emitting amount detecting means for detecting the light emitting amount of the light emitting element, and the light emitting amount detecting means A comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the above and a predetermined reference light emission amount, one light beam scanning time by the scanning exposure means as one cycle, after turning on the light emitting element, Based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the end of the time set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle, and the reference light emission amount. And a comparison result between the light emission amount of the light emitting element and the reference light emission amount after the time set to be equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Setting means for setting a second drive current value based on the light emission amount of the light emitting element so as to be stabilized at the reference light emission amount,The drive current value is switched to the first drive current value by the light emission element turn-off signal, the drive current value is switched to the second drive current value by the light emission element turn-on signal, and a predetermined time constant is applied to the change in the drive current value. giveDrive current control meansIt is characterized by that.
[0017]
In the first aspect of the invention, the light emission amount of the light emitting element can be detected by the light emission amount detection means, and the detected light emission amount can be compared with a predetermined reference light emission amount.
[0018]
Therefore, one scanning time of the light beam by the scanning exposure means is one cycle,After turning on the light emitting element,Lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycleAfter the end of the time set to be equalThe first drive when the light emission amount detected by the light emission amount detection means is compared with the predetermined reference light emission amount by the comparison means, and the light emission amount becomes equal to the reference light emission amount based on the comparison result by the setting means. Set the current value. Also,After turning on the light emitting element, after the time set to be equal to the one scanning time,The second drive when the light emission amount detected by the light emission amount detection means is compared with the predetermined reference light emission amount by the comparison means, and the light emission amount becomes equal to the reference light emission amount based on the comparison result by the setting means. Set the current value.
[0019]
That is, in the present invention,Low duty lightingA first drive current value set so that the light emission amount is sometimes equal to the reference light emission amount;High dutyA second drive current value set so that the light emission amount becomes equal to the reference light emission amount when the lamp is turned on is set.
[0020]
And by the drive current control means, so that the light emission amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emission amount,The drive current value is switched to the first drive current value in response to the light-off signal of the light-emitting element, and the drive current value is changed to the second drive current value by delaying a predetermined time from the light-up signal of the light-emitting element.Switch.
[0021]
Thereby, the difference between the light amount at the time of low duty lighting and the light amount at the time of high duty lighting can be eliminated, and the droop can be appropriately corrected. Further, even when the lighting pattern of the light emitting element changes according to the image data, the light emission amount can be controlled to be stable at the reference light emission amount.
[0022]
Further, the light emitting element control device of the present invention can automatically set the first drive current value and the second drive current value according to the characteristics of the individual light emitting elements. A drive current value can be obtained, and appropriate light amount correction can be performed according to the characteristics of the individual light emitting elements.
[0023]
Regarding switching between the first drive current value and the second drive current value in response to the lighting signal or the turn-off signal,the aboveAs described above, the drive current control means switches the drive current value to the first drive current value by the light-off signal of the light-emitting element, and delays the drive current value by a predetermined time from the light-up signal of the light-emitting element. By switching to the drive current value, for example, from the corrected light amount curve 110 when recording the entire white image shown in FIG. 6A and the corrected light amount curve 120 when recording the entire black image shown in FIG. As can be seen, the overshoot can be corrected, and a stable amount of emitted light can be obtained.
[0024]
Claims2As in the described invention, the driving current control means switches the driving current value to the first driving current value by the light-off signal of the light-emitting element, and switches the driving current value to the second driving current value by the lighting signal of the light-emitting element. At the same time, by giving a predetermined time constant to the change in the drive current value, for example, the corrected light amount curve 130 at the time of recording the entire white image shown in FIG. 8A and the entire black image shown in FIG. As apparent from the corrected light amount curve 140 at the time of recording, it is possible to correct overshoot and obtain a stable light emission amount.
[0025]
As described above, according to the present invention, even if the lighting pattern of the light emitting element is changed according to the image data, the light emitting element is always accurately controlled regardless of the change in the characteristics of the light emitting element due to a change in ambient temperature, a change with time, a difference in light amount setting, and the like. It is possible to obtain a constant light emission amount by correcting the light amount fluctuation due to the thermal time constant.
[0026]
In order to achieve the first and second objects, the claims3The described image exposure apparatus operates to turn on with a predetermined lighting signal and to turn off with a predetermined light-off signal, and emits a light beam based on image data to be recorded, and an electrostatic latent image on the exposed part A scanning exposure unit that scans and exposes a light beam from the light emitting element to the image carrier on which the light emitting element is formed, and a light emission amount detecting unit that detects a light emission amount of the light emitting element; The comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount, and lighting the light emitting element with one scanning time of the light beam by the scanning exposure means as one cycle Then, a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the time set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle and the reference light emission amount Base The first drive current value is set and the light emission amount of the light emitting device after the time set to be equal to the one scanning time after the light emitting device is turned on is compared with the reference light emission amount. Drive current value setting means for setting a second drive current value based on the result, and the light emission amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emission amount regardless of droop caused by self-heating.The drive current value is switched to the first drive current value in response to the light emission element turn-off signal, and the drive current value is switched to the second drive current value after a predetermined time delay from the light emission element turn-on signal.Drive current switching means.
