JP4534829B2 - Light control device - Google Patents
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Description
本発明は、光量制御装置に係り、特に、複数の光ビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各光ビームの光量制御を行う光量制御装置に関する。 The present invention relates to a light amount control device, and more particularly to a light amount control device that is used in an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a plurality of light beams and performs light amount control of each light beam.
近年、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、画像形成速度の高速化、形成画像の高解像度化の要求のため、高速(高周波数)の画像クロック信号と、高速回転するポリゴンミラーと、レーザービームを高速に変調するレーザードライバとを備えた光走査装置を採用している。 In recent years, in an image forming apparatus adopting an electrophotographic method, a high-speed (high frequency) image clock signal, a polygon mirror that rotates at high speed, and a request for high-speed image formation and high resolution of a formed image, An optical scanning device including a laser driver that modulates a laser beam at high speed is employed.
また、電子写真方式を採用した画像形成装置において、多色画像形成が実用化されており、多色画像形成の高速化のため、複数の光ビームを異なる感光体上に分離してそれぞれ走査させ、フルカラー画像を形成する画像形成装置が各種提案されている。 In addition, in an image forming apparatus employing an electrophotographic system, multicolor image formation has been put into practical use, and in order to increase the speed of multicolor image formation, a plurality of light beams are separated and scanned on different photoreceptors. Various image forming apparatuses that form full-color images have been proposed.
画像形成速度の高速化、形成画像の高解像度化や多色画像化を実現するための光走査装置では、レーザービームを発光する発光点数を増やし、複数本のレーザービームを同時に走査することにより画像を形成する技術が、提案されている。例えば、1チップからn本のレーザービームを発光することが可能なレーザーダイオード(以下、「LD」という。)を使用することにより、ポリゴンミラーの回転数を、1本のビームを発光するLDに比べ1/nにすることができ、これによって感光体上を走査する速度を低下させることができることから、画像クロック信号の周波数も低下させることが可能となる。 In an optical scanning device for increasing the speed of image formation, increasing the resolution of formed images, and creating multicolor images, the number of light emitting points that emit laser beams is increased, and images are scanned by simultaneously scanning multiple laser beams. A technique for forming the above has been proposed. For example, by using a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) capable of emitting n laser beams from one chip, the rotational speed of the polygon mirror is changed to an LD that emits one beam. Compared to 1 / n, the speed of scanning on the photosensitive member can be reduced, so that the frequency of the image clock signal can also be reduced.
特に、垂直共振器型面発光レーザー(以下、「VCSEL」という。)は、アレイ化が容易であり、1つのチップ上に多数の発光点を形成することが可能であるため、複数の発光点を備えた光源として有用である。 In particular, a vertical cavity surface emitting laser (hereinafter referred to as “VCSEL”) can be easily arrayed and can form a large number of light emitting points on a single chip. It is useful as a light source with
ところで、レーザーを用いた電子写真方式の画像形成装置では、レーザービームの光量を安定させて走査するために、レーザービームの自動光量制御(以下、「APC」という。)を行っている。通常、APCは、レーザービームの発光光量をモニターフォトダイオード(以下、「MPD」という。)等の光量検知センサでモニターし、モニターした光量に応じた電流値を電圧に変換し、目標とする光量に応じた基準電圧と比較することにより、LDの光量が目標光量となるようにフィードバック制御することにより行われる。 Incidentally, in an electrophotographic image forming apparatus using a laser, automatic light amount control (hereinafter referred to as “APC”) of a laser beam is performed in order to scan with a stable light amount of the laser beam. Usually, APC monitors the amount of light emitted from a laser beam with a light amount detection sensor such as a monitor photodiode (hereinafter referred to as “MPD”), converts the current value corresponding to the monitored light amount into a voltage, and sets the target light amount. This is performed by performing feedback control so that the light quantity of the LD becomes the target light quantity by comparing with a reference voltage according to the above.
高速、高解像度、高画質であることが要求される画像形成装置においては、光走査装置内に搭載される光源のレーザービーム数を増加させるとともに、1走査期間内における非画像形成期間に光量補正を行わなければならない。この場合、レーザービーム数の増加に伴い、光量制御を実施するレーザビーム数も増加するが、レーザービーム数分のMPDを配置することはスペースの制約等により実質的に困難であるため、1個のMPDで、全てのレーザービームの光量を時系列に制御することが望ましい。 In image forming apparatuses that require high speed, high resolution, and high image quality, the number of laser beams of the light source mounted in the optical scanning apparatus is increased and the amount of light is corrected during the non-image forming period within one scanning period. Must be done. In this case, as the number of laser beams increases, the number of laser beams for controlling the amount of light also increases. However, it is substantially difficult to arrange MPDs for the number of laser beams due to space restrictions and the like. With the MPD, it is desirable to control the light amounts of all the laser beams in time series.
特に、多色画像を形成する場合、各色毎に目標光量が異なる場合があるので、各色毎に個別の光量制御が必要である。 In particular, when a multicolor image is formed, the target light amount may be different for each color, so individual light amount control is required for each color.
このため、各色に対応する目標とする光量に応じた基準電圧の値となる基準信号を各色毎に有してAPC実行時にその基準信号を切換えて使用することが考えられるが、信号本数が増加するため、好ましくない。 For this reason, it is conceivable that each color has a reference signal having a reference voltage value corresponding to the target light quantity corresponding to each color and is used by switching the reference signal during APC execution, but the number of signals increases. Therefore, it is not preferable.
