JP5697310B2 - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5697310B2 JP5697310B2 JP2009066433A JP2009066433A JP5697310B2 JP 5697310 B2 JP5697310 B2 JP 5697310B2 JP 2009066433 A JP2009066433 A JP 2009066433A JP 2009066433 A JP2009066433 A JP 2009066433A JP 5697310 B2 JP5697310 B2 JP 5697310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- image forming
- forming apparatus
- value
- correction value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、複数のレーザビームを用いて画像形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming equipment for forming an image by using a plurality of laser beams.
従来から、画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電荷を、半導体レーザにより露光して静電潜像を形成し、現像剤により現像して画像形成を行っている。従来の半導体レーザは、1つの半導体素子から1本〜4本、多くて8本程度のレーザビームを照射している。 Conventionally, in an image forming apparatus, an electrostatic charge formed on a photosensitive drum is exposed with a semiconductor laser to form an electrostatic latent image, and developed with a developer to form an image. A conventional semiconductor laser irradiates one to four, and at most about eight laser beams from one semiconductor element.
近年、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)と称される垂直共振器面発光レーザが、実用化されている。これに伴い、VCSELを用いた画像形成装置が提案されている。 In recent years, a vertical cavity surface emitting laser called VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) has been put into practical use. Accordingly, an image forming apparatus using a VCSEL has been proposed.
このVCSELは、1つのチップから40本程度のレーザビームを射出することができる。このため、画像形成装置の潜像形成にVCSELを使用することで、高精細、高速画像形成などが可能になるものと考えられる。 This VCSEL can emit about 40 laser beams from one chip. For this reason, it is considered that high-definition and high-speed image formation becomes possible by using a VCSEL for forming a latent image of the image forming apparatus.
ところで、VCSELを潜像形成に用いる際、単に半導体レーザをVCSELに置代えたえただけでは、高精細な潜像を高速に形成できるわけではない。例えば、潜像形成に使用するレーザ装置は、射出するレーザビームの光量を、目標の光量になるよう制御する必要があり、当然ながら、VCSELも、多数のレーザビームを発生させる発光領域において、レーザビームの光量を管理する必要がある。 By the way, when a VCSEL is used for forming a latent image, a high-definition latent image cannot be formed at high speed simply by replacing the semiconductor laser with the VCSEL. For example, a laser device used for forming a latent image needs to control the amount of emitted laser beam to be a target amount of light. Of course, a VCSEL also has a laser in a light emitting region that generates a large number of laser beams. It is necessary to manage the light intensity of the beam.
したがって、レーザビームの数が増加したVCSELに対して、レーザビームが少ない半導体レーザと同様の光量制御を行う場合、光量制御のために時間が長くかかることになり、高速化が制限されるという問題が生じる。このためにレーザビームの光量制御を間引くなどすると、逆に高精細化を達成することが困難となる。 Therefore, when performing light amount control similar to that of a semiconductor laser with a small number of laser beams on a VCSEL with an increased number of laser beams, it takes a long time to control the light amount, and speeding up is limited. Occurs. For this reason, if the control of the light amount of the laser beam is thinned out, it becomes difficult to achieve high definition.
このような理由から、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1では、複数の発光素子と当該発光素子から出射される光量を検出する光量検出素子を有する発光光源部を備える光書込装置が開示されている。特許文献1で開示された光書込装置は、光ビームの光量制御を行うために、ビーム数分のボリューム抵抗と、サンプルホールドコンデンサを配置する。特許文献1に記載された技術でも、多数のレーザビームの光量制御は可能となる。 For these reasons, various techniques have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses an optical writing device including a light emitting light source unit having a plurality of light emitting elements and a light amount detecting element for detecting a light amount emitted from the light emitting elements. The optical writing device disclosed in Patent Document 1 includes a volume resistor and a sample hold capacitor for the number of beams in order to control the light amount of the light beam. Even with the technique described in Patent Document 1, it is possible to control the amount of light of a large number of laser beams.
また、特許文献2では、光源から出力された各光ビームを第1の光ビームと第2の光ビームとに分離し、第1の光ビームの光量を測定するための第1の測定手段と、第1の測定手段による光量測定結果が光量指示信号で指示された光量となるように光量制御を行う光量制御手段とを設け、第2の光ビームの光量を測定し、その光量測定結果により、第2の光ビームの光量を複数の光ビーム間で略均一にするための各光ビームの光量補正係数を求めて記憶しておき、光量制御を行う技術が開示されている。特許文献2で開示された技術をVCSELに適用して、光量制御を行うことは可能である。 Further, in Patent Document 2, a first measuring unit for separating each light beam output from the light source into a first light beam and a second light beam, and measuring the light quantity of the first light beam; And a light quantity control means for performing light quantity control so that the light quantity measurement result by the first measurement means becomes the light quantity instructed by the light quantity instruction signal, the light quantity of the second light beam is measured, and the light quantity measurement result is A technique is disclosed in which the light quantity correction coefficient of each light beam for obtaining the light quantity of the second light beam to be substantially uniform among a plurality of light beams is obtained and stored, and the light quantity is controlled. It is possible to control the amount of light by applying the technique disclosed in Patent Document 2 to a VCSEL.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、VCSELの制御回路自体の回路規模が大きくなる。また、光量調整のため、ボリューム抵抗の設定を、射出ビーム数分行わなくてはならず、作業効率が低下し、このためメンテナンスも増大してしまうという問題がある。 However, with the technique described in Patent Document 1, the circuit scale of the VCSEL control circuit itself is increased. Further, in order to adjust the amount of light, the volume resistance must be set for the number of emitted beams, which causes a problem that work efficiency is lowered and maintenance is increased.
また、特許文献2に記載された技術では、各レーザビームの光量補正を行いながら画像形成を行うことは、レーザビーム本数が少ない場合には充分なフィードバック速度を提供できることができるものの、VCSELのように、はるかに多数のレーザビームが射出される場合に、VCSELの環境変動を考慮する場合、画像形成中の走査期間だけでは充分な効率で、光ビームの光量の制御に対し、フィードバックできないという不都合が発生する可能性があるという問題がある。このように、VCSELを使用して、静電潜像形成のためのレーザビーム光量制御を行う場合、レーザビームの本数が増えた分だけ制御動作を増加させなければならず、高精細化および高速化の利点を充分に達成できないという問題が生じていた。 Further, in the technique described in Patent Document 2, performing image formation while correcting the amount of light of each laser beam can provide a sufficient feedback speed when the number of laser beams is small. In addition, when a much larger number of laser beams are emitted, when considering the environmental variation of the VCSEL, it is not possible to provide feedback with respect to the control of the light amount of the light beam with sufficient efficiency only in the scanning period during image formation. There is a problem that may occur. As described above, when performing laser beam light amount control for forming an electrostatic latent image using a VCSEL, the control operation must be increased by an increase in the number of laser beams. There has been a problem that the advantage of the conversion cannot be sufficiently achieved.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多数のレーザビームの光量の管理を効率的にできる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above, and an object thereof is to provide an image forming equipment which can manage the amount of multiple laser beams efficiently.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、第1のレーザビームと第2のレーザビームを出力する光源と、前記光源から出力された前記第1のレーザビームを、光量測定のための第3のレーザビームと、感光体を走査するための第5のレーザビームと、に分離し、前記光源から出力された前記第2のレーザビームを、光量測定のための第4のレーザビームと、感光体を走査するための第6のレーザビームと、に分離する分離手段と、前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームの光量を測定する測定手段と、測定された前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームの光量に応じた電圧を出力する光電変換手段と、1走査の間に生成される第1のレーザビームと第2のレーザビームのタイミング信号に従って、前記光電変換手段により出力された前記第3のレーザビームの電圧に基づく前記第1のレーザビームの光量を制御する第1のビーム別補正値と、前記光電変換手段によって出力された前記第4のレーザビームの電圧に基づく前記第2のレーザビームの光量を制御する第2のビーム別補正値と、を算出する第1算出手段と、前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値に基づいて、前記第1のレーザビーム及び前記第2のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第2算出手段と、第1の画像形成中において前記第1算出手段により算出された前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値と、前記第1の画像形成の一つ前の第2の画像形成中に算出された前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値に基づき前記第2算出手段により算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの光量を、前記1走査の間に制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image forming apparatus according to the present invention includes a light source that outputs a first laser beam and a second laser beam, and the first laser beam output from the light source. The laser beam is separated into a third laser beam for measuring the amount of light and a fifth laser beam for scanning the photosensitive member, and the second laser beam output from the light source is measured for the amount of light. Separating means for separating the fourth laser beam for scanning and the sixth laser beam for scanning the photosensitive member, and measurement for measuring the light amounts of the third laser beam and the fourth laser beam Means, photoelectric conversion means for outputting a voltage in accordance with the measured light amounts of the third laser beam and the fourth laser beam, the first laser beam generated during one scan, and the second laser beam Laser beam tie A first beam-specific correction value for controlling the amount of light of the first laser beam based on the voltage of the third laser beam output by the photoelectric conversion means according to the scanning signal, and the photoelectric conversion means First calculation means for calculating a second beam-specific correction value for controlling the amount of the second laser beam based on the voltage of the fourth laser beam; the first beam-specific correction value; A second calculation means for calculating a common current value indicating a drive current value common to the first laser beam and the second laser beam based on the correction value for each beam, and during the first image formation. The first beam-specific correction value and the second beam-specific correction value calculated by the first calculation means, and the second image formation calculated immediately before the first image formation. First beam Said common current value calculated by the correction value and the second calculating means based on said second beam specific correction value, based on the amount of the first laser beam and said second laser beam, Control means for controlling during the one scan.
