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JP2017039281A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2017039281A
JP2017039281A JP2015163243A JP2015163243A JP2017039281A JP 2017039281 A JP2017039281 A JP 2017039281A JP 2015163243 A JP2015163243 A JP 2015163243A JP 2015163243 A JP2015163243 A JP 2015163243A JP 2017039281 A JP2017039281 A JP 2017039281A
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JP
Japan
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light
laser
reference voltage
voltage
emitting element
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Pending
Application number
JP2015163243A
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Japanese (ja)
Inventor
関 雄一
Yuichi Seki
雄一 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US15/229,069 priority patent/US10496004B2/en
Priority to EP16183925.3A priority patent/EP3133446A1/en
Priority to KR1020160102693A priority patent/KR20170022891A/en
Priority to CN201610688978.0A priority patent/CN106468829A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of controlling a light quantity of laser beam with a simpler configuration than conventional ones.SOLUTION: An image forming apparatus includes: a semiconductor laser 12 for emitting laser beam to irradiate a photosensitive drum 25; a BD 20 which detects laser beam before irradiating the photosensitive drum 25 and outputs a BD signal 21 to be a reference for determining an irradiation start position of the photosensitive drum 25; and a laser circuit board 11. The laser circuit board 11 causes the semiconductor laser 12 to emit laser beam detected by the BD 20 with a first light quantity. When the BD sensor 20 outputs the BD signal, a laser control section 11 causes the semiconductor laser 12 to emit laser beam with a second light quantity.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、画像形成に用いられるレーザ光の光量制御技術に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a technique for controlling the amount of laser light used for image formation.

電子写真方式の画像形成装置は、感光体にレーザビームを照射して静電潜像を形成し、これに現像剤を付着させることで画像形成を行う。レーザビームは、半導体レーザ、回転多面鏡、及びf−θレンズ等を備える露光器を有する光走査装置から出力される。半導体レーザは、レーザ光を出力する。半導体レーザから出力されたレーザ光は、レーザビームとして回転多面鏡により周期的に偏向され、f−θレンズを介して感光体上を照射する。回転多面鏡の回転により、レーザビームは感光体上を走査する。   An electrophotographic image forming apparatus forms an electrostatic latent image by irradiating a photoreceptor with a laser beam, and forms an image by attaching a developer to the electrostatic latent image. The laser beam is output from an optical scanning device having an exposure device including a semiconductor laser, a rotating polygon mirror, an f-θ lens, and the like. The semiconductor laser outputs laser light. Laser light output from the semiconductor laser is periodically deflected as a laser beam by a rotating polygon mirror, and irradiates the photoconductor via an f-θ lens. The laser beam scans the photosensitive member by the rotation of the rotary polygon mirror.

光走査装置は、レーザビームを検知する検知センサ(以下、「BD(Beam Detector)」という。)を備える。BDは、レーザ光が感光体上を走査する前あるいは走査した後のレーザ光を受光する。BDは、レーザ光を受光することによってBD信号を生成する。BD信号は、1走査周期において画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを制御するために使用される。また、BD信号は、レーザドライバの制御モードの切り替えのタイミングを規定するために使用される。
特許文献1は、BD信号を生成するためにBDに入射させるレーザ光と感光体上を走査するレーザ光とが同一の光量となる画像形成装置を開示している。
The optical scanning device includes a detection sensor for detecting a laser beam (hereinafter referred to as “BD (Beam Detector)”). The BD receives the laser beam before or after the laser beam scans on the photosensitive member. The BD generates a BD signal by receiving laser light. The BD signal is used to control the emission timing of laser light based on image data in one scanning cycle. The BD signal is used to define the timing for switching the control mode of the laser driver.
Patent Document 1 discloses an image forming apparatus in which a laser beam incident on a BD to generate a BD signal and a laser beam that scans a photoconductor have the same light amount.

