JP3622382B2 - Exposure control apparatus and recording apparatus having the same - Google Patents

Exposure control apparatus and recording apparatus having the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザを用いて走査露光する高精度な露光制御装置及びそれを備えた記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、黒の画像に、アクセントカラーとして赤、緑、青等の有彩色を1色加えた2色の画像は、カタログや説明図にしばしば使われている。
【0003】
図9に、従来の2色印写システムの構成を示す。コンピュータ等(図示しない)によって作成された2色原稿画像801は、通信回線を経て、一旦、プリンタコントローラ802に格納される。2色原稿画像801は、一般に1画素当たり2ビットのデジタルデータとなっている。プリンタコントローラ802は、記録装置である2色電子写真印写装置803からの画素クロック804に応じて、2ビットの画像データ、すなわち第1色の画像データ210、第2色の画像データ211を2色電子写真印写装置803に出力する。
【0004】
ここで、有彩色を表す1ビットの第1色の画像データ210をPicD1、黒色を表す1ビットの第2色の画像データ211をPicD2とする。2色電子写真印写装置803は、これら第1色の画像データ210、第2色の画像データ211に基づき2色を印字し、2色原稿画像801と同様な出力画像を用紙上に形成する。
【0005】
特開昭48−37148号公報及びUSP4078929号公報に記載されている2色電子写真印写装置は、画像データにより画像を形成する感光体を一様帯電後、露光しない高い電位(以下高電位)のところに第1の色材を、強く露光する低い電位(以下低電位)にしたところに第2の色材を現像し、弱く露光して前記両電位のほぼ中間の電位(以下中間電位)にしたところにはどちらの色材も現像させないようにしたものである。
【0006】
上記2色電子写真印写装置の光源には、コンパクトな半導体レーザが使用されており、また、半導体レーザの露光制御には、半導体レーザ駆動用ICが使用されている。
【0007】
一般の半導体レーザには、発光光量測定用のフォトディテクタが内蔵されており、発光光量を安定に制御する方法は、前記フォトディテクタが整定するまでの時間をある駆動電流値で半導体レーザを発光させ、その時のレーザの発光光量を前記フォトディテクタにより測定し、発光光量目標値と比較し、その結果を前記駆動電流値にフィードバックすることにより目標発光光量を得る手法が取られている。
【0008】
この制御は、感光体印字領域が露光されると、色材が現像される恐れがあるので、一般に感光体上の印字領域外で行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の2色電子写真印写装置では、前述したように、感光体上にどちらの色材も現像しない部分の中間電位は、第1の色材が現像される部分の高電位と、第2の色材が現像される部分の低電位との、ほぼ中間の電位に設定しなければならない。
【0010】
しかしながら、中間電位では、感光体の露光量に対する電位特性が飽和していないため、わずかな露光量むらでも、電位が大きく変動し、第1の色材或いは第2の色材が、うっすらと現像されるようになる。このような意図しない現像は、かぶりと呼ばれ、画質を著しく損なう現象として問題視されている。
【0011】
一方、半導体レーザは、発光により自らの内部温度が上昇し、駆動電流に対する発光光量が低下する傾向がある。近年では印写装置の高速化に伴い、半導体レーザの発光光量は増加する傾向にある。さらに従来の2色電子写真印写装置では、現像電位差を広く獲得するため、強く露光する必要があり、発光光量が低下する傾向はより顕著になっている。
【0012】
このため、従来の2色電子写真印写装置の半導体レーザの露光制御において、強露光部の直後に露光する弱露光部では発光光量が少なくなって表面電位が相対的に高くなり、非露光部の直後に露光する弱露光部では発光光量が多くなって表面電位が相対的に低くなり、電位むらが生じる。この電位むらにより、前述したかぶりが発生するようになる。
【0013】
本発明の目的は、半導体レーザの熱的発光光量の変動を抑え、電位むらを低減する露光制御装置及びそれを備えた記録装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、半導体レーザを第1の発光光量でスイッチングする第1レーザ駆動電流を制御する第1制御手段と、前記半導体レーザを第2の発光光量でスイッチングする第2レーザ駆動電流を制御する第2制御手段と、前記半導体レーザからのレーザビームで感光体上を走査露光する光学系とを備える露光制御装置において、前記第1レーザ駆動電流と前記第2レーザ駆動電流から、前記半導体レーザの発光特性の特性変化点を求める変化点算出手段と、前記特性変化点の電流に対する発光光量と目標バイアス発光光量とから、前記第1レーザ駆動電流及び前記第2レーザ駆動電流に加算するバイアス駆動電流を算出するバイアス電流算出手段とを有することにある。
【0015】
また、本発明の他の特徴は、前記第1制御手段は、前記第1の発光光量が予め設定した第1発光光量目標値になるように前記第1レーザ駆動電流を制御し、前記第2制御手段は、前記第2の発光光量が予め設定した第2発光光量目標値になるように前記第2レーザ駆動電流を制御することある。
【0016】
また、本発明の他の特徴は、前記バイアス駆動電流の値を、前記感光体が電位下降しない限界の値に設定することにある。
【0017】
また、本発明の他の特徴は、前記第1の発光光量は弱露光の発光光量であり、前記第2の発光光量は強露光の発光光量であることにある。
【0019】
また、本発明の他の特徴は、画像を形成する感光体と、前記感光体上を帯電する帯電器と、前記帯電された感光体上を画像データに基づき半導体レーザで走査露光する露光制御装置を備えた露光光学部と、前記走査露光した画像領域を現像する現像機と、現像された前記画像を披記録物に転写する転写器を有する記録装置において、前記露光制御装置は、請求項1ないし請求項のいずれか1項記載の記録装置であることにある。
【0020】
本発明によれば、第1制御手段は、半導体レーザが発光する第1の発光光量が予め設定した第1発光光量目標値になるように第1レーザ駆動電流を制御する。
【0021】
第2制御手段は、第2の発光光量が予め設定した第2発光光量目標値になるように第2レーザ駆動電流を制御する。
【0022】
変化点算出手段は、第1レーザ駆動電流と前記第2レーザ駆動電流から、半導体レーザの発光特性の特性変化点を求める。バイアス電流算出手段は、特性変化点の電流に対する発光光量と目標バイアス発光光量とから、第1レーザ駆動電流及び第2レーザ駆動電流に加算するバイアス駆動電流を算出する。そして、バイアス駆動電流の値を、感光体が電位下降しない限界の値に設定する。
【0023】
このように、半導体レーザに流すバイアス電流値を、感光体の非露光部電位が降下しない範囲で常に最大に設定することにより、非露光時の半導体レーザ発熱量が最大になり、強露光時との温度差が減少し、発光光量の変動が抑えられ、かぶりのない高画質な画像を得ることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る露光制御装置及びそれを備えた記録装置を、図を用いて説明する。
【0025】
図2は、本発明の一実施例に係る記録装置の構成を示す。
図2に示すように、記録装置の一つである2色電子写真印写装置800は、感光体201の周囲に、順に、帯電器202、露光制御装置を備えた露光光学部203、第1現像機204、第2現像機205、再帯電器206、転写器207、クリーナ208、イレーザ209が配置された構成となっている。
【0026】
帯電器202で、感光体201上を、例えば表面電位を−900Vで一様帯電し、露光光学部203で、有彩色を表す第1色の画像データ210及び黒色を表す第2色の画像データ211に基づき、感光体201上を走査露光する。
【0027】
本実施例では、第1色材は正に、第2色材は負に帯電するものとすれば、第1色の画像領域は露光せずに表面電位を約−900Vとし、第2色の画像領域は強露光し表面電位を約−100Vとし、いずれの色材もつかないいわゆる白色画像領域は弱露光し表面電位を約−500Vとする。
【0028】
さらに、第1現像機204のバイアス電位を−700V、第2現像機205のバイアス電位を−300Vとすれば、第1現像機204では正に帯電した色材が第1色の画像領域に現像され、第2現像機205では負に帯電した色材が第2色の画像領域に現像される。
【0029】
その後、再帯電器206で色材の帯電極性をそろえ、転写器207で両色材を用紙212上に一度に転写する。クリーナ208で残留した色材を除去し、イレーザ209で一様除電し、始めの帯電に戻る。一方用紙212の色材は、定着器213によって用紙上に固着される。
