JP5562052B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数の光源から発光させたレーザビームにより感光体を走査して形成した潜像の可視像(画像)を記録紙に転写することで画像形成を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming equipment for forming an image by transferring a visible image of the latent image formed by scanning the photosensitive member with a laser beam is emitted from a plurality of light sources (image) on the recording paper.
近年、電子写真方式の画像形成装置(プリンタ、複写機)の画像形成速度の高速化や画像の高画質化に伴い、レーザビームにより感光体を走査して潜像を形成する露光ユニットの生産性が重要視されてきている。露光ユニットの生産性は、感光体をレーザビームで走査する際の単位時間あたりの露光ライン数に相当する。露光ユニットの生産性を上げるためには、光源から発光させたレーザビームを感光体へ反射させるポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータの回転速度を上げる、ポリゴンミラーの面数を増やす、1走査に露光するレーザビーム数を増やすこと等が考えられる。 In recent years, with the increase in image formation speed and image quality of electrophotographic image forming apparatuses (printers, copiers), the productivity of exposure units that scan a photoreceptor with a laser beam to form a latent image Has been regarded as important. The productivity of the exposure unit corresponds to the number of exposure lines per unit time when the photosensitive member is scanned with a laser beam. In order to increase the productivity of the exposure unit, exposure is performed for one scan by increasing the rotation speed of the polygon motor that rotates the polygon mirror that reflects the laser beam emitted from the light source to the photoreceptor and increasing the number of polygon mirror surfaces. It is conceivable to increase the number of laser beams.
しかし、技術面からポリゴンモータの回転速度は限界に近づいており、ポリゴンモータの回転速度の上昇に伴い、ポリゴンモータの温度が上昇する昇温、駆動時の騒音、コスト上昇等の弊害を生じている。また、ポリゴンミラーの面数を増やすことは感光体に対するレーザビームの走査角度が小さくなるため、同一の露光幅を得るためには光路長を長くする必要があり、画像形成装置の大型化やコスト上昇を招いている。このため、近年は画像形成装置の露光ユニットに搭載する光源として多ビーム(マルチビーム)のレーザダイオードが開発され、2ビームから4ビーム・・・と更なる多ビーム化が進展している。以下、背景技術及び後述の発明が解決しようとする課題においては多ビーム(マルチビーム)のレーザダイオードを前提とした説明を行う。 However, the rotational speed of the polygon motor is approaching the limit from the technical aspect, and with the increase in the rotational speed of the polygon motor, there are adverse effects such as a rise in temperature of the polygon motor, noise during driving, and an increase in cost. Yes. In addition, increasing the number of polygon mirror surfaces reduces the scanning angle of the laser beam with respect to the photosensitive member, so that it is necessary to increase the optical path length in order to obtain the same exposure width, which increases the size and cost of the image forming apparatus. Invite the rise. For this reason, in recent years, a multi-beam laser diode has been developed as a light source mounted on an exposure unit of an image forming apparatus, and the number of beams is further increased from 2 beams to 4 beams. Hereinafter, in the background art and the problem to be solved by the invention described later, description will be made on the premise of a multi-beam laser diode.
この多ビーム化の流れの中で、従来のレーザであるエッジエミッタ構造のレーザダイオードから、より多ビーム化に適した面発光構造のレーザダイオード(以後VCSEL)の開発がなされてきており、一部実用化されている(例えば、特許文献1参照)。多ビームの半導体レーザを画像形成装置に用いた例を図12に基づき以下説明する。 In this multi-beam trend, the development of surface emitting laser diodes (hereinafter referred to as VCSELs) that are more suitable for multi-beams has been developed from the conventional edge emitter laser diodes that are lasers. It has been put into practical use (for example, see Patent Document 1). An example in which a multi-beam semiconductor laser is used in an image forming apparatus will be described below with reference to FIG.
図12は、従来例に係る画像形成装置の多ビームの半導体レーザ及びドライバ回路の構成を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a multi-beam semiconductor laser and a driver circuit of an image forming apparatus according to a conventional example.
図12において、画像形成装置は、半導体レーザLD1000、ドライバ回路1・1001〜ドライバ回路8・1008、フォトダイオードPD1を備えている。半導体レーザLD1000は、パッケージ内にレーザダイオードLD1〜LD8が構成されている。レーザダイオードLD1〜LD8のカソード端子は、共通端子となり接地される。レーザダイオードLD1〜LD8のアノード端子は、それぞれドライバ回路1・1001〜ドライバ回路8・1008に接続されると共に、接続先のドライバ回路から点灯電流が供給される。 In FIG. 12, the image forming apparatus includes a semiconductor laser LD1000, driver circuits 1 and 1001 to driver circuits 8 and 1008, and a photodiode PD1. The semiconductor laser LD1000 includes laser diodes LD1 to LD8 in a package. The cathode terminals of the laser diodes LD1 to LD8 become a common terminal and are grounded. The anode terminals of the laser diodes LD1 to LD8 are connected to the driver circuits 1 and 1001 to the driver circuits 8 and 1008, respectively, and a lighting current is supplied from the connected driver circuit.
ドライバ回路1・1001〜ドライバ回路8・1008はそれぞれ同じ構成であるため、代表してドライバ回路1・1001について説明する。フォトダイオードPD1は、レーザダイオードLD1〜LD8の光量をモニタするためにレーザダイオードLD1〜LD8の放射光またはその一部が照射される位置に設置される。フォトダイオードPD1のアノード端子は、接地される。フォトダイオードPD1のカソード端子には、抵抗R1を介して電源Vccに接続されるバイアス電圧が印加される。フォトダイオードPD1のカソード端子は、モニタ出力となり、エラーアンプOP1の+入力端子に接続される。 Since the driver circuits 1 and 1001 to the driver circuits 8 and 1008 have the same configuration, the driver circuits 1 and 1001 will be described as a representative. The photodiode PD1 is installed at a position where the emitted light of the laser diodes LD1 to LD8 or a part thereof is irradiated in order to monitor the light quantity of the laser diodes LD1 to LD8. The anode terminal of the photodiode PD1 is grounded. A bias voltage connected to the power supply Vcc through the resistor R1 is applied to the cathode terminal of the photodiode PD1. The cathode terminal of the photodiode PD1 becomes a monitor output and is connected to the + input terminal of the error amplifier OP1.
エラーアンプOP1の−入力端子には、基準電圧Vrefが印加されている。エラーアンプOP1の出力端子は、アナログスイッチSW1に入力される。アナログスイッチSW1の動作を制御するコントロール端子には、コントローラ(不図示)から制御信号(cont1信号)が入力される。アナログスイッチSW1の出力は、コンデンサC1の一方の端子に接続され、更に定電流源CC1の制御信号となり入力される。コンデンサC1の他方の端子は、接地される。 A reference voltage Vref is applied to the negative input terminal of the error amplifier OP1. The output terminal of the error amplifier OP1 is input to the analog switch SW1. A control signal (cont1 signal) is input from a controller (not shown) to a control terminal that controls the operation of the analog switch SW1. The output of the analog switch SW1 is connected to one terminal of the capacitor C1 and further inputted as a control signal for the constant current source CC1. The other terminal of the capacitor C1 is grounded.
定電流源CC1は、印加される電圧に応じた電流をその出力から供給する。定電流源CC1の出力は、PNPトランジスタQ10、Q11の各エミッタ端子にそれぞれ接続される。PNPトランジスタQ10のコレクタ端子は、ドライバ回路1001の出力となりレーザダイオードLD1のアノード端子に接続される。PNPトランジスタQ11のコレクタ端子には、抵抗RD1の一端が接続される。RD1抵抗の他端は、接地される。PNPトランジスタQ10のベース端子には、インバータQ12を介して、PNPトランジスタQ11のベース端子には、バッファQ13を介して、データ信号(data1信号)がそれぞれ入力される。 The constant current source CC1 supplies a current corresponding to the applied voltage from its output. The output of the constant current source CC1 is connected to each emitter terminal of the PNP transistors Q10 and Q11. The collector terminal of the PNP transistor Q10 becomes the output of the driver circuit 1001, and is connected to the anode terminal of the laser diode LD1. One end of a resistor RD1 is connected to the collector terminal of the PNP transistor Q11. The other end of the RD1 resistor is grounded. A data signal (data1 signal) is input to the base terminal of the PNP transistor Q10 via the inverter Q12 and to the base terminal of the PNP transistor Q11 via the buffer Q13.
次に、ドライバ回路1・1001の動作について説明する。まず、レーザダイオードLD1のオートパワーコントロール(APC)モードとなるように、コントローラ(不図示)によりcont1信号とdata1信号が共にHiが出力される。cont2信号〜cont8信号、data2信号〜data8信号はLoが出力される。data1信号はHiであるため、インバータQ12の出力はLoとなり、PNPトランジスタQ10はONする。PNPトランジスタQ11は、逆にOFFする。 Next, the operation of the driver circuits 1 and 1001 will be described. First, both the cont1 signal and the data1 signal are output Hi by a controller (not shown) so as to enter the auto power control (APC) mode of the laser diode LD1. Lo is output from the cont2 signal to the cont8 signal and the data2 signal to the data8 signal. Since the data1 signal is Hi, the output of the inverter Q12 becomes Lo, and the PNP transistor Q10 is turned ON. Conversely, the PNP transistor Q11 is turned OFF.
PNPトランジスタQ10がONすると、定電流源CC1から供給される電流によりレーザダイオードLD1が点灯する。レーザダイオードLD1の光量が増すと、フォトダイオードPD1の出力電流は増大し、エラーアンプOP1に入力される電圧は低下する。フォトダイオードPD1の出力は、エラーアンプOP1により基準電圧Vrefと比較される結果、エラーアンプOP1の出力電圧が低下する。エラーアンプOP1の出力電圧が低下するため、定電流源CC1の出力電流も低下する。定電流源CC1の出力電流も低下すると、レーザダイオードLD1の光量も低下する。 When the PNP transistor Q10 is turned on, the laser diode LD1 is turned on by the current supplied from the constant current source CC1. When the light quantity of the laser diode LD1 increases, the output current of the photodiode PD1 increases and the voltage input to the error amplifier OP1 decreases. The output of the photodiode PD1 is compared with the reference voltage Vref by the error amplifier OP1, and as a result, the output voltage of the error amplifier OP1 decreases. Since the output voltage of the error amplifier OP1 decreases, the output current of the constant current source CC1 also decreases. When the output current of the constant current source CC1 is also reduced, the light amount of the laser diode LD1 is also reduced.
以上のように、ドライバ回路1・1001は負帰還回路を構成しており、フォトダイオードPD1の出力電圧と基準電圧Vrefとが同一の電圧となるように、一定の光量でレーザダイオードLD1が点灯することとなる。他のレーザダイオードLD2〜LD8のAPCモードについても同様である。 As described above, the driver circuits 1 and 1001 constitute a negative feedback circuit, and the laser diode LD1 is lit with a constant light amount so that the output voltage of the photodiode PD1 and the reference voltage Vref are the same voltage. It will be. The same applies to the APC modes of the other laser diodes LD2 to LD8.
次に、画像形成装置の感光体をレーザビームで走査して形成した潜像の可視像(現像した画像)を記録紙に転写する印字モードの説明を行う。印字モードでは、コントローラ(不図示)によりcont1信号〜cont8信号にLoが出力され、data1信号〜data8信号には印字するための画像データが出力される。cont1信号がLoであるため、アナログスイッチSW1がOFFする。このため、APCモード時の電圧がコンデンサC1により保持される。定電流源CC1の制御端子にはコンデンサC1の電圧が印加されるため、定電流源CC1の出力はAPCモード時と同じ電流値となる。 Next, a description will be given of a print mode in which a visible image (developed image) of a latent image formed by scanning a photoconductor of an image forming apparatus with a laser beam is transferred to a recording sheet. In the print mode, a controller (not shown) outputs Lo to the cont1 signal to the cont8 signal, and image data for printing is output to the data1 signal to the data8 signal. Since the cont1 signal is Lo, the analog switch SW1 is turned OFF. For this reason, the voltage in the APC mode is held by the capacitor C1. Since the voltage of the capacitor C1 is applied to the control terminal of the constant current source CC1, the output of the constant current source CC1 has the same current value as in the APC mode.
data1信号がHiの場合はPNPトランジスタQ10がONするため、レーザダイオードLD1は点灯する。data1信号がLoの場合はPNPトランジスタQ10がOFFするため、レーザダイオードLD1は消灯する。これにより、半導体レーザ駆動回路に供給される画像データに応じたレーザダイオードの点滅駆動が可能となり、感光体の画像露光を行うこととなる。また、半導体レーザは同一環境においては同一の電流値では一定の光量で点灯することが知られている。これにより、点灯時はAPCモードと同等の一定光量で点灯することが可能となる。 When the data1 signal is Hi, the PNP transistor Q10 is turned on, so that the laser diode LD1 is lit. When the data1 signal is Lo, the PNP transistor Q10 is turned off, so that the laser diode LD1 is turned off. As a result, the laser diode can be blinked and driven in accordance with the image data supplied to the semiconductor laser drive circuit, and image exposure of the photoreceptor is performed. Further, it is known that a semiconductor laser is lit with a constant light amount at the same current value in the same environment. Thereby, it becomes possible to light with a constant light amount equivalent to the APC mode at the time of lighting.
また、data1信号がHiの場合はPNPトランジスタQ11がOFFする。data1信号がLoの場合はPNPトランジスタQ11がONするため、抵抗RD1に定電流源CC1から供給される電流が印加される。これにより、deta1信号の状況に影響されずに定電流源CC1から供給される電流は一定となる。 Further, when the data1 signal is Hi, the PNP transistor Q11 is turned off. When the data1 signal is Lo, the PNP transistor Q11 is turned on, so that the current supplied from the constant current source CC1 is applied to the resistor RD1. As a result, the current supplied from the constant current source CC1 is constant without being affected by the status of the data1 signal.