特開2005−280070号公報JP 2005-280070 A

しかしながら、特許文献1の画像形成装置には、以下のような課題がある。図8は、従来の光走査装置に用いられる半導体レーザの発光制御のタイミングチャートである。連続して画像を形成する場合などにおける画像形成装置本体の状態変化や画像形成装置の周囲の急激な環境変化に対応するべく、図8に示すように感光体を走査するレーザ光の光量を制御しなければならない場合が想定される。このとき、図8に示すように基準電圧Vrefの値を変化させることによって感光体上を走査するレーザ光の光量を制御する。このとき、従来の画像形成装置のようにBDに入射させるレーザ光の光量と感光体上を走査するレーザ光の光量を同一に設定すると、光量制御前と制御後とでBD信号の波形が変動してしまう。そのために、光量制御前と制御後とで画像の書き出し位置が異なってしまうという課題が生じる。このような課題を解決するために、BD信号を生成するためのレーザ光の光量制御と感光体上を走査するレーザ光の光量を制御することが可能な画像形成装置が望まれている。   However, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 has the following problems. FIG. 8 is a timing chart of light emission control of a semiconductor laser used in a conventional optical scanning device. In order to cope with a change in the state of the main body of the image forming apparatus and a sudden environmental change around the image forming apparatus when continuously forming images, the amount of laser light that scans the photosensitive member is controlled as shown in FIG. It is assumed that this must be done. At this time, as shown in FIG. 8, the amount of laser light scanned on the photosensitive member is controlled by changing the value of the reference voltage Vref. At this time, if the amount of laser light incident on the BD and the amount of laser light scanned on the photosensitive member are set to be the same as in a conventional image forming apparatus, the waveform of the BD signal fluctuates before and after the light amount control. Resulting in. Therefore, there arises a problem that the image writing position is different before and after the light amount control. In order to solve such problems, there is a demand for an image forming apparatus capable of controlling the light amount of laser light for generating a BD signal and the light amount of laser light that scans the photosensitive member.

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する発光素子を備える半導体レーザと、前記レーザ光の光量を制御するために前記発光素子から出射されたレーザ光を受光し、受光光量に応じた電圧の受光信号を生成する第1の受光素子と、前記発光素子から出射されたレーザ光が前記感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、同期信号を生成するために前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第2の受光素子と、前記同期信号の生成タイミングに基づいて、前記レーザ光の1走査周期における画像データに基づく前記レーザ光の出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、第1の基準電圧または第2の基準電圧を出力する出力手段と、コンデンサと、前記受光信号と前記出力手段が出力する基準電圧とが入力され、前記受光信号の電圧と前記第1の基準電圧または前記第2の基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記コンデンサの電圧を制御する電圧制御手段と、前記コンデンサの電圧に応じた値の電流を前記発光素子に供給する電流供給手段と、を備え、前記出力手段は、前記第2の受光素子に入射するレーザ光の光量を制御するために前記第1の基準電圧を出力し、前記感光体上を走査するレーザ光の光量を制御するために前記第2の基準電圧を出力することを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention that solves the above problems includes a photoconductor, a semiconductor laser including a light emitting element that emits laser light for exposing the photoconductor, and the light emission for controlling the amount of the laser light. A first light-receiving element that receives laser light emitted from the element and generates a light-receiving signal having a voltage corresponding to the amount of received light; and the laser light emitted from the light-emitting element scans the photoconductor. Based on the generation timing of the synchronization signal, a deflection unit that deflects the laser beam, a second light receiving element that receives the laser beam deflected by the deflection unit to generate a synchronization signal, Timing control means for controlling the emission timing of the laser beam based on image data in a scanning cycle; output means for outputting a first reference voltage or a second reference voltage; And the light reception signal and the reference voltage output from the output means are input, the voltage of the light reception signal is compared with the first reference voltage or the second reference voltage, and the capacitor is based on the comparison result. Voltage control means for controlling the voltage of the light source, and current supply means for supplying a current having a value corresponding to the voltage of the capacitor to the light emitting element, wherein the output means is a laser incident on the second light receiving element The first reference voltage is output in order to control the amount of light, and the second reference voltage is output in order to control the amount of laser light that scans the photosensitive member.

本発明の画像形成装置によれば、同期信号を生成するために偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第2の受光素子に入射させるレーザ光の光量と感光体上を露光するレーザ光の光量の両方を精度良く制御することができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, the amount of the laser light incident on the second light receiving element that receives the laser light deflected by the deflecting unit to generate the synchronization signal and the laser light that exposes the surface of the photoconductor. Both light quantities can be controlled with high accuracy.

