JP4235292B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを用いて光書き込みを行うマルチビーム書き込み方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特にレーザービームプリンタにおいて高速で高画質の画像形成を求める声が大きく、複数の光ビームを用いて複数行を同時に光書き込みが可能なマルチビーム書き込み方式の画像形成装置が研究されている。
【０００３】
図８はこのようなマルチビーム書き込み方式によるレーザプリンタの例を示している。図８において、レーザビームプリンタ１はコンピュータなどの外部機器３１に接続され、外部機器３１の制御に基づいて記録紙にプリントを行う。外部機器３１はビデオコントローラ２７に各種制御信号および画像情報を供給し、ビデオ信号として出力する。又、ビデオコントローラ２７は外部機器３１にレーザプリンタ１の状態を通知する。プリント制御部２６はプリンタ装置１内の各部を制御するための制御回路である。ビデオコントローラ２７からのビデオ信号はプリント制御部２６を介して半導体レーザ１３に供給され、半導体レーザ１３から発射されたレーザ光はスキャナモータ１４により回転する多面鏡のポリゴンミラー１５で反射され、集束レンズや反射ミラー１６を介して感光ドラム１７を露光する。感光ドラム１７は一次帯電器１９により一定の静電気に帯電され、半導体レーザ１３からのレーザ光によって露光され、現像スリーブや、現像ブレード、磁性トナーを含む現像器２０で現像される。この感光ドラム１７は現像されたトナー等を転写帯電器２１で被記録紙に転写する。つぎに、感光ドラム１７に残留したトナー等をクリーナ２２でクリーニングされる。
【０００４】
また、被記録紙Ｓは、給紙カセット２から順次１枚ずつ給紙ローラ５で抽出され、レジストローラ６を介して転写帯電器２１で転写されて、定着部９で例えば高温度を印加して、排紙ローラ１１を介して排出部１２に出力される。ここで、被記録紙Ｓの引き出し速度とそのトップの位置とを給紙クラッチ２４，レジストローラクラッチ２５とで調節される。また、メインモータ２３により感光ドラム１７の回転速度が定められており、メインモータ２３の回転数と給紙クラッチ２４，レジストローラクラッチ２５とで同期を取って、被記録紙へのプリント個所を副走査方向で正確に転写させる。
【０００５】
図９に図８の画像形成装置の動作タイミングを示している。ビデオコントローラ２７は、図９（ａ）のＲＤＹに示すように、外部機器３１からのＲＤＹ信号がＴＲＵＥ（ハイ）になると、図９（ｂ）のようにＰＲＩＮＴ信号をＴＲＵＥ（ハイ）とする。プリント制御部２６はＰＲＩＮＴ信号がＴＲＵＥになると、図９（ｆ）、（ｇ）のように、感光ドラム１７を回転するメインモータ２３、ポリゴンミラー１５を回転するポリゴンモータ１４の駆動を開始する。そして、メインモータ２３の駆動によって、感光ドラム１７、定着部９の定着ローラ、排紙ローラ１１が回転を開始する。この後、プリント制御部２６は半導体レーザ１３の光量制御を開始するとともに、一次帯電器１９、現像器２０、転写帯電器２１の高圧の駆動を順次行う。
【０００６】
プリント制御部２６は図９（ｇ）のように、ポリゴンモータ１４からの駆動開始から時間Ｔ１を経過し、ポリゴンモータ１４の回転が定常状態になると、図９（ｈ）のように給紙クラッチ２４をオンして、給紙ローラ５を駆動し、給紙カセット２内の記録紙Ｓをレジストローラ対６に向けて給紙する。そして、プリント制御部２６は記録紙Ｓをレジストローラ対６に到達するタイミングで、図９（ｃ）のようにＶＳＲＥＱ信号（Vertical Synchronous Request Signal）をビデオコントローラ２７に出力し、かつ図９（ｈ）のように給紙クラッチ２４をオフして、給紙ローラ５の駆動を停止する。一方、ビデオコントローラ２７は外部機器３１からの画像情報のドットイメージへの展開を終えて、ＶＤＯ信号の出力の準備を完了すると、図９（ｃ）のＶＳＲＥＱ信号がＴＲＵＥ（ハイ）であることを確認した後、図９（ｄ）に示すようにＶＳＹＮＣ信号（Vertical Sychronous Signal）をＴＲＵＥ（ハイ）とする。そして、これに同期して、図９（ｅ）のように、時間Ｔv 後に１ページ分の画像データとしてＶＤＯ信号の出力を開始する。
【０００７】
このとき、プリント制御部２６は、図９（ｉ）のようにＶＳＹＮＣ信号の立ち上がりから時間Ｔ３後にレジストローラクラッチ２５をオンし、レジストローラ６を駆動している。レジストローラ６の駆動は、図９（ｉ）のように記録紙Ｓの後端がレジストローラ６を通過するまでのＴ４の時間行う。また、この間、プリント制御部２６はビデオコントローラ２７からのＶＤＯ信号に応じて半導体レーザ１３を駆動する。
【０００８】
半導体レーザ１３は、後述するように２つ設けられていて、プリント制御部２６では、各々の半導体レーザ１３をＶＤＯ信号に応じて駆動し、２つの半導体レーザ１３から発したレーザ光は、スキャナー部７のポリゴンミラー１５の回転によって直線状の走査に変換される。そして、２つの半導体レーザ１３のレーザ光はミラー１６によって感光ドラム１７に照射される。このようにして各々ＶＤＯ信号に応じて、変調された２つのレーザ光を２列同時に感光ドラム１７上に走査することによって、感光ドラム１７上に２ラインの潜像を形成し、以下同じ動作を繰り返すことによって、感光ドラム１７上に１ページ分の潜像が形成される。
【０００９】
感光ドラム１７に形成された潜像は、現像器２０によって現像され、その後、転写帯電器２１によって記録紙Ｓにトナー像が転写される。転写を終了すると、記録紙Ｓは定着器９に搬送されて、トナー像が記録紙Ｓに定着された後、排紙ローラ１１によって機外に排紙される。また、続けて次のページのプリントを行う場合は、プリント制御部２６は、図９（ｂ）のように、ＶＳＹＮＣ信号の立ち上がりから時間Ｔ５後に再びＰＲＩＮＴ信号をＴＲＵＥとし、１ページ目のプリントと同様の制御を行う。
【００１０】
図１０はスキャナユニット７を上から見たときの図である。プリント制御部２６から出された画像信号に基づいて、レーザドライバ２１３，２１４は半導体レーザ１３を駆動し、半導体レーザ２１０，２１１を発光し、集束レンズ２１２を通して出射される。半導体レーザ１３から発光されたレーザ光は、定常回転で回転するポリゴンミラー１５で反射されて、凹面レンズ２０３と凸面レンズ２０４とを介して回転する感光体１６を走査すると共に、同期信号検出用のＢＤミラー２０５で反射されてＢＤセンサ２０７に入射する。ＢＤセンサ２０７にレーザ光が入射すると、規定の光量値に達したことを検知して、１主走査方向の走査毎に検出される水平同期信号としてのパルスを出力する。プリント制御部２６はこの水平同期信号を画像書き出し位置を揃えるために用いる。
【００１１】
図１１は２本の半導体レーザ５１，５２を駆動する駆動回路を示している。図１１において、定電流回路６１ａおよび６１ｂは電圧を電流に変換する電圧−電流変換器であり、各々ＣＰＵ６９からの光量制御信号６４ａ，６４ｂに応じた電流Ｉａ，Ｉｂを半導体レーザ５１，５２に供給する。スイッチング回路６２ａ，６２ｂは各々ＣＰＵ６９からのレーザ点灯信号（ＶＤＯ信号）に応じて、半導体レーザ５１，５２をスイッチングする回路である。半導体レーザ５１，５２は各々レーザ点灯信号に応じてオン、オフに駆動され、オンしたときに定電流回路から駆動電流が供給される。半導体レーザ５１，５２の発光量は、各々フォトダイオード５４の電圧電流値として検出され、抵抗器６８で電圧信号に変換される。この電圧信号は増幅器６３で増幅された後、発光量信号としてＣＰＵ６９に取り込まれる。ＣＰＵ６９においては、各々の半導体レーザ５１，５２の発光量信号に応じて光量制御信号６４ａ，６４ｂのレベルを可変し、半導体レーザ５１，５２の発光光量が所望の発光光量となるようにＡＰＣ制御を行う。また、スイッチング回路６２ａ，６２ｂはそれぞれＭＯＳトランジスタ等で構成され、そのソースに定電流回路６１ａ，６１ｂが接続され、そのゲートにＶＤＯ信号期間とＡＰＣ動作期間にオンする制御信号６５ａ，６５ｂが供給される。
