JP4419406B2 - Optical scanning device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に係わり、特に、複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力可能なレーザダイオードを光源として用いた光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、1光源の光ビーム(以下Single Beam と略す)による光走査装置では、一般に、光ビームを、例えば、スキャナモータのような駆動手段の回転駆動により高速回転するポリゴンミラーによって偏向させて、走査しながら感光材料へ照射している。このような光走査装置では、解像度に応じてスキャナモータの回転数を切り換えることによって、処理能力を低下させずに、解像度の切り換えを行ってきた。このようなSingle Beam を出力するレーザダイオード(以下、LDと略す)を Single BeamLDという。
【0003】
一方、スキャナモータを増速すると、騒音や温度上昇の問題もあり、近年の高速化、高解像度化の要求は、スキャナモータの増速では対応できないところまできている。このため、1走査期間に同時に複数の光ビームを照射する方法が提案されている。この同時に複数の光ビームを出力可能なLDには複数のLDチップが備えられており、複数のLDチップを点灯することによって複数の光ビーム(以下、Multi Beamと略す) を出力することができる。このような複数のLDチップを点灯可能なLDをマルチビームLD(Multi BeamLD)という。しかし、マルチビームLDを使用して解像度の切り換えを行う場合には、LDチップの配置間隔が一定であるため、スキャナモータの回転数を変えただけでは希望の解像度を得ることができない。これを解消するために、照射する光ビームの本数を複数/単数(Multi/Single)に切り換える必要が生じた。
【0004】
このため、マルチビームLDを光源として使用した光走査装置では、走査密度を切り換えるときに、使用するレーザ発光源の数を切り換えていた(特許文献1参照)。このように、走査密度に応じて複数のレーザ発光源を切り換えることで、ポリゴンミラーの回転数を例えば1万回転以下に抑えることができる。従って、ポリゴンミラー及びスキャナモータのコストアップを防止して、小型化が可能となる。
【0005】
ところで、一般に単位時間あたりの感光材料の必要光量は、プロセススピードとスキャン長との積で決まる。スキャン長は、同一の感光材料ならば大きく変更されないため、従来の Single BarmLDでは、解像度が変化してもプロセススピードが変わらなければ光量を大きく変化させる必要がない。
【0006】
しかしながら、N個のLDを有するマルチビームLDを使用し、解像度の切り換えをMulti/Single点灯の切り換えによって行う場合には、Single点灯はMulti 点灯のN倍の光量が必要となる。一般のLD電流駆動素子(以下、LD DRIVER ;LDDと略す)では光量可変範囲は決まっており、Multi/Single点灯の両方に対応できる光量可変範囲は有していない。光量が対応する量でない場合には、必要な光量になるまで照射時間を調整する必要があり、処理の高速化の妨げになっていた。
【0007】
このための技術として、従来より、走査密度を切換えるときに、走査密度切換え信号に同期して、使用するレーザの発生源の数と共に、光量可変範囲を切換える技術がある(特許文献2参照)。詳しくは、LDの出力光量をモニタする光量調整手段の検出感度を切換えることで、光量可変範囲を切換えるようになっている。
【0008】
【特許文献1】
特開平1−299042号公報
【特許文献2】
特開平10−213771号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、光量可変範囲を切換えるための切換え手段を設ける必要であり、その分だけ切換え信号を供給するためのラインが増え且つ回路構成が複雑になってしまうという問題があった。
【0010】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、複数の光ビームを出力可能な光源の光量可変範囲を簡単な構成で変更可能な光走査装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の光走査装置は、複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力可能なレーザダイオードと、前記レーザダイオードから出力された前記光ビームを走査させる走査光学系と、記複数の発光点に対して1つ設けられて、前記複数の発光点の出力光量を検出する検出手段と、前記検出手段による検出光量に基づいて前記複数の発光点各々の光量制御を行って、前記レーザダイオードを点灯駆動する駆動手段と、発光点1つ当たりの必要光量が制御可能な光量下限値未満の場合に、前記複数の発光点の何れか1つの発光点を点灯させて、前記検出光量が前記下限値以上の第1の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を行った後、前記1つの発光点を光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記1つの発光点以外の発光点を点灯させて、前記検出光量が前記第1の光量よりも大きい第2の光量となるように前記1つの発光点以外の発光点の光量制御を実行し、前記1つの発光点以外の発光点を光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記検出光量が前記下限値以上の第3の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を実行するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備えている。
【0012】
なお、上記の光走査装置においては、請求項2に記載されているように、前記1つの発光点以外の発光点は複数であって、前記制御手段は、前記1つの発光点以外の発光点を順次切替えて点灯し、前記検出光量が前記第2の光量となるように、前記1つの発光点以外の各発光点の光量制御を実行し、前記1つの発光点以外の全発光点を各々光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記1つの発光点を点灯し、前記検出光量が前記下限値以上の第3の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を実行することを特徴とする。
【0013】
なお、上記の光走査装置においては、請求項3に記載されているように、光量制御対象の発光点に応じて、前記検出手段の検出感度を補正する補正手段を更に備え、前記制御手段は、前記補正手段による補正量に応じた発光量になるように前記光量制御対象の発光点の光量制御を実行することを特徴とする。
【0014】
なお、上記の光走査装置においては、請求項4に記載されているように、前記制御手段は、解像度の切り替えを示す解像度切替えを示す解像度切り替え信号に応じて、前記発光点1つ当たりの必要光量を設定することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の1例を詳細に説明する。
【0020】
[第1の実施の形態]
図1に、本発明の第1の実施の形態に係る光走査装置100を示す。この光走査装置100は、所定速度で矢印A方向に回転する円筒形の感光体10を備えた画像形成装置に搭載され、感光体10の軸線方向に光ビームを走査して該感光体10上に静電潜像を形成するために用いられる。また、この光走査装置100を搭載した画像形成装置は、解像度の切替え機能を備えており、以下では、一例として、画像の解像度を600dpiと1200dpiとで切替え可能な場合を例に説明する。
【0021】
光走査装置100は、図1に示すように、光源として、半導体レーザ102を備えている。半導体レーザ102は、2つのLDチップLD1、LD2(図2参照)を発光点として備えたいわゆるマルチレーザダイオードであり(以下、半導体レーザのことをマルチレーザダイオードと称す)、2本の光ビームを出力可能である。すなわち、本実施形態に係る光走査装置100は、マルチレーザダイオード102から出力された2本の光ビームを同時に走査可能である。なお、この2つの光ビームは、図1において紙面手前奥方向に配置されているため、重なり合って図示されている。
【0022】
具体的には、LDチップLD1、LD2は、各々から出力された2本の光ビームが後述する光走査装置100の走査光学系により感光体10上に走査された場合に、互いの光ビームの中心位置が、1200dpiの間隔に相当する距離である21μmだけ、光ビームの走査方向に直交する副走査方向(感光体10の回転方向である矢印A方向)にずれるように離間されて配置されている。すなわち、光走査装置100では、2本の光ビームを副走査方向に21μmずらして、同時に感光体10を走査することができる。
【0023】
また、マルチレーザダイオード102には、マルチレーザダイオード102から出力される光ビームの一部(例えば後方に出力された光ビーム)を検出する受光素子PD(図2参照)が検出手段として設けられている。受光素子PDは、光電変換により、検出した光量、すなわちマルチレーザダイオード102の出力光量に比例した電流を出力する。この受光素子PDの出力により、マルチレーザダイオード102の出力光量を把握することができる。
【0024】
また、光走査装置100は、偏向手段としてのポリゴンミラー108を含んで構成された以下のような走査光学系を備えている。すなわち、マルチレーザダイオード102から射出された光ビームの進行方向下流側には、コリメータレンズ104、シリンダレンズ106が順に配置されている。コリメータレンズ104はマルチレーザダイオード102から射出された光ビームを拡散光線から平行光線に変換する。コリメータレンズ104で平行光線に変換された光ビームは、シリンダレンズ106を介してポリゴンミラー108に入射される。
【0025】
ポリゴンミラー108は、側面に複数の反射面108Aが設けられた正多角形状(本実施の形態では正八角形)に形成されており、光ビームは、シリンダレンズ106によりこの反射面108Aに収束されて入射されるようになっている。なお、シリンダレンズ106は、各反射面108Aの面倒れを補正する役割も有する。
【0026】
また、ポリゴンミラー108は、スキャナモータ110(図2参照)の回転駆動により、回転軸108Bを中心に矢印B方向に定速回転されている。この回転により、各反射面108Aへの光ビームの入射角は、連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体10の軸線方向(矢印C方向)に走査して、光ビームが感光体10に照射されることになる。
【0027】
ポリゴンミラー108により反射された光ビームの進行方向には、第1レンズ112A及び第2レンズ112Bから構成されたfθレンズ112が順に配置されている。ポリゴンミラー108により反射された光ビームは、fθレンズ112を透過して感光体10に照射される。このときfθレンズ112により、感光体10に光ビームを照射するときの走査速度が等速度になるとともに、感光体10の周面上に結像点が結ばれるようになっている。このような走査光学系により、光走査装置100では、マルチレーザダイオード102から射出された光ビームを感光体上に結像させて、一定速度で走査することができる。
【0028】
本光走査装置100が搭載される画像形成装置は、感光体10と共に、帯電装置、現像器、転写器、定着装置などを一般に備え、帯電装置により一様に帯電された感光体10に、光走査装置100により上記の如く光ビームを主走査しながら照射すると共に、感光体10の矢印A方向への回転により副走査を行って、感光体10に静電潜像を形成する。そして、形成された静電潜像を現像器により現像し、現像されたトナー像を転写器により用紙などの画像記録媒体に転写し、定着装置により定着処理を施した後、画像形成装置外に排出する。これにより、画像が記録された画像記録媒体を得ることができる。
【0029】
また、光走査装置100は、fθレンズ112と感光体10の間で、感光体10上の光ビームの走査軌跡Vの先頭部に相当する位置、ミラー114が配置されている。また、このミラー114の反射方向の感光体10と略等価な位置には、走査タイミング検知手段として、フォトディテクタなどにより光を検出する光ビーム位置検出器116が配置されている。すなわち、感光体10を走査する光ビームのうち走査軌跡先頭部の光ビームは、ミラー114により反射されて、光ビーム位置検出器116へと案内されるようになっている。これにより、光ビーム位置検出器116には、マルチレーザダイオード102から出力された光ビームが感光体10を軸線方向に走査するごとに、感光体10に照射されるべき先頭の光ビームが入射されることになる。
【0030】
光ビーム位置検出器116では、入射光の検出により、光走査装置100による感光体10への光ビームの1走査ごとの走査開始タイミングを示す信号(SOS信号)を出力すると共に、入射した光ビームの光量も検知するようになっている。
【0031】
次に、図2を参照して、光走査装置100を駆動するための電気系の構成を説明する。
【0032】
図2に示すようにマルチレーザダイオード102は、マルチレーザダイオード102を駆動(点灯)する駆動手段としての駆動回路(以下、LDD)120を介して、光走査装置100全体の動作を制御し、本発明の制御手段として機能する制御回路122と接続されている。
【0033】
この制御回路122は、画像処理装置124及び解像度切換えスイッチ126と接続されている。画像処理装置124は、画像形成装置で形成すべき画像データを制御回路122に出力するものである。解像度切換えスイッチ126は、所定の走査によって形成する画像の解像度(600dpi/1200dpi)の切換えを実行させる解像度信号を制御回路122に出力するものである。これら画像処理装置124及び解像度切換えスイッチ126は、本光走査装置100が搭載された画像処理装置に搭載されており、光走査装置100を画像形成装置に搭載した際に、制御回路122と画像処理装置124及び解像度切換えスイッチ126とが接続されるようになっている。
【0034】
また、制御回路122は、光走査装置100内の前述した光ビーム位置検出器116とも接続されており、光ビーム位置検出器116から出力されたSOS信号も入力されるようになっている。
【0035】
制御回路122は、これら画像データ、解像度信号、SOS信号に応じて、画像データに基づく画像が感光体10に形成されるように、各種制御信号を生成してLDD120に供給することによりマルチレーザダイオード102の点灯を制御する。制御回路122からLDD120に供給する制御信号としては、具体的には、イネーブル信号ENB、基準電圧Vref、光量制御信号Pcont1、Pcont2、画像信号DATA1、DATA2がある。これらの制御信号は、マルチレーザダイオード102の点灯を制御するために一般にLDD120に供給されるものである。
【0036】
なお、光量制御信号Pcont1、Pcont2、画像信号DATA1、DATA2の符号末尾の数字(1、2)は、対応するLDチップLD1、LD2を表している。なお、特に区別しない場合には、符号末尾の数字は省略して説明する。
【0037】
イネーブル信号ENBは、LDD120の動作を許可する信号であり、本実施の形態では、LレベルのときにLDD120の動作を許可し、HレベルのときにLDD120の動作を停止させるようになっている。
【0038】
LDD120は、イネーブル信号ENBにより動作が許可されている期間のみ、マルチレーザダイオード102のLDチップLD1、LD2に駆動電流を供給して、LDチップLD1、LD2を点灯させることが可能となる。LDチップLD1、LD2は、供給された駆動電流に応じた光量で発光し、これにより、マルチレーザダイオード102から光ビームが出力されることになる。なお、このときの出力光量は受光素子PDによりモニタされ、LDD120には、受光素子PDから出力光量に応じた電流が入力されるようになっている。
【0039】
LDD120は、受光素子PDから入力されたこの出力光量に応じた電流を用いて、マルチレーザダイオード102の各発光チップLD1、LD2から出力される光ビームの光量(出力光量)を制御するための光量制御回路130を備えている。
【0040】
詳しくは、この光量制御回路130では、受光素子PDからの出力を電流電圧変換すると共に増幅してモニタ電圧を生成する。この生成したモニタ電圧を、制御回路122から供給される基準電圧Vrefと比較して、両者が一致するようにLDチップLD1、LD2へ供給する駆動電流値を調整することで、各々の発光光量を制御する。したがって、制御回路122では、LDD120の光量可変範囲内であれば、基準電圧Vrefの値を変化させることによって、出力光量を変化させることができる。
【0041】
光量制御信号Pcontは、光量制御回路130によるLDチップLD1、LD2の光量制御をLDD120に開始させるための信号である。LDD120は、光量制御信号Pcont1がアクティブレベル(本実施の形態ではLレベル)のときに、LDチップLD1を点灯させてLDチップLD1の光量制御を行い、光量制御信号Pcont2がアクティブレベル(本実施の形態ではLレベル)のときに、LDチップLD2を点灯させてLDチップLD2の光量制御を行う。
【0042】
ここで、マルチレーザダイオード102は、図2に示すように受光素子PDを1つしか一般に備えておらず、LDD120では、LDチップLD1とLDチップLD2とを同時に光量制御することはできない。このため、制御回路122では、LDチップLD1とLDチップLD2とで、別々の光量制御信号Pcont1、Pcont2を供給して、LDチップLD1、LD2が同時に光量制御されないように光量制御タイミングをコントロールしている。
