JPH08118724A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成時間を短縮する。 【構成】 複数のレーザ５９，６０を安定に発光させる
ために、フォトセンサ５８によりレーザ光を受光し、フ
ォトセンサ５８の出力を用いてレーザ５９，６０の帰還
制御を行う際に、レーザ５９，６０を同時に発光させて
レーザ５９，６０の各々の帰還量をスイッチ７１，７３
の切替えにより制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
特にレーザ光源からの光変調されたレーザ光を感光体
や、静電記録媒体等の像担持体の面上に導光して、その
面上に例えば静電潜像から成る画像を形成するようにし
た複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等に好
適な画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の画像形成装置におい
ては、レーザ光の発生のために１つのレーザ（ダイオー
ド）と１つのＰＤ（フォトダイオード）センサから構成
されるレーザチップを用いている。レーザを駆動するた
めに画像形成装置はバイアス電流源とパルス電流源と２
つの電流源を持つことによって、レーザの発光特性の改
善を図っている。また、レーザの発光を安定化するため
に、ＰＤセンサからの出力信号を用いて帰還をかけ、バ
イアス電流量の自動制御を行っている（以後このような
制御をＡＰＣと呼ぶ）。

【０００３】したがって、マルチレーザを用いた画像形
成装置においても、上記構成を踏襲して図６のような構
成を採用している。図６におけるレーザチップ５７は、
図２における半導体レーザ３１の内部構成を示したもの
であり、Ａレーザ５９、Ｂレーザ６０、ＰＤセンサ５８
から構成されるツインレーザである。５１はＡレーザ５
９のバイアス電流源、５２はＡレーザのパルス電流源で
あり、画像データとしてＤＡＴＡ１から出力される信号
によりＯＮ／ＯＦＦするスイッチ５３によって、Ａレー
ザ５９の発光は制御される。Ｂレーザ６０の発光の制御
もＡレーザ５９の制御と同様である。５４はＢレーザ６
０のバイアス電流源、５５はＢレーザ６０のパルス電流
源である。画像データとしてＤＡＴＡ２から出力される
信号によるＯＮ／ＯＦＦするスイッチ５６によって、Ｂ
レーザ６０の発光は制御される。

【０００４】また、ＰＤセンサ５８の出力信号は電流電
圧変換器６１で電圧信号に変換され、Ｓ／Ｈ回路６２を
経てオペアンプ６４に入力され、バイアス電流源５１を
制御する。また、電流電圧変換器６１を経たＰＤセンサ
５８の出力信号は、Ｓ／Ｈ回路６５を経てオペアンプ６
７にも入力され、バイアス電流源５５を制御する。６
３，６６は、各々のバイアス電流源制御のための目標値
である。６９は上記画像データを生成するための画像処
理部、６８はこの画像形成処理部６９を制御するシステ
ムコントローラである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上、説明した複数の
レーザから構成されるマルチレーザにおいては、ＰＤセ
ンサが１つしか無いために、各レーザのバイアス電流量
の帰還制御を行うためには、各レーザを１つずつ発光さ
せて各バイアス電流源を制御する必要がある。

【０００６】図７にそのシーケンスを示す。まず、タイ
ミングＴ１でＡレーザ５９を発光させ、Ａレーザ５９の
バイアス電流量Ｉ_BAを制御する。この際、レーザの発光
がある程度安定しないと、同期信号が得られないので、
ＡＰＣに引き込むまでは連続フル点灯となり、同期信号
ＢＤが得られた時点Ｔ２でライン制御のＡＰＣとなる。
Ａレーザ５９のＡＰＣが引き込まれた後、バイアス電流
は保持されＡレーザ５９はタイミングＴ３で一旦消灯さ
れ、ＢレーザのＡＰＣの引き込みに移る。Ｂレーザ６０
のＡＰＣの引き込みもＡレーザ５９と同様で、タイミン
グＴ４の引き込み完了後ライン制御のＡＰＣとなり、こ
こで画像データを出力できる状態となる。

【０００７】したがって、帰還制御の立ち上がりにおい
て、レーザを発光させて規定の光量を得るまでの時間
（タイミングＴ１〜Ｔ４）が、前記マルチレーザに内蔵
されるレーザの数だけ必要となる。したがって従来この
種装置では画像データを打ち出すまでにある程度の準備
時間を要し、画像形成の遅延につながる可能性があっ
た。

【０００８】そこで、本発明は、画像形成時間の短縮に
寄与することができる画像形成装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明では、レーザ光源からの光変
調されたレーザ光を像担持体の面上に導光して該像担持
体に画像を形成する画像形成装置であって、前記レーザ
光源として複数のレーザからなるマルチレーザを用いて
おり、前記レーザを安定に発光させるためにフォトセン
サにより前記レーザ光を受光し、そのフォトセンサ出力
を用いて前記レーザに対して帰還制御を行う画像形成装
置において、前記複数のレーザを同時に発光させて帰還
制御の引き込みを行うために、各レーザの帰還制御の制
御目標値および帰還量を制御する手段を具えたことを特
徴とする。