[0027]
Claims above3In the described invention, the light emission amount of the light emitting element can be detected by the light emission amount detection means, and the detected light emission amount can be compared with a predetermined reference light emission amount by the comparison means.
[0028]
Therefore, one scanning time of the light beam by the scanning exposure means is one cycle,After lighting the light emitting element,The lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle andAfter the end of the time set to be equalThe light emission amount detected by the light emission amount detection means is compared with a predetermined reference light emission amount by the comparison means, and the drive current value setting means compares the light emission amount with the reference light emission amount based on the comparison result. A drive current value of 1 is set.
[0029]
In addition, the one scanning time as one cycle,After turning on the light emitting element, after the time set to be equal to the one scanning time,The light emission amount detected by the light emission amount detection means is compared with a predetermined reference light emission amount by the comparison means, and the drive current value setting means compares the light emission amount with the reference light emission amount based on the comparison result. A drive current value of 2 is set.
[0030]
And by the drive current switching means, the light emission amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emission amount regardless of the droop caused by self-heating,The drive current value is switched to the first drive current value in response to the light-off signal of the light-emitting element, and the drive current value is changed to the second drive current value by delaying a predetermined time from the light-up signal of the light-emitting element.Switch.
According to a fourth aspect of the present invention, the turn-off signal of the light emitting element is controlled by the drive current switching means so that the light emission amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emission amount regardless of droop caused by self-heating. The driving current value is switched to the first driving current value, the driving current value is switched to the second driving current value by the lighting signal of the light emitting element, and a predetermined time constant is given to the change of the driving current value. Good.
[0031]
Thereby, the difference between the light amount at the time of low duty lighting and the light amount at the time of high duty lighting can be eliminated, and the droop can be appropriately corrected. Further, even when the lighting pattern of the light emitting element changes according to the image data, the light emission amount can be controlled to be stable at the reference light emission amount.
[0032]
In the image exposure apparatus of the present invention, since the light emission amount from the light emitting element is controlled to be stabilized at the reference light emission amount as described above, the image quality of the image scanned and exposed on the image carrier by the scanning exposure means is high. Can be maintained at a level.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an optical scanning device 10 including the light emitting element control device 48 of the present invention. FIG. 1 shows an image exposure device 11 incorporating the optical scanning device 10. The schematic block diagram of is shown.
[0035]
First, a schematic configuration of the image exposure apparatus 11 will be described with reference to FIG. The image exposure apparatus 11 is provided with an optical scanning device 10 including a rotating polygon mirror 12 and a cylindrical photosensitive member 24. The photoconductor 24 rotates in the direction of arrow F. In the vicinity of the side surface of the photoconductor 24, a charger 14 that charges the surface of the photoconductor 24 along the rotation direction, and toner on the surface of the photoconductor 24. A developing device 16 to be attached, a transfer charger 20 for transferring toner from the surface of the photoconductor 24 to the paper 18, and a cleaner 26 for removing toner from the surface of the photoconductor 24 are installed in this order.
[0036]
The photosensitive member 24 charged by the charger 14 has a characteristic that, when receiving light, the potential of the light receiving portion decreases. The image exposure apparatus 11 uses this characteristic to irradiate the surface of the photosensitive member 24 charged by the charger 14 and rotated in the direction of arrow F with the light from the optical scanning device 10 indicated by the arrow J. The potential of the light receiving part is lowered.
[0037]
Further, toner is attached by the developing unit 16 only to the light receiving portion, that is, the portion where the potential is lowered, on the surface of the photoreceptor 24. The toner attached only to the light receiving portion on the surface of the photoconductor 24 is transferred from the surface of the photoconductor 24 to the paper 18 by the transfer charger 20. The transferred paper 18 is conveyed in the direction of arrow G, and the toner on the paper 18 is melted and fixed by a fixing device 22 installed on the downstream side in the conveyance direction.
[0038]
Next, a schematic configuration of the optical scanning device 10 will be described with reference to FIG.
The optical scanning device 10 is provided with a semiconductor laser 30 as a light emitting element, and a collimator for converting the light beam from the semiconductor laser 30 from a diffused light beam to a parallel light beam in the vicinity of the emission side of the semiconductor laser 30. A lens 32 is arranged.
[0039]
The light beam converted into parallel rays by the collimator lens 32 is focused on the reflecting surface 12C provided on the side surface of the rotating polygon mirror 12 having a regular polygonal column shape via the cylindrical lens 34. The cylindrical lens 34 has a role of correcting the surface tilt of each reflecting surface 12C.