一般的に、定電流回路の高速駆動(特に画像形成時におけるレーザダイオードの点滅駆動を行う際の周波数である数十MHzでの動作)は困難である。上記の図12に示した構成によれば、PNPトランジスタQ10、Q11は高速での動作を必要とするが、定電流源CC1は高速の動作を必要としないため画像形成が容易となる。他のレーザダイオードLD2〜LD8に対応した印字モードも同様である。 In general, high-speed driving of a constant current circuit (especially, operation at a frequency of several tens of MHz, which is a frequency for performing laser diode blinking driving during image formation) is difficult. According to the configuration shown in FIG. 12, the PNP transistors Q10 and Q11 require high-speed operation, but the constant current source CC1 does not require high-speed operation, so that image formation is facilitated. The same applies to the printing modes corresponding to the other laser diodes LD2 to LD8.
以上のように、半導体レーザ駆動回路に供給される電気的な画像信号(画像データ)を半導体レーザの光パルス信号に変換することにより、感光体をレーザビームで走査して潜像を形成する画像露光を行うことで画像形成を行う。 As described above, by converting the electrical image signal (image data) supplied to the semiconductor laser driving circuit into the optical pulse signal of the semiconductor laser, the photosensitive member is scanned with the laser beam to form a latent image. Image formation is performed by performing exposure.
上述したように、近年の画像形成装置の高速化や高画質化に対応するため露光用のレーザの多ビーム化が図られてきているが、多ビーム化に伴い不要輻射が増加するという弊害が発生するようになってきている。不要輻射の増加の原因について以下説明する。 As described above, the number of exposure laser beams has been increased in order to cope with the recent increase in speed and image quality of image forming apparatuses. However, there is an adverse effect that unnecessary radiation increases as the number of beams increases. Is starting to occur. The cause of the increase in unnecessary radiation will be described below.
半導体レーザ駆動回路は感光体をレーザビームで露光するために、半導体レーザ駆動回路に供給される画像データに応じてレーザダイオードの点滅駆動を行うが、この点滅駆動を行う際の周波数は数十MHzとなる。また、レーザダイオードを点灯させるための電流は、露光を安定させるために急峻な立ち上がりと立ち下がりが必要となる。 The semiconductor laser driving circuit performs blinking driving of a laser diode in accordance with image data supplied to the semiconductor laser driving circuit in order to expose the photosensitive member with a laser beam. The frequency at which this blinking driving is performed is several tens of MHz. It becomes. Further, the current for turning on the laser diode requires a steep rise and fall in order to stabilize exposure.
ここで、レーザダイオードとして例えばVCSEL(多ビーム化に適した面発光構造のレーザダイオード)を例示して説明する。VCSELは寄生容量が大きいため、電流の立ち上がりや立ち下がり時に寄生容量に流れる電流成分を有する。寄生容量に流れる電流成分はレーザの発光に寄与しないため、寄生容量への充電時間はVCSELを駆動する信号に対するレーザの発光光量の立ち上がりの遅延となる。レーザの発光光量の立ち上がりの遅延量の増加は、露光画素の細りとなって現れ、画像劣化の要因となる。 Here, for example, a VCSEL (surface emitting laser diode suitable for multi-beam) will be described as an example of the laser diode. Since VCSEL has a large parasitic capacitance, it has a current component that flows through the parasitic capacitance when the current rises or falls. Since the current component flowing in the parasitic capacitance does not contribute to the laser emission, the charging time for the parasitic capacitance is a delay in the rise of the laser emission amount with respect to the signal for driving the VCSEL. An increase in the delay amount of the rise of the amount of light emitted from the laser appears as a thinned exposed pixel, which causes image degradation.
そこで、レーザの発光光量の立ち上がりの遅延量を少なくするために、多大な電流を寄生容量に供給することにより充電時間の短縮化を図る方法が考えられる。この場合のVCSELの動作波形を図13に示す。図13において、(a)の縦軸はVCSELの順方向電圧Vfを示し、横軸は時間tを示す。(b)の縦軸はVCSELの順方向電流Ifを示し、横軸は時間tを示す。(c)の縦軸は出力光量Pを示し、横軸は時間tを示す。実際に遅延時間を1nsec前後に短縮するために必要な電流としては、VCSELの通常の点灯時の電流に対し数倍から十数倍もの電流が流れることなり、この電流が不要輻射を生じている。 Therefore, in order to reduce the delay amount of the rise of the laser light emission amount, a method of shortening the charging time by supplying a large current to the parasitic capacitance can be considered. The operation waveform of the VCSEL in this case is shown in FIG. In FIG. 13, the vertical axis of (a) indicates the forward voltage Vf of the VCSEL, and the horizontal axis indicates time t. The vertical axis of (b) indicates the forward current If of the VCSEL, and the horizontal axis indicates time t. The vertical axis of (c) indicates the output light amount P, and the horizontal axis indicates time t. As a current necessary for actually reducing the delay time to around 1 nsec, a current that is several to a dozen times as large as the current at the time of normal lighting of the VCSEL flows, and this current causes unnecessary radiation. .
VCSELの高速かつ急峻なスイッチング(点灯/消灯)により不要輻射が発生するが、以下のような問題がある。従来は不要輻射は無視できる程度であったものが、VCSELの特徴である多ビーム化が容易であることから多ビーム化によるレーザ光源の増加に伴い、不要輻射は無視できない重要な問題としてクローズアップされてきている。また、多ビーム化により複数のレーザ光源の点滅を決定する画像信号の立ち上がり/立ち下がりのタイミングが重なると、レーザダイオードの駆動電流の急激な増加が問題となる。その結果、不要輻射が問題となる。 Although unnecessary radiation is generated due to high-speed and steep switching (lighting / extinguishing) of the VCSEL, there are the following problems. In the past, unnecessary radiation was negligible, but due to the ease with which the multi-beam characteristic of VCSELs can be achieved, as the number of laser light sources increases due to multi-beaming, unnecessary radiation is an important issue that cannot be ignored. Has been. Further, when the rise / fall timings of image signals that determine blinking of a plurality of laser light sources overlap due to the increase in the number of beams, a rapid increase in the drive current of the laser diode becomes a problem. As a result, unnecessary radiation becomes a problem.
本発明の目的は、複数のレーザ光源の点滅を制御する画像信号の立ち上がり/立ち下がりが重なることにより起こる不要輻射を軽減することができる画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a picture image forming equipment which unwanted radiation can and reduce child caused by the rise / fall of the image signal which controls the flashing of the plurality of laser light sources overlaps.
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体を光ビームにより走査することで前記感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、光ビームを出射する複数の発光素子を有し、前記複数の発光素子が前記感光体の回転方向において異なる位置を走査するように配列された光源と、前記複数の発光素子から画像信号に基づいてそれぞれ出射される複数の光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームをそれぞれ偏向する偏向手段と、前記複数の発光素子のうち同時に光ビームを出射する発光素子によって出射された光ビームの出射開始タイミングと出射停止タイミングとを検出する検出手段と、前記検出された出射開始タイミングが同時になる発光素子の数と前記検出された出射停止タイミングが同時になる発光素子の数とを特定する特定手段と、前記特定された出射開始タイミングが同時になる発光素子の数と前記特定された出射停止タイミングが同時になる発光素子の数との差が所定の値以上である場合には、前記同時に光ビームを出射する複数の発光素子のうち少なくとも一つの発光素子の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングを、当該少なくとも一つの発光素子以外の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングに対して遅延させる制御もしくは早める制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention is an image forming equipment that form a latent electrostatic image on the front Symbol photoreceptor photoreceptor run 査be Rukoto by a light beam, have a plurality of light emitting elements that shines out of the light beam, a light source for the plurality of light emitting elements are arranged so as to scan different positions in the rotation direction of the photosensitive body, the image signals from the plurality of light emitting elements Based on the deflecting means for deflecting each of the plurality of light beams so that the plurality of light beams respectively emitted on the photosensitive member are scanned, and the light emitting element that emits the light beams simultaneously among the plurality of light emitting elements. Detecting means for detecting the emission start timing and the emission stop timing of the emitted light beam, the number of light emitting elements having the detected emission start timing at the same time and the detected emission stop timing at the same time And a difference between a number of light emitting elements having the specified emission start timing and the number of light emitting elements having the specified emission stop timing simultaneously is not less than a predetermined value. If it is, at least one of the extraction start timing or extraction stop timing of the light beam of the light emitting element, other than the one of the light emitting element even the no less light among the multiple light-emitting elements to simultaneously emit light beams characterized in that it comprises a control means for controlling or accelerating control is delayed with respect to the emission start timing or emission stop timing of the beam.
本発明によれば、複数のレーザ光源の点滅を制御する画像信号の立ち上がり/立ち下がりが重なることにより起こる不要輻射を軽減することができる。 According to the present invention, unwanted radiation can and reduce child caused by the rise / fall of the image signal which controls the flashing of the plurality of laser light sources overlaps.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図1において、画像形成装置は、電子写真方式により記録紙に画像(モノクロ画像/カラー画像)を形成する画像形成部1、原稿から画像を読み取る画像読取部2、原稿を画像読取部2に給送する原稿給送部3を備えている。画像形成部1は、カセット給紙部4、5、手差し給紙部6、中間転写ベルト13、各色(マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック)毎に設置された感光体ドラム14、15、16、17、定着器35、露光ユニット41、42、43、44、等を備えている。尚、以下では画像形成部1を中心に説明を行い、画像読取部2及び原稿給送部3の説明は省略する。 In FIG. 1, an image forming apparatus includes an image forming unit 1 that forms an image (monochrome image / color image) on recording paper by an electrophotographic method, an image reading unit 2 that reads an image from a document, and a document that is supplied to the image reading unit 2. A document feeder 3 for feeding is provided. The image forming unit 1 includes cassette sheet feeding units 4 and 5, a manual sheet feeding unit 6, an intermediate transfer belt 13, and photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 installed for each color (magenta, cyan, yellow, and black). , A fixing device 35, exposure units 41, 42, 43, 44, and the like. In the following description, the image forming unit 1 will be mainly described, and descriptions of the image reading unit 2 and the document feeding unit 3 will be omitted.
画像形成部1において、露光ユニット41、42、43、44は、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17の上方に配置されており、図2に示す構成(感光体ドラム以外の構成)を有し、多ビーム(8ビーム)の半導体レーザを用いて露光動作を行う。詳細は図2乃至図4で後述する。露光ユニット41、42、43、44は、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17に対し、マゼンタ成分の画像、シアン成分の画像、イエロー成分の画像、ブラック成分の画像に基づくレーザビームLM、LC、LY、LBの露光を行い、静電潜像を形成する。 In the image forming unit 1, the exposure units 41, 42, 43, and 44 are disposed above the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17, respectively, and have the configuration shown in FIG. 2 (configuration other than the photosensitive drum). The exposure operation is performed using a multi-beam (8-beam) semiconductor laser. Details will be described later with reference to FIGS. The exposure units 41, 42, 43, and 44 respectively apply a laser beam LM based on a magenta component image, a cyan component image, a yellow component image, and a black component image to the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17, respectively. LC, LY, and LB are exposed to form an electrostatic latent image.
感光体ドラム14、15、16、17は、それぞれ露光ユニット41、42、43、44による露光により静電潜像が形成される像担持体であり、中間転写ベルト13の回転方向に沿って中間転写ベルト13の水平部の上面に等間隔で配置されている。感光体ドラム14、15、16、17の周囲には、それぞれ現像器23、24、25、26、1次帯電器27、28、29、30、クリーナ31、32、33、34が配置されている。 The photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 are image carriers on which electrostatic latent images are formed by exposure by the exposure units 41, 42, 43, and 44, respectively, and are intermediate along the rotation direction of the intermediate transfer belt 13. The transfer belt 13 is arranged on the upper surface of the horizontal portion at equal intervals. Around the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17, developing units 23, 24, 25, and 26, primary chargers 27, 28, 29, and 30, cleaners 31, 32, 33, and 34 are arranged, respectively. Yes.
1次帯電器27、28、29、30は、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17の表面を均一に帯電させる。現像器23、24、25、26は、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17に形成された静電潜像をトナーにより現像し可視化する。クリーナ31、32、33、34は、感光体ドラム14、15、16、17から中間転写ベルト13に対するトナー像転写後の、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17に付着しているトナーを除去する。 The primary chargers 27, 28, 29, and 30 uniformly charge the surfaces of the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17, respectively. The developing units 23, 24, 25, and 26 develop and visualize the electrostatic latent images formed on the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 with toner, respectively. The cleaners 31, 32, 33, and 34 respectively remove the toner adhering to the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 after the toner image is transferred from the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 to the intermediate transfer belt 13. Remove.
画像形成装置は、記録紙の片面に画像を形成する片面モード、記録紙の両面に画像を形成する両面モードの何れかを操作部(不図示)から設定可能である。まず、片面モードの画像形成について説明する。最上流の感光体ドラム14にマゼンタ成分の画像に基づくレーザビーム(光ビーム)LMの露光が開始され、感光体ドラム14に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器23から供給されるマゼンタ色のトナーにより可視化される。次に、感光体ドラム15にシアン成分の画像に基づくレーザビームLCの露光が開始され、感光体ドラム16に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器24から供給されるシアン色のトナーにより可視化される。 The image forming apparatus can set either a single-side mode in which an image is formed on one side of a recording sheet or a double-side mode in which an image is formed on both sides of a recording sheet from an operation unit (not shown). First, image formation in the single-side mode will be described. Exposure of a laser beam (light beam) LM based on the image of the magenta component is started on the uppermost photosensitive drum 14, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 14. This electrostatic latent image is visualized by magenta toner supplied from the developing unit 23. Next, exposure of the laser beam LC based on the cyan component image is started on the photosensitive drum 15, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 16. This electrostatic latent image is visualized by cyan toner supplied from the developing device 24.