【0030】
図3は、図2の露光光学部の構成を示す。
図3に示すように、露光光学部203は、露光制御装置301、半導体レーザ302、回転多面鏡303、ビーム検知器304で構成されている。
【0031】
露光制御装置301は、印字時は第1色の画像データ210及び第2色の画像データ211に基づき半導体レーザ302に適当な駆動電流llasを流す。半導体レーザ302は駆動電流llasに基づき発光し、レーザビームは回転多面鏡303によって偏向され感光体201上を走査露光する。この時、書き出し位置をそろえるために書き出し直前のビームをビーム検知器304に導き、ビーム検知信号BDTを得ている。
【0032】
図1は、本発明の一実施例に係る露光制御装置の構成を示す。
図1に示すように、露光制御装置301は、マイクロコンピュータ101、論理回路部(セレクタ102及び論理和の否定105)、レーザ駆動IC103,104、露光モード発生装置106で構成されている。
【0033】
図3のビーム検知器304によって得られたビーム検知信号BDTは、露光モード発生装置106に入力される。
【0034】
ここで、図4に露光モード発生装置106の構成を示す。ビーム検知信号BDTは3つのタイマ901、902、903のトリガ端子Tに入力される。タイマ901、902、903は、例えばTTL素子の74LS123のようなものである。
【0035】
タイマ901、902、903は、それぞれビーム検知信号BDTに同期してパルスPa,Pb,Pcを出力する。それらの幅はそれぞれTa,Tb.Tcになるように、予め外部素子により設定されている。
【0036】
タイマ901、902、903の出力パルスPa,Pb,Pcは、図4に示すような論理回路を通して2ビットの信号M0、M1となり、図1のマイクロコンピュータ101に入力される。ここでタイマは、通常高周波のクロックをカウンタで計数し、設定された数値になると、信号を発するもの(プログラマブルタイマ)で簡単に構成される。
【0037】
図5に、各パルスPa,Pb,Pc及び信号M1,M0のタイミングを示す。ビーム検知信号BDTは、前述したように、感光体201上のレーザビームスポットの位置が、感光体201の左端より少し左側(外側)において発生する。
【0038】
ビーム検知信号BDTから時間Ta経過すると、ビームスポットは感光体上201の記録開始位置に来る。ビーム検知信号BDTから時間Tb経過すると、ビームスポットは感光体上201の記録終了位置に来る。ビーム検知信号BDTから時間Tc経過すると、ビームスポットは、感光体上201の右端より少し右側(外側)に来る。そして再び次のラインのビーム検知信号BDTが来る。
【0039】
信号M1,M0を2ビットの信号とすれば、露光モードは、図5に示すように、番号付けされる。ここではそれぞれのモードを、モード0は弱露光制御モード、モード1は強露光制御モード、モード2はバイアス光量測定モード、そしてモード3は印字モードとする。
以上が、図1における、露光モード発生装置106の説明である。
【0040】
図1に戻り、露光制御装置301の説明を続ける。マイクロコンピュータ101は、前記信号M1,M0により、露光モードを知り、各モード毎に、モード切り替えのための論理回路102、105に対し、以下のように動作する。
【0041】
まず、印字モード(モード3)について説明する。
マイクロコンピュータ101からの選択信号Selによってセレクタ102(a)が第1色の画像データ210(PicD1)、およびセレクタ102(b)が第2色の画像データ211(PicD2)を選択し、レーザ駆動IC103,104のオンオフ制御端子に対して、それぞれ信号LasD1及び信号LasD2を出力する。
【0042】
ここで、LasD1は、セレクタ102(a)及び(b)の出力の論理和の否定(NOR)105から作った信号であり、 LasD2は、セレクタ102 (b)の出力信号である。また、画像データ(PicD1,PicD2,LasD1,LasD2)は、すべて1ビット2値の信号である。
【0043】
また、セレクタ102は、Sel端子の論理によって、入力する2つの信号のどちらか一方を選択して出力する機能を持つ(例えばTTL素子のLS157)。
【0044】
図6に、レーザ駆動IC103の一般的な構成を示す。まず、図1に示す半導体レーザ302のフォトダイオードPDによって検出され、レーザダイオードLDの発光光量に比例した電流が端子701に入ると、内部で増幅されて電圧値Plascとなって端子702からマイクロコンピュータ101に出力される。
【0045】
また、内部には2つの電流源(電流源1, 電流源b)を持ち、それぞれマイクロコンピュータ101からの制御信号llasc1,llascbが端子703,704から接続されている。2つの電流源1,bは、制御信号llasc1,llascbの電圧値に応じて電流値llas1,llasbを引き込む。
【0046】
電流源1の方にはスイッチが接続されており端子705からの画像データLasD1によって断続される。ここでは信号LasD1が1の時に電流llas1を引き込み、0の時には切れるものとする。これらllas1,llasbはまとめられて、端子706から図1のレーザダイオードLDにつながる。
【0047】
一方、レーザ駆動IC104も全く同じ構成になっている。しかし、本実施例では、PDからの電流Plasの増幅とバイアス電流源bは1つで良いため、図1に示すようにレーザ駆動IC104では電流Plasの増幅とバイアス電流源bとを使っていない。レーザ駆動IC104は画像データLasD2と制御信号Ilas2cを入力し、それに対応したレーザ駆動電流llas2を引くようになっている。
【0048】
図7に、半導体レーザ302の駆動電流llasとレーザ発光出力Plasとの関係を示す。
強露光される第2の色材が現像される画像領域では駆動電流llas2で発光出力Plas2を得る。この場合、第2色の信号PicD2が1となる場合である。弱露光される白色画像領域では駆動電流llas1(<llas2)で発光光量Plas1(<Plas2)を得る。この場合、第1色の信号PicD1が0で第2色の信号PicD2が0となる場合である。
【0049】
露光されない第2の色材が現像される画像領域では駆動電流0でも良いのだが、レーザを高速にスイッチングする場合、駆動電流の波形がなまることによる発光誤差を小さくするため、通常一定のバイアス駆動電流llasbを流しておく。もちろんそれに対する発光光量Plasbでは感光体201はほとんど露光されず、表面電位も−900Vのままである。
【0050】
前述したように、感光体201上に、第1の色材、第2の色材、どちらの色材も現像しない白色画像領域では、両色材が現像される部分の電位の、ほぼ中間の電位(−500V)に設定される。中間の電位では、感光体の露光量に対する電位特性は飽和していないため、わずかな露光量むらが生じても、電位が大きく変動し、前記いずれかの色材が、うっすらと現像されるようになる。
このような意図しない現像は、かぶりと呼ばれ、画質を著しく損なう現象として知られている。
【0051】
一方、半導体レーザは、発光により自らの内部温度が上昇し、駆動電流に対する発光光量が低下する傾向がある。近年では印写装置の高速化に伴い、半導体レーザの発光光量は増加する傾向にある。さらに従来の2色の電子写真印写装置では、現像電位差を広く獲得するため、強露光する必要があり、発光光量が低下する傾向はより顕著になっている。
【0052】
このため、従来の2色の電子写真印写装置の半導体レーザの露光制御では、第1色の画像領域には強露光するため、記録中に半導体レーザの内部温度が上昇し、発光光量が低下する。
【0053】
強露光する第1色の画像領域では、感光体の露光量に対する電位特性が飽和しているため、発光光量低下による電位変動は少なく画像に現れないが、この直後に白色画像領域つまり弱露光量域が来ると、露光量に対する電位特性は飽和していないため、発光光量低下により感光体電位は大きく負(帯電電位)方向に変動し、第2の色材が、うっすらと現像されるようになる。
【0054】
この逆に、第2色の画像領域には露光しないため、記録中に半導体レーザの内部温度が低下し、発光光量が増加する。従ってこの直後に白色画像領域つまり弱露光量域が来ると、今度は逆に感光体電位は大きく0(グランド電位)方向に変動し、第2の色材が、うっすらと現像されるようになる。
【0055】
本実施例では、このような半導体レーザ302の熱による発光光量の変動を抑えるために、以下に示す露光モードにおいて精度の高い発光光量の制御を行う。
【0056】
まず、弱露光制御モード(モード0)について説明する。
図1において、マイクロコンピュータ101からの選択信号Selによってセレクタ102(a)及び(b)がマイクロコンピュータ101からの制御信号S1,S2を選択し、レーザ駆動IC103及び104に対して、それぞれ信号LasD1が1及び信号LasD2が0になるように出力する。