【００１２】
ところで、上記従来の半導体レーザ駆動回路では、複数の半導体レーザに対して１つのフォトダイオードしか備えていないために、複数のレーザ光のＡＰＣを同時に行うことができず、時分割でＡＰＣをおこなっている。すなわち、紙間あるいはライン間の非画像領域において、２つの半導体レーザを時分割で発光させて、そのときの光量信号の値をホールドし、画像領域においてホールドされた光量信号に応じて、半導体レーザに駆動電流を供給している。
【００１３】
図１２は非画像領域で光量信号の値をホールドするためのレーザ発光タイミングを作るための、サンプル信号生成回路のブロック図である。ＢＤ信号４０をトリガとして、クロックパルス３９を計数することでＢＤ周期を測定する主走査カウンタ４１と、このクロックパルス３９を計数した値とＣＰＵ３５から与えられたＢＤ周期に対する値を比較するコンパレータ４２，４３と、コンパレータ４２，４３による比較結果からサンプル信号を発生するサンプル信号発生回路４４と、ＢＤ信号を１／２周期に分周する１／２分周回路４７と、１／２分周回路４７の出力信号を反転するインバータと、１／２分周回路の出力でサンプル信号にゲートをかけるＡＮＤ素子と、１／２分周回路の反転出力でサンプル信号にゲートをかけるＡＮＤ素子とからなる。
【００１４】
このサンプル信号発生回路の動作を図１３のタイムチャートを用いて説明する。ＢＤ信号４０を１／２分周回路４７で分周したゲート信号３６と、その反転信号３７は、それぞれ図１３（ｂ）のゲート１、（ｃ）ゲート２のようになる。また、ＢＤ信号４０をトリガとして、クロックパルスの計数を開始する主走査カウンタ４１の値と、ＣＰＵ３５から与えられるＢＤ周期に対する所定の値とを比較して、一致したときに、コンパレータ４２はサンプル回路生成回路４４への出力をＴＲＵＥとする。サンプル信号生成回路４４の出力は、コンパレータ４２からの入力がＴＲＵＥとなると、ＴＲＵＥとなる。また、主走査カウンタ４１のカウント値とＣＰＵ３５から与えられる所定の値を、コンパレータ４３で比較して一致したときに、コンパレータ４３のサンプル信号生成回路４４への出力をＴＲＵＥとする。このコンパレータ４３からの入力がＴＲＵＥとなったときに、サンプル信号生成回路４４はＦＡＬＳＥ（ロー）となる。したがって、サンプル信号生成回路４４の出力は、図１３（ｄ）のようになる。この出力を図１３（ｂ）、（ｃ）のゲート信号でそれぞれゲートをかけると、図１３（ｅ）のサンプル信号１、（ｆ）のサンプル信号２のように、ライン毎に交互にサンプル信号を出力することができる。
【００１５】
このサンプル信号１，２を用いて前記２本の半導体レーザのＡＰＣによる光量制御をおこなうためのサンプル信号としている。ＡＰＣ動作を、図１１を参照して説明する。このサンプル信号１，２のＴＲＵＥの期間に、サンプル信号６５ａ，６５ｂをそれぞれハイとして、スイッチング回路６２ａ，６２ｂをオンとし、半導体レーザ５１，５２をそれぞれ点灯し、各点灯レベルをフォトダイオード５４で受光して、その受光レベルに応じた出力電圧を増幅器６３で増幅して、ＣＰＵ６９に入力する。ＣＰＵ６９は、この増幅された出力電圧と内蔵メモリに格納する基準レベルとを比較し、比較差に応じた電圧値を定電流回路６１ａ，６１ｂに供給して、半導体レーザ５２，５１をそれぞれ駆動する。そうして、増幅された出力電圧と基準レベルとが一致するまで、この動作を繰り返す。増幅された出力電圧と基準レベルとが一致すれば、その時の電圧値を維持することで半導体レーザは一定の光量を出力する。
【００１６】
上記のＡＰＣ動作で、その半導体レーザ５１，５２はそれぞれ異なる期間にＡＰＣ動作を行い、フォトダイオード５４が受光するレベルを一定としてＡＰＣ動作を終了し、ＣＰＵ６９の内蔵メモリに、そのときの半導体レーザ５１，５２に応じたＣＰＵ６９の電圧値６４ａ，６４ｂを格納しておき、次のＡＰＣ動作期間までその電圧値で半導体レーザを駆動する。
【００１７】
【発明が解決しようとしている課題】
図１３（ｅ）、（ｆ）のようなサンプル信号１，２でＡＰＣをおこなうためのサンプル時間のタイミングを制御すると、各ライン毎で片方の半導体レーザの光量制御をすることしかできない。したがって、２本の半導体レーザで書き込みをおこなっている画像形成装置においては、２ラインに１度の頻度で光量制御をおこなうことになる。したがって、光量制御を行う時間間隔が大きくなり、その間に光量信号を、電圧値としてホールドするコンデンサの電荷がリークして、適切に設定した電圧値よりも小さくなり、所望の光量が得られず、画像が劣化するという課題があった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、複数の半導体レーザを駆動する画像形成装置及びレーザビームプリンタにおいて、各半導体レーザ毎に最適な光量を発光させることにより、転写される画像の品質を向上することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザビームを発光する第１半導体レーザと、レーザビームを発光する第２半導体レーザと、前記第１半導体レーザ及び第２半導体レーザを別々に強制発光させ、当該強制発光された光量をフォトダイオードで受光し、当該受光のレベルと基準レベルとの比較差に基づき前記受光のレベルが前記基準レベルに一致するよう前記強制発光させる際の駆動電流を制御し、前記強制発光した際の前記受光のレベルが前記基準レベルに一致する場合の駆動電流状態を前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザの各々について保持する光量制御を行うサンプル／ホールド手段と、を備え、前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザが夫々に対応して保持された前記駆動電流状態に基づき画像領域でレーザビームを発光する画像形成装置であって、前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザによる画像領域でのレーザビームの発光が終了し、次の画像領域で発光が行われる前の非画像領域において、前記第２半導体レーザを強制発光させ、前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第２半導体レーザの駆動電流状態を決定する第１光量制御を行わせ、前記第１光量制御に引き続き前記第１半導体レーザを強制発光させ前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第１半導体レーザの駆動電流状態を決定する第２光量制御を行わせる制御手段と、前記制御手段により前記第２光量制御を行っている途中に、前記画像領域で前記第１半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第１水平同期信号を出力するべく、前記第１半導体レーザからのレーザビームを検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１水平同期信号が出力されたことに応じて、前記画像領域で前記第２半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第２水平同期信号を出力すべく、前記第２半導体レーザを前記１光量制御の期間よりも短い期間強制発光させ、前記検出手段に前記第２半導体レーザからのレーザビームを検出させ、前記第１半導体レーザは前記第１水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされ、前記第２半導体レーザは前記第２水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態による画像形成装置の概念的構成は、上述の図８に示すもので、水平同期信号（ＢＤ信号）を検出する概念的構成は、上述の図１０に示す通りである。