[0040]
The rotary polygon mirror 12 has eight reflecting surfaces 12C on its side surface, and is rotated at high speed in the direction of arrow P around the shaft 42 by a driving force from a motor (not shown), so that the light beam to each reflecting surface 12C is transmitted. It has a role of deflecting by changing the incident angle continuously. That is, the rotary polygon mirror 12 deflects the light beam and scans it along the main scanning direction indicated by the arrow K.
[0041]
In the traveling direction of the light beam deflected by the rotary polygon mirror 12, an fθ lens 28 for moving the imaging point of the light beam on the photosensitive member 24 at a constant speed in the main scanning direction indicated by an arrow K is disposed. Yes. The light beam that has passed through the fθ lens 28 forms an image on the surface of the photoreceptor 24.
[0042]
On the other hand, the cylindrical photoconductor 24 rotates in the direction of arrow Q about the axis V. That is, the side surface 24A of the photoconductor 24 is scrolled from top to bottom (in the sub-scanning direction) in FIG.
[0043]
Therefore, the side surface 24A of the photoconductor 24 is formed by the constant speed movement of the image formation point on the photoconductor 24 by the action of the fθ lens 28 along the main scanning direction and the scrolling of the photoconductor 24 in the sub-scanning direction. Scanned by a light beam. Hereinafter, the side surface 24A of the photoconductor 24 is referred to as a scanned surface 24A.
[0044]
A mirror 38 is disposed at the head of the scanning trajectory (scanning line) in the main scanning direction of the light beam, and a light sensor as a beam position detecting means of the present invention is reflected in the direction of reflection of the light beam by the mirror 38. 40 is arranged. The optical sensor 40 outputs a synchronization detection signal to the control circuit 50 (see FIG. 3) in the light emitting element control device 48 when the light beam is detected (when the light beam reaches the SOS position).
[0045]
Next, the configuration of the light emitting element control device 48 will be described with reference to FIG.
A drive current I is supplied to the semiconductor laser 30 by a drive circuit 56 via a modulation circuit 54. As the current value of the drive current I, a value proportional to the voltage of the current control signal input to the current control terminal 56A of the drive circuit 56 is set, and the current control signal will be described later.
[0046]
An analog switch 58 is connected to the current control terminal 56 A. The analog switch 58 has an output terminal of the D / A converter 60 via the amplifier 61 and an output terminal of the D / A converter 62 via the amplifier 63. , Each connected. The analog switch 58 is connected to a delay circuit 64 via a control terminal 58A and an inverter 86. The delay circuit 64 is connected to the output terminal of the OR circuit 88, and one input terminal of the OR circuit 88 is connected to the analog switch 58. An image data input terminal 90 is connected. The other input terminal of the OR circuit 88 is connected to a control circuit 50 including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port and the like (not shown).
[0047]
The image data input from the image data input terminal 90 is sent to the delay circuit 64 based on the drive signal from the control circuit 50, and input to the analog switch 58 after being delayed by a predetermined time by the delay circuit 64. The analog switch 58 selectively connects either the output from the D / A converter 60 or the output from the D / A converter 62 to the drive circuit 56 according to the input image data.
[0048]
The D / A converters 60 and 62 each include a register, and information on a drive current set value, which will be described later, is recorded by the control circuit 50 in each register.
[0049]
A bias circuit 66 that supplies a constant driving current to the semiconductor laser 30 is connected to the semiconductor laser 30. The bias circuit 66 continuously supplies the semiconductor laser 30 with a current equal to or less than the oscillation start current of the semiconductor laser 30.
[0050]
The semiconductor laser 30 incorporates a photodiode 52 that detects the amount of light from the semiconductor laser 30, and the output side of the photodiode 52 is connected to an amplifier 70 that can adjust the gain. The amplifier 70 includes an amplifier 69 and a variable resistor 68 connected in parallel to the amplifier 69, and the output side of the amplifier 70 is connected to a comparator 72 and a comparator 76 built in the optical output limiting circuit 84. Has been.
[0051]
In the amplifier 70, the output current of the photodiode 52 is subjected to current-voltage conversion, and the converted signal (light output detection signal) is input to the comparator 72 and the comparator 76.
[0052]
A D / A converter 74 is also connected to the comparator 72, and a target light quantity E is stored in a register built in the D / A converter 74 by the control circuit 50.0Is recorded. In the comparator 72, the target light amount E from the D / A converter 74 is obtained.0Is compared with the optical output detection signal, and a comparison signal indicating the comparison result is input to the control circuit 50.
[0053]
On the other hand, the optical output detection signal is also input to the comparator 76 and compared with the fixed limit signal from the limit signal supply source 78. The limit signal is output based on a predetermined light amount limit value Ex to prevent the light amount from becoming excessive.
[0054]
The comparison signal indicating the comparison result is input to the voltage / current conversion circuit 82 after passing through the low-pass filter 80. The output current from the voltage / current conversion circuit 82 is input to the drive circuit 56 via the modulation circuit 54.