画像形成装置の構成図。1 is a configuration diagram of an image forming apparatus. 露光器の構成図。The block diagram of an exposure device. レーザ制御部の構成図。The block diagram of a laser control part. (a)、(b)は基準電圧生成回路の説明図。(A), (b) is explanatory drawing of a reference voltage generation circuit. (a)、(b)は半導体レーザの発光制御を行う際のタイミングチャート。(A), (b) is a timing chart at the time of performing light emission control of a semiconductor laser. レーザ制御部の他の構成図。The other block diagram of a laser control part. (a)、(b)は半導体レーザの発光制御を行う際のタイミングチャート。(A), (b) is a timing chart at the time of performing light emission control of a semiconductor laser. 従来の半導体レーザの発光制御のタイミングチャート。6 is a timing chart of conventional semiconductor laser light emission control.

以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は、電子写真方式の画像形成装置の構成図である。画像形成装置1は、例えば複写機や複合機である。画像形成装置1は、複数の光走査装置2a、2b、2c、2d、制御部5、スキャナ500、作像部503、定着器504、給紙搬送部505、及び手差しトレイ509を備える。作像部503は、複数の光走査装置2a、2b、2c、2dそれぞれに対応する感光体であるところの複数の感光ドラム25、各感光ドラム25に対応して設けられる現像ユニット512、及び中間転写体511を備える。
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrophotographic image forming apparatus. The image forming apparatus 1 is, for example, a copying machine or a multifunction machine. The image forming apparatus 1 includes a plurality of optical scanning devices 2a, 2b, 2c, and 2d, a control unit 5, a scanner 500, an image forming unit 503, a fixing device 504, a paper feeding / conveying unit 505, and a manual feed tray 509. The image forming unit 503 includes a plurality of photosensitive drums 25 that are photosensitive members corresponding to the plurality of optical scanning devices 2a, 2b, 2c, and 2d, a developing unit 512 that is provided corresponding to each photosensitive drum 25, and an intermediate unit. A transfer body 511 is provided.

スキャナ500は、原稿台上に載置される原稿を照射し、その反射光を受光して原稿画像を光学的に読み取る。スキャナ500は、受光した反射光を電気信号に変換して出力する。制御部5は、スキャナ500から出力される電気信号を処理して原稿画像に応じた画像データを生成する。制御部5は、生成した画像データに基づいて光走査装置2a、2b、2c、2dの発光を制御する。   The scanner 500 irradiates a document placed on a document table, receives the reflected light, and optically reads a document image. The scanner 500 converts the received reflected light into an electrical signal and outputs it. The control unit 5 processes the electrical signal output from the scanner 500 and generates image data corresponding to the document image. The control unit 5 controls the light emission of the optical scanning devices 2a, 2b, 2c, and 2d based on the generated image data.

光走査装置2a、2b、2c、2dは、レーザ光(レーザビーム)を対応する感光ドラム25に照射する。作像部503は、各感光ドラム25を回転駆動し、帯電器によりその表面を帯電する。表面が帯電した感光ドラム25は、レーザビームの照射により表面に静電潜像が形成される。現像ユニット512は、現像剤としてトナーを収容しており、静電潜像にトナーを付着させることで現像する。これにより感光ドラム25にトナー像が形成される。感光ドラム25には、それぞれ異なる色のトナー像が形成される。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が感光ドラム25に形成される。各感光ドラム25に形成されたトナー像は、中間転写体511に重畳して転写される。これにより中間転写体511にフルカラーのトナー像が形成される。   The optical scanning devices 2a, 2b, 2c, and 2d irradiate the corresponding photosensitive drums 25 with laser beams (laser beams). The image forming unit 503 rotationally drives each photosensitive drum 25 and charges its surface with a charger. An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 25 whose surface is charged by laser beam irradiation. The developing unit 512 stores toner as a developer, and develops the toner by attaching the toner to the electrostatic latent image. As a result, a toner image is formed on the photosensitive drum 25. Different color toner images are formed on the photosensitive drum 25. For example, yellow, magenta, cyan, and black toner images are formed on the photosensitive drum 25. The toner images formed on the respective photosensitive drums 25 are transferred onto the intermediate transfer member 511 so as to be superimposed. As a result, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer member 511.