そこで、LDのバイアス電圧と光量制御の基準電圧の値を周波数及びデューティの異なる信号でシリアルに伝送し、これをアナログ電圧に変換して光量制御を行うことにより伝送線数を減少する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、周波数の相違からバイアス電圧及び基準電圧を判別し、デューティで電圧値を制御している。
しかしながら、周波数及びデューティの異なる信号でシリアルに伝送する場合、各色の判別を周波数差で認識させるため、複数の周波数を用いなければならず、また各周波数毎にデューティ調整用の回路が必要となるため回路規模が大きく複雑化する。 However, when serially transmitting signals with different frequencies and duties, it is necessary to use a plurality of frequencies in order to recognize the discrimination of each color by a frequency difference, and a circuit for adjusting the duty is required for each frequency. Therefore, the circuit scale is greatly complicated.
また、各色を周波数差で認識させるので、必ずクロック信号でなければならないため、クロック信号を画像データと共に伝送すると、画像信号とのクロストークによりお互いに悪影響を及ぼす恐れがある。 In addition, since each color is recognized by a frequency difference, it must be a clock signal. Therefore, if the clock signal is transmitted together with image data, there is a risk of adversely affecting each other due to crosstalk with the image signal.
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、複数の光ビームの光量制御を単純な構成で実施することができる光量制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide a light amount control device capable of performing light amount control of a plurality of light beams with a simple configuration.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の発光点を有し該各発光点の点灯により各々光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された複数の光ビームを複数の色グループ毎に各色に対応した被走査面上に分類して案内しかつ偏向走査する走査光学系と、を有する光走査装置に用いられ、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御装置において、前記複数の光ビームの各光量を検出する光検出手段と、前記光源の複数の発光点から前記各色に対応した光ビームの色グループを表す選択信号を出力する色グループ選択手段と、前記複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させるための切換信号を出力すると共に、色グループ選択手段が出力する選択信号の色グループが切り換わるとき、目標光量に対応する基準電圧の値をアナログ信号に変換するときに不安定になることを回避するための時間として予め定めた所定時間の間に前記切換信号の出力を停止する点灯切換手段と、前記複数の色グループ毎に、目標光量の値を出力する目標光量出力手段と、前記検出光量、前記切換信号、前記選択信号及び前記目標光量に基づいて、前記各光量が目標光量となるように、前記複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させて前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light source that has a plurality of light emitting points and emits a light beam by lighting each light emitting point, and a plurality of light beams emitted from the light source are a plurality of color groups. In a light quantity control device for controlling the light quantity of each of the plurality of light beams, each of which is used in an optical scanning device having a scanning optical system that classifies and guides and scans the surface to be scanned corresponding to each color. Light detection means for detecting each light quantity of the plurality of light beams; color group selection means for outputting a selection signal representing a color group of the light beam corresponding to each color from a plurality of light emitting points of the light source; outputs a switching signal for sequentially lighting the each light emitting point in a time series, when switching the color groups of the selection signal the color group selection means outputs, analog values of the reference voltage corresponding to the target light A lighting switching means for stopping an output of said switching signal during a predetermined given time as a time to avoid instability when converting the signal, for each of the plurality of color groups, the target amount of light A target light amount output means for outputting a value, and based on the detected light amount, the switching signal, the selection signal, and the target light amount, each of the plurality of light emitting points is time-sequentially such that each light amount becomes a target light amount. And a light amount control means for sequentially controlling the light amounts of the plurality of light beams.
本発明に係る光量制御装置においては、光検出手段が複数の光ビームの各光量を検出し、光量制御手段が、複数の光ビームの各光量を各々制御する。このとき、点灯切換手段は、複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させるための切換信号を出力する。色グループ選択手段は前記光源の複数の発光点から各色に対応した光ビームを選択し、光量制御時の点灯順序を決定するための色グループを表す選択信号を出力する。目標光量出力手段は、複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させるための切換信号を計数し、その計数値に基づいて複数の色グループ毎に、目標光量の値を出力する。従って、複数の色グループ毎の目標光量の値を出力できる。そこで、光量制御手段は、検出光量、切換信号、選択信号及び目標光量に基づいて、各光量が目標光量となるように、複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させて前記複数の光ビームの光量を各々制御する。これによって、点灯切換手段による切換信号、目標光量を表す信号、及び色グループを表す選択信号の3種類の信号出力のみによって光量制御をすることができ、信号線を増加することなく、簡素な構成で光量制御をすることが可能となる。 In the light quantity control device according to the present invention, the light detection means detects each light quantity of the plurality of light beams, and the light quantity control means controls each light quantity of the plurality of light beams. At this time, the lighting switching means outputs a switching signal for sequentially lighting each of the plurality of light emitting points in time series. The color group selection means selects a light beam corresponding to each color from a plurality of light emitting points of the light source, and outputs a selection signal representing a color group for determining the lighting order at the time of light quantity control. The target light amount output means counts a switching signal for sequentially lighting each of the plurality of light emitting points in time series, and outputs a target light amount value for each of the plurality of color groups based on the counted value. Accordingly, a target light amount value for each of a plurality of color groups can be output. Therefore, the light amount control means sequentially turns on each of the plurality of light emitting points in time series so that each light amount becomes the target light amount based on the detected light amount, the switching signal, the selection signal, and the target light amount. The amount of light of each beam is controlled. As a result, the light amount can be controlled only by three kinds of signal outputs of the switching signal by the lighting switching means, the signal indicating the target light amount, and the selection signal indicating the color group, and the configuration is simple without increasing the number of signal lines. It becomes possible to control the amount of light.