[0055]
Here, when the optical output detection signal is larger than the fixed limit signal, a current flows from the voltage / current conversion circuit 82 to the drive circuit 56, and the drive current I supplied to the semiconductor laser 30 decreases.
[0056]
That is, when the optical output detection signal is equal to or less than the fixed limit signal, the drive current I supplied to the semiconductor laser 30 is determined by the voltage of the current control signal input to the current control terminal 56A of the drive circuit 56. However, when the light output detection signal reaches the fixed limit signal level, the light output detection signal is fixed to the fixed limit signal level. As a result, the drive current I is prevented from being excessively greater than the limit value Ex.
[0057]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
For example, the drive current value setting process described below is executed before the start of the image recording process in the image exposure apparatus 11 in one day or after the image recording process of a predetermined unit is completed.
[0058]
First, a desired target light amount E is controlled by the control circuit 50.0A binary value for determining a drive current value for obtaining the value is determined by a so-called successive conversion AD conversion method. FIG. 4A shows the target light amount E in the low duty lighting.0Drive current value I for obtaining1Drive current setting value S1The procedure for obtaining In the first embodiment, the drive current set value S1Is represented by a 6-bit binary number as an example.
[0059]
First, D / A converter606-bit binary number “100000” is written, the semiconductor laser 30 is turned on, the output of the comparator 72 is checked after 100 μs indicated by the arrow A1, and the semiconductor laser 30 is turned off. In the following, each bit of the binary number is referred to as a first bit, a second bit,..., A sixth bit in order from the most significant bit.
[0060]
Since the reference value is exceeded, the binary number “010000” in which the first bit is returned to “0” and the second bit is raised is converted into a D / A converter.60Write to. The semiconductor laser 30 is turned on again 900 μs after the semiconductor laser 30 is turned off, and the output of the comparator 72 is checked after 100 μs indicated by the arrow A2, and the semiconductor laser 30 is turned off.
[0061]
Since the reference value is exceeded, the second bit is returned to “0” and the binary number “001000” with the third bit set is converted to a D / A converter.60Write to. The semiconductor laser 30 is turned on again 900 μs after the semiconductor laser 30 is turned off, and the output of the comparator 72 is checked after 100 μs indicated by the arrow A3, and the semiconductor laser 30 is turned off.
[0062]
Since the reference value has not been exceeded this time, the binary number “001100”, in which the third bit is left as it is and the next fourth bit is set, is converted into a D / A converter.60Write to. In this way, the first drive current value I is obtained by a total of 6 laser blinks and output checks.1Drive current setting value S1“001011” is obtained.
[0063]
On the other hand, in FIG. 4B, the target light amount E in high duty lighting (continuous lighting).0Second drive current value I for obtaining2Drive current setting value S2The procedure for obtaining
[0064]
First, D / A converter626-bit binary number “100000” is written, the semiconductor laser 30 is turned on, and the output of the comparator 72 is checked after 1 ms indicated by the arrow B1.
[0065]
Since the reference value is exceeded, the first bit is returned to “0” and the second bit is set to “010000” as a D / A converter.62Write to. Further, the output of the comparator 72 is checked after 1 ms indicated by the arrow B2.
[0066]
As with the low duty lighting, the second drive current value I is obtained by a total of 6 laser blinks and output check.2Drive current setting value S2Obtain “001101”.
[0067]
As described above, the first drive current value I1Drive current setting value S1“001011” and the second drive current value I2Drive current setting value S2After obtaining “001101”, the first drive current value I1Drive current setting value S1“001011” is written to the D / A converter 60 and the second drive current value I2Drive current setting value S2“001101” is written in the D / A converter 62.
[0068]
From the above, the drive current set value S1Drive current setting value S2It can be seen that is larger. That is, the same amount of light emission E is obtained when the high duty lighting (continuous lighting) is performed.0Requires a larger current.
[0069]
It should be noted that the light amount check interval is 1 ms for both low duty lighting and high duty lighting (continuous lighting), but this is approximately equal to the time of one scan of the optical scanning device 10 of the first embodiment. Is set.
[0070]
Further, the lighting time at the time of low duty lighting is set to 100 μs, which is substantially equal to the semiconductor laser lighting time at the time of horizontal synchronization detection performed for each scan of the optical scanning device 10 of the first embodiment. Is set.
[0071]
In addition, the above drive current set value S1, S24A and 4B, the light emitting element control device 48 of the first embodiment is provided with the light output limiting circuit 84, so that the amount of light from the actual semiconductor laser 30 is E is limited by the optical output limiting circuit 84 so as not to exceed the limit value Ex. Accordingly, the light quantity E is as shown in FIGS. 5A and 5B, and it is possible to prevent the semiconductor laser 30 from being damaged due to an excessive light quantity E of the semiconductor laser 30 when the upper bit is set. As apparent from FIGS. 5A and 5B, the optical output limiting circuit 84 does not affect the operation and result of determining the drive current value.