【0043】
画像信号DATAは、画像処理装置124から入力された画像データに基づいてLDチップLD1、LD2の点灯をON/OFFするための信号である。LDD120は、画像信号DATA1がアクティブレベル(本実施の形態ではHレベル)のときに、光量制御により調整した値の駆動電流をLDチップLD1へ供給して、LDチップLD1を光量制御後の光量で発光させる。また、LDD120は、画像信号DATA2がアクティブレベル(本実施の形態ではHレベル)のときに、光量制御により調整した値の駆動電流をLDチップLD2に供給し、LDチップLD2を上記の光量制御後の光量で発光させる。なお、この画像信号DATA1、DATA2は、それぞれ対応するLDチップLD1、LD2の光量制御信号Pcont1、Pcont2がノンアクティブレベル(本実施の形態ではHレベル)のときに有効になる。
【0044】
制御回路122では、図3(A)に示すように、上記の光量制御信号Pcont1、Pcont2、及び画像信号DATA1、DATA2を、SOS信号の入力からそれぞれ予め定められた所定時間経過後に出力し、互いの信号による点灯タイミングがずらされるようになっている。すなわち、制御回路122では、SOS信号に同期して、LDチップLD1、LD2の光量制御開始タイミング、及びLDチップLD1、LD2からの画像データに基づく光ビームの出力による感光体10への画像書き込みタイミングを制御している。これにより、光ビームの1走査期間内で、画像データに基づく点灯により感光体10に画像を書き込む画像形成領域200外の非画像形成領域202を光ビームが走査しているタイミングでLDチップの光量制御が行われることになる(図3(B)参照)。
【0045】
ここで、本実施形態に係る光走査装置100では、前述した如く解像度切換えスイッチ126から解像度信号が入力されるようになっており、解像度切換えスイッチ126の所定操作により解像度が切換えられると、切換え後の解像度を示す解像度信号が制御回路122に入力される。制御回路122では、入力された解像度信号が示す解像度に応じて、出力ビームを1本とするSingleモードと、出力ビームを2本とするMultiモードとの何れか一方を選択して、モードを切り換えるようになっている。
【0046】
Singleモード選択時には、制御回路122では、入力された画像データに基づいて画像信号DATA1を生成し、SOS信号に同期して、マルチレーザダイオード102に供給する。これにより、光走査装置100では、マルチレーザダイオード102のLDチップLD1(又はLDチップLD2)のみが画像データに基づいて点灯されて、LDチップLD1(又はLDチップLD2)から出力された1本の出力ビームにより感光体10を走査露光し、1走査毎に1走査ラインずつ感光体10に画像を書き込む。このように出力ビームが1本のときの走査間隔は、600dpiに相当する42μmとなる。
【0047】
Multiモード選択時には、制御回路122では、入力された画像データに基づいて、1走査ライン分づつ交互に画像信号DATA1、画像信号DATA2を生成し、生成した画像信号DATA1、画像信号DATA2をSOS信号に同期してマルチレーザダイオード102に供給する。これにより、光走査装置100では、マルチレーザダイオード102のLDチップLD1及びLDチップLD2が互いに隣接する走査ラインの画像データに基づいて点灯されて、LDチップLD1及びLDチップLD2から出力された2本の出力ビームにより感光体10を走査露光し、1走査毎に2走査ラインずつ感光体10に画像を書き込む。このように出力ビームが2本のときの走査間隔は、1200dpiに相当する21μmとなる。
【0048】
すなわち、解像度信号が示す解像度が600の場合にはSingleモードを選択し、1200dpiの場合にはMultiモードを選択することで、感光体10に書き込む画像の解像度を切換えることができる。
【0049】
また、制御回路122には、図2に示すように、スキャナモータ110も接続されている。制御回路122は、スキャナモータ110の駆動、すなわちポリゴンミラー108の回転及びその回転速度を制御する。
【0050】
次に、本実施の形態の作用について説明する。まず、光走査装置100の概略について説明する。
【0051】
光走査装置100では、スキャナモータ110を駆動し、ポリゴンミラー108を所定速度で定速回転させる。ポリゴンミラー108が定速回転されると、制御回路122によりイネーブル信号ENBがLレベルにされて、LDD120の駆動が許可される。これにより、マルチレーザダイオード102(LDチップLD1、LD2)を点灯することが可能となる。光ビーム位置検出器116に光ビームが入射するように、マルチレーザダイオード102を点灯させる。これにより、光ビームの1走査毎にSOS信号が得られる。
【0052】
光走査装置100では、解像度切換えスイッチ126からの解像度信号に応じて、詳しくは、解像度信号が600dpiを示すものである場合には、出力ビームを1本とするSingleモードを選択し、1200dpiを示すものである場合には出力ビームを2本とするMultiモードを選択する。
【0053】
そして、光走査装置100では、SOS信号と同期させて、1走査期間のうち光ビームが非画像形成領域202を走査しているタイミングで、基準電圧Vrefに相当する光量となるように、Singleモード選択時は光量制御信号Pcont1をLレベルにしてLDチップLD1の光量制御を実行し、Multiモード選択時は光量制御信号Pcont1、Pcont2をLレベルにして、LDチップLD1、LD2の光量制御を実行する。
【0054】
ただし、Multiモード選択時は、マルチレーザダイオード102が備えている受光素子PDは1つのみであるため、LDチップLD1、LD2の光量制御を同時に行うことはできない。このため、図3(A)に示すように、光量制御信号Pcont1、Pcont2をLレベルにするタイミングをずらして、LDチップLD1、LD2の光量制御を行う。なお、図3は、LDチップLD2、LDチップLD1の順で光量制御を行う例を示している。また、図3は、光量制御のために点灯したLDチップLD1から出力された光ビームをSOS信号を得るためにも利用している。
【0055】
そして、光量制御終了後、Singleモード選択時は、画像処理装置124から入力された画像データに基づいて、各走査ラインの画像信号DATA1を生成し、SOS信号と同期させて、LDD120に出力する。LDD120では、入力された画像信号DATA1に基づいて、マルチレーザダイオード102のLDチップLD1を点灯する。これによりLDチップLD1が画像データに基づいて点灯されて、マルチレーザダイオード102から画像データに基づいて変調された1本の光ビームが出力される。
【0056】
一方、Multiモード選択時は、画像処理装置124から入力された画像データに基づいて、走査ライン毎に交互に画像信号DATA1、画像信号DATA2を生成し、SOS信号と同期させて、LDD120に出力する。LDD120では、入力された画像信号DATA1、DATA2に基づいて、マルチレーザダイオード102のLDチップLD1、LD2をそれぞれ点灯する。これによりLDチップLD1、LD2が互いに隣接する走査ラインの画像データに基づいて点灯されて、マルチレーザダイオード102から画像データに基づいて変調された2本の光ビームが出力される。
【0057】
マルチレーザダイオード102からの出力ビームは、光走査装置100の走査光学系を介して感光体10に走査しながら照射される。これにより、画像データに基づいて変調された光ビームにより感光体10が走査露光され、1回の走査により、Singleモード選択時は1走査ラインずつ、Multiモード選択時は2走査ラインずつ感光体10に画像が書き込まれる(静電潜像が形成される)ことになる。
【0058】
このように光走査装置100では、1走査ライン毎に光量制御を行った上で、画像データに基づく点灯がなされるようになっている。これにより、常に安定した光量の光ビームで感光体10を走査露光して、画像を書き込むことができる。
【0059】
ここで、感光体に照射する光ビームを解像度が600dpiのときは1本(Single)にし、解像度が1200dpiのときは2本(Multi)にして解像度を切換える場合の感光体の必要光量とLDDの光量可変範囲の関係を図4に示す。なお、図4は、画像形成のために感光体が必要とする必要光量を3〜10nj/mm2とした場合の例である。
【0060】
図4に示すように、Single/Multiのモード切換えによって解像度を切換える場合、1200dpiのときは2本の光ビームで画像を形成するため、光ビーム1本当たりの必要光量、すなわちLDチップ1つ当たりの必要光量は、1本の光ビームで形成する600dpiときの1/2で良い。具体的には、600dpiの場合は、3〜10nj/mm2の範囲内の光量に相当する基準電圧Vrefを設定して光ビームの光量制御を行えばよいが、1200dpiの場合には、その半分となる1.5〜5nj/mm2の範囲内の光量に相当する基準電圧Vrefを設定して各光ビームの光量を設定する必要がある。
【0061】
ここで、LDD120の光量可変範囲が3〜10nj/mm2であり、この光量範囲に相当する基準電圧Vrefの範囲(制御可能範囲)が0.6〜2.0Vであるとすると、1200dpiのときに基準電圧Vrefを0.6V未満、すなわち3nj/mm2未満では光量を制御することができない。
【0062】
参考までに、従来技術では、Multiモード選択時には、受光素子PDの感度を上げる(例えば2倍にする)ことで、可変光量範囲を低光量域側に広げていた。これにより、図10に示すように、0.6V未満に相当する光量であっても、モニタ電圧が0.6V以上となるようにでき、LDチップLD1、LD2の出力光量を0.6V未満、すなわち3nj/mm2未満の光量に制御していた。なお、図10は、受光素子PDによるマルチレーザダイオード102からの出力光量のモニタリングで得られるモニタ電圧(A)、及び、1走査期間中の光ビームが非画像形成領域を走査しているときに制御回路122から出力される制御信号のタイミングチャート(B)を示している。
【0063】
これに対して、本実施形態の光走査装置では、解像度が1200dpiの場合、すなわちMultiモード選択時は、図5に示す如くマルチレーザダイオード102の光量制御を行う。なお、図5は、受光素子PDによるマルチレーザダイオード102からの出力光量のモニタリングで得られるモニタ電圧(A)、及び、1走査期間中の光ビームが非画像形成領域を走査しているときに制御回路122から出力される制御信号のタイミングチャート(B)を示している。なお、前述したように、Multiモードでは、各LDチップからの出力光量を、感光体10に画像を形成するために必要とされる必要光量のそれぞれ1/2にする必要があり、図5は、LDD120で制御可能な光量の下限値を感光体10の必要光量とし、当該光量に相当する基準電圧をVref0(=0.6V)とした場合を示している。以下の説明においては、具体的な基準電圧値を括弧内に示す。
【0064】
すなわち、図5に示すように、Multiモード選択時には、まず、基準電圧VrefをLDD120で制御可能な光量の下限値に相当するVref0にする。すなわちVref=Vref0(=0.6V)に設定される。このように基準電圧Vrefを設定した状態で、SOS信号(図5では省略)から所定タイミング経過後に、光量制御信号Pcont1をHレベルからLレベルにする。なお、このときの基準電圧Vrefの設定値は、LDD120で制御可能な光量範囲に相当する0.6〜2.0V内の値であればよい。
【0065】
これにより、光量制御信号Pcont1の立下りからLDチップLD1の点灯が開始され、受光素子PDによりその出力光量がモニタされて、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0(=0.6V)と略一致するように、LDチップLD1の出力光量が制御(この光量制御を初期光量制御と称す)される(期間T1)。なお、この初期光量制御の制御値であるVref0に相当する光量が、本発明の第1の光量に対応する。
【0066】
初期光量制御後は、光量制御信号Pcont1をHレベルに戻し、基準電圧Vrefの値を感光体の要求光量の1/2に相当する分Vrefαだけ増加させる。具体的に、本例では、感光体の要求光量をVref0に相当する光量としているため、Vrefα=(Vref0)/2(=0.3V)となり、Vref=Vref0+Vrefα(=0.9V)に設定される。なお、Vrefαは、LDD120の制御可能な光量の下限値の1/2以上で且つ当該下限値未満であれば、任意の値に設定可能である。
【0067】
このように基準電圧Vref値を切換えた後、画像信号DATA1をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont2をLレベルにする。これにより、画像信号DATA1の立ち上がりから、LDチップLD1が前述の初期光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont2の立下りからLDチップLD2の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefαと略一致するように、LDチップLD2の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD2の光量制御と称す)される(期間T2)。なお、このLDチップLD2の光量制御の制御値であるVref0+Vrefαに相当する光量が、本発明の第2の光量に対応する。
【0068】
このLDチップLD2の光量制御では、LDチップLD1の出力光量とLDチップLD2の出力光量とが足し合わせされて受光素子PDによりモニタされ、LDチップLD1からは初期制御後の光量、すなわちVref0に相当する光量が出力されているので、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefαと略一致するようにLDチップLD2の光量を制御することにより、LDチップLD2の出力光量をVrefαに相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/2に相当する光量に合わせることができる。
【0069】
なお、前述の初期光量制御において、基準電圧Vrefの設定値をVref0としてLDチップLD1の光量を制御したのは、このLDチップLD2の光量制御での制御可能な光量範囲を最大にするためである。
【0070】
LDチップLD2の光量制御後は、画像信号DATA1をLレベルに、光量制御信号Pcont2をHレベルに戻し、且つ基準電圧Vrefを感光体10の必要光量に相当する電圧値に切換える。図5の例では、LDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)を感光体10の必要光量としているので、基準電圧Vrefの値をVref0に戻す。すなわちVref=Vref0に設定される。
【0071】
このように基準電圧Vref値を切換えた後、画像信号DATA2をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont1をLレベルにする。これにより、画像信号DATA2の立ち上がりから、LDチップLD2が前述のLDチップLD2の光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont1の立下りからLDチップLD1の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0と略一致するように、LDチップLD1の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD1の光量制御と称す)される(期間T3)。
【0072】
なお、LDチップLD1の光量制御時にVref=Vref0としたのは、感光体の要求光量をVref0としたためであり、このLDチップLD1の光量制御の制御値であるVref0に相当する光量が、本発明の第3の光量に対応する。
【0073】
このLDチップLD1の光量制御では、LDチップLD1の出力光量とLDチップLD2の出力光量とが足し合わせされて受光素子PDによりモニタされ、LDチップLD2からはLDチップLD2の光量制御後の光量、すなわちVrefα=(Vref0)/2(=0.3V)に相当する光量が出力されているので、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0と略一致するようにLDチップLD1の光量を制御することにより、LDチップLD1の出力光量をVref−Vrefα=(Vref0)/2(=0.3V)に相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/2に相当する光量に合わせることができる。
【0074】
このLDチップLD1の光量制御後は、画像信号DATA2をLレベルに、光量制御信号Pcont1をHレベルに戻す。その後は、図5では省略するが、SOS信号から所定タイミング経過したら、画像信号DATA1、DATA2をLDD120へ供給して、LDチップLD1、LD2を画像信号に基づいて点灯させる。これより、LDチップLD1はLDチップLD1の光量制御後の光量、LDチップLD2はLDチップLD2の光量制御後の光量で、すなわち、両者とも感光体10の必要光量の半分の光量で、画像信号DATA1、DATA2に基づいて点灯されることになる。
【0075】
