JPH04234775A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ビームを走査すること
により画像形成する画像形成装置に関し、特に光強度制
御機能を有するレーザビームプリンタ、複写機等に適用
される。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成装置では、発光素
子のばらつき、発光素子の熱特性等によって光ビームの
強度が設定した値からずれて画像に悪影響がでるのを防
ぐために、光強度をフィードバックして常時同じ光強度
が得られるようにＡＰＣ（オートパワコントロール）を
かけている。しかし、このＡＰＣは発光素子を直接変調
する構成であるので、非画像領域においてＡＰＣを行な
う必要があった。例えば、記録材と記録材との間の非画
像領域、あるいは同一記録材の画像形成中における各行
毎の非画像形成領域において、発光素子を駆動して光ビ
ームの光強度を電圧に変換し、変換した電圧をＣＰＵ（
中央処理装置）で監視して、光ビームの光強度を一定に
するという構成になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ＣＰＵを用いて発光素子のＡＰＣを行なって
いるので、高価となるという不利な点があった。

【０００４】あるいはまた、ＣＰＵを介在しないで、非
画像領域において光ビームの光強度をサンプルホールド
して、ＡＰＣを行なう構成もあったが、サンプルホール
ド用のコンデンサのチャージ時間から容量の小さいコン
デンサを用いなければならないので、ホールド時間中に
ディスチャージしてしまうという欠点があった。さらに
装置の高速化、高精細化が進むと、非画像領域中におい
てコンデンサに十分チャージできないという不都合があ
った。

【０００５】本発明の目的は、上述の点に鑑み、発光素
子のＡＰＣを低コストで実現でき、かつ高速記録化、高
精化に対応できるようにした画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、発光素子からの光ビームを走査して画像形
成装置を行う画像形成装置において、前記発光素子から
の光強度を検出する光強度検出手段と、該光強度検出手
段で検出した光強度を電圧に変換する光強度電圧変換手
段と、該光強度電圧変換手段で変換された電圧と基準電
圧とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に応
じて前記変換された電圧を所定期間ホールドするサンプ
ルホールド手段と、該サンプルホールド手段でサンプル
ホールドを行なうタイミングを発生するタイミング発生
手段と、前記サンプルホールド手段にホールドされたホ
ールド電圧に応じて前記発光素子の駆動電流を設定する
駆動電流設定手段と、該駆動電流設定手段で設定された
駆動電流に応じて前記発光素子を駆動する発光素子駆動
手段とを有し、前記タイミング発生手段は、前記サンプ
ルホールド手段でサンプルホールドを行なうタイミング
およびサンプリング時間を、前回のサンプルホールドの
タイミングからの時間に応じて可変にすることを特徴と
する。

【０００７】また、本発明は好適な形態として、前記タ
イミング発生手段は、前記前回のサンプルホールドのタ
イミングからの時間の代りに、前記ホールド電圧に応じ
てサンプルホールドを行うタイミングおよびサンプリン
グ時間を可変にすることを特徴とする

【０００８】

【作用】本発明では、発光素子からの光強度を光強度検
出手段で検出し、その検出した光強度を光強度電圧変換
手段で電圧に変換し、変換された電圧とホールドされた
電圧と基準電圧とを比較手段で比較し、その比較結果に
応じて上記変換された電圧をサンプルホールド手段で所
定期間ホールドし、そのホールドされた電圧に応じて発
光素子の駆動電流を駆動電流設定手段で設定し、その設
定された駆動電流に応じて発光素子を発光素子駆動手段
で駆動する。

【０００９】そして、本発明では、サンプルホールド手
段でサンプルホールドを行なうタイミングおよびサンプ
リング時間を、ホールド電圧、あるいは前回のサンプル
ホールドのタイミングからの時間に応じて、可変にする
ようにタイミング発生手段でタイミング制御をするよう
にしたので、発光素子のＡＰＣを低コストで、高速記録
化、高精細化に対応できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１１】図１、図２、図３、図４は、それぞれ本発
明の第１の実施例を示すものである。図１は実施例装置
の概略回路構成を示し、図２は、図１のサンプルホール
ド回路の詳細な具体例を示し、図３、図４はそれぞれ図
１の信号のタイミングを示す。