次に、感光体ドラム15に対するレーザビームLCの露光開始から所定時間が経過した後、感光体ドラム16にイエロー成分の画像に基づくレーザビームLYの露光が開始され、感光体ドラム16に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器25から供給されるイエロー色のトナーにより可視化される。次に、感光体ドラム16に対するレーザビームLYの露光開始から所定時間が経過した後、感光体ドラム17にブラック成分の画像に基づくレーザビームLBの露光が開始され、感光体ドラム17に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器26から供給されるブラック色のトナーにより可視化される。 Next, after a predetermined time has elapsed from the start of exposure of the laser beam LC to the photosensitive drum 15, the exposure of the laser beam LY based on the yellow component image is started on the photosensitive drum 16, and the electrostatic latent image is applied to the photosensitive drum 16. Form an image. This electrostatic latent image is visualized by yellow toner supplied from the developing device 25. Next, after a predetermined time has elapsed from the start of exposure of the laser beam LY to the photosensitive drum 16, the exposure of the laser beam LB based on the black component image is started on the photosensitive drum 17, and the electrostatic latent image is applied to the photosensitive drum 17. Form an image. This electrostatic latent image is visualized by black toner supplied from the developing device 26.
中間転写ベルト13は、駆動ローラ13a、2次転写対向ローラ13b、及びテンションローラ13cに張設された断面略三角形状の無端ベルトである。中間転写ベルト13は、図中時計回りに回転(循環駆動)される。中間転写ベルト13の内側には、それぞれ感光体ドラム14、15、16、17に対応して転写帯電器90、91、92、93が配置されている。また、中間転写ベルト13を挟んで2次転写対向ローラ13bに対向して2次転写ローラ40が配置されている。2次転写ローラ40と2次転写対向ローラ13bとの当接部分が2次転写部T2を形成している。 The intermediate transfer belt 13 is an endless belt having a substantially triangular cross section that is stretched around the drive roller 13a, the secondary transfer counter roller 13b, and the tension roller 13c. The intermediate transfer belt 13 is rotated clockwise (circulation drive) in the drawing. Inside the intermediate transfer belt 13, transfer chargers 90, 91, 92, and 93 are disposed corresponding to the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17, respectively. Further, a secondary transfer roller 40 is disposed opposite the secondary transfer counter roller 13b with the intermediate transfer belt 13 interposed therebetween. A contact portion between the secondary transfer roller 40 and the secondary transfer counter roller 13b forms a secondary transfer portion T2.
中間転写ベルト13が図中時計回りに回転する過程で、感光体ドラム14、15、16、17と、転写帯電器90、91、92、93との間のそれぞれの当接部分である転写領域を、中間転写ベルト13が順次通過する。これにより、中間転写ベルト13にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像が重ねて転写される。 In the process in which the intermediate transfer belt 13 rotates in the clockwise direction in the drawing, the transfer regions that are the contact portions between the photosensitive drums 14, 15, 16, and 17 and the transfer chargers 90, 91, 92, and 93, respectively. Are sequentially passed by the intermediate transfer belt 13. As a result, magenta, cyan, yellow, and black toner images are superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 13.
他方、画像形成対象の記録紙Sを自動給紙する場合はカセット給紙部4のトレイ4aまたはカセット給紙部5のトレイ5aから、記録紙Sを手動給紙する場合は手差し給紙部6のトレイ6aから、それぞれ2次転写部T2に給紙する。該当する給紙部からピックアップローラ7により最上位の記録紙Sから順に繰り出された後、フィードローラ8Aとリタードローラ8Bからなる分離ローラ対により最上位の記録紙Sのみ分離され、回転が停止しているレジストローラ対12へ送られる。 On the other hand, when the recording paper S to be imaged is automatically fed, the manual paper feeding unit 6 is used to manually feed the recording paper S from the tray 4a of the cassette paper feeding unit 4 or the tray 5a of the cassette paper feeding unit 5. Are fed from the tray 6a to the secondary transfer portion T2. After the sheet is fed from the uppermost recording sheet S in order by the pickup roller 7 from the corresponding sheet feeding unit, only the uppermost recording sheet S is separated by the pair of separation rollers including the feed roller 8A and the retard roller 8B, and the rotation stops. Is sent to the registration roller pair 12.
給紙カセット4、5の何れかから給送された記録紙Sは、搬送ローラ対9、10、11により中継されてレジストローラ対12へ送られる。レジストローラ対12へ送られた記録紙Sは、記録紙先端がレジストローラ対12のニップ部に突き当たって所定のループを形成すると、一旦移動が停止される。このループの形成により記録紙Sの斜行状態が矯正される。斜行状態が矯正された記録紙Sは、中間転写ベルト13上のトナー像と記録紙先端との位置を合わせるタイミングをとって回転を開始するレジストローラ対12により、2次転写領域T2に送られ、記録紙上にトナー像が転写される。 The recording paper S fed from any of the paper feed cassettes 4 and 5 is relayed by the transport roller pair 9, 10, and 11 and sent to the registration roller pair 12. The recording paper S sent to the registration roller pair 12 is temporarily stopped when the leading edge of the recording paper hits the nip portion of the registration roller pair 12 to form a predetermined loop. By forming this loop, the skew state of the recording paper S is corrected. The recording sheet S whose skew state has been corrected is sent to the secondary transfer region T2 by the registration roller pair 12 that starts to rotate at the timing of aligning the position of the toner image on the intermediate transfer belt 13 and the leading end of the recording sheet. The toner image is transferred onto the recording paper.
2次転写領域T2を通過した記録紙Sは、中間転写ベルト13により定着器35へ送られる。記録紙Sは、定着器35内の定着ローラ35Aと加圧ローラ35Bとにより形成されるニップ部を通過する過程で、定着ローラ35Aにより加熱されると共に加圧ローラ35Bにより加圧され、記録紙上のトナー像が定着される。定着器35を通過した定着処理済み記録紙Sは、搬送ローラ対36により排出ローラ対37へ送られ、更に機外の排出トレイ38上へ排出される。 The recording sheet S that has passed through the secondary transfer region T2 is sent to the fixing device 35 by the intermediate transfer belt 13. The recording paper S is heated by the fixing roller 35A and pressurized by the pressure roller 35B in the process of passing through the nip portion formed by the fixing roller 35A and the pressure roller 35B in the fixing device 35, and is applied to the recording paper. The toner image is fixed. The recording sheet S that has been subjected to the fixing process after passing through the fixing device 35 is sent to the discharge roller pair 37 by the conveying roller pair 36 and further discharged onto the discharge tray 38 outside the apparatus.
図2は、画像形成装置の露光ユニット41の模式的な構成を示す概略図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the exposure unit 41 of the image forming apparatus.
図2において、マゼンタ色のトナー像が形成される感光体ドラム14に対応して設置された露光ユニット41を示している。露光ユニット41は、レーザダイオード111、コリメータレンズ112、絞り113、シリンドリカルレンズ114、レーザスキャナモータ115、回転多面鏡(ポリゴンミラー)116、結像光学系(fθレンズ)117、折返しミラー118を備えている。尚、シアン用の感光体ドラム15、イエロー用の感光体ドラム16、ブラック用の感光体ドラム17に各々対応する露光ユニット42、43、44の図示及び説明は省略する。 FIG. 2 shows an exposure unit 41 installed corresponding to the photosensitive drum 14 on which a magenta toner image is formed. The exposure unit 41 includes a laser diode 111, a collimator lens 112, an aperture 113, a cylindrical lens 114, a laser scanner motor 115, a rotary polygon mirror (polygon mirror) 116, an imaging optical system (fθ lens) 117, and a folding mirror 118. Yes. Illustration and description of the exposure units 42, 43, and 44 corresponding to the cyan photosensitive drum 15, the yellow photosensitive drum 16, and the black photosensitive drum 17 are omitted.
レーザダイオード111(光源)から出射したレーザビーム(光ビーム:発散光束)は、コリメータレンズ112によりほぼ平行光束とされ、絞り113により光束が制限された後、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ114に入射する。シリンドリカルレンズ114に入射したほぼ平行光束のうち主走査断面内の光束は、そのままほぼ平行光束の状態で射出する。また、シリンドリカルレンズ114に入射したほぼ平行光束のうち副走査断面内の光束は、集束され、レーザスキャナモータ115により回転され光偏向器を構成する回転多面鏡116の偏向面(反射面)116aに、ほぼ線像として結像する。 The laser beam (light beam: divergent light beam) emitted from the laser diode 111 (light source) is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 112, and after the light beam is limited by the stop 113, it has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. The light enters the cylindrical lens 114 having the same. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 114, the light beam in the main scanning section is emitted as it is in a substantially parallel light beam state. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 114, the light beam in the sub-scan section is converged and rotated by the laser scanner motor 115 to the deflecting surface (reflecting surface) 116a of the rotary polygon mirror 116 constituting the optical deflector. The image is formed almost as a line image.
回転多面鏡116の偏向面116aにより偏向されると共に反射されたレーザビーム(光束)は、fθ特性を有する結像光学系(fθレンズ)117により折返しミラー118を介して被走査面としての感光体ドラム14のドラム面に結像される。この場合、レーザスキャナモータ115により回転多面鏡116を矢印A方向に回転させることにより、感光体ドラム14のドラム面を矢印B方向(主走査方向)に走査することで、感光体ドラム14に画像情報の記録(静電潜像の形成)を行う。 A laser beam (light beam) deflected and reflected by the deflecting surface 116a of the rotary polygon mirror 116 is passed through a folding mirror 118 by an imaging optical system (fθ lens) 117 having fθ characteristics, and a photosensitive member as a scanning surface. An image is formed on the drum surface of the drum 14. In this case, the rotating polygon mirror 116 is rotated in the direction of arrow A by the laser scanner motor 115, and the drum surface of the photosensitive drum 14 is scanned in the direction of arrow B (main scanning direction). Information recording (formation of an electrostatic latent image) is performed.
図3は、画像形成装置の露光ユニット41及び制御系を中心とした構成(光走査装置)を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration (optical scanning device) centering on the exposure unit 41 and the control system of the image forming apparatus.
図3において、画像形成装置の画像形成部1は、レーザドライバ120、シーケンスコントローラ121、画像処理コントローラ122、FIFOメモリ123、画像処理回路124、BDセンサ125を備えている。レーザドライバ120、シーケンスコントローラ121、画像処理コントローラ122、FIFOメモリ123、画像処理回路124が本発明の画像処理手段に相当する。 3, the image forming unit 1 of the image forming apparatus includes a laser driver 120, a sequence controller 121, an image processing controller 122, a FIFO memory 123, an image processing circuit 124, and a BD sensor 125. The laser driver 120, the sequence controller 121, the image processing controller 122, the FIFO memory 123, and the image processing circuit 124 correspond to the image processing means of the present invention.
尚、図3ではマゼンタ成分の画像形成を行うための感光体ドラム14と露光ユニット41を図示しているが、他の色成分(シアン、イエロー、ブラック)の画像形成を行う感光体ドラム15、16、17と露光ユニット42、43、44の図示及び説明は省略する。 3 shows the photosensitive drum 14 and the exposure unit 41 for forming an image of a magenta component, the photosensitive drum 15 for forming an image of other color components (cyan, yellow, black), Illustrations and descriptions of 16, 17 and exposure units 42, 43, 44 are omitted.
レーザドライバ120は、後述の図4のドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108から構成されている。レーザドライバ120は、シーケンスコントローラ121から出力される制御信号と、画像処理回路124から出力される画像データに基づき、点滅信号をレーザダイオード111に出力し、レーザダイオード111の点滅制御を行う。レーザダイオード111は、点滅信号に応じて点灯と消灯を行い、光変調したレーザビーム(光ビーム)をコリメータレンズ112、絞り113、シリンドリカルレンズ114(図2参照)を介して回転多面鏡116に向けて照射する。 The laser driver 120 includes driver circuits 1 and 101 to driver circuits 8 and 108 shown in FIG. The laser driver 120 outputs a blinking signal to the laser diode 111 based on the control signal output from the sequence controller 121 and the image data output from the image processing circuit 124, and controls the blinking of the laser diode 111. The laser diode 111 is turned on and off in response to the blinking signal, and the light-modulated laser beam (light beam) is directed to the rotating polygonal mirror 116 via the collimator lens 112, the diaphragm 113, and the cylindrical lens 114 (see FIG. 2). Irradiate.
回転多面鏡116に照射されたレーザビームは、回転多面鏡116の回転に伴い偏向面116aにより連続的に角度を変えるレーザビーム(偏向ビーム)として反射される。回転多面鏡116で反射されたレーザビームは、レンズ群(不図示)により歪曲収差の補正等を受け、折返しミラー118を介して感光体ドラム14の主走査方向に走査する。 The laser beam applied to the rotary polygon mirror 116 is reflected as a laser beam (deflection beam) whose angle is continuously changed by the deflection surface 116 a as the rotary polygon mirror 116 rotates. The laser beam reflected by the rotating polygonal mirror 116 is subjected to correction of distortion and the like by a lens group (not shown), and scans in the main scanning direction of the photosensitive drum 14 via the folding mirror 118.
図1で説明したように、感光体ドラム14は、予め1次帯電器27により帯電されると共に矢印方向に回転駆動され、レーザビームの走査により順次露光されることで静電潜像が形成される。感光体ドラム14に形成された静電潜像は、現像器23によりトナーで現像され可視像(トナー像)となる。現像された可視像は、転写帯電器90により記録紙に転写される。可視像が転写された記録紙は、定着器35に搬送され、定着が行われた後に機外に排出される。 As described with reference to FIG. 1, the photosensitive drum 14 is charged in advance by the primary charger 27 and is rotationally driven in the direction of the arrow, and is sequentially exposed by scanning with a laser beam to form an electrostatic latent image. The The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 14 is developed with toner by the developing unit 23 to become a visible image (toner image). The developed visible image is transferred onto a recording sheet by a transfer charger 90. The recording sheet on which the visible image has been transferred is conveyed to the fixing device 35, and after being fixed, is discharged outside the apparatus.