【００１０】請求項２の発明はさらに、前記複数のレー
ザを同時に発光させて帰還制御の引き込みを行う際に、
各レーザを均等に発光させる制御手段をさらに具えたこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、複数のレーザから構成さ
れるマルチレーザを用いた画像形成装置において、各レ
ーザの帰還制御の制御目標値および帰還量を制御するこ
とにあたって、各レーザを同時に発光させることによ
り、帰還制御の立ち上がり時間を短縮する。

【００１２】請求項２の発明では、上記の同時発光時に
各レーザの発光量を均一にすることによりレーザ性能を
均一化させる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１４】（実施例１）図１は本発明を適用した画像
処理装置全体の断面構成を示す。図１において、１つの
原稿給紙装置上に積載された原稿は、１枚づつ順次、原
稿台ガラス面２上に搬送される。原稿が搬送されると、
スキャナ３部分のランプが点灯し、かつスキャナユニッ
ト４が移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミラー
５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後イメージ
センサ部９に入力される。イメージセンサ部９において
入力光から光電変換された画像信号は、一旦図示しない
画像メモリに記憶され再び読み出された後、あるいは、
直接、イメージセンサ部９から露光制御部１０に入力さ
れる。露光制御部１０は画像信号に基づき、レーザを発
光させる。その照射光によって感光体１１上に作られた
潜像は、現像器１２、あるいは１３によって現像され
る。上記潜像とタイミングを合わせて被転写紙積載部１
４、あるいは１５より転写紙が搬送され、転写部１６に
おいて、上記現像されたトナー像が転写される。転写さ
れたトナー像は定着部１７にて被転写紙に定着された
後、排紙部１８より装置外部に排出される。

【００１５】図２は図１の露光制御部１０関連の光学系
の構成を示す。半導体レーザ３１より発せられた光ビー
ムはコリメータレンズ３５および絞り３２によりほぼ平
行光にされて、所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射
する。回転多面鏡３３は矢印のような方向に等角速度の
回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビー
ムが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射され
る。偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ３４により集
光作用を受ける。一方、ｆ−θレンズ３４は同時に走査
の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行
うために、光ビームは、像担持体としての図１の感光体
１１上に図の矢印の方向に等速で結合走査される。感光
体１１へのデータの書き込みは半導体レーザ３１の光量
制御によって行われる。

【００１６】このような画像処理装置で用いられるレー
ザ駆動回路の構成を図３に示す。このレーザ駆動回路は
露光制御部１０内に設けられており、図６の従来例と同
様の箇所には同一の符号を付している。

【００１７】本実施例が図６の従来例と違う所は、帰還
制御を行うための目標値を各レーザ毎に２つ有し、Ａレ
ーザ５９側では符号６３の目標値Ｖ_REF １と符号７０の
目標値Ｖ_REF １′とを、Ｂレーザ６０側では符号６６の
目標体Ｖ_REF ２と符号７２の目標値Ｖ_REF ２′とを切り
換えられる点である。

【００１８】次に本発明の原理について説明する。ま
ず、ツインレーザの基本的な特性として、Ａレーザ５
９、Ｂレーザ６０の間に大きな発光特性の差は考えられ
ないので、各レーザは同じ駆動電流であれば同等の発光
量で発光する。そして、Ａレーザ５９、Ｂレーザ６０が
同じ光量で同時に発光すれば、ＰＤセンサ５８の出力
は、同じ光量の単独発光時に比べて２倍となる。したが
って、ＡＰＣ制御の引き込み時に各レーザのＡＰＣ制御
の目標値を２倍にすれば、Ａレーザ５９、Ｂレーザ６０
を同時に発光しても帰還制御が飽和することはない。ま
た、ある程度の発光量に達すれば同期信号を得ることが
できるので、ライン制御のＡＰＣに切り換えることがで
き、各々のレーザのさらに確度の高い制御に移行でき
る。

【００１９】このような考え方に基づいた図３の回路の
制御シーケンスについて、図４を用いて説明する。まず
図３のスイッチ７１，スイッチ７２は、ＡＰＣ制御の引
き込みを行う際には、符号７０の目標値Ｖ_REF １′側、
符号７２の目標値Ｖ_REF ２′側に接続され、目標値Ｖ
_REF １′、目標値Ｖ_REF ２′は、各レーザの帰還制御系
が飽和しないように、目標値Ｖ_REF １，Ｖ_REF ２のそれ
ぞれ２倍に設定されている。