【００１２】図１において、１０１は光ビームに感光し
、かつトナー像を形成する感光ドラム、１０２は半導体
レーザから照射された光ビームを走査するポリゴンミラ
、１０３は発光素子としての半導体レーザである。１０
４は半導体レーザ１０３からの光強度を検出する光強度
検出手段としてのフォトダイオード、１０５はフォトダ
イオード１０４からの光強度を電圧に変換する光強度電
圧変換手段としての光電変換回路、１０７は所定の光強
度を得る為の基準電圧を発生する基準電圧発生回路、１
０８は光電変換回路１０５により、光強度電圧変換され
た電圧と基準電圧発生回路１０７の基準電圧とを比較す
る比較手段としての比較回路であり、１０６は比較結果
を所定期間ホールドするサンプルホールド手段としての
サンプルホールド回路である。１０９はサンプルホール
ド回路１０６のホールド電圧に応じて半導体レーザ１０
３の駆動電流を設定する駆動電流設定手段としての電流
設定回路、１１０は設定された駆動電流に応じて半導体
レーザ１０３のスイッチングを行なう発光素子駆動手段
としての半導体レーザ駆動回路である。

【００１３】１１４は半導体レーザ１０３から出射して
ポリゴンミラ１０２で走査された光ビームの走査位置を
検出するビームディテクタ、１１３はビームディテクタ
１１４からの検出信号を波形成形する波形成形回路であ
る。１１２はビームディテクタ１１４の出力タイミング
に基いてサンプルホールドするタイミングを指示するタ
イミング信号、および非画像領域において画像信号をマ
スクする為のアンブランキング信号とを発生するタイミ
ング発生手段としての第１のタイミング発生回路である
。また、第１のタイミング発生回路１１２は第２のタイ
ミング発生回路１１９からのタイミング信号に基いて画
像信号発生回路１１１の出力タイミングを制御する。 この回路１１１から出力された画像形成信号が半導体レ
ーザ駆動回路１１０に送られる。１１５〜１１８は光ビ
ームを表す。

【００１４】図２において、半導体レーザ１０３とフォ
トディテクタ１０４は同一パッケイジに納められている
。４０３は演算増幅器、４１２はコンパレータ、４０４
はアナログスイッチ、４０６は電圧ホールド用のコンデ
ンサ、４０８は入力インピーダンスの大きな演算増幅器
、４０９は電圧設定回路１０９を構成するダーリントン
型のトランジスタである。半導体レーザ駆動回路１１０
はスイッチング回路から成る。

【００１５】まず、感光ドラム１０１の外部の非画像領
域において、入力端子４１１から半導体レーザ１０３を
強制点灯し、フォトディテクタ１０４からの光強度を示
す電圧をオペアンプ（演算増幅器）４０３で増幅し、変
換され増幅された光強度を示す電圧と所定の光強度が得
られるように設定された基準電圧とをコンパレータ４１
２で比較する。この比較結果をアナログスイッチ４０４
をＯＮ状態でホールドコンデンサ４０６にチャージする
。演算増幅器４０８、トランジスタ４０９において、所
定の光強度が得られるまでＡＰＣの制御動作をおこなう
。また、画像形成中は、アナログスイッチ４０４をＯＦ
Ｆにして、ホールドされたコンデンサ電圧を基に演算増
幅器４０８、トランジスタ４０９によって電流を設定す
る。

【００１６】図３、図４は行間時にＡＰＣを行なうタイ
ミングを示す。図３は、先頭行のときのＡＰＣのタイミ
ングを示し、図４は、第２行以降のＡＰＣのタイミング
を示す。