また、感光体ドラム14の軸方向の側部における主走査方向の走査開始位置の近傍(または走査開始位置に相当する位置)には、BDセンサ125が配置されている。BD(Beam Detector)センサ125は、回転多面鏡116の各々の偏向面116aで反射されたレーザビームを、感光体ドラム14の各ラインの走査に先立って検出しBD信号を出力する。BD信号は、感光体ドラム14の主走査方向の走査開始基準信号としてシーケンスコントローラ121に入力される。 In addition, a BD sensor 125 is disposed in the vicinity of the scanning start position in the main scanning direction (or a position corresponding to the scanning start position) on the side of the photosensitive drum 14 in the axial direction. A BD (Beam Detector) sensor 125 detects a laser beam reflected by each deflecting surface 116a of the rotary polygon mirror 116 prior to scanning each line of the photosensitive drum 14, and outputs a BD signal. The BD signal is input to the sequence controller 121 as a scanning start reference signal for the photosensitive drum 14 in the main scanning direction.
シーケンスコントローラ121は、BD信号を基準として感光体ドラム14の各ラインの主走査方向の書き出し開始位置(露光により静電潜像の形成を開始する位置)の同期を取れるように、次の信号を生成する。即ち、FIFOメモリ123、レーザドライバ120に各々出力するタイミング信号(制御信号)を生成する。 The sequence controller 121 outputs the following signals so as to synchronize the writing start position in the main scanning direction of each line of the photosensitive drum 14 (position where formation of an electrostatic latent image is started by exposure) with reference to the BD signal. Generate. That is, timing signals (control signals) to be output to the FIFO memory 123 and the laser driver 120 are generated.
また、シーケンスコントローラ121は、プログラムを実行することで次の制御を行う。光ビーム(レーザビーム)を発光する複数の発光素子を有する光源における同時に点灯される複数の発光素子のうち少なくとも一つの発光素子の発光タイミングを、少なくとも一つの発光素子以外の発光タイミングに対して遅延させる制御もしくは早める制御を行う。制御の詳細については後述する。 Further, the sequence controller 121 performs the following control by executing a program. The light emission timing of at least one light-emitting element among a plurality of light-emitting elements that are simultaneously turned on in a light source having a plurality of light-emitting elements that emit a light beam (laser beam) is delayed with respect to light emission timings other than at least one light-emitting element. Control to speed up or speed up. Details of the control will be described later.
画像処理コントローラ122は、画像形成装置内の画像読取部2から供給される画像データ或いは外部装置(パーソナルコンピュータ等)から供給される画像データに対し、画像形成部1の固有のフォーマットとなるように画像処理を施す。また、画像処理コントローラ122は、画像処理後の画像データをFIFO(First In First Out)メモリ123に記憶する。画像処理回路124は、FIFOメモリ123から出力される画像データ(ビデオ信号)を、半導体レーザLD100のレーザダイオードLD1〜LD8(図4参照)の点灯と消灯を行う点滅信号に変換する。 The image processing controller 122 has a format unique to the image forming unit 1 for image data supplied from the image reading unit 2 in the image forming apparatus or image data supplied from an external device (such as a personal computer). Apply image processing. Further, the image processing controller 122 stores the image data after image processing in a FIFO (First In First Out) memory 123. The image processing circuit 124 converts the image data (video signal) output from the FIFO memory 123 into a blinking signal for turning on and off the laser diodes LD1 to LD8 (see FIG. 4) of the semiconductor laser LD100.
図4は、画像形成装置の多ビーム(8ビーム)の半導体レーザ及びドライバ回路の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a multi-beam (8-beam) semiconductor laser and a driver circuit of the image forming apparatus.
図4において、画像形成装置は、半導体レーザLD100(VCSEL:光源)、ドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108、フォトダイオードPD1を備えている。半導体レーザLD100は、パッケージ内にレーザダイオードLD1〜LD8(複数の発光素子)が構成されている。レーザダイオードLD1〜LD8のカソード端子は、共通端子となり接地される。レーザダイオードLD1〜LD8のアノード端子は、それぞれドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108に接続されると共に、接続先のドライバ回路から点灯電流が供給される。 4, the image forming apparatus includes a semiconductor laser LD100 (VCSEL: light source), driver circuits 1 and 101 to driver circuits 8 and 108, and a photodiode PD1. The semiconductor laser LD100 includes laser diodes LD1 to LD8 (a plurality of light emitting elements) in a package. The cathode terminals of the laser diodes LD1 to LD8 become a common terminal and are grounded. The anode terminals of the laser diodes LD1 to LD8 are connected to the driver circuits 1 and 101 to the driver circuits 8 and 108, respectively, and a lighting current is supplied from the connected driver circuit.
ドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108はそれぞれ同じ構成であるため、代表してドライバ回路1・101について説明する。PD1フォトダイオードは、レーザダイオードLD1〜LD8の光量をモニタするために、レーザダイオードLD1〜LD8の放射光またはその一部が照射される位置に設置される。フォトダイオードPD1のアノード端子は、接地される。フォトダイオードPD1のカソード端子には、抵抗R1を介して電源Vccに接続されるバイアス電圧が印加される。フォトダイオードPD1のカソード端子は、モニタ出力となり、エラーアンプOP111の+入力端子に接続される。 Since the driver circuits 1 and 101 to the driver circuits 8 and 108 have the same configuration, the driver circuits 1 and 101 will be described as a representative. The PD1 photodiode is installed at a position where the emitted light of the laser diodes LD1 to LD8 or a part thereof is irradiated in order to monitor the light amount of the laser diodes LD1 to LD8. The anode terminal of the photodiode PD1 is grounded. A bias voltage connected to the power supply Vcc through the resistor R1 is applied to the cathode terminal of the photodiode PD1. The cathode terminal of the photodiode PD1 serves as a monitor output and is connected to the + input terminal of the error amplifier OP111.
エラーアンプOP111の−入力端子には、基準電圧Vrefが印加されている。エラーアンプOP111の出力端子は、定電流源Q111の制御信号となり、定電流源Q111に入力される。定電流源Q111は、印加される電圧に応じた電流を電源Vccから定電流源Q111の出力に供給する。定電流源Q111の出力は、NPNトランジスタQ112のコレクタ端子に接続される。NPNトランジスタQ112のエミッタ端子は、ドライバ回路1・101の出力となり、レーザダイオードLD1のアノード端子に接続される。 A reference voltage Vref is applied to the negative input terminal of the error amplifier OP111. The output terminal of the error amplifier OP111 serves as a control signal for the constant current source Q111 and is input to the constant current source Q111. The constant current source Q111 supplies a current corresponding to the applied voltage from the power source Vcc to the output of the constant current source Q111. The output of constant current source Q111 is connected to the collector terminal of NPN transistor Q112. The emitter terminal of the NPN transistor Q112 becomes the output of the driver circuits 1 and 101 and is connected to the anode terminal of the laser diode LD1.
NPNトランジスタQ112のベース端子には、制御信号(cont1信号)が入力される。cont1信号は、図3のシーケンスコントローラ121により生成され供給される。NPNトランジスタQ112のエミッタ端子は、アナログスイッチSW111の一方の端子にも接続される。アナログスイッチSW111の動作を制御する中央のコントロール端子には、cont1信号が入力される。アナログスイッチSW111の他方の端子は、サンプルホールドコンデンサC111の一方の端子に接続され、更に定電圧電源Q113のコントロール端子にも接続される。サンプルホールドコンデンサC111の他方の端子は、接地される。 A control signal (cont1 signal) is input to the base terminal of the NPN transistor Q112. The cont1 signal is generated and supplied by the sequence controller 121 of FIG. The emitter terminal of the NPN transistor Q112 is also connected to one terminal of the analog switch SW111. The cont1 signal is input to the central control terminal that controls the operation of the analog switch SW111. The other terminal of the analog switch SW111 is connected to one terminal of the sample and hold capacitor C111, and is further connected to the control terminal of the constant voltage power supply Q113. The other terminal of the sample hold capacitor C111 is grounded.
定電圧電源Q113の出力は、NPNトランジスタQ114のコレクタ端子に接続される。NPNトランジスタQ114のエミッタ端子も、ドライバ回路1・101の出力となり、レーザダイオードLD1のアノード端子に接続される。NPNトランジスタQ114のベース端子には、データ信号(data1信号)が入力される。data1信号は、図3のFIFOメモリ123から供給される。 The output of constant voltage power supply Q113 is connected to the collector terminal of NPN transistor Q114. The emitter terminal of the NPN transistor Q114 is also the output of the driver circuits 1 and 101, and is connected to the anode terminal of the laser diode LD1. A data signal (data1 signal) is input to the base terminal of the NPN transistor Q114. The data1 signal is supplied from the FIFO memory 123 of FIG.
次に、ドライバ回路1・101の動作について説明する。まず、レーザダイオードLD1のオートパワーコントロール(APC)モードとなるように、図3のシーケンスコントローラ121によりcont1信号にはHiが出力され、data1信号にはLoが出力される。cont2信号〜cont8信号、data2信号〜data8信号にもLoが出力される。まず、cont1信号はHiであるため、NPNトランジスタQ112はONし、更にアナログスイッチSW111もONする。また、data1信号はLoであるため、NPNトランジスタQ114はOFFする。 Next, the operation of the driver circuits 1 and 101 will be described. First, Hi is output to the cont1 signal and Lo is output to the data1 signal by the sequence controller 121 of FIG. 3 so that the auto power control (APC) mode of the laser diode LD1 is set. Lo is also output to the cont2 signal to the cont8 signal and the data2 signal to the data8 signal. First, since the cont1 signal is Hi, the NPN transistor Q112 is turned ON, and the analog switch SW111 is also turned ON. Since the data1 signal is Lo, the NPN transistor Q114 is turned OFF.
NPNトランジスタQ112がONすると、定電流源Q111から供給される電流によりレーザダイオードLD1が点灯する。レーザダイオードLD1の光量が増すと、フォトダイオードPD1の出力電流は増大し、エラーアンプOP111に入力される電圧は低下する。フォトダイオードPD1の出力はエラーアンプOP111により基準電圧Vrefと比較され、エラーアンプOP111の出力電圧は低下する。エラーアンプOP111の出力電圧が低下するため、定電流源Q111の出力電流も低下する。定電流源Q111の出力電流も低下すると、レーザダイオードLD1の光量も低下する。 When the NPN transistor Q112 is turned on, the laser diode LD1 is turned on by the current supplied from the constant current source Q111. When the light quantity of the laser diode LD1 increases, the output current of the photodiode PD1 increases and the voltage input to the error amplifier OP111 decreases. The output of the photodiode PD1 is compared with the reference voltage Vref by the error amplifier OP111, and the output voltage of the error amplifier OP111 decreases. Since the output voltage of the error amplifier OP111 decreases, the output current of the constant current source Q111 also decreases. When the output current of the constant current source Q111 is also reduced, the light amount of the laser diode LD1 is also reduced.
以上のように、ドライバ回路1・101は負帰還回路を構成しており、フォトダイオードPD1の出力電圧と基準電圧Vrefが同一の電圧となるように、一定の光量でレーザダイオードLD1が点灯することとなる。 As described above, the driver circuits 1 and 101 constitute a negative feedback circuit, and the laser diode LD1 is lit with a constant light amount so that the output voltage of the photodiode PD1 and the reference voltage Vref are the same voltage. It becomes.
また、このときのNPNトランジスタQ112のエミッタ電圧つまりドライバ回路1・101の出力は、アナログスイッチSW111を介してサンプルホールドコンデンサC111に蓄積され、更に定電圧電源Q113に入力される。定電圧電源Q113は、入力される電圧と同電位の電圧を出力する。定電圧電源Q113から電圧が印加されるNPNトランジスタQ114はdata1信号によりOFFしているため、定電圧電源Q113の電圧は他には印加されない。 At this time, the emitter voltage of the NPN transistor Q112, that is, the output of the driver circuits 1 and 101 is accumulated in the sample hold capacitor C111 via the analog switch SW111 and further input to the constant voltage power supply Q113. The constant voltage power supply Q113 outputs a voltage having the same potential as the input voltage. Since the NPN transistor Q114 to which a voltage is applied from the constant voltage power supply Q113 is turned off by the data1 signal, the voltage of the constant voltage power supply Q113 is not applied elsewhere.
また、cont2信号〜cont8信号、data2信号〜data8信号にLoが入力されているため、ドライバ回路2・102〜ドライバ回路8・108の出力はレーザダイオードLD2〜LD8には入力されない。そのため、レーザダイオードLD2〜LD8は消灯する。 Since Lo is input to the cont2 signal to the cont8 signal and the data2 signal to the data8 signal, the outputs of the driver circuits 2 and 102 to 8 and 108 are not input to the laser diodes LD2 to LD8. Therefore, the laser diodes LD2 to LD8 are turned off.
次に、レーザダイオードLD2のAPCモードに移る。図3のシーケンスコントローラ121によりcont1信号はHiからLoとなり、またcont1信号はLoからHiとなる。他のcont3信号〜cont8信号、data1信号〜data8信号にはLoが出力される。まず、cont2信号はHiであるため、ドライバ回路2・102のNPNトランジスタQ122はONし、更にアナログスイッチSW121もONする。また、data2信号はLoであるため、NPNトランジスタQ124はOFFする。 Next, the laser diode LD2 moves to the APC mode. The sequence controller 121 in FIG. 3 changes the cont1 signal from Hi to Lo, and the cont1 signal from Lo to Hi. Lo is output to the other cont3 signal to cont8 signal and data1 signal to data8 signal. First, since the cont2 signal is Hi, the NPN transistor Q122 of the driver circuits 2 and 102 is turned ON, and the analog switch SW121 is also turned ON. Since the data2 signal is Lo, the NPN transistor Q124 is turned off.