本発明によれば、適切な光量制御を行うことで、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、良好な画像形成が可能という効果を奏する。 According to the present invention, by performing appropriate light quantity control, there is an effect that good image formation is possible while minimizing the circuit scale and the maintenance cost.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、及び画像形成方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、後述した実施の形態に制限するものではなく、複数ビームを用いて画像形成を行う様々な画像形成装置に適用できる。 Exemplary embodiments of an image forming apparatus and an image forming method according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described later, and can be applied to various image forming apparatuses that perform image formation using a plurality of beams.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかる画像形成装置100の構成を示すハードウェア図である。図1に示すように、第1の実施の形態にかかる画像形成装置100は、半導体レーザ、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む光学装置102と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置などを含む像形成部112と、中間転写ベルトなどを含む転写部122と、を含んで構成される。光学装置102は、半導体レーザ(図示せず)などの光源から放出された光ビームを、ポリゴンミラー102cにより偏向させ、fθレンズに入射させている。光ビームは、図示した実施形態ではシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応した数発生されていて、fθレンズ102bを通過した後、反射ミラー102aで反射される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a hardware diagram illustrating a configuration of an
WTLレンズ102dは、光ビームを整形した後、反射ミラー102eへと光ビームを偏向させ、露光のために使用される光ビームLとして感光体ドラム104a、106a、108a、110aへと、光ビームを像状照射する。感光体ドラム104a、106a、108a、110aへの光ビームLの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向および副走査方向に関して、タイミング同期が行われている。なお、以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、画像形成装置100では、感光体ドラム104a、106a、108a、110aの回転する方向として定義する。
After shaping the light beam, the
感光体ドラム104a、106a、108a、110aは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム104a、106a、108a、110aに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成される帯電器104b、106b、108b、110bにより表面電荷が付与される。
Each of the
各帯電器104b、106b、108b、110bにより感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に付与された静電荷は、光ビームLにより像状露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器104c、106c、108c、110cにより現像され、トナー像が形成される。
The electrostatic charges imparted on the
感光体ドラム104a、106a、108a、110a上に担持されたトナー像は、搬送ローラ114a、114b、114cにより矢線Bの方向に移動する中間転写ベルト114上に転写される。中間転写ベルト114は、C、M、Y、Kトナー像を担持した状態で2次転写部へと搬送される。2次転写部は、2次転写ベルト118と、搬送ローラ118a、118bと含んで構成される。2次転写ベルト118は、搬送ローラ118a、118bにより矢線Cの方向に搬送される。2次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部128から上質紙、プラスチックシートなどの受像材124が搬送ローラ126により供給される。
The toner images carried on the
2次転写部は、2次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト114上に担持された多色トナー像を、2次転写ベルト118上に吸着保持された受像材124に転写する。受像材124は、2次転写ベルト118の搬送と共に定着装置120へと供給される。定着装置120は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材130を含んで構成されていて、受像材124と多色トナー像とを加圧加熱し、印刷物132として画像形成装置100の外部へと出力する。多色トナー像を転写した後の中間転写ベルト114は、クリーニングブレードを含むクリーニング部116により転写残トナーが除去され、次の像形成プロセスに備えている。
The secondary transfer unit applies a secondary transfer bias to transfer the multicolor toner image carried on the
なお、各感光体ドラム104a、106a、108a、110aの主走査方向の終点付近には、副走査ずれ検出装置(図示せず)が配設されていて、副走査方向のずれを検出している。
A sub-scanning deviation detecting device (not shown) is provided near the end point in the main scanning direction of each of the
図2は、画像形成装置100の光学装置102を、図1に示された視線Aから参照した平面構成を示す図である。なお、図2には、視線Aから参照できない、静電潜像が形成される感光体ドラム104aも、レーザビームによる走査を明確にするために記載した。
FIG. 2 is a diagram illustrating a planar configuration in which the
図2に示すように光学装置102は、ドライバ206と、VCSELコントローラ200と、駆動電流演算部204と、A/D変換部202と、VCSEL208と、カップリング光学素子210と、ハーフミラー212と、全反射ミラー214と、第2集光レンズ216と、光電変換素子218と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
VCSELコントローラ(以下、GAVDと称す)200は、特定用途集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)であり、画像形成装置100の画像形成を制御するCPU(図示せず)からの制御信号を受信して、VCSEL208の駆動制御を指令する。また、GAVD200は、CPUからの指令に応答してVCSEL208に対する工場調整信号、初期化信号、ラインAPC(Auto Power Control)信号、紙間APC信号などを発行する。また、ラインAPCは、画像形成装置100が動作中に、印刷物(記録紙)に対して印刷中に、レーザビームが主走査方向に走査される毎のタイミングでレーザビームの光量補正を行う制御とする。紙間APCとは、複数の枚数を連続印刷中の印刷物と印刷物の間(紙間)において、ラインAPCとは異なる手法にてレーザビームの光量補正を行う制御とする。
A VCSEL controller (hereinafter referred to as GAVD) 200 is an application specific integrated circuit (ASIC) and receives a control signal from a CPU (not shown) that controls image formation of the
図3は、紙間APCを説明する図である。図3に示す例では、紙間APCは、中間転写ベルトが搬送方向Bに移動する場合において、用紙Pのためのトナー像を形成するために光ビームLが感光体ドラムKを走査し、その後次の用紙P’に対する照射がされた場合に、光ビームLが感光体ドラムKを走査するまでの間隔INTで、レーザビームの光量補正を行う制御とする。このように、紙間APCにおいては、任意の印刷物(記録紙)に対して印刷した後であって次の印刷物を印刷する前までの間に、レーザビームの光量を補正することを示す。 FIG. 3 is a diagram for explaining the APC between sheets. In the example shown in FIG. 3, when the intermediate transfer belt moves in the transport direction B, the inter-paper APC is performed by the light beam L scanning the photosensitive drum K to form a toner image for the paper P, and thereafter When the next sheet P ′ is irradiated, control is performed to correct the light amount of the laser beam at an interval INT until the light beam L scans the photosensitive drum K. As described above, the inter-paper APC indicates that the light amount of the laser beam is corrected after printing on an arbitrary printed material (recording paper) and before printing the next printed material.