【００１７】図３において、３０１は図１のビームディ
テクタ１１４が出力される光ビームの位置検出信号（Ｂ
Ｄ信号）、３０２は非画像領域を示すアンブランキング
信号、３０３はレーザ１０３の強制点灯とサンプルホー
ルドを行なうタイミングを示すＡＰＣ信号、３０４は図
２のホールドコンデンサ４０６の電圧波形、３０５は画
像形成媒体であるドラム１０１に記録する画像信号であ
る。また、３０８〜３１２は非画像領域において画像信
号をマスクするためのアンブランキング信号、３０６〜
３０７、３０８〜３１１はＡＰＣの信号のＨ（ハイ）レ
ベルの期間で、このとき半導体レーザ１０３の強制点灯
とサンプルホールドのコンデンサ４０６にチャージをす
る。３１０〜３１１は光ビームの位置検出信号のＨレベ
ルの期間である。３１３は画像信号の立上りタイミング
である。

【００１８】図４において、２０１は図１のビームディ
テクタ１１４から出力される光ビームの位置検出信号（
ＢＤ信号）、２０２は非画像領域を示すアンブランキン
グ信号、２０３はレーザ１０３の強制点灯とサンプルホ
ールドを行なうタイミングを示すＡＰＣ信号、２０４は
図２のホールドコンデンサ４０６の電圧波形、２０５は
画像形成媒体であるドラム１０１に記録する画像信号で
ある。また２０７〜２１０は非画像領域において画像信
号をマスクするためのアンブランキング信号、２０７〜
２０９はＡＰＣの信号のＨレベル期間で、このとき半導
体レーザ１０３の強制点灯とサンプルホールドのコンデ
ンサ４０６にチャージをする。２０８〜２０９は光ビー
ムの位置検出信号のＨレベルの期間である。２１２は画
像信号の立上がりタイミングである。

【００１９】図３の先頭行の時のＡＰＣにおいて、第１
タイミング発生回路１１２は期間３０６〜３０７までと
期間３０８〜３１１の２回に分けてＡＰＣ信号の出力を
サンプルホールド回路１０６の端子４０５に対して行な
っている。これは、先頭行の時のＡＰＣではホールド用
のコンデンサ４０６に電荷がチャージしていないため、
チャージに時間がかかるから、十分にチャージができる
ように２回に分けてＡＰＣを行っているのである。これ
に対して、図４の２行目以降のＡＰＣでは、前回にチャ
ージされた電荷がコンデンサ４０６に残っているので、
期間２０７〜２０９までの先頭行のＡＰＣに比べて短い
時間で十分にチャージできる。２０７〜２０９および３
０８〜３１１のＡＰＣのタイミングは図１の第１のタイ
ミング発生回路１１２から設定され、３０６〜３０７の
ＡＰＣのタイミングは図１の第２のタイミング発生回路
１１９から設定される。

【００２０】上述のように、本実施例では、発光素子か
らの光ビームを走査して画像形成を行なう画像形成装置
において、光ビームの光強度を所定の値にするための低
コストで済むサンプルホールド方式でＡＰＣを行間に行
なう場合、先頭行のＡＰＣの時間を第２番目からのＡＰ
Ｃ時間よりも長く設定するとしているので、ホールド時
間中のディスチャージを防ぐことができる大きな容量の
コンデンサを用いても、サンプルホールド用のコンデン
サを十分にチャージできる。

【００２１】（他の実施例）図５、図６は、本発明の第
２の実施例を示す。

【００２２】第１の実施例では、先頭行のＡＰＣの開始
タイミングを所定の時間に設定して行なっていたが、第
２の実施例では、先頭行において、サンプルホールドの
コンデンサにチャージされている電圧が、一定のレベル
以下であった場合にＡＰＣの時間を長くするようにした
ものである。

【００２３】図５において、５０１〜５１８は図１の１
０１〜１１８に相当する。５１９は第２のタイミング発
生回路であり、サンプルホールド回路５０６のコンデン
サ（図６の６０６）の電圧を検出して、所定値よりも低
い場合は、ＡＰＣの開始時間を早めに設定し開始する。