前記目標光量出力手段は、前記色グループに対応する目標光量の値を有し、前記選択信号に基づいて前記色グループに対応する目標光量の値を出力することを特徴とする。 The target light amount output unit has a target light amount value corresponding to the color group, and outputs a target light amount value corresponding to the color group based on the selection signal.
複数の色グループの各々は、その光ビームの露光量により被走査面における挙動が異なる場合がある。例えば、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、感光体に偏向走査することがあり、この場合には色毎に感度が異なる場合がある。そこで、目標光量出力手段が色グループに対応する目標光量の値を有して、選択信号に基づいて色グループに対応する目標光量の値を出力することによって、各色に対応した目標光量の値を出力することができ、精度よく、光ビームの光量を制御することができる。 Each of the plurality of color groups may behave differently on the scanned surface depending on the exposure amount of the light beam. For example, in an image forming apparatus that employs an electrophotographic system, the photosensitive member may be deflected and scanned, and in this case, the sensitivity may be different for each color. Therefore, the target light quantity output means has a target light quantity value corresponding to the color group, and outputs the target light quantity value corresponding to the color group based on the selection signal, thereby obtaining the target light quantity value corresponding to each color. The light quantity of the light beam can be controlled with high accuracy.
前記点灯切換手段は、前記色グループ選択手段が出力する選択信号の色グループが切り換わるとき、予め定めた所定時間の間に前記切換信号の出力を停止することを特徴とする。 The lighting switching means stops outputting the switching signal for a predetermined time when the color group of the selection signal output from the color group selection means is switched.
前記光量制御装置では、色グループ毎に目標光量の値を出力するが、色グループ毎の目標光量値の変化が僅かであっても、実際の回路構成においては目標光量値が即座に安定しない場合がある。そこで、予め定めた所定時間の間に切換信号の出力を停止する。このようにすることによって、色グループが切り換わるときには、光ビームの光量制御が停止され、不安定な目標光量値に対する光量制御を実行することがないため、光量誤差の発生を回避することができる。 The light quantity control device outputs a target light quantity value for each color group, but the target light quantity value is not immediately stable in the actual circuit configuration even if the change in the target light quantity value for each color group is slight. There is. Therefore, the output of the switching signal is stopped during a predetermined time. By doing so, when the color group is switched, the light amount control of the light beam is stopped, and the light amount control for the unstable target light amount value is not executed, so that the occurrence of a light amount error can be avoided. .
以上説明したように本発明によれば、検出光量、切換信号、選択信号及び目標光量に基づいて、各光量が目標光量となるように、複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させて前記複数の光ビームの光量を各々制御する信号出力のみによって、信号線を増加することなく、簡素な構成で光量制御をすることができる、という効果がある。 As described above, according to the present invention, based on the detected light amount, the switching signal, the selection signal, and the target light amount, each of the plurality of light emitting points is sequentially turned on in time series so that each light amount becomes the target light amount. There is an effect that the light amount can be controlled with a simple configuration without increasing the number of signal lines only by the signal output for controlling the light amounts of the plurality of light beams.
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には、本発明に係る画像形成装置としての画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、3個の搬送ローラ12A〜12Cと、搬送ローラ12A〜12Cに巻き掛けられた無端の転写ベルト14と、転写ベルト14を挟んで搬送ローラ12Cと対向配置された転写ローラ16を備えている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an
転写ベルト14の側方には、転写ベルト14が回転駆動されたときの転写ベルト14の移動方向(図1矢印A方向)に沿って、ブラック(K)の単色画像を形成するための画像形成部18K、シアン(C)の単色画像を形成するための画像形成部18C、マゼンダ(M)の単色画像を形成するための画像形成部18M、イエロー(Y)の単色画像を形成するための画像形成部18Yが略等間隔で順に配置されている。
