JP5713746B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
半導体レーザ11の所定のLDが出力可能な最大となる光量値(最大光量)を検出し、最大光量を出射させるために所定のLDに供給される駆動電流を最大駆動電流(Iopmax)とする(最大値)。最大光量とは、図3(b)に示すI−L特性の通り、発光効率が『0』(変曲点)となる光量値を指す。
半導体レーザ11の指定ビームが最大光量の25%となる光量値(最小光量)を検出し、そのときの駆動電流を最小駆動電流(Iopmin)とする(最小値)。本実施形態では、最小光量を最大光量の25%としているが、半導体レーザ11の特性により最大光量が異なるため、最大光量に対する比率は25%に限定せずに任意の値でよい(最大光量に対して0%よりも大きく100%よりも小さい光量とする。)。
定電流(Iop1,Iop2,Iop3)設定は、発光効率が図3(b)に示すI−L特性のように閾値電流近傍で増加するため、図5に示すIopmax−Iopmin間の中央値以下に多くを設定する。以下に一例を示すが、設定比率は任意でよい。
Iopmax−Iopmin間の中心値をIop3(=Iopmin+ΔIop×1/2)とする。
上記5つの定電流値(Iopmin,Iop1,Iop2,Iop3,Iopmax)にて半導体レーザ11を発光させたときのモニタ電流信号15と上記電流値から以下の4次式の係数を算出して近似式を算出する。
P1=Im1=a(Iop1)4+b(Iop1)3+c(Iop1)2+d(Iop1)+e
P2=Im2=a(Iop2)4+b(Iop2)3+c(Iop2)2+d(Iop2)+e
P3=Im3=a(Iop3)4+b(Iop3)3+c(Iop3)2+d(Iop3)+e
Pmin=Immin=a(Iopmin)4+b(Iopmin)3+c(Iopmin)2+d(Iopmin)+e
(a,b,c,d,e:定数)
図5に示すグラフにおいて、第1象限と第2象限は縦軸が共に光量Poを表す。そして、第1象限の横軸はレーザ駆動電流Iop、第2象限の横軸はレーザ光を受光するPD14bの出力電流Imを表す。出力電流Imは、PDの特性から光量Poと図示のような比例関係にある。そのため、出力電流Imを測定すると、その時の光量Poを算出できるので、出力電流Imとレーザ駆動電流Iopとの関係を上記式で近似することができる。
(2)近似式算出制御(CAL)
(3)初期光量制御(INT−APC)
(4)BD検知
(5)ライン間光量制御(LINE−APC)
(6)画像出力
(7)初期状態(RESET)
レーザ制御信号22は、6種類の信号群(/RESET、MODE_SEL0・1・2、CH_SEL1・0)から構成される。図8の各動作モード内に記載された数字列は、レーザ制御信号22/MODE_SEL2・1・0の制御信号状態を記す値で0が信号の『L』、1が信号の『H』レベルである。レーザ制御装置12の主要仕様を下記に示す。
電流容量:10[mA]
出力ビーム数:4[beam]
分解能:9[bit]
次に、上記仕様のレーザ制御装置12が半導体レーザ11を制御する場合の制御方法について説明する。
(1)[停止]シーケンス
[停止]シーケンスは、画像形成装置1に電源が投入され、印字動作が始まるまでの期間で、図12A〜図12Dに示すディセーブル(『DISABLE』モード)に相当する。同モードにおけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『DISABLE』設定とする。レーザ制御装置12の半導体レーザ11に対する制御状態は、初期化状態と同様で、半導体レーザ11を消灯させる。制御移行への応答性を考慮してスイッチ36の設定は光量検出回路42とする。
(2)[近似式算出制御(CAL)]シーケンス
[近似式算出制御(CAL)]シーケンスでは、以下に説明する(A)光量検出、(B)電流設定及び(C)近似式算出の3つの動作が行われる。各シーケンス時のスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図12A〜図12Dに示す通りで行われる。以下、半導体レーザ11/LD1の近似式を算出する場合を例に説明する。
光量検出制御では、近似式算出時に必要な定電流設定値を求めるために、半導体レーザ11の最大光量時の駆動電流値(U/Dカウンタa51の出力値)が決定される。同制御におけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『近似式算出/光量検出』設定となる。
電流設定制御では、近似式算出時に必要な定電流設定値を求めるために、半導体レーザ11/LD1の最大光量の25%光量の駆動電流値(U/Dカウンタa51出力値)が決定される。同制御におけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『近似式算出/電流設定』の設定となる。