【００２３】
図１は本実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。プリント制御部１０１から水平同期信号であるＢＤ周期の所定のタイミングで、サンプル／ホールド回路１０２に送られて、その出力のサンプル信号１を発生し、そのサンプル１信号１３６のタイミングで、半導体レーザ１０４が点灯する。同様にサンプル２回路もプリント制御部１０１により制御することができ、その出力のサンプル信号２を発生し、そのサンプル２信号１３７のタイミングで、半導体レーザ１０５が点灯する。そして、ＢＤセンサ１０６でＢＤ信号１０７，１０８を出力する。サンプル／ホールド回路１０２，１０３は前記半導体レーザ１０４，１０５と同数だけ備える。
【００２４】
ここで、ＢＤセンサ１０６は、図１０で説明したように、半導体レーザのレーザ光が感光体１６を走査する前／又は後に、反射ミラー２０５を介して又は直接ＢＤセンサ２０７で受光するもので、図１に示す場合も、半導体レーザ１０４，１０５とＢＤセンサ１０６との接続関係はメカニカル的な配置によるもので、半導体レーザ１０４，１０５のレーザ光を空間的にＢＤセンサ１０６が受光して、ショットパルスをそれぞれ発生する。
【００２５】
図２は本実施形態の２本の半導体レーザの光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１０１で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１１１をＴＲＵＥ（ハイ）にする。サンプル信号１１１がＴＲＵＥになると半導体レーザ１０４は点灯して、光量制御するために光量値をホールドする。このように、サンプル信号１１１をＴＲＵＥにして半導体レーザ１０４を点灯させたまま、半導体レーザ１０４のレーザ光がＢＤセンサ１０６上を通過し、ＢＤセンサ１０６上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１０９がＴＲＵＥになる。
【００２６】
このＢＤ信号１０９が出力されると、ＢＤ信号１０９はサンプル／ホールド回路１０２とサンプル／ホールド回路１０３に入力されて、サンプル信号１１１をＦＡＬＳＥ（ロー）、サンプル信号１１２をＴＲＵＥにすることによって、半導体レーザ１０４を消灯して、半導体レーザ１０５を点灯する。このように複数の半導体レーザ１０４，１０５の点灯制御を行うことによって、ＢＤセンサ１０６で、それぞれの半導体レーザ１０４，１０５に対応するＢＤ信号１０７，１０８を出力する。
【００２７】
このときに、サンプル信号１１１，１１２を、それぞれの半導体レーザ１０４，１０５の光量をサンプル／ホールドすることができるように、ＴＲＵＥとなる期間を設定する。このときにサンプル信号１１１およびサンプル信号１１２はＶＤＯ信号と重なる期間がないようにする。すなわち、感光体上を走査しているときにサンプル信号１１１，１１２がＴＲＵＥとなって、感光体上にレーザ光が照射することがないような光学系を構成することで実現できる。
【００２８】
上述したようなタイミングでサンプル信号１１１，１１２を出力することにより、１ライン走査中に複数の半導体レーザ１０４，１０５の光量制御を行うことができるので、１ページあたりの半導体レーザの光量制御を行う回数が増え、画質の向上をはかることができる。
【００２９】
（第二の実施形態）
本発明による第二の実施形態について説明する。特に、第一の実施形態と同様に、画像形成装置の概念的構成は上述の図８に示すもので、水平同期信号（ＢＤ信号）を検出する概念的構成は上述の図１０に示す通りであり、半導体レーザのＡＰＣ動作に関するタイミング発生回路について詳細に説明する。
【００３０】
図３は第二の実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。プリント制御部１３８からＢＤ周期の所定のタイミングパルスが、サンプル信号１４１を発生するための出力がサンプル／ホールド回路１３９に、および第一のレーザ強制点灯回路であるＬＯＮ１回路１４８に送られる。そのサンプル信号１４１及びＬＯＮ１回路１４８の出力信号が半導体レーザ１４３の点灯、消灯を制御する。
【００３１】
同様に、プリント制御部１３８からのＢＤ周期の所定のタイミングパルスが、サンプル／ホールド回路１４０、ＬＯＮ２回路１４９に供給され、それらの出力信号をプリント制御部１３８で制御することができる。半導体レーザ１４３，１４４のレーザ光がＢＤセンサ１４５上を走査することで、ＢＤセンサ１４５はＢＤ信号１４６，１４７を出力する。サンプル信号発生回路およびＬＯＮ回路は半導体レーザと同数だけ備える。
【００３２】
図４は本実施形態の２本の半導体レーザ１４３，１４４の光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１３８で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングで、サンプル信号１１６およびＬＯＮ１信号１５０をＴＲＵＥ（ハイ）にする。ＬＯＮ１信号１５０がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１は点灯する。また、サンプル信号１１６がＴＲＵＥになると半導体レーザ１４３は光量値をサンプル／ホールドする。このように、ＬＯＮ１信号１５０をＴＲＵＥにして半導体レーザ１４３を点灯させたまま半導体レーザ１４３のレーザ光がＢＤセンサ１４５上を通過し、ＢＤセンサ１４５上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１４６が出力される。このＢＤ信号１４６はＬＯＮ回路１４８、サンプル／ホールド回路１３９、ＬＯＮ回路１４９に入力されて、ＬＯＮ１信号１５０をＦＡＬＳＥ、サンプル信号１１６をＦＡＬＳＥ、ＬＯＮ２信号１５１をＴＲＵＥとする。それによって、半導体レーザ１４３を消灯して半導体レーザ１４４を点灯する。
【００３３】
このように複数の半導体レーザ１４３，１４４の点灯制御を行うことによって、１個のＢＤセンサ１４５で、それぞれの半導体レーザ１４３，１４４に対応するＢＤ信号１４６，１４７を出力する。半導体レーザ１４４の光量制御のためのサンプル信号１１７とＬＯＮ２信号１５１は、ＶＤＯ信号を出力しおわった後に、プリント制御部１３８からの出力により、ＴＲＵＥとなる。ここで、ＬＯＮ２信号１５１、サンプル信号１１７のＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間、およびサンプル信号１１６、ＬＯＮ１信号１５０がＴＲＵＥになっている期間は、重ならないように設定する。このようなタイミングで半導体レーザ１４３，１４４の光量制御を行えるように光学系を構成すると、ＢＤ信号を出力してからＶＤＯ信号までの時間差が小さく、半導体レーザ１４４のサンプル／ホールド時間を満足できないときも、１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００３４】
このサンプル信号１１６，１１７を用いて、前記２本の半導体レーザ１４３，１４４のＡＰＣによる光量制御をおこなうためのサンプル信号としている。ＡＰＣ動作を、図１１を参照して説明する。このサンプル信号１１６，１１７のＴＲＵＥの期間に、サンプル信号６５ａ，６５ｂをそれぞれハイとして、スイッチング回路６２ａ，６２ｂをオンとし、半導体レーザ５１，５２をそれぞれ点灯し、各点灯レベルをフォトダイオード５４で受光して、その受光レベルに応じた出力電圧を増幅器６３で増幅して、ＣＰＵ６９に入力する。ＣＰＵ６９は、この増幅された出力電圧と内蔵メモリに格納する基準レベルとを比較し、比較差に応じた電圧値を定電流回路６１ａ，６１ｂに供給して、半導体レーザ５２，５１をそれぞれ駆動する。そうして、増幅された出力電圧と基準レベルとが一致するまで、この動作を繰り返す。増幅された出力電圧と基準レベルとが一致すれば、その時の電圧値を維持することで半導体レーザは一定の光量を出力する。このＡＰＣ動作期間は、上記サンプル信号１１６，１１７がＴＲＵＥの期間に完了する。