On the side of the
図1では詳細な図示を省略しているが、個々の画像形成部18は、転写ベルト14の移動方向と直交するように各々配置された感光体ドラム19を備え、各感光体ドラム19の周囲に、感光体ドラム19を帯電させるための帯電器、光走査装置20(詳細は後述)によって感光体ドラム19上に形成された静電潜像を所定色(K又はC又はM又はY)のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器、感光体ドラム19上に形成されたトナー像を転写ベルト14に転写する転写器、感光体ドラム19に残されたトナーを除去する清掃器が順に配置されて構成されている。
Although not shown in detail in FIG. 1, each image forming unit 18 includes a
個々の画像形成部18の感光体ドラム19に形成された互いに異なる色のトナー像は、転写ベルト14のベルト面上で互いに重なり合うように転写ベルト14に各々転写される。これにより、転写ベルト14上にカラーのトナー像が形成され、形成されたカラーのトナー像は、搬送ローラ12Cと転写ローラ16との間に送り込まれた転写材22に転写される。そして、転写材22は図示しない定着装置に送りこまれ、転写されたトナー像が定着される。これにより転写材22上にカラー画像(フルカラー画像)が形成される。
The toner images of different colors formed on the
図2に示すように、光走査装置20は各々発光点として32個のレーザダイオード(LD)25から成る光源24を備えており(図5)、光源24からは、Y,M,C,Kの各単色画像を形成するための4群で32本の光ビームが各々射出される。なお、光源24は、32個のLDが複数のLDアレイによる構成でもよいし、一体化されて単一のパッケージから32本の光ビームを射出する構成でもよい。
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、4×8のLD25を有する垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)を光源24として用いる。本実施形態において光源24は、1行目の8個のLD25(図5では各LD25を区別するために、列と行を、(1-1)〜(8-1)と表記している。)がK色を担当するグループである。同様に、2行目の8個のLD25(図5では(1-2)〜(8-2)と表記している。)がC色を担当するグループであり、3行目の8個のLD25(図5では(1-3)〜(8-3)と表記している。)がM色を担当するグループであり、4行目の8個のLD25(図5では(1-4)〜(8-4)と表記している。)がY色を担当するグループである。従って、本実施の形態では、1つの感光体ドラム19に8本の光ビームが走査されることになる。
In this embodiment, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) having a 4 × 8 LD 25 is used as the
なお、本実施の形態では、4×8のLD25を有する光源24を用いた場合を説明するが、本発明は、少なくとも各色について1本の光ビームが対応すればよい。従って、光源24は少なくとも4つのLD25を有するVCSEL等の光源24を用いることができる。
In this embodiment, the case where the
光源24から射出された32本の光ビームは、光源24のビーム射出側に配置されたコリメータレンズ26によって各々平行光束とされた後に、側面に複数の反射面が形成された単一の回転多面鏡28の同一の反射面に各々入射される。回転多面鏡28はモータ46(図1)の駆動力が伝達されることで、図2の矢印B方向に高速で回転し(高精度に一定速度で回転)、同一の反射面に入射された32本の光ビームを主走査方向に沿って各々偏向走査させる。これにより、光ビームは図2の矢印C方向に走査される。
The 32 light beams emitted from the
回転多面鏡28の光ビーム射出側には主走査方向にのみパワーを有するfθレンズ32,34(総称して、fθレンズ33)が配置されており、回転多面鏡28によって偏向・反射された光ビームは、感光体ドラムの外周面上を略等速で移動し、且つ主走査方向の結像位置が感光体ドラムの外周面上に一致するようにfθレンズ32,34によって屈折される。fθレンズ32,34の光ビーム射出側には分離ミラー36(図1も参照)が配置されており、分離ミラー36に入射された複数(本例では32本)の光ビームは、分離ミラー36により、対応する画像形成部18が位置している側へ反射される。
On the light beam exit side of the
図1に示すように、画像形成部18K,18C,18M,18Yの近傍には、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルミラー38K,38C,38M,38Yが各々配置されている。分離ミラー36から射出された光ビームは、副走査方向の結像位置が感光体ドラム19上に一致するようにシリンドリカルミラー38によって各々反射され、対応する画像形成部18の感光体ドラム19に各々照射される。なお、シリンドリカルミラー38は回転多面鏡28と感光体ドラム19の外周面を副走査方向において共役にする面倒れ補正機能も有している。
As shown in FIG. 1, cylindrical mirrors 38K, 38C, 38M, and 38Y having power only in the sub-scanning direction are disposed in the vicinity of the
また、図2に示すように、fθレンズ32,34のビーム射出側には、光ビームの走査範囲のうち走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置にピックアップミラー40が配置されており、ピックアップミラー40の光ビーム射出側にはSOSセンサ42が配置されている。回転多面鏡28で走査された光ビームのうち、走査開始端に相当する位置の光ビームは、ピックアップミラー40により反射されて、SOSセンサ42に入射する。SOSセンサ42は、光ビームの入射に応じた信号出力を行うものであり、1走査毎に、その走査開始タイミングを検出することができる。このSOSセンサ42の出力信号(以下、SOS信号)により、走査方向の画像の書き出しタイミングの同期が取られる。
Further, as shown in FIG. 2, on the beam exit side of the
また、コリメータレンズ14及びシリンドリカルレンズ16の間には、ハーフミラー43が設けられており、光源24から出射された光ビームの一部はハーフミラー43に反射されるようになっている。またハーフミラー43の光の反射方向には、光量検知センサ44(MPD)が設けられており、ハーフミラー43により反射された光ビームは、光量検知センサ44へ入射する。光量検知センサ44は、入射した光ビームを受光し、受光量に応じた電流を出力する。すなわち、光量検知センサ44により、光ビームの光量を測定することができる。
A
なお、光量検知センサ44は、本発明の光検出手段に対応する。
The light
図3に示すように、光走査装置20は、図2に示す光源24が搭載された回路基板30上に、レーザ駆動回路50及び光量制御回路52が搭載されており、レーザ駆動回路50及び光量制御回路52は互いに接続されている。また、装置制御部54には、SOSセンサ26からのSOS信号が入力されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
