JP6157091B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、実施形態に係る光走査装置及び画像形成装置の基本的な動作について説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置100の概略的な断面図である。
図2は、本実施形態に係る露光制御部10の概略的な構成と、露光制御部10とシーケンスコントローラ47の接続の様子とを示す図である。シーケンスコントローラ47は、CPU(図示せず)を備え、当該CPUによって露光制御部10及び感光体11を制御する。同図に示すように、露光制御部10は、レーザ駆動装置31、コリメータレンズ35、絞り32、ポリゴンミラー33、f−θレンズ34、及びBDセンサ36を備える。レーザ駆動装置31は、レーザ光を出射する複数の発光点を備える半導体レーザ(レーザダイオード(LD))43を備え、かつ1個のフォトダイオード(PD)を備える。
次に、図3A及び図3Bを参照して、レーザ駆動装置31、及びレーザ駆動装置31に含まれるAPC回路403(APC回路403−1〜n)の構成について説明する。まず、図3Aを参照して、レーザ駆動装置31の構成について説明する。
次に、図3Bを参照して、レーザ駆動装置31に含まれるAPC回路403−1〜nの構成について説明する。APC回路403−1〜nのそれぞれは、対応するLD(LD1〜LDn)に対するAPCを行う。以下では、説明の簡略化のため、LD1に対するAPC回路403−1によるAPCについてのみ説明するが、他のレーザ(LD2〜LDn)についても、LD1の場合と同様の制御を行うことによってAPCを実現できる。また、APC回路403−1〜nの構成は全て同一であるので、以下ではAPC回路403−1〜nをAPC回路403と表記する。
次に、図7を参照して、本実施例に係るレーザ駆動装置31おけるAPCに対する比較例について説明する。以下では、説明の簡略化のため、LD1に対するAPC回路403(APC回路403−1)によるAPCについてのみ説明するが、他のレーザ(LD2〜LDn)についても、LD1の場合と同様の制御を行うことによってAPCを実現できる。
次に、図4を参照して、本実施形態に係るレーザ駆動装置31におけるAPCについて説明する。以下では、説明の簡略化のため、LD1に対するAPC回路403(APC回路403−1)によるAPCについてのみ説明するが、他のレーザ(LD2〜LDn)についても、LD1の場合と同様の制御を行うことによってAPCを実現できる。
シーケンスコントローラ47は、画像形成装置100における画像形成の開始前(図4の時刻421以前)の初期状態において、OFF_LD信号として'H'を出力する。この状態では、スイッチ408−1はOFFであり、LD1へのバイアス電流及びスイッチング電流は供給されない。従って、LD1は消灯状態にあるため、APC回路403に入力される光量モニタ電圧Vpdは0である。また、初期状態では、'H'のサンプル・ホールド信号S/H*と、'H'の制御信号OFF_APC*とが、シーケンスコントローラ47からAPC回路403に出力されている。
ここで、図5を参照しながら、期間Tcについて説明する。同図において、波形511は、アナログスイッチ501の出力電圧Vpd2を示しており、時刻421に対応する時間t=0において、電圧0から基準電圧Vrefに切り替わる、ステップ状の波形となっている。また、波形512は、基準電圧Vrefが抵抗素子503を介してホールドコンデンサ505に印加された際の、ホールドコンデンサ505の電圧Vshを示している。ホールドコンデンサ505には、抵抗素子503を介した基準電圧Vrefの印加によって、電荷が蓄積される。その結果、ホールドコンデンサ505の電圧Vshは、ホールドコンデンサ505の静電容量C及び抵抗素子503の抵抗値Rにより定まる時定数τ=RCで緩やかに増加している。
Vsh=Vref(1−exp(−t/τ)) (1)
として表される。ここで、電圧Vshが予め定められた電圧Vtとなる時間tをTcとすると、Tcは、基準電圧Vrefと、電圧Vtと、時定数τとに依存して定まることがわかる。
Tc=−τ×ln(1−x/100) (2)
式(2)によって、比率xと、時定数τとを用いて、期間Tcを算出することができる。なお、Tcは、シーケンスコントローラ47によって算出されればよい。シーケンスコントローラ47は、算出した期間Tc、基準電圧Vrefをホールドコンデンサ505に印加するように、制御信号OFF_APC*の切り替えを行えばよい。
x=80(%),Tc(T80)=1.61τ
x=90(%),Tc(T90)=2.30τ
x=95(%),Tc(T95)=2.97τ
と求められる。図5に示すように、比率xを増加させることによって、電圧Vshが比率xに対応する電圧(0.80Vref,0.90Vref,0.95Vref)になる間での期間Tcが長くなることがわかる。従って、初期充電動作の後に実行されるAPCによる光量制御において、目標光量に近い光量から制御を開始しようとすればするほど、初期充電動作におけるホールドコンデンサ505を充電するために必要な期間Tcが長くなることになる。このため、初期充電動作への割り当てに許容される期間内で、期間Tcを設定する必要がある。なお、目標光量を変更したとしても、比率xで期間Tcを指定していれば、式(2)に示すように、目標光量に依存せずに期間Tcは一定となる。