図2に戻り、ドライバ206は、VCSEL208に対して駆動電流を供給する。具体的には、ドライバ206は、GAVD200による制御信号を受信し、制御信号に対応する駆動電流をVCSEL208に供給することで、VCSEL208を駆動させる。そして、駆動したVCSEL208は、レーザビームを発生させる。本実施の形態にかかるVCSEL208からのレーザビームは、40チャネルに対応する40本射出される。なお、本実施の形態は40本射出する例とするが、射出されるレーザビームの数は特に限定はない。
Returning to FIG. 2, the
レーザビームは、カップリング光学素子210により平行光とされた後、ハーフミラー212に入射する。ハーフミラー212は、誘電体多層膜コーティングなどにより形成される。そして、ハーフミラー212は、光分離手段として機能し、入射されたレーザビームを、光量測定のためのモニタビームと、感光体を走査するための走査ビームと、に分離する。
The laser beam is collimated by the coupling
走査ビームは、ポリゴンミラー102cにより偏向されてfθレンズ102bを通過して感光体ドラム104aへと照射される。なお、感光体ドラム104aの走査開始位置付近には、フォトダイオード(PD)を含む同期検知装置220が配置されている。同期検知装置220は、レーザビーム(走査ビーム)を検出し、同期信号を発行する。同期信号は、第1光量補正を含む各種制御についてタイミングを与える信号とする。
The scanning beam is deflected by the
モニタビームは、全反射ミラー214により第2集光レンズ216へと反射され、第2集光レンズ216を経て、フォトダイオードなど光電変換素子218に照射される。光電変換素子218は、モニタビームの光量に対応したモニタ電圧Vpdを発生させる。発生したモニタ電圧Vpdは、A/D変換部202により、モニタ電圧Vpdに対応するモニタ信号に変換される。そして、モニタ信号は、駆動電流演算部204に送信される。
The monitor beam is reflected by the
駆動電流演算部204は、入力されたモニタ信号が指し示すレーザビーム光量の値に基づいて、例えばVCSEL制御データを生成する。生成されたVCSEL制御データは、ドライバ206による駆動電流の制御に用いられる。このため、駆動電流演算部204は、生成したVCSEL制御データを、ドライバ206に出力する。
The drive
なお、A/D変換部202および駆動電流演算部204は、別モジュールとして構成してもよいし、また一体として構成してもよい。一体として構成する場合には、例えば、処理のために使用する各種制御値を格納するROM、RAMなどを備えるマイクロコントローラとするなどが考えられる。
The A /
図4は、VCSEL208を駆動させる構成を示したブロック図である。図4に示すように、VCSEL208を駆動させるために、画像形成装置100は、CPU400と、同期検知装置220と、GAVD200と、ドライバ206と、VCSEL208と、マイクロコントローラ401と、APC制御部402と、光電変換素子218と、を備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration for driving the
GAVD200は、CPU400からの制御信号を受信し、VCSEL208の工場設定調整、初期化設定を開始する。並行して、同期検知装置220が、レーザビームの検出を開始する。
The
図5は、本実施の形態にかかる画像形成装置100が出力するレーザビームの出力特性(以下、I−L特性として参照する。)400の特定を示したグラフである。本実施の形態では、VCSEL208は、40chの半導体レーザ素子から構成されているものとする。図5に示すグラフは、各半導体レーザ素子に供給される電流に応じて出力される光量を示している。図5に示すように、半導体レーザ素子は、それぞれ、レーザ発振を開始する閾値電流Ibiが存在する。また、半導体レーザ素子は、それぞれの素子特性に対応して、出力L−駆動電流レベルIが相違する。このため、各半導体レーザ素子が同一のレーザビーム光量を出力するための駆動電流Iηは、初期設定時でも値ΔIで示される分だけ相違する。なお、初期駆動電流値Iswiは、出荷前に工場の測定に基づいて、メモリ412のROM領域に登録されるチャネルiについてのプローブ電流値を示している。そして、初期駆動電流値Iswiは、半導体レーザ素子の初期設定を行う場合に用いられる。本実施の形態にかかるiはVCSEL208のレーザビームの各chを表しており、本実施形態ではch=1〜40の値を取る。
FIG. 5 is a graph showing the identification of the output characteristics (hereinafter referred to as IL characteristics) 400 of the laser beam output from the
図4に戻り、APC制御部402は、A/D変換部202、駆動電流演算部204、及びI/F制御部403から構成される。
Returning to FIG. 4, the
また、マイクロコントローラ401は、演算部411と、ROM領域及びRAM領域を含むメモリ412と、で構成される。メモリ412は、駆動電流演算部204が使用する各種制御値の初期値などを格納する。さらに、ROM領域は、工場設定データなどを格納し、RAM領域は、処理のために必要な値を格納するレジスタメモリなどとして利用される。
The
図6は、マイクロコントローラ401のROM領域において、VCSELコントローラ200を制御する初期値を格納するテーブル構造を示す図である。図6に示すように、ROM領域には、ch番号502と、初期モニタ電圧Vpd504と、初期化電流Isw_A506とが対応付けて記憶されている。図6に示すように、VCSELコントローラ200の各種制御値の初期値は、半導体レーザ素子に割り当てられたチャネル502ごとに登録されている。初期モニタ電圧Vpdi504は、工場出荷時に設定された、光電変換素子218のモニタ電圧とする。初期化電流Isw_A506は、半導体レーザ素子それぞれに対して設定された初期駆動電流値Iswiの平均値とする。そして、初期化電流Isw_A506は、光量制御時のモニタ光量を与えるための電流とする。これらROM領域に格納された各種制御値の初期値は、APC制御部402内の駆動電流演算部204の演算に用いられる。
FIG. 6 is a diagram showing a table structure for storing initial values for controlling the
図4に戻り、マイクロコントローラ401は、GAVD200からの指令を、APC制御部402のI/F制御部403を介して受信する。そして、演算部411が、受信した指令に対応して、メモリ412に格納された工場設定データと、レーザビームの光量と、を使用して初期設定値を演算する。そして、マイクロコントローラ401は、I/F制御部403を介して、駆動電流演算部204内に含まれるレジスタメモリ421に設定する。
Returning to FIG. 4, the
駆動電流演算部204は、レジスタメモリ421と、DEV演算部422と、SW演算部423とを備える。
The drive
レジスタメモリ421は、後述するch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40と、SWレジスタ805と、を含むものとする。すなわち、初期起動時にch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40と、SWレジスタ805とに対して、マイクロコントローラ401による初期値が設定される。
The register memory 421 includes a ch1 register 705_1 to a ch40 register 705_40, which will be described later, and an
DEV演算部422は、A/D変換部202により出力されたモニタ信号等に基づいて、レーザビーム(i)毎に、ビーム別電流補正値DEViを算出する。ビーム別電流補正値DEViは、レーザビーム毎に光量を制御する電流を補正する補正値を示す。
The
SW演算部423は、レーザビーム毎のビーム別電流補正値DEVi等に基づいて、全てのレーザビームに共通して供給される電流である共通供給電流値Iswを算出する。
The
なお、VCSEL制御データには、ビーム別電流補正値DEViと、共通供給電流値Iswとが含まれているものとする。そして、算出されたビーム別電流補正値DEViと、共通供給電流値Iswとは、レジスタメモリ421に更新、格納される。そして、レジスタメモリ421に格納されVCSEL制御データは、VCSEL208の連続動作および画像形成装置100の環境変動によるVCSEL208の光量制御に用いられる。なお、DEV演算部422及びSW演算部423による演算手法については、後述する。
It is assumed that the VCSEL control data includes the beam-specific current correction value DEVi and the common supply current value Isw. The calculated beam-specific current correction value DEVi and the common supply current value Isw are updated and stored in the register memory 421. The VCSEL control data stored in the register memory 421 is used for the light quantity control of the
そして、APC制御部402で算出されたVCSEL制御データは、GAVD200に送られる。最初のVCSEL制御データは、マイクロコントローラ401により設定された初期設定電流値が、各チャネルの点灯信号と共にドライバ206に入力される。ドライバ206は、入力された初期設定電流値をPWM変換して駆動電流を設定し、チャネル点灯信号により指定されるチャネルに対して、設定した駆動電流レベルの電流を供給する。供給された電流により駆動したVCSEL208は、レーザビームを発生させる。発生した各チャネルのレーザビームは、光電変換素子218を介して、当該レーザビームの光量の制御のためにフィードバックする。フィートバックされたモニタ信号に基づいて、駆動電流演算部204は、適切な共通供給電流値Isw及びビーム別電流補正値DEViを算出する。