[0072]
By the above drive current value setting process, the drive current value (actually the drive current set value S for maintaining the light quantity E from the semiconductor laser 30 constant).1, S2) Is set and stored, and the following image recording process is executed.
[0073]
When the operator instructs to start the image recording process in the image exposure apparatus 11, the rotary polygon mirror 12 rotates at a predetermined angular velocity about the shaft 42 in the direction of arrow P in FIG. 2, and the photosensitive member 24 moves in the direction indicated by the arrow in FIG. It rotates at a predetermined angular velocity about the axis V in the Q direction (= direction of arrow F in FIG. 1). The paper 18 is also conveyed at a predetermined speed in the direction of arrow G in FIG.
[0074]
A light beam corresponding to the image data to be recorded is emitted from the semiconductor laser 30 from the time when the rotation of the rotary polygon mirror 12 and the photosensitive member 24 and the conveyance of the paper 18 are stably performed.
[0075]
During the image recording process, the D / A converter connected to the drive circuit 56 is switched according to the image data to be recorded. That is, the D / A converter 62 is connected when the semiconductor laser 30 is turned on, and the D / A converter 60 is connected when the semiconductor laser 30 is turned off.
[0076]
A delay of a predetermined time is applied by the delay circuit 64 as follows until the D / A converters 62 and 60 are switched due to the change of the image data. It should be noted that an appropriate value corresponding to the thermal time constant of the semiconductor laser 30 is determined in advance for the predetermined time. In order to make the explanation easy to understand, the case of writing an all-white image and the case of writing an all-black image will be described with reference to FIGS.
[0077]
When writing an all-white image, as shown in FIG. 6A, the D / A converter 60 is connected when the semiconductor laser 30 is turned off, and the first drive current value I described above is connected.1Drive current setting value S1A drive current control signal based on “001011” is output to the drive circuit 56. However, since the lighting signal is OFF at this time, the drive current value I supplied to the semiconductor laser 30 is “0”. That is, in FIG. 6A, the drive current value I actually supplied to the semiconductor laser 30 is the logical product of the waveform 104 shown as the drive current and the lighting signal 102. The same applies to FIG. 6B.
[0078]
Furthermore, when the semiconductor laser lighting time for horizontal synchronization detection is reached, the lighting signal is turned on, but the semiconductor laser 30 is delayed by the delay circuit 64 until the D / A converter is switched from the D / A converter 60 to the D / A converter 62. The delay time according to the thermal time constant of When the D / A converter 62 is connected to the drive circuit 56, the above-described second drive current value I2Drive current setting value S2A drive current control signal based on “001101” is output to the drive circuit 56. Since a delay is added to the switching of the D / A converter, the drive current control signal 104 rises with a delay.
[0079]
As described above, since the drive current control signal 104 rises with a delay, the post-correction light quantity 110 can prevent the occurrence of overshoot at the rise like the pre-correction light quantity 106.
[0080]
Thereafter, when the lighting time of the semiconductor laser for detecting horizontal synchronization elapses, the lighting signal is turned off and the D / A converter 62 is switched to the D / A converter 60, and the first drive current value I1Drive current setting value S1A drive current control signal based on “001011” is output to the drive circuit 56.
[0081]
On the other hand, when writing an all black image, the D / A converter 60 is connected when the semiconductor laser 30 is turned off, and the D / A converter 62 is connected when the semiconductor laser 30 is turned on. The delay circuit 64 adds a delay time corresponding to the thermal time constant of the semiconductor laser 30 to the switching to 62. In FIG. 6B, the continuous lighting T, which is the writing timing of the all black image1However, the target light intensity can be obtained correctly.
[0082]
As described above, the amount of light emitted from the semiconductor laser 30 is corrected. The light beam is collimated by the collimator lens 32, passes through the cylindrical lens 34, and is focused on the reflecting surface 12 </ b> C of the rotary polygon mirror 12. Since the rotating polygon mirror 12 rotates in the direction of arrow P, the incident angle of the light beam on the reflecting surface 12C changes continuously, and the light beam is deflected along the main scanning direction indicated by arrow K.
[0083]
The deflected light beam passes through the fθ lens 28 and forms an image on the photoconductor 24. At this time, the imaging point on the photosensitive member 24 moves at a constant speed along the main scanning direction indicated by the arrow K. On the other hand, the scanned surface 24A of the photosensitive member 24 is scrolled from top to bottom (in the sub-scanning direction) in FIG. As a result, the surface to be scanned 24A is scanned by the light beam.
[0084]
In parallel with the exposure of the light beam corresponding to the image to be recorded to the photosensitive member 24 by the optical scanning device 10 as described above, the transfer from the photosensitive member 24 to the paper 18 as described below is performed.