画像形成装置100において、上述の初期充電動作が完了すると、時刻423において、初期APCモードによるAPCの実行に移行する。時刻423において、シーケンスコントローラ47は、OFF_LD信号を'H'から'L'に切り替えて、各LDへの駆動電流の供給を開始することによって、各LDを点灯状態にする。その際、APC回路403内の電流制御部506は、各LDの消灯状態において充電されたホールドコンデンサ505の電圧Vsh(=Vt)に応じて、各LDに供給すべき駆動電流(スイッチング電流値Isw)を決定する。
次に、図4及び図5を参照して説明したレーザ駆動装置31における一連のAPC動作(初期APCモード及び通常APCモード)の流れについて、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図6に示す各ステップの処理は、シーケンスコントローラ47のCPU(図示せず)が、メモリ等に予め格納された制御プログラムをRAM(図示せず)に読み出して実行することによって、画像形成装置100上で実現される。また、シーケンスコントローラ47は、画像形成装置100の電源投入(ON)時に図6の処理を開始して、電源がOFFになった時点で、処理を終了するものとする。
Claims (3)
- 画像形成装置であって、
感光体と、
供給される駆動電流に基づく光量の光ビームをそれぞれ出力する第1の光源及び第2の光源と、
前記第1の光源から出力される光ビームと前記第2の光源から出力される光ビームとを受光する位置に配置された受光素子を含み、前記受光素子が受光した光ビームの光量に応じた検出電圧を、当該光量の検出結果として生成する検出手段と、
前記第1の光源及び前記第2の光源にそれぞれ対応する第1のコンデンサ及び第2のコンデンサと、
前記第1のコンデンサの電圧及び前記第2のコンデンサの電圧を制御し、前記第1のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を前記第1の光源に供給し、前記第2のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を前記第2の光源に供給する駆動手段と、
前記検出電圧と、目標光量に対応する基準電圧とを比較する比較手段と、を備え、
前記駆動手段は、
前記検出手段の検出結果を用いることなく前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを充電し、当該充電を所定時間、実行したことに応じて当該充電を停止し、
前記検出手段の検出結果を用いることなく充電された前記第1のコンデンサの電圧を、当該第1のコンデンサの電圧に応じた駆動電流が供給されることによって前記第1の光源から出力される光ビームを前記受光素子が受光することで前記検出手段によって生成された検出電圧が前記基準電圧に近づくように、前記比較手段による比較結果に応じて制御し、
前記検出手段の検出結果を用いることなく充電された前記第2のコンデンサの電圧を、当該第2のコンデンサの電圧に応じた駆動電流が供給されることによって前記第2の光源から出力される光ビームを前記受光素子が受光することで前記検出手段が前記基準電圧に近づくように、前記比較手段による比較結果に応じて制御し、
前記検出電圧に基づいて制御された前記第1のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を、画像データに基づいて前記第1の光源に供給し、前記検出電圧に基づいて制御された前記第2のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を、画像データに基づいて前記第2の光源に供給することによって、前記感光体を露光する光ビームを前記第1の光源及び前記第2の光源からそれぞれ出力させ、
前記駆動手段は、前記第1のコンデンサの電圧に応じて前記第1の光源に供給する駆動電流を制御する第1の駆動部と、前記第2のコンデンサの電圧に応じて前記第2の光源に供給する駆動電流を制御する第2の駆動部とを備え、
前記第1の駆動部及び前記第2の駆動部のそれぞれは、
前記コンデンサに対して、前記基準電圧と、前記検出電圧との何れかに切り替えて電圧を印加するためのスイッチと、
前記スイッチと前記コンデンサとの間に接続された抵抗素子と
を備え、
前記所定時間は、前記基準電圧と、前記コンデンサが充電された電圧に相当する所定の電圧と、前記コンデンサの静電容量及び前記抵抗素子の抵抗値により定まる時定数と、に依存して定まる期間である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記駆動手段は、前記検出手段の検出結果を用いることなく前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを充電している間、前記第1のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を前記第1の光源に供給せず、前記第2のコンデンサの電圧に応じた駆動電流を前記第2の光源に供給しないことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段の検出結果を用いることなく前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサを充電するモードを前記駆動手段に実行させるための信号と、前記検出手段によって生成された前記検出電圧に基づいて前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサの電圧を制御するモードを前記駆動手段に実行させるための信号と、を前記駆動手段に出力する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
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