JP2009292075A - 光書込装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 マルチビームを用いた光書込装置において、BD点灯による複数LD間の熱条件ばらつきを抑制。BD点灯制御の簡略化。
【解決手段】 2以上の発光素子LD1,LD2;発光素子光を回転多面鏡で露光対象201に反射して、副走査y方向に近接して平行に分布する主走査xに延びる直線状に、露光走査する機構2〜9;露光対象の外において、回転多面鏡が反射した光ビームを検知して、主走査の書込開始位置を規定するライン同期信号を生成する同期センサ10,11;発光光量を基準値にあわせるように素子電流値を調節する自動光量調節手段70,80,88を含む、発光駆動手段36,37;および、発光駆動手段の一部のもの36には同期点灯信号および自動光量調節指示信号APC1を与え、残りの発光駆動手段37にはAPC1の継続時間と同期点灯信号の継続時間との和の継続時間のAPC2を与える制御手段39,40;を備える。
【選択図】 図8
【解決手段】 2以上の発光素子LD1,LD2;発光素子光を回転多面鏡で露光対象201に反射して、副走査y方向に近接して平行に分布する主走査xに延びる直線状に、露光走査する機構2〜9;露光対象の外において、回転多面鏡が反射した光ビームを検知して、主走査の書込開始位置を規定するライン同期信号を生成する同期センサ10,11;発光光量を基準値にあわせるように素子電流値を調節する自動光量調節手段70,80,88を含む、発光駆動手段36,37;および、発光駆動手段の一部のもの36には同期点灯信号および自動光量調節指示信号APC1を与え、残りの発光駆動手段37にはAPC1の継続時間と同期点灯信号の継続時間との和の継続時間のAPC2を与える制御手段39,40;を備える。
【選択図】 図8
Description
本発明は、複数のLD(レーザダイオード)が発生する光のビームを、露光対象に対して繰返し直線走査(主走査)する光書込装置に関し、これに限定する意図ではないが例えば、感光体ドラム又は感光体ベルトの表面に、その回転方向(副走査方向)に直交する主走査方向に、複数のLDからのレーザビームを平行にして、各レーザビームを繰返し露光走査する露光装置に関する。本発明は例えば、プリンタ,複写機,ファクシミリに用いることができ、また、光ディスク読み書き装置に用いることができる。
特許文献1には、複数のレーザビーム(マルチビーム)を用いた画像形成装置において、各ビームを発光するLDの熱クロストークの影響を減少させる目的で、ライン同期信号(主走査方向の書込開始位置を規定する基準信号)を生成するための、主走査有効範囲外の点灯(BD点灯)を行うch(チャンネル:点灯信号からLDに至る発光系統)を順次変更する制御方法が開示されている。また、BD(Beam Detect)点灯を行うchを1つに限定する従来例が説明されている。
例えば、マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成装置においては、所定のchを画像領域外でBD点灯させ、光検出装置にて検出した光検出信号を各chの主走査方向の書込開始位置を決める基準として用いる技術が既に知られている。以下、上記光検出信号をライン同期信号と呼ぶ。該ライン同期信号を基準として、主走査方向の各発光点(ドット又はピクセル)のON/OFFタイミングを制御し、画像を形成したり、画像領域外でAPC(Auto Power Control)制御を行う事ができる。
図14に、従来のマルチビームを用いた画像書込装置における、APC点灯、同期点灯(BD点灯)のタイミングを示す。同期点灯はマルチビームのうち所定のLD1で行い、LD2の主走査方向の書込開始位置はLD1の同期信号を共通で用い、所定の時間幅でタイミングを遅延させる事で決定する。
しかし、従来の同期検知信号生成方法(BD点灯)では、マルチビームのうちの一つのchのBD点灯を、主走査方向の書込開始位置すなわち主走査ラインの書込み始端を決めるライン同期信号として用いており、他のchでも、該ライン同期信号を該chの主走査ラインの書込み始端を決めるライン同期信号として用いていたため、画像書込のための点灯とは別に、特定の1つのchのみ、1ライン周期(主走査周期)での発光時間積算値が長くなり、そのchのみ、LD発熱による光量低下(ドループ)、複数のLDが個別分離している場合すなわちシングルビームを複数用いた場合に、BD点灯をするchのみの劣化が早く起こるという問題があった。ドループは、画像ムラの原因となり、LDが劣化するとサービスマンによる書込部の交換が必要となる。特許文献1は、前述のように、BD点灯を行うchを順次変更するので、このような問題は大きく改善するが、主走査ライン毎にBD点灯させるchを変える制御が必要であり、BD点灯制御が複雑になる。
本発明は、マルチビームを用いた光書込装置において、BD点灯による複数LD間の熱条件ばらつきを抑制することを第1の目的とし、BD点灯制御を格別に複雑にすることなく該抑制を実現することを第2の目的とする。
(1)近接した2以上の発光素子(LD1,LD2);
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号(ライン同期信号)を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節する、すなわち自動光量調節する、自動光量調節手段(70,80,88)を含む、前記2以上の、発光駆動手段(36,37);および、
前記2以上の発光駆動手段の、一部(36)には前記同期信号を生成するための同期点灯信号(BD点灯信号)および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1)を与え、残りの発光駆動手段(37)には前記APC点灯信号(APC1)の継続時間と前記同期点灯信号の継続時間との和の継続時間のAPC点灯信号(APC2)を与える制御手段(39,40);
を備える光書込装置(実施例1)。
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号(ライン同期信号)を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節する、すなわち自動光量調節する、自動光量調節手段(70,80,88)を含む、前記2以上の、発光駆動手段(36,37);および、
前記2以上の発光駆動手段の、一部(36)には前記同期信号を生成するための同期点灯信号(BD点灯信号)および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1)を与え、残りの発光駆動手段(37)には前記APC点灯信号(APC1)の継続時間と前記同期点灯信号の継続時間との和の継続時間のAPC点灯信号(APC2)を与える制御手段(39,40);
を備える光書込装置(実施例1)。
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の符号もしくは対応事項を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
(2)近接した2以上の発光素子(LD1,LD2);
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記2以上の、発光駆動手段(36,37);および、
前記2以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC2)を与える制御手段(39,40);
を備える光書込装置(実施例2)。
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記2以上の、発光駆動手段(36,37);および、
前記2以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC2)を与える制御手段(39,40);
を備える光書込装置(実施例2)。
(3)前記同期センサ(10,11)は、1つの発光素子の光ビームのみを検知して前記同期信号を生成する(図9の(b));上記(2)に記載の光書込装置(実施例2)。
(4)前記2以上の発光駆動手段(36,37)の中の複数の発光駆動手段(36,37)はそれぞれ、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を、該複数の発光駆動手段によって通電される全発光素子(LD1,LD2)の同時点灯による前記同期センサ(10,11)の受光レベルが前記同期信号を生成するための1個の発光素子(LD1)のみの点灯による前記同期センサ(10,11)の受光レベルと同程度となる値に、低減する手段(89)を備え;
前記制御手段(39,40)は、前記複数の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与え(図9の(a));