【００２４】図６は図２に対応するもので、６０３〜６
０９、６１１、６１２は図２の４０３〜４０９、４１１
、４１２に相当する。６１３は入力インピーダンスの高
いコンパレータであり、ホールド用のコンデンサ６０６
の電圧とあらかじめ定めた所定の電圧とを比較する。 コンパレータ６１３の出力端子６１４は第２のタイミン
グ発生回路５１９へ接続する。ここで、所定の電圧とは
、図４のＡＰＣ時間２０７〜２０９の期間で十分にチャ
ージできる電圧のことである。

【００２５】上述のように、第１の実施例では、つねに
先頭行に対してＡＰＣ時間を長く設定していたのに対し
て、第２の実施例では、必要時にのみＡＰＣ時間を長く
するという構成を採用しているので、連続的に画像を形
成している場合は短い時間でＡＰＣを完了することがで
き、これにより半導体レーザの劣化を防ぐことができる
という利点も得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光素子からの光ビームを走査して画像形成を行なう画
像形成装置において、光ビームの光強度を所定の値にす
るためのサンプルホールド方式でＡＰＣを行なう際に、
例えば先頭行のＡＰＣの時間を第２番目からのＡＰＣ時
間よりも長く設定する、あるいは先頭行においてサンプ
ルホールドのコンデンサにチャージされている電圧が一
定レベル以下であった場合にＡＰＣの時間を長くするよ
うにし、ホールド時間中のディスチャージを防ぐことが
できる大きな容量のコンデンサを用いても、サンプルホ
ールド用のコンデンサを十分チャージできる効果が得ら
れ、これにより発光素子のＡＰＣを低コストで実現でき
、かつ高速記録化、高精細化に対応できる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の画像形成装置におけるＡ
ＰＣ制御回路の回路構成を示すブロック図である。

【図２】図１のサンプルホールド回路の回路構成例を示
す回路図である。

【図３】図１の回路で先頭行のときのＡＰＣのタイミン
グを示すタイミングチャートである。

【図４】図１の回路で第２行以降のＡＰＣのタイミング
を示すタイミングチャートである。

【図５】本発明の第２実施例のＡＰＣ制御回路の回路構
成を示すブロック図である。

【図６】図５のサンプルホールド回路の回路構成例を示
す回路図である。

【符号の説明】

１０１、５０１　　感光ドラム １０３、５０３　　反導体レーザ １０４、５０４　　フォトディテクタ １０５、５０５　　光電変換回路 １０６、５０６　　サンプルホールド回路１０７、５０
７　　基準電圧発生回路 １０８、５０８　　比較回路 １０９、５０９　　電圧設定回路 １１０、５１０　　半導体レーザ駆動回路１１２、５１
２　　第１のタイミング発生回路１１４、５１４　　Ｂ
Ｄセンサ １１９、５１９　　第２のタイミング発生回路４０４、
６０４　　アナログスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発光素子からの光ビームを走査して画
   像形成装置を行う画像形成装置において、前記発光素子
   からの光強度を検出する光強度検出手段と、該光強度検
   出手段で検出した光強度を電圧に変換する光強度電圧変
   換手段と、該光強度電圧変換手段で変換された電圧と基
   準電圧とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果
   に応じて前記変換された電圧を所定期間ホールドするサ
   ンプルホールド手段と、該サンプルホールド手段でサン
   プルホールドを行なうタイミングを発生するタイミング
   発生手段と、前記サンプルホールド手段にホールドされ
   たホールド電圧に応じて前記発光素子の駆動電流を設定
   する駆動電流設定手段と、該駆動電流設定手段で設定さ
   れた駆動電流に応じて前記発光素子を駆動する発光素子
   駆動手段とを有し、前記タイミング発生手段は、前記サ
   ンプルホールド手段でサンプルホールドを行なうタイミ
   ングおよびサンプリング時間を、前回のサンプルホール
   ドのタイミングからの時間に応じて可変にすることを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　前記タイミング発生手段は、前記前回
   のサンプルホールドのタイミングからの時間の代りに、
   前記ホールド電圧に応じてサンプルホールドを行うタイ
   ミングおよびサンプリング時間を可変にすることを特徴
   とする請求項１に記載の画像形成装置。