[0085]
In the photosensitive member 24 charged by the charger 14 shown in FIG. 1, the potential decreases at the light receiving portion that receives the light beam from the optical scanning device 10, and only the light receiving portion at which the potential has decreased decreases the developing device 16. As a result, the toner adheres.
[0086]
Here, the toner adhering only to the light receiving portion is transferred from the surface of the photoreceptor 24 to the paper 18 by the transfer charger 20. The sheet 18 transferred here is conveyed in the direction of arrow G, and the toner on the sheet 18 is melted and fixed by the fixing device 22.
[0087]
In this way, the toner adheres to the light receiving portion of the surface of the photosensitive member 24 that has received the light from the optical scanning device 10, and the toner is transferred and melted and fixed at a position on the paper 18 corresponding to the attachment position. The image to be recorded is recorded on the paper 18.
[0088]
In the transfer to the paper 18 by the transfer charger 20, the toner remaining on the surface of the photoconductor 24 is removed by the cleaner 26, and the surface of the photoconductor 24 from which the toner has been removed is placed on the surface of the photoconductor 24 after a predetermined time. Then, the above-described series of exposure and transfer processes are executed. In this way, image recording on the paper 18 is continuously performed. When all the images to be recorded have been recorded, the image recording process in the image exposure apparatus 11 is completed.
[0089]
In the first embodiment, before the image recording process described above, two drive current setting values for maintaining a constant light amount from the semiconductor laser 30 are set, and these are switched as appropriate according to the image data. Since the light emission amount of the laser 30 is kept constant, the image quality of the image recorded by the image recording process can be maintained at a high level.
[0090]
[Second Embodiment]
The second embodiment according to the present invention will be described below. In the second embodiment, a low-pass filter is provided instead of the delay circuit 64 of the first embodiment, and a drive current control signal output from the D / A converter 60 or the D / A converter 62 to the drive circuit 56 by the low-pass filter. An embodiment in which a predetermined time constant is given will be described.
[0091]
First, the configuration in the second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0092]
As shown in FIG. 7, in the light emitting element control device 49 of the second embodiment, a low pass filter 96 composed of a capacitor 94 and a resistor 92 is connected to the current control terminal 56A of the drive circuit 56. The output of each of the D / A converters 60 and 62 is connected to 96 via an analog switch 58. The time constant of the low-pass filter 96 is set in advance so as to correspond to the thermal time constant of the semiconductor laser 30.
[0093]
Next, the operation in the second embodiment will be described. In the light emitting element control device 49 configured as described above, the output from the D / A converters 60 and 62 is switched according to the image data. In the switching, the delay as in the first embodiment is not added, but the output from each D / A converter is delayed by the low-pass filter 96 and then input to the drive circuit 56.
[0094]
The time constant of the low-pass filter 96 is set so as to correspond to the thermal time constant of the semiconductor laser 30, and the current control signal (shown as drive current in the figure) is used when writing an all-white image shown in FIG. It operates as indicated by a curve 124 and operates as indicated by a curve 134 when writing an all black image shown in FIG.
[0095]
As a result, also in the second embodiment, as in the first embodiment, immediately after the semiconductor laser is turned on, as in the corrected light amount 130 in FIG. 8A and the corrected light amount 140 in FIG. Overshoot at the time of rising) is suppressed to a small level. In FIG. 8B, the continuous lighting T, which is the writing timing of the all-black image.2However, the correct target light intensity can be obtained.
[0096]
The adjustment point in the first and second embodiments is only the gain adjustment of the light output detection signal, and the gain adjustment function of the light output detection signal is already provided in the optical unit of a normal optical scanning device. Is. That is, the light emitting element control device of the present invention has an advantage that the same characteristics can be obtained for each device without performing a special adjustment operation.
[0097]
In the first and second embodiments, the light emitting element control device 48 of the present invention is built in the image exposure device 11 that records an image on a sheet by exposing the photosensitive member with a light beam and transferring the photosensitive member to the sheet. Although the embodiment applied to the optical scanning device 10 described above has been described, the light emitting element control device of the present invention can also be applied to other optical scanning devices.
[0098]
For example, a light beam corresponding to an image to be exposed is focused on a photosensitive material surface as a surface to be scanned, and the image is exposed on the photosensitive material by scanning the image formation point on the photosensitive material. The present invention can also be applied to an optical scanning device. In addition, the image reading is performed by focusing the light beam from the light source on the image recording surface as the scanning surface and scanning the image formation point on the image recording surface to read the image by the transmitted light transmitted through the image recording surface. The present invention can also be applied to an optical scanning device built in the apparatus.
[0099]
【The invention's effect】
According to the present invention, regardless of changes in the characteristics of the light emitting element due to changes in ambient temperature, changes over time, light amount settings, etc., even when the lighting pattern of the light emitting element changes due to image data, the light emitting element is always accurately heated. It is possible to obtain an effect that a constant light emission amount can be obtained by correcting the light amount fluctuation due to the constant.