【0057】
これは、白色を記録する、つまり色材を現像しないときの、弱露光時の信号の組み合わせと同じであるから、半導体レーザLDには、図7における駆動電流llas1が流れるようになる。半導体レーザLDの発光光量は、図1のフォトダイオードPDによって測定され、レーザ駆動IC103を通して発光光量Plas1に対応したアナログ電圧値Plasc1としてマイクロコンピュータ101に戻される。
【0058】
マイクロコンピュータ101は、予め設定されている弱露光の発光光量目標値と実際の発光光量値Plas1とを比較し、発光光量Plas1が小さい場合は駆動電流llas1を増加させるように制御する。
【0059】
この結果、発光光量が安定し、弱露光制御モードが終わる頃には、半導体レーザLDの発光光量は、弱露光の発光光量目標値と等しくなる。本実施例では、このときの駆動電流llas1の値を、マイクロコンピュータ101内のメモリに格納しておく。
上記のように、モード0の制御は、第1(弱露光)の発光光量を制御する第1制御手段である。
【0060】
次に、強露光制御モード(モード1)について説明する。
図1において、マイクロコンピュータ101からの選択信号Selによってセレクタ102(a)及び(b)がマイクロコンピュータ101からの入力信号を選択し、レーザ駆動IC103及び104に対して、それぞれ信号LasD1が0及び信号LasD2が1になるように出力する。
【0061】
これは、第2色を記録するときの、強露光時の信号の組み合わせと同じであるから、半導体レーザLDには、図7における駆動電流llas2が流れるようになる。半導体レーザLDの発光光量は、図1のフォトダイオードPDによって測定され、レーザ駆動IC103を通して発光光量Plas2のアナログ電圧値Plasc2としてマイクロコンピュータ101に戻される。
【0062】
マイクロコンピュータ101は、予め設定されている強露光の発光光量目標値と実際の発光光量値Plas2とを比較し、発光光量値 Plas2が小さい場合は駆動電流llas2を増加させるように制御する。この結果、発光光量が安定し、強露光制御モードが終わる頃には、半導体レーザLDの発光光量は、強露光の発光光量目標値と等しくなる。
【0063】
このころに図3におけるレーザビームがビーム検知器304をよぎるので、安定したビーム検知信号BDTが得られる。また、本実施例では、このときの駆動電流llas2の値を、マイクロコンピュータ101内のメモリに格納しておく。
上記のように、モード1の制御は、第2(強露光)の発光光量を制御する第2制御手段である。
【0064】
次に、バイアス光量測定モード(モード2)について説明する。
図1において、マイクロコンピュータ101からの選択信号Selによってセレクタ102(a)及び(b)がマイクロコンピュータ101からの入力信号を選択し、公知のレーザ駆動IC103及び104に対して、それぞれ信号LasD1が0及び信号LasD2が0になるように出力する。
【0065】
これは、第2色を記録するときの、弱露光時の信号の組み合わせと同じである。このとき、本実施例ではバイアス電流値を、まず以下の式(数1)によって算出された値llas0とする。
【0066】
llas0=(llas1Plas2−llas2Plas1)/(Plas2−Plas1)………(数1)
ここで、弱露光用のレーザ駆動電流と発光光量の組(llas1,Plas1)と、強露光用の組(llas2,Plas2)とは、前述したように、既にマイクロコンピュータ101内のメモリに格納されている。
【0067】
計算はマイクロコンピュータ101によってなされ、その結果、バイアス駆動電流llas0は、図1に示すように、信号llasc1と同様に、信号llasbのアナログ電圧値としてレーザ駆動IC104に導かれる。この結果、半導体レーザLDには、図7におけるバイアス駆動電流llas0が流れるようになる。
【0068】
バイアス駆動電流llas0の物理的な意味について説明する。図7に示したように、半導体レーザ302の発光特性は、一般に傾きの緩やかなLED発光と傾きの急なレーザ発光とに分けられる。電流llas0は、レーザ発光の直線の延長と、駆動電流llas軸との交点の駆動電流を示す。つまり、レーザの発光特性の特性変化点を示す。従って、上記を制御する手段は、レーザの発光特性の特性変化点を求める変化点算出手段であるといえる。
【0069】
この駆動電流llas0を求めてから、適切なバイアス駆動電流値を求める手法の一例が、特開平3−139671号公報に開示されている。特開平3−139671号公報に記載されているように、この駆動電流llas0で、レーザは若干発光し、帯電された感光体201電位は少し降下すが、従来の電子写真印写装置では、印字結果にほとんど影響はなかった。従って安定したレーザ発光の特性直線上(llas0よりも大きな電流値)で光量制御されていた。
【0070】
しかし、前述した2色電子写真印写装置では、現像電位差を広く獲得するため、比較的パワーの大きなレーザで強露光するし、また非露光部では帯電電位も少しも落としたくないという要求がある。そこで、実際は、不安定なLED発光の特性直線上(llas0よりも小さな電流値)で光量制御されることになる。従って、以下に示すような、本実施例の手段でなければ、バイアス駆動電流値の設定はできない。
【0071】
この駆動電流llas0での、半導体レーザLDの発光光量は、図1のフォトダイオードPDによって測定され、レーザ駆動IC103を通して信号Plasのアナログ電圧値Plas0としてマイクロコンピュータ101に戻される。このあと、マイクロコンピュータ101は、以下の式(数2)で計算を実行し、その結果を新しいバイアス駆動電流llasbとする。
【0072】
llasb=(llas0Plasb)/Plas0 ………(数2)
ここで、バイアス発光光量Plasbとは、感光体201がほとんど露光されず、表面電位がほぼ−900Vのままであるための最大のレーザ発光光量Plasbのことであり、これを予め実験により求めておく。新しいバイアス駆動電流llasbは、図1に示すように、llasbのアナログ電圧値llasbcとしてレーザ駆動IC103の電流源bに導かれる。
【0073】
この結果、半導体レーザLDには、図7におけるバイアス駆動電流llasbが流れるようになる。前述したように、本装置では比較的パワーの大きなレーザを使用するため、式(数2)においてllasbがllas0よりも大きくなることはほとんどないが、万一大きくなる場合には、前述した特開平3−139671号公報に開示されるような従来の方法で、バイアス電流値を決めればよい。
【0074】
以上の手段は、レーザの発光特性の特性変化点の電流に対する発光光量と目標バイアス発光光量とから、前記第1レーザ駆動電流及び前記第2レーザ駆動電流に加算するバイアス駆動電流を求めるバイアス電流算出手段である。
【0075】
本実施例では、駆動電流llas0に対する発光出力Plas0を改めて測定しているため、本実施例で設定される駆動電流Ilas近傍での、計算精度が高くなっている。この後は、再び図5の、印字モード(モード3)に戻り、以後このサイクルが繰り返される。
【0076】
図8に、以上の処理をフローチャートにまとめたものを示す。まず、ステップ601で起動時の処理を行う。強露光時、弱露光時、およびバイアス発光時の発光光量Plas1,Plas2,Plasbの目標値を外部からもらうか、予め設定しておく。駆動電流llas1,llas2,llasbについては、起動時は目標値が実現できそうな値を予測して初期設定する。
【0077】
レーザ駆動ICへの信号は、はじめは強露光の設定とする。その後、ビーム検知信号BDTが発生すると、前述したようにモード(0)からモード(3)までを繰り返すようになる。
【0078】
モード0で、弱露光発光光量を制御する第1制御手段を実行し、モード1で、強露光発光光量を制御する第2制御手段を実行し、モード2になると、特性変化点を求める変化点算出手段を実行し、モード3になると、バイアス駆動電流を求めるバイアス電流算出手段を実行し、1ラインの2色印写のための露光を実行する。露光終了後、モード0になるまで待ち、その後繰り返される。
【0079】
従来の発光光量の制御では、本実施例のような配慮がされていないため、走査線単位でのバイアス駆動電流の制御がされていなかった。そこで、前述したような熱的変動によるかぶりが発生し、画質を劣化させていた。
【0080】
本実施例では、走査線単位でバイアス駆動電流を制御しているため、バイアス駆動電流を、感光体201が電位降下するぎりぎりまで大きな値に設定することができる。
【0081】
これにより、強露光時の駆動電流llas1と非露光時の駆動電流llasbとの差が最小となるため、両者間でのレーザ発熱量の差も最小となる。そのため、半導体レーザの記録信号による温度変動、さらに白色画像領域における電位むらが小さくなり、かぶりが起きなくなり、高画質な画像出力が得られるようになる。
【0082】