このようにMultiモード選択時にマルチレーザダイオード102の光量制御を行うことで、LDチップLD1、LD2の出力光量を、LDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)よりも小さい所望の光量(上記例では感光体10の必要光量の1/2)にそれぞれ制御することができる。すなわちLDD120に光量可変範囲を切換える切換え手段を設けずとも、従来より光走査装置100において、マルチレーザダイオード102の点灯を制御するためにLDD120に供給される一般的な制御信号(基準電圧Vref、光量制御信号Pcont1、Pcont2、画像信号DATA1、DATA2)の信号値や出力タイミングの制御のみで、LDD120の光量可変範囲を広げることができる。
【0076】
なお、上記では、発光点としてのLDチップを2つ備えたマルチレーザダイオード(いわゆるDual LD)を光源として用い、高解像度時にはMultiモードを選択して2本の光ビームで同時走査する光走査装置100を例に説明したが、本発明は、発光点及び同時走査時の光ビームの本数をこれに限定されるものではない。
【0077】
[変形例]
次に、第1の実施の形態の変形例として、4つのLDチップを備えたマルチレーザダイオードを光源として用い、高解像度時には、Multiモードを選択して、4本の光ビームで同時走査する場合について説明する。なお、以下では、第1の実施の形態と同一の部材については同一の符号を付与し、以下では詳細な説明を省略する。
【0078】
この場合の光走査装置100は、図6に示すように、マルチレーザダイオード102がLDチップLD1、LD2、LDチップLD3、LDチップLD4の4つのLDチップを備え、制御回路122からLDD120には、LDチップLD1〜4を光量制御するための光量制御信号Pcont1〜4、画像データに基づいて点灯させるための画像信号DATA1〜4が供給される点が第1の実施の形態と異なる。なお、各信号の符号末尾の数字(1〜4)は、対応するLDを示す。
【0079】
このような光走査装置100では、Multiモード選択時には、図7に示す如く光量制御を行えばよい。なお、Multiモードのときは、Singleモードのときの1/4の光量に各LDの出力光量を制御する必要があり、以下では、感光体の必要光量をLDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)とした場合を説明する。
【0080】
図7に示すように、Multiモード選択時には、まず、基準電圧VrefをLDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)とした状態で、SOS信号(図7では省略)から所定タイミング経過後に、光量制御信号Pcont1をHレベルからLレベルにする。
【0081】
これにより、光量制御信号Pcont1の立下りからLDチップLD1の点灯が開始され、受光素子PDによりその出力光量がモニタされて、モニタ電圧が基準電圧Vref、すなわちVref0と略一致するように、LDチップLD1の出力光量が制御(この光量制御を初期光量制御と称す)される(期間T1)。
【0082】
初期光量制御後は、光量制御信号Pcont1をHレベルに戻し、基準電圧Vrefの値を各LDの設定光量に相当する分Vrefβだけ増加させる。すなわちVref=Vref0+Vrefβに設定される。なお、感光体の必要光量をLDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)とした場合、前述したようにMultiモードでは、Singleモードのときの1/4の光量に各LDの出力光量を制御する必要があるので、Vrefβ=(Vref0)/4(=0.15V)となる。
【0083】
このように基準電圧Vref値を切換えた後、画像信号DATA1をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont2をLレベルにする。これにより、画像信号DATA1の立ち上がりから、LDチップLD1が前述の初期光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont2の立下りからLDチップLD2の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するように、LDチップLD2の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD2の光量制御と称す)される(期間T21)。
【0084】
このLDチップLD2の光量制御では、LDチップLD1の出力光量とLDチップLD2の出力光量とが足し合わせされて受光素子PDによりモニタされ、LDチップLD1からは初期制御後の光量、すなわちVref0に相当する光量が出力されているので、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するようにLDチップLD2の光量を制御することにより、LDチップLD2の出力光量をVrefβに相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/4に相当する光量に合わせることができる。
【0085】
LDチップLD2の光量制御後は、画像信号DATA1をLレベルに、光量制御信号Pcont2をHレベルに戻す。また、基準電圧Vrefの値は切換えずに、そのままの値、すなわちVref=Vref0+Vrefβの設定を維持する。
【0086】
そして、画像信号DATA1をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont3をLレベルにする。これにより、LDチップLD2の光量制御のときと同様に、画像信号DATA1の立ち上がりから、LDチップLD1が前述の初期光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont3の立下りからLDチップLD3の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するように、LDチップLD2の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD3の光量制御と称す)される(期間T22)。
【0087】
このLDチップLD3の光量制御により、LDチップLD2の光量制御と同様に、LDチップLD1からは初期制御後の光量が出力されている状態で、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するようにLDチップLD3の光量が制御されるので、LDチップLD3の出力光量をVrefβに相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/4に相当する光量に合わせることができる。
【0088】
LDチップLD3の光量制御後は、画像信号DATA1をLレベルに、光量制御信号Pcont3をHレベルに戻す。また、基準電圧Vrefの値は切換えずに、そのままの値、すなわちVref=Vref0+Vrefβの設定を維持する。
【0089】
そして、画像信号DATA1をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont4をLレベルにする。これにより、LDチップLD2の光量制御のときと同様に、画像信号DATA1の立ち上がりから、LDチップLD1が同様に初期光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont4の立下りからLDチップLD4の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するように、LDチップLD4の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD4光量制御と称す)される(期間T23)。
【0090】
このLDチップLD4光量制御により、LDチップLD2の光量制御と同様に、LDチップLD1からは初期制御後の光量が出力されている状態で、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0+Vrefβと略一致するようにLDチップLD4の光量が制御されるので、LDチップLD3の出力光量をVrefβに相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/4に相当する光量に合わせることができる。
【0091】
LDチップLD4の光量制御後は、画像信号DATA1をLレベルに、光量制御信号Pcont4をHレベルに戻すと共に、基準電圧Vrefの値を、感光体の必要光量であるVref0に切換える。すなわちVref=Vref0(=0.6V)に設定される。
【0092】
そして、画像信号DATA2、DATA3、DATA4をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont1をLレベルにする。
【0093】
これにより、画像信号DATA2、DATA3、DATA4の立ち上がりから、LDチップLD2、LD3、LD4が前述したそれぞれの光量制御後の光量で点灯されると共に、光量制御信号Pcont1の立下りからLDチップLD1の点灯が開始され、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0と略一致するように、LDチップLD1の出力光量が制御(この光量制御をLDチップLD1の光量制御と称す)される(期間T3)。
【0094】
このLDチップLD1の光量制御では、LDチップLD1〜LD4の出力光量が足し合わされて受光素子PDによりモニタされ、LDチップLD2、LD3、LD4からはそれぞれの光量制御後の光量、すなわちVrefβ=(Vref0)/4(=0.15V)に相当する光量が出力されているので、モニタ電圧が基準電圧Vref=Vref0(=0.6V)と略一致するようにLDチップLD1の光量を制御することにより、LDチップLD1の出力光量をVref−3Vrefβ=(Vref0)/4(=0.15V)に相当する光量、すなわち感光体の必要光量の1/4に相当する光量に合わせることができる。
【0095】
LDチップLD1の光量制御後は、画像信号DATA2、DATA3、DATA4をLレベルに、光量制御信号Pcont1をHレベルに戻し、その後、図5では省略するが、SOS信号から所定タイミング経過したら、画像データに基づいて生成した画像信号DATA1〜4をLDD120へ供給して、LDチップLD1〜LD4を画像信号に基づいて点灯させる。これより、LDチップLD1〜LD4が、それぞれの光量制御後の光量、すなわち、それぞれ感光体10の必要光量の1/4の光量で画像信号DATA1〜4に基づいて点灯されることになる。
【0096】
このようにマルチレーザダイオード102の光量制御を行うことで、LDチップLD1〜LD4の出力光量を、LDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)よりも小さい所望の光量(上記例では感光体10の必要光量の1/4)にそれぞれ制御することができる。
【0097】
なお、上記では、一例として、4個の発光点数を備えたマルチビームアレイを用い、Multiモード選択時に同時走査される光ビームの本数が4つの場合を説明したが、発光点数が3個、或いは5個以上の場合にも同様に制御を行えばよい。すなわち、N個(Nは3以上の整数)の発光点LDチップLD1〜LDNを備え、N本の光ビームで同時走査を行う場合には、上記で説明したLDチップLD2の光量制御と同等の制御をLDチップLD3〜LDNについて繰返し実行し、LDチップLD2〜LDNの光量制御が終了した後、LDチップLD1の光量制御を行うようにすれば、LDチップLD1〜LDNをそれぞれ感光体10の必要光量の1/Nに相当する光量に制御することができる。
【0098】
すなわち、マルチレーザダイオードが備えているLDチップの個数に係わらず、LDD120に光量可変範囲を切換える切換え手段を備えずとも、LDD120の光量可変範囲を広げることができる。
【0099】
[第2の実施の形態]
ところで、上記第1の実施の形態では、受光素子PDが何れのLDチップからの出力ビームに対しても感度が等しい場合について説明したが、実際には、LDチップ毎に受光素子PDの受光感度にばらつきがある。
【0100】
第2の実施の形態では、この受光感度のばらつきを補正して光量制御を行う場合について説明する。なお、以下では、説明の簡便化のために、発光点としてのLDチップを2つ備えたマルチレーザダイオード(いわゆるDual LD)を光源として用いる場合を例に説明するが、発光点の数は2つ以上であれば幾つであってもよい。
【0101】
第2の実施の形態に係る光走査装置100は、図8に示すように、光量制御回路130内に、補正手段として、光量制御対象のLDチップに応じて受光素子PDの受光感度を補正する感度補正回路132を備えており、制御回路122から出力される基準電圧Vrefも、この感度補正回路132による感度補正に応じて補正される点が第1の実施の形態と異なる。なお、基準電圧Vrefの補正量については、図示は省略するが制御回路122内に予め記憶されているものとする。
【0102】
感度補正回路132による受光素子PDの感度補正方法については、特に限定されるものではなく、受光素子PDに同一の光量の光ビームが入射された場合に、モニタ電圧として表れる光量が該光ビームの出射元のLDチップによらずに略同一になるように調整できればよい。例えば、前述したように光量制御回路130では受光素子PDからの出力電流を電流電圧変換すると共に増幅してモニタ電圧を生成するので、このときの増幅率を変更することで、受光素子PDの感度を補正することが考えられる。また、例えば、受光素子PDの受光面側に透過率の異なるフィルタを出し入れすることで感度を補正することができる。
【0103】
また、光量制御対象のLDチップについては、光量制御信号Pcont1、2のうちアクティブレベルとされた光量制御信号により判別することができる。
【0104】
第2の実施の形態では、Multiモード選択時には、図9に示す如く光量制御を行えばよい。なお、図9は、受光素子PDが、LDチップLD1から出力された光ビームよりもLDチップLD2から出力された光ビームに対する感度の方が高い(受光素子PDの感度がLD1<LD2)とした場合の例に示している。この場合、感度補正回路132では、LDチップLD2の出力光量を制御する際に、LDチップLD1の出力光量を制御するときよりも受光素子PDの感度が低くなるように切換える。また、以下では、感光体の必要光量をLDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)とした場合を例に説明する。
【0105】
すなわち、図9に示すように、Multiモード選択時には、まず、第1の実施の形態と同様に、基準電圧Vref=Vref0(=0.6V)に設定した状態で、光量制御信号Pcont1をHレベルからLレベルにし、LDチップLD1を初期光量制御する(期間T1)。
【0106】
初期光量制御後は、光量制御信号Pcont1をHレベルに戻し、基準電圧Vrefの値を切換えた後、画像信号DATA1をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont2をLレベルにして、LDチップLD1を初期光量制御後の光量で点灯させながら、LDチップLD2の光量制御を行う(期間T2)。
【0107】
このとき、感度補正回路132により受光素子PDの感度がLDチップLD2用に低く切換えられているので、初期光量制御後の光量でLDチップLD1を点灯させていても、モニタ電圧に含まれるLDチップLD1の出力光量成分は低くなる(図9(A)参照)。LDチップLD1用の感度とLDチップLD2用の感度の比をγ:1(γ>1)とすると、Vref0−(Vref0)/γだけモニタ電圧に含まれるLDチップLD1の出力光量成分が低くなる。
【0108】
このため、LDチップLD2の光量制御時には、第1の実施の形態では基準電圧Vrefを感光体の要求光量の1/2に相当する分Vrefαだけ増加させたが、第2の実施の形態では、さらに受光素子PDの感度切換えによるモニタ電圧に含まれるLDチップLD1の出力光量成分の低下分だけ基準電圧Vrefを補正する必要がある。すなわち、Vref=Vref0+Vrefα−{Vref0−(Vref0)/γ}=Vrefα+(Vref0)/γ=(Vref0)/2+(Vref0)/γ、と基準電圧Vrefの値を切換えた後、LDチップLD2の光量制御が行われる。
【0109】
このように受光素子PDのLDチップLD1用からLDチップLD2用への感度切換えに応じて、基準電圧Vref値を補正した状態で、LDチップLD2の光量制御を行うことにより、高精度にLDチップLD2の光量制御を行うことができる。これにより、LDチップLD2の出力光量をVrefαに相当する光量、すなわち感光体の要求光量の1/2に相当する光量に制御される。
【0110】
LDチップLD2の光量制御後は、光量制御信号Pcont2をHレベルに戻し、基準電圧Vrefの値を切換えた後、画像信号DATA2をHレベルにすると共に、光量制御信号Pcont1をLレベルにして、LDチップLD2を光量制御後の光量で点灯させながら、LDチップLD1の光量制御を行う(期間T3)。
【0111】
このとき、感度補正回路132により受光素子PDの感度がLDチップLD2用に高く切換えられているので、光量制御後の光量でLDチップLD2を点灯させていても、モニタ電圧に含まれるLDチップLD2の出力光量成分は高くなる(図9(A)参照)。具体的には、γ×Vrefα−Vrefαだけモニタ電圧に含まれるLDチップLD2の出力光量成分が高くなる。
【0112】
このため、LDチップLD1の光量制御時には、第1の実施の形態では、基準電圧Vrefを感光体の要求光量に相当するVref0にしたが、第2の実施の形態では、さらに受光素子PDの感度切換えによるLDチップLD2の出力光量成分の増加分だけ基準電圧Vrefを補正する必要がある。すなわち、Vref=Vref0+(γ×Vrefα−Vrefα)=(Vref0)/2+γ×(Vref0)/2、と基準電圧Vrefの値を切換えた後、LDチップLD1の光量制御が行われる。