[0100]
Further, according to the present invention, the first drive current value and the second drive current value can be automatically set according to the characteristics of the individual light emitting elements, so that the optimum drive current value is automatically set. Thus, it is possible to obtain an effect that appropriate light amount correction can be performed according to the characteristics of the individual light emitting elements.
[0101]
In particular, the claims3 and claimsAccording to the image exposure apparatus described in item 4, since the light emission amount from the light emitting element is controlled so as to be stabilized at the reference light emission amount, the image quality of the image scanned and exposed on the image carrier by the scanning exposure means is set to a high level. The effect that it can maintain is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an image exposure apparatus according to first and second embodiments.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an optical scanning device incorporating a light emitting element control device of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a light emitting element control device according to the first embodiment.
4A shows a first drive current value I. FIG.1Drive current setting value S1Is a diagram for explaining the procedure for obtaining the second drive current value I.2Drive current setting value S2It is a figure for demonstrating the procedure which calculates | requires.
FIG. 5A is a diagram illustrating a first drive current value I under a condition in which a light amount limit value Ex is set.1Drive current setting value S1Is a diagram for explaining a procedure for obtaining the second drive current value I under the condition that the light amount limit value Ex is set.2Drive current setting value S2It is a figure for demonstrating the procedure which calculates | requires.
FIG. 6A is a light-emitting element lighting signal, a drive current control signal, a light amount when the present invention is not applied, and a time when the present invention is applied when an all white image is written in the first embodiment. FIG. 4B is a time chart showing fluctuations in the amount of light, and FIG. 5B is a lighting signal of a light emitting element, a drive current control signal, a light amount when the present invention is not applied, and a book when an all black image is written in the first embodiment. It is a time chart which shows the fluctuation | variation of the light quantity when invention is applied.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a light emitting element control device according to a second embodiment.
FIG. 8A is a light-emitting element lighting signal, a drive current control signal, a light amount when the present invention is not applied, and a time when the present invention is applied when an all white image is written in the second embodiment. It is a time chart which shows the fluctuation | variation of a light quantity, (B) is a lighting signal of a light emitting element, a drive current control signal in the case of writing all black images in 2nd Embodiment, a light quantity when this invention is not applied, and this It is a time chart which shows the fluctuation | variation of the light quantity when invention is applied.
FIG. 9 is a diagram for explaining droop characteristics;
FIG. 10 is a diagram showing a circuit example of the prior art.
FIG. 11A is a time chart showing fluctuations in a lighting signal of a light emitting element, a drive current control signal, a light amount before correction, and a light amount after correction when writing an all-white image in the prior art; ) Is a time chart showing the variation of the lighting signal of the light emitting element, the drive current control signal, the light amount before correction, and the light amount after correction when writing an all black image in the prior art.
[Explanation of symbols]
10 Optical scanning device
11 Image exposure equipment
30 Semiconductor laser (light emitting device)
40 Light sensor
48, 49 Light Emitting Element Control Device
50 Control circuit
52 Photodiode (light emission detection means)
56 Drive circuit
64 delay circuit
72 Comparator (Comparison means)
96 Low-pass filter

Claims (4)

露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、光ビームを走査露光する走査露光手段を有する画像露光装置に用いられ、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく前記光ビームを射出する発光素子を制御する発光素子制御装置であって、
前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、
前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、
前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の前記発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する設定手段と、
前記発光素子の発光量が前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える駆動電流制御手段と、
を有する発光素子制御装置。Used in an image exposure apparatus having a scanning exposure means that scans and exposes a light beam to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion, and is turned on by a predetermined lighting signal and turned off by a predetermined lighting signal. A light emitting element control device for controlling a light emitting element that emits the light beam based on image data to be recorded,
A light emission amount detecting means for detecting the light emission amount of the light emitting element;
A comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount;
One light beam scanning time by the scanning exposure means is set as one cycle, and after the light emitting element is turned on, it is set to be equal to the light emitting element lighting time at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle. The first drive current value is set based on the comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time and the reference light emission amount, and becomes equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Setting means for setting a second drive current value based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time end and the reference light emission amount,
The drive current value is switched to the first drive current value by the light extinction signal of the light emitting element so that the light emission amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emission amount, and is delayed by a predetermined time from the lighting signal of the light emitting element. Drive current control means for switching the drive current value to the second drive current value ;
The light emitting element control apparatus which has. 露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、光ビームを走査露光する走査露光手段を有する画像露光装置に用いられ、所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく前記光ビームを射出する発光素子を制御する発光素子制御装置であって、
前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、
前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、