また、発光光量Plasbに対する駆動電流llasbを求める方法に、発光光量Plas1に対する駆動電流llas1や発光光量Plas2に対する駆動電流llas2を求めた時と同じ光量制御方法を使わずに、本実施例の方法を使った理由は、図7に示すようにLED発光の領域では、駆動電流llasに対する発光光量Plasの変化が小さいため、同じ光量制御方法では、短時間で駆動電流llasbを整定することは困難であり大きな誤差がのってしまい、前述した所望の効果が得られなくなるからである。
【0083】
本実施例において、表面電位がほぼ−900Vのままであるための最大のレーザ発光光量Plasbは、感光体201の劣化等で変化する可能性がある。そこで印字中のある一定期間ごとに、テスト用の非露光部を設け、図2に示す表面電位計214で非露光部の感光体201表面電位を測定し、バイアス電流llasbがある場合とない場合でほぼ差がないことを確認する。
【0084】
もしも、感光体201の劣化により、バイアス駆動電流llasbがある場合とない場合で、ある一定以上の差が出た場合は、発光光量Plasbを一定量ずつ減らしていくようにする。この結果、感光体201が劣化しても非露光部の感光体201表面電位が一定に保たれるようになる。
【0085】
次に、本発明の他の実施例を説明する。
前述した半導体レーザの駆動電流をアナログもしくは多段階に変調して、連続的な発光光量を得る手段を設け、連続的な発光光量の内の任意の2点の発光光量をレーザ駆動電流で制御し、任意の2点の発光光量に対する駆動電流値が得られれば、図1の実施例と同様にバイアス駆動電流を制御することができる。この場合は、図7に示す半導体レーザ302の特性において、線形なレーザ発光モードだけを使うことができ、式(数1)および(数2)の計算精度の向上が図れる。
【0086】
なお、本発明の露光制御装置は、前述した実施例の2色電子写真印写装置以外の、レーザを使って走査露光する他の記録装置にも同様に適用できる。例えば、通常の銀塩写真フィルムを回転ドラム上に巻き付け、2色電子写真印写装置の感光体と同様に、その表面を半導体レーザで画像情報に基づき走査露光し、その後現像して画像を得ることができる銀塩写真方式記録装置が挙げられる。また、銀塩写真フィルムの代りに、光硬化性樹脂を使う記録装置もある。この場合は、走査露光にエッチングして、疎水性、親水性の部分を作り、印刷の版として、簡易印刷機で使用する。
【0087】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体レーザの熱的発光光量の変動を抑え、電位むらを低減することにより、かぶりのない高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る露光制御装置の構成図である
【図2】本発明の一実施例に係る記録装置の構成図である。
【図3】図1の露光制御装置を備えた露光光学部の構成図である。
【図4】図1の露光モード発生装置の構成図である。
【図5】図1の露光制御装置の各モードのタイミングを示す図である。
【図6】レーザ駆動ICの構成図である。
【図7】レーザ駆動電流とレーザ発光出力との関係を示す図である。
【図8】露光制御処理のフローチャート図である。
【図9】従来の2色印写システムの構成図である。
【符号の説明】
101…マイクロコンピュータ、102…セレクタ、103,104…レーザ駆動IC、105…論理和の否定(NOR)、106……露光モード発生装置、201…感光体、203…露光光学部、210…第1色の画像データ、211…第2色の画像データ、301…露光制御装置、302…半導体レーザ、800…2色電子写真印写装置、BDT…ビーム検知信号、Sel…選択信号、S1,S2…制御信号、Plas…レーザ発光光量、llas…レーザ駆動電流、Plasb…バイアス発光光量、llasb…バイアス駆動電流
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-precision exposure control apparatus that performs scanning exposure using a semiconductor laser and a recording apparatus including the exposure control apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a two-color image obtained by adding one chromatic color such as red, green, and blue as an accent color to a black image is often used in catalogs and explanatory drawings.
[0003]
FIG. 9 shows a configuration of a conventional two-color printing system. A two-color original image 801 created by a computer or the like (not shown) is temporarily stored in the printer controller 802 via a communication line. The two-color original image 801 is generally 2-bit digital data per pixel. The printer controller 802 outputs 2-bit image data, that is, first color image data 210 and second color image data 211 in accordance with a pixel clock 804 from a two-color electrophotographic printing apparatus 803 serving as a recording apparatus. Output to the color electrophotographic printing apparatus 803.
[0004]
Here, it is assumed that 1-bit first color image data 210 representing a chromatic color is PicD1, and 1-bit second color image data 211 representing black is PicD2. The two-color electrophotographic printing apparatus 803 prints two colors based on the first color image data 210 and the second color image data 211, and forms an output image similar to the two-color original image 801 on a sheet. .
[0005]
The two-color electrophotographic printing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-37148 and US Pat. No. 4,078,929 has a high potential (hereinafter referred to as a high potential) that does not expose after uniformly charging a photoconductor that forms an image with image data. The first color material is developed at a low potential (hereinafter referred to as a low potential) where the first color material is strongly exposed, and the second color material is developed at a low potential (hereinafter referred to as a low potential). In this case, neither color material is developed.
[0006]
A compact semiconductor laser is used as the light source of the two-color electrophotographic printing apparatus, and a semiconductor laser driving IC is used for controlling the exposure of the semiconductor laser.