【0113】
このように受光素子PDのLDチップLD2用からLDチップLD1用への感度切換えに応じて、基準電圧Vref値を補正した状態で、LDチップLD1の光量制御を行うことにより、高精度にLDチップLD1の光量制御を行うことができる。これにより、LDチップLD1の出力光量をVref0−Vrefα=Vrefαに相当する光量、すなわち感光体の要求光量の1/2に相当する光量に制御される。
【0114】
このようにマルチレーザダイオード102の光量制御を行うことで、LDチップ毎に受光素子PDの受光感度にばらつきがあり、光量制御対象のLDチップに応じて受光素子PDの受光感度を補正する場合でも、各LDチップの出力光量をLDD120で光量制御できる設定値の下限値Vref0(=0.6V)よりも小さい所望の光量(上記例では感光体10の必要光量の1/2)にそれぞれ正確に制御することができる。
【0115】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、複数の光ビームを出力可能な光源を用いた光走査装置において、簡単な構成で光量可変範囲を変更することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係る光走査装置の概略構成図である。
【図2】 第1の実施の形態に係る光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図3】 制御回路から出力される各種制御信号及びLDチップの出力光量変化を示すタイミングチャート(A)と、制御信号の出力タイミングと光ビームの走査位置の関係を示す図(B)である。
【図4】 感光体に画像を形成するための必要光量範囲を説明するためのグラフである。
【図5】 第1の実施の形態に係るMultiモード選択時の光量制御で得られるモニタ光量を示すグラフ(A)と、制御信号のタイミングチャート(B)である。
【図6】 第1の実施の形態の変形例の光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図7】 図6の光走査装置のMultiモード選択時の光量制御で得られるモニタ光量を示すグラフ(A)と、制御信号のタイミングチャート(B)である。
【図8】 第2の実施の形態に係る光走査装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図9】 第2の実施の形態に係るMultiモード選択時の光量制御で得られるモニタ光量を示すグラフ(A)と、制御信号のタイミングチャート(B)である。
【図10】 従来のMultiモード選択時の光量制御で得られるモニタ光量を示すグラフ(A)と、制御信号のタイミングチャート(B)である。
【符号の説明】
100 光走査装置
102 半導体レーザ(マルチレーザダイオード)
108 ポリゴンミラー
110 スキャナモータ
116 光ビーム位置検出器
122 制御回路
124 画像処理装置
126 解像度切換えスイッチ
130 光量制御回路
132 感度補正回路
LD1〜4 LDチップ
PD 受光素子
DATA1〜4 画像信号
Pcont1〜4 光量制御信号
Vref 基準電圧
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device using a laser diode having a plurality of light emitting points and capable of outputting a plurality of light beams as a light source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical scanning device using a light beam of one light source (hereinafter abbreviated as “Single Beam”), scanning is generally performed by deflecting a light beam by a polygon mirror that rotates at high speed by rotational driving of a driving means such as a scanner motor. While irradiating the photosensitive material. In such an optical scanning device, the resolution is switched without degrading the processing capability by switching the rotation speed of the scanner motor in accordance with the resolution. Such a laser diode (hereinafter abbreviated as LD) that outputs a single beam is called a single beam LD.
[0003]
On the other hand, when the speed of the scanner motor is increased, there is a problem of noise and temperature rise, and the recent demand for higher speed and higher resolution cannot be met by the increased speed of the scanner motor. For this reason, a method of irradiating a plurality of light beams simultaneously in one scanning period has been proposed. The LD capable of outputting a plurality of light beams simultaneously includes a plurality of LD chips, and a plurality of light beams (hereinafter abbreviated as “Multi Beam”) can be output by turning on the plurality of LD chips. . An LD capable of lighting a plurality of LD chips is referred to as a multi-beam LD. However, when the resolution is switched using the multi-beam LD, the arrangement interval of the LD chips is constant, so that the desired resolution cannot be obtained only by changing the rotation speed of the scanner motor. In order to solve this problem, it has become necessary to switch the number of light beams to be irradiated to multiple / single.
[0004]
For this reason, in an optical scanning device using a multi-beam LD as a light source, the number of laser emission sources to be used is switched when the scanning density is switched (see Patent Document 1). Thus, by switching a plurality of laser emission sources according to the scanning density, the number of rotations of the polygon mirror can be suppressed to 10,000 rotations or less, for example. Therefore, the cost of the polygon mirror and the scanner motor can be prevented and the size can be reduced.
[0005]
By the way, generally, the required light amount of the photosensitive material per unit time is determined by the product of the process speed and the scan length. Since the scan length is not significantly changed if the photosensitive material is the same, the conventional Single BarmLD does not require a large change in the amount of light if the process speed does not change even if the resolution changes.
[0006]
However, when a multi-beam LD having N LDs is used and the resolution is switched by switching between Multi / Single lighting, the single lighting requires N times as much light as Multi lighting. In a general LD current driving element (hereinafter, abbreviated as LD DRIVER; LDD), a light amount variable range is determined, and there is no light amount variable range corresponding to both Multi / Single lighting. If the amount of light is not a corresponding amount, it is necessary to adjust the irradiation time until the required amount of light is reached, which hinders the speeding up of processing.
[0007]
As a technique for this purpose, conventionally, when switching the scanning density, there is a technique for switching the light amount variable range together with the number of laser sources to be used in synchronization with the scanning density switching signal (see Patent Document 2). Specifically, the light amount variable range is switched by switching the detection sensitivity of the light amount adjusting means for monitoring the output light amount of the LD.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-1-299042
[Patent Document 2]
JP 10-213771 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique, it is necessary to provide a switching means for switching the light amount variable range, and there is a problem that the number of lines for supplying a switching signal is increased and the circuit configuration becomes complicated.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of changing the light amount variable range of a light source capable of outputting a plurality of light beams with a simple configuration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an optical scanning device according to claim 1 is provided with a plurality of light emitting points and capable of outputting a plurality of light beams, and scanning the light beam output from the laser diodes. Scanning optical system,One light emitting point is provided for each of the plurality of light emitting points.Detecting means for detecting the output light quantity of the light source, and based on the detected light quantity by the detecting meansMultiple light emitting points eachDriving means for controlling the amount of light and lighting the laser diode;When the necessary light amount per light emitting point is less than the controllable light amount lower limit value, any one of the plurality of light emitting points is turned on, and the detected light amount is the first light amount equal to or greater than the lower limit value. After performing the light amount control of the one light emitting point so that the light emitting point is turned on, the light emitting points other than the one light emitting point are turned on in the state where the one light emitting point is turned on with the light amount after the light amount control. The light amount control of the light emitting points other than the one light emitting point is executed so that the detected light amount becomes the second light amount larger than the first light amount, and the light amount after the light amount control of the light emitting points other than the one light emitting point is performed. Control means for controlling the operation of the driving means so as to execute the light amount control of the one light emitting point so that the detected light amount becomes a third light amount equal to or larger than the lower limit value in a state where the light is turned on. I have.