The VCSEL control data calculated by the
図7は、駆動電流演算部204が備えるDEV演算部422の構成を示した図である。図7に示すように、DEV演算部422は、ch1目標値レジスタ701_1〜ch40目標値レジスタ701_40と、セレクタ702と、減算器703と、加算器704と、ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40と、セレクタ706と、イネーブル信号生成部707と、APCモード制御部708と、タイミング生成部709と、乗算器710_1〜710_40とを備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the
ch1目標値レジスタ701_1〜ch40目標値レジスタ701_40は、予め定められた各チャンネルのAPCの目標値を保持する。本実施の形態にかかる画像形成装置100では、チャンネルが、VCSEL208の半導体レーザ素子ごとに割り当てられている。
The ch1 target value registers 701_1 to ch40 target value registers 701_40 hold predetermined APC target values for each channel. In
APCモード制御部708は、APC制御モードを制御する。なお、APC制御モードについては後述する。
The APC
タイミング生成部709は、APCを行うVCSELチャンネルを指定するチャンネル指定信号(APC_CH)の生成、VCSEL208の点灯タイミング(LDON)の生成、AD変換部202のサンプリングタイミング(AD_SMP)の生成、後述するch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40の更新タイミング(CTL_EN)の生成を行う。
The
セレクタ702は、タイミング生成部709で生成されるAPC_CHに従って、ch1目標値レジスタ701_1〜ch40目標値レジスタ701_40に保持された各チャンネルのAPCの目標値の1つを選択して、減算器703に出力する。
The
減算器703は、セレクタ702から入力される各チャンネルのAPCの目標値から、A/D変換部202から入力される、各チャネルのモニタビームの光量に対応するモニタ信号を減算する。この減算した値を、目標差分値とする。
The
加算器704は、減算器703から出力された各チャンネルの目標差分値に対して、後述するセレクタ706からの出力値を、加算する。
The
イネーブル信号生成部707は、タイミング生成部709により生成される更新タイミング(CTL_EN)に従って、該当するch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40に対して、ライトイネーブル信号を出力する。
The enable
ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40は、加算器704から出力された出力値を保持する。この出力値の更新は、イネーブル信号生成部707からライトイネーブル信号が入力されたタイミングで行われる。
The ch1 register 705_1 to ch40 register 705_40 hold the output value output from the
セレクタ706は、タイミング生成部709が生成するAPC_CHに従って、ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40に格納されている出力値を、加算器704に出力する。
The
乗算器710_1〜710_40は、ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40から出力された出力値にゲインを乗算してビーム別電流補正値DEV1〜DEV40を生成する。そして、乗算器710_1〜710_40で生成されたビーム別電流補正値DEV1〜DEV40は、GAVD200と、SW演算部423と、に出力される。
Multipliers 710_1 to 710_40 multiply the output values output from the ch1 register 705_1 to ch40 register 705_40 by a gain to generate beam-specific current correction values DEV1 to DEV40. The beam current correction values DEV1 to DEV40 generated by the multipliers 710_1 to 710_40 are output to the
DEV演算部422が上述した構成を備えることで、VCSEL208の各チャンネルのA/D変換部202から入力される(モニタビームの光量を示す)モニタ信号が、各チャンネルの目標値よりも大きい場合には対応するチャンネルのビーム別電流補正値DEVを小さくするようにフィードバック制御がかかり、小さい場合には対応するチャンネルのビーム別電流補正値DEVデータが大きくなるようにフィードバック制御がかかる。このため、VCSELコントローラ200の半導体レーザ素子毎に出力されるレーザビームの光量が、目標値となるように制御される。
When the
図8は、駆動電流演算部204が備えるSW演算部423の構成を示した図である。SW演算部423は、平均値演算部801と、目標値レジスタ802と、減算器803と、加算器804と、SWレジスタ805と、イネーブル信号生成部806と、乗算器807とを備える。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the
SW演算部423は、紙間APCモードの時に、共通供給電流値Iswを補正する処理を行う。すなわち、DEV演算部422によるビーム別電流補正値DEViデータで補正するのみでは、VCSEL208の全てのレーザビームで目標とする光量で出力できなくなる可能性がある。そこで、共通供給電流値Iswを補正処理して、全てのレーザビームがビーム別電流補正値DEViデータで補正可能な範囲内になるようにする。
The
平均値演算部801は、DEV演算部422から入力されたDEV1〜DEV40の平均値を算出する。算出された平均値は、減算器803に出力される。
The average
目標値レジスタ802は、予め定められた共通供給電流値Iswの目標値を保持する。
The
減算器803は、平均値演算部801から入力された平均値から、目標値レジスタ802が保持する目標値を減算する。なお、入力された平均値から目標値を減算した値を、平均差分値とする。
The
イネーブル信号生成部806は、タイミング生成部709から出力された更新タイミング(CTL_EN)と、APCモード制御部708から出力されたAPC制御モードと、に基づいてライトを許可するか否か判定する。そして、イネーブル信号生成部806は、ライトを許可すると判定した場合に、加算器804及びSWレジスタ805に対してライトイネーブル信号を出力する。
The enable
加算器804は、イネーブル信号生成部806からライトイネーブル信号が入力された場合に、減算器803から入力された平均差分値に対して、後述するSWレジスタ805から出力された出力値を加算する。
When the write enable signal is input from the enable
SWレジスタ805は、加算器804から入力された出力値を保持する。当該出力値の更新は、イネーブル信号生成部806からライトイネーブル信号が入力された場合に行われる。
The
乗算器807は、SWレジスタ805の出力値にゲインを乗算した共通供給電流値Iswを出力する。
The
この構成によりDEVの平均値が目標値より大きい場合には共通供給電流値Iswを大きくするように、目標値よりも小さい場合には共通供給電流値Iswが小さくなるように制御されることになる。 With this configuration, the common supply current value Isw is increased when the average value of DEV is larger than the target value, and the common supply current value Isw is decreased when the average value of DEV is smaller than the target value. .
本実施の形態にかかる画像形成装置100では、ビーム別電流補正値DEViの平均値をフィードバックして、共通供給電流値Iswを算出するように構成した。つまり、本実施の形態にかかる画像形成装置100では、共通供給電流値Iswを、レーザビーム毎に算出されたビーム別電流補正値DEViの平均値としたため、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。
The
しかしながら、本実施の形態の変形例の画像形成装置においては、共通供給電流値Iswの演算として、ビーム別電流補正値DEViの平均値の代わりに、ビーム別電流補正値DEVの最大値と最小値との平均値を求めても良い。これにより、VCSELチャンネルの中で1チャンネルのみ異常チャンネルがある場合でも、適切な制御が行われる確立が向上する。 However, in the image forming apparatus according to the modification of the present embodiment, the maximum value and the minimum value of the beam-specific current correction value DEV are used as the calculation of the common supply current value Isw instead of the average value of the beam-specific current correction value DEVi. The average value may be obtained. Thereby, even when there is only one abnormal channel among the VCSEL channels, the probability that appropriate control is performed is improved.