【００３５】
（第三の実施形態）
図５は第三の実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。本実施形態では先の２つの実施形態と異なり、複数の半導体レーザに対して１本のＢＤ信号のみ検出する場合の実施形態である。
【００３６】
図６は本実施形態の２本の半導体レーザ１３０，１３１の光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１２０をＴＲＵＥにする。サンプル信号１２０がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１３０は点灯し、光量値をサンプル／ホールドする。このように半導体レーザ１３０を点灯させてＢＤセンサ１３２上を通過し、ＢＤセンサ１３２上の光量が規定値に達すると、ＢＤ１信号１１９（１３３）がＴＲＵＥになる。このＢＤ１信号１１９がＴＲＵＥになると、サンプル／ホールド回路１２８からの出力サンプル信号１２０はＦＡＬＳＥとなり、サンプル／ホールド回路１２９からの出力サンプル信号１２１はＴＲＵＥとなる。その後、プリント制御部１２７はＢＤ信号１３３を受けて、所定期間を演算してサンプル／ホールド回路１２９からの出力サンプル信号１２１をＦＡＬＳＥとする。
【００３７】
それによって、半導体レーザ１３０を消灯し、半導体レーザ１３１を点灯して光量値をサンプル／ホールドする。このように複数の半導体レーザ１３０，１３１の点灯制御を行うことによって、１本のＢＤ信号を出力する際に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。すなわち、１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００３８】
本実施形態においても、サンプル信号１２０がＴＲＵＥの期間と、サンプル信号１２１がＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間とが重ならないような光学系を構成することで、これまで説明したようなタイミングの制御を実現することができる。
【００３９】
（第四の実施形態）
図７は第四の実施形態の２本の半導体レーザの光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。本実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図は第三の実施形態と同様に、図５のようになる。
【００４０】
図５においてＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１２４をＴＲＵＥにする。サンプル信号１２４がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１３０は点灯し、光量値をサンプル／ホールドする。このように半導体レーザ１３０を点灯させて、ＢＤセンサ１３２上を走査して、ＢＤセンサ１３２上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１２３がＴＲＵＥになる。このＢＤ信号１２３がＴＲＵＥになると、サンプル信号１２４はＦＡＬＳＥとなる。それによって半導体レーザ１３０は消灯される。
【００４１】
半導体レーザ１３１の光量制御のためのサンプル信号１２５は、図７のように、ＶＤＯ信号を出力しおわった後に、プリント制御部１２７がＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７からの出力により、ＴＲＵＥとなり、またサンプル信号１２４のＴＲＵＥと共に、ＦＡＬＳＥにする。ここで、サンプル信号１２５のＴＲＵＥの期間と、サンプル信号１２４のＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間がお互いに重ならないようなタイミングを設定する。このようなタイミングで半導体レーザ１３０，１３１の光量制御を行えるように光学系を構成すると、ＢＤ信号を出力してからＶＤＯ信号までの時間差が小さく、半導体レーザ１３１のサンプル／ホールド時間を満足できないときも１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の半導体レーザに対するサンプル／ホールド信号を１ライン走査する間に出力するようにしたので、各々の半導体レーザに対して、１ライン走査毎に光量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の第三の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の第三の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の第四の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図８】従来例を説明するための図である。
【図９】従来例を説明するための図である。
【図１０】従来例を説明するための図である。
【図１１】従来例を説明するための図である。
【図１２】従来例を説明するための図である。
【図１３】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ レーザビームプリンタ
２ 給紙カセット
５ 給紙ローラ
６ レジストローラ
７ スキャナユニット
９ 定着器
１１ 排出ローラ
１２ 排紙トレー
１３ 半導体レーザ
１４ スキャンモータ
１５ ポリゴンミラー
１６ 反射ミラー
２０ 現像器
２２ クリーナー
２３ 感光ドラムのメインモータ
２４ 給紙クラッチ
２５ レジストローラクラッチ
２６ プリント制御部
２７ ビデオコントローラ
３１ 外部機器
５１，５２ 半導体レーザ
５４ フォトダイオード
６１ 定電流回路
６２ スイッチング回路
６３ 増幅器
６４ 制御信号
６５ サンプル信号
５１，６９ ＣＰＵ
１０１，１２７，１３８ プリント制御部
１０２，１０３，１２８，１２９，１３９，１４０ サンプル／ホールド回路
１０４，１０５，１３０，１３１，１４３，１４４ 半導体レーザ
１０６，１３２，１４５ ＢＤセンサ
１０７，１０８，１０９，１１０，１１４，１１５，１４６，１４７ ＢＤ出力
１１１，１１２，１１６，１１７，１３６，１３７ サンプル信号
１１３，１１８ ＶＤＯ信号
１４８，１４９ 強制オン信号発生回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを用いて光書き込みを行うマルチビーム書き込み方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特にレーザービームプリンタにおいて高速で高画質の画像形成を求める声が大きく、複数の光ビームを用いて複数行を同時に光書き込みが可能なマルチビーム書き込み方式の画像形成装置が研究されている。
【０００３】
図８はこのようなマルチビーム書き込み方式によるレーザプリンタの例を示している。図８において、レーザビームプリンタ１はコンピュータなどの外部機器３１に接続され、外部機器３１の制御に基づいて記録紙にプリントを行う。外部機器３１はビデオコントローラ２７に各種制御信号および画像情報を供給し、ビデオ信号として出力する。又、ビデオコントローラ２７は外部機器３１にレーザプリンタ１の状態を通知する。プリント制御部２６はプリンタ装置１内の各部を制御するための制御回路である。ビデオコントローラ２７からのビデオ信号はプリント制御部２６を介して半導体レーザ１３に供給され、半導体レーザ１３から発射されたレーザ光はスキャナモータ１４により回転する多面鏡のポリゴンミラー１５で反射され、集束レンズや反射ミラー１６を介して感光ドラム１７を露光する。感光ドラム１７は一次帯電器１９により一定の静電気に帯電され、半導体レーザ１３からのレーザ光によって露光され、現像スリーブや、現像ブレード、磁性トナーを含む現像器２０で現像される。この感光ドラム１７は現像されたトナー等を転写帯電器２１で被記録紙に転写する。つぎに、感光ドラム１７に残留したトナー等をクリーナ２２でクリーニングされる。