【００２０】次にＡＰＣ制御の引き込みを行うためにＡ
レーザ５９、Ｂレーザ６０を同時にフル点灯するが、Ａ
レーザ５９、Ｂレーザ６０を同時に点灯して、ＰＤセン
サ５８の出力が２倍になっても、それぞれのＡＰＣ制御
の目標値が２倍に設定されているので、所望の光量に向
けて、Ａレーザ、Ｂレーザは発光する。この際に、符号
６２のＳ／Ｈ１と符号６５のＳ／Ｈ２のサンプルホール
ド回路はサンプリング状態である。そして、ある程度の
発光量に達すると、図４のタイミング１１で同期信号Ｂ
Ｄが検出され、画像形成処理部６９と書き込み系の同期
がとれるようになり、非画像部領域を用いたラインＡＰ
Ｃが可能となる。この状態になると、図４のタイミング
１２でスイッチ７１、スイッチ７２は符号６３の目標値
Ｖ_REF １、符号６６の目標値Ｖ_REF ２に接続され、それ
ぞれのＡＰＣ制御の目標値は通常の目標値に切り換わ
る。また、符号６２のＳ／Ｈ１、６５のＳ／Ｈ２のサン
プルホールド回路へラインＡＰＣのためのサンプルホー
ルド信号が入力される。そして、Ａレーザ、Ｂレーザを
１つずつ別々に発光させて時分割でさらに精度の高いＡ
ＰＣ制御に移行する。なお、図４に示すタイミングチャ
ートでは、Ａレーザ５９、Ｂレーザ６０のラインＡＰＣ
を１ライン毎に行うシーケンスとなっている。

【００２１】本実施例では、各レーザのＡＰＣ制御の目
標値を切り換えることによって、各レーザの同時点灯に
よる引き込みを述べてきたが、マルチビーム内蔵のＰＤ
センサ出力のゲインを切り換えることによっても、各レ
ーザの同時点灯による引き込みは可能となる。

【００２２】以上、説明した実施例によって、マルチビ
ームのレーザを用いた装置においても、各レーザの帰還
制御の引き込みを同時に行うことが可能となり、従来よ
りも短い時間で画像形成への移行が可能となる。

【００２３】（実施例２）図５に実施例２におけるレー
ザ駆動回路の構成を示す。図６の従来のレーザ駆動回路
および図７の従来の動作タイミングと異なる点、特に各
レーザのバイアス電流の帰還の系について説明を行う。

【００２４】なお、図６の従来例と同様の箇所には、や
はり同一の符号を付している。図５において、符号１０
１のＲ₁ 、符号１０２のＲ₂ および符号１０３のＲ₃
は、Ａレーザ５９のＡＰＣ制御の目標値を設定する抵抗
で、スイッチ７１は通常のラインＡＰＣ時は抵抗Ｒ₂ ，
Ｒ₃ 間に、ＡＰＣ引き込み時には抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ 間に接
続されている。符号１１７のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１でＰＤセンサ５８からの帰還量
と目標値とを比較し、符号１１９のＩＣ３と符号１１３
のトランジスタＱ₁ で定電流回路を構成する。符号１０
６のＲ₆ は電流制限用の抵抗である。符号１０４の抵抗
Ｒ₄ 、符号１０５の抵抗Ｒ₅ 、符号１１５のトランジス
タＱ₅ 、符号１１８のＩＣ２でＡＰＣ制御の帰還量の制
限を行っている。抵抗Ｒ₄ ，Ｒ₅ でその制限の目標値を
決定し、ＩＣ２でＡレーザに実際に流れているバイアス
電流量と制限の目標値とを比較する。その結果によって
トランジスタＱ₃ で帰還量を制限する。Ｂレーザ６０側
についても同様である。

【００２５】符号１１０の抵抗Ｒ₁₀、符号１１１の抵抗
Ｒ₁₁、符号１１２の抵抗Ｒ₁₂は、Ｂレーザ６０のＡＰＣ
制御の目標値を設定する抵抗であり、スイッチ７３は通
常のラインＡＰＣ時は抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₂間に、ＡＰＣ引き
込み時には抵抗Ｒ₁₀，Ｒ₁₂間に接続されている。符号１
２２のＩＣ６でＰＤセンサ５８からの帰還量と目標値と
を比較し、符号１２０のＩＣ４、符号１１４のトランジ
スタＱ₂ で定電流回路を構成する。符号１０７の抵抗Ｒ
₇ は電流制限用の抵抗である。符号１０８の抵抗Ｒ₈ 、
符号１０９の抵抗Ｒ₉ 、符号１１６のトランジスタＱ
₄ 、符号１２１のＩＣ５でＡＰＣ制御の帰還量の制限を
行っている。抵抗Ｒ₈ ，Ｒ₉ でその制限の目標値を決定
し、ＩＣ５でＢレーザに実際に流れているバイアス電流
量と制限の目標値とを比較し、その結果によってトラン
ジスタＱ₄ で帰還量を制限する。