また、レーザ駆動回路50及び光量制御回路52を含む回路基板30はケーブル31によって装置制御部54と接続されている。この装置制御部54は、光走査装置20の動作を制御するもので、光走査装置10が搭載される画像形成装置全体の動作を司るコントローラ70と接続されており、コントローラ70から形成画像を示す画像データと、形成する画像の解像度や色毎の目標光量等の各種データが入力される。
The
装置制御部54は、画像に関する全般の制御を担当する画像制御部56を含んでいる。画像制御部56は、形成する画像の画像データを処理する画像処理部58,及びAPC制御部60を含んで構成されている。画像処理部58は、入力された画像データをYMCK各色の画像データ(図3では、VIDE_Y,VIDEO_M,VIDEO_C,VIDEO_K)に変換して出力するためのものである。
The
画像処理部58は、入力された画像データに基づいて各LD32の点灯オン/オフする点灯信号((図3では、VIDEO_Y,VIDEO_M,VIDEO_C,VIDEO_K))を生成して、SOS信号と同期してレーザ駆動回路50に出力する。レーザ駆動回路50は、この点灯信号に基づいて、各LD32を点灯させることで、各LD32から画像データに基づいて変調された光ビームを出力することができる。この各LD32から出力された画像データに基づいて変調された光ビームが、光走査装置10により走査されて感光体に照射されることで、感光体に8ライン分の画像が同時に書き込まれる。
The
また、APC制御部60は、光量制御回路52において光源24の各LD25の光量を制御するときの指示をするためのものであり、APC点灯ビーム切換手段62、色グループ選択手段64及び基準信号生成手段66を含んでいる。これらのAPC点灯ビーム切換手段62,色グループ選択手段64,及び基準信号生成手段66は光量制御回路52に接続されている。
The
上記実施の形態におけるAPC点灯ビーム切換手段62は、本発明の点灯切換手段に対応し、色グループ選択手段64は本発明の色グループ選択手段に対応し、基準信号生成手段66は本発明の目標光量出力手段に対応する。また、光量制御回路52は本発明の光量制御手段に対応する。
The APC lighting beam switching means 62 in the above embodiment corresponds to the lighting switching means of the present invention, the color group selection means 64 corresponds to the color group selection means of the present invention, and the reference signal generation means 66 is the target of the present invention. Corresponds to the light output means. The light
このAPC制御部60は、光源の複数の発光点から各色に対応した光ビームを選択すると共に、光量制御時のAPC点灯順序を選択するための色グループ選択信号を出力するようになっている。また、SOS信号と同期して、APCの実行を制御するためのAPC点灯ビーム切換信号と、基準信号(Vref信号)とを生成して、光量制御回路52へ出力するようになっている。
The
ここで、光量制御回路52には、光量検知センサ44からの受光量に応じた出力電流が入力される。また、光量制御回路52には、光量制御の目標とする光量に対応する基準電圧の値がAPC制御部60から入力される。なお、光量制御回路52では、入力された基準電圧の値をデジタルアナログ変換器等により電圧値に変換される。そして、光量制御回路52では、この基準電圧と、入力された光量検知センサ44からの受光量に応じた出力電流によるモニタ電圧とを比較し、その結果を差分信号が零となるように、すなわちモニタ電圧が基準電圧と略一致するように、レーザ駆動回路40に対してLD32の発光光量を増減させて、光ビームが所定光量となるように光量調整を行なう。その後は、当該光量調整後の制御値をホールドすることで、当該LD32から所定光量の光ビームが得られるように制御する。この光量調整は、APCの実行が許可されている期間に行われる。
Here, an output current corresponding to the amount of light received from the light
ところで、本実施の形態では、光量検知センサ44は、光源24に対して1つしか設けられていないため、各LD25の光量調整は、同時に行わず、個別に点灯して行う。また、本実施の形態では、レーザ駆動回路50において、画像形成装置内の温度差、各感光体の感度のばらつき等により、色毎に、光ビームの光量を増減させながら、画像データに基づいてLD25を点灯して、感光体に画像を書き込むようになっている。従って、光量制御回路52では、色毎に互いに異なる目標値を用いた光量制御が必要とされる。
By the way, in the present embodiment, since only one light
しかし、色毎に互いに異なる目標値を用いた光量制御をするためには、各色毎に基準信号を出力する必要がある。この基準信号毎に信号線を用いたのでは、信号線数が増大し、装置構成が複雑になる。そこで、本実施の形態では、光源24内のLD25の点灯順序を選択しつつ色毎に対応する基準信号を順次出力することにより、信号線数を減少させている。
However, in order to perform light amount control using different target values for each color, it is necessary to output a reference signal for each color. If a signal line is used for each reference signal, the number of signal lines increases and the apparatus configuration becomes complicated. Therefore, in the present embodiment, the number of signal lines is reduced by sequentially outputting the reference signals corresponding to the respective colors while selecting the lighting order of the LDs 25 in the
すなわち、APC制御部60からの出力信号は、APC対象のLD25を切り換えるためのAPC点灯ビーム切換信号と、各色に対応するAPC点灯順序を選択するための色グループ選択信号と、基準信号(Vref信号)と、から構成されている。このAPC点灯ビーム信号により光源24内の何れかのLD25が点灯され、APC点灯ビーム切換信号の計数値に応じて切換わる基準電圧の値となる目標光量に制御される。従って、光量制御回路52は、光源24中の光量調整のために点灯するLD25を切換えながら、基準信号を切換えて、各LD25の光量調整を行うようになっている。
That is, the output signal from the
図4に示すように、APC制御部60のAPC点灯ビーム切換手段62は、コントローラ70からクロック(1ビームの光量制御を実施するために必要な時間(例えば4μs程度)に相当する周期を持つクロック)が入力されるように接続されている。APC点灯ビーム切換手段62は、合成部72,及び設定部74から構成されている。合成部72は、入力されるクロック信号と、設定部74からの設定信号とを合成した信号をAPC点灯ビーム切換信号として出力する。
As shown in FIG. 4, the APC lighting beam switching means 62 of the