ドライバ206は、レジスタメモリ421などに格納された、バイアス電流(Ib)、共通供給電流値Isw、及びチャネル毎に異なるビーム別電流補正値DEViを使用して、VCSEL208に対してPWM制御を行う。
The
その後、ドライバ206は、駆動電流演算部204により算出された共通供給電流値Isw及びビーム別電流補正値DEViに基づいて、チャネル毎に適切な光量のレーザビームを出力するよう制御する。
Thereafter, the
図9は、このドライバ206の詳細を示すブロック図である。図9において、ドライバ206は、バイアス電流生成部206b及び共通電流供給部206dを備えている。なお、図9に示す例では、1chから40chまで各符号に添え字を付けて区別している。
FIG. 9 is a block diagram showing details of the
また、ドライバ206は、レーザビームを発行する半導体レーザ素子LD(i=1〜40)毎に、補正値設定部206ai、及びLD電流供給部206ciを備えている。
The
バイアス電流生成部206bは、バイアス電流(Ib)を生成し、半導体レーザ素子LD(i=1〜40)毎に供給する。バイアス電流(Ib)は、予め設定された値とし、例えば3mA等とする。
The bias
共通電流供給部206dは、入力された共通供給電流値Iswに従って、半導体レーザ素子LD毎に共通電流を供給する。
The common
補正値設定部206ai(i=1〜40)は、供給される共通電流に対して、各チャンネル別のビーム別電流補正値iを設定する。そして、補正値設定部206ai(i=1〜40)は、共通電流供給部206dから供給される共通供給電流値Iswによる共通電流に対して、ビーム別電流補正値DEViで補正する。補正値設定部206aiは、共通供給電流値Iswによる共通電流に対して、電流値を68%〜132%の範囲内で補正可能とする。つまり、共通供給電流値Iswを、ビーム別電流補正値DEViの平均値とすることで、ビーム別電流補正値DEViが補正範囲外になるのを抑止することができる。
The correction value setting unit 206ai (i = 1 to 40) sets the beam-specific current correction value i for each channel with respect to the supplied common current. Then, the correction value setting unit 206ai (i = 1 to 40) corrects the common current based on the common supply current value Isw supplied from the common
電流供給部206ci(i=1〜40)は、補正された電流に対して、バイアス電流生成部206bで生成されたバイアス電流(Ib)を加算し、半導体レーザ素子LDに供給する。
The current supply unit 206ci (i = 1 to 40) adds the bias current (Ib) generated by the bias
本実施の形態では、ドライバ206が上述した構成を備えることで、各チャンネルの半導体レーザ素子LDi(iは1〜40の整数)に対して、Isw×DEVi+Ibの駆動電流が供給できる。
In the present embodiment, the
次に、APCモード制御部708の出力する信号について説明する。図10は、APCモード制御部708の入出力信号を説明した図である。図10に示すように、APCモード制御部708は、入力信号としてリセット信号(reset_n)、APCイネーブル信号(apc_enable)、write_ready信号、及びapc_fgate信号が入力され、出力信号としてbd_en及びAPC_MODEが出力される。また、APCモード制御部708は入力される入力信号に基づいて、モードが変化する。
Next, signals output from the APC
リセット信号(reset_n)は、APCモード制御部708を初期化する信号として、CPU400から入力される信号とする。APCイネーブル信号(apc_enable)は、APCが実行可能か否かを示す信号として、CPU400から入力される信号とする。write_ready信号は、書き込み準備が完了した(主走査の同期処理が終了した)か否かを示す信号として、GAVD200から入力される。
The reset signal (reset_n) is a signal input from the
apc_fgate信号は、CPU400から紙間タイミングであるか否かを示す信号として入力される。apc_fgate信号は、紙間タイミングでない場合にLowレベルで入力され、紙間タイミングの場合にHighレベルとして入力される。
The apc_fgate signal is input from the
図11は、APCモード制御部708のモードの遷移を示した図である。APCモード制御部708は、どのモードであっても、入力されたリセット信号(reset_n)がLowレベルの場合に“init”モードに移行する。また、APCモード制御部708は、apc_enable信号がLowレベルとなった場合にも“init”1001モードに移行する。
FIG. 11 is a diagram showing mode transition of the APC
そして、APCモード制御部708のAPCモードが“init”モード1001の時に、入力されるAPCイネーブル信号(apc_enable)がHighレベルになると、APCモードは“mode0”1002に移行する。
When the APC mode signal of the APC
次に、APCモード制御部708のAPCモードが“mode0”モード1002に移行した後、指定回数のAPC制御処理が完了した後に“hold”モード1003に移行する。このAPC制御処理の指定回数は、マイクロコントローラ401により予め駆動電流演算部204内のレジスタメモリ421に設定される。
Next, after the APC mode of the APC
そして、APCモード制御部708のAPCモードが“hold”モード1003に移行した場合に、APCモード制御部708は、出力信号“bd_en”をHighレベルとしてGAVD200に通知する。これにより、GAVD200が、主走査の同期処理(以下BD同期処理)を開始する。GAVD200でBD同期処理が終了した後、GAVD200は、write_ready信号をHighレベルで、APCモード制御部708に入力する。そして、APCモード制御部708は、当該信号の入力をトリガーに“mode1”モード1004に移行する。なお、“mode1”は、紙間APCを行うモードとする。
When the APC mode of the APC
その後、APCモード制御部708のAPCモードが“mode1”1004の時、“apc_fgate”がHighレベルとして入力されると、“mode2”1005に移行する。“mode2”は、ラインAPCを行うモードとする。
After that, when the APC mode of the APC
そして、APCモード制御部708のAPCモードが“mode2”1005の時、“apc_fgate”がLowレベルとして入力されると、再び“mode1”1004に移行する。このように、APCモード制御部708は、“apc_fgate”のHighレベルとLowレベルとの切替に応じて、“mode1”及び“mode2”が切り替わる。
When the APC mode of the APC
そして、APCモード制御部708は、上述した“mode0”、“mode1”又は“mode2”を示す信号を、APC_MODEとして、タイミング生成部709及びSW演算部423に出力する。
Then, the APC
図12は、“APC_MODE”が“mode0”の場合に、タイミング生成部709、イネーブル信号生成部707、及びイネーブル信号生成部806により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。図12の“APC_CH”は、ch1〜ch40の各チャンネルの処理を行うためのタイミングを生成する信号とする。タイミング生成部709は、ch1〜ch40までを1周期としてマイクロコントローラ401により指定された回数の周期分の“APC_CH”の生成を行う。これにより、指定された周期分の各チャンネルのAPC制御が行われる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a timing chart of signals generated by the
そして、タイミング生成部709は、生成するAPC_CHに応じて、VCSEL200の各チャンネルの点灯タイミング信号(LDON)を生成し、GAVD200に出力する。それと共に、タイミング生成部709は、生成するAPC_CHに応じて、サンプリングタイミング信号(AD_SMP)の生成し、A/D変換部202に出力する。
Then, the
その後、タイミング生成部709は、出力された信号によって行われた処理の結果に従って、駆動電流演算部204内部のレジスタが更新されるようにレジスタ更新タイミング(CTL_EN)を生成し、イネーブル信号生成部707及びイネーブル信号生成部806に出力する。
After that, the
そして、イネーブル信号生成部707は、入力されるレジスタ更新タイミング(CTL_EN)及びチャンネル指定信号(APC_CH)に従って、指定されたチャンネルのレジスタ(ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40)の更新を指示するライトイネーブル信号“REG_ch1_en”〜“REG_ch40_en”を生成する。これにより、ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40の更新が行われる。
Then, the enable
イネーブル信号生成部806は、入力されるAPCモード(APC_MODE)、レジスタ更新タイミング(CTL_EN)及びチャンネル指定信号(APC_CH)に従って、SWレジスタ805の更新を指示するライトイネーブル信号“REG_sw_en”を生成する。具体的には、APC_MODE=“mode0”の場合には、APC_CH=“ch40”の間に、レジスタ更新タイミング(CTL_EN)がHighレベルとなったことをトリガーとして生成される。これにより、ch1〜ch40までの全てのチャンネルのレジスタが更新された後に、共通供給電流値Iswを更新する制御が行われることになる。
The enable
図13は、“APC_MODE”が“mode1”又は“mode2”の場合に、タイミング生成部709、イネーブル信号生成部707、及びイネーブル信号生成部806により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。図13に示す例では、VCSEL200による主走査の開始時に出力されるラインクリア信号(LCLR)の直前に画像領域以外で、VCSEL200を点灯させて、光量の補正制御を行っている。
FIG. 13 is a diagram illustrating a timing chart of signals generated by the
図13に示す例では、主走査による1スキャンあたりに、2チャンネル分のAPC制御を行うタイミング信号を示している。つまり、1スキャンあたりに、“APC_CH”で2チャンネル分の信号を生成する。そして、“APC_CH”が発行された後からイネーブル信号の生成までの手順については、図12に示す“mode0”における手順と同様として説明を省略する。なお、タイミングに余裕がある場合には1スキャンあたりで制御するAPCチャンネル数を増加させても良い。 In the example shown in FIG. 13, a timing signal for performing APC control for two channels is shown for one scan by main scanning. That is, signals for two channels are generated with “APC_CH” per scan. The procedure from the issue of “APC_CH” to the generation of the enable signal is the same as the procedure in “mode 0” shown in FIG. When there is a margin in timing, the number of APC channels controlled per scan may be increased.