【０００４】
また、被記録紙Ｓは、給紙カセット２から順次１枚ずつ給紙ローラ５で抽出され、レジストローラ６を介して転写帯電器２１で転写されて、定着部９で例えば高温度を印加して、排紙ローラ１１を介して排出部１２に出力される。ここで、被記録紙Ｓの引き出し速度とそのトップの位置とを給紙クラッチ２４，レジストローラクラッチ２５とで調節される。また、メインモータ２３により感光ドラム１７の回転速度が定められており、メインモータ２３の回転数と給紙クラッチ２４，レジストローラクラッチ２５とで同期を取って、被記録紙へのプリント個所を副走査方向で正確に転写させる。
【０００５】
図９に図８の画像形成装置の動作タイミングを示している。ビデオコントローラ２７は、図９（ａ）のＲＤＹに示すように、外部機器３１からのＲＤＹ信号がＴＲＵＥ（ハイ）になると、図９（ｂ）のようにＰＲＩＮＴ信号をＴＲＵＥ（ハイ）とする。プリント制御部２６はＰＲＩＮＴ信号がＴＲＵＥになると、図９（ｆ）、（ｇ）のように、感光ドラム１７を回転するメインモータ２３、ポリゴンミラー１５を回転するポリゴンモータ１４の駆動を開始する。そして、メインモータ２３の駆動によって、感光ドラム１７、定着部９の定着ローラ、排紙ローラ１１が回転を開始する。この後、プリント制御部２６は半導体レーザ１３の光量制御を開始するとともに、一次帯電器１９、現像器２０、転写帯電器２１の高圧の駆動を順次行う。
【０００６】
プリント制御部２６は図９（ｇ）のように、ポリゴンモータ１４からの駆動開始から時間Ｔ１を経過し、ポリゴンモータ１４の回転が定常状態になると、図９（ｈ）のように給紙クラッチ２４をオンして、給紙ローラ５を駆動し、給紙カセット２内の記録紙Ｓをレジストローラ対６に向けて給紙する。そして、プリント制御部２６は記録紙Ｓをレジストローラ対６に到達するタイミングで、図９（ｃ）のようにＶＳＲＥＱ信号（Vertical Synchronous Request Signal）をビデオコントローラ２７に出力し、かつ図９（ｈ）のように給紙クラッチ２４をオフして、給紙ローラ５の駆動を停止する。一方、ビデオコントローラ２７は外部機器３１からの画像情報のドットイメージへの展開を終えて、ＶＤＯ信号の出力の準備を完了すると、図９（ｃ）のＶＳＲＥＱ信号がＴＲＵＥ（ハイ）であることを確認した後、図９（ｄ）に示すようにＶＳＹＮＣ信号（Vertical Sychronous Signal）をＴＲＵＥ（ハイ）とする。そして、これに同期して、図９（ｅ）のように、時間Ｔv 後に１ページ分の画像データとしてＶＤＯ信号の出力を開始する。
【０００７】
このとき、プリント制御部２６は、図９（ｉ）のようにＶＳＹＮＣ信号の立ち上がりから時間Ｔ３後にレジストローラクラッチ２５をオンし、レジストローラ６を駆動している。レジストローラ６の駆動は、図９（ｉ）のように記録紙Ｓの後端がレジストローラ６を通過するまでのＴ４の時間行う。また、この間、プリント制御部２６はビデオコントローラ２７からのＶＤＯ信号に応じて半導体レーザ１３を駆動する。
【０００８】
半導体レーザ１３は、後述するように２つ設けられていて、プリント制御部２６では、各々の半導体レーザ１３をＶＤＯ信号に応じて駆動し、２つの半導体レーザ１３から発したレーザ光は、スキャナー部７のポリゴンミラー１５の回転によって直線状の走査に変換される。そして、２つの半導体レーザ１３のレーザ光はミラー１６によって感光ドラム１７に照射される。このようにして各々ＶＤＯ信号に応じて、変調された２つのレーザ光を２列同時に感光ドラム１７上に走査することによって、感光ドラム１７上に２ラインの潜像を形成し、以下同じ動作を繰り返すことによって、感光ドラム１７上に１ページ分の潜像が形成される。
【０００９】
感光ドラム１７に形成された潜像は、現像器２０によって現像され、その後、転写帯電器２１によって記録紙Ｓにトナー像が転写される。転写を終了すると、記録紙Ｓは定着器９に搬送されて、トナー像が記録紙Ｓに定着された後、排紙ローラ１１によって機外に排紙される。また、続けて次のページのプリントを行う場合は、プリント制御部２６は、図９（ｂ）のように、ＶＳＹＮＣ信号の立ち上がりから時間Ｔ５後に再びＰＲＩＮＴ信号をＴＲＵＥとし、１ページ目のプリントと同様の制御を行う。
【００１０】
図１０はスキャナユニット７を上から見たときの図である。プリント制御部２６から出された画像信号に基づいて、レーザドライバ２１３，２１４は半導体レーザ１３を駆動し、半導体レーザ２１０，２１１を発光し、集束レンズ２１２を通して出射される。半導体レーザ１３から発光されたレーザ光は、定常回転で回転するポリゴンミラー１５で反射されて、凹面レンズ２０３と凸面レンズ２０４とを介して回転する感光体１６を走査すると共に、同期信号検出用のＢＤミラー２０５で反射されてＢＤセンサ２０７に入射する。ＢＤセンサ２０７にレーザ光が入射すると、規定の光量値に達したことを検知して、１主走査方向の走査毎に検出される水平同期信号としてのパルスを出力する。プリント制御部２６はこの水平同期信号を画像書き出し位置を揃えるために用いる。
【００１１】
図１１は２本の半導体レーザ５１，５２を駆動する駆動回路を示している。図１１において、定電流回路６１ａおよび６１ｂは電圧を電流に変換する電圧−電流変換器であり、各々ＣＰＵ６９からの光量制御信号６４ａ，６４ｂに応じた電流Ｉａ，Ｉｂを半導体レーザ５１，５２に供給する。スイッチング回路６２ａ，６２ｂは各々ＣＰＵ６９からのレーザ点灯信号（ＶＤＯ信号）に応じて、半導体レーザ５１，５２をスイッチングする回路である。半導体レーザ５１，５２は各々レーザ点灯信号に応じてオン、オフに駆動され、オンしたときに定電流回路から駆動電流が供給される。半導体レーザ５１，５２の発光量は、各々フォトダイオード５４の電圧電流値として検出され、抵抗器６８で電圧信号に変換される。この電圧信号は増幅器６３で増幅された後、発光量信号としてＣＰＵ６９に取り込まれる。ＣＰＵ６９においては、各々の半導体レーザ５１，５２の発光量信号に応じて光量制御信号６４ａ，６４ｂのレベルを可変し、半導体レーザ５１，５２の発光光量が所望の発光光量となるようにＡＰＣ制御を行う。また、スイッチング回路６２ａ，６２ｂはそれぞれＭＯＳトランジスタ等で構成され、そのソースに定電流回路６１ａ，６１ｂが接続され、そのゲートにＶＤＯ信号期間とＡＰＣ動作期間にオンする制御信号６５ａ，６５ｂが供給される。
【００１２】
ところで、上記従来の半導体レーザ駆動回路では、複数の半導体レーザに対して１つのフォトダイオードしか備えていないために、複数のレーザ光のＡＰＣを同時に行うことができず、時分割でＡＰＣをおこなっている。すなわち、紙間あるいはライン間の非画像領域において、２つの半導体レーザを時分割で発光させて、そのときの光量信号の値をホールドし、画像領域においてホールドされた光量信号に応じて、半導体レーザに駆動電流を供給している。
【００１３】
図１２は非画像領域で光量信号の値をホールドするためのレーザ発光タイミングを作るための、サンプル信号生成回路のブロック図である。ＢＤ信号４０をトリガとして、クロックパルス３９を計数することでＢＤ周期を測定する主走査カウンタ４１と、このクロックパルス３９を計数した値とＣＰＵ３５から与えられたＢＤ周期に対する値を比較するコンパレータ４２，４３と、コンパレータ４２，４３による比較結果からサンプル信号を発生するサンプル信号発生回路４４と、ＢＤ信号を１／２周期に分周する１／２分周回路４７と、１／２分周回路４７の出力信号を反転するインバータと、１／２分周回路の出力でサンプル信号にゲートをかけるＡＮＤ素子と、１／２分周回路の反転出力でサンプル信号にゲートをかけるＡＮＤ素子とからなる。