設定部74は、光量制御回路52が光量制御するために基準信号生成手段66から出力された基準信号に応じた基準電圧を安定供給するに充分な予め定めた時間(例えば、数クロック分の時間)と、1色のLD25を調整する時間(例えば8クロック分の時間)とに反転する矩形信号を発生するようになっている。なお、設定部74は、後述する計数器76からの計数値が1色分の終了を表す(1色のLD25の計数値、本実施形態では8)ときに上記予め定めた時間だけ、クロックの出力を禁止するようにしてもよい。
The setting
色グループ選択手段64は、各色に対応する色グループを選択すると共に、各色グループ内での点灯順序、各色グループ毎の点灯順序を設定するためのデータを色グループ選択信号として出力する。この色グループ選択信号は、データバス等のパラレル接続でもよいが、信号線数を考慮し、シリアル接続であることが望ましい。 The color group selection means 64 selects a color group corresponding to each color, and outputs data for setting the lighting order in each color group and the lighting order for each color group as a color group selection signal. The color group selection signal may be a parallel connection such as a data bus, but is preferably a serial connection in consideration of the number of signal lines.
基準信号生成手段66は、APC点灯ビーム切換信号が入力されるように接続されている。基準信号生成手段66は、計数器76と、デコーダ78とを含んで構成されており、計数器76は、入力されるAPC点灯ビーム切換信号のパルス数を計数するためのものであり、その計数結果をデコーダ78において計数データとして出力する。
The reference signal generating means 66 is connected so that an APC lighting beam switching signal is input. The
本実施形態では、光源24は32個のLD25を順次点灯させる。このとき、8個毎に色分類している。すなわち、基準信号生成手段66の計数器76,及びデコーダ78では、まず「1」〜「8」の計数値で1色を表す選択信号「1」を生成し、その選択信号を選択信号「4」になるまで順次にインクリメントし、「1」〜「4」の選択信号をサイクリックに出力する。この「1」〜「4」の選択信号は、YMCKの各色に対応する。
In the present embodiment, the
デコーダ78の出力側は、切換器80の制御側に接続されている。切換器80の出力側は、光量制御回路52に接続されており、入力側は、フリップフロップ回路等によるレジスタ82,84を介してコントローラ70に接続されている。基準信号生成手段66には、コントローラ70から10ビットデータによる各色の基準信号の値(図4ではDATA)が入力されるようになっており、色毎に、第1段目のレジスタ82Y,82M,82C,82Kを含み、それらの各々に第2段目のレジスタ82Y,82M,82C,82Kが接続される。
The output side of the
第1段目のレジスタ82Y〜82Kには、書込信号(図4ではWR)が入力されるようになっており、その入力で基準信号の値が書き込まれる。第2段目のレジスタ84Y〜84Kには、読取信号(図4ではLOAD)が入力されるようになっており、その入力で第1段目のレジスタ82Y〜82Kに保持された基準信号の値が読み込まれる。第2段目のレジスタ84Y〜84Kの出力側は、各々切換器80に接続されており、切換器80に入力される制御信号(デコーダ78からの信号)により、第2段目のレジスタ84Y〜84Kの何れか1つに保持された基準信号の値が出力される。
A write signal (WR in FIG. 4) is inputted to the first-
なお、図4では、切換器80の出力側の一例として、光走査装置20(図4ではROSと表記)の制御の種類を挙げた。すなわち、切換器80からの出力信号は、10ビットデジタルの信号である。そこで、光走査装置20においてそのデジタル信号をそのまま伝送する場合はそのまま出力信号を接続する(図4の上方部の接続)。また、光走査装置20がアナログ信号処理により制御する場合は、デジタルアナログ変換器86を介して接続する(図4の中腹部の接続)。さらに、基準信号をPWM変調で伝送する場合には、PWM変換器88を介して接続する(図4の下方部の接続)。なお、PWM変換器88の先は、そのままPWM回路に接続する場合やアナログ処理する光走査装置20の回路に接続する場合等がある。切換器80の出力先はこれらの何れでもよい。
In FIG. 4, as an example of the output side of the
このように、光源24の各LD25は、光量制御回路52により発光光量が所定光量となるように制御されるときに、APC点灯ビーム切換手段62,色グループ選択手段64,基準信号生成手段66からの信号に基づいて点灯されるようになっている。
Thus, each LD 25 of the
次に、図5及び図6を参照して、本実施の形態の作用を説明する。以下の説明では、光源24のLD25の各々光量制御として、画像エリア外でSOS信号の検知以前つまり、画像非記録領域内において、32個のLD25について目標光量となるように、各々を調整するものである(図5(B)参照)。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, as the light quantity control of each LD 25 of the
図5(E)に示すように、光源24は、4×8のLD25のうち、1行目の8個LD25((1-1)〜(8-1))がK色、2行目の8個LD25((1-2)〜(8-2))がC色、3行目の8個LD25((1-3)〜(8-3))がM色、4行目の8個LD25((1-4)〜(8-4))がY色を担当する。これらの32個のLD25の各々を順次点灯させて光量を調整する。
As shown in FIG. 5 (E), the
以下の説明では、YMCKの色順で順次点灯させて光量制御する。すなわち、Y色の8個のLD25(1-4)〜25(8-4)の各々を順次点灯させ、M色の8個のLD25(1-3)〜25(8-3)の各々を順次点灯させ、C色の8個のLD25(1-2)〜25(8-2)の各々を順次点灯させ、K色の8個のLD25(1-1)〜25(8-1)の各々を順次点灯させる。 In the following description, the light quantity is controlled by sequentially turning on the light in the order of YMCK. That is, each of the eight Y-color LDs 25 (1-4) to 25 (8-4) is sequentially turned on, and each of the eight M-color LDs 25 (1-3) to 25 (8-3) is turned on. Sequentially turn on each of the eight C-color LD25 (1-2) to 25 (8-2) and turn on each of the eight K-colored LD25 (1-1) to 25 (8-1). Each is turned on sequentially.