また、Iswが格納されたSWレジスタ805の更新は、VCSELの全てのチャンネルのレーザビームの光量に影響する。このため、Iswの変更を作像中に行うと、画像濃度が急激に変化する。そこで、ラインAPCを行うモード“mode2”の場合には、Iswの制御を行わないように、イネーブル信号生成部806は、更新するための信号を生成しない。
In addition, the update of the
つまり、イネーブル信号生成部806は、“CTL_EN”、“APC_MODE”及び“APC_CH”が入力される。そして、“APC_MODE”が“mode1”及び“APC_MODE”がch40の場合に、“CTL_EN”がHighレベルであれば、イネーブル信号をHighレベルで出力する。そして、イネーブル信号生成部806は、“APC_MODE”が“mode2”であれば、イネーブル信号を常にLowレベルとして出力する。
That is, “CTL_EN”, “APC_MODE”, and “APC_CH” are input to the enable
上述したように、本実施の形態では、“mode1”のときにDEVとIswの制御をおこない、“mode2”の時にビーム別電流補正値DEViのみの制御を行うこととした。しかしながら、このような制御に制限するものではなく、各種モード毎に、ビーム別電流補正値DEVi、及び共通供給電流値Iswのそれぞれに対して制御を行うか否かを設定可能に設計することで、状況に適した制御を行うことが可能となる。 As described above, in the present embodiment, DEV and Isw are controlled when “mode 1”, and only the beam-specific current correction value DEVi is controlled when “mode 2”. However, the present invention is not limited to such control, and it is designed to be able to set whether to control each of the beam-specific current correction value DEVi and the common supply current value Isw for each mode. It is possible to perform control suitable for the situation.
次に、本実施の形態にかかる画像形成装置100におけるレーザビームの光量の制御手順について説明する。図14は、本実施の形態にかかる画像形成装置100における上述した処理の手順を示すフローチャートである。なお、制御するタイミング等は、上述したとおりなので説明を省略する。なお、以下に示す処理手順は、“APC_MODE”が一度“mode1”になった後の処理手順とする。
Next, a control procedure of the light amount of the laser beam in the
まず、タイミング生成部709が、光量を制御する対象のチャンネルを指定する(ステップS1401)。チャンネルは、‘1’から順に‘40’まで増加する。また、前回のチャンネルが‘40’の場合には、次のチャンネルとして‘1’を指定する。
First, the
そして、タイミング生成部709は、指定したチャンネルをAPC_CHとして出力する(ステップS1402)。出力先としては、セレクタ702、イネーブル信号生成部707、セレクタ706、SW演算部423、及びGAVD200等とする。これにより、セレクタ702が、指定されたチャンネルの目標値を、chi目標値レジスタ701_iから取得する。
Then, the
次に、減算器703が、計測された光量を示すモニタ電圧を取得する(ステップS1403)。その後、減算器703及び加算器704が、取得したモニタ電圧、該当するチャネルのAPCの目標値等に基づいて、ビーム別電流補正値DEViを算出する(ステップS1404)。なお、具体的な算出手法は、上述したので説明を省略する。
Next, the
その後、chiレジスタ705_iは、イネーブル信号が入力されたタイミングで、算出されたビーム別電流補正値DEViで更新される(ステップS1405)。 Thereafter, the chi register 705_i is updated with the calculated beam-specific current correction value DEVi at the timing when the enable signal is input (step S1405).
そして、chiレジスタ705_iに格納されたビーム別電流補正値DEViは、GAVD200に出力される(ステップS1406)。その後、再びステップS1401から処理を開始する。 Then, the beam-specific current correction value DEVi stored in the chi register 705_i is output to the GAVD 200 (step S1406). Thereafter, the process starts again from step S1401.
一方、SW演算部423のイネーブル信号生成部806は、入力されたAPC_CHが‘ch40’であるか否かを判定する(ステップS1431)。APC_CHが‘ch40’でないと判定した場合(ステップS1431:No)、APC_CHが‘ch40’になるまで待機する。
On the other hand, the enable
そして、イネーブル信号生成部806は、APC_CHが‘ch40’であると判定した場合(ステップS1431:Yes)、“APC_MODE”が “mode1”であるか否かを判定する(ステップS1432)。“mode1”がでないと判定した場合(ステップS1432:No)、再びステップS1431から処理を開始する。
If the enable
イネーブル信号生成部806は、“APC_MODE”が“mode1”であると判定した場合(ステップS1432:Yes)、さらに、“CTL_EN”がHighレベルのタイミングで、イネーブル信号をHighレベルで出力する。これに伴い、減算器803及び加算器804で、入力された全チャンネルのビーム別電流補正値DEVi等に基づいて共通供給電流値Iswを算出し、算出された共通供給電流値IswでSWレジスタ805を更新する(ステップS1433)。
When the enable
そして、SWレジスタ805に格納された共通供給電流値Iswは、GAVD200に出力される(ステップS1434)。その後、再びステップS1431から処理を開始する。
Then, the common supply current value Isw stored in the
そして、GAVD200は、DEV演算部422から算出されたビーム別電流補正値DEViを入力する(ステップS1451)。
Then, the
次に、GAVD200は、SW演算部423から算出された共通供給電流値Iswを入力する(ステップS1452)。
Next, the
そして、GAVD200は、ビーム別電流補正値DEVi及び共通供給電流値Iswに基づいて、レーザビームの制御を行う(ステップS1453)。
Then, the
本実施の形態にかかる画像形成装置100の紙間APCモードでは、上述したような、ビーム別電流補正値DEVi及び共通供給電流値Iswの算出処理を繰り返す。これにより、各レーザビームの光量の制御を可能としている。
In the sheet-to-sheet APC mode of the
(1)工場設定
本実施の形態にかかる画像形成装置100は、工場出荷時にVCSEL208の各チャネルが、感光体ドラム(図示しない)面上に規定光量でレーザビームを照射している場合の光電変換素子218によるモニタ電圧の値を、メモリ412のROM領域に図6に示すように格納される。
(1) Factory Setting The
この出荷時に行う測定では、感光体ドラム面に相当する位置に光センサを配置し、感光体ドラム面上でのレーザビーム光量との相関性を取得する。この光センサは、パーソナルコンピュータ(以下、PCと称す)に接続されている。また、PCは、GAVD200を制御しており、PCからGAVD200を介して駆動電流演算部204に、工場調整開始信号が送られる。
In the measurement performed at the time of shipment, an optical sensor is arranged at a position corresponding to the surface of the photosensitive drum, and a correlation with the amount of laser beam on the surface of the photosensitive drum is acquired. This optical sensor is connected to a personal computer (hereinafter referred to as a PC). In addition, the PC controls the
マイクロコントローラ401は、GAVD200を介して、ドライバ206に、最初に工場調整を行うチャネル(ch1とする。)の動作イネーブル信号をONし、その後、初期駆動電流Iswiを徐々に上げていく。光センサは、ch1のレーザビームの光量が設定光量に達したことを検出すると、PCに通知する。当該通知を受信したPCは、GAVD200を介し、マイクロコントローラ401に、ch1のレーザビーム光量が設定光量に達したことを通知する。マイクロコントローラ401は、当該通知を受け取ると、その時点で光電変換素子218の出力電圧Vpd1をメモリ412のROM領域に記録する。上述した処理を、40ch記録するまで繰り返し、40chの記録が終了した場合に、PCは、Isw1〜Isw40の平均値Isw_Aを計算し、メモリ412のROM領域に書込む。これにより、出荷時には適切な初期値を設定することになる。
The
(2)画像の初期化処理装置動作
画像形成装置100が、感光体ドラムが組み込まれ、ユーザに対して出荷された後、起動時または動作開始時に初期化動作が実行される。本実施例ではAPC_MODE=“init”時に、DEV演算部422内のch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40に対して、工場設定としてメモリ412のROM領域に登録されている各チャンネルのVpd1〜Vpd40にしたがってマイクロコントローラ401が設定する(ここで工場設定時の点灯光量と異なる光量を目標値とする場合にはマイクロコントローラ401内においてVpd1〜Vpd40の比例計算を行って目標値を算出し、設定する。)。
(2) Image Initialization Processing Device Operation After the
さらに、マイクロコントローラ401は、メモリ412のROM領域に格納されている初期化電流Isw_A506を元に、SWレジスタ805に共通供給電流値Iswの初期値を設定する。(乗算器807のゲインをGswとしたときSWレジスタ805に設定する値は、共通供給電流値Isw/Gswとする。工場設定時と異なる光量を目標値とする場合には、さらに比例計算を行うことによりマイクロコントローラ401により設定される)。ch1レジスタ705_1〜ch40レジスタ705_40へはビーム別電流補正値DEVの設定値±0%となる設定値を設定する。
Further, the
この状態でCPUからの指令でapc_enable信号を有効とするとAPC_MODEが“mode0”に移行し、図12に示したタイミング信号によりAPC制御が行われる。駆動電流演算部204内部のフィードバック演算の結果、VCSEL208のチャンネル間ばらつきや、温度特性、特性の経時変化などの影響が補正され目標値に対応した制御値が得られる。
In this state, if the apc_enable signal is validated by a command from the CPU, APC_MODE shifts to “mode 0”, and APC control is performed by the timing signal shown in FIG. As a result of the feedback calculation in the drive
その後、APC_MODEは、“hold”モードを経て“mode1”に移行する。その場合に、図13に示したタイミング信号によりAPC制御が行われフィードバック演算は継続される。画像形成動作が始まるまではその状態を保つ。 Thereafter, APC_MODE shifts to “mode 1” through the “hold” mode. In that case, APC control is performed by the timing signal shown in FIG. 13, and the feedback calculation is continued. This state is maintained until the image forming operation starts.