[0007]
A general semiconductor laser has a built-in photodetector for measuring the amount of emitted light, and the method for stably controlling the amount of emitted light is to cause the semiconductor laser to emit light at a certain drive current value until the photodetector has settled. A method of obtaining a target light emission amount by measuring the light emission amount of the laser with the photodetector, comparing it with a target value of the light emission amount, and feeding back the result to the drive current value.
[0008]
This control is generally performed outside the print area on the photoconductor because the color material may be developed when the photoconductor print area is exposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional two-color electrophotographic printing apparatus, as described above, the intermediate potential of the portion where neither color material is developed on the photosensitive member is equal to the high potential of the portion where the first color material is developed, The potential of the second color material must be set to a substantially intermediate potential with respect to the low potential of the developed portion.
[0010]
However, since the potential characteristics with respect to the exposure amount of the photosensitive member are not saturated at the intermediate potential, the potential greatly fluctuates even if the exposure amount is small, and the first color material or the second color material is slightly developed. Will come to be. Such unintended development is called fogging and is regarded as a problem as a phenomenon that significantly impairs image quality.
[0011]
On the other hand, the semiconductor laser tends to increase its internal temperature due to light emission and to decrease the amount of light emitted with respect to the drive current. In recent years, the amount of light emitted from a semiconductor laser tends to increase as the speed of the printing apparatus increases. Further, in the conventional two-color electrophotographic printing apparatus, in order to obtain a wide development potential difference, it is necessary to perform strong exposure, and the tendency for the amount of emitted light to decrease is more prominent.
[0012]
For this reason, in the exposure control of the semiconductor laser of the conventional two-color electrophotographic printing apparatus, the amount of emitted light is reduced and the surface potential is relatively high in the weakly exposed portion exposed immediately after the strongly exposed portion, and the surface potential is relatively high. In the weakly exposed portion that is exposed immediately after the light emission amount, the amount of emitted light increases, the surface potential becomes relatively low, and potential unevenness occurs. This unevenness of the potential causes the above-described fog.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exposure control apparatus that suppresses fluctuations in the amount of thermal light emitted from a semiconductor laser and reduces potential unevenness, and a recording apparatus having the exposure control apparatus.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides: First control means for controlling a first laser drive current for switching the semiconductor laser with a first light emission amount; and second control means for controlling a second laser drive current for switching the semiconductor laser with a second light emission amount; And an optical system that scans and exposes a photosensitive member with a laser beam from the semiconductor laser. In exposure control equipment ,Previous Change point calculating means for obtaining a characteristic change point of the light emission characteristic of the semiconductor laser from the first laser drive current and the second laser drive current, and the characteristic change point From the amount of emitted light and the target bias emitted light amount for the current of For the first laser driving current and the second laser driving current Addition And bias current calculation means for calculating a bias drive current to be performed.
[0015]
Another feature of the present invention is that the first control means controls the first laser driving current so that the first light emission amount becomes a preset first light emission amount target value, and the second control unit controls the second laser drive current. The control means may control the second laser drive current so that the second light emission amount becomes a preset second light emission amount target value.
[0016]
Another feature of the present invention is that the value of the bias drive current is set to a limit value at which the potential of the photoconductor does not drop.
[0017]
Another feature of the present invention resides in that the first light emission amount is a weak exposure light emission amount, and the second light emission amount is a strong exposure light emission amount.
[0019]
Another feature of the present invention is that a photoconductor for forming an image, a charger for charging the photoconductor, and an exposure control device for scanning and exposing the charged photoconductor with a semiconductor laser based on image data. And a transfer device that transfers the developed image to a recorded material. The exposure control device includes: an exposure optical unit including: a developing device that develops the scanned and exposed image area; Or claims 5 Any one of Record To be a device.
[0020]
According to the present invention, the first control means controls the first laser drive current so that the first light emission amount emitted from the semiconductor laser becomes a preset first light emission amount target value.
[0021]
The second control means controls the second laser drive current so that the second light emission amount becomes a preset second light emission amount target value.
[0022]
The change point calculation means obtains a characteristic change point of the light emission characteristic of the semiconductor laser from the first laser drive current and the second laser drive current. Bias current calculation means From the amount of emitted light and the target bias emitted light amount for the current of For the first laser drive current and the second laser drive current Addition The bias drive current to be calculated is calculated. And the bias drive current value , Feeling The limit is set so that the potential of the light body does not drop.
[0023]
In this way, by always setting the bias current value that flows to the semiconductor laser to the maximum in a range where the potential of the non-exposed portion of the photoreceptor does not drop, the amount of heat generated by the semiconductor laser during non-exposure is maximized, The temperature difference is reduced, fluctuations in the amount of emitted light are suppressed, and a high-quality image without fogging can be obtained.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an exposure control apparatus and a recording apparatus including the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 2 shows a configuration of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, a two-color electrophotographic printing apparatus 800, which is one of recording apparatuses, sequentially includes a charger 202, an exposure optical unit 203 including an exposure control device, and a first around a photoconductor 201. The developing device 204, the second developing device 205, the recharging device 206, the transfer device 207, the cleaner 208, and the eraser 209 are arranged.
[0026]
The charger 202 uniformly charges the surface of the photoconductor 201 with, for example, -900 V, and the exposure optical unit 203 uses the exposure optical unit 203 to display the first color image data 210 representing a chromatic color and the second color image data representing black. Based on 211, the photosensitive member 201 is scanned and exposed.
[0027]
In this embodiment, if the first color material is positively charged and the second color material is negatively charged, the image area of the first color is not exposed, the surface potential is set to about −900 V, and the second color material is The image area is strongly exposed and the surface potential is about -100V, and the so-called white image area without any color material is weakly exposed and the surface potential is about -500V.
[0028]
Further, if the bias potential of the first developing device 204 is −700 V and the bias potential of the second developing device 205 is −300 V, the first developing device 204 develops the positively charged color material into the image area of the first color. In the second developing device 205, the negatively charged color material is developed into the image area of the second color.
[0029]
Thereafter, the recharger 206 aligns the charging polarities of the color materials, and the transfer device 207 transfers both color materials onto the paper 212 at once. The remaining color material is removed by the cleaner 208, the charge is uniformly eliminated by the eraser 209, and the initial charging is restored. On the other hand, the color material of the paper 212 is fixed on the paper by the fixing device 213.
[0030]
FIG. 3 shows a configuration of the exposure optical unit in FIG.
As shown in FIG. 3, the exposure optical unit 203 includes an exposure control device 301, a semiconductor laser 302, a rotary polygon mirror 303, and a beam detector 304.
[0031]
The exposure control device 301 supplies an appropriate drive current llas to the semiconductor laser 302 based on the first color image data 210 and the second color image data 211 during printing. The semiconductor laser 302 emits light based on the driving current llas, and the laser beam is deflected by the rotary polygon mirror 303 to scan and expose the photoconductor 201. At this time, in order to align the writing position, the beam immediately before writing is guided to the beam detector 304 to obtain the beam detection signal BDT.
[0032]
FIG. 1 shows the arrangement of an exposure control apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the exposure control device 301 includes a microcomputer 101, a logic circuit unit (selector 102 and negation of logical sum 105), laser drive ICs 103 and 104, and an exposure mode generator 106.
[0033]
The beam detection signal BDT obtained by the beam detector 304 in FIG. 3 is input to the exposure mode generator 106.
[0034]
Here, FIG. 4 shows the configuration of the exposure mode generator 106. The beam detection signal BDT is input to the trigger terminals T of the three timers 901, 902, and 903. Timers 901, 902, and 903 are, for example, 74LS123, which is a TTL element.