まず、光量制御回路では、色グループ選択手段から出力される色グループ選択信号に従って、各色に対応する色グループを選択すると共に、各色グループ内での点灯順序、各色グループ毎の点灯順序を設定する。本実施形態では、各色グループは、((1-1)〜(8-1))がK色、((1-2)〜(8-2))がC色、((1-3)〜(8-3))がM色、((1-4)〜(8-4))がY色であり、各グループ内の点灯順序は、K色が(1-1),(2-1),・・・,(7-1),(8-1)、C色が(1-2,(2-2),・・・,(7-2),(8-2)、M色が(1-3),(2-3),・・・,(7-3),(8-3)、Y色が(1-4),(2-4),・・・,(7-4),(8-4)、の順序で点灯し、各色グループ毎の点灯順序はY色、M色、C色、K色の順序となるように設定される。 First, the light quantity control circuit selects a color group corresponding to each color in accordance with a color group selection signal output from the color group selection means, and sets the lighting order within each color group and the lighting order for each color group. In this embodiment, each color group includes ((1-1) to (8-1)) K color, ((1-2) to (8-2)) C color, ((1-3) to (8-3)) is M color, ((1-4) to (8-4)) is Y color, and the lighting order within each group is K color (1-1), (2-1 ), ..., (7-1), (8-1), C color is (1-2, (2-2), ..., (7-2), (8-2), M color (1-3), (2-3), ..., (7-3), (8-3), Y color is (1-4), (2-4), ..., (7 -4) and (8-4), and the lighting order for each color group is set to be the order of Y, M, C, and K colors.
図5(D)に示すように、APC点灯ビーム切換手段62は、YMCKの各色毎に8個のパルス信号からなる信号群を4回、連続的に出力するべくAPC点灯ビーム切換信号を生成し、生成したAPC点灯ビーム切換信号を出力する。 As shown in FIG. 5D, the APC lighting beam switching means 62 generates an APC lighting beam switching signal so as to continuously output a signal group consisting of eight pulse signals for each color of YMCK four times. The generated APC lighting beam switching signal is output.
このとき、基準信号生成手段66は、APC点灯ビーム切換信号のパルス数を計数して、APC点灯ビーム切換手段62が出力したAPC点灯ビーム切換信号出力時の色グループを検知する。すなわち、計数器76によるパルス信号の計数により色グループを検知する。光量制御回路では、色グループ選択信号により設定された各色を形成するためのLDを順次点灯させる。すなわち、Y色のAPCを実行する場合にはY色の8個のLD25(1-4)〜25(8-4)の各々を順次点灯させ、色グループ選択信号によりM色が選択された場合にはM色の8個のLD25(1-3)〜25(8-3)の各々を順次点灯させ、C色の8個のLD25(1-2)〜25(8-2)の各々を順次点灯させ、K色の8個のLD25(1-1)〜25(8-1)の各々を順次点灯させるように制御する。
At this time, the reference signal generation means 66 counts the number of pulses of the APC lighting beam switching signal, and detects the color group when the APC lighting beam switching signal output from the APC lighting beam switching means 62 is output. That is, the color group is detected by counting the pulse signal by the
これと共に、基準信号生成手段66は、最初にY色に対応する基準信号を出力し、そのAPC点灯ビーム切換信号のパルス数を計測値に応じて、対応する色の基準電圧の値が出力されるように切換器80が切り換えられる。ここでは、切換器80は、レジスタ84Y,84M,84C,84Kの順に切り換えられる。従って、基準信号生成手段66は、YMCKの色の順序で目標とする光量に対応する基準電圧の値を出力する。
At the same time, the reference signal generating means 66 first outputs a reference signal corresponding to the Y color, and the value of the reference voltage of the corresponding color is output according to the measured number of pulses of the APC lighting beam switching signal. Thus, the
図5(C)に示すように、光量制御回路52では、基準信号生成手段66より入力された色毎の目標光量に対応する基準電圧の値をアナログ信号に変換した基準電圧を得ることができる。光量制御回路52ではこの基準電圧と光量検知センサ44の出力信号の電圧により、光量制御を実行する。
As shown in FIG. 5C, the light
図5(A)に示すように、本実施の形態では、色の切り替わりのとき、すなわち、Y色の8番目のLD25(8-4)の点灯から、次色であるM色の1番目のLD25(1-3)の点灯の間について、一定期間APC点灯ビーム切換信号を出力せず停止している。これは、光量制御回路52における基準信号の安定期間として予め定めたものである。
As shown in FIG. 5A, in the present embodiment, when the color is switched, that is, from the lighting of the eighth LD 25 (8-4) of the Y color, the first of the M color that is the next color. During the lighting of the LD 25 (1-3), the APC lighting beam switching signal is not output for a certain period and is stopped. This is predetermined as a stable period of the reference signal in the light
つまり、光量制御回路52では、基準信号生成手段66より入力された色毎の目標光量に対応する基準電圧の値をアナログ信号に変換するが、基準電圧の立ち上がり又は立ち下がりが急峻にならずになだらかなため、その期間に光量制御を実施すると、制御結果が不安定になる。これを回避する為に一定期間(図5ではVref整定時間)について光量制御を禁止している。同様に、M色の8番目のLD25(8-3)の点灯から次色であるC色の1番目のLD25(1-2)の点灯の間、C色の8番目の25(8-2)の点灯から、K色の1番目のLD25(1-1)の点灯の間について、一定期間APC点灯ビーム切換信号を出力せず停止する。