[0012]
  In the above optical scanning device, as described in claim 2, there are a plurality of light emitting points other than the one light emitting point, and the control means emits light points other than the one light emitting point. Are sequentially turned on, and the light amount control of each light emitting point other than the one light emitting point is executed so that the detected light amount becomes the second light amount, and all the light emitting points other than the one light emitting point are respectively set. The one light emitting point is turned on with the light amount after the light amount control being turned on, and the light amount control of the one light emitting point is executed so that the detected light amount becomes a third light amount equal to or greater than the lower limit value. It is characterized by.
[0013]
  In the above optical scanning device, as described in claim 3,A correction unit that corrects the detection sensitivity of the detection unit according to a light emission point that is a light amount control target is further provided, and the control unit sets the correction amount by the correction unitThe light amount control of the light emission point of the light amount control target is executed so that the corresponding light emission amount is obtained.It is characterized by that.
[0014]
  In the above optical scanning device, as described in claim 4, the control unit is required for each light emitting point in accordance with a resolution switching signal indicating resolution switching indicating resolution switching. The amount of light is set.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an example of an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
[First embodiment]
FIG. 1 shows an optical scanning device 100 according to a first embodiment of the present invention. The optical scanning device 100 is mounted on an image forming apparatus including a cylindrical photosensitive member 10 that rotates in a direction indicated by an arrow A at a predetermined speed. The optical scanning device 100 scans a light beam in the axial direction of the photosensitive member 10 and moves on the photosensitive member 10. To form an electrostatic latent image. An image forming apparatus equipped with the optical scanning device 100 has a resolution switching function. In the following, an example in which the image resolution can be switched between 600 dpi and 1200 dpi will be described.
[0021]
As shown in FIG. 1, the optical scanning device 100 includes a semiconductor laser 102 as a light source. The semiconductor laser 102 is a so-called multilaser diode having two LD chips LD1 and LD2 (see FIG. 2) as light emitting points (hereinafter, the semiconductor laser is referred to as a multilaser diode). Output is possible. That is, the optical scanning device 100 according to the present embodiment can simultaneously scan two light beams output from the multi-laser diode 102. Note that these two light beams are illustrated in an overlapping manner because they are arranged in the front-rear direction in FIG.
[0022]
Specifically, the LD chips LD1 and LD2 are configured such that when two light beams output from each of the LD chips LD1 and LD2 are scanned onto the photoconductor 10 by a scanning optical system of the optical scanning device 100 described later, The center positions are spaced apart by 21 μm, which is a distance corresponding to an interval of 1200 dpi, so as to be shifted in the sub-scanning direction (direction of arrow A which is the rotation direction of the photoconductor 10) perpendicular to the scanning direction of the light beam. Yes. In other words, the optical scanning device 100 can simultaneously scan the photosensitive member 10 by shifting two light beams by 21 μm in the sub-scanning direction.
[0023]
In addition, the multi-laser diode 102 is provided with a light receiving element PD (see FIG. 2) that detects a part of the light beam output from the multi-laser diode 102 (for example, a light beam output rearward) as detection means. Yes. The light receiving element PD outputs a current proportional to the detected light amount, that is, the output light amount of the multi-laser diode 102 by photoelectric conversion. The output light quantity of the multi-laser diode 102 can be grasped from the output of the light receiving element PD.
[0024]
In addition, the optical scanning device 100 includes the following scanning optical system configured to include a polygon mirror 108 as a deflecting unit. That is, the collimator lens 104 and the cylinder lens 106 are sequentially arranged on the downstream side in the traveling direction of the light beam emitted from the multi-laser diode 102. The collimator lens 104 converts the light beam emitted from the multi-laser diode 102 from a diffused beam to a parallel beam. The light beam converted into parallel rays by the collimator lens 104 is incident on the polygon mirror 108 via the cylinder lens 106.
[0025]
The polygon mirror 108 is formed in a regular polygonal shape (a regular octagon in this embodiment) having a plurality of reflecting surfaces 108A on its side surface, and the light beam is converged on the reflecting surface 108A by the cylinder lens 106. It is designed to be incident. The cylinder lens 106 also has a role of correcting surface tilt of each reflecting surface 108A.
[0026]
The polygon mirror 108 is rotated at a constant speed in the direction of arrow B about the rotation shaft 108B by the rotational drive of the scanner motor 110 (see FIG. 2). By this rotation, the incident angle of the light beam on each reflecting surface 108A is continuously changed and deflected. Accordingly, the photoconductor 10 is irradiated with a light beam by scanning in the axial direction of the photoconductor 10 (arrow C direction).
[0027]
In the traveling direction of the light beam reflected by the polygon mirror 108, an fθ lens 112 composed of a first lens 112A and a second lens 112B is sequentially arranged. The light beam reflected by the polygon mirror 108 passes through the fθ lens 112 and is irradiated onto the photoconductor 10. At this time, the fθ lens 112 makes the scanning speed when irradiating the photoconductor 10 with the light beam uniform, and the imaging point is formed on the peripheral surface of the photoconductor 10. With such a scanning optical system, the optical scanning device 100 can form an image of the light beam emitted from the multi-laser diode 102 on the photosensitive member and scan it at a constant speed.
[0028]
The image forming apparatus on which the optical scanning device 100 is mounted generally includes a charging device, a developing device, a transfer device, a fixing device, and the like together with the photoconductor 10, and the photoconductor 10 that is uniformly charged by the charging device is exposed to light. The scanning device 100 irradiates the light beam while performing main scanning as described above, and performs sub-scanning by rotating the photoconductor 10 in the direction of arrow A to form an electrostatic latent image on the photoconductor 10. Then, the formed electrostatic latent image is developed by a developing device, the developed toner image is transferred to an image recording medium such as paper by a transfer device, subjected to fixing processing by a fixing device, and then removed from the image forming device. Discharge. Thereby, an image recording medium on which an image is recorded can be obtained.
[0029]
Further, in the optical scanning device 100, a mirror 114 is disposed between the fθ lens 112 and the photoconductor 10, at a position corresponding to the head portion of the scanning locus V of the light beam on the photoconductor 10. Further, a light beam position detector 116 for detecting light by a photo detector or the like is disposed as a scanning timing detection means at a position substantially equivalent to the photosensitive member 10 in the reflection direction of the mirror 114. That is, the light beam at the head of the scanning locus among the light beams that scan the photoconductor 10 is reflected by the mirror 114 and guided to the light beam position detector 116. As a result, each time the light beam output from the multi-laser diode 102 scans the photosensitive member 10 in the axial direction, the leading light beam to be irradiated on the photosensitive member 10 is incident on the light beam position detector 116. Will be.
[0030]
The light beam position detector 116 outputs a signal (SOS signal) indicating the scanning start timing for each scanning of the light beam to the photoconductor 10 by the light scanning device 100 by detecting the incident light, and the incident light beam. The amount of light is also detected.
[0031]
Next, the configuration of the electric system for driving the optical scanning device 100 will be described with reference to FIG.
[0032]
As shown in FIG. 2, the multi-laser diode 102 controls the overall operation of the optical scanning device 100 via a drive circuit (hereinafter referred to as LDD) 120 as a drive means for driving (lighting) the multi-laser diode 102. It is connected to a control circuit 122 that functions as a control means of the invention.
[0033]
The control circuit 122 is connected to the image processing device 124 and the resolution changeover switch 126. The image processing device 124 outputs image data to be formed by the image forming device to the control circuit 122. The resolution changeover switch 126 outputs to the control circuit 122 a resolution signal for executing the changeover of the resolution (600 dpi / 1200 dpi) of an image formed by predetermined scanning. The image processing device 124 and the resolution changeover switch 126 are mounted on the image processing device on which the optical scanning device 100 is mounted. When the optical scanning device 100 is mounted on the image forming device, the control circuit 122 and the image processing device 126 are processed. The device 124 and the resolution changeover switch 126 are connected.
[0034]
The control circuit 122 is also connected to the above-described light beam position detector 116 in the optical scanning apparatus 100, and the SOS signal output from the light beam position detector 116 is also input.
[0035]
The control circuit 122 generates various control signals and supplies them to the LDD 120 so that an image based on the image data is formed on the photoconductor 10 according to the image data, the resolution signal, and the SOS signal. The lighting of 102 is controlled. Specifically, the control signals supplied from the control circuit 122 to the LDD 120 include the enable signal ENB, the reference voltage Vref, the light amount control signals Pcont1, Pcont2, and the image signals DATA1, DATA2. These control signals are generally supplied to the LDD 120 in order to control the lighting of the multi-laser diode 102.
[0036]
The numbers (1, 2) at the end of the sign of the light quantity control signals Pcont1 and Pcont2 and the image signals DATA1 and DATA2 represent the corresponding LD chips LD1 and LD2. In the case where there is no particular distinction, the numerals at the end of the reference numerals are omitted.
[0037]
The enable signal ENB is a signal that permits the operation of the LDD 120. In the present embodiment, the operation of the LDD 120 is permitted when it is at the L level, and the operation of the LDD 120 is stopped when it is at the H level.
[0038]
The LDD 120 can drive the LD chips LD1 and LD2 by supplying a drive current to the LD chips LD1 and LD2 of the multi-laser diode 102 only during a period when the operation is permitted by the enable signal ENB. The LD chips LD1 and LD2 emit light with a light amount corresponding to the supplied drive current, and thereby a light beam is output from the multi-laser diode 102. Note that the output light quantity at this time is monitored by the light receiving element PD, and a current corresponding to the output light quantity is input to the LDD 120 from the light receiving element PD.
[0039]
The LDD 120 uses a current corresponding to the output light amount input from the light receiving element PD to control the light amount (output light amount) of the light beam output from each of the light emitting chips LD1 and LD2 of the multi-laser diode 102. A control circuit 130 is provided.
[0040]
Specifically, the light amount control circuit 130 converts the output from the light receiving element PD into a current voltage and amplifies it to generate a monitor voltage. The generated monitor voltage is compared with the reference voltage Vref supplied from the control circuit 122, and the drive current value supplied to the LD chips LD1 and LD2 is adjusted so that the two coincide with each other. Control. Accordingly, the control circuit 122 can change the output light amount by changing the value of the reference voltage Vref as long as it is within the light amount variable range of the LDD 120.
[0041]
The light quantity control signal Pcont is a signal for causing the LDD 120 to start the light quantity control of the LD chips LD1 and LD2 by the light quantity control circuit 130. When the light quantity control signal Pcont1 is at the active level (L level in this embodiment), the LDD 120 turns on the LD chip LD1 to control the light quantity of the LD chip LD1, and the light quantity control signal Pcont2 is at the active level (this embodiment). In the embodiment, the light intensity of the LD chip LD2 is controlled by turning on the LD chip LD2.
[0042]
Here, as shown in FIG. 2, the multi-laser diode 102 generally includes only one light receiving element PD, and the LDD 120 cannot control the light quantity of the LD chip LD1 and the LD chip LD2 simultaneously. For this reason, the control circuit 122 supplies different light quantity control signals Pcont1 and Pcont2 between the LD chip LD1 and the LD chip LD2, and controls the light quantity control timing so that the LD chips LD1 and LD2 are not simultaneously controlled. Yes.
[0043]
The image signal DATA is a signal for turning on and off the LD chips LD1 and LD2 based on the image data input from the image processing device 124. When the image signal DATA1 is at an active level (H level in the present embodiment), the LDD 120 supplies the LD chip LD1 with a drive current having a value adjusted by the light amount control so that the LD chip LD1 has a light amount after the light amount control. Make it emit light. In addition, when the image signal DATA2 is at an active level (H level in the present embodiment), the LDD 120 supplies a drive current having a value adjusted by light amount control to the LD chip LD2, and the LD chip LD2 is subjected to the above light amount control. The light is emitted with the amount of light. The image signals DATA1 and DATA2 are effective when the light quantity control signals Pcont1 and Pcont2 of the corresponding LD chips LD1 and LD2 are at the non-active level (H level in the present embodiment).