(3)画像形成動作
画像形成装置100は、初期化動作によって決定されたビーム別電流補正値DEViを用いて、画像形成動作を開始する。画像形成動作では、感光体ドラム上に静電荷を付与し、半導体レーザによる露光によって静電潜像を形成し、トナーによる現像、転写、定着、印刷物排出を含む、従来の処理を使用することができる。
(3) Image Forming Operation The
画像形成開始時にはGAVD200から入力されるapc_fgateがHighレベルとなる。これにより、APCモード制御部708は、APC_MODEを“mode2”に移行させる。図13に示すように、“mode2”では、ラインAPC制御を行うとともに、ビーム別電流補正値DEViの補正のみ行う。つまり、ラインAPC制御として、画像形成中にレーザビーム光量の大きな修正を行うと、画像欠陥が発生してしまう。このため、画像形成中のAPC制御はチャンネル毎の光量制御である、ビーム別電流補正値DEViの補正のみ行うものとし、共通供給電流値Iswの補正は行わない。つまり、図13に示すように、SWレジスタ805に格納された値を更新しないよう、REG_SW_ENを“mode2”では常にLOWレベルとする。
At the start of image formation, apc_fgate input from
本実施の形態にかかる画像形成装置100は、VCSEL208を適用する際に、従来の半導体レーザに利用されていた光量制御技術を単に延長して適用することが原因となっていることに着目してなされたものである。つまり、従来の半導体レーザについての光量制御技術ではなく、VCSEL208が多数のレーザビームを照射する特性を効果的に利用することで、回路規模削減、ボリューム抵抗調整を行うことなく、多数のレーザビームの光量管理を効率的に行うことができる。
The
また、本実施の形態にかかる画像形成装置100は、VCSEL208の各レーザビームの駆動電流補正値が計算された後、VCSEL208の各レーザビームに対して補正した駆動電流レベルで駆動して設定光量での潜像形成を実行させる。補正値が設定できない場合、補正範囲の上限値または下限値を一時的に割当て、当該画像形成処理で、画像形成処理を停止させることなく、後続する紙間タイミングまで継続して画像形成を実行させる。このため、仮に特定の半導体レーザ素子の光量が制御範囲外となった場合でも、潜像形成に与える影響を最低化することができる。
Further, the
さらに、本実施の形態にかかる画像形成装置100は、APC制御部402で、紙間APCモードで、CPU400に対して第2光量補正が終了したことを通知する。画像形成装置は、ビーム別電流補正値DEVi及び共通供給電流値Iswの補正が終了した通知を受信して、次の画像形成処理を開始する。つまり、ビーム別電流補正値DEVi及び共通供給電流値Iswの補正で、VCSEL208の全てのレーザビームについて光量を制御できるため、紙間タイミングの時間の増加を最小限度に抑えることができる。
Furthermore, in the
さらに、第1光量補正の間に取得された制御範囲外の半導体レーザ素子のチャネルを制御手段が登録しておくことにより、紙間タイミングをさらに短縮化させることが可能となり、この結果、高速印刷に対応することが可能となる。 In addition, by registering the channel of the semiconductor laser element outside the control range acquired during the first light intensity correction, it is possible to further shorten the paper interval timing, resulting in high-speed printing. It becomes possible to cope with.
上述したように、本実施の形態にかかる画像形成装置100は、同期信号および紙間信号を使用して、潜像形成に与える影響を最低化させつつ、VCSEL208が射出する多数のレーザビームに対する最適な光量制御を可能とする。
As described above, the
さらに、本実施の形態にかかる画像形成装置100は、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。
Furthermore, the
本実施の形態にかかる画像形成装置100では、駆動電流演算部204において、入力されたモニタ信号に基づいてDEV演算部422がビーム別電流補正値DEViを算出する第1のフィードバック系と、ビーム別電流補正値DEViに基づいてSW演算部423が共通供給電流値Iswを算出する第2のフィードバック系と、で構成されている。これにより、紙間タイミングで多数のレーザビームについて光量補正を行うことによる紙間タイミングの増加といった影響を、最小化することができる。
In the
また、本実施の形態にかかる画像形成装置100では、上述したフィードバック系で、ビーム別電流補正値DEVi及び共通供給電流値Iswにより演算制御を行うため、検出系/駆動系の線形性(検出回路の線形性やA/D変換部202の線形性、駆動系のD/A変換器の線形性)に対する要求を低減することが可能となり、制御系を構成する各要素のコストを下げることが可能である。
Further, in the
このため本実施の形態にかかる画像形成装置100は、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。
For this reason, the
本実施の形態にかかる画像形成装置100は、紙間APCモードのみ共通供給電流値Iswを制御し、ラインAPCモードでは、ビーム別電流補正値DEViのみ補正することで、作像期間中に制御量を大きく変更しないよう制御を行うことができる。これにより、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。
The
本実施の形態にかかる画像形成装置100は、ラインAPCモードでは、ビーム別電流補正値DEViを制御することで、チャンネル間のばらつきを抑止するため、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。
In the line APC mode, the
なお、本実施の形態の画像形成装置100で実行される画像形成プログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。
Note that the image forming program executed by the
本実施の形態の画像形成装置100で実行される画像形成プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
The image forming program executed by the
さらに、本実施の形態の画像形成装置100で実行される画像形成プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の画像形成装置100で実行される画像形成をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
Furthermore, the image forming program executed by the
本実施の形態の画像形成装置100で実行される画像形成プログラムでは、上述した各部(駆動電流演算部)をソフトウェアモジュールとして含むモジュール構成としてもよい。この場合、画像形成装置100は、CPU(プロセッサ)が上記ROMから画像形成プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、駆動電流演算部が主記憶装置上に生成されるようになる。
The image forming program executed by the
なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも2つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。 In the above embodiment, the image forming apparatus according to the present invention is described by taking an example in which the image forming apparatus is applied to a multifunction machine having at least two functions among a copy function, a printer function, a scanner function, and a facsimile function. The present invention can be applied to any image forming apparatus such as a printer, a scanner apparatus, and a facsimile apparatus.