【００１４】
このサンプル信号発生回路の動作を図１３のタイムチャートを用いて説明する。ＢＤ信号４０を１／２分周回路４７で分周したゲート信号３６と、その反転信号３７は、それぞれ図１３（ｂ）のゲート１、（ｃ）ゲート２のようになる。また、ＢＤ信号４０をトリガとして、クロックパルスの計数を開始する主走査カウンタ４１の値と、ＣＰＵ３５から与えられるＢＤ周期に対する所定の値とを比較して、一致したときに、コンパレータ４２はサンプル回路生成回路４４への出力をＴＲＵＥとする。サンプル信号生成回路４４の出力は、コンパレータ４２からの入力がＴＲＵＥとなると、ＴＲＵＥとなる。また、主走査カウンタ４１のカウント値とＣＰＵ３５から与えられる所定の値を、コンパレータ４３で比較して一致したときに、コンパレータ４３のサンプル信号生成回路４４への出力をＴＲＵＥとする。このコンパレータ４３からの入力がＴＲＵＥとなったときに、サンプル信号生成回路４４はＦＡＬＳＥ（ロー）となる。したがって、サンプル信号生成回路４４の出力は、図１３（ｄ）のようになる。この出力を図１３（ｂ）、（ｃ）のゲート信号でそれぞれゲートをかけると、図１３（ｅ）のサンプル信号１、（ｆ）のサンプル信号２のように、ライン毎に交互にサンプル信号を出力することができる。
【００１５】
このサンプル信号１，２を用いて前記２本の半導体レーザのＡＰＣによる光量制御をおこなうためのサンプル信号としている。ＡＰＣ動作を、図１１を参照して説明する。このサンプル信号１，２のＴＲＵＥの期間に、サンプル信号６５ａ，６５ｂをそれぞれハイとして、スイッチング回路６２ａ，６２ｂをオンとし、半導体レーザ５１，５２をそれぞれ点灯し、各点灯レベルをフォトダイオード５４で受光して、その受光レベルに応じた出力電圧を増幅器６３で増幅して、ＣＰＵ６９に入力する。ＣＰＵ６９は、この増幅された出力電圧と内蔵メモリに格納する基準レベルとを比較し、比較差に応じた電圧値を定電流回路６１ａ，６１ｂに供給して、半導体レーザ５２，５１をそれぞれ駆動する。そうして、増幅された出力電圧と基準レベルとが一致するまで、この動作を繰り返す。増幅された出力電圧と基準レベルとが一致すれば、その時の電圧値を維持することで半導体レーザは一定の光量を出力する。
【００１６】
上記のＡＰＣ動作で、その半導体レーザ５１，５２はそれぞれ異なる期間にＡＰＣ動作を行い、フォトダイオード５４が受光するレベルを一定としてＡＰＣ動作を終了し、ＣＰＵ６９の内蔵メモリに、そのときの半導体レーザ５１，５２に応じたＣＰＵ６９の電圧値６４ａ，６４ｂを格納しておき、次のＡＰＣ動作期間までその電圧値で半導体レーザを駆動する。
【００１７】
【発明が解決しようとしている課題】
図１３（ｅ）、（ｆ）のようなサンプル信号１，２でＡＰＣをおこなうためのサンプル時間のタイミングを制御すると、各ライン毎で片方の半導体レーザの光量制御をすることしかできない。したがって、２本の半導体レーザで書き込みをおこなっている画像形成装置においては、２ラインに１度の頻度で光量制御をおこなうことになる。したがって、光量制御を行う時間間隔が大きくなり、その間に光量信号を、電圧値としてホールドするコンデンサの電荷がリークして、適切に設定した電圧値よりも小さくなり、所望の光量が得られず、画像が劣化するという課題があった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、複数の半導体レーザを駆動する画像形成装置及びレーザビームプリンタにおいて、各半導体レーザ毎に最適な光量を発光させることにより、転写される画像の品質を向上することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザビームを発光する第１半導体レーザと、レーザビームを発光する第２半導体レーザと、前記第１半導体レーザ及び第２半導体レーザを別々に強制発光させ、当該強制発光された光量をフォトダイオードで受光し、当該受光のレベルと基準レベルとの比較差に基づき前記受光のレベルが前記基準レベルに一致するよう前記強制発光させる際の駆動電流を制御し、前記強制発光した際の前記受光のレベルが前記基準レベルに一致する場合の駆動電流状態を前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザの各々について保持する光量制御を行うサンプル／ホールド手段と、を備え、前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザが夫々に対応して保持された前記駆動電流状態に基づき画像領域でレーザビームを発光する画像形成装置であって、前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザによる画像領域でのレーザビームの発光が終了し、次の画像領域で発光が行われる前の非画像領域において、前記第２半導体レーザを強制発光させ、前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第２半導体レーザの駆動電流状態を決定する第１光量制御を行わせ、前記第１光量制御に引き続き前記第１半導体レーザを強制発光させ前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第１半導体レーザの駆動電流状態を決定する第２光量制御を行わせる制御手段と、前記制御手段により前記第２光量制御を行っている途中に、前記画像領域で前記第１半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第１水平同期信号を出力するべく、前記第１半導体レーザからのレーザビームを検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１水平同期信号が出力されたことに応じて、前記画像領域で前記第２半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第２水平同期信号を出力すべく、前記第２半導体レーザを前記１光量制御の期間よりも短い期間強制発光させ、前記検出手段に前記第２半導体レーザからのレーザビームを検出させ、前記第１半導体レーザは前記第１水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされ、前記第２半導体レーザは前記第２水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態による画像形成装置の概念的構成は、上述の図８に示すもので、水平同期信号（ＢＤ信号）を検出する概念的構成は、上述の図１０に示す通りである。
【００２３】
図１は本実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。プリント制御部１０１から水平同期信号であるＢＤ周期の所定のタイミングで、サンプル／ホールド回路１０２に送られて、その出力のサンプル信号１を発生し、そのサンプル１信号１３６のタイミングで、半導体レーザ１０４が点灯する。同様にサンプル２回路もプリント制御部１０１により制御することができ、その出力のサンプル信号２を発生し、そのサンプル２信号１３７のタイミングで、半導体レーザ１０５が点灯する。そして、ＢＤセンサ１０６でＢＤ信号１０７，１０８を出力する。サンプル／ホールド回路１０２，１０３は前記半導体レーザ１０４，１０５と同数だけ備える。
【００２４】
ここで、ＢＤセンサ１０６は、図１０で説明したように、半導体レーザのレーザ光が感光体１６を走査する前／又は後に、反射ミラー２０５を介して又は直接ＢＤセンサ２０７で受光するもので、図１に示す場合も、半導体レーザ１０４，１０５とＢＤセンサ１０６との接続関係はメカニカル的な配置によるもので、半導体レーザ１０４，１０５のレーザ光を空間的にＢＤセンサ１０６が受光して、ショットパルスをそれぞれ発生する。