[0044]
As shown in FIG. 3A, the control circuit 122 outputs the light amount control signals Pcont1 and Pcont2 and the image signals DATA1 and DATA2 after a predetermined time elapses from the input of the SOS signal. The lighting timing by the signal is shifted. That is, in the control circuit 122, in synchronization with the SOS signal, the light quantity control start timing of the LD chips LD1 and LD2, and the image writing timing to the photoconductor 10 by the output of the light beam based on the image data from the LD chips LD1 and LD2. Is controlling. As a result, the light quantity of the LD chip at the timing when the light beam scans the non-image forming area 202 outside the image forming area 200 in which an image is written on the photoconductor 10 by lighting based on image data within one scanning period of the light beam. Control is performed (see FIG. 3B).
[0045]
Here, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the resolution signal is input from the resolution changeover switch 126 as described above. When the resolution is changed by a predetermined operation of the resolution changeover switch 126, after the changeover. A resolution signal indicating the resolution is input to the control circuit 122. The control circuit 122 selects either the single mode with one output beam or the multi mode with two output beams according to the resolution indicated by the input resolution signal, and switches the mode. It is like that.
[0046]
When the single mode is selected, the control circuit 122 generates the image signal DATA1 based on the input image data and supplies it to the multi-laser diode 102 in synchronization with the SOS signal. As a result, in the optical scanning device 100, only the LD chip LD1 (or LD chip LD2) of the multi-laser diode 102 is turned on based on the image data, and one output from the LD chip LD1 (or LD chip LD2) is output. The photosensitive member 10 is scanned and exposed by the output beam, and an image is written on the photosensitive member 10 for each scanning line. Thus, the scanning interval when there is one output beam is 42 μm corresponding to 600 dpi.
[0047]
When the Multi mode is selected, the control circuit 122 generates the image signal DATA1 and the image signal DATA2 alternately for each scanning line based on the input image data, and the generated image signal DATA1 and image signal DATA2 are used as the SOS signal. Synchronously supplied to the multi-laser diode 102. Thereby, in the optical scanning device 100, the LD chip LD1 and the LD chip LD2 of the multi-laser diode 102 are turned on based on the image data of the scanning lines adjacent to each other, and the two output from the LD chip LD1 and LD chip LD2 are output. The photosensitive member 10 is scanned and exposed by the output beam, and an image is written on the photosensitive member 10 by two scanning lines for each scan. Thus, the scanning interval when there are two output beams is 21 μm corresponding to 1200 dpi.
[0048]
That is, the resolution of the image written on the photoconductor 10 can be switched by selecting the Single mode when the resolution indicated by the resolution signal is 600 and selecting the Multi mode when the resolution signal is 1200 dpi.
[0049]
Further, as shown in FIG. 2, a scanner motor 110 is also connected to the control circuit 122. The control circuit 122 controls the driving of the scanner motor 110, that is, the rotation of the polygon mirror 108 and the rotation speed thereof.
[0050]
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, an outline of the optical scanning device 100 will be described.
[0051]
In the optical scanning device 100, the scanner motor 110 is driven to rotate the polygon mirror 108 at a constant speed at a predetermined speed. When the polygon mirror 108 is rotated at a constant speed, the enable signal ENB is set to L level by the control circuit 122, and the driving of the LDD 120 is permitted. As a result, the multi-laser diode 102 (LD chips LD1, LD2) can be turned on. The multi-laser diode 102 is turned on so that the light beam is incident on the light beam position detector 116. As a result, an SOS signal is obtained for each scan of the light beam.
[0052]
In the optical scanning device 100, in detail, in accordance with the resolution signal from the resolution changeover switch 126, when the resolution signal indicates 600 dpi, the single mode with one output beam is selected and 1200 dpi is indicated. If it is, the Multi mode with two output beams is selected.
[0053]
Then, in the optical scanning device 100, in synchronization with the SOS signal, the single mode is set so that the light amount corresponds to the reference voltage Vref at the timing when the light beam scans the non-image forming region 202 in one scanning period. When selected, the light quantity control signal Pcont1 is set to L level to execute light quantity control of the LD chip LD1, and when the Multi mode is selected, the light quantity control signals Pcont1 and Pcont2 are set to L level to execute light quantity control of the LD chips LD1 and LD2. .
[0054]
However, when the Multi mode is selected, the light quantity control of the LD chips LD1 and LD2 cannot be performed simultaneously because the multi-laser diode 102 has only one light receiving element PD. Therefore, as shown in FIG. 3A, the light quantity control of the LD chips LD1 and LD2 is performed by shifting the timing at which the light quantity control signals Pcont1 and Pcont2 are set to the L level. FIG. 3 shows an example in which the light amount control is performed in the order of the LD chip LD2 and the LD chip LD1. FIG. 3 also uses the light beam output from the lit LD chip LD1 for light quantity control to obtain the SOS signal.
[0055]
Then, after the light amount control is completed, when the single mode is selected, the image signal DATA1 of each scanning line is generated based on the image data input from the image processing device 124, and is output to the LDD 120 in synchronization with the SOS signal. In the LDD 120, the LD chip LD1 of the multi-laser diode 102 is turned on based on the input image signal DATA1. Accordingly, the LD chip LD1 is turned on based on the image data, and one light beam modulated based on the image data is output from the multi-laser diode 102.
[0056]
On the other hand, when the Multi mode is selected, the image signal DATA1 and the image signal DATA2 are alternately generated for each scanning line based on the image data input from the image processing device 124, and output to the LDD 120 in synchronization with the SOS signal. . In the LDD 120, the LD chips LD1 and LD2 of the multi-laser diode 102 are turned on based on the input image signals DATA1 and DATA2, respectively. As a result, the LD chips LD1 and LD2 are turned on based on image data of scanning lines adjacent to each other, and two light beams modulated based on the image data are output from the multi-laser diode 102.
[0057]
The output beam from the multi-laser diode 102 is irradiated while scanning the photoconductor 10 via the scanning optical system of the optical scanning device 100. As a result, the photosensitive member 10 is scanned and exposed by the light beam modulated based on the image data, and the photosensitive member 10 is scanned one scanning line at a time when the single mode is selected and two scanning lines when the multi mode is selected. An image is written (an electrostatic latent image is formed).
[0058]
As described above, the optical scanning device 100 performs lighting based on image data after performing light amount control for each scanning line. As a result, it is possible to scan and expose the photoconductor 10 with a light beam having a stable amount of light and write an image.
[0059]
Here, when the resolution is switched to one (Single) when the resolution is 600 dpi and to two (Multi) when the resolution is 1200 dpi, the required light amount of the photoreceptor and the LDD The relationship of the light quantity variable range is shown in FIG. Note that FIG. 4 shows the required amount of light required by the photoconductor for image formation of 3 to 10 nj / mm.2This is an example of the case.
[0060]
As shown in FIG. 4, when the resolution is switched by switching between single / multi modes, an image is formed with two light beams at 1200 dpi. Therefore, the necessary light amount per light beam, that is, per LD chip. The required light quantity may be ½ of 600 dpi formed by one light beam. Specifically, in the case of 600 dpi, 3 to 10 nj / mm2It is sufficient to set the reference voltage Vref corresponding to the light quantity within the range of the light beam and control the light quantity of the light beam, but in the case of 1200 dpi, it is 1.5 to 5 nj / mm, which is half of that.2It is necessary to set the light quantity of each light beam by setting the reference voltage Vref corresponding to the light quantity within the range of.
[0061]
Here, the light quantity variable range of the LDD 120 is 3 to 10 nj / mm.2If the range (controllable range) of the reference voltage Vref corresponding to this light quantity range is 0.6 to 2.0 V, the reference voltage Vref is less than 0.6 V at 1200 dpi, that is, 3 nj / mm.2If it is less than this, the amount of light cannot be controlled.
[0062]
For reference, in the prior art, when the Multi mode is selected, the sensitivity of the light receiving element PD is increased (for example, doubled) to expand the variable light amount range to the low light amount region side. As a result, as shown in FIG. 10, even if the amount of light is less than 0.6V, the monitor voltage can be made 0.6V or more, and the output amount of light from the LD chips LD1 and LD2 is less than 0.6V. 3nj / mm2The light intensity was controlled to less than FIG. 10 shows a monitor voltage (A) obtained by monitoring the amount of light output from the multi-laser diode 102 by the light receiving element PD, and when the light beam during one scanning period is scanning the non-image forming area. The timing chart (B) of the control signal output from the control circuit 122 is shown.
[0063]
On the other hand, in the optical scanning device of this embodiment, when the resolution is 1200 dpi, that is, when the Multi mode is selected, the light amount control of the multi-laser diode 102 is performed as shown in FIG. FIG. 5 shows a monitor voltage (A) obtained by monitoring the amount of light output from the multi-laser diode 102 by the light receiving element PD, and when the light beam during one scanning period is scanning the non-image forming area. The timing chart (B) of the control signal output from the control circuit 122 is shown. As described above, in the Multi mode, the output light amount from each LD chip needs to be ½ of the necessary light amount required to form an image on the photoconductor 10, and FIG. The lower limit value of the amount of light that can be controlled by the LDD 120 is the required amount of light of the photoconductor 10, and the reference voltage corresponding to the amount of light is Vref0 (= 0.6 V). In the following description, specific reference voltage values are shown in parentheses.
[0064]
That is, as shown in FIG. 5, when the Multi mode is selected, first, the reference voltage Vref is set to Vref0 corresponding to the lower limit value of the amount of light that can be controlled by the LDD 120. That is, Vref = Vref0 (= 0.6V) is set. With the reference voltage Vref set in this way, the light quantity control signal Pcont1 is changed from H level to L level after a predetermined timing has elapsed from the SOS signal (not shown in FIG. 5). Note that the set value of the reference voltage Vref at this time may be a value within 0.6 to 2.0 V corresponding to the light amount range controllable by the LDD 120.
[0065]
Thereby, the lighting of the LD chip LD1 is started from the fall of the light amount control signal Pcont1, the output light amount is monitored by the light receiving element PD, and the monitor voltage substantially coincides with the reference voltage Vref = Vref0 (= 0.6V). As described above, the output light amount of the LD chip LD1 is controlled (this light amount control is referred to as initial light amount control) (period T1). The light amount corresponding to Vref0, which is the control value of this initial light amount control, corresponds to the first light amount of the present invention.
[0066]
After the initial light amount control, the light amount control signal Pcont1 is returned to the H level, and the value of the reference voltage Vref is increased by Vrefα corresponding to 1/2 of the required light amount of the photosensitive member. Specifically, in this example, since the required light amount of the photosensitive member is a light amount corresponding to Vref0, Vrefα = (Vref0) / 2 (= 0.3V), and Vref = Vref0 + Vrefα (= 0.9V) is set. The Note that Vrefα can be set to any value as long as it is ½ or more of the lower limit value of the light quantity controllable by the LDD 120 and less than the lower limit value.
[0067]
After switching the reference voltage Vref in this way, the image signal DATA1 is set to H level and the light quantity control signal Pcont2 is set to L level. As a result, the LD chip LD1 is turned on with the light quantity after the initial light quantity control described above from the rising edge of the image signal DATA1, and the lighting of the LD chip LD2 is started from the falling edge of the light quantity control signal Pcont2, and the monitor voltage is set to the reference voltage. The output light amount of the LD chip LD2 is controlled (this light amount control is referred to as light amount control of the LD chip LD2) so as to substantially match Vref = Vref0 + Vrefα (period T2). Note that a light amount corresponding to Vref0 + Vrefα, which is a control value of the light amount control of the LD chip LD2, corresponds to the second light amount of the present invention.
[0068]
In the light amount control of the LD chip LD2, the output light amount of the LD chip LD1 and the output light amount of the LD chip LD2 are added and monitored by the light receiving element PD, and the light amount after the initial control, that is, Vref0 is equivalent to the LD chip LD1. Since the amount of light emitted from the LD chip LD2 is controlled so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefα, the amount of light output from the LD chip LD2 corresponds to the amount of light equivalent to Vrefα. Can be adjusted to a light amount corresponding to ½ of the required light amount.
[0069]
In the above-described initial light amount control, the light amount of the LD chip LD1 is controlled with the set value of the reference voltage Vref being Vref0 in order to maximize the controllable light amount range in the light amount control of the LD chip LD2. .
[0070]
After the light amount control of the LD chip LD2, the image signal DATA1 is returned to the L level, the light amount control signal Pcont2 is returned to the H level, and the reference voltage Vref is switched to a voltage value corresponding to the required light amount of the photoconductor 10. In the example of FIG. 5, the lower limit value Vref0 (= 0.6V) of the setting value that can be controlled by the LDD 120 is used as the required light amount of the photoconductor 10, so the value of the reference voltage Vref is returned to Vref0. That is, Vref = Vref0 is set.