NPNトランジスタQ122がONすると、定電流源Q121から供給される電流によりレーザダイオードLD2が点灯する。レーザダイオードLD2の光量が増すと、フォトダイオードPD1の出力電流は増大し、エラーアンプOP121に入力される電圧は低下する。フォトダイオードPD1の出力はエラーアンプOP121により基準電圧Vrefと比較され、エラーアンプOP121の出力電圧は低下する。エラーアンプOP121の出力電圧が低下するため、定電流源Q121の出力電流も低下する。定電流源Q121の出力電流も低下すると、レーザダイオードLD2の光量も低下する。 When the NPN transistor Q122 is turned on, the laser diode LD2 is turned on by the current supplied from the constant current source Q121. When the light quantity of the laser diode LD2 increases, the output current of the photodiode PD1 increases and the voltage input to the error amplifier OP121 decreases. The output of the photodiode PD1 is compared with the reference voltage Vref by the error amplifier OP121, and the output voltage of the error amplifier OP121 decreases. Since the output voltage of the error amplifier OP121 decreases, the output current of the constant current source Q121 also decreases. When the output current of the constant current source Q121 also decreases, the light amount of the laser diode LD2 also decreases.
以上のように、ドライバ回路2・102は負帰還回路を構成しており、フォトダイオードPD1の出力電圧と基準電圧Vrefが同一の電圧となるように、一定の光量でLD2レーザダイオードが点灯することとなる。 As described above, the driver circuits 2 and 102 constitute a negative feedback circuit, and the LD2 laser diode is lit with a constant light amount so that the output voltage of the photodiode PD1 and the reference voltage Vref are the same voltage. It becomes.
また、このときのNPNトランジスタQ122のエミッタ電圧つまりドライバ回路2・102の出力は、アナログスイッチSW121を介してサンプルホールドコンデンサC121に蓄積され、更に定電圧電源Q123に入力される。定電圧電源Q123は、入力される電圧と同電位の電圧を出力する。定電圧電源Q123で電圧が印加されるトランジスタQ124はdata2信号によりOFFしているため、定電圧電源Q123の電圧は他には印加されない。 At this time, the emitter voltage of the NPN transistor Q122, that is, the output of the driver circuits 2 and 102 is accumulated in the sample-and-hold capacitor C121 via the analog switch SW121 and further input to the constant voltage power supply Q123. The constant voltage power supply Q123 outputs a voltage having the same potential as the input voltage. Since the transistor Q124 to which the voltage is applied by the constant voltage power supply Q123 is turned off by the data2 signal, the voltage of the constant voltage power supply Q123 is not applied elsewhere.
また、cont1信号はLoが入力されているため、レーザダイオードLD1はレーザダイオードLD3〜LD8と同様に消灯すると共に、アナログスイッチSW111もOFFする。そのため、サンプルホールドコンデンサC111にはAPCモード時の電圧がホールドされることとなる。以上のように順次、レーザダイオードLD3〜LD8のAPCが行われる。 In addition, since Lo is input as the cont1 signal, the laser diode LD1 is turned off and the analog switch SW111 is also turned off as in the laser diodes LD3 to LD8. Therefore, the voltage in the APC mode is held in the sample hold capacitor C111. As described above, APC of the laser diodes LD3 to LD8 is sequentially performed.
次に、OFFモードでは、cont1信号〜cont8信号にLoが入力され、data1信号〜data8信号にLoが入力されるため、レーザダイオードLD1〜LD8はすべて消灯する。 Next, in the OFF mode, Lo is input to the cont1 signal to the cont8 signal and Lo is input to the data1 signal to the data8 signal, so that all the laser diodes LD1 to LD8 are turned off.
次に、印字モード(感光体ドラムにレーザビームを照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像したトナー像を中間転写ベルトを介して記録紙に転写するモード)について説明する。印字モードでは、図3のシーケンスコントローラ121によりcont1信号〜cont8信号にLoが出力され、data1信号〜data8信号には印字を行うための画像データが出力される。画像データは、ドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108により、半導体レーザLD1000の8つのレーザダイオードLD1〜LD8のそれぞれの点滅信号に変換される。 Next, a printing mode (a mode in which an electrostatic latent image is formed by irradiating a photosensitive drum with a laser beam, and a toner image obtained by developing the electrostatic latent image with toner is transferred onto a recording sheet via an intermediate transfer belt. ). In the print mode, Lo is output to the cont1 signal to the cont8 signal by the sequence controller 121 of FIG. 3, and image data for printing is output to the data1 signal to the data8 signal. The image data is converted into blinking signals of the eight laser diodes LD1 to LD8 of the semiconductor laser LD1000 by the driver circuits 1 and 101 to driver circuits 8 and 108, respectively.
cont1信号がLoであるため、NPNトランジスタQ112及びアナログスイッチSW111がOFFする結果、APCモード時の電圧が保持されていたサンプルホールドコンデンサC111により保持電圧が定電圧電源Q113に印加される。定電圧電源Q113は印字モードではAPCモード時と同じ電圧を出力し、NPNトランジスタQ114のコレクタ端子に印加する。 Since the cont1 signal is Lo, the NPN transistor Q112 and the analog switch SW111 are turned OFF. As a result, the hold voltage is applied to the constant voltage power supply Q113 by the sample hold capacitor C111 that holds the voltage in the APC mode. The constant voltage power supply Q113 outputs the same voltage in the print mode as in the APC mode and applies it to the collector terminal of the NPN transistor Q114.
data1信号がHiの場合は、NPNトランジスタQ114がONするため、レーザダイオードLD1には定電圧電源Q113の出力電圧つまりAPCモード時の電圧が印加される結果、レーザダイオードLD1は点灯する。data1信号がLoの場合は、NPNトランジスタQ114がOFFするため、レーザダイオードLD1は消灯する。 When the data1 signal is Hi, the NPN transistor Q114 is turned on, so that the output voltage of the constant voltage power supply Q113, that is, the voltage in the APC mode is applied to the laser diode LD1, so that the laser diode LD1 is lit. When the data1 signal is Lo, the NPN transistor Q114 is turned off, so that the laser diode LD1 is turned off.
上述した制御により、data1信号〜data8信号に出力される画像データにより、半導体レーザLD100内のレーザダイオードLD1〜LD8の点滅駆動が可能となり、感光体ドラムに対する画像露光が行われることとなる。 With the above-described control, the laser data LD1 to LD8 in the semiconductor laser LD100 can be driven to blink by the image data output from the data1 signal to the data8 signal, and the image exposure on the photosensitive drum is performed.
また、上記の定電圧電源Q113を含む定電圧回路でVCSEL(半導体レーザLD100内のレーザダイオードLD1〜LD8)を駆動することで、立ち上がり及び立ち下がり時の急激な電流の駆動が可能となる。これにより、記録紙に対する高速印字が可能となる。 In addition, by driving the VCSEL (laser diodes LD1 to LD8 in the semiconductor laser LD100) with a constant voltage circuit including the constant voltage power supply Q113, it is possible to drive a rapid current at the time of rising and falling. As a result, high-speed printing on recording paper becomes possible.
図5は、画像形成装置において入力される画像データを示す図であり、(a)は、感光体ドラムに対する1回の走査に対して入力される画像データを示す図、(b)は、画素の構造を示す図である。 5A and 5B are diagrams illustrating image data input in the image forming apparatus. FIG. 5A is a diagram illustrating image data input for one scan on the photosensitive drum, and FIG. 5B is a pixel diagram. FIG.
図5(a)において、感光体ドラムに対する半導体レーザLD100による1回の走査に対して画像処理回路124からレーザドライバ120に入力される画像データ(画像信号)における1つのますは、1つの画素を示している。図示の縦方向の矢印で示すN_beamは、1度に走査するデータの数である。本実施の形態では、N_beamはレーザビーム数に相当するため8行ある。図示の横方向の矢印で示すN_horizonは、走査方向のデータを示している。 In FIG. 5A, one pixel in the image data (image signal) input from the image processing circuit 124 to the laser driver 120 for one scan of the photosensitive drum by the semiconductor laser LD100 is one pixel. Show. N_beam indicated by the vertical arrow in the figure is the number of data scanned at one time. In this embodiment, N_beam corresponds to the number of laser beams, and thus there are 8 rows. N_horizon indicated by a horizontal arrow in the figure indicates data in the scanning direction.
図5(b)において、3×3の画素を示している。1つの画素は走査方向に対して10個の画素片から構成されている。更に、1つの画素片は走査方向の長さが10μm以下であり、視認が困難な大きさとなっている。画像データ(画像信号)は、画素片の単位で動作を行う。つまり、画像データ(画像信号)の動作クロックは、画素の周波数より大きな画素片の周期により決定される周波数となっている。 FIG. 5B shows 3 × 3 pixels. One pixel is composed of ten pixel pieces in the scanning direction. Furthermore, one pixel piece has a length of 10 μm or less in the scanning direction, and is difficult to visually recognize. Image data (image signal) operates in units of pixel pieces. That is, the operation clock of the image data (image signal) has a frequency determined by the period of the pixel piece larger than the pixel frequency.
図6は、画像形成装置の画像処理回路124の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the image processing circuit 124 of the image forming apparatus.
図6において、DI_0〜DI_7は、画像読取部2から画像形成部1の画像処理回路124に入力される原稿の画像読み取りに伴う画像信号入力である。画像信号入力DI_0、DI_1、DI_2、DI_3、DI_4、DI_5、DI_6、DI_7は、Dフリップフロップ回路(以後「回路」省略)Q100、Q110、Q120、Q130、Q140、Q150、Q160、Q170のD入力に各々接続される。 In FIG. 6, DI_ 0 to DI_ 7 are image signal inputs accompanying the image reading of the document input from the image reading unit 2 to the image processing circuit 124 of the image forming unit 1. Image signal inputs DI_0, DI_1, DI_2, DI_3, DI_4, DI_5, DI_6, and DI_7 are D flip-flop circuits (hereinafter referred to as “circuits”) Q100, Q110, Q120, Q130, Q140, Q150, Q160, and Q170. Each is connected.
DフリップフロップQ100〜Q170のQ出力は、それぞれ反転し、AND回路Q101、Q111、Q121、Q131、Q141、Q151、Q161、Q171の一方の入力端子に各々入力される。また、画像信号入力DI_0〜DI_7は、AND回路Q101〜Q171の他方の入力端子に各々入力される。 The Q outputs of the D flip-flops Q100 to Q170 are inverted and input to one input terminal of each of the AND circuits Q101, Q111, Q121, Q131, Q141, Q151, Q161, and Q171. Further, the image signal inputs DI_0 to DI_7 are input to the other input terminals of the AND circuits Q101 to Q171, respectively.
AND回路Q101、AND回路Q111、AND回路Q121、AND回路Q131の出力は、加算器Q142に入力される。AND回路Q141の出力及び加算器Q142の出力は、加算器Q152に入力される。AND回路Q151の出力及び加算器Q152の出力は、加算器Q162に入力される。AND回路Q161の出力及び加算器Q162の出力は、加算器Q172に入力される。 The outputs of the AND circuit Q101, the AND circuit Q111, the AND circuit Q121, and the AND circuit Q131 are input to the adder Q142. The output of the AND circuit Q141 and the output of the adder Q142 are input to the adder Q152. The output of the AND circuit Q151 and the output of the adder Q152 are input to the adder Q162. The output of the AND circuit Q161 and the output of the adder Q162 are input to the adder Q172.
加算器Q142、Q152、Q162、Q172の出力は、コンパレータQ143、Q153、Q163、Q173の一方の入力端子に各々入力される。コンパレータQ143、Q153、Q163、Q173の他方の入力端子には、閾値(比較値データ)Q180が入力される。コンパレータQ143〜Q173の出力は、AND回路Q144、Q154、Q164、Q174の一方の入力端子に各々入力される。AND回路Q144〜Q174の他方の入力端子には、AND回路Q141〜Q171の出力が各々入力される。 The outputs of adders Q142, Q152, Q162, and Q172 are input to one input terminals of comparators Q143, Q153, Q163, and Q173, respectively. A threshold value (comparison value data) Q180 is input to the other input terminals of the comparators Q143, Q153, Q163, and Q173. The outputs of comparators Q143 to Q173 are input to one input terminals of AND circuits Q144, Q154, Q164, and Q174, respectively. The outputs of the AND circuits Q141 to Q171 are input to the other input terminals of the AND circuits Q144 to Q174, respectively.
AND回路Q144〜Q174の出力は、セレクタQ146、Q156、Q166、Q176のセレクタ端子に各々入力される。セレクタQ146〜Q176の一方の入力端子には、DI_4〜DI_7が各々入力される。セレクタQ146〜Q176の他方の入力端子には、DフリップフロップQ145、Q155、Q165、Q175のQ出力が各々入力される。DフリップフロップQ145〜Q175のD入力には、画像信号入力DI_4〜DI_7が各々入力される。 Outputs of AND circuits Q144 to Q174 are input to selector terminals of selectors Q146, Q156, Q166, and Q176, respectively. DI_4 to DI_7 are input to one input terminals of the selectors Q146 to Q176, respectively. Q outputs of D flip-flops Q145, Q155, Q165, and Q175 are input to the other input terminals of the selectors Q146 to Q176, respectively. Image signal inputs DI_4 to DI_7 are input to D inputs of the D flip-flops Q145 to Q175, respectively.
セレクタQ146〜Q176の出力は、DフリップフロップQ149、Q159、Q169、Q179のD入力に各々接続される。DフリップフロップQ109、Q119、Q129、Q139のD入力には、DI_0〜DI_3が各々入力される。DフリップフロップQ109〜Q179のQ出力は、それぞれ画像信号出力DO_0〜DO_7となり、図4のドライバ回路1・101〜ドライバ回路8・108に各々入力される。尚、上記の各Dフリップフロップのクロック端子には、図5で説明した画素片で決定される同一のクロックが入力される。 The outputs of selectors Q146 to Q176 are connected to the D inputs of D flip-flops Q149, Q159, Q169, and Q179, respectively. DI_0 to DI_3 are input to the D inputs of the D flip-flops Q109, Q119, Q129, and Q139, respectively. The Q outputs of the D flip-flops Q109 to Q179 become image signal outputs DO_0 to DO_7, respectively, and are input to the driver circuits 1 and 101 to the driver circuits 8 and 108 in FIG. The same clock determined by the pixel piece described in FIG. 5 is input to the clock terminal of each D flip-flop.