【００２５】
図２は本実施形態の２本の半導体レーザの光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１０１で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１１１をＴＲＵＥ（ハイ）にする。サンプル信号１１１がＴＲＵＥになると半導体レーザ１０４は点灯して、光量制御するために光量値をホールドする。このように、サンプル信号１１１をＴＲＵＥにして半導体レーザ１０４を点灯させたまま、半導体レーザ１０４のレーザ光がＢＤセンサ１０６上を通過し、ＢＤセンサ１０６上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１０９がＴＲＵＥになる。
【００２６】
このＢＤ信号１０９が出力されると、ＢＤ信号１０９はサンプル／ホールド回路１０２とサンプル／ホールド回路１０３に入力されて、サンプル信号１１１をＦＡＬＳＥ（ロー）、サンプル信号１１２をＴＲＵＥにすることによって、半導体レーザ１０４を消灯して、半導体レーザ１０５を点灯する。このように複数の半導体レーザ１０４，１０５の点灯制御を行うことによって、ＢＤセンサ１０６で、それぞれの半導体レーザ１０４，１０５に対応するＢＤ信号１０７，１０８を出力する。
【００２７】
このときに、サンプル信号１１１，１１２を、それぞれの半導体レーザ１０４，１０５の光量をサンプル／ホールドすることができるように、ＴＲＵＥとなる期間を設定する。このときにサンプル信号１１１およびサンプル信号１１２はＶＤＯ信号と重なる期間がないようにする。すなわち、感光体上を走査しているときにサンプル信号１１１，１１２がＴＲＵＥとなって、感光体上にレーザ光が照射することがないような光学系を構成することで実現できる。
【００２８】
上述したようなタイミングでサンプル信号１１１，１１２を出力することにより、１ライン走査中に複数の半導体レーザ１０４，１０５の光量制御を行うことができるので、１ページあたりの半導体レーザの光量制御を行う回数が増え、画質の向上をはかることができる。
【００２９】
（第二の実施形態）
本発明による第二の実施形態について説明する。特に、第一の実施形態と同様に、画像形成装置の概念的構成は上述の図８に示すもので、水平同期信号（ＢＤ信号）を検出する概念的構成は上述の図１０に示す通りであり、半導体レーザのＡＰＣ動作に関するタイミング発生回路について詳細に説明する。
【００３０】
図３は第二の実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。プリント制御部１３８からＢＤ周期の所定のタイミングパルスが、サンプル信号１４１を発生するための出力がサンプル／ホールド回路１３９に、および第一のレーザ強制点灯回路であるＬＯＮ１回路１４８に送られる。そのサンプル信号１４１及びＬＯＮ１回路１４８の出力信号が半導体レーザ１４３の点灯、消灯を制御する。
【００３１】
同様に、プリント制御部１３８からのＢＤ周期の所定のタイミングパルスが、サンプル／ホールド回路１４０、ＬＯＮ２回路１４９に供給され、それらの出力信号をプリント制御部１３８で制御することができる。半導体レーザ１４３，１４４のレーザ光がＢＤセンサ１４５上を走査することで、ＢＤセンサ１４５はＢＤ信号１４６，１４７を出力する。サンプル信号発生回路およびＬＯＮ回路は半導体レーザと同数だけ備える。
【００３２】
図４は本実施形態の２本の半導体レーザ１４３，１４４の光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１３８で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングで、サンプル信号１１６およびＬＯＮ１信号１５０をＴＲＵＥ（ハイ）にする。ＬＯＮ１信号１５０がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１は点灯する。また、サンプル信号１１６がＴＲＵＥになると半導体レーザ１４３は光量値をサンプル／ホールドする。このように、ＬＯＮ１信号１５０をＴＲＵＥにして半導体レーザ１４３を点灯させたまま半導体レーザ１４３のレーザ光がＢＤセンサ１４５上を通過し、ＢＤセンサ１４５上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１４６が出力される。このＢＤ信号１４６はＬＯＮ回路１４８、サンプル／ホールド回路１３９、ＬＯＮ回路１４９に入力されて、ＬＯＮ１信号１５０をＦＡＬＳＥ、サンプル信号１１６をＦＡＬＳＥ、ＬＯＮ２信号１５１をＴＲＵＥとする。それによって、半導体レーザ１４３を消灯して半導体レーザ１４４を点灯する。
【００３３】
このように複数の半導体レーザ１４３，１４４の点灯制御を行うことによって、１個のＢＤセンサ１４５で、それぞれの半導体レーザ１４３，１４４に対応するＢＤ信号１４６，１４７を出力する。半導体レーザ１４４の光量制御のためのサンプル信号１１７とＬＯＮ２信号１５１は、ＶＤＯ信号を出力しおわった後に、プリント制御部１３８からの出力により、ＴＲＵＥとなる。ここで、ＬＯＮ２信号１５１、サンプル信号１１７のＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間、およびサンプル信号１１６、ＬＯＮ１信号１５０がＴＲＵＥになっている期間は、重ならないように設定する。このようなタイミングで半導体レーザ１４３，１４４の光量制御を行えるように光学系を構成すると、ＢＤ信号を出力してからＶＤＯ信号までの時間差が小さく、半導体レーザ１４４のサンプル／ホールド時間を満足できないときも、１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００３４】
このサンプル信号１１６，１１７を用いて、前記２本の半導体レーザ１４３，１４４のＡＰＣによる光量制御をおこなうためのサンプル信号としている。ＡＰＣ動作を、図１１を参照して説明する。このサンプル信号１１６，１１７のＴＲＵＥの期間に、サンプル信号６５ａ，６５ｂをそれぞれハイとして、スイッチング回路６２ａ，６２ｂをオンとし、半導体レーザ５１，５２をそれぞれ点灯し、各点灯レベルをフォトダイオード５４で受光して、その受光レベルに応じた出力電圧を増幅器６３で増幅して、ＣＰＵ６９に入力する。ＣＰＵ６９は、この増幅された出力電圧と内蔵メモリに格納する基準レベルとを比較し、比較差に応じた電圧値を定電流回路６１ａ，６１ｂに供給して、半導体レーザ５２，５１をそれぞれ駆動する。そうして、増幅された出力電圧と基準レベルとが一致するまで、この動作を繰り返す。増幅された出力電圧と基準レベルとが一致すれば、その時の電圧値を維持することで半導体レーザは一定の光量を出力する。このＡＰＣ動作期間は、上記サンプル信号１１６，１１７がＴＲＵＥの期間に完了する。
【００３５】
（第三の実施形態）
図５は第三の実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図を示した図である。本実施形態では先の２つの実施形態と異なり、複数の半導体レーザに対して１本のＢＤ信号のみ検出する場合の実施形態である。
【００３６】
図６は本実施形態の２本の半導体レーザ１３０，１３１の光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。ＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１２０をＴＲＵＥにする。サンプル信号１２０がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１３０は点灯し、光量値をサンプル／ホールドする。このように半導体レーザ１３０を点灯させてＢＤセンサ１３２上を通過し、ＢＤセンサ１３２上の光量が規定値に達すると、ＢＤ１信号１１９（１３３）がＴＲＵＥになる。このＢＤ１信号１１９がＴＲＵＥになると、サンプル／ホールド回路１２８からの出力サンプル信号１２０はＦＡＬＳＥとなり、サンプル／ホールド回路１２９からの出力サンプル信号１２１はＴＲＵＥとなる。その後、プリント制御部１２７はＢＤ信号１３３を受けて、所定期間を演算してサンプル／ホールド回路１２９からの出力サンプル信号１２１をＦＡＬＳＥとする。