[0035]
Timers 901, 902, and 903 output pulses Pa, Pb, and Pc in synchronization with the beam detection signal BDT, respectively. Their widths are Ta, Tb. It is set in advance by an external element so as to be Tc.
[0036]
Output pulses Pa, Pb, and Pc of the timers 901, 902, and 903 become 2-bit signals M0 and M1 through a logic circuit as shown in FIG. 4, and are input to the microcomputer 101 in FIG. Here, the timer is usually configured simply by counting a high-frequency clock with a counter and generating a signal (programmable timer) when a set numerical value is reached.
[0037]
FIG. 5 shows the timing of each pulse Pa, Pb, Pc and signals M1, M0. As described above, the beam detection signal BDT is generated at the position of the laser beam spot on the photoconductor 201 slightly on the left side (outside) from the left end of the photoconductor 201.
[0038]
When time Ta elapses from the beam detection signal BDT, the beam spot comes to the recording start position on the photosensitive member 201. When the time Tb elapses from the beam detection signal BDT, the beam spot comes to the recording end position on the photosensitive member 201. When the time Tc elapses from the beam detection signal BDT, the beam spot comes slightly to the right (outside) from the right end of the photosensitive member 201. Then, the beam detection signal BDT for the next line comes again.
[0039]
If the signals M1 and M0 are 2-bit signals, the exposure modes are numbered as shown in FIG. Here, the respective modes are set as mode 0, a weak exposure control mode, mode 1, a strong exposure control mode, mode 2, a bias light amount measurement mode, and mode 3, a print mode.
The above is the description of the exposure mode generator 106 in FIG.
[0040]
Returning to FIG. 1, the description of the exposure control apparatus 301 will be continued. The microcomputer 101 knows the exposure mode from the signals M1 and M0, and operates as follows for the logic circuits 102 and 105 for mode switching for each mode.
[0041]
First, the print mode (mode 3) will be described.
The selector 102 (a) selects the first color image data 210 (PicD1) and the selector 102 (b) selects the second color image data 211 (PicD2) according to the selection signal Sel from the microcomputer 101, and the laser driving IC 103. , 104 output a signal LasD1 and a signal LasD2, respectively.
[0042]
Here, LasD1 is a signal made from the logical sum (NOR) 105 of the outputs of the selectors 102 (a) and (b), and LasD2 is an output signal of the selector 102 (b). The image data (PicD1, PicD2, LasD1, LasD2) are all 1-bit binary signals.
[0043]
The selector 102 has a function of selecting and outputting one of two input signals according to the logic of the Sel terminal (for example, LS element LS157).
[0044]
FIG. 6 shows a general configuration of the laser driving IC 103. First, when a current detected by the photodiode PD of the semiconductor laser 302 shown in FIG. 1 and proportional to the amount of light emitted from the laser diode LD enters the terminal 701, it is amplified internally and becomes a voltage value Plasc from the terminal 702 to the microcomputer. 101 is output.
[0045]
Further, it has two current sources (current source 1 and current source b) inside, and control signals llasc1 and llasbb from the microcomputer 101 are connected to terminals 703 and 704, respectively. The two current sources 1 and b draw the current values llas1 and llasb in accordance with the voltage values of the control signals llas1 and llasb.
[0046]
A switch is connected to the current source 1, which is intermittently connected by the image data LasD 1 from the terminal 705. Here, it is assumed that the current llas1 is drawn when the signal LasD1 is 1, and is cut when the signal LasD1 is 0. These lass 1 and lasb are combined and connected from the terminal 706 to the laser diode LD of FIG.
[0047]
On the other hand, the laser drive IC 104 has the same configuration. However, in this embodiment, the amplification of the current Pla from the PD and the bias current source b are sufficient, so that the laser drive IC 104 does not use the amplification of the current Pla and the bias current source b as shown in FIG. . The laser drive IC 104 receives the image data LasD2 and the control signal Ilas2c, and draws a laser drive current llas2 corresponding to the input.
[0048]
FIG. 7 shows the relationship between the drive current llas of the semiconductor laser 302 and the laser emission output Plas.
In the image area where the second color material which is strongly exposed is developed, the light emission output Plas2 is obtained with the driving current llas2. In this case, the second color signal PicD2 is 1. In the white image region that is weakly exposed, the light emission amount Plas1 (<Plas2) is obtained with the driving current llas1 (<llas2). In this case, the first color signal PicD1 is 0 and the second color signal PicD2 is 0.
[0049]
In an image area where the second color material that is not exposed is developed, a drive current of 0 may be used. However, when the laser is switched at a high speed, a normally constant bias is used in order to reduce a light emission error due to a dull waveform of the drive current. A drive current llasb is allowed to flow. Of course, the photoconductor 201 is hardly exposed at the light emission amount Plasb, and the surface potential remains at -900V.
[0050]
As described above, in the white image area where neither the first color material nor the second color material is developed on the photosensitive member 201, the potential of the portion where both color materials are developed is substantially in the middle. The potential is set to (−500V). At an intermediate potential, the potential characteristic with respect to the exposure amount of the photosensitive member is not saturated. Therefore, even if a slight unevenness in the exposure amount occurs, the potential greatly fluctuates so that any one of the coloring materials is slightly developed. become.
Such unintended development is called fogging and is known as a phenomenon that significantly impairs image quality.
[0051]
On the other hand, the semiconductor laser tends to increase its internal temperature due to light emission and to decrease the amount of light emitted with respect to the drive current. In recent years, the amount of light emitted from a semiconductor laser tends to increase as the speed of the printing apparatus increases. Furthermore, in the conventional two-color electrophotographic printing apparatus, it is necessary to perform strong exposure in order to obtain a wide development potential difference, and the tendency for the amount of emitted light to decrease is more prominent.
[0052]
For this reason, in the conventional semiconductor laser exposure control of the two-color electrophotographic printing apparatus, the image area of the first color is intensely exposed, so that the internal temperature of the semiconductor laser rises during recording and the amount of emitted light decreases. To do.
[0053]
In the image area of the first color that is strongly exposed, the potential characteristic with respect to the exposure amount of the photosensitive member is saturated, so that the potential variation due to the decrease in the amount of emitted light is small and does not appear in the image. When the area comes, the potential characteristic with respect to the exposure amount is not saturated, so that the photoreceptor potential largely fluctuates in the negative (charging potential) direction due to the decrease in the amount of emitted light, so that the second color material is slightly developed. Become.
[0054]
On the contrary, since the image area of the second color is not exposed, the internal temperature of the semiconductor laser decreases during recording, and the amount of emitted light increases. Therefore, when the white image area, that is, the weak exposure amount area comes immediately after this, the photoconductor potential is greatly changed in the 0 (ground potential) direction, and the second color material is slightly developed. .
[0055]
In this embodiment, in order to suppress such fluctuations in the amount of emitted light due to the heat of the semiconductor laser 302, the emitted light amount is controlled with high accuracy in the exposure mode described below.
[0056]
First, the weak exposure control mode (mode 0) will be described.
In FIG. 1, selectors 102 (a) and (b) select control signals S 1 and S 2 from the microcomputer 101 according to a selection signal Sel from the microcomputer 101, and a signal LasD 1 is sent to the laser drive ICs 103 and 104, respectively. 1 and the signal LasD2 are output to be 0.
[0057]
This is the same as the combination of signals at the time of weak exposure when white is recorded, that is, when the color material is not developed, so that the drive current llas1 in FIG. 7 flows through the semiconductor laser LD. The light emission amount of the semiconductor laser LD is measured by the photodiode PD shown in FIG. 1 and returned to the microcomputer 101 as an analog voltage value Plasc1 corresponding to the light emission amount Plas1 through the laser driving IC 103.