[0071]
After switching the reference voltage Vref in this way, the image signal DATA2 is set to H level and the light quantity control signal Pcont1 is set to L level. Thereby, the LD chip LD2 is turned on with the light amount after the light amount control of the LD chip LD2 from the rising edge of the image signal DATA2, and the lighting of the LD chip LD1 is started from the falling edge of the light amount control signal Pcont1. Is controlled so that the output voltage of the LD chip LD1 substantially coincides with the reference voltage Vref = Vref0 (this light amount control is referred to as light amount control of the LD chip LD1) (period T3).
[0072]
The reason why Vref = Vref0 is set when the light amount of the LD chip LD1 is controlled is that the required light amount of the photoreceptor is Vref0, and the light amount corresponding to Vref0 which is the control value of the light amount control of the LD chip LD1 is the present invention. This corresponds to the third light quantity.
[0073]
In this light quantity control of the LD chip LD1, the output light quantity of the LD chip LD1 and the output light quantity of the LD chip LD2 are added together and monitored by the light receiving element PD. From the LD chip LD2, the light quantity after the light quantity control of the LD chip LD2, That is, since a light amount corresponding to Vrefα = (Vref0) / 2 (= 0.3 V) is output, by controlling the light amount of the LD chip LD1 so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0, The output light amount of the LD chip LD1 can be adjusted to a light amount corresponding to Vref−Vrefα = (Vref0) / 2 (= 0.3V), that is, a light amount corresponding to ½ of the required light amount of the photoconductor.
[0074]
After the light quantity control of the LD chip LD1, the image signal DATA2 is returned to the L level and the light quantity control signal Pcont1 is returned to the H level. Thereafter, although not shown in FIG. 5, when a predetermined timing elapses from the SOS signal, the image signals DATA1 and DATA2 are supplied to the LDD 120, and the LD chips LD1 and LD2 are turned on based on the image signal. As a result, the LD chip LD1 is the light quantity after the light quantity control of the LD chip LD1, and the LD chip LD2 is the light quantity after the light quantity control of the LD chip LD2, that is, both are half the required light quantity of the photoconductor 10 and the image signal. It is turned on based on DATA1 and DATA2.
[0075]
As described above, by controlling the light amount of the multi-laser diode 102 when the Multi mode is selected, the output light amount of the LD chips LD1 and LD2 is desired to be smaller than the lower limit value Vref0 (= 0.6V) of the set value that can be controlled by the LDD 120. (In the above example, it can be controlled to be 1/2 of the required light amount of the photosensitive member 10). In other words, a conventional control signal (reference voltage Vref, light amount) supplied to the LDD 120 in order to control the lighting of the multi-laser diode 102 in the optical scanning device 100, without providing a switching means for switching the light amount variable range in the LDD 120. The light quantity variable range of the LDD 120 can be widened only by controlling the signal values and output timing of the control signals Pcont1, Pcont2, and the image signals DATA1, DATA2).
[0076]
In the above, an optical scanning device that uses a multi-laser diode (so-called Dual LD) having two LD chips as light emitting points as a light source, selects the Multi mode at the time of high resolution, and simultaneously scans with two light beams. Although 100 has been described as an example, the present invention is not limited to the light emitting point and the number of light beams at the time of simultaneous scanning.
[0077]
[Modification]
Next, as a modification of the first embodiment, a multi-laser diode including four LD chips is used as a light source, and at the time of high resolution, the Multi mode is selected and simultaneous scanning with four light beams is performed. Will be described. In the following description, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted below.
[0078]
In the optical scanning device 100 in this case, as shown in FIG. 6, the multi-laser diode 102 includes four LD chips of LD chips LD1, LD2, LD chip LD3, and LD chip LD4. The difference from the first embodiment is that light amount control signals Pcont1 to Pcont4 for controlling the light amount of the LD chips LD1 to LD4 and image signals DATA1 to DATA4 for lighting based on image data are supplied. The numbers (1-4) at the end of the sign of each signal indicate the corresponding LD.
[0079]
In such an optical scanning device 100, when the Multi mode is selected, light amount control may be performed as shown in FIG. In the Multi mode, it is necessary to control the output light amount of each LD to ¼ the light amount in the Single mode. In the following, the lower limit value of the set value that allows the LDD 120 to control the required light amount of the photoconductor A case where Vref0 (= 0.6 V) is described.
[0080]
As shown in FIG. 7, when the Multi mode is selected, first, the reference voltage Vref is set to the lower limit value Vref0 (= 0.6V) of the set value that can control the amount of light by the LDD 120, and then predetermined from the SOS signal (not shown in FIG. 7). After the timing elapses, the light amount control signal Pcont1 is changed from H level to L level.
[0081]
As a result, the LD chip LD1 is turned on from the fall of the light amount control signal Pcont1, the output light amount is monitored by the light receiving element PD, and the LD chip is set so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref, that is, Vref0. The output light amount of the LD 1 is controlled (this light amount control is referred to as initial light amount control) (period T1).
[0082]
After the initial light amount control, the light amount control signal Pcont1 is returned to the H level, and the value of the reference voltage Vref is increased by Vrefβ corresponding to the set light amount of each LD. That is, Vref = Vref0 + Vrefβ is set. When the required light amount of the photosensitive member is set to the lower limit value Vref0 (= 0.6V) of the set value that can be controlled by the LDD 120, in the Multi mode, as described above, each LD has a light amount that is 1/4 of that in the Single mode. Therefore, Vrefβ = (Vref0) / 4 (= 0.15V).
[0083]
After switching the reference voltage Vref in this way, the image signal DATA1 is set to H level and the light quantity control signal Pcont2 is set to L level. As a result, the LD chip LD1 is turned on with the light quantity after the initial light quantity control described above from the rising edge of the image signal DATA1, and the lighting of the LD chip LD2 is started from the falling edge of the light quantity control signal Pcont2, and the monitor voltage is set to the reference voltage. The output light amount of the LD chip LD2 is controlled (this light amount control is referred to as light amount control of the LD chip LD2) so as to substantially match Vref = Vref0 + Vrefβ (period T21).
[0084]
In the light amount control of the LD chip LD2, the output light amount of the LD chip LD1 and the output light amount of the LD chip LD2 are added and monitored by the light receiving element PD, and the light amount after the initial control, that is, Vref0 is equivalent to the LD chip LD1. Since the light amount of the LD chip LD2 is controlled so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefβ, the output light amount of the LD chip LD2 is equivalent to the light amount corresponding to Vrefβ, that is, the photoconductor. Can be adjusted to a light amount corresponding to ¼ of the required light amount.
[0085]
After the light amount control of the LD chip LD2, the image signal DATA1 is returned to the L level and the light amount control signal Pcont2 is returned to the H level. Further, the value of the reference voltage Vref is not switched, and the value as it is, that is, the setting of Vref = Vref0 + Vrefβ is maintained.
[0086]
Then, the image signal DATA1 is set to the H level, and the light amount control signal Pcont3 is set to the L level. As a result, as in the case of the light quantity control of the LD chip LD2, the LD chip LD1 is lit with the light quantity after the initial light quantity control described above from the rise of the image signal DATA1, and the LD chip from the fall of the light quantity control signal Pcont3. The lighting of the LD3 is started, and the output light amount of the LD chip LD2 is controlled so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefβ (this light amount control is referred to as light amount control of the LD chip LD3) (period T22). .
[0087]
By the light amount control of the LD chip LD3, the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefβ in a state where the light amount after the initial control is output from the LD chip LD1 as in the light amount control of the LD chip LD2. In addition, since the light quantity of the LD chip LD3 is controlled, the output light quantity of the LD chip LD3 can be adjusted to the light quantity corresponding to Vrefβ, that is, the light quantity corresponding to ¼ of the required light quantity of the photoconductor.
[0088]
After the light quantity control of the LD chip LD3, the image signal DATA1 is returned to the L level and the light quantity control signal Pcont3 is returned to the H level. Further, the value of the reference voltage Vref is not switched, and the value as it is, that is, the setting of Vref = Vref0 + Vrefβ is maintained.
[0089]
Then, the image signal DATA1 is set to H level, and the light amount control signal Pcont4 is set to L level. As a result, as in the case of the light quantity control of the LD chip LD2, the LD chip LD1 is similarly turned on with the light quantity after the initial light quantity control from the rise of the image signal DATA1, and the LD chip from the fall of the light quantity control signal Pcont4. The lighting of the LD 4 is started, and the output light amount of the LD chip LD4 is controlled so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefβ (this light amount control is referred to as LD chip LD4 light amount control) (period T23).
[0090]
With this LD chip LD4 light amount control, the monitor voltage is substantially equal to the reference voltage Vref = Vref0 + Vrefβ in a state where the light amount after the initial control is output from the LD chip LD1 as in the light amount control of the LD chip LD2. Since the light amount of the LD chip LD4 is controlled, the output light amount of the LD chip LD3 can be adjusted to the light amount corresponding to Vrefβ, that is, the light amount corresponding to ¼ of the required light amount of the photoconductor.
[0091]
After the light quantity control of the LD chip LD4, the image signal DATA1 is returned to the L level, the light quantity control signal Pcont4 is returned to the H level, and the value of the reference voltage Vref is switched to Vref0, which is the required light quantity of the photosensitive member. That is, Vref = Vref0 (= 0.6V) is set.
[0092]
Then, the image signals DATA2, DATA3, and DATA4 are set to the H level, and the light amount control signal Pcont1 is set to the L level.
[0093]
As a result, the LD chips LD2, LD3, and LD4 are turned on with the light amounts after the respective light amount controls described above from the rise of the image signals DATA2, DATA3, and DATA4, and the LD chip LD1 is turned on from the fall of the light amount control signal Pcont1. Is started, and the output light amount of the LD chip LD1 is controlled so that the monitor voltage substantially coincides with the reference voltage Vref = Vref0 (this light amount control is referred to as light amount control of the LD chip LD1) (period T3).
[0094]
In this light amount control of the LD chip LD1, the output light amounts of the LD chips LD1 to LD4 are added and monitored by the light receiving element PD, and the light amounts after the respective light amount control from the LD chips LD2, LD3, and LD4, that is, Vrefβ = (Vref0 ) / 4 (= 0.15V) is output, so by controlling the light intensity of the LD chip LD1 so that the monitor voltage substantially matches the reference voltage Vref = Vref0 (= 0.6V). The output light amount of the LD chip LD1 can be adjusted to a light amount corresponding to Vref−3Vrefβ = (Vref0) / 4 (= 0.15V), that is, a light amount corresponding to ¼ of the required light amount of the photoconductor.
[0095]
After the light quantity control of the LD chip LD1, the image signals DATA2, DATA3, and DATA4 are returned to the L level, and the light quantity control signal Pcont1 is returned to the H level. Thereafter, although not shown in FIG. The image signals DATA1 to DATA4 generated based on the above are supplied to the LDD 120, and the LD chips LD1 to LD4 are turned on based on the image signal. As a result, the LD chips LD1 to LD4 are turned on based on the image signals DATA1 to 4 with the respective light amounts after the light amount control, that is, the light amounts that are ¼ of the necessary light amounts of the photoreceptors 10, respectively.
[0096]
By performing the light amount control of the multi-laser diode 102 in this way, the output light amount of the LD chips LD1 to LD4 can be set to a desired light amount smaller than the lower limit value Vref0 (= 0.6V) of the set value that can be controlled by the LDD 120. In the example, it can be controlled to 1/4 of the required light quantity of the photoconductor 10.
[0097]
In the above, as an example, a case where a multi-beam array having four light emission points is used and the number of light beams simultaneously scanned when the Multi mode is selected is four, but the number of light emission points is three, or The same control may be performed when there are five or more. That is, in the case where N light emitting points LD chips LD1 to LDN (N is an integer of 3 or more) are provided and simultaneous scanning is performed with N light beams, the light amount control of the LD chip LD2 described above is equivalent. If the control is repeatedly executed for the LD chips LD3 to LDN and the light quantity control of the LD chip LD1 is performed after the light quantity control of the LD chips LD2 to LDN is completed, the LD chips LD1 to LDN are respectively required for the photoconductor 10. It is possible to control the light amount corresponding to 1 / N of the light amount.
[0098]
That is, regardless of the number of LD chips provided in the multi-laser diode, the LDD 120 can be expanded in the light amount variable range without including a switching means for switching the light amount variable range in the LDD 120.