図7は、図6の画像処理回路の動作を説明するシーケンス図である。 FIG. 7 is a sequence diagram for explaining the operation of the image processing circuit of FIG.
図7において、図6の画像処理回路の動作を説明する。1画素目はOFFであり、画像信号(画像データ)入力DI_0〜DI_7は、図6のDフリップフロップQ109〜Q179により1クロック遅延されて画像信号(画像データ)出力DO_0〜DO_7となる。次に、2画素目は、画像信号入力DI_0〜DI_7はすべてONである。 In FIG. 7, the operation of the image processing circuit of FIG. 6 will be described. The first pixel is OFF, and the image signal (image data) inputs DI_0 to DI_7 are delayed by one clock by the D flip-flops Q109 to Q179 in FIG. 6 to become image signal (image data) outputs DO_0 to DO_7. Next, in the second pixel, the image signal inputs DI_0 to DI_7 are all ON.
画像信号入力DI_0は、図6のDフリップフロップQ100とAND回路Q101により構成される立ち上がりエッジ検出回路(検出手段)により、レーザダイオードの発光の立ち上がりを検出される。この立ち上がりエッジ検出回路の出力を図7のQ101で示す。同様に、図7のQ111、Q121、Q131、Q141、Q151、Q161、Q171は、それぞれ画像信号入力DI_1〜DI_7の立ち上がり検出信号を示している。 The rising edge of light emission of the laser diode is detected from the image signal input DI_0 by a rising edge detection circuit (detection means) constituted by the D flip-flop Q100 and the AND circuit Q101 of FIG. The output of this rising edge detection circuit is indicated by Q101 in FIG. Similarly, Q111, Q121, Q131, Q141, Q151, Q161, and Q171 in FIG. 7 indicate rising detection signals of the image signal inputs DI_1 to DI_7, respectively.
次に、図6の加算器Q142は、立ち上がりエッジ検出信号Q101、Q111、Q121、Q131の出力を加算して、同時に立ち上がるエッジの数を計算する。次に、コンパレータQ143は、加算器Q142の出力と閾値Q180の出力を比較し、同時に立ち上がるエッジの数が4以上の場合はHiを出力する。AND回路Q144は、同時に立ち上がるエッジの数が4以上、つまり画像信号入力DI_0〜DI_3が立ち上がりエッジであり、更に画像信号入力DI_4も立ち上がりエッジである場合は、遅延許可信号を生成する。この遅延許可信号を図7のQ144で示す。 Next, the adder Q142 in FIG. 6 adds the outputs of the rising edge detection signals Q101, Q111, Q121, and Q131, and calculates the number of rising edges at the same time. Next, the comparator Q143 compares the output of the adder Q142 with the output of the threshold value Q180, and outputs Hi when the number of edges rising simultaneously is 4 or more. The AND circuit Q144 generates a delay permission signal when the number of simultaneously rising edges is 4 or more, that is, when the image signal inputs DI_0 to DI_3 are rising edges and the image signal input DI_4 is also a rising edge. This delay permission signal is indicated by Q144 in FIG.
次に、図6の加算器Q152は、加算器Q142の出力と立ち上がりエッジ検出信号Q141の出力を加算し、同時に立ち上がるエッジの数を計算する。次に、コンパレータQ153は、加算器Q152の出力と閾値Q180の出力を比較し、同時に立ち上がるエッジの数が4以上の場合はHiを出力する。AND回路Q154は、同時に立ち上がるエッジの数が4以上、つまり画像信号入力DI_0〜DI_4が立ち上がりエッジであり更に、画像信号入力DI_5も立ち上がりエッジである場合は遅延許可信号を生成する。この遅延許可信号を図7のQ154で示す。 Next, the adder Q152 in FIG. 6 adds the output of the adder Q142 and the output of the rising edge detection signal Q141, and calculates the number of rising edges at the same time. Next, the comparator Q153 compares the output of the adder Q152 with the output of the threshold value Q180, and outputs Hi when the number of edges rising simultaneously is 4 or more. The AND circuit Q154 generates a delay permission signal when the number of simultaneously rising edges is 4 or more, that is, when the image signal inputs DI_0 to DI_4 are rising edges and the image signal input DI_5 is also a rising edge. This delay permission signal is indicated by Q154 in FIG.
次に、図6の加算器Q162は、加算器Q152の出力と立ち上がりエッジ検出信号Q151の出力を加算し、同時に立ち上がるエッジの数を計算する。次に、コンパレータQ163は、加算器Q162の出力と閾値Q180の出力を比較し、同時に立ち上がるエッジの数が4以上の場合はHiを出力する。AND回路Q164は、同時に立ち上がるエッジの数が4以上、つまり画像信号入力DI_0〜DI_5が立ち上がりエッジであり、更に画像信号入力DI_6も立ち上がりエッジである場合は遅延許可信号を生成する。この遅延許可信号を図7のQ164で示す。 Next, the adder Q162 in FIG. 6 adds the output of the adder Q152 and the output of the rising edge detection signal Q151, and calculates the number of rising edges at the same time. Next, the comparator Q163 compares the output of the adder Q162 with the output of the threshold value Q180, and outputs Hi when the number of edges rising simultaneously is 4 or more. The AND circuit Q164 generates a delay permission signal when the number of edges rising simultaneously is 4 or more, that is, when the image signal inputs DI_0 to DI_5 are rising edges and the image signal input DI_6 is also a rising edge. This delay permission signal is indicated by Q164 in FIG.
次に、加算器Q172は、加算器Q162の出力と立ち上がりエッジ検出信号Q161の出力を加算し、同時に立ち上がるエッジの数を計算する。次に、コンパレータQ173は、加算器Q172の出力と閾値Q180の出力を比較し、同時に立ち上がるエッジの数が4以上の場合はHiを出力する。AND回路Q174は、同時に立ち上がるエッジの数が4以上、つまり画像信号入力DI_0〜DI_6が立ち上がりエッジであり、更に画像信号入力DI_7も立ち上がりエッジである場合は遅延許可信号を生成する。この遅延許可信号を図7のQ174で示す。 Next, the adder Q172 adds the output of the adder Q162 and the output of the rising edge detection signal Q161, and calculates the number of rising edges at the same time. Next, the comparator Q173 compares the output of the adder Q172 with the output of the threshold value Q180, and outputs Hi when the number of edges rising simultaneously is 4 or more. The AND circuit Q174 generates a delay permission signal when the number of simultaneously rising edges is 4 or more, that is, when the image signal inputs DI_0 to DI_6 are rising edges and the image signal input DI_7 is also a rising edge. This delay permission signal is indicated by Q174 in FIG.
図6のAND回路Q144、Q154、Q164、Q174により生成された遅延許可信号は、それぞれセレクタQ146、Q156、Q166、Q176の選択信号となる。セレクタQ146〜Q176は、遅延許可信号がLoの時は、それぞれ画像信号入力DI_4〜DI_7を選択し出力する。セレクタQ146〜Q176は、遅延許可信号がHiの時は、画像信号入力DI_4〜DI_7をDフリップフロップQ145、Q155、Q165、Q175により1クロック遅延された信号をそれぞれ選択し出力する。 The delay permission signals generated by the AND circuits Q144, Q154, Q164, and Q174 in FIG. 6 are selection signals for the selectors Q146, Q156, Q166, and Q176, respectively. The selectors Q146 to Q176 select and output the image signal inputs DI_4 to DI_7, respectively, when the delay permission signal is Lo. When the delay permission signal is Hi, the selectors Q146 to Q176 respectively select and output the signals delayed by one clock by the D flip-flops Q145, Q155, Q165, and Q175 for the image signal inputs DI_4 to DI_7.
図6のDフリップフロップQ109、Q119、Q129、Q139は、画像信号入力DI_0〜DI_3を1クロック遅延させ、画像信号出力DO_0〜DO_3として出力する。DフリップフロップQ149、Q159、Q169、Q179は、それぞれセレクタQ146、Q156、Q166、Q176の出力を1クロック遅延させ、画像信号出力DO_4〜DO_7として出力する。 The D flip-flops Q109, Q119, Q129, and Q139 in FIG. 6 delay the image signal inputs DI_0 to DI_3 by one clock and output them as image signal outputs DO_0 to DO_3. The D flip-flops Q149, Q159, Q169, and Q179 delay the outputs of the selectors Q146, Q156, Q166, and Q176 by one clock, and output them as image signal outputs DO_4 to DO_7.
図7の2画素目の立ち上がりにおいては、画像信号出力DO_0〜DO_3は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_4〜DO_7は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっている。同様に、4画素目の立ち上がりにおいては、画像信号出力DO_0、DO_2、DO_3、DO_4は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_6は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっている。 At the rise of the second pixel in FIG. 7, the image signal outputs DO_0 to DO_3 rise simultaneously, but the image signal outputs DO_4 to DO_7 rise with a delay of one clock of the pixel piece. Similarly, at the rise of the fourth pixel, the image signal outputs DO_0, DO_2, DO_3, and DO_4 rise simultaneously, but the image signal output DO_6 rises with a delay of one clock of the pixel piece.
以上のように、同時に立ち上がる画像信号出力(画像データ)は4ラインまでとなり、半導体レーザのレーザダイオードの立ち上がり時に発生する不要輻射を軽減することが可能となる。 As described above, the image signal output (image data) that rises at the same time is up to four lines, and it is possible to reduce unnecessary radiation generated when the laser diode of the semiconductor laser rises.
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、半導体レーザのそれぞれのレーザダイオードの点灯の立ち上がりタイミングに相当する画像データの立ち上がりエッジを検出する。検出された画像データの同時に立ち上がるエッジの数が予め設定された数以上である場合は、画像データの同時に立ち上がるエッジの立ち上がりタイミングを遅延させる制御を行う。 As described above in detail, according to the present embodiment, the rising edge of the image data corresponding to the lighting rising timing of each laser diode of the semiconductor laser is detected. When the number of simultaneously rising edges of the detected image data is greater than or equal to a preset number, control is performed to delay the rising timing of the simultaneously rising edges of the image data.
従って、レーザダイオードの点灯の立ち上がりタイミングに相当する画像データの立ち上がり時に発生する不要輻射を軽減することが可能となる。これにより、ノイズ発生のタイミングをずらしてノイズレベルを減少させることが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce unnecessary radiation generated at the rising edge of the image data corresponding to the rising timing of lighting of the laser diode. This makes it possible to reduce the noise level by shifting the timing of noise generation.
〔第2の実施の形態〕
本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置は、多ビーム(8ビーム)の半導体レーザを備えており、上記第1の実施の形態に対して、図8、図9で説明する点において相違する。上記第1の実施の形態ではハードウェアにより本発明を実現する方法を説明したが、本実施の形態ではソフトウェアにより本発明を実現する方法を説明する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2、図3)の対応するものと同一なので説明を省略する。
[Second Embodiment]
The image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a multi-beam (8-beam) semiconductor laser, and the points described with reference to FIGS. 8 and 9 with respect to the first embodiment. Is different. In the first embodiment, the method for realizing the present invention by hardware has been described. In the present embodiment, a method for realizing the present invention by software will be described. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIGS. 1, 2, and 3), description thereof is omitted.
図8は、本実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment.
図8において、N_subpixは走査方向の画素片の番号、nは同時に走査するレーザビームのチャンネル、RiseCountは同時に立ち上がるエッジの数、FallCountは同時に立ち下がるエッジの数、Dataは画素片ごとの画像データを示す。本実施の形態では、上記第1の実施の形態と同様に多ビーム(8ビーム)の半導体レーザに対する処理を説明する。尚、本処理は画像形成装置のシーケンスコントローラ121のCPU(不図示)がプログラム(プログラムコード)に基づき実行する。 In FIG. 8, N_subpix is the number of the pixel piece in the scanning direction, n is the channel of the laser beam that is scanned simultaneously, RiseCount is the number of edges that rise simultaneously, FallCount is the number of edges that fall simultaneously, Data is the image data for each pixel piece. Show. In this embodiment, a process for a multi-beam (8-beam) semiconductor laser will be described as in the first embodiment. This process is executed by a CPU (not shown) of the sequence controller 121 of the image forming apparatus based on a program (program code).
画像形成装置のシーケンスコントローラ121は、本処理を開始すると(ステップS501)、初期設定(N_subpix=0)(ステップS502)、初期設定(n=0、RiseCount=0、FallCount=0)(ステップS503)を行う。次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpix行、n列目の画像データ(画像信号)が立ち上がりエッジかどうかを判断する(ステップS504)。立ち上がりエッジでない場合は、ステップS508へ進む。立ち上がりエッジの場合は、シーケンスコントローラ121は、RiseCountをインクリメントする(ステップS505)。 When the sequence controller 121 of the image forming apparatus starts this processing (step S501), initial setting (N_subpix = 0) (step S502), initial setting (n = 0, RiseCount = 0, FallCount = 0) (step S503). I do. Next, the sequence controller 121 determines whether or not the image data (image signal) in the N_subpix row and the n-th column is a rising edge (step S504). If it is not a rising edge, the process proceeds to step S508. In the case of the rising edge, the sequence controller 121 increments RiseCount (step S505).
次に、シーケンスコントローラ121は、RiseCountが4より大きいかどうかを判断する(ステップS506)。RiseCountが4未満の場合は、ステップS508へ進む。RiseCountが4より大きい場合、つまり立ち上がりエッジの重なりが4より大きくなった場合、シーケンスコントローラ121は、立ち上がりエッジを遅延させる処理を行い(ステップS507)、ステップS508へ進む。 Next, the sequence controller 121 determines whether RiseCount is greater than 4 (step S506). If RiseCount is less than 4, the process proceeds to step S508. If RiseCount is larger than 4, that is, if the overlapping of rising edges is larger than 4, the sequence controller 121 performs processing for delaying the rising edges (step S507), and proceeds to step S508.