[0058]
The microcomputer 101 compares the preset light exposure target value for weak exposure with the actual light emission amount value Plas1 and controls to increase the drive current llas1 when the light emission amount Plas1 is small.
[0059]
As a result, the light emission amount of the semiconductor laser LD becomes equal to the light emission target amount for weak exposure when the light emission amount is stabilized and the weak exposure control mode ends. In the present embodiment, the value of the driving current llas1 at this time is stored in a memory in the microcomputer 101.
As described above, the mode 0 control is the first control means for controlling the first (weak exposure) light emission amount.
[0060]
Next, the strong exposure control mode (mode 1) will be described.
In FIG. 1, selectors 102 (a) and (b) select an input signal from the microcomputer 101 based on a selection signal Sel from the microcomputer 101, and a signal LasD 1 is 0 and a signal to the laser driving ICs 103 and 104, respectively. Output so that LasD2 becomes 1.
[0061]
Since this is the same as the combination of signals at the time of strong exposure when recording the second color, the drive current llas2 in FIG. 7 flows through the semiconductor laser LD. The light emission amount of the semiconductor laser LD is measured by the photodiode PD of FIG. 1 and returned to the microcomputer 101 through the laser driving IC 103 as an analog voltage value Plasc2 of the light emission amount Plas2.
[0062]
The microcomputer 101 compares the preset light emission target value for strong exposure with the actual light amount value Plas2, and controls to increase the drive current llas2 when the light amount value Plas2 is small. As a result, the amount of light emitted from the semiconductor laser LD becomes equal to the target value of the amount of emitted light for strong exposure when the amount of emitted light is stabilized and the strong exposure control mode ends.
[0063]
At this time, since the laser beam in FIG. 3 crosses the beam detector 304, a stable beam detection signal BDT is obtained. In this embodiment, the value of the driving current llas2 at this time is stored in the memory in the microcomputer 101.
As described above, the control in mode 1 is the second control means for controlling the second (strong exposure) light emission amount.
[0064]
Next, the bias light quantity measurement mode (mode 2) will be described.
In FIG. 1, selectors 102 (a) and (b) select an input signal from the microcomputer 101 based on a selection signal Sel from the microcomputer 101, and a signal LasD 1 is 0 for each of the known laser driving ICs 103 and 104. And the signal LasD2 is output to be zero.
[0065]
This is the same as the combination of signals during weak exposure when recording the second color. At this time, in this embodiment, the bias current value is first set to a value llas0 calculated by the following equation (Equation 1).
[0066]
llas0 = (lllas1Plas2-llas2Plas1) / (Plas2-Plas1) ......... (Equation 1)
Here, the combination of the laser drive current for weak exposure and the amount of emitted light (llas1, Plas1) and the group for strong exposure (llas2, Plas2) are already stored in the memory in the microcomputer 101 as described above. ing.
[0067]
The calculation is performed by the microcomputer 101. As a result, as shown in FIG. 1, the bias drive current llas0 is guided to the laser drive IC 104 as an analog voltage value of the signal lasb1 as in the case of the signal lasc1. As a result, the bias drive current llas0 in FIG. 7 flows through the semiconductor laser LD.
[0068]
The physical meaning of the bias drive current llas0 will be described. As shown in FIG. 7, the light emission characteristics of the semiconductor laser 302 are generally divided into LED light emission having a gentle inclination and laser light emission having a steep inclination. Current llas0 indicates the drive current at the intersection of the linear extension of the laser emission and the drive current llas axis. That is, the characteristic change point of the laser emission characteristic is shown. Therefore, it can be said that the means for controlling the above is a change point calculation means for obtaining a characteristic change point of the laser emission characteristic.
[0069]
An example of a method for obtaining an appropriate bias drive current value after obtaining the drive current llas0 is disclosed in JP-A-3-139671. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-139671, the laser is slightly emitted by this driving current llas0, and the potential of the charged photosensitive member 201 is slightly lowered. However, in the conventional electrophotographic printing apparatus, printing is performed. There was little effect on the results. Therefore, the amount of light is controlled on the characteristic line of stable laser emission (current value larger than llas0).
[0070]
However, in the above-described two-color electrophotographic printing apparatus, in order to obtain a wide development potential difference, there is a demand for intense exposure with a laser having a relatively large power, and for the non-exposed portion to not lower the charging potential at all. . Therefore, in practice, the amount of light is controlled on the characteristic line of unstable LED emission (current value smaller than llas0). Therefore, the bias drive current value cannot be set unless the means of the present embodiment as described below.
[0071]
The amount of light emitted from the semiconductor laser LD at this driving current llas0 is measured by the photodiode PD shown in FIG. 1, and the analog voltage value Plas of the signal Plas through the laser driving IC 103. 0 To the microcomputer 101. Thereafter, the microcomputer 101 executes the calculation by the following equation (Equation 2), and sets the result as a new bias drive current llasb.
[0072]
llasb = (llas0Plasb) / Plas0 (2)
Here, the bias light emission amount Plasb is the maximum laser light emission amount Plasb for which the photosensitive member 201 is hardly exposed and the surface potential remains approximately −900 V, and this is obtained in advance by experiments. . As shown in FIG. 1, the new bias drive current llasb is led to the current source b of the laser drive IC 103 as an analog voltage value llasbc of lasb.
[0073]
As a result, the bias drive current llasb in FIG. 7 flows through the semiconductor laser LD. As described above, since this apparatus uses a laser having a relatively high power, llasb is hardly larger than lllas0 in the equation (Equation 2). The bias current value may be determined by a conventional method as disclosed in Japanese Patent No. 3-139671.
[0074]
The above means is the characteristic change point of the laser emission characteristics. From the amount of emitted light and the target bias emitted light amount for the current of For the first laser driving current and the second laser driving current Addition Bias current calculating means for obtaining a bias driving current to be applied.
[0075]
In the present embodiment, since the light emission output Plas0 with respect to the drive current llas0 is measured again, the calculation accuracy near the drive current Ilas set in the present embodiment is high. After this, the print mode (mode 3) shown in FIG. 5 is returned again, and this cycle is repeated thereafter.
[0076]
FIG. 8 shows a summary of the above processing in a flowchart. First, in step 601, processing at startup is performed. The target values of the light emission amounts Plas1, Plas2, and Plasb at the time of strong exposure, weak exposure, and bias light emission are obtained from the outside or set in advance. The drive currents llas1, llas2, and llasb are initially set by predicting values at which a target value is likely to be realized at startup.
[0077]
The signal to the laser drive IC is initially set to the strong exposure setting. Thereafter, when the beam detection signal BDT is generated, the mode (0) to the mode (3) are repeated as described above.
[0078]
In mode 0, the first control means for controlling the weak exposure light emission amount is executed. In mode 1, the second control means for controlling the strong exposure light emission amount is executed. When the calculation means is executed and mode 3 is entered, the bias current calculation means for obtaining the bias drive current is executed, and exposure for two-color printing of one line is executed. After the exposure is completed, the process waits until the mode 0 is reached, and is repeated thereafter.
[0079]
In the conventional control of the amount of emitted light, the bias drive current is not controlled in units of scanning lines because no consideration is given as in this embodiment. Therefore, the above-described fogging due to thermal fluctuation has occurred, degrading the image quality.
[0080]
In this embodiment, since the bias drive current is controlled in units of scanning lines, the bias drive current can be set to a large value up to the limit at which the photosensitive member 201 drops in potential.
[0081]
As a result, the difference between the drive current llas1 at the time of strong exposure and the drive current llasb at the time of non-exposure is minimized, so that the difference in the amount of laser heat generated between the two is also minimized. For this reason, temperature fluctuation due to the recording signal of the semiconductor laser, and potential unevenness in the white image region are reduced, fogging does not occur, and high-quality image output can be obtained.