[0099]
[Second Embodiment]
By the way, in the first embodiment, the case where the light receiving element PD has the same sensitivity to the output beam from any LD chip has been described, but actually, the light receiving sensitivity of the light receiving element PD for each LD chip. There are variations.
[0100]
In the second embodiment, a case will be described in which the variation in the light receiving sensitivity is corrected and the light amount control is performed. In the following, for simplicity of explanation, a case where a multi-laser diode having two LD chips as light emitting points (so-called Dual LD) is used as a light source will be described as an example, but the number of light emitting points is 2 Any number may be used as long as there are two or more.
[0101]
As shown in FIG. 8, the optical scanning device 100 according to the second embodiment corrects the light receiving sensitivity of the light receiving element PD in accordance with the LD chip that is a light amount control target in the light amount control circuit 130 as a correction unit. A sensitivity correction circuit 132 is provided, and the reference voltage Vref output from the control circuit 122 is also corrected in accordance with the sensitivity correction by the sensitivity correction circuit 132, which is different from the first embodiment. Note that the correction amount of the reference voltage Vref is stored in advance in the control circuit 122 although illustration is omitted.
[0102]
The sensitivity correction method of the light receiving element PD by the sensitivity correction circuit 132 is not particularly limited, and when a light beam having the same light amount is incident on the light receiving element PD, the light amount that appears as the monitor voltage is the light beam of the light beam. It is only necessary to be able to adjust so as to be substantially the same regardless of the LD chip of the emission source. For example, as described above, the light amount control circuit 130 converts the output current from the light receiving element PD into a current voltage and amplifies it to generate a monitor voltage, so that the sensitivity of the light receiving element PD can be changed by changing the amplification factor at this time. It is conceivable to correct this. Further, for example, the sensitivity can be corrected by inserting / removing filters having different transmittances on the light receiving surface side of the light receiving element PD.
[0103]
Further, the LD chip subject to light quantity control can be determined by the light quantity control signal set to the active level among the light quantity control signals Pcont 1 and Pcont 2.
[0104]
In the second embodiment, when the Multi mode is selected, the light amount control may be performed as shown in FIG. In FIG. 9, the light receiving element PD has higher sensitivity to the light beam output from the LD chip LD2 than the light beam output from the LD chip LD1 (the sensitivity of the light receiving element PD is LD1 <LD2). An example of the case is shown. In this case, in the sensitivity correction circuit 132, when controlling the output light amount of the LD chip LD2, the sensitivity of the light receiving element PD is switched to be lower than when controlling the output light amount of the LD chip LD1. In the following, a case where the required light amount of the photosensitive member is set to the lower limit value Vref0 (= 0.6 V) of the set value that can be controlled by the LDD 120 will be described as an example.
[0105]
That is, as shown in FIG. 9, when the Multi mode is selected, first, as in the first embodiment, the light amount control signal Pcont1 is set to the H level with the reference voltage Vref = Vref0 (= 0.6V). To L level to control the initial light quantity of the LD chip LD1 (period T1).
[0106]
After the initial light quantity control, the light quantity control signal Pcont1 is returned to the H level, the value of the reference voltage Vref is switched, the image signal DATA1 is set to the H level, the light quantity control signal Pcont2 is set to the L level, and the LD chip LD1 is set. The light quantity control of the LD chip LD2 is performed while lighting with the light quantity after the initial light quantity control (period T2).
[0107]
At this time, since the sensitivity of the light receiving element PD is switched to a low level for the LD chip LD2 by the sensitivity correction circuit 132, even if the LD chip LD1 is turned on with the light amount after the initial light amount control, the LD chip included in the monitor voltage The output light quantity component of LD1 becomes low (see FIG. 9A). If the ratio of the sensitivity for the LD chip LD1 and the sensitivity for the LD chip LD2 is γ: 1 (γ> 1), the output light quantity component of the LD chip LD1 included in the monitor voltage is reduced by Vref0− (Vref0) / γ. .
[0108]
For this reason, when controlling the light quantity of the LD chip LD2, in the first embodiment, the reference voltage Vref is increased by Vrefα corresponding to ½ of the required light quantity of the photosensitive member. In the second embodiment, Furthermore, it is necessary to correct the reference voltage Vref by the amount of decrease in the output light amount component of the LD chip LD1 included in the monitor voltage due to the sensitivity switching of the light receiving element PD. That is, Vref = Vref0 + Vrefα− {Vref0− (Vref0) / γ} = Vrefα + (Vref0) / γ = (Vref0) / 2 + (Vref0) / γ, and the value of the reference voltage Vref, and then the light quantity of the LD chip LD2. Control is performed.
[0109]
In this way, by controlling the light amount of the LD chip LD2 in a state where the reference voltage Vref value is corrected in accordance with the sensitivity switching of the light receiving element PD from the LD chip LD1 to the LD chip LD2, the LD chip LD is accurately obtained. The light quantity control of the LD 2 can be performed. Thereby, the output light amount of the LD chip LD2 is controlled to a light amount corresponding to Vrefα, that is, a light amount corresponding to ½ of the required light amount of the photoconductor.
[0110]
After the light quantity control of the LD chip LD2, the light quantity control signal Pcont2 is returned to the H level, the value of the reference voltage Vref is switched, the image signal DATA2 is set to the H level, and the light quantity control signal Pcont1 is set to the L level. The light quantity control of the LD chip LD1 is performed while the chip LD2 is lit with the light quantity after the light quantity control (period T3).
[0111]
At this time, since the sensitivity of the light receiving element PD is switched high for the LD chip LD2 by the sensitivity correction circuit 132, even if the LD chip LD2 is lit with the light amount after the light amount control, the LD chip LD2 included in the monitor voltage. The output light quantity component becomes higher (see FIG. 9A). Specifically, the output light amount component of the LD chip LD2 included in the monitor voltage is increased by γ × Vrefα−Vrefα.
[0112]
For this reason, at the time of controlling the light amount of the LD chip LD1, in the first embodiment, the reference voltage Vref is set to Vref0 corresponding to the required light amount of the photoreceptor, but in the second embodiment, the sensitivity of the light receiving element PD is further increased. It is necessary to correct the reference voltage Vref by the increase in the output light amount component of the LD chip LD2 due to the switching. That is, after the value of the reference voltage Vref is switched to Vref = Vref0 + (γ × Vrefα−Vrefα) = (Vref0) / 2 + γ × (Vref0) / 2, the light amount control of the LD chip LD1 is performed.
[0113]
As described above, the light quantity of the LD chip LD1 is controlled in a state where the reference voltage Vref value is corrected in accordance with the sensitivity switching from the LD chip LD2 to the LD chip LD1 of the light receiving element PD. The light quantity control of the LD 1 can be performed. Accordingly, the output light amount of the LD chip LD1 is controlled to a light amount corresponding to Vref0−Vrefα = Vrefα, that is, a light amount corresponding to ½ of the required light amount of the photoconductor.
[0114]
By performing the light quantity control of the multi-laser diode 102 in this way, there is a variation in the light receiving sensitivity of the light receiving element PD for each LD chip, and even when the light receiving sensitivity of the light receiving element PD is corrected according to the LD chip that is the light quantity control target. The output light amount of each LD chip is accurately set to a desired light amount (1/2 of the required light amount of the photoconductor 10 in the above example) smaller than the lower limit value Vref0 (= 0.6 V) of the set value that can be controlled by the LDD 120. Can be controlled.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has an excellent effect that the light amount variable range can be changed with a simple configuration in an optical scanning device using a light source capable of outputting a plurality of light beams.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical scanning device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric system of the optical scanning device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a timing chart (A) showing various control signals output from the control circuit and changes in the output light quantity of the LD chip, and a diagram (B) showing the relationship between the output timing of the control signals and the scanning position of the light beam. .
FIG. 4 is a graph for explaining a necessary light amount range for forming an image on a photoconductor.
FIG. 5 is a graph (A) showing a monitor light amount obtained by light amount control when a Multi mode is selected according to the first embodiment, and a timing chart (B) of a control signal.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an electric system of an optical scanning device according to a modification of the first embodiment.
7 is a graph (A) showing a monitor light quantity obtained by light quantity control when the Multi mode is selected in the optical scanning device of FIG. 6, and a timing chart (B) of control signals.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an electrical system of an optical scanning device according to a second embodiment.
FIG. 9 is a graph (A) showing a monitor light amount obtained by light amount control when the Multi mode is selected according to the second embodiment, and a timing chart (B) of a control signal.
FIG. 10 is a graph (A) showing a monitor light amount obtained by light amount control when a conventional Multi mode is selected, and a control signal timing chart (B).
[Explanation of symbols]
100 Optical scanning device
102 Semiconductor laser (multi laser diode)
108 polygon mirror
110 Scanner motor
116 Light beam position detector
122 Control circuit
124 Image processing apparatus
126 Resolution changeover switch
130 Light control circuit
132 Sensitivity correction circuit
LD1-4 LD chip
PD photo detector
DATA1-4 Image signal
Pcont1-4 Light quantity control signal
Vref reference voltage

Claims (4)

複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力可能なレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出力された前記光ビームを走査させる走査光学系と、
前記複数の発光点に対して1つ設けられて、前記複数の発光点の出力光量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出光量に基づいて前記複数の発光点各々の光量制御を行って、前記レーザダイオードを点灯駆動する駆動手段と、
発光点1つ当たりの必要光量が制御可能な光量下限値未満の場合に、前記複数の発光点の何れか1つの発光点を点灯させて、前記検出光量が前記下限値以上の第1の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を行った後、前記1つの発光点を光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記1つの発光点以外の発光点を点灯させて、前記検出光量が前記第1の光量よりも大きい第2の光量となるように前記1つの発光点以外の発光点の光量制御を実行し、前記1つの発光点以外の発光点を光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記検出光量が前記下限値以上の第3の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を実行するように前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、
を備えた光走査装置。
A laser diode having a plurality of light emitting points and capable of outputting a plurality of light beams;
A scanning optical system for scanning the light beam output from the laser diode;
One detecting means provided for the plurality of light emitting points to detect the output light quantity of the plurality of light emitting points ;
Drive means for controlling the light quantity of each of the plurality of light emitting points based on the light quantity detected by the detection means and driving the laser diode to light;
When the necessary light amount per light emitting point is less than the controllable light amount lower limit value, any one of the plurality of light emitting points is turned on, and the detected light amount is the first light amount equal to or greater than the lower limit value. After performing the light amount control of the one light emitting point so that the light emitting point is turned on, the light emitting points other than the one light emitting point are turned on in the state where the one light emitting point is turned on with the light amount after the light amount control. The light amount control of the light emitting points other than the one light emitting point is executed so that the detected light amount becomes the second light amount larger than the first light amount, and the light amount after the light amount control of the light emitting points other than the one light emitting point is performed. A control means for controlling the operation of the driving means so as to execute the light quantity control of the one light emitting point so that the detected light quantity becomes a third light quantity equal to or greater than the lower limit value in a state where the light is turned on .
An optical scanning device comprising:
前記1つの発光点以外の発光点は複数であって、There are a plurality of light emitting points other than the one light emitting point,
前記制御手段は、前記1つの発光点以外の発光点を順次切替えて点灯し、前記検出光量が前記第2の光量となるように、前記1つの発光点以外の各発光点の光量制御を実行し、前記1つの発光点以外の全発光点を各々光量制御後の光量で点灯させた状態で、前記1つの発光点を点灯し、前記検出光量が前記下限値以上の第3の光量となるように前記1つの発光点の光量制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。  The control means sequentially turns on and turns on light emitting points other than the one light emitting point, and executes light amount control of each light emitting point other than the one light emitting point so that the detected light amount becomes the second light amount. Then, in a state where all the light emitting points other than the one light emitting point are turned on with the light amount after the light amount control, the one light emitting point is turned on, and the detected light amount becomes the third light amount equal to or greater than the lower limit value. The light scanning device according to claim 1, wherein the light amount control of the one light emitting point is executed as described above.
光量制御対象の発光点に応じて、前記検出手段の検出感度を補正する補正手段を更に備え、
前記制御手段は、前記補正手段による補正量に応じた発光量になるように前記光量制御対象の発光点の光量制御を実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
According to the light emission point of the light quantity control target, further comprising a correction means for correcting the detection sensitivity of the detection means,
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the control unit performs light amount control of a light emission point of the light amount control target so that a light emission amount according to a correction amount by the correction unit.
前記制御手段は、解像度の切り替えを示す解像度切替えを示す解像度切り替え信号に応じて、前記発光点1つ当たりの必要光量を設定することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の光走査装置。  The said control means sets the required light quantity per said light emitting point according to the resolution switching signal which shows the resolution switching which shows the switching of resolution, The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Optical scanning device.
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