前記同期センサ(10,11)は、前記同期点灯信号が同時に与えられる複数の発光駆動手段によって通電される全発光素子の光ビームを検知して前記同期信号を生成する(図9の(c));上記(2)に記載の光書込装置(実施例3)。
前記制御手段(39,40)は、前記複数の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与え(図9の(a));
前記同期センサ(10,11)は、前記同期点灯信号が同時に与えられる複数の発光駆動手段によって通電される全発光素子の光ビームを検知して前記同期信号を生成する(図9の(c));上記(2)に記載の光書込装置(実施例3)。
(5)近接して配列された3以上の発光素子(LD1,LD2,LD3);
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記3以上の、発光駆動手段(36,37,92)であって、その中の、前記配列において両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(37)は、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を低減する手段(89)を備える、前記3以上の発光駆動手段(36,37,92);および、
前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC2,APC3)を与える制御手段(39,40,93);
を備える光書込装置(実施例4)。
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記3以上の、発光駆動手段(36,37,92)であって、その中の、前記配列において両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(37)は、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を低減する手段(89)を備える、前記3以上の発光駆動手段(36,37,92);および、
前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC2,APC3)を与える制御手段(39,40,93);
を備える光書込装置(実施例4)。
(6)前記同期センサ(10,11)は、前記両端部の発光素子(LD1,LD2)の間の発光素子すなわち中間発光素子の光ビームのみを検知する(図12の(b));上記(5)に記載の光書込装置(実施例4)。
(7)前記同期センサ(10,11)は、前記両端部となる発光素子(LD1,LD3)の一方および前記中間発光素子の光ビームを検知し(図12の(c));
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;上記(5)に記載の光書込装置(実施例4)。
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;上記(5)に記載の光書込装置(実施例4)。
(8)前記同期センサ(10,11)は、少なくとも、前記両端部となる発光素子(LD1,LD2)の光ビームを検知し(図12の(d));
前記3以上の発光駆動手段(36,37,92)は全て、全発光素子の光ビームの光量の合計が、適正レベルの同期点灯検出信号が前記同期センサから得られる低減量となりしかも前記両端部となる発光素子の通電値は同一かつ前記両端部の発光素子(LD1,LD2)の間の発光素子すなわち中間発光素子の通電値は、前記両端部となる発光素子の通電値よりも高い値となるように、発光素子の通電電流値を低減する手段(89)、を備え;
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;上記(5)に記載の光書込装置(実施例4の1変形態様)。
前記3以上の発光駆動手段(36,37,92)は全て、全発光素子の光ビームの光量の合計が、適正レベルの同期点灯検出信号が前記同期センサから得られる低減量となりしかも前記両端部となる発光素子の通電値は同一かつ前記両端部の発光素子(LD1,LD2)の間の発光素子すなわち中間発光素子の通電値は、前記両端部となる発光素子の通電値よりも高い値となるように、発光素子の通電電流値を低減する手段(89)、を備え;
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;上記(5)に記載の光書込装置(実施例4の1変形態様)。
(9)近接して配列された3以上の発光素子(LD1,LD2,LD3);
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記3以上の、発光駆動手段(36,37,92);および、
前記3以上の発光駆動手段の中の、前記配列において両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(36,92)には前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC3)を与えるが、前記両端部の間の発光素子(LD3)すなわち中間発光素子に通電する発光駆動手段(37)には、APC点灯信号(APC2)のみを与える(図13の(a))制御手段(39,40,93);
を備える光書込装置(実施例5)。
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡(4)で露光対象(201)に反射して、該露光対象の副走査移動(y)の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向(x)に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構(2〜9);
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ(10,11);
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段(70,80,88)、を含む前記3以上の、発光駆動手段(36,37,92);および、
前記3以上の発光駆動手段の中の、前記配列において両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(36,92)には前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号(APC1,APC3)を与えるが、前記両端部の間の発光素子(LD3)すなわち中間発光素子に通電する発光駆動手段(37)には、APC点灯信号(APC2)のみを与える(図13の(a))制御手段(39,40,93);
を備える光書込装置(実施例5)。
(10)前記同期センサ(10,11)は、前記両端部となる発光素子(LD1,LD3)の両方の光ビームを検知する(図13の(b));上記(9)に記載の光書込装置(実施例5)。
(11)前記両端部の発光素子(LD1,LD2)に通電する発光駆動手段(36,92)はそれぞれ、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を、該両端部の発光素子の同時点灯による前記同期センサ(10,11)の受光レベルが前記同期信号を生成するための1個の発光素子(LD1)のみの点灯による前記同期センサ(10,11)の受光レベルと同程度となる値に、低減する手段(89)、を備え;
前記制御手段は、前記両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(36,92)には前記同期点灯信号を同時に与える;上記(10)に記載の光書込装置(実施例5)。
前記制御手段は、前記両端部の発光素子(LD1,LD3)に通電する発光駆動手段(36,92)には前記同期点灯信号を同時に与える;上記(10)に記載の光書込装置(実施例5)。
(12)前記発光素子のそれぞれは、同一のレーザダイオードアレイにある各レーザダイオードである;上記(1)乃至(11)のいずれか1つに記載の光書込装置。
(13)請求項1乃至12のいずれか1つに記載の光書込装置;
前記露光対象(201)である感光体(201);
該感光体の前記副走査方向の移動において前記光書込装置の光ビームによる露光位置の上流で該感光体を荷電する帯電手段(202);
前記光書込装置の前記発光駆動手段のそれぞれに画像露光用の点灯信号である画信号を与える、画像データ処理手段(ACP,26);
前記光書込装置からの、前記画信号によって変調された光ビームによって前記感光体に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像手段(204〜207);
前記トナー像を、直接に、又は中間転写体(208)を介して間接に、用紙上に転写する手段;および、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙に固定する定着手段(214);
を備える画像形成装置。
前記露光対象(201)である感光体(201);
該感光体の前記副走査方向の移動において前記光書込装置の光ビームによる露光位置の上流で該感光体を荷電する帯電手段(202);
前記光書込装置の前記発光駆動手段のそれぞれに画像露光用の点灯信号である画信号を与える、画像データ処理手段(ACP,26);
前記光書込装置からの、前記画信号によって変調された光ビームによって前記感光体に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像手段(204〜207);
前記トナー像を、直接に、又は中間転写体(208)を介して間接に、用紙上に転写する手段;および、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙に固定する定着手段(214);
を備える画像形成装置。
主走査ライン毎にBD点灯をするchが異なる事によるライン同期信号のばらつきを抑えたまま、複数chのLD間の、主走査方向有効領域外の点灯による発熱の条件を揃える事ができ、その結果露光ムラの原因となるドループ(LD基板に複数のLDを集積形成したLDアレイやVCSELの場合は熱クロストーク)や経時劣化の度合いを各LD毎に揃える事ができる。また、特許文献1のように、主走査ライン毎に同期点灯させるchを変えるといった複雑な制御は必要とせず、主走査ライン毎の同期点灯chの発光素子(LD)間の物理的位置の差によるライン同期信号のばらつきを抑える事ができる。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
図1に、本発明の第1実施例のフルカラーデジタル複合機能複写機MF1の外観を示す。このフルカラー複写機MF1は、大略で、自動原稿送り装置(ADF)120と、操作ボードと、カラースキャナ100と、カラープリンタ200の各ユニットで構成されている。なお、操作ボード31(図4)と、ADF120付きのカラースキャナ100は、プリンタ200から分離可能なユニットであり、カラースキャナ100は、動力機器ドライバやセンサ入力およびコントローラを有する制御ボードを有して、プロセスコントローラ28(図4)と直接または間接に通信を行いタイミング制御されて原稿画像の読み取りを行う。
スキャナ100およびプリンタ200ならびに画像データ処理装置を搭載したコントローラボードには、パソコンPCが接続したLAN(Local Area Network)が接続されており、ファクシミリコントロールユニット(FCU:図3)には、電話回線PN(ファクシミリ通信回線)に接続された交換器PBXが接続されている。
露光走査機構203は、画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書込みを行ない、感光体ドラム201に静電潜像を形成する。該露光走査機構203は、画像データで変調されたレーザ光を発生する半導体レーザユニットのレーザを反射するポリゴンミラー4とその回転用モータ,f/θレンズや反射ミラー等で構成されている。
感光体ドラム201は、図1上では反時計方向に回転するが、その周りには、感光体クリーニングユニット,帯電器202,Bk現像器204,C現像器205,M現像器206,Y現像器207,転写ベルト208などが配置されている。
各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム201の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像パドル、および、現像剤のトナー濃度検知センサーなどで構成されている。
待機状態では4箇の現像器全てが、現像スリーブ上の剤は穂切り(現像不作動)状態になっているが、現像動作の順序(カラー画像形成順序)がBk,C,M,Yのフルカラー印刷の例で以下説明する(ただし、現像色および画像形成順序はこれに限定されるものではない)。
印刷指示が入力されると、感光体ドラム201の回転駆動と装置各部をコピ−可状態にするための条件設定が開始され、印刷可状態になると、画像データに基づきレーザ光による光書込み(潜像形成)が始まる(以下Bk画像データによる静電潜像をBk潜像と称す。C,M,Yについても同じ)。
このBk潜像の先端部から現像可能とすべく、Bk現像器204の現像位置に潜像先端部が到達する前に、Bk現像器204の現像スリーブを回転開始して剤の穂立てを行い、Bk潜像をBkトナーで現像する。そして以後,Bk潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、速やかにBk現像スリーブ上の剤穂切りを行ない、現像不作動状態にする。これは少なくとも、次のC画像データによるC潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、穂切りは現像スリーブの回転方向を、現像動作中とは逆方向に切替えることで行う。感光体ドラム201に形成したBkトナー像は、感光体ドラム201と等速駆動されている転写ベルト208の表面に転写する(以下、感光体から転写ベルトへのトナー像転写をベルト転写と称す)。ベルト転写は、感光体ドラム201と転写ベルト208が接触状態において、転写バイアスローラに所定のバイアス電圧を印加することで行う。なお、転写ベルト208には、感光体ドラム201に順次形成するBk,C,M,Yのトナー像を、同一面に順次位置合せして、4色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、カセット209,210又は211から送り込まれた転写紙(用紙)に一括転写を行う。
ところで、感光体ドラム201側ではBk工程の次にC工程に進むが、フラットベッド読取りのフルカラーコピーモードの場合には、所定のタイミングからカラースキャナ100によるC画像データ読み取りが始まり、その画像データによるレーザ光書込みで、C潜像形成を行う。
C現像器205はその現像位置に対して、先のBk潜像後端部が通過した後で、且つC潜像の先端が到達する前にC現像器205の現像スリーブを回転開始して剤の穂立てを行い、C潜像をCトナーで現像する。以後C潜像領域の現像を続けるが、潜像後端部が通過した時点で、先のBk現像器の場合と同様にC現像スリーブ上の剤穂切りを行う。これもやはり次のM潜像先端部が到達する前に完了させる。
なお、MおよびYの工程については、それぞれの画像データ読み取り・潜像形成・現像の動作が、上述のBk・Cの工程と同様であるので説明は省略する。
転写ベルト208は、駆動ローラ,ベルト転写バイアスローラ,および従動ローラに張架されており、図示してない駆動モータにより駆動される。ブラシローラ,ゴムブレードおよびベルトからの接離機構などで構成されたベルトクリーニングユニットが、1色目のBK画像をベルト転写した後の、2,3,4色目をベルト転写している間は、接離機構によってベルト面から離間される。紙転写ユニットは、紙転写バイアスローラ,ローラクリーニングブレードおよびベルトからの接離機構などで構成されている。紙転写バイアスローラは、通常はベルト208面から離間しているが、転写ベルト208面に形成された4色の重ね画像を、転写紙に一括転写する時にタイミングを取って接離機構で押圧され、該ローラに印加された所定のバイアス電圧にて、ベルト208上の画像の紙への転写を行う。なお、転写紙は、給紙ローラおよびレジストローラ212によって、転写ベルト面の4色重ね画像の先端部が、紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。
転写ベルト面から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、搬送ベルト213で定着器214に搬送され、そして機外に排出される。用紙上のトナー像は、定着器214の、所定温度にコントロールされた定着ローラと加圧ローラで、加熱および加圧されて用紙面に溶融定着する。
なおベルト転写後の感光体ドラム201の表面は、感光体クリーニングユニットのクリーニング前除電器,ブラシローラおよびゴムブレードで表面をクリーニングされる。また、転写紙にトナー像を転写した後の転写ベルト208は、ベルトクリーニングユニットを再び接離機構で押し付けて表面をクリーニングする。
リピート印刷(設定枚数が複数枚)の時は、感光体ドラム201への画像形成は、1枚目のY(4色目)画像工程に引き続き、所定のタイミングで2枚目のBk(1色目)画像工程に進む。また、転写ベルト208の方は、1枚目の4色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面をクリーニングユニットでクリーニングされた領域に、2枚目のBkトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。
なお、カセット209〜211には、各種サイズの転写紙が収納されており、操作パネルで指定されたカセット(トレイ)から、タイミングを取ってレジストローラ212方向に給紙・搬送される。OHP用紙や厚紙などの手差し給紙トレイもある。
以上までは、4色フルカラーを得るコピーモードの説明であったが、3色コピーモード,2色コピーモードの場合は、設定又は指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像作動(剤穂立て)状態にして、転写ベルト208は、感光体ドラム201面に接触したまま往動方向に一定速駆動し、さらに、ベルトクリーナもベルト208に接触したままの状態で、印刷動作を行う。
図2の(a)に、露光走査機構203を示す。発光ダイオードアレイ(以下LDアレイ)1は2本のレーザビームを発射し、これら2本のレーザビームは、コリメートレンズ2,アパーチャ8およびシリンドリカルレンズ3にて細径の、横断面が所定形状のレーザビームに整形されてポリゴンミラー4に照射される。ポリゴンミラー4が定速度で連続回転しているので、ポンゴンミラー4に当ったレーザビームは、ミラー9に向かって反射するが、主走査方向xに繰返し移動する。
ポンゴンミラー4で反射したレーザビームは、fθレンズ5および面倒れ補正用レンズ6を通ってミラー9で反射されて、感光体ドラム201上の感光体面に当る。LDアレイ1には、2個の発光源であるレーザダイオードLD1,LD2がz方向に分布しているので、この分布により、感光体ドラム201の表面には、副走査方向yに位置差がある2本のレーザビーム照射軌跡が描かれる。
図2の(b)には、LDアレイ1の外観を示す。LDアレイ1のヘテロダイン接合面1aには、2個のレーザダイオードが形成され、それらが発生するレーザ光は、LDアレイ1の表面に設けられたマスクの図示しない微孔を通して出てレーザビームB1,B2となる。
再度図2の(a)を参照する。感光体ドラム201上の所要主走査幅の外、しかも主走査xの始端側にレーザビームがあるときそれを受光する位置に同期ミラー10があり、その反射光を同期センサ11が受光する。図2の(a)に示すミラー9の裏面側から同期ミラー10および同期センサ11を透視して見た正面図を図3に示す。
図3に示すように、この実施例では、同期センサ11は、2本のレーザビームB1,B2の一方のみの同期ミラー10による反射光を受光する。
図4に、図1に示す複写機の画像処理系統のシステム構成を示す。このシステムでは、読取ユニット22と画像データ出力I/F(Interface:インターフェイス)23でなるカラー原稿スキャナ100が、画像データ処理装置ACPの画像データインターフェース制御CDIC(以下単にCDICと表記)に接続されている。画像データ処理装置ACPにはまた、カラーカラープリンタ200が接続されている。カラーカラープリンタ200は、画像データ処理装置ACPの画像データ処理器IPP(Image Processing Processor;以下では単にIPPと記述)から、書込みI/F26に記録画像データを受けて、作像ユニット27でプリントアウトする。作像ユニット27は、図1に示すプリンタ200の内部にあるものである。
画像データ処理装置ACP(以下では単にACPと記述)は、パラレルバスPb,画像メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述),画像メモリであるメモリモジュールMEM(以下では単にMEMと記述),プログラムならびに書画情報の格納,蓄積を行うハードディスク装置HDD(以下では単にHDDと記述),システムコントローラ12,RAM15,不揮発メモリ16,フォントROM17,CDIC,IPP等、を備える。パラレルバスPbには、ファクシミリ制御ユニットFCU(以下単にFCUと記述)を接続している。操作ボード31はシステムコントローラ12に接続している。
カラー原稿スキャナ100の、原稿を光学的に読み取る読取ユニット22は、原稿に対するランプ照射の反射光を、センサボードユニットSBU(以下では単にSBUと表記)上の、CCDで光電変換してR,G,B画像信号を生成し、A/DコンバータでRGB画像データに変換し、そしてシェーディング補正して、出力I/F23を介してCDICに送出する。
CDICは、画像データに関し、原稿スキャナ100(出力I/F23),パラレルバスPb,IPP間のデータ転送、ならびに、プロセスコントローラ28とACPの全体制御を司るシステムコントローラ12との間の通信をおこなう。また、RAM18はプロセスコントローラ28のワークエリアとして使用され、不揮発メモリ30はプロセスコントローラ28の動作プログラム等を記憶している。
画像メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述)は、MEMやHDDに対する画像データの書き込み/読み出しを制御する。システムコントローラ12は、HDDに対するプログラム,制御データ等の書画情報以外のデータの読み書きを制御し、パラレルバスPbに接続される各構成部の動作を制御する。また、RAM15はシステムコントローラ12のワークエリアとして使用され、不揮発メモリ16はシステムコントローラ12の動作プログラム等を記憶している。操作ボード31は、ACPがおこなうべき処理を指示する。たとえば、処理の種類(複写、ファクシミリ送信、画像読込、プリント等)および処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御情報の入力をおこなうことができる。
スキャナ100の読取ユニット22より読み取った画像データは、スキャナ100のSBUでシェーディング補正を施してから、IPPで、スキャナガンマ補正,フィルタ処理などの、読取り歪を補正する画像処理を施してから、MEMやHDDに蓄積する。MEMあるいはHDDの画像データをプリントアウトするときには、IPPにおいてRGB信号をYMCK信号に色変換し、プリンタガンマ変換,階調変換,および、ディザ処理もしくは誤差拡散処理などの階調処理などの画質処理をおこなう。画質処理後の画像データはIPPから書込みI/F26に転送される。書込みI/F26は、階調処理された信号に対し、パルス幅とパワー変調によりレーザ光量制御をおこなう。その後、画像データは作像ユニット27へ送られ、作像ユニット27が転写紙上に再生画像を形成する。
IMACは、システムコントローラ12の制御に基づいて、MEM,HDDに対する画像データのアクセス制御,LAN上に接続した図示しないパソコンPC(以下では単にPCと表記)のプリント用データの展開,MEM,HDDの有効活用のための画像データの圧縮/伸張をおこなう。IMACへ送られた画像データは、データ圧縮後、MEM,HDDに蓄積され、蓄積された画像データは必要に応じて読み出される。読み出された画像データは、伸張され、本来の画像データに戻しIMACからパラレルバスPbを経由してCDICへ戻される。CDICからIPPへの転送後は画質処理をして書込みI/F26に出力し、作像ユニット27において転写紙上に再生画像を形成する。
画像データの流れにおいて、パラレルバスPbおよびCDICでのバス制御により、デジタル複合機の機能を実現する。ファクシミリ送信は、読取られた画像データをIPPにて画像処理を実施し、CDICおよびパラレルバスPbを経由してFCUへ転送することによりおこなわれる。FCUは、通信網へのデータ変換をおこない、それを公衆回線PNへファクシミリデータとして送信する。ファクシミリ受信は、公衆回線PNからの回線データをFCUにて画像データへ変換し、パラレルバスPbおよびCDICを経由してIPPへ転送することによりおこなわれる。この場合、特別な画質処理はおこなわず、書込みI/F26から出力し、作像ユニット27において転写紙上に再生画像を形成する。
複数ジョブ、たとえば、コピー機能,ファクシミリ送受信機能,プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読取ユニット22,作像ユニット27およびパラレルバスPbの使用権のジョブへの割り振りは、システムコントローラ12およびプロセスコントローラ28において制御する。プロセスコントローラ28は画像データの流れを制御し、システムコントローラ12はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。また、デジタル複合機の機能選択は、操作ボード31においておこなわれ、操作ボード31の選択入力によって、コピー機能,ファクシミリ機能等の処理内容を設定する。
システムコントローラ12とプロセスコントローラ28は、パラレルバスPb,CDICおよびシリアルバスSbを介して相互に通信をおこなう。具体的には、CDIC内においてパラレルバスPbとシリアルバスSbとのデータ,インターフェースのためのデータフォーマット変換をおこなうことにより、システムコントローラ12とプロセスコントローラ28間の通信を行う。各種バスインターフェース、たとえばパラレルバスI/F 18、シリアルバスI/F 20、ローカルバスI/F 14およびネットワークI/F 19は、IMACに接続されている。システムコントローラ12は、ACP全体の中での独立性を保つために、複数種類のバス経由で関連ユニットと接続する。
システムコントローラ12は、パラレルバスPbを介して他の機能ユニットの制御をおこなう。また、パラレルバスPbは画像データの転送に供される。システムコントローラ12は、IMACに対して、画像データをMEMに蓄積させるための動作制御指令を発する。この動作制御指令は、IMAC,パラレルバスI/F 18、パラレルバスPbを経由して送られる。この動作制御指令に応答して、画像データはCDICからパラレルバスPbおよびパラレルバスI/F 18を介してIMACに送られる。そして、画像データはIMACの制御によりMEMに格納されることになる。一方、ACPのシステムコントローラ12は、PCからのプリンタ機能としての呼び出しの場合、プリンタコントローラとネットワーク制御およびシリアルバス制御として機能する。ネットワーク経由の場合、IMACはネットワークI/F 19を介してプリント出力要求データを受け取る。汎用的なシリアルバス接続の場合、IMACはシリアルバスI/F 20経由でプリント出力要求データを受け取る。汎用のシリアルバスI/F 20は複数種類の規格に対応しており、たとえばUSB(Universal Serial Bus)、1284または1394等の規格のインターフェースに対応する。
PCからのプリント出力要求データはシステムコントローラ12により画像データに展開される。その展開先はMEM内のエリアである。展開に必要なフォントデータは、ローカルバスI/F 14およびローカルバスRb経由でフォントROM17を参照することにより得られる。ローカルバスRbは、このコントローラ12を不揮発メモリ16およびRAM15と接続する。シリアルバスSbに関しては、PCとの接続のための外部シリアルポート13以外に、ACPの操作部である操作ボード31との転送のためのインターフェースもある。これはプリント展開データではなく、IMAC経由でシステムコントローラ12と通信し、処理手順の受け付け、システム状態の表示等をおこなう。システムコントローラ12とMEM,HDDおよび各種バスとのデータ送受信は、IMACを経由しておこなわれる。MEM,HDDを使用するジョブはACP全体の中で一元管理される。
図5に、カラープリンタ200の作像ユニット27(図4)にあるLD(レーザダイオード)制御板上のLDアレイ1の中の、半導体レーザユニット31,32に通電する画像書込制御部27bの、図4に示す画像データ処理システム要素との繋がりの概要を示す。各ユニット31,32は、感光体ドラム201を露光するレーザダイオードLD1,LD2と、その出力光の一部の光量(光パワー)を検出するフォトダイオードPD1,PD2との組合せであり、APC(Automatic Power Controller)駆動用のレーザ発光器である。
プロセスコントローラ28は画像書込制御部27bに動作モード指定信号を与える。モード指定信号の中に、サンプリング/ホールド指示信号(S/H信号という)があり、これがサンプリングを指示する高レベルH(「1」)であると、画像書込制御部27bは、目標光量にフィードバック光量が合致するように、LDアレイ1の中の各ユニット31,32のLD1,LD2に通電する電流値を制御する(APC)。S/H信号が「1」から低レベルL(「0」)に切り換わると、画像書込制御部27bはそのときのLD電流指令信号をホールドし、S/H信号が「0」の間、フィードバック制御(APC)を行わず、点灯信号(画信号「1」)が到来すると、ホールドした駆動状態(LD電流指令信号)でLDに電流を流す。
図6に、画像書込制御部27bの構成を示す。第1chのLD1に割り当てられた画信号1および第2chのLD2に割り当てられた画信号2に宛てられた印字画像制御部39および40は、プロセスコントローラ28のCPUの命令により書込制御部27b全体の制御をし、書込I/F26の各ch書込I/Fの各画信号生成回路から出力される画信号1および画信号2をレーザ駆動回路36および37に転送する。
書込クロック生成回路33は、主走査画素単位の周期のクロック信号である画素同期クロックCLKを位相同期回路34,35に送る。位相同期回路34,35は、同期センサ11から送られるライン同期信号(ライン同期パルス)で、書込クロック生成回路33から送られる画素同期クロックCLKを位相補正しレーザ駆動回路36,37に転送する。
印字画像制御部39,40は、プロセスコントローラ28が与える制御データを保持して画像書込制御部27bの各部に出力すると共に、画像データ枠(用紙面)にトリム領域を設定したり、画像枠(画像面)に任意の枠線を重ねあわせるなどの画像加工処理をプロセスコントローラ28の内部のCPUが指定する内容により行う。すなわちプロセスコントローラ28が与える用紙サイズ,トリム領域データおよび境界線書込有無に基いて、到来する画像信号の用紙上の印字位置を、主走査カウント(画素同期パルスのカウント)と副走査カウント(ライン同期パルスのカウント)で追跡し、トリム領域に割当てられる画像信号の出力を停止又は非記録信号への変換を行い、境界線書込有の場合は更に、トリム領域のエッジの内側の数画素の画像信号を、線書込信号に変換する(トリム境界線の書込)。
レーザ駆動回路36,37は、印字画像制御部39,40から送られる画信号1,画信号2を、位相同期回路34,35からくるCLK信号(画素同期パルス)に同期した駆動信号に変換して、駆動信号に基づき半導体レーザユニット31,32のLD1,LD2に通電する。印字画像制御部39,40はまた、レーザ駆動回路36,37にサンプリング/ホールド指示信号(S/H信号1,S/H信号2という)を与え、しかも、レーザ駆動回路36には同期点灯(BD点灯)信号を与える。ポリゴンモータ制御回路38は、印字画像制御部39,40の信号で、ポリゴンモータ(図2)を所定の回転速度にPLL(Phase Locked Loop)制御する。
図7に、半導体レーザユニット31のLD1に通電するレーザ駆動回路36の構成の概要を示す。なお、他のレーザ駆動回路37も、レーザ駆動回路36と同様な構成であるが、同期点灯信号は与えられないので、レーザ駆動回路36から、同期点灯信号ラインを削除したものとなっている。
半導体レーザユニット31は、LDアレイ1(図2)にあって、感光体ドラム201を露光するレーザダイオードLD1と、その出力光の一部の光量(光パワー)を検出するフォトダイオードPD1とが1組になった、APC(Automatic Power Controller)駆動用のレーザ発光器である。印字画像制御部39が与えるサンプリング/ホールド指示信号(S/H信号1という)が、サンプリング(APC)を指示する高レベルH(「1」)であると、LDドライバ80が、LD1に連続通電してLD1の発光を検出したPD1(フォトダイオード)の光量検出信号をフィードバックして光量基準信号生成回路70が与える光量基準信号と比較して、両信号の差(光量基準信号レベル−光量検出信号レベル)を表す駆動指令信号(差信号)に基づいてLD1に通電する。このフィードバック制御により光量検出信号が安定(LD1の発光が所定光量に安定)する。S/H信号1がホールド(保持)を指示する低レベルL(「0」)に切り換わると、該安定した駆動指令信号を保持し、画信号が到来すると、ホールドしている駆動指令信号に基づいて、画信号1に同期してLD1に通電する。
光量基準信号生成回路70は、第1実施例では、基準電圧発生回路71,コンパレータ72,増幅出力回路73および基準信号出力回路74で構成されている。基準電圧発生回路71は、ツェナーダイオードZ1の降伏特性を利用して、電源電圧Vccの変動にもかかわらず一定電圧の定電圧信号を発生する。ツェナーダイオードZ1が降伏してそのカソード−アノード間に電流が流れた場合、電流値が所定の範囲内であれば、ツェナーダイオード両端に生じる電位差(Vz:ツェナー電圧)はほぼ一定である。したがって、ツェナーダイオードZ1に流す電流値を安定化させるため、定電流回路としてFETトランジスタF1をツェナーダイオードZ1と電源電圧との間に介挿し、トランジスタF1のゲートとソースを接続している。
FETトランジスタF1のゲートに印加される電圧(ゲート電圧)を一定にした場合、ドレインに印加される電圧(Ed:ドレイン電圧)がある程度の範囲内であれば、ドレインに流れ込む電流(Id:ドレイン電流)はほぼ一定である。ここでは、FETトランジスタF1のゲートとソースを直接接続しているので、外部電源Vccを使用しているFETトランジスタF1のドレイン電圧が多少変動しても、ドレインに流れ込むドレイン電流はほぼ一定であり、ひいてはツェナーダイオードZ1のカソードに流れ込む電流もほぼ一定である。これにより、ツェナーダイオードZ1のツェナーダイオード両端に生じるツェナー電位差は、安定した定電圧を保つ。さらに、出力電圧を安定化させるためにコンデンサC1を付加している。
コンデンサC1の定電圧すなわち定電圧信号は、コンパレータ72の正相入力端(+)に印加される。コンパレータ72の逆相入力端(−)には、増幅出力回路73の、分圧回路(R1,R2)の分圧抵抗R2の分圧電圧が印加され、コンパレータ72は、定電圧信号>分圧電圧のときには高レベルH、電圧信号≦分圧電圧のときには低レベルLの2値信号を、増幅出力回路73のトランジスタT1のベースに出力する。トランジスタT1は、該2値信号がHのときオン(導通)して分圧回路(R1,R2)に電源電圧Vccから給電し、Lになるとオフ(非導通)に転換して給電を止める。これにより、時系列で均して見ると、分圧抵抗R2の分圧電圧すなわちコンパレータ72にフィードバックする電圧(フィードバック信号)が、実質的に、基準電圧発生回路71が出力する定電圧信号の電圧と等しく定まる。分圧回路(R1,R2)にはコンデンサC2が並列に接続されており、このコンデンサC2が分圧回路(R1,R2)の電圧を平滑化する。したがって分圧電圧も平滑化したものとなる。コンデンサC2は分圧回路(R1,R2)に並列に接続されているので、トランジスタT1のオンにより充電されるが、トランジスタT1がオフの間はコンデンサC1に充電された電荷は、それに並列に接続された抵抗等を介して機器アース(GND)に向けて徐々にリークしていくことで、徐々に低下する。このため、トランジスタT1のオン(充電)とオフ(放電)の電流値が拮抗するところに、コンデンサ電圧が定まる。このとき分圧抵抗R2の電圧が基準電圧発生回路71が出力する定電圧信号の電圧と実質的に等しいので、増幅出力回路73の出力電圧(分圧回路の電圧=コンデンサC2の電圧)は、分圧比 R2/(R1+R2)の逆数 (R1+R2)/R2 を基準電圧発生回路71が出力する定電圧信号の電圧に乗算した値となる。これにより、略電源電圧までの定電圧出力が可能である。増幅出力回路73の該定電圧出力は、基準信号出力回路74に出力される。
なお、コンパレータ72に代えて、基準電圧発生回路71が出力する定電圧信号に対する、増幅出力回路73の分圧電圧の偏差(定電圧信号レベル−分圧電圧レベル)を表わす差信号を発生する差動増幅器を用いてもよい。この場合にも、トランジスタT1は、定電圧信号>分圧電圧のときオン(導通)して分圧回路(R1,R2)に電源電圧Vccから給電し、定電圧信号≦分圧電圧Lになるとオフ(非導通)に転換して給電を止める。
基準信号出力回路74は、この実施例では、固定抵抗R3,可変抵抗R4および固定抵抗R5を直列接続した分圧回路であり、固定抵抗R5の分圧電圧が、光量基準信号としてLDドライバ80のコンパレータ81の正相入力端に出力される。
LDドライバ80は、該コンパレータ81,サンプルホールド回路82,通電回路86およびI/V変換回路87で構成される。コンパレータ81の正相入力端に、I/V変換回路87が出力する光量フィードバック信号が印加される。S/H信号1がAPCを指示する「1」のときには、画素同期回路88が連続して低レベルLとなり、これが通電回路86内のインバータI1によって高レベルHに反転されて、スイッチングトランジスタT3のベースに印加され、該トランジスタT3がオンする。また、S/H信号1=「1」により、サンプルホールド回路82の双方向スイッチング回路83がオンする。ここで、LD1が点灯しないと、I/V変換回路87が出力する光量フィードバック信号のレベルが低く、コンパレータ81の2値信号出力がHでこれがスイッチ回路83を通して、サンプル値ホールド用のコンデンサ84を充電し、コンデンサ84の電位が、コンパレータ81内部のH出力の抵抗値とコンデンサ84の容量に対応する立上り速度で上昇する。コンデンサ84の電位は、高入力インピーダンスのバッファアンプである指令信号出力回路85で増幅されて電流制御用のトランジスタT5ベースに印加され、トランジスタT5が、コンデンサ84の電位に略比例する導通率で導通し、これにより、コンデンサ84の電位に略比例するレベルの電流がLD1に流れる。
コンデンサ84の電位の上昇にともないLD1の電流が増大するので、I/V変換回路87が出力する光量フィードバック信号のレベルが上昇する。光量フィードバック信号が基準信号出力回路74の固定抵抗R5の分圧電圧である光量基準信号のレベル以上になると、コンパレータ81の2値信号出力がLとなり、コンデンサ84がスイッチ回路83を通してコンパレータ81のL出力回路の抵抗を通して放電する。このため、光量基準信号と光量フィードバック信号が拮抗するレベルに、コンデンサ84の電圧が収束して実質的に定値となる。これによりLD1の光量が、実質的に一定になる。
なお、コンパレータ81に代えて、基準信号出力回路74が出力する光量基準信号に対する、I/V変換回路87の光量フィードバック信号の偏差(光量基準信号レベル−光量フィードバック信号レベル)を表わす差信号を発生する差動増幅器を用いてもよい。この場合には、コンデンサ84は、前記偏差(差信号)のレベルで充電される。
S/H信号1が「1」から「0」(ホールド指示)に切り換わると、スイッチ回路83がオフになるので、コンデンサ84の放電路が実質的になくなり、コンデンサ84は、スイッチ回路83がオンからオフに切り換わったときの電圧を保持する。これがホールド状態である。指令信号出力回路85は、コンデンサ84の出力を受ける回路要素(例えばT5)によるコンデンサ84の放電を防止するために、該コンデンサの出力回路を高インピーダンスにするものである。これにより、スイッチ回路83をオフとするホールド状態では、コンデンサ84に電位低下を実質的に生じない。
なお、ホールド状態では、コンデンサ84の電圧が一定に保持されるので、トランジスタT3がオンしたときには、LD1には該コンデンサ84の保持電圧に対応する電流が流れる。S/H信号1=「0」であるので、画素同期回路88は、連続L出力は停止して、代わりに、画素同期信号に同期して画信号を、通電回路のインバータI1に出力し、感光体に画像の書き込みが行われる。なお、画素同期回路88のアンドゲートAN1は、APCのサンプル期間にはS/H信号1=「1」によりゲートオフとなり、画素同期信号に同期する画信号の出力は停止し、ホールド期間すなわち画像書込み期間にS/H信号1=「0」によりゲートオンになって、画素同期信号に同期して画信号を出力し、これがオアゲートOR1を通してインバータI1に与えられ、インバータI1で反転されてトランジスタT3のベースに印加される。APCのサンプル期間にはS/H信号1=「1」により、画素同期回路88の出力が連続して「0」であり、これによりトランジスタT3が連続してオンを維持する。
もう1つの半導体レーザユニット32のLD2に通電するレーザ駆動回路37の構成は、レーザ駆動回路36から、同期点灯信号ラインを削除したものであり、レーザ駆動回路37には同期点灯信号は与えられない。レーザ駆動回路36には、印字画像制御部39(図6)が、図8上の「LD1点灯信号」の行に示すAPC1(S/H信号1)及び同期点灯信号を与えるが、レーザ駆動回路37には、印字画像制御部40(図6)が、図8上の「LD2点灯信号」の行に示すAPC2(S/H信号2)を与える。レーザ駆動回路37には同期点灯信号は与えられない。
図8に示したように第1実施例では、ライン同期信号を発生するための同期点灯(BD点灯)を行うLD1(第1ch)に対するAPC1点灯時間(S/H信号1のサンプルS指示(「1」)の継続時間)は、APCを完了するに要する第1設定時間である。しかし、同期点灯(BD点灯)を行わないLD2のAPC2点灯時間(S/H信号2の「1」の期間)は、APCを完了するに要する第1設定時間に、LD1のBD点灯時間(同期点灯の時間)を加えた第2設定時間としている。
すなわち、LD1,LD2の1主走査周期における画像領域外での発光時間積算値を等しくしている。これにより、各LDの同期点灯とAPC点灯によるドループ条件が等しい。よって、LD1,LD2の熱条件の違いによる画像ムラを無くすことができる。また、従来(図14)の、LD1の画像領域外での点灯時間(BD点灯時間+APC点灯時間)が長いことでLD2よりLD1の劣化が早く進みLD1,LD2の寿命のばらつきが大きくなるといった事態が回避でき、LD1,LD2の発光特性の経時劣化のばらつきも抑えることができる。
第2実施例のハードウエアの大部分は、上述の第1実施例と同じであるが、レーザ駆動回路37が、レーザ駆動回路36と同一構成である。すなわち、第2実施例のレーザ駆動回路37には、レーザ駆動回路36と同様に、同期点灯信号ラインがあり、印字画像制御部40(図6)が与える同期点灯信号に応答して、LD2を点灯する。すなわちLD2もBD点灯する。LD1とLD2の、APC1点灯時間(S/H信号1の「1」期間)とAPC2点灯時間(S/H信号2の「1」期間)は同一であり、しかもLD1とLD2の同期点灯時間も同一である。
図9の(a)に、LD1,LD2の点灯タイミングを示す。第2実施例では、各LDの同期点灯の有無による1主走査周期内の画像領域外での点灯時間積算値の差が、第1chと第2chの間で生じないため、第1chと第2chとは、ドループ条件が等しい。この第2実施例では、同期信号は、LD1の同期点灯を同期センサ11が検出した検知信号を用いればよく、LD2の同期点灯は、LD1,LD2の熱条件を揃えることである。