次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpix行、n列目の画像データ(画像信号)が立ち下がりエッジかどうかを判断する(ステップS508)。立ち下がりエッジでない場合は、ステップS512へ進む。立ち下がりエッジの場合は、シーケンスコントローラ121は、FallCountをインクリメントする(ステップS509)。 Next, the sequence controller 121 determines whether the image data (image signal) in the N_subpix row and the n-th column is a falling edge (step S508). If it is not a falling edge, the process proceeds to step S512. In the case of the falling edge, the sequence controller 121 increments FallCount (step S509).
次に、シーケンスコントローラ121は、FallCountが4より大きいかどうかを判断する(ステップS510)。FallCountが4未満の場合は、ステップS512へ進む。FallCountが4より大きい場合、つまり立ち下がりエッジの重なりが4より大きくなった場合、シーケンスコントローラ121は、立ち下がりエッジを遅延させる処理を行い(ステップS511)、ステップS512へ進む。 Next, the sequence controller 121 determines whether FallCount is greater than 4 (step S510). If FallCount is less than 4, the process proceeds to step S512. If FallCount is greater than 4, that is, if the falling edge overlap is greater than 4, the sequence controller 121 performs a process of delaying the falling edge (step S511), and proceeds to step S512.
次に、シーケンスコントローラ121は、nをインクリメントする(ステップS512)。次に、シーケンスコントローラ121は、nが8未満であるかどうかを判断する(ステップS513)。nが8未満である場合、つまり半導体レーザの8つのビームに対する処理が終わらない場合は、ステップS504に戻る。nが8に達した場合、つまり半導体レーザの8つのビームに対する処理が終わった場合は、シーケンスコントローラ121は、N_subpixをインクリメントする(ステップS514)。 Next, the sequence controller 121 increments n (step S512). Next, the sequence controller 121 determines whether n is less than 8 (step S513). If n is less than 8, that is, if the processing for the eight beams of the semiconductor laser is not completed, the process returns to step S504. When n reaches 8, that is, when the processing for the eight beams of the semiconductor laser is completed, the sequence controller 121 increments N_subpix (step S514).
次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpixがN_subpix_max未満であるかどうかを判断する(ステップS515)。N_subpixがN_subpix_max未満である場合、つまり1走査の画素すべてに対する処理が終わらない場合は、ステップS503に戻る。N_subpixがN_subpix_maxに達した場合、つまり1走査の画素すべてに対する処理が終わった場合は、1走査の画像データに対する本処理を終了する。 Next, the sequence controller 121 determines whether N_subpix is less than N_subpix_max (step S515). If N_subpix is less than N_subpix_max, that is, if the processing for all the pixels of one scan is not completed, the process returns to step S503. When N_subpix reaches N_subpix_max, that is, when the processing for all the pixels of one scan is completed, this processing for the image data of one scan ends.
図9は、図8の処理を行った場合の画像信号入力と画像信号出力を示す図であり、(a)は、画像信号入力を示す図、(b)は、画像信号出力を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating image signal input and image signal output when the processing of FIG. 8 is performed. (A) is a diagram illustrating image signal input, and (b) is a diagram illustrating image signal output. is there.
図9において、図8の処理前が画像信号入力DI_0〜DI_7で示され、図8の処理後が画像信号出力DO_0〜DO_7で示される。2画素目の立ち上がりにおいては、画像信号出力DO_0〜DO_3は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_4〜DO_7は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっている。また、3画素目の立ち下がりにおいては、画像信号出力DO_0〜DO_3は同時に立ち下がっているが、画像信号出力DO_4〜DO_7は画素片の1クロック分遅延して立ち下がっている。 9, before the processing of FIG. 8 is indicated by image signal inputs DI_0 to DI_7, and after the processing of FIG. 8 is indicated by image signal outputs DO_0 to DO_7. At the rise of the second pixel, the image signal outputs DO_0 to DO_3 rise simultaneously, but the image signal outputs DO_4 to DO_7 rise with a delay of one clock of the pixel piece. At the fall of the third pixel, the image signal outputs DO_0 to DO_3 fall simultaneously, but the image signal outputs DO_4 to DO_7 fall with a delay of one clock of the pixel piece.
同様に、4画素目の立ち上がりにおいては、画像信号出力DO_0、DO_2、DO_3、DO_4は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_6は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっている。また、5画素目の立ち下がりにおいては、画像信号出力DO_0、DO_2、DO_3、DO_4は同時に立ち下がっているが、画像信号出力DO_6は画素片の1クロック分遅延して立ち下がっている。 Similarly, at the rise of the fourth pixel, the image signal outputs DO_0, DO_2, DO_3, and DO_4 rise simultaneously, but the image signal output DO_6 rises with a delay of one clock of the pixel piece. At the falling edge of the fifth pixel, the image signal outputs DO_0, DO_2, DO_3, and DO_4 fall simultaneously, but the image signal output DO_6 falls with a delay of one clock of the pixel piece.
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、半導体レーザのそれぞれのレーザダイオードの点灯の立ち上がり/立ち下がりタイミングに相当する画像データの立ち上がり/立ち下がりエッジを検出する。検出された画像データの同時に立ち上がる/立ち下がるエッジの数が予め設定された数以上である場合は、画像データの同時に立ち上がる/立ち下がるエッジの立ち上がり/立ち下がりタイミングを遅延させる制御を行う。 As described above in detail, according to the present embodiment, rising / falling edges of image data corresponding to lighting rising / falling timings of the respective laser diodes of the semiconductor laser are detected. When the number of edges rising / falling simultaneously in the detected image data is greater than or equal to a preset number, control is performed to delay the rising / falling timing of the edges rising / falling simultaneously in the image data.
従って、同時に立ち上がるまたは立ち下がる画像データは上記のように4ラインまでとなり、画像データの立ち上がり時のみでなく立ち下がり時に発生する不要輻射をも軽減することが可能となる。これにより、ノイズ発生のタイミングをずらしてノイズレベルを減少させることが可能となる。 Accordingly, the image data rising or falling at the same time is up to four lines as described above, and it is possible to reduce unnecessary radiation generated not only at the time of rising of the image data but also at the time of falling. This makes it possible to reduce the noise level by shifting the timing of noise generation.
〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置は、多ビーム(8ビーム)の半導体レーザを備えており、上記第1の実施の形態に対して、図10、図11で説明する点において相違する。上記第1の実施の形態ではハードウェアにより本発明を実現する方法を説明したが、本実施の形態ではソフトウェアにより本発明を実現する方法を説明する。本実施の形態のその他の要素は、上記第1の実施の形態(図1、図2、図3)の対応するものと同一なので説明を省略する。
[Third Embodiment]
The image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention includes a multi-beam (8-beam) semiconductor laser, and the points described with reference to FIGS. 10 and 11 with respect to the first embodiment. Is different. In the first embodiment, the method for realizing the present invention by hardware has been described. In the present embodiment, a method for realizing the present invention by software will be described. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIGS. 1, 2, and 3), description thereof is omitted.
図10a、図10b、図10cは、画像形成装置の処理を示すフローチャートである。 10a, 10b, and 10c are flowcharts showing processing of the image forming apparatus.
図10aにおいて、N_subpixは走査方向の画素片の番号、N_beamは同時に走査するレーザビームのチャンネル、EdgeCountは同時に立ち上がるエッジと立ち下がるエッジの差を示す。つまり、EdgeCountの値が正の場合は立ち上がるエッジの数が多く、負の場合は立ち下がるエッジの数が多い。他は第2の実施の形態と同様である。本実施の形態では、多ビーム(16ビーム)の半導体レーザに対する処理を説明する。尚、本処理(図10a、図10b、図10c)は画像形成装置のシーケンスコントローラ121のCPU(不図示)がプログラム(プログラムコード)に基づき実行する。 In FIG. 10a, N_subpix represents the number of pixel pieces in the scanning direction, N_beam represents the channel of the laser beam that is scanned simultaneously, and EdgeCount represents the difference between the rising edge and the falling edge. That is, when the value of EdgeCount is positive, the number of rising edges is large, and when it is negative, the number of falling edges is large. Others are the same as in the second embodiment. In this embodiment mode, processing for a multi-beam (16 beam) semiconductor laser will be described. This process (FIGS. 10a, 10b, and 10c) is executed by a CPU (not shown) of the sequence controller 121 of the image forming apparatus based on a program (program code).
画像形成装置のシーケンスコントローラ121は、本処理を開始すると(ステップS601)、初期設定(N_subpix=0、N_beam=0、RiseCount=0、FallCount=0)を行う(ステップS602、ステップS603)。次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpix行、n列目の画像データ(画像信号)が立ち上がりエッジかどうかを判断する(ステップS604)。立ち上がりエッジでない場合は、ステップS606へ進む。立ち上がりエッジの場合は、シーケンスコントローラ121は、RiseCountをインクリメントし(ステップS605)、ステップS6060へ進む。 When starting this processing (step S601), the sequence controller 121 of the image forming apparatus performs initial settings (N_subpix = 0, N_beam = 0, RiseCount = 0, FallCount = 0) (steps S602 and S603). Next, the sequence controller 121 determines whether or not the image data (image signal) in the N_subpix row and the n-th column is a rising edge (step S604). If it is not a rising edge, the process proceeds to step S606. In the case of the rising edge, the sequence controller 121 increments RiseCount (step S605), and proceeds to step S6060.
次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpix行、n列目の画像データ(画像信号)が立ち下がりエッジかどうかを判断する(ステップS606)。立ち下がりエッジでない場合は、ステップS608へ進む。立ち下がりエッジの場合は、シーケンスコントローラ121は、FallCountをインクリメントし(ステップS607)、ステップS6060へ進む。 Next, the sequence controller 121 determines whether or not the image data (image signal) in the N_subpix row and the n-th column is a falling edge (step S606). If it is not a falling edge, the process proceeds to step S608. In the case of the falling edge, the sequence controller 121 increments FallCount (step S607), and proceeds to step S6060.
次に、シーケンスコントローラ121は、N_beamをインクリメントする(ステップS608)。次に、シーケンスコントローラ121は、N_beamが16であるかどうかを判断する(ステップS609)。N_beamが16未満の場合、つまり16のビームに対する処理が終わらない場合は、ステップS604に戻る。N_beamが16である場合、つまり16のビームに対する処理が終わった場合は、シーケンスコントローラ121は、同時に立ち上がるエッジの数であるRiseCountと、同時に立ち下がるエッジの数であるFallCountとの差を求める。即ち、EdgeCountを計算する(ステップS610)。 Next, the sequence controller 121 increments N_beam (step S608). Next, the sequence controller 121 determines whether or not N_beam is 16 (step S609). If N_beam is less than 16, that is, if the processing for 16 beams is not completed, the process returns to step S604. When N_beam is 16, that is, when processing for 16 beams is completed, the sequence controller 121 obtains a difference between RiseCount, which is the number of edges that rise simultaneously, and FallCount, which is the number of edges that fall simultaneously. That is, EdgeCount is calculated (step S610).
次に、立ち上がりエッジ処理のサブルーチンへ進み(ステップS611)、更に、立ち下がりエッジ処理のサブルーチンへ進む(ステップS612)。立ち上がりエッジ処理のサブルーチンの詳細は図10b、立ち下がりエッジ処理のサブルーチンの詳細は図10cでそれぞれ後述する。次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpixをインクリメントする(ステップS613)。 Next, the processing proceeds to a rising edge processing subroutine (step S611), and further proceeds to a falling edge processing subroutine (step S612). Details of the rising edge processing subroutine will be described later with reference to FIG. 10b, and details of the falling edge processing subroutine will be described later with reference to FIG. 10c. Next, the sequence controller 121 increments N_subpix (step S613).
次に、シーケンスコントローラ121は、N_subpixがN_subpix_max未満であるかどうかを判断する(ステップS614)。N_subpixがN_subpix_max未満である場合、つまり1走査の画素すべてに対する処理が終わらない場合は、ステップS603に戻る。N_subpixがN_subpix_maxに達した場合、つまり1走査の画素すべてに対する処理が終わった場合は、1走査の画像データに対する本処理が終了する(ステップS615)。 Next, the sequence controller 121 determines whether N_subpix is less than N_subpix_max (step S614). If N_subpix is less than N_subpix_max, that is, if the processing for all pixels in one scan is not completed, the process returns to step S603. When N_subpix reaches N_subpix_max, that is, when the process for all the pixels of one scan is completed, the process for the image data of one scan ends (step S615).
図10bにおいて、立ち上がりエッジ処理のサブルーチン(図10aのステップS611)について説明する。シーケンスコントローラ121は、立ち上がりエッジ処理を開始すると(ステップS621)、EdgeCountが4より大きいかどうかを判断する(ステップS622)。EdgeCountが4より大きくない場合は、シーケンスコントローラ121は、立ち上がりエッジの重なりが4より大きくなっていない行であると判断し、本処理を終了する(ステップS623)。 In FIG. 10b, the rising edge processing subroutine (step S611 in FIG. 10a) will be described. When starting the rising edge process (step S621), the sequence controller 121 determines whether EdgeCount is greater than 4 (step S622). If EdgeCount is not greater than 4, the sequence controller 121 determines that the rising edge overlap is not greater than 4, and ends this process (step S623).
EdgeCountが4より大きい場合、つまり立ち上がりエッジの重なりが4より大きくなっている行である場合は、シーケンスコントローラ121は、次の判断を行う。即ち、N_subpix行、n_beam列目の画像データが立ち上がりエッジであるかどうかを判断する(ステップS624)。立ち上がりエッジでない場合は、ステップS628へ進む。立ち上がりエッジである場合は、シーケンスコントローラ121は、主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち上がりエッジが4より大きいかどうかを判断する(ステップS625)。 If EdgeCount is greater than 4, that is, if the rising edge overlap is greater than 4, the sequence controller 121 makes the following determination. That is, it is determined whether or not the image data in the N_subpix row and the n_beam column is a rising edge (step S624). If it is not a rising edge, the process proceeds to step S628. When it is a rising edge, the sequence controller 121 determines whether or not the rising edge in the column of the pixel piece immediately before the main scanning direction is larger than 4 (step S625).