[0082]
In addition, the method of this embodiment is used for the method of obtaining the drive current llasb for the emitted light amount Plasb, without using the same light amount control method as that for obtaining the drive current llas1 for the emitted light amount Plas1 and the drive current llas2 for the emitted light amount Plas2. The reason for this is that, as shown in FIG. 7, in the LED light emission region, the change in the light emission amount Plas with respect to the drive current llas is small, so it is difficult to set the drive current llasb in a short time with the same light amount control method. This is because an error is added and the desired effect described above cannot be obtained.
[0083]
In the present embodiment, the maximum laser light emission amount Plasb for which the surface potential remains approximately −900 V may change due to deterioration of the photoconductor 201 or the like. Therefore, a non-exposed portion for testing is provided every certain period during printing, and the surface potential of the photosensitive member 201 in the non-exposed portion is measured by the surface potential meter 214 shown in FIG. 2, with or without the bias current llasb. Confirm that there is almost no difference.
[0084]
If there is a difference greater than a certain value with and without the bias drive current llasb due to deterioration of the photosensitive member 201, the light emission amount Plasb is decreased by a certain amount. As a result, even if the photoconductor 201 is deteriorated, the surface potential of the non-exposed portion of the photoconductor 201 is kept constant.
[0085]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
A means for obtaining a continuous light emission amount by modulating the drive current of the semiconductor laser described above in an analog manner or in multiple stages is provided, and the light emission light amount at any two points of the continuous light emission amount is controlled by the laser drive current. If the drive current value for the light emission quantity at any two points can be obtained, the bias drive current can be controlled as in the embodiment of FIG. In this case, only the linear laser emission mode can be used in the characteristics of the semiconductor laser 302 shown in FIG. 7, and the calculation accuracy of the equations (Equation 1) and (Equation 2) can be improved.
[0086]
The exposure control apparatus of the present invention can be similarly applied to other recording apparatuses that perform scanning exposure using a laser other than the two-color electrophotographic printing apparatus of the above-described embodiment. For example, an ordinary silver halide photographic film is wound on a rotating drum, and the surface is scanned and exposed on the basis of image information with a semiconductor laser in the same manner as a photoreceptor of a two-color electrophotographic printing apparatus, and then developed to obtain an image. And a silver halide photographic recording apparatus. There is also a recording apparatus that uses a photocurable resin instead of a silver salt photographic film. In this case, etching is performed by scanning exposure to form hydrophobic and hydrophilic portions, which are used as a printing plate in a simple printing machine.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a high-quality image without fogging by suppressing fluctuations in the amount of thermal light emitted from the semiconductor laser and reducing potential unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exposure control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an exposure optical unit provided with the exposure control apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a block diagram of the exposure mode generator of FIG. 1. FIG.
5 is a diagram showing timings of respective modes of the exposure control apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a laser driving IC.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a laser driving current and a laser emission output.
FIG. 8 is a flowchart of exposure control processing.
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional two-color printing system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Microcomputer, 102 ... Selector, 103, 104 ... Laser drive IC, 105 ... Logical sum negation (NOR), 106 ... Exposure mode generator, 201 ... Photoconductor, 203 ... Exposure optical part, 210 ... 1st Color image data 211 ... Second color image data 301 ... Exposure control device 302 ... Semiconductor laser 800 ... 2-color electrophotographic printing device BDT ... Beam detection signal Sel ... Selection signal S1, S2 ... Control signal, Plas ... laser emission light quantity, lalas ... laser drive current, Plasb ... bias emission light quantity, lasb ... bias drive current

Claims (6)

半導体レーザを第1の発光光量でスイッチングする第1レーザ駆動電流を制御する第1制御手段と、
前記半導体レーザを第2の発光光量でスイッチングする第2レーザ駆動電流を制御する第2制御手段と、
前記半導体レーザからのレーザビームで感光体上を走査露光する光学系とを備える露光制御装置において
記第1レーザ駆動電流と前記第2レーザ駆動電流から、前記半導体レーザの発光特性の特性変化点を求める変化点算出手段と、
前記特性変化点の電流に対する発光光量と目標バイアス発光光量とから、前記第1レーザ駆動電流及び前記第2レーザ駆動電流に加算するバイアス駆動電流を算出するバイアス電流算出手段とを有することを特徴とする露光制御装置。
First control means for controlling a first laser driving current for switching the semiconductor laser with a first light emission amount;
Second control means for controlling a second laser driving current for switching the semiconductor laser with a second light emission amount;
In an exposure control apparatus comprising an optical system that scans and exposes a photosensitive member with a laser beam from the semiconductor laser ,
From the the front Symbol first laser drive current second laser drive current, and the change point calculating means for determining a characteristic changing point of the emission characteristics of the semiconductor laser,
Bias current calculation means for calculating a bias drive current to be added to the first laser drive current and the second laser drive current from the emitted light quantity with respect to the current at the characteristic change point and the target bias emitted light quantity. Exposure control device.
請求項1において、前記第1制御手段は、前記第1の発光光量が予め設定した第1発光光量目標値になるように前記第1レーザ駆動電流を制御し、
前記第2制御手段は、前記第2の発光光量が予め設定した第2発光光量目標値になるように前記第2レーザ駆動電流を制御することを特徴とする露光制御装置。
In Claim 1, the said 1st control means controls the said 1st laser drive current so that the said 1st emitted light quantity may turn into the preset 1st emitted light quantity target value,
The second control means controls the second laser drive current so that the second light emission amount becomes a preset second light emission amount target value.
請求項1において、前記バイアス駆動電流の値を、前記感光体が電位下降しない限界の値に設定することを特徴とする露光制御装置。2. The exposure control apparatus according to claim 1, wherein the bias drive current value is set to a limit value at which the photosensitive member does not drop in potential. 請求項1または請求項2において、前記第1の発光光量は弱露光の発光光量であり、前記第2の発光光量は強露光の発光光量であることを特徴とする露光制御装置。3. The exposure control apparatus according to claim 1, wherein the first light emission amount is a weak exposure light emission amount, and the second light emission amount is a strong exposure light emission amount. 請求項1において、前記第1制御手段は、前記レーザ駆動電流をアナログもしくは多段階に変調することにより得られる連続的な発光光量の任意な点の発光光量を前記第1レーザ駆動電流で制御し、
前記第2制御手段は、前記連続的な発光光量の他の点の発光光量を前記第2レーザ駆動電流で制御することを特徴とする露光制御装置。
2. The first control unit according to claim 1, wherein the first laser driving current controls a light emission amount at an arbitrary point of a continuous light emission amount obtained by modulating the laser driving current in an analog manner or in multiple stages. ,
The exposure control apparatus, wherein the second control means controls a light emission amount at another point of the continuous light emission amount with the second laser driving current.
画像を形成する感光体と、前記感光体上を帯電する帯電器と、前記帯電された感光体上を画像データに基づき半導体レーザで走査露光する露光制御装置を備えた露光光学部と、前記走査露光した画像領域を現像する現像機と、現像された前記画像を披記録物に転写する転写器を有する記録装置において、
前記露光制御装置は、請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の露光制御装置であることを特徴とする記録装置。
A photoconductor for forming an image; a charger for charging the photoconductor; an exposure optical unit including an exposure controller for scanning and exposing the charged photoconductor with a semiconductor laser based on image data; and the scanning In a recording apparatus having a developing machine for developing an exposed image area, and a transfer unit for transferring the developed image to a recorded material,
The recording apparatus according to claim 1, wherein the exposure control apparatus is the exposure control apparatus according to claim 1.
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