That is, the light
詳細には、APC点灯ビーム切換手段62では、入力されたクロック信号(図6(A)参照)と、設定部74から出力された設定信号(図6(B)参照)を合成して、APC点灯ビーム切換信号(図6(C)参照)を生成する。これにより、光量制御回路52において、基準電圧の値をアナログ信号に変換するときに信号が安定する迄の期間(図6(D)参照)、APC点灯ビーム切換信号が出力されることはない。これによって、光量制御回路52では安定した基準電圧を生成することができる。
Specifically, the APC lighting beam switching means 62 combines the input clock signal (see FIG. 6A) and the setting signal output from the setting unit 74 (see FIG. 6B) to generate the APC. A lighting beam switching signal (see FIG. 6C) is generated. As a result, the light
以上説明したように、本実施形態によれば、1つの光源から発光する複数の光ビームを異なる感光体上に分離してそれぞれ走査させ、フルカラー画像を形成する画像形成装置において、簡単な構成で制御信号を増加させること無く各色に対応する複数ビームの光量制御を実施することができる。 As described above, according to the present embodiment, an image forming apparatus that forms a full-color image by separating a plurality of light beams emitted from one light source onto different photoconductors and scanning the respective light beams with a simple configuration. The light quantity control of a plurality of beams corresponding to each color can be performed without increasing the control signal.
10…画像形成装置
18…画像形成部
19…感光体ドラム
20…光走査装置
24…光源
26…コリメータレンズ
28…回転多面鏡
30…回路基板
36…分離ミラー
43…ハーフミラー
44…光量検知センサ
50…レーザ駆動回路
52…光量制御回路
58…画像処理部
60…APC制御部
62…APC点灯ビーム切換手段
64…色グループ選択手段
66…基準信号生成手段
70…コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記複数の光ビームの各光量を検出する光検出手段と、
前記光源の複数の発光点から前記各色に対応した光ビームの色グループを表す選択信号を出力する色グループ選択手段と、
前記複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させるための切換信号を出力すると共に、色グループ選択手段が出力する選択信号の色グループが切り換わるとき、目標光量に対応する基準電圧の値をアナログ信号に変換するときに不安定になることを回避するための時間として予め定めた所定時間の間に前記切換信号の出力を停止する点灯切換手段と、
前記複数の色グループ毎に、目標光量の値を出力する目標光量出力手段と、
前記検出光量、前記切換信号、前記選択信号及び前記目標光量に基づいて、前記各光量が目標光量となるように、前記複数の発光点の各々を時系列に順次点灯させて前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御手段と、
を備えた光量制御装置。 A light source having a plurality of light emitting points and emitting a light beam by lighting each light emitting point, and a plurality of light beams emitted from the light source are classified on a scanned surface corresponding to each color for each of a plurality of color groups And a scanning optical system for guiding and deflecting scanning, and a light quantity control device for controlling the light quantity of each of the plurality of light beams.
A light detecting means for detecting each light quantity of the plurality of light beams;
Color group selection means for outputting a selection signal representing a color group of a light beam corresponding to each color from a plurality of light emitting points of the light source;
A switching signal for sequentially lighting each of the plurality of light emitting points in time series is output, and when the color group of the selection signal output by the color group selection unit is switched, the value of the reference voltage corresponding to the target light amount is set. Lighting switching means for stopping the output of the switching signal for a predetermined time as a time for avoiding instability when converting to an analog signal ;
Target light quantity output means for outputting a target light quantity value for each of the plurality of color groups;
Based on the detected light amount, the switching signal, the selection signal, and the target light amount, each of the plurality of light emitting points is sequentially lit in time series so that each light amount becomes a target light amount. A light amount control means for controlling the amount of light respectively;
A light quantity control device comprising:
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