【００２６】以上の回路の動作について説明する。実施
例１では、ＡＰＣ制御の引き込み時にＡレーザ５９、Ｂ
レーザ６０同時に点灯させることについて述べたが、Ａ
レーザ５９、Ｂレーザ６０のトータル光量で制御してい
るために、両方のレーザが同等に発光せずに、アンバラ
ンスに発光してしまう可能性があった。

【００２７】したがって、フル点灯でのＡＰＣ引き込み
後、ラインＡＰＣに移行した時に、例えばＡレーザ５９
が明るくＢレーザ６０が暗かった場合に、Ｂレーザ６０
の制御時に光量が足りず同期信号が途絶えて制御不能に
なるような状態が考えられるが、実施例２においては、
ＰＤセンサ６０以外にレーザに流れる電流を検知する手
段を設けており、帰還量に制限を行うことでＡレーザ５
９、Ｂレーザ６０同時発光時にアンバランスな発光を防
ぐものである。

【００２８】すなわち、実施例２においては、定電流回
路のトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ電圧を監視する
ことでＡレーザ５９、Ｂレーザ６０のバイアス電流量を
検知し、抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ およびＲ₁₀，Ｒ₁₁，Ｒ₁₂
の値をＡＰＣ制御の引き込み時の適当な電流量にある程
度マージンを持たせた値に設定する。そうすることで、
例えばＡレーザの発光量が所望の発光量を越えた場合、
ＩＣ２によってトランジスタＱ₃ がＯＮされ、Ａレーザ
５９の帰還量はキャンセルされ、発光量が抑えられる。
その間に、Ｂレーザ６０は所望の値に向け発光を続け
る。Ｂレーザ６０が所望の発光量を越えた場合も同様で
ある。ＩＣ５によってトランジスタＱ₄ がＯＮされ、Ｂ
レーザ６０の帰還量はキャンセルされる。したがって、
Ａレーザ５９、Ｂレーザ６０の同時点灯時、共に全く同
じ発光量とするのは困難であるが、片側のレーザの発光
量が突出してしまうことは防ぐことができ、各レーザが
共にある程度ＡＰＣ制御に引き込むことが可能となる。

【００２９】そして、ある程度のＡＰＣ制御に引き込む
ことができれば、画像形成処理部６９と書き込み系の同
期がとれるようになり、ラインＡＰＣに移行することが
可能で、素早く精度の高い制御を行うことができる。た
だし、レーザの点灯状態が続くとレーザチップの温度が
上昇し、所望の光量を得るためにはバイアス電流量も増
加する。この際に本実施例２の帰還制御の制限があると
所望の発光量を得る妨げとなるので、この帰還制御の制
限は、ＡＰＣ制御引き込み時だけ働くように、スイッチ
１２３，１２４で切り換えられる。

【００３０】以上の構成を採ることによって、実施例２
において帰還制御の引き込み時にマルチビームの各レー
ザを同時発光させても、各レーザが確実にある程度の光
量で発光することを保証することが可能となる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、レーザ発光の帰還制御の引き込みの遅れを
防ぐことができ、プリントスピードの高速化、または画
像の高精細化など、マルチビームの特徴を活かすことが
可能となる。

【００３２】さらに、請求項２の発明では、各レーザが
均等の光量で同時発光されるので、より良質の画質を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の構成を示す断
面図である。

【図２】図１の露光制御部内の光学系の構成を示す構成
図である。

【図３】本発明実施例１のレーザ駆動回路の構成を示す
回路図である。

【図４】本発明における実施例１の帰還制御引き込み時
の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

【図５】本発明における実施例２の回路構成を示す回路
図である。

【図６】従来例を用いたマルチレーザの駆動回路の構成
を示す回路図である。

【図７】従来例を用いたマルチレーザの帰還制御引き込
み時の動作タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

３１ 半導体レーザ ５８ ＰＤセンサ ５９ Ａレーザ ６０ Ｂレーザ ６９ 画像形成処理部 ７１，７２ スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源からの光変調されたレーザ光
   を像担持体の面上に導光して該像担持体に画像を形成す
   る画像形成装置であって、前記レーザ光源として複数の
   レーザからなるマルチレーザを用いており、前記レーザ
   を安定に発光させるためにフォトセンサにより前記レー
   ザ光を受光し、そのフォトセンサ出力を用いて前記レー
   ザに対して帰還制御を行う画像形成装置において、 前記複数のレーザを同時に発光させて帰還制御の引き込
   みを行うために、各レーザの帰還制御の制御目標値およ
   び帰還量を制御する手段を具えたことを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記複数のレーザを同時に発光させて帰
   還制御の引き込みを行う際に、各レーザを均等に発光さ
   せる制御手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。