【００３７】
それによって、半導体レーザ１３０を消灯し、半導体レーザ１３１を点灯して光量値をサンプル／ホールドする。このように複数の半導体レーザ１３０，１３１の点灯制御を行うことによって、１本のＢＤ信号を出力する際に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。すなわち、１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００３８】
本実施形態においても、サンプル信号１２０がＴＲＵＥの期間と、サンプル信号１２１がＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間とが重ならないような光学系を構成することで、これまで説明したようなタイミングの制御を実現することができる。
【００３９】
（第四の実施形態）
図７は第四の実施形態の２本の半導体レーザの光量制御を行うための２本のサンプル信号を発生するときのタイムチャートを示したものである。本実施形態のサンプル信号発生タイミング回路のブロック図は第三の実施形態と同様に、図５のようになる。
【００４０】
図５においてＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７で、ＢＤ周期に対する所定のタイミングでサンプル信号１２４をＴＲＵＥにする。サンプル信号１２４がＴＲＵＥになると、半導体レーザ１３０は点灯し、光量値をサンプル／ホールドする。このように半導体レーザ１３０を点灯させて、ＢＤセンサ１３２上を走査して、ＢＤセンサ１３２上の光量が規定値に達すると、ＢＤ信号１２３がＴＲＵＥになる。このＢＤ信号１２３がＴＲＵＥになると、サンプル信号１２４はＦＡＬＳＥとなる。それによって半導体レーザ１３０は消灯される。
【００４１】
半導体レーザ１３１の光量制御のためのサンプル信号１２５は、図７のように、ＶＤＯ信号を出力しおわった後に、プリント制御部１２７がＢＤ信号からＢＤ信号間のＢＤ周期を測定して、プリント制御部１２７からの出力により、ＴＲＵＥとなり、またサンプル信号１２４のＴＲＵＥと共に、ＦＡＬＳＥにする。ここで、サンプル信号１２５のＴＲＵＥの期間と、サンプル信号１２４のＴＲＵＥの期間と、ＶＤＯ信号を出力する期間がお互いに重ならないようなタイミングを設定する。このようなタイミングで半導体レーザ１３０，１３１の光量制御を行えるように光学系を構成すると、ＢＤ信号を出力してからＶＤＯ信号までの時間差が小さく、半導体レーザ１３１のサンプル／ホールド時間を満足できないときも１ライン走査毎に複数の半導体レーザの光量制御を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の半導体レーザに対するサンプル／ホールド信号を１ライン走査する間に出力するようにしたので、各々の半導体レーザに対して、１ライン走査毎に光量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の第三の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の第三の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の第四の実施形態を説明するためのタイミング図である。
【図８】従来例を説明するための図である。
【図９】従来例を説明するための図である。
【図１０】従来例を説明するための図である。
【図１１】従来例を説明するための図である。
【図１２】従来例を説明するための図である。
【図１３】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ レーザビームプリンタ
２ 給紙カセット
５ 給紙ローラ
６ レジストローラ
７ スキャナユニット
９ 定着器
１１ 排出ローラ
１２ 排紙トレー
１３ 半導体レーザ
１４ スキャンモータ
１５ ポリゴンミラー
１６ 反射ミラー
２０ 現像器
２２ クリーナー
２３ 感光ドラムのメインモータ
２４ 給紙クラッチ
２５ レジストローラクラッチ
２６ プリント制御部
２７ ビデオコントローラ
３１ 外部機器
５１，５２ 半導体レーザ
５４ フォトダイオード
６１ 定電流回路
６２ スイッチング回路
６３ 増幅器
６４ 制御信号
６５ サンプル信号
５１，６９ ＣＰＵ
１０１，１２７，１３８ プリント制御部
１０２，１０３，１２８，１２９，１３９，１４０ サンプル／ホールド回路
１０４，１０５，１３０，１３１，１４３，１４４ 半導体レーザ
１０６，１３２，１４５ ＢＤセンサ
１０７，１０８，１０９，１１０，１１４，１１５，１４６，１４７ ＢＤ出力
１１１，１１２，１１６，１１７，１３６，１３７ サンプル信号
１１３，１１８ ＶＤＯ信号
１４８，１４９ 強制オン信号発生回路
Claims (1)
- レーザビームを発光する第１半導体レーザと、
レーザビームを発光する第２半導体レーザと、
前記第１半導体レーザ及び第２半導体レーザを別々に強制発光させ、当該強制発光された光量をフォトダイオードで受光し、当該受光のレベルと基準レベルとの比較差に基づき前記受光のレベルが前記基準レベルに一致するよう前記強制発光させる際の駆動電流を制御し、前記強制発光した際の前記受光のレベルが前記基準レベルに一致する場合の駆動電流状態を前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザの各々について保持する光量制御を行うサンプル／ホールド手段と、を備え、
前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザが夫々に対応して保持された前記駆動電流状態に基づき画像領域でレーザビームを発光する画像形成装置であって、
前記第１半導体レーザ及び前記第２半導体レーザによる画像領域でのレーザビームの発光が終了し、次の画像領域で発光が行われる前の非画像領域において、前記第２半導体レーザを強制発光させ、前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第２半導体レーザの駆動電流状態を決定する第１光量制御を行わせ、
前記第１光量制御に引き続き前記第１半導体レーザを強制発光させ前記サンプル／ホールド手段により前記次の画像領域における前記第１半導体レーザの駆動電流状態を決定する第２光量制御を行わせる制御手段と、
前記制御手段により前記第２光量制御を行っている途中に、前記画像領域で前記第１半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第１水平同期信号を出力するべく、前記第１半導体レーザからのレーザビームを検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１水平同期信号が出力されたことに応じて、前記画像領域で前記第２半導体レーザを発光させるタイミングを決定する為の第２水平同期信号を出力すべく、前記第２半導体レーザを前記１光量制御の期間よりも短い期間強制発光させ、前記検出手段に前記第２半導体レーザからのレーザビームを検出させ、
前記第１半導体レーザは前記第１水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされ、前記第２半導体レーザは前記第２水平同期信号に基づくタイミングで前記画像領域において発光がなされることを特徴とする画像形成装置。
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