100 画像形成装置
102 光学装置
102a、102e 反射ミラー
102b fθレンズ
102c ポリゴンミラー
104a、106a、108a、110a 感光体ドラム
104b、106b、108b、110b 帯電器
104c、106c、108c、110c 現像器
112 像形成部
114 中間転写ベルト
114a、114b、114c 搬送ローラ
118 2次転写ベルト
120 定着装置
122 転写部
124 受像材
130 定着部材
132 印刷物
200 GAVD
202 A/D変換部
204 駆動電流演算部
206 ドライバ
208 VCSEL
210 カップリング光学素子
212 ハーフミラー
214 全反射ミラー
216 第2集光レンズ
218 光電変換素子
220 同期検知装置
401 マイクロコントローラ
402 APC制御部
403 IF制御部
411 演算部
412 メモリ
421 レジスタメモリ
422 DEV演算部
423 SW演算部
701_1〜701_40 目標値レジスタ
702 セレクタ
703 加算器
703 減算器
704 加算器
705_1〜705_40 chiレジスタ
706 セレクタ
707 イネーブル信号生成部
708 APCモード制御部
709 タイミング生成部
710_1〜710_40 乗算器
801 平均値演算部
802 目標値レジスタ
803 減算器
804 加算器
805 SWレジスタ
806 イネーブル信号生成部
807 乗算器
DESCRIPTION OF
202 A /
210 Coupling
Claims (8)
前記光源から出力された前記第1のレーザビームを、光量測定のための第3のレーザビームと、感光体を走査するための第5のレーザビームと、に分離し、前記光源から出力された前記第2のレーザビームを、光量測定のための第4のレーザビームと、感光体を走査するための第6のレーザビームと、に分離する分離手段と、
前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームの光量を測定する測定手段と、
測定された前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームの光量に応じた電圧を出力する光電変換手段と、
1走査の間に生成される第1のレーザビームと第2のレーザビームのタイミング信号に従って、前記光電変換手段により出力された前記第3のレーザビームの電圧に基づく前記第1のレーザビームの光量を制御する第1のビーム別補正値と、前記光電変換手段によって出力された前記第4のレーザビームの電圧に基づく前記第2のレーザビームの光量を制御する第2のビーム別補正値と、を算出する第1算出手段と、
前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値に基づいて、前記第1のレーザビーム及び前記第2のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第2算出手段と、
第1の画像形成中において前記第1算出手段により算出された前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値と、前記第1の画像形成の一つ前の第2の画像形成中に算出された前記第1のビーム別補正値及び前記第2のビーム別補正値に基づき前記第2算出手段により算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの光量を、前記1走査の間に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A light source that outputs a first laser beam and a second laser beam;
The first laser beam output from the light source is separated into a third laser beam for measuring the amount of light and a fifth laser beam for scanning the photoconductor, and output from the light source. Separating means for separating the second laser beam into a fourth laser beam for measuring the amount of light and a sixth laser beam for scanning the photosensitive member;
Measuring means for measuring light amounts of the third laser beam and the fourth laser beam;
Photoelectric conversion means for outputting a voltage corresponding to the measured light amounts of the third laser beam and the fourth laser beam;
The light quantity of the first laser beam based on the voltage of the third laser beam output by the photoelectric conversion means according to the timing signals of the first laser beam and the second laser beam generated during one scan A second beam-specific correction value for controlling the light amount of the second laser beam based on the voltage of the fourth laser beam output by the photoelectric conversion means, First calculating means for calculating
Based on the first beam-specific correction value and the second beam-specific correction value, a second common current value indicating a drive current value common to the first laser beam and the second laser beam is calculated. A calculation means;
The first beam-specific correction value and the second beam-specific correction value calculated by the first calculation means during the first image formation, and the second image immediately before the first image formation. Based on the first current beam correction value calculated by the second calculation means based on the first beam specific correction value and the second beam specific correction value calculated during formation , the first laser beam And a control means for controlling the amount of light of the second laser beam during the one scan,
An image forming apparatus comprising:
前記第2算出手段は、第2のフィードバック系を用いて前記共通電流値を算出すること、
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The first calculating means calculates the first beam-specific correction value and the second beam-specific correction value using a first feedback system;
The second calculating means calculates the common current value using a second feedback system;
The image forming apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The second calculation means calculates the common current value only after printing on an arbitrary recording paper and before printing on the next recording paper,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の画像形成装置。 Repeating the calculation of the beam-specific correction value by the first calculation means and the calculation of the common current value by the second calculation means;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の画像形成装置。 The second calculating means calculates a current value required for the first laser beam indicated by the first beam-specific correction value and a second laser beam indicated by the second beam-specific correction value. Calculating an average value of necessary current values as the common current value;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の画像形成装置。 The second calculating means applies a current value required for the first laser beam indicated by the first beam-specific correction value and a second laser beam indicated by the second beam-specific correction value. Calculating an average value of a maximum value and a minimum value of necessary current values as the common current value;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の画像形成装置。 The first calculation means is a timing after printing on an arbitrary recording paper and before printing on the next recording paper, and a timing of scanning the paper in the main scanning direction during printing. Calculating the beam-specific correction value;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記制御手段は、さらに、前記記憶手段に記憶された前記共通電流値の初期値と、前記ビーム別補正値の初期値と用いて、前記レーザビーム毎の光量を制御し、
前記測定手段は、前記制御手段で光量を制御された前記第1のレーザビーム及び前記第2のレーザビームを用いて、前記分離手段で分離された前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームの光量を測定すること、
を特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の画像形成装置。 Storage means for storing an initial value of the common current value and an initial value of the beam-specific correction value;
The control means further controls the amount of light for each laser beam using the initial value of the common current value stored in the storage means and the initial value of the correction value for each beam,
The measurement means uses the first laser beam and the second laser beam whose light amounts are controlled by the control means, and uses the third laser beam and the fourth laser separated by the separation means. Measuring the light intensity of the beam,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066433A JP5697310B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066433A JP5697310B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010214872A JP2010214872A (en) | 2010-09-30 |
JP5697310B2 true JP5697310B2 (en) | 2015-04-08 |
Family
ID=42974215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009066433A Expired - Fee Related JP5697310B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5697310B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3758169B1 (en) * | 2019-06-26 | 2023-08-02 | ams International AG | Vcsel tuning arrangement and method for tuning a vcsel |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008181103A (en) * | 2006-12-25 | 2008-08-07 | Canon Inc | Optical scanner, and image forming apparatus comprising the same |
JP5164429B2 (en) * | 2007-05-14 | 2013-03-21 | キヤノン株式会社 | Scanning optical apparatus and image forming apparatus |
JP5282444B2 (en) * | 2007-05-24 | 2013-09-04 | 株式会社リコー | Image forming apparatus and image forming method |
-
2009
- 2009-03-18 JP JP2009066433A patent/JP5697310B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010214872A (en) | 2010-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5428666B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP5864863B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5439825B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
US7728862B2 (en) | Optical scanning apparatus | |
JP2011034002A (en) | Image forming apparatus, method and program for correcting light quantity | |
JP5333047B2 (en) | Optical writing apparatus and optical writing method | |
JP5282444B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP5988815B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5439874B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP5791282B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5709547B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2012150397A (en) | Optical scanner, its control method and control program, and image forming apparatus | |
JP5473276B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5697310B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5668331B2 (en) | Image forming apparatus and light amount control method | |
US8907999B2 (en) | Electrophotographic image forming apparatus | |
JP2012230180A (en) | Optical device and control method for optical device | |
JP5728862B2 (en) | Optical device, optical device control method, and image forming apparatus | |
JP5568945B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6335643B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2011088277A5 (en) | ||
JP5114886B2 (en) | Exposure equipment | |
JP2008003490A (en) | Image forming apparatus, image forming method and program | |
JP5661257B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2012061757A (en) | Optical scanning device, and image forming apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130528 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130729 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131120 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131128 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20140131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5697310 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |