JP5164429B2 - Scanning optical apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、走査光学装置、その光量制御方法及びそれを利用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a scanning optical device, a light amount control method thereof, and an image forming apparatus using the same.
近年、画像形成装置の画像形成速度の向上や解像度向上のために複数のレーザを有するマルチビーム走査光学装置を用いることが主流になってきている。このマルチビーム走査光学装置において、複数のレーザの光量を一定に制御する技術が提案されている（特許文献１）。これによれば、１の走査周期が有効走査期間と非有効走査期間とからなる場合に、
非有効走査期間が到来する毎に、各レーザを選択的に順次点灯させ、各レーザの光強度が所定の大きさを保つように各レーザの駆動電流を制御する技術が提案されている。
A technique has been proposed in which each laser is selectively turned on each time an ineffective scanning period arrives, and the drive current of each laser is controlled so that the light intensity of each laser is maintained at a predetermined level.
上述した従来技術は、互いのレーザの熱の影響が少ない、例えば２ビームや４ビームくらいのマルチビーム走査光学装置においては有効であろう。しかし、数十ビームが密集した面発光レーザなど、互いの熱の影響が無視できないマルチビーム走査光学装置においては、安定した光量制御が困難となる。 The above-described prior art will be effective in a multi-beam scanning optical apparatus that is less affected by the heat of each other's laser, for example, two beams or four beams. However, in a multi-beam scanning optical device such as a surface-emitting laser in which several tens of beams are dense, the influence of mutual heat cannot be ignored, it is difficult to control the amount of light stably.
図１１Ａは、関連技術に係る５×５の面発光レーザの配置例を示す図である。同図によれば、２５個のレーザとしてレーザ１ないしレーザ２５が配置されている。隣接するレーザ間の最短距離をｒとすると、例えば、レーザ８とレーザ１３間やレーザ１４とレーザ１３間はそれぞれ距離ｒとなる。一方、レーザ１７とレーザ１３間の距離は、√２ｒとなる。レーザ４とレーザ１３間の距離は√３ｒとなる。レーザ５とレーザ１３間の距離は、２√２ｒとなる。
FIG. 11A is a diagram illustrating an arrangement example of a 5 × 5 surface emitting laser according to the related art. According to the figure,
一般的に熱源の熱量をＱとして、熱量Ｑを距離ｒだけ離れたところで受ける熱量ｑの関係式は以下のようになる。 In general, assuming that the heat quantity of the heat source is Q, the relational expression of the heat quantity q received when the heat quantity Q is separated by a distance r is as follows.
ｑ∝Ｑ／(ｅα・ｒ^2)
ここで、αは環境によって定まる定数です。
q∝Q / (e α · r ^ 2 )
Where α is a constant determined by the environment.
図１１Ｂは、５×５面発光レーザに関する熱の影響度分布の一例を示す図である。この熱の影響度分布は、上記の関係式に基づいて作成されたものである。図からわかるように、中央に位置するレーザ１３が周囲のレーザから最も熱の影響を受ける。一方で、レーザ１、５、２１、２５では、周囲のレーザから最も熱の影響を受けない。これはつまり、全レーザの重心に近いレーザほど熱の影響度が高いことを示している。
FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a thermal influence distribution regarding a 5 × 5 surface emitting laser. This influence distribution of heat is created based on the above relational expression. As can be seen from the figure, the
全レーザを同じように点灯させる場合を考えると、例えば、レーザ１とレーザ１３では熱の影響度が全く異なるため、昇温する速さも異なる。
Considering the case where all the lasers are turned on in the same manner, for example, the
図１１Ｃは、点灯開始時におけるレーザ１とレーザ１３の各発光特性を示す図である。横軸は、駆動電流を示し、縦軸は、光量を示している。このように、点灯開始時には、両者の発光特性は良く似ている。
FIG. 11C is a diagram illustrating light emission characteristics of the
図１１Ｄは、点灯開始後しばらく時間が経過した時におけるレーザ１とレーザ１３の各発光特性を示す図である。太い実線は、所定時間経過後のレーザ１の発光特性を示している。太い破線は、所定時間経過後のレーザ１の発光特性を示している。図から、レーザ１が昇温して発光特性が変化する速さよりも、レーザ１３が昇温して発光特性が変化する速さの方が速いことがわかる。すなわち、レーザ１の光量変動幅よりも、レーザ１３の光量変動幅は、ずっと大きいことがわかる。それゆえ、レーザ１とレーザ１３を単純に同じ周期で順次光量制御したのでは、レーザ１３を安定して光量制御できなくなってしまう。
FIG. 11D is a diagram illustrating the light emission characteristics of the
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、それぞれ異なる熱量による影響を受ける複数のレーザを従来よりも精度良く光量制御することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。 Therefore, an object of the present invention is to solve at least one of such problems and other problems. For example, it is an object to control the light quantity of a plurality of lasers that are affected by different amounts of heat more accurately than in the past. Other issues can be understood throughout the specification.
本発明は、例えば、走査光学装置、それを備えた画像形成装置として実現できる。走査光学装置は、例えば、感光体上に光ビームを走査させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する走査光学装置であって、複数の前記光ビームを出射させる複数の光源を１つにパッケージングした光源アレイと、前記複数の光源から出射された複数の光ビームを走査させる走査手段と、前記光源から出射された光ビームを受光する受光手段と、前記光源から出射される前記光ビームが前記感光体上を走査する期間とは異なる期間に前記光源から光ビームを出射させ、当該光ビームを受光した前記受光手段の受光結果に基づいて受光した光ビームを出射した光源から出射される光ビームの光量を制御する光量制御を実行する光量制御部と、を有し、前記光ビームの複数回の走査周期における前記複数の光源に対する前記光量制御の実行頻度が前記光源アレイの重心に近い位置に配置された光源ほど前記光量制御の実行頻度が高いことを特徴とする。 The present invention can be realized as, for example, a scanning optical device and an image forming apparatus including the same. The scanning optical device is, for example, a scanning optical device that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by scanning the photosensitive member with a light beam, and includes a plurality of light sources that emit a plurality of the light beams. A light source array packaged together, a scanning means for scanning a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources, a light receiving means for receiving the light beams emitted from the light sources, and the light emitted from the light sources. The light beam is emitted from the light source during a period different from the period during which the light beam scans on the photoconductor, and the received light beam is emitted from the light source that has been emitted based on the light reception result of the light receiving means that has received the light beam. has a light amount control section for executing light quantity control for controlling the quantity of the light beam, wherein the light beam of the plurality of the light amount control of the real to the plurality of light sources in a scanning cycle Frequency and wherein the possible execution frequency of the light quantity control as a light source disposed at a position closer to the center of gravity of the light source array is high.
本発明によれば、光源アレイにおいてそれぞれ異なる熱量による影響を受ける各光源を、従来よりも精度良く光量制御することができる。 According to the present invention, it is possible to control the amount of light of each light source affected by different amounts of heat in the light source array with higher accuracy than in the past.
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 An embodiment of the present invention is shown below. The individual embodiments described below will help to understand various concepts, such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments.
（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。ここでは、画像形成装置の一例としてデジタル複写機を取り上げる。なお、画像形成装置は、印刷装置、プリンタ、複合機、ファクシミリなどとして実現されてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the overall configuration of the image forming apparatus according to the embodiment. Here, a digital copying machine is taken as an example of an image forming apparatus. Note that the image forming apparatus may be realized as a printing apparatus, a printer, a multifunction peripheral, a facsimile, or the like.
デジタル複写機１００は、原稿画像を読み取る画像読み取り部１０１と、画像を形成するプリンタ部１０２とを備えている。画像読み取り部１０１は、原稿画像に対応する画像信号を生成し、プリンタ部１０２の露光制御部１１０に出力する。通常、画像信号は、プリンタコントローラやエンジンコントローラを経由して露光制御部１１０に到達する。
The
露光制御部１１０は、マルチビーム走査光学装置の一例である。感光体１１１は、１次帯電器１１２によって一様に帯電処理される。次に、感光体１１１は、画像信号に応じて変調された露光制御部１１０から出力されるビームによって露光走査され、感光体１１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１１３によって現像され、トナー像へと変換される。その後、転写部１１４においてトナー像が記録紙に転写される。最終的に、このトナー像は、定着器１１５によって加熱及び加圧されて、永久像として記録紙上に定着される。
The
図２は、実施形態に係る露光制御部の一例を示す図である。面発光レーザ駆動部４３は、面発光レーザと、その駆動回路を備えている。面発光レーザ駆動部４３から発せられた複数のレーザビームは、コリメータレンズ３５及び絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射する。面発光レーザは、複数の光源を１つにパッケージングした光源アレイの一例である。なお、レーザビームの一部は、ハーフミラー４４を介してＰＤセンサ（光量検出手段）４５に入射する。ＰＤセンサ４５は、入射してきたレーザビームの光量に応じた検出信号Ｓ４５を光量制御部４６へ出力する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an exposure control unit according to the embodiment. The surface emitting
光量制御部４６は、各レーザのＡＰＣ（オートパワーコントロールの略。自動光量制御の意味である。）を実行し、ＡＰＣ信号Ｓ４６を面発光レーザ駆動部４３に出力する。また、光量制御部４６は、画像信号に応じて画素変調を行い、画素変調信号Ｓ７０を面発光レーザ駆動部４３に出力する。なお、ＡＰＣは、一走査周期のうち、感光体１１１に対して走査露光を行っていない期間（非画像区間）に実行される。なお、一走査周期のうち、感光体１１１に対して走査露光を行っている期間を画像区間と呼ぶことにする。
The light
回転多面鏡３３は矢印で示す方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射したレーザ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レンズは同時に走査の時間的な直線性を保証するための歪曲収差補正も行う。これにより、偏向ビームは、像担持体としての感光体１１１上に図の矢印の方向に等速で走査される。こうして画素変調信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされたビームによって、感光体１１１上に静電潜像が形成される。
The
なお、ビームディテクト（以下、ＢＤと呼ぶ）センサ３６は、回転多面鏡３３からの反射光を検出し、検出信号Ｓ４７を出力する。ＢＤセンサ３６からの検出信号Ｓ４７は、回転多面鏡３３の回転と画素変調信号の書き込みの同期をとるための同期信号として光量制御部４６に用いられる。
The beam detect (hereinafter referred to as BD)
図３は、実施形態に係る面発光レーザ駆動部の例示的な回路図である。定電流源７１−１、７１−２、・・・、７１−２５は、各レーザ１〜２５に対応して設けられている。光量制御部４６から出力されるＡＰＣ信号Ｓ４６に応じて定電流源７１−１、７１−２、・・・、７１−２５が制御される。これにより、各レーザ１〜２５の光量が一定になるように光量制御される。
FIG. 3 is an exemplary circuit diagram of the surface emitting laser driving unit according to the embodiment. The constant current sources 71-1, 71-2,..., 71-25 are provided corresponding to the
光量制御部４６は、光量制御と並行して不図示の画像データを入力し、ＰＷＭ等の画素変調信号Ｓ７０を生成し、各レーザに対応して取り付けられているスイッチ７０−１、７０−２、・・・、７０−２５をＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、各レーザは、画素毎にＯＮ／ＯＦＦ制御される。
The light
図４は、実施形態に係る光量制御部の例示的なブロック図である。カウンタ５６、５７、メモリ５８、デコーダ５９、論理積素子であるＡＮＤ６１−１〜６１−２５、スイッチ５３−１〜５３−２５が設けられている。さらに、コンデンサ５４−１〜５４−２５、比較器５５−１〜５５−２５、電流電圧変換素子５０、増幅器５１、抵抗素子５２などが設けられている。とりわけ、カウンタ５６、５７、メモリ５８及びデコーダ５９は、光源アレイにおける各光源の配置位置又は各光源が周囲の光源から受ける熱量に応じて光量制御の頻度を各光源ごとに決定する決定部の一例である。
FIG. 4 is an exemplary block diagram of a light amount control unit according to the embodiment.
図５Ａは、実施形態に係るレーザの配置位置を示す図である。面発光レーザの各レーザ１〜２５は、図に示したように配置されている。図５Ｂは、実施形態に係る各レーザの例示的な光量制御の頻度情報を示す図である。各光源の頻度情報は、光源アレイにおける各光源の配置位置又は各光源が周囲の光源から受ける熱量に応じて決定されている。また、図５Ｂによれば、複数のレーザの重心位置の近くに配置されているレーザほど光量制御の頻度が多い。重心位置は、もちろん、レーザ１３が配置された面発光レーザの中心である。一方で、重心位置から離れた位置に配置されているレーザほど光量制御の頻度が少ない。例えば、レーザ１３の頻度は４であるが、レーザ１やレーザ２５の頻度は１である。
FIG. 5A is a diagram illustrating a laser arrangement position according to the embodiment. The
図５Ｃは、実施形態に係るレーザの点灯順序を記憶したメモリマップの一例を示す図である。カウンタ５６、５７から出力される値がメモリ５８（例：ＲＯＭ等の不揮発メモリ）のアドレスとなる。すなわち、カウンタ５６、５７から出力される値に対応して、光量制御すべきレーザの番号がデコーダ５９へ出力される。図からわかるように、レーザ１３は、メモリマップにおいて４回登場している。これは、図５Ｂに示したレーザ１３の頻度に一致している。他のレーザについても同様である。よって、すなわち、メモリ５８は、複数の光源のそれぞれについて予め定められた光量制御の頻度を記憶した記憶装置の一例であることがわかる。図５Ｄは、実施形態に係るレーザの点灯順序を記憶したメモリマップの他の一例を示す図である。
FIG. 5C is a diagram illustrating an example of a memory map storing the lighting order of lasers according to the embodiment. The value output from the
図６は、実施形態に係る各信号のタイミングチャートである。ＯＦＦは、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号である。Ｓ４７は、ＢＤ信号である。Ｓ５７は、カウンタ５７から出力される信号（上位アドレス）である。Ｓ５９は、シーケンスコントローラからＡＮＤ６１−１〜６１−２５に入力されるマスク信号である。Ｓ５５は、シーケンスコントローラからカウンタ５６に入力されるサンプルパルス信号である。Ｓ５６は、カウンタ５６から出力される信号（下位アドレス）である。Ｓ６２は、Ｓ５７とＳ５６とによって決定されるアドレス信号である。Ｓ５８は、Ｓ６２に対応して出力されるレーザ番号を示す信号である。Ｓ６１−１３〜Ｓ６１−２１は、対応するＡＮＤ６１−１３〜６１−２１から出力される信号である。Ｓ４６−１３は、レーザ１３を駆動するために出力される駆動信号である。
FIG. 6 is a timing chart of each signal according to the embodiment. OFF is a laser ON / OFF signal. S47 is a BD signal. S57 is a signal (upper address) output from the
ここでは１回の走査周期において、６つのレーザをＡＰＣすることを前提としている。なお、この前提は、レーザの数などに応じて適宜変更可能である。 Here, it is assumed that six lasers are APCed in one scanning cycle. This premise can be changed as appropriate according to the number of lasers.
図４によれば、シーケンスコントローラからレーザＯＮ／ＯＦＦ信号（ＯＦＦ）がカウンタ５７に入力される。シーケンスコントローラは、光量制御部４３に内蔵されているものとする。カウンタ５７は、点灯すべきレーザの番号をカウントすることために使用される。レーザＯＮ／ＯＦＦ信号であるＯＦＦがＨｉであれば、カウンタ５７の出力Ｓ５７は０にクリアされる。レーザがＯＮになるとレーザＯＮ／ＯＦＦ信号がＬｏｗになる。これにより、カウンタ５７は、ＢＤ信号Ｓ４７のカウントを開始する。
According to FIG. 4, a laser ON / OFF signal (OFF) is input to the
レーザＯＮ／ＯＦＦ信号とＢＤ信号Ｓ４７は、論理和素子であるＯＲ６０にも入力される。ＯＲ６０は、レーザがＯＦＦ又はＢＤ信号Ｓ４７が入力される度にＨｉを出力する。ＯＲ６０の出力はカウンタ５６のＣＬＲに入力される。カウンタ５６は、レーザがＯＮかつＢＤ信号Ｓ４７がＨｉではないときに、シーケンスコントローラから入力されるサンプルパルス信号Ｓ５５をカウントする。
The laser ON / OFF signal and the BD signal S47 are also input to the
カウンタ５６及び５７は０から５の６値を出力するカウンタである。５を出力した次は０を出力するものとする。こうしてカウンタ５６及び５７から出力された値は、それぞれ図６に示したＳ５６及びＳ５７のようになる。これらＳ５６及びＳ５７は、それぞれメモリ５８の下位アドレス線及び上位アドレス線に接続されている。メモリ５８のアドレスは、図６に示したＳ６２のようになる。このＳ６２のようにメモリ５８のアドレスが制御されると、メモリ５８からからはレーザ番号を表す信号Ｓ５８が出力される。Ｓ５８は、上述したようにＡＰＣの対象となるレーザのレーザ番号を表している。Ｓ５８は、デコーダ５９に入力される。
デコーダ５９は、入力されたレーザ番号に対応するＡＮＤ６１−１、・・・、６１−２５にのみＨｉとなるパルス信号を出力する。これによりＡＮＤ６１−１、・・・、６１−２５には、デコーダ５９からのパルス信号と、シーケンスコントローラからのＡＰＣマスク信号Ｓ５９とが入力される。レーザ番号に対応して、サンプルホールド信号Ｓ６１−１、・・・、Ｓ６１−２５がＡＮＤから出力される。
The
一方で、電流電圧変換素子５０は、ＰＤセンサ４５からの光量値を表す信号Ｓ４５を電流／電圧変換する。増幅器５１は、電流／電圧変換された信号のゲインを調整する。ゲイン調整された信号は、抵抗素子５２を介して、各レーザに対して設けられたスイッチ５３−１〜５３−２５に入力される。スイッチ５３−１〜５３−２５及びコンデンサ５４−１〜５４−２５は、サンプルホールド回路を形成している。各サンプルホールド回路は、対応するサンプルホールド信号Ｓ６１−１〜Ｓ６１−２５に基づいてサンプルした電圧をコンデンサ５４−１、・・・、５４−２５でホールドする。比較器５５−１〜５５−２５は、それぞれホールドされた電圧を、各レーザごとに設定される基準電圧Ｖｒｅｆ１〜２５と比較し、比較結果をレーザの駆動電流Ｓ４６−１、・・・、Ｓ４６−２５として出力する。
On the other hand, the current-
本実施形態では、図６に示すように、最初はレーザ１３のＡＰＣが実行され、次いでレーザ８、レーザ１４、レーザ１９、レーザ５、レーザ２０の順でＡＰＣが実行される。そして、２ライン目のＢＤ信号Ｓ４７が入力されると、レーザ１３、レーザ８、レーザ１４、レーザ１９、レーザ６、レーザ２１の順でＡＰＣが実行される。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the APC of the
つまり、図５Ｃに示したメモリマップにおける１番上の行が１ライン目にＡＰＣされるレーザ番号、２番目の行が２ライン目にＡＰＣするレーザ番号を示している。もちろん、同一ライン内で左に登録されているレーザから右に登録されているレーザへと、順次、ＡＰＣが実行される。 That is, the top row in the memory map shown in FIG. 5C indicates the laser number to be APC on the first line, and the second row indicates the laser number to be APC on the second line. Of course, APC is executed sequentially from the laser registered on the left to the laser registered on the right in the same line.
このメモリマップは、各レーザの頻度の総和（合計）とその約数に基づいて決定さればよいことがわかる。例えば、各レーザのＡＰＣの頻度が図５Ｂのような頻度であれば、頻度の総和は３６になる。例えば、総和である３６の約数として６を選択すれば、メモリマップは６×６となる。例えば、約数として９と４を選択すれば、図５Ｄに示したように、メモリマップは９×４となる。 It can be seen that this memory map may be determined based on the sum (total) of the frequencies of each laser and its divisor. For example, if the frequency of APC of each laser is as shown in FIG. For example, if 6 is selected as a divisor of 36 which is the sum, the memory map becomes 6 × 6. For example, if 9 and 4 are selected as divisors, the memory map is 9 × 4 as shown in FIG. 5D.
どのようなメモリマップにするか（約数をどのように選択するか）は、例えば、１走査周期で光量制御に使用できる時間の長さを基準とすればよい。例えば、当該時間が、４つのレーザまでしかＡＰＣできないような長さであれば、図５Ｄに示した９×４のメモリマップを採用すればよいだろう。 What kind of memory map is used (how to select a divisor) may be based on, for example, the length of time that can be used for light amount control in one scanning cycle. For example, if the time is long enough to APC up to four lasers, the 9 × 4 memory map shown in FIG. 5D may be adopted.
以上説明したように、本実施形態によれば、光源アレイにおける各光源の配置位置又は各光源が周囲の光源から受ける熱量に応じて、光量制御の頻度が光源ごとに決定される。よって、光源の配置や熱量の影響を考慮していない従来例と比較し、本実施形態は、各光源を相対的に精度良く光量制御できる。 As described above, according to the present embodiment, the frequency of light amount control is determined for each light source in accordance with the arrangement position of each light source in the light source array or the amount of heat received by each light source from surrounding light sources. Therefore, as compared with the conventional example in which the influence of the arrangement of the light sources and the amount of heat is not taken into account, the present embodiment can control the light amount of each light source with relatively high accuracy.
例えば、６×６のメモリマップを使用した場合、１ラインあたり６つのレーザのＡＰＣが実行される。そのため、６ラインで、すべてのレーザがＡＰＣを実行されることになる。例えば、熱の影響度が小さいレーザ１を１回ＡＰＣする間に、影響度が大きいレーザ１３を４回ＡＰＣできる。それゆえ、各レーザの発光特性の変化率が熱の影響度の差に依存していたとしても、本実施形態によれば、各レーザの光量を安定して維持できる。
For example, when a 6 × 6 memory map is used, APC of 6 lasers per line is executed. For this reason, all lasers perform APC in 6 lines. For example, the
なお、複数の光源の重心位置の近くに配置されている光源ほど光量制御の頻度が多くなるように決定し、重心位置から離れた位置に配置されている光源ほど光量制御の頻度が少なくなるように決定することが望ましい。なぜなら、レーザ１３のように重心位置に近いレーザほど熱の影響を強く受け、レーザ１のように重心位置から遠いレーザほど熱の影響を受けにくくなるからである。
In addition, it is determined that the frequency of light amount control is increased as the light source is arranged closer to the center of gravity position of the plurality of light sources, and the frequency of light amount control is decreased as the light source is disposed at a position far from the center of gravity position. It is desirable to decide on. This is because a laser closer to the center of gravity position such as the
なお、複数の光源のそれぞれについて予め定められた光量制御の頻度を記憶した記憶装置（例：メモリ５８）を用意すれば、動的に、頻度を決定する手間を省ける利点がある。 If a storage device (for example, the memory 58) that stores a predetermined light amount control frequency for each of a plurality of light sources is prepared, there is an advantage that it is possible to save time and effort for dynamically determining the frequency.
また、本実施形態では、５×５の面発光レーザにおいて、２５あるレーザのすべてを点灯させて画像形成することを前提として説明した。しかし、本発明は、これに限定されることはない。すなわち、すべてのレーザが使用されない場合であっても、本発明は、有効である。 Further, in the present embodiment, the description has been made on the assumption that all 25 lasers are turned on to form an image in a 5 × 5 surface emitting laser. However, the present invention is not limited to this. That is, the present invention is effective even when not all lasers are used.
例えば、１走査周期において同時発光するレーザは５つで、これをラインごとに切り替えることで、合計で１５個のレーザだけが使用されるものとする。この場合も、使用されるレーザの配置や熱量の影響度に応じて、各レーザの光量制御の頻度を決定すればよい。 For example, it is assumed that there are five lasers that emit light simultaneously in one scanning cycle, and only a total of 15 lasers are used by switching them for each line. Also in this case, the frequency of light quantity control of each laser may be determined according to the arrangement of lasers used and the degree of influence of the amount of heat.
図７Ａは、５×５の面発光レーザのうち画像形成に使用される１５個のレーザを示す図である。これによれば、レーザ３、４、８、９、１３、１４、１８、１９、２３及び２４を除く他のレーザが使用されることがわかる。図７Ｂは、実施形態に係る各レーザの例示的な光量制御の頻度情報を示す図である。使用されるレーザについてだけ頻度の情報が格納されていることがわかる。なお、図５Ｂによれば、頻度の総和は２５であることがわかる。
FIG. 7A is a diagram showing 15 lasers used for image formation among 5 × 5 surface emitting lasers. According to this, it can be seen that lasers other than the
図７Ｃは、実施形態に係るメモリマップの他の一例を示す図である。このメモリマップは、５×５のサイズを有している。すなわち、頻度の総和が２５であったため、その約数である５に基づいてメモリマップが形成されている。これによれば、１ラインで５つのレーザがＡＰＣを実行され、５つのラインですべてのレーザが少なくとも１回はＡＰＣを実行される。すなわち、ＡＰＣの周期は５ラインとなる。 FIG. 7C is a diagram illustrating another example of the memory map according to the embodiment. This memory map has a size of 5 × 5. That is, since the sum total of the frequencies is 25, the memory map is formed based on 5 which is a divisor thereof. According to this, five lasers in one line perform APC, and all lasers in five lines perform APC at least once. That is, the APC cycle is 5 lines.
図７Ｄは、面発光レーザを用いて回転多面鏡ーの面倒れの影響を緩和する例を示す図である。回転多面鏡３３の各ミラーは、製造誤差などによって、回転軸に対して傾いていることがある。これは、面倒れと呼ぶ。面倒れが存在する場合、感光体１１１におけるレーザの照射位置（スポット位置）が、ミラーごとに変わってしまう。
FIG. 7D is a diagram illustrating an example of mitigating the influence of surface tilt of a rotating polygon mirror using a surface emitting laser. Each mirror of the
そこで、図７Ｄが示すように、面倒れ成分を補正するための補正量に対応する列（Ａ列〜Ｃ列）のレーザが点灯する。なお、レーザ３、４など、Ａ列とＢ列との間に位置する各レーザは、面倒れを補正するために使用されない。これは、面発光レーザにおいて使用されるレーザが、一緒に取り付けられる回転多面鏡３３によって異なるためである。
Therefore, as shown in FIG. 7D, the lasers in the columns (A column to C column) corresponding to the correction amount for correcting the surface tilt component are turned on. In addition, each laser located between A row | line | columns and B row | line | columns, such as
このように、ミラーごとにＡ列、Ｂ列、Ｃ列を切り替えることで副走査方向の微小な走査ずれを補正する場合であっても、使用されるレーザの配置やその熱の影響度を加味してＡＰＣを実行可能となる。 As described above, even when correcting a slight scanning deviation in the sub-scanning direction by switching the A-line, the B-line, and the C-line for each mirror, the arrangement of the lasers used and the influence of the heat are taken into consideration. Thus, APC can be executed.
本実施形態では、２次元の面発光レーザを用いて出射光を外部のＰＤセンサ４５でモニタしてＡＰＣする光量制御部を一例として説明した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。例えば、１次元の端面発光レーザであってＰＤセンサをレーザパッケージ内に内蔵するタイプであっても、本発明を適用できる。
In the present embodiment, the light quantity control unit that performs APC by monitoring the emitted light with the
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、カウンタ５６及び５７のカウント値は固定であり、かつ、メモリ５８は不揮発メモリであるものとして説明した。しかし、本発明は、光源アレイにおける各光源の配置位置又は各光源が周囲の光源から受ける熱量に応じて、光量制御の頻度を光源ごとに決定できればよいため、この構成にのみ限定されるわけではない。すなわち、カウンタ５６及び５７のカウント値が可変であってもよい。また、メモリ５８は、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶素子であってもよい。この場合、メモリ５８には、不図示のＣＰＵ等からメモリ５８に記憶されているテーブルなどの情報が変更されてもよい。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the count values of the
図８は、実施形態に係る光量制御部の他の例示的なブロック図である。図４と共通する個所には同一の参照符号を付すことで説明を簡潔にする。 FIG. 8 is another exemplary block diagram of the light amount control unit according to the embodiment. Parts that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals to simplify the description.
ＣＰＵ８００は、バスＳ８２を介してメモリ５８へ、アドレスと対応付けてレーザ番号を書き込む。ＣＰＵ８００は、例えば、プリントジョブごとに、レーザ番号を書き換えてもよい。例えば、レーザ点灯開始時は、第１の実施形態で説明したメモリマップ（図５Ｃ）でＡＰＣを開始する。ＣＰＵ８００は、カウンタ５６及び５７から０から５の６値が出力されるよう、それぞれバスＳ８０、Ｓ８１を介して予め設定する。その後、タイマー８０１が点灯開始から所定時間が経過したことを計時すると、ＣＰＵ８００は、メモリ５８にアドレスに対応付けて記憶されているレーザ番号を書き換える。レーザ番号が書き換えられれば、各レーザの光量制御の頻度も変更される。なお、必要があれば、ＣＰＵ８００は、カウンタ５６、５７についてもカウントすべき値を変更する。このように、ＣＰＵ８００は、光源アレイの点灯時間に応じて各光源の光量制御の頻度を変更する変更手段の一例である。
The
図９Ａは、実施形態に係る各レーザの光量制御の頻度の一例を示す図である。面発光レーザのパッケージ内温度は、所定時間が経過すると、均衡するようになる。この場合、レーザ相互間の熱の影響が無視できるようになる。図９Ａが示すように、例えば、パッケージ内の温度が少し上昇したときは、各レーザの光量制御の好ましい頻度は、点灯開始時とは異なる。図９Ａに示される頻度も、各レーザの配置や熱の影響度に依存して決定されたものである。 FIG. 9A is a diagram illustrating an example of the frequency of light amount control of each laser according to the embodiment. The surface temperature of the surface emitting laser becomes balanced after a predetermined time. In this case, the influence of heat between the lasers can be ignored. As shown in FIG. 9A, for example, when the temperature in the package is slightly increased, the preferable frequency of the light amount control of each laser is different from that at the start of lighting. The frequency shown in FIG. 9A is also determined depending on the arrangement of each laser and the degree of influence of heat.
図９Ｂは、実施形態に係るレーザの点灯順序を記憶したメモリマップの一例を示す図である。図９Ｂのメモリマップは、図９Ａに示した頻度情報に対応して決定されている。頻度の総数は３５なので、約数は７と５である。ＣＰＵ８００は、カウンタ５６が０から６の７値を出力するよう設定する。また、ＣＰＵ８００は、カウンタ５７が０から４の５値を出力するよう設定する。また、ＣＰＵ８００は、図９Ｂに示したメモリマップを実現すべく、対応するアドレスにレーザ番号を書き込む。
FIG. 9B is a diagram illustrating an example of a memory map storing the lighting order of lasers according to the embodiment. The memory map of FIG. 9B is determined corresponding to the frequency information shown in FIG. 9A. Since the total number of frequencies is 35, the divisors are 7 and 5. The
図１０Ａは、実施形態に係る各レーザの光量制御の頻度の一例を示す図である。図１０Ａによれば、各レーザの温度が均衡し、それゆえ光量制御の頻度も均等になっていることが示されている。このように光量制御の頻度を均等に切り換えるタイミングは、複数のレーザにおける各温度が均一になるタイミングである。ただし、各レーザの温度を個別に測定するのはコストが高くなってしまう。そこで、各温度が均一になるのに要する時間を予め工場等で測定しておき、測定された所定時間をタイマー８０１で計時することが好ましいだろう。
FIG. 10A is a diagram illustrating an example of the frequency of light quantity control of each laser according to the embodiment. FIG. 10A shows that the temperatures of the lasers are balanced, and therefore the frequency of light quantity control is even. The timing for switching the light amount control frequency uniformly in this way is the timing at which the temperatures of the plurality of lasers become uniform. However, it is expensive to measure the temperature of each laser individually. Therefore, it is preferable to measure in advance the time required for the temperatures to be uniform at a factory or the like, and to measure the measured predetermined time with the
図１０Ｂは、実施形態に係るレーザの点灯順序を記憶したメモリマップの一例を示す図である。図１０Ｂのメモリマップは、図１０Ａに示した頻度情報に対応して決定されている。頻度の総数は２５なので、約数は５と５である。ＣＰＵ８００は、カウンタ５６、５７とも、０から４の５値を出力するよう設定する。また、ＣＰＵ８００は、図１０Ｂに示したメモリマップを実現すべく、対応するアドレスにレーザ番号を書き込む。このように、ＣＰＵ８００は、複数の光源における各温度が均一になると各光源の光量制御の頻度を均等に変更する変更手段の一例である。
FIG. 10B is a diagram illustrating an example of a memory map storing the lighting order of lasers according to the embodiment. The memory map of FIG. 10B is determined corresponding to the frequency information shown in FIG. 10A. Since the total number of frequencies is 25, the divisors are 5 and 5. The
例えば、ＣＰＵ８００は、タイマー８０１により計時された時間に応じて、上述したいくつかのメモリマップ（レーザ番号のテーブル）を切り換える。これには、点灯開始時のレーザ番号のテーブル（図５Ｃのメモリマップ）、遷移時のレーザ番号のテーブル（図９Ｂのメモリマップ）、及び均衡時のレーザ番号のテーブル（図１０Ｂのメモリマップ）があり。例えば、ＣＰＵ８００は、点灯時間が点灯開始から第１所定時間を超えると、図９Ｂのメモリマップへ書き換える。さらに、ＣＰＵ８００は、点灯時間が点灯開始から第２所定時間を超えると、図１０Ｂのメモリマップへ書き換える。このように、ＣＰＵ８００は、光源アレイの点灯時間に応じて各光源の光量制御の頻度を変更する変更手段の一例である。第１所定時間や第２所定時間は、工場等において得られた測定結果などから決定すればよい。
For example, the
第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果に加え、点灯時間や温度変化に応じてＡＰＣの頻度を変更することも可能になる。例えば、長時間にわり発光した後であっても安定したマルチビーム光量制御を実現可能となる。 According to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, it is also possible to change the frequency of APC according to the lighting time and temperature change. For example, stable multi-beam light quantity control can be realized even after light has been emitted for a long time.
Claims (8)
複数の前記光ビームを出射させる複数の光源を１つにパッケージングした光源アレイと、
前記複数の光源から出射された複数の光ビームを走査させる走査手段と、
前記光源から出射された光ビームを受光する受光手段と、
前記光源から出射される前記光ビームが前記感光体上を走査する期間とは異なる期間に前記光源から光ビームを出射させ、当該光ビームを受光した前記受光手段の受光結果に基づいて受光した光ビームを出射した光源から出射される光ビームの光量を制御する光量制御を実行する光量制御部と、を有し、
前記光ビームの複数回の走査周期における前記複数の光源に対する前記光量制御の実行頻度が前記光源アレイの重心に近い位置に配置された光源ほど前記光量制御の実行頻度が高いことを特徴とする走査光学装置。 A scanning optical device that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by scanning a light beam on the photosensitive member,
A light source array in which a plurality of light sources for emitting a plurality of the light beams are packaged in one;
Scanning means for scanning a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources;
A light receiving means for receiving a light beam emitted from the light source;
Light received based on the light reception result of the light receiving means that emits the light beam from the light source during a period different from the period during which the light beam emitted from the light source scans on the photoreceptor. A light amount control unit that performs light amount control for controlling the light amount of the light beam emitted from the light source that emitted the beam,
Scanning characterized in that the light quantity control execution frequency of the plurality of light sources in a plurality of scanning cycles of the light beam is higher as the light source is arranged closer to the center of gravity of the light source array. Optical device.
前記複数の光源それぞれに対応して設けられ、前記受光手段が受光した光ビームの光量に応じて出力する受光信号と前記複数の光源それぞれに対応する参照電圧とが入力され、前記受光信号の電圧と前記参照電圧とを比較し、比較結果に基づく駆動電流を出力する複数の比較器と、
前記受光手段と前記複数の比較器それぞれとの間に設けられる複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのいずれか１つをオンに制御するスイッチ制御手段であって、前記光ビームの複数回の走査周期において前記光源アレイの重心に近い位置に配置された光源ほど当該光源に対応する比較器と前記受光手段との間に設けられたスイッチがオンに制御される頻度が高くなるように前記複数のスイッチを制御するスイッチ制御手段と、を備え、
前記複数の光源は、前記複数の光源それぞれに対応する前記複数の比較器から出力される前記駆動電流が供給されることによって前記光ビームを出射することを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。 The light amount control unit
A light receiving signal provided corresponding to each of the plurality of light sources and output in accordance with the amount of light beam received by the light receiving means and a reference voltage corresponding to each of the plurality of light sources are input, and the voltage of the light receiving signal And a plurality of comparators for comparing the reference voltage and outputting a drive current based on the comparison result,
A plurality of switches provided between the light receiving means and each of the plurality of comparators;
Switch control means for controlling any one of the plurality of switches to be turned on, wherein a light source arranged closer to the center of gravity of the light source array in a plurality of scanning cycles of the light beam corresponds to the light source. Switch control means for controlling the plurality of switches so as to increase the frequency with which the switch provided between the comparator and the light receiving means is controlled to be on, and
2. The scanning according to claim 1, wherein the plurality of light sources emit the light beam by being supplied with the driving current output from the plurality of comparators corresponding to the plurality of light sources. Optical device.
前記複数の光源は、面発光レーザであることを特徴とする請求項１、２または５のいずれか１項に記載の走査光学装置。 Separating means for separating each of the plurality of light beams emitted from the plurality of light sources into a light beam incident on the scanning means and a light beam incident on the light receiving means;
The scanning optical apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light sources are surface-emitting lasers.
前記光量制御部は、前記記憶装置に記憶された前記光量制御の頻度に基づいて前記光量制御を実行することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の走査光学装置。 A storage device that stores a predetermined execution frequency of the light amount control for each of the plurality of light sources;
7. The scanning optical device according to claim 1, wherein the light amount control unit executes the light amount control based on a frequency of the light amount control stored in the storage device.
前記感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電器と、
帯電した前記感光体上を前記複数の光ビームを走査させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、
形成された前記トナー像を記録紙に転写する転写部と、
転写された前記トナー像を前記記録紙に定着させる定着器と
を含むことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus,
The photoreceptor;
A charger for charging the photoreceptor;
The scanning optical device according to claim 1, wherein an electrostatic latent image is formed on the photosensitive member by scanning the charged photosensitive member with the plurality of light beams.
A developing device for developing the electrostatic latent image to form a toner image;
A transfer portion for transferring the formed toner image to a recording paper;
An image forming apparatus comprising: a fixing device that fixes the transferred toner image on the recording paper.
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