主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち上がりエッジが4より大きい場合は、シーケンスコントローラ121は、立ち上がりの遅延処理を行い(ステップS627)、ステップS628へ進む。主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち上がりエッジが4より大きくない場合は、立ち上がりを早める動作を行い(ステップS626)、ステップS628へ進む。次に、シーケンスコントローラ121は、EdgeCountをデクリメントし(ステップS628)、ステップS622へ戻り、再度、上述した処理を行う。 If the rising edge in the row of pixel pieces immediately before the main scanning direction is larger than 4, the sequence controller 121 performs a delay process of rising (step S627), and proceeds to step S628. If the rising edge in the row of pixel pieces immediately before in the main scanning direction is not larger than 4, an operation of speeding up the rising is performed (step S626), and the process proceeds to step S628. Next, the sequence controller 121 decrements EdgeCount (step S628), returns to step S622, and performs the above-described process again.
図10cにおいて、立ち下がりエッジ処理のサブルーチン(図10aのステップS612)について説明する。シーケンスコントローラ121は、立ち下がりエッジ処理を開始すると(ステップS631)、EdgeCountが−4より小さいかどうかを判断する(ステップS632)。EdgeCountが−4より小さくない場合は、シーケンスコントローラ121は、立ち下がりエッジの重なりが4より大きくなっていない行であると判断し、本処理を終了する(ステップS633)。 With reference to FIG. 10c, the falling edge processing subroutine (step S612 in FIG. 10a) will be described. When the sequence controller 121 starts the falling edge process (step S631), the sequence controller 121 determines whether EdgeCount is smaller than −4 (step S632). If EdgeCount is not smaller than −4, the sequence controller 121 determines that the falling edge overlap is not larger than 4 and ends this processing (step S633).
EdgeCountが−4より小さい場合、つまり立ち下がりエッジの重なりが4より大きくなっている行である場合は、シーケンスコントローラ121は、次の判断を行う。即ち、N_subpix行、n_beam列目の画像データが立ち下がりエッジであるかどうかを判断する(ステップS634)。立ち下がりエッジでない場合は、ステップS638へ進む。立ち下がりエッジである場合は、シーケンスコントローラ121は、主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち下がりエッジが4より大きいかどうかを判断する(ステップS635)。 If EdgeCount is smaller than −4, that is, if the overlapping edge of the falling edge is larger than 4, the sequence controller 121 makes the following determination. That is, it is determined whether or not the image data in the N_subpix row and the n_beam column is a falling edge (step S634). If it is not a falling edge, the process proceeds to step S638. When it is a falling edge, the sequence controller 121 determines whether or not the falling edge in the column of the pixel piece immediately before the main scanning direction is larger than 4 (step S635).
主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち下がりエッジが−4より大きい場合は、シーケンスコントローラ121は、立ち下がりの遅延処理を行い(ステップS637)、ステップS638へ進む。主走査方向1つ手前の画素片の列における立ち下がりエッジが−4より大きくない場合は、シーケンスコントローラ121は、立ち下がりを早める動作を行い(ステップS636)、ステップS638へ進む。次に、シーケンスコントローラ121は、EdgeCountをデクリメントし(ステップS638)、ステップS632へ戻り、再度、上述した処理を行う。 If the falling edge in the row of pixel pieces immediately before the main scanning direction is larger than −4, the sequence controller 121 performs the falling delay process (step S637), and proceeds to step S638. If the falling edge in the row of pixel pieces immediately before in the main scanning direction is not greater than −4, the sequence controller 121 performs an operation of speeding up the falling (step S636), and proceeds to step S638. Next, the sequence controller 121 decrements EdgeCount (step S638), returns to step S632, and performs the above-described processing again.
図11は、図10a〜図10cの処理を行った場合の画像信号入力と画像信号出力を示す図であり、(a)は、画像信号入力を示す図、(b)は、画像信号出力を示す図である。 11A and 11B are diagrams illustrating image signal input and image signal output when the processes of FIGS. 10a to 10c are performed. FIG. 11A is a diagram illustrating image signal input, and FIG. 11B is a diagram illustrating image signal output. FIG.
図11において、図10a〜図10cの処理前が画像信号入力DI_0〜DI_15で示され、図10a〜図10cの処理後が画像信号出力DO_0〜DO_15で示される。2画素目の立ち上がりにおいては、画像信号出力DO_0〜DO_3は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_4〜DO_7は画素片の1クロック分早く立ち上がっている。画像信号出力DO_8〜DO_11は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっており、更に画像信号出力DO_12〜DO_15は画素片の2クロック分遅延して立ち上がっている。 In FIG. 11, before processing in FIGS. 10 a to 10 c is indicated by image signal inputs DI_ 0 to DI_ 15, and after processing in FIGS. 10 a to 10 c is indicated by image signal outputs DO_ 0 to DO_ 15. At the rise of the second pixel, the image signal outputs DO_0 to DO_3 rise at the same time, but the image signal outputs DO_4 to DO_7 rise earlier by one clock of the pixel piece. The image signal outputs DO_8 to DO_11 rise with a delay of one clock of the pixel piece, and the image signal outputs DO_12 to DO_15 rise with a delay of two clocks of the pixel piece.
3画素目の立ち下がりにおいては、画像信号出力DO_0〜DO_3は同時に立ち上がっているが、画像信号出力DO_8〜DO_11は画素片の1クロック分早く立ち下がっている。画像信号出力DO_12〜DO_15は画素片の1クロック分遅延して立ち上がっている。 At the fall of the third pixel, the image signal outputs DO_0 to DO_3 rise at the same time, but the image signal outputs DO_8 to DO_11 fall earlier by one clock of the pixel piece. The image signal outputs DO_12 to DO_15 rise with a delay of one clock of the pixel piece.
4画素目においては、画像信号出力DO_0〜DO_3、DO_8〜DO_15は立ち上がりで、画像信号出力DO_4〜DO_7は立ち下がりであるため、4データ分の立ち上がりと立ち下がりが相殺される。そのため、画像信号出力DO_0〜DO_11は同時に立ち上がり及び立ち下がっているが、画像信号出力DO_12〜DO_15は画素片の1クロック分早く立ち上がっている(タイミングを早める制御)。 In the fourth pixel, since the image signal outputs DO_0 to DO_3 and DO_8 to DO_15 are rising and the image signal outputs DO_4 to DO_7 are falling, the rising and falling of four data are canceled out. For this reason, the image signal outputs DO_0 to DO_11 rise and fall simultaneously, but the image signal outputs DO_12 to DO_15 rise earlier by one clock of the pixel piece (control to advance timing).
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、半導体レーザのそれぞれのレーザダイオードの点灯の立ち上がり/立ち下がりタイミングに相当する画像データの立ち上がり/立ち下がりエッジを検出する。検出された画像データの同時に立ち上がる/立ち下がるエッジの数が予め設定された数以上である場合は、画像データの同時に立ち上がる/立ち下がるエッジの立ち上がり/立ち下がりタイミングを遅延させる制御もしくは早める制御を行う。 As described above in detail, according to the present embodiment, rising / falling edges of image data corresponding to lighting rising / falling timings of the respective laser diodes of the semiconductor laser are detected. When the number of edges rising / falling simultaneously in the detected image data is greater than or equal to a preset number, control for delaying or advancing the rising / falling timing of the simultaneously rising / falling edges of the image data is performed. .
半導体レーザ(多ビーム)における全体のビーム数に比べて同時に立ち上がり/立ち下がりを許可するビーム数が少ない場合、遅延処理のみでタイミングをずらすと、本来の理想的なタイミングより更に位相がずれてくる。従って、上記のタイミング制御により、必要最小限の処理のみで不要輻射を軽減することが可能となる。これにより、ノイズ発生のタイミングをずらしてノイズレベルを減少させることが可能となる。また、画像劣化をも防ぐことが可能となる。 If the number of beams allowed to rise / fall at the same time is small compared to the total number of beams in a semiconductor laser (multiple beams), the phase is shifted more than the original ideal timing if the timing is shifted only by delay processing. . Therefore, the above-described timing control can reduce unnecessary radiation with only the minimum necessary processing. This makes it possible to reduce the noise level by shifting the timing of noise generation. It is also possible to prevent image degradation.
尚、上述した第1乃至第3の実施の形態では、画像データの同時に立ち上がるエッジの数と画像データの同時に立ち下がるエッジの数との差が予め設定された数以上である場合は、次の制御を行う。画像データの同時に立ち上がるエッジの立ち上がりタイミングと画像データの同時に立ち下がるエッジの立ち下がりタイミングを遅延させる制御もしくは早める制御を行う。 In the first to third embodiments described above, when the difference between the number of simultaneously rising edges of image data and the number of simultaneously falling edges of image data is equal to or greater than a preset number, Take control. Control for delaying or advancing the rising timing of the rising edges of the image data simultaneously and the falling timing of the edges of the image data falling simultaneously.
また、立ち上がり/立ち下がりのタイミングを遅延させる画像データのエッジの数、もしくは立ち上がり/立ち下がりのタイミングを早める画像データのエッジの数が予め設定された数である場合は、次の制御を行う。予め設定された数以上の画像データのエッジについて再度、タイミングを遅延させる制御もしくはタイミングを早める制御を行う。 In addition, when the number of image data edges that delay the rise / fall timing or the number of image data edges that advance the rise / fall timing is a preset number, the following control is performed. Control for delaying the timing or control for advancing the timing is performed again for the edges of the image data of a preset number or more.
また、立ち上がり/立ち下がりのタイミングを早める制御もしくは遅延させる制御を行う画像データを構成する画素片の量は、10μm以下である。 In addition, the amount of pixel pieces constituting the image data for performing control for advancing or delaying the rising / falling timing is 10 μm or less.
〔他の実施の形態〕
第1乃至第3の実施の形態では、本発明を、半導体レーザのレーザダイオードから発光したレーザビームを回転多面鏡(ポリゴンミラー)を介して感光体ドラムに照射する構造の画像形成装置を例に挙げたが、これに限定されるものではない。本発明は、半導体レーザのレーザダイオードから発光したレーザビームを揺動ミラー(ガルバノミラー)を介して感光体ドラムに照射する構造の画像形成装置にも適用することができる。
[Other Embodiments]
In the first to third embodiments, the present invention is exemplified by an image forming apparatus having a structure in which a photosensitive drum is irradiated with a laser beam emitted from a laser diode of a semiconductor laser via a rotating polygon mirror (polygon mirror). Although mentioned, it is not limited to this. The present invention can also be applied to an image forming apparatus having a structure in which a photosensitive drum is irradiated with a laser beam emitted from a laser diode of a semiconductor laser via a oscillating mirror (galvanomirror).
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
14〜17 感光体ドラム
41〜44 露光ユニット
101〜108 ドライバ回路
120 レーザドライバ
121 シーケンスコントローラ
LD100 半導体レーザ
LD1〜LD8 レーザダイオード
14-17 Photosensitive drums 41-44 Exposure units 101-108 Driver circuit 120 Laser driver 121 Sequence controller LD100 Semiconductor laser LD1-LD8 Laser diode
Claims (4)
光ビームを出射する複数の発光素子を有し、前記複数の発光素子が前記感光体の回転方向において異なる位置を走査するように配列された光源と、
前記複数の発光素子から画像信号に基づいてそれぞれ出射される複数の光ビームが前記感光体上を走査するように前記複数の光ビームをそれぞれ偏向する偏向手段と、
前記複数の発光素子のうち同時に光ビームを出射する発光素子によって出射された光ビームの出射開始タイミングと出射停止タイミングとを検出する検出手段と、
前記検出された出射開始タイミングが同時になる発光素子の数と前記検出された出射停止タイミングが同時になる発光素子の数とを特定する特定手段と、
前記特定された出射開始タイミングが同時になる発光素子の数と前記特定された出射停止タイミングが同時になる発光素子の数との差が所定の値以上である場合には、前記同時に光ビームを出射する複数の発光素子のうち少なくとも一つの発光素子の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングを、当該少なくとも一つの発光素子以外の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングに対して遅延させる制御もしくは早める制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 The photoconductor an image forming equipment that form a latent electrostatic image on the front Symbol photoreceptor run 査be Rukoto by a light beam,
Have a plurality of light emitting elements that shines out of the light beam, a light source for the plurality of light emitting elements are arranged so as to scan different positions in the rotation direction of the photosensitive member,
Deflecting means for deflecting each of the plurality of light beams so that the plurality of light beams respectively emitted from the plurality of light emitting elements on the basis of image signals are scanned on the photoreceptor;
Detecting means for detecting an emission start timing and an emission stop timing of the light beam emitted by the light emitting element that emits the light beam at the same time among the plurality of light emitting elements;
A specifying means for specifying the number of light emitting elements having the detected emission start timing simultaneously and the number of light emitting elements having the detected emission stop timing simultaneously;
When the difference between the number of light emitting elements having the specified emission start timing and the number of light emitting elements having the specified emission stop timing is equal to or greater than a predetermined value, the light beam is emitted simultaneously. at least one extraction start timing or extraction stop timing of the light beam of the light emitting element among the multiple light-emitting element, with respect to the emission start timing or extraction stop timing of the light beam other than the one of the light emitting element even the no less Control means for performing delay control or early control;
Imaging equipment you comprising: a.
前記1画素の大きさは前記感光体の回転方向における前記複数の光ビームの露光位置間隔によって規定され、The size of the one pixel is defined by the exposure position intervals of the plurality of light beams in the rotation direction of the photoconductor,
前記制御手段は、前記同時に光ビームを出射する複数の発光素子のうち少なくとも一つの発光素子の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングを、当該少なくとも一つの発光素子以外の光ビームの出射開始タイミング又は出射停止タイミングに対して前記光ビームが前記感光体を走査する方向において前記1画素未満の単位で遅延させる制御もしくは早める制御を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The control means sets an emission start timing or an emission stop timing of the light beam of at least one light emitting element among the plurality of light emitting elements that emit the light beam at the same time as an emission start timing of a light beam other than the at least one light emitting element. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a control for delaying or advancing the light beam in units of less than one pixel in a direction in which the light beam scans the photosensitive member is performed with respect to the emission stop timing.
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