近似式算出制御では、上記電流設定制御で得られた定電流値によりを半導体レーザ11/LD1を順次発光させて、得られたI−V変換32の出力値から近似式を算出する。同制御におけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『近似式算出/近似式算出』の設定となる。
(3)[初期光量制御(INT−APC)]シーケンス
印字動作が開始されると初期光量制御(以下、「INT−APC」と略す。)を行う。状態制御部31は、画像制御装置3から出力されるレーザ制御信号22に基づいて『INT−APC』モードが選択される。同モードにおけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『初期光量制御』の設定となる。
(4)[BD検知]シーケンス
INT−APC完了後、[BD検知]シーケンスに入る。[BD検知]シーケンスは、光量安定後に画像出力時の基準となるレーザで発光させたビーム(ここではLD1)でBDセンサが受光した結果得られる信号を周期的に検出する。よって、BDセンサの受光感度による出力遅延変動を鑑みると定光量での検出が望ましい。
(5)[ライン間光量制御(LINE−APC)]
印字動作時の濃度安定を目的に、ライン間光量制御(以下、「LINE−APC」と略す。)は画像出力の直前に行う。状態制御部31は、画像制御装置3から出力されるレーザ制御信号22に基づいて『LINE−APC』モードが選択される。同モードにおけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『ライン間光量制御』の設定となる。
(6)[画像出力]シーケンス
LINE−APC完了後に画像出力を行う。状態制御部31では、画像制御装置3から出力されるレーザ制御信号22に基づいて『VIDEO発光』モードが選択される。同制御におけるスイッチ36及びデータセレクタa53〜d83の出力は図11A及び図11Bに示す『VIDEO発光』の設定となる。
2 光学走査装置
3 画像制御装置
11 半導体レーザ
12 レーザ制御装置
13 コリメートレンズ
14 光量検出ユニット
20 ビーム検出センサ(BD)
48 近似式算出回路
Claims (4)
- 画像信号に基づいて変調される複数の発光点を有する半導体レーザを備え、前記複数の発光点それぞれから出射されるレーザビームで感光体上を走査する画像形成装置であって、
前記複数の発光点それぞれにバイアス電流、又は前記バイアス電流と画像データに基づくパルス電流とを供給する電流供給手段と、
前記複数の発光点それぞれから出射されるレーザビームの光量を検出する検出手段と、
前記光量検出手段で検出される光量に基づいて前記複数の発光点それぞれが出射するレーザビームの光量が所定光量となるように前記複数の発光点に供給する電流値を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、少なくとも異なる3つの電流値の定電流を生成する定電流生成手段と、
前記定電流生成手段で生成される複数の定電流により前記複数の発光点の内の所定の発光点を発光させることによって前記検出手段によって検出される光量に基づいて電流−光量特性のn次近似式(n≧2)を算出し、該n次近似式と前記電流−光量特性における光量が0の値を示す軸線との交点に基づいてから前記複数の発光点の発光開始電流値を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記発光開始電流値に基づく値のバイアス電流を前記複数の発光点それぞれに供給するバイアス電流生成手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記定電流生成手段は、前記発光点が出力可能な最大光量時の駆動電流を最大値とし、当該駆動電流の最大値に対して、予め設定した光量で発光したときの駆動電流を最小値として、前記駆動電流の最大と最小値との間で定電流値を決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記定電流生成手段から出力される複数の定電流により前記所定の発光点から出射されたレーザビームは、前記算出手段によるn次近似式の算出毎に変更されることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
- 前記発光開始電流Ithと前記バイアス電流Ibとの関係は、Ib=αIth(α≦1)の関係にあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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