したがって第2実施例では、図9の(b)に示すように、同期ミラー10および同期センサ11は、LD1の同期点灯光(レーザビーム)のみを検出するように設置されている。第2実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同様である。
第3実施例のハードウエアの大部分は、上述の第2実施例と同じであるが、レーザ駆動回路36が、図10に示すように、LDドライバ80に、LD1の発光光量を下げる点灯バイアス低減回路89を備えるものとなっている。同期点灯信号(「1」:高レベルH)がある間、オアゲートOR1の出力が低レベルLとなりインバータI1の出力がHとなってトランジスタT3が導通しLD1が点灯するが、同期点灯信号(H)がある間、点灯バイアス低減回路89が、インバータI1に与えるOR1出力電圧を、トランジスタT3のベースバイアスを下げるように変更するので、その分トランジスタT3を流れる電流すなわちLD1電流が低減する。
また、レーザ駆動回路37は、レーザ駆動回路36と同一構成である。すなわち、第3実施例のレーザ駆動回路37には、レーザ駆動回路36と同様に、同期点灯信号ラインおよび点灯バイアス低減回路(89相当のもの)があり、印字画像制御部40(図6)が与える同期点灯信号に応答して、LD2を点灯する。すなわちLD2もBD点灯する。図9の(a)に示すように、第3実施例でもLD1,LD2の同期点灯タイミングは同期しており、LD1とLD2の、APC1点灯時間(S/H信号1の「1」期間)とAPC2点灯時間(S/H信号2の「1」期間)は同一であり、しかもLD1とLD2の同期点灯時間も同一である。更には、第3実施例では、図9の(c)に示すように、同期ミラー10および同期センサ11は、LD1およびLD2の同期点灯光(レーザビーム)を検出するように設置されている。しかし、LD1,LD2の電流値は低いので発光光量が少ない。
第3実施例でも、LD1,LD2間には、1主走査周期内の画像領域外での点灯時間積算値の差が生じないため、ドループ条件が等しい。LD1,LD2のレーザビームを同期センサ11に入光し、該センサ11のビーム検出信号を同期信号として用いるが、レーザ駆動回路36,37にある各点灯バイアス低減回路(89)が、LD1,LD2の光量を下げ、同期センサ11への合計の入射光量を同期信号を生成するために十分な光量にしている。これにより、同期点灯の有無による各LDの熱条件の違いを無くす事ができるだけでなく、各LDの経時劣化が少なくなる。第3実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同様である。
なお、第1〜第3実施例は、LDを2つ用いた例であるが、3以上のLDを用いる場合は勿論、LDアレイ1に代えて、半導体レーザユニット(31,32)がそれぞれ独立分離した単体ユニットである場合、ならびに、マルチレーザ素子として、VCSEL(面発光型レーザ)を用いる場合にも、本発明は、第1〜第3実施例と同様に適用できる。LDアレイやVCSELに本発明を適用した場合、同期点灯およびAPC点灯における発光ch自身の熱による特性変化だけでなく、他chからの熱による影響(熱クロストーク)のばらつきを抑える事ができる。
LDアレイやVCSELにおける熱クロストークの度合いは素子上の各発光源の位置によって変わる。例えば、LDアレイの、直線上に配置した3個以上のLDの中間にあるものは、末端のLDよりも熱クロストークの影響を大きく受けて温度が上昇し、これにより発光光量が低下して、LD1,LD3とLD2の間で光量がばらつく。そこで、たとえば図11の(a)に示したように、同期点灯時にLD配列で内側のLD2の発光パワーを上げる事で、全発光源LD1〜LD3の間の光量差を小さくすることができ、各発光源の熱クロストークによる光量ばらつきを抑えることができる。
第4実施例のハードウエアの大部分は、第1実施例と同様であるが、第4実施例のLDアレイ1には、図11の(a)に示すように、3個のLDがある。すなわちLD1〜LD3を含む第1〜第3半導体レーザユニット31,32,90がある。また、第4実施例の画像書込制御部27bには、図11の(b)に示すように、第3chの、位相同期回路91,レーザ駆動回路92および印字画像制御部93が備わっている。LD配列で端部となるLD1,LD3に通電するレーザ駆動回路36,92は、図10に示すレーザ駆動回路36(点灯バイアス低減回路有り)と同じ構成である。すなわち、点灯バイアス低減回路89を備える。しかし、中央のLD2に通電するレーザ駆動回路37は、図7に示すレーザ駆動回路36(点灯バイアス低減回路なし)と同様な構成である。
すなわち、第4実施例のレーザ駆動回路36,37,92のそれぞれには、同期点灯信号ラインがあり、印字画像制御部39,40,93が与える同期点灯信号に応答して、LD1,LD2,LD3を点灯する。すなわちLD1のみならず、LD2,LD3もBD点灯する。図12の(a)に示すように、LD1,LD2,LD3の同期点灯タイミングは同期しており、LD1,LD2,LD3の、APC1点灯時間(S/H信号1の「1」期間),APC2点灯時間(S/H信号2の「1」期間)およびAPC3点灯時間(S/H信号3の「1」期間)は同一であり、しかもLD1,LD2,LD3の同期点灯時間も同一である。更には、第4実施例では、図12の(b)に示すように、同期ミラー10および同期センサ11は、LD2の同期点灯光(レーザビーム)のみを検出するように設置されている。
図12の(c)に示すように、同期ミラー10および同期センサ11を、LD1及びLD2の同期点灯光(レーザビーム)を検出するように設置することができる。また、LD2及びLD3の同期点灯光(レーザビーム)を検出するように設置することもできる。レーザ駆動回路37は、図7に示す点灯バイアス低減回路89を備えるものであるので、LD2の電流値の低下はなく発光光量の低下はない。
第4実施例では、LD1,LD2,LD3間には、1主走査周期内の画像領域外での点灯時間積算値の差が生じないため、ドループ条件が略同等である。LD1又はLD3とLD2とのレーザビームを同期センサ11に入光し、該センサ11のビーム検出信号を同期信号として用いる態様(例えば図12の(c))では、レーザ駆動回路92にある点灯バイアス低減回路(89)が、LD1,LD2の光量を下げているので、同期点灯の有無による各LDの熱条件の違いを無くす事ができるだけでなく、LD1,LD3からの熱クロストークによるLD2の温度上昇が抑制される。第4実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同様である。
なお、第4実施例の一つの変形態様では、レーザ駆動回路36,37,92のいずれも、図10に示す、点灯バイアス低減回路89を備えるものとし、同期ミラー10および同期センサ11は、図12の(d)に示すように、LD1,LD2及びLD3の同期点灯光(レーザビーム)を検出するように設置する。そしてレーザ駆動回路36,37,92の各点灯バイアス低減回路(89)は、LD1,LD2及びLD3の光量の合計が、適正レベルの同期点灯検出信号が同期センサ11から得られる低減量に設定する。この場合、LD1とLD3の電流値は実質的に同一、かつ、LD2の電流値は、LD1,LD3からの熱クロストークによる温度上昇でLD2の光量が低下するのを補償するために、LD1の通電値よりも高い値となるように、レーザ駆動回路36,37,91の各点灯バイアス低減回路(89)を設定する。これにより、各LDの同期点灯の光量値が低く、LD1〜LD3の全てを同期点灯することによる、LD1〜LD3の過剰な温度上昇を避けることができる。なお、同期ミラー10および同期センサ11は、LD1,LLD3の同期点灯光を検出し、LD2の同期点灯光は検出しないようにするのもよい。
第5実施例のハードウエアの大部分は、第4実施例と同様であるが、LD配列の両端部のLD1,LD3に通電するレーザ駆動回路36,92は、図7に示す、同期点灯信号ラインを備えるレーザ駆動回路36と同様な構成である。しかし、LD2に通電するレーザ駆動回路37は、図7に示すレーザ駆動回路36から同期点灯信号ラインを削除したものである。すなわち、同期点灯信号ラインは備えない。
第5実施例の、LD1,LD3に通電するレーザ駆動回路36,92には、同期点灯信号ラインがあり、印字画像制御部39,93が与える同期点灯信号に応答して、LD1,LD3を点灯する。すなわちLD1,LD3をBD点灯する。しかし、LD2は、同期点灯(BD点灯)しない。
図13の(a)に示すように、LD1,LD3の同期点灯タイミングは同期しており、LD1,LD3の、APC1点灯時間(S/H信号1の「1」期間)およびAPC3点灯時間(S/H信号3の「1」期間)は同一であり、しかもLD1,LD3の同期点灯時間も同一である。しかし、第5実施例では、図13の(b)に示すように、同期ミラー10および同期センサ11は、LD1およびLD3の同期点灯光(レーザビーム)を検出するように設置されている。