前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の前記発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する設定手段と、
前記発光素子の発光量が前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号で駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えると共に、駆動電流値の変化に所定の時定数を与える駆動電流制御手段と、
を有する発光素子制御装置。Used in an image exposure apparatus having a scanning exposure means that scans and exposes a light beam on an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion, and is turned on with a predetermined lighting signal and turned off with a predetermined lighting signal. A light emitting element control device for controlling a light emitting element that emits the light beam based on image data to be recorded,
A light emission amount detecting means for detecting the light emission amount of the light emitting element;
A comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount;
One light beam scanning time by the scanning exposure means is set as one cycle, and after the light emitting element is turned on, it is set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle. The first drive current value is set based on the comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time and the reference light emission amount, and becomes equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Setting means for setting a second drive current value based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time end and the reference light emission amount,
The driving current value is switched to the first driving current value by the light extinguishing signal of the light emitting element, and the driving current value is changed to the second driving by the lighting signal of the light emitting element so that the light emitting amount of the light emitting element is stabilized at the reference light emitting amount. Driving current control means for switching to the current value and giving a predetermined time constant to the change in the driving current value ;
A light-emitting element control device. 所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく光ビームを射出する発光素子と、
露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、前記発光素子からの光ビームを走査露光する走査露光手段と、
を有する画像露光装置であって、
前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、
前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、
前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する駆動電流値設定手段と、
前記発光素子の発光量が、自己発熱に起因するドループに拘わらず前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号から予め定めた時間だけ遅延して駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替える駆動電流切替手段と、
を有する画像露光装置。A light emitting element that operates to turn on with a predetermined lighting signal and to turn off with a predetermined lighting signal, and emits a light beam based on image data to be recorded;
A scanning exposure means for scanning and exposing a light beam from the light emitting element to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion;
An image exposure apparatus comprising:
A light emission amount detecting means for detecting the light emission amount of the light emitting element;
A comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount;
One light beam scanning time by the scanning exposure means is set as one cycle, and after the light emitting element is turned on, it is set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle. The first drive current value is set based on the comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time and the reference light emission amount, and becomes equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Drive current value setting means for setting a second drive current value based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time end and the reference light emission amount,
The drive current value is switched to the first drive current value by the light-off signal of the light-emitting element so that the light- emitting amount of the light-emitting element is stabilized at the reference light emission amount regardless of droop caused by self-heating, and the light-emitting element is turned on. Drive current switching means for switching the drive current value to the second drive current value with a delay of a predetermined time from the signal ;
An image exposure apparatus. 所定の点灯信号で点灯し所定の消灯信号で消灯するよう動作し、記録すべき画像データに基づく光ビームを射出する発光素子と、A light emitting element that operates to turn on with a predetermined lighting signal and to turn off with a predetermined lighting signal, and emits a light beam based on image data to be recorded;
露光された部位に静電潜像が形成される像担持体に、前記発光素子からの光ビームを走査露光する走査露光手段と、  A scanning exposure means for scanning and exposing a light beam from the light emitting element to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed at an exposed portion;
を有する画像露光装置であって、  An image exposure apparatus comprising:
前記発光素子の発光量を検知する発光量検知手段と、  A light emission amount detecting means for detecting the light emission amount of the light emitting element;
前記発光量検知手段により検知された前記発光素子の発光量と予め定めた基準発光量とを比較する比較手段と、  A comparison means for comparing the light emission amount of the light emitting element detected by the light emission amount detection means with a predetermined reference light emission amount;
前記走査露光手段による光ビームの一走査時間を一サイクルとして、前記発光素子を点灯してから、前記一サイクル毎に実施される水平同期検知時の前記発光素子の点灯時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第１の駆動電流値を設定すると共に、前記発光素子を点灯してから、前記一走査時間と等しくなるように設定された時間終了後の発光素子の発光量と前記基準発光量との比較結果に基づいて第２の駆動電流値を設定する駆動電流値設定手段と、  One light beam scanning time by the scanning exposure means is set as one cycle, and after the light emitting element is turned on, it is set to be equal to the lighting time of the light emitting element at the time of horizontal synchronization detection performed every cycle. The first drive current value is set based on the comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time and the reference light emission amount, and becomes equal to the one scanning time after the light emitting element is turned on. Drive current value setting means for setting a second drive current value based on a comparison result between the light emission amount of the light emitting element after the set time end and the reference light emission amount,
前記発光素子の発光量が、自己発熱に起因するドループに拘わらず前記基準発光量で安定するように、発光素子の消灯信号で駆動電流値を第１の駆動電流値に切り替え、発光素子の点灯信号で駆動電流値を第２の駆動電流値に切り替えると共に、駆動電流値の変化に所定の時定数を与える駆動電流切替手段と、  The drive current value is switched to the first drive current value by the light-off signal of the light-emitting element so that the light-emitting amount of the light-emitting element is stabilized at the reference light emission amount regardless of droop caused by self-heating, and the light-emitting element is turned on A drive current switching means for switching a drive current value to a second drive current value by a signal and giving a predetermined time constant to a change in the drive current value;
を有する画像露光装置。  An image exposure apparatus.
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