第5実施例では、LD1,LD3間には、1主走査周期内の画像領域外での点灯時間積算値の差が生じないため、ドループ条件が同じである。LD2は同期点灯しないので、ドループ条件はLD1,LD3とは異なるかであるが、LD2にはLD1,LD3からの熱クロストークによる温度上昇があるので、LD1〜LD3間の温度のばらつきは小さい。すなわち、LD1〜LD3間のドループ条件に大きな差はない。第5実施例のその他の構成および機能は、第1実施例と同様である。
1:LDアレイ
LD1〜LD3:レーザダイオード
2:コリメートレンズ
3:シリンドリカルレンズ
4:ポリゴンミラー
5:fθレンズ
6:面倒れ補正用レンズ
8:アパーチャ
9:ミラー
31,32:LDアレイ1の中の半導体レーザユニット
201:感光体ドラム
202:帯電装置
203:露光走査機構
204〜207:現像装置
208,215:転写ベルト
209〜211:給紙カセット
212:レジストローラ
LD1〜LD3:レーザダイオード
2:コリメートレンズ
3:シリンドリカルレンズ
4:ポリゴンミラー
5:fθレンズ
6:面倒れ補正用レンズ
8:アパーチャ
9:ミラー
31,32:LDアレイ1の中の半導体レーザユニット
201:感光体ドラム
202:帯電装置
203:露光走査機構
204〜207:現像装置
208,215:転写ベルト
209〜211:給紙カセット
212:レジストローラ
Claims (13)
- 近接した2以上の発光素子;
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡で露光対象に反射して、該露光対象の副走査移動の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構;
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ;
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段、を含む前記2以上の、発光駆動手段;および、
前記2以上の発光駆動手段の、一部には前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号を与え、残りの発光駆動手段には前記APC点灯信号の継続時間と前記同期点灯信号の継続時間との和の継続時間のAPC点灯信号を与える制御手段;
を備える光書込装置。 - 近接した2以上の発光素子;
該2以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡で露光対象に反射して、該露光対象の副走査移動の方向に近接して平行に分布する該2以上の、該副走査移動と直交する主走査方向に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構;
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ;
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段、を含む前記2以上の、発光駆動手段;および、
前記2以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号を与える制御手段;
を備える光書込装置。 - 前記同期センサは、1つの発光素子の光ビームのみを検知して前記同期信号を生成する;請求項2に記載の光書込装置。
- 前記2以上の発光駆動手段の中の複数の発光駆動手段はそれぞれ、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を、該複数の発光駆動手段によって通電される全発光素子の同時点灯による前記同期センサの受光レベルが前記同期信号を生成するための1個の発光素子のみの点灯による前記同期センサの受光レベルと同程度となる値に、低減する手段、を備え;
前記制御手段は、前記複数の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与え;
前記同期センサは、前記同期点灯信号が同時に与えられる複数の発光駆動手段によって通電される全発光素子の光ビームを検知して前記同期信号を生成する;請求項2に記載の光書込装置。 - 近接して配列された3以上の発光素子;
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡で露光対象に反射して、該露光対象の副走査移動の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構;
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ;
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段、を含む前記3以上の、発光駆動手段であって、その中の、前記配列において両端部の発光素子に通電する発光駆動手段は、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を低減する手段を備える、前記3以上の発光駆動手段;および、
前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号を与える制御手段;
を備える光書込装置。 - 前記同期センサは、前記両端部の発光素子の間の発光素子すなわち中間発光素子の光ビームのみを検知する;請求項5に記載の光書込装置。
- 前記同期センサは、前記配列において両端部となる発光素子の一方および前記中間発光素子の光ビームを検知し;
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;請求項5に記載の光書込装置。 - 前記同期センサは、少なくとも、前記両端部となる発光素子の光ビームを検知し;
前記3以上の発光駆動手段は全て、全発光素子の光ビームの光量の合計が、適正レベルの同期点灯検出信号が前記同期センサから得られる低減量となりしかも前記両端部となる発光素子の通電値は同一かつ前記両端部の発光素子の間の発光素子すなわち中間発光素子の通電値は、前記両端部となる発光素子の通電値よりも高い値となるように、発光素子の通電電流値を低減する手段、を備え;
前記制御手段は、前記3以上の発光駆動手段のそれぞれに、前記同期信号を生成するための同期点灯信号を同時に与える;請求項5に記載の光書込装置。 - 近接して配列された3以上の発光素子;
該3以上の発光素子の光を光ビームとし回転多面鏡で露光対象に反射して、該露光対象の副走査移動の方向に近接して平行に分布する該3以上の、該副走査移動と直交する主走査方向に延びる直線状に、該露光対象を露光走査する走査機構;
前記露光対象の主走査領域の外において、前記回転多面鏡が反射した露光走査の光ビームの少なくとも1つを検知して、前記主走査方向の光書込開始位置を規定するための同期信号を生成する同期センサ;
各発光素子の発光光量を基準値にあわせるように各発光素子に通電する電流値を調節するすなわち自動光量調節する自動光量調節手段、を含む前記3以上の、発光駆動手段;および、
前記3以上の発光駆動手段の中の、前記配列において両端部の発光素子に通電する発光駆動手段には前記同期信号を生成するための同期点灯信号および前記自動光量調節を指示するAPC点灯信号を与えるが、前記両端部の間の発光素子すなわち中間発光素子に通電する発光駆動手段には、APC点灯信号のみを与える制御手段;
を備える光書込装置。 - 前記同期センサは、前記両端部となる発光素子の両方の光ビームを検知する;請求項9に記載の光書込装置。
- 前記両端部の発光素子に通電する発光駆動手段はそれぞれ、前記同期点灯信号に応答して発光素子の通電電流値を、該両端部の発光素子の同時点灯による前記同期センサの受光レベルが前記同期信号を生成するための1個の発光素子のみの点灯による前記同期センサの受光レベルと同程度となる値に、低減する手段、を備え;
前記制御手段は、前記両端部の発光素子に通電する発光駆動手段には前記同期点灯信号を同時に与える;請求項10に記載の光書込装置。 - 前記発光素子のそれぞれは、同一のレーザダイオードアレイにある各レーザダイオードである;請求項1乃至11のいずれか1つに記載の光書込装置。
- 請求項1乃至12のいずれか1つに記載の光書込装置;
前記露光対象である感光体;
該感光体の前記副走査方向の移動において前記光書込装置の光ビームによる露光位置の上流で該感光体を荷電する帯電手段;
前記光書込装置の前記発光駆動手段のそれぞれに画像露光用の点灯信号である画信号を与える、画像データ処理手段;
前記光書込装置からの、前記画信号によって変調された光ビームによって前記感光体に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像手段;
前記トナー像を、直接に、又は中間転写体を介して間接に、用紙上に転写する手段;および、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙に固定する定着手段;
を備える画像形成装置。
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