給紙搬送部505は、給紙カセット或いは手差しトレイ509に載置されるシートを中間転写体511と接触する位置まで搬送する。シートには、中間転写体511に形成されたトナー像が転写される。トナー像が転写されたシートは、定着器504に搬送される。定着器504は、トナー像をシートに熱圧着する。これによりシートに画像が定着する。画像が定着されたシートは、画像形成装置1の外部に排出される。以上のようにして画像形成装置1は、画像形成処理を行う。   A sheet feeding / conveying unit 505 conveys a sheet placed on a sheet feeding cassette or a manual feed tray 509 to a position where the sheet contacts with the intermediate transfer member 511. The toner image formed on the intermediate transfer member 511 is transferred to the sheet. The sheet on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 504. The fixing device 504 thermally press-bonds the toner image to the sheet. As a result, the image is fixed on the sheet. The sheet on which the image is fixed is discharged to the outside of the image forming apparatus 1. As described above, the image forming apparatus 1 performs the image forming process.

図2は、光走査装置2aの構成図である。光走査装置2a、2b、2c、2dは、同じ構成であるので、ここでは光走査装置2aについて説明し、他の光走査装置2b、2c、2dについては説明を省略する。   FIG. 2 is a configuration diagram of the optical scanning device 2a. Since the optical scanning devices 2a, 2b, 2c, and 2d have the same configuration, the optical scanning device 2a will be described here, and the description of the other optical scanning devices 2b, 2c, and 2d will be omitted.

光走査装置2aは、レーザ回路基板11、レーザ光を出射する半導体レーザ12、コリメートレンズ13、シリンドリカルレンズ14、回転多面鏡であるポリゴンミラー15a、f−θレンズ17、反射ミラー18、集光レンズ19、及びBD20を備える。   The optical scanning device 2a includes a laser circuit board 11, a semiconductor laser 12 that emits laser light, a collimating lens 13, a cylindrical lens 14, a polygon mirror 15a that is a rotating polygon mirror, an f-θ lens 17, a reflection mirror 18, and a condenser lens. 19 and BD20.

レーザ回路基板11には、後述する基準電圧生成回路33、レーザドライバ30および半導体レーザ12が実装されている。半導体レーザ12のLD12a(後述)から出射されるレーザ光は、コリメートレンズ13及びシリンドリカルレンズ14を通過してポリゴンミラー15aの反射面に入射する。ポリゴンミラー15aは、駆動モータ15により図中時計回りに回転駆動される。レーザ光は、感光ドラム25上を矢印方向に走査するようにポリゴンミラー15aにより偏向される。ポリゴンミラー15aにより偏向されたレーザ光は、f−θレンズ17を通過し、反射ミラー18によって反射されることで感光ドラム25上に導かれる。   A reference voltage generation circuit 33, a laser driver 30, and a semiconductor laser 12 to be described later are mounted on the laser circuit board 11. Laser light emitted from an LD 12a (described later) of the semiconductor laser 12 passes through the collimating lens 13 and the cylindrical lens 14 and enters the reflecting surface of the polygon mirror 15a. The polygon mirror 15a is driven to rotate clockwise in the figure by the drive motor 15. The laser beam is deflected by the polygon mirror 15a so as to scan the photosensitive drum 25 in the direction of the arrow. The laser beam deflected by the polygon mirror 15 a passes through the f-θ lens 17 and is reflected by the reflection mirror 18 to be guided onto the photosensitive drum 25.

BD20は、非画像領域を走査するレーザ光を受光するように配置されている。BD20は、ポリゴンミラー15aによって偏向されたレーザ光L1をf−θレンズ17および集光レンズ19を介して受光する。BD20は、光電変換素子であり、受光光量に応じた電圧の受光信号であるBD信号21(あるいは同期信号)を出力する。BD信号21は、制御部5に入力される。制御部5は、BD信号21を所定の電圧の閾値を用いてパルス信号に変換し、当該パルス信号の生成タイミングに基づいて、各走査周期における画像データに基づいたレーザ光の出射タイミング制御を行う。BD信号21は、ポリゴンミラー15aの複数の反射面それぞれに偏向されたレーザ光によって生成されるため、ポリゴンミラー15aの回転速度が安定している場合、一定周期で出力される。   The BD 20 is arranged to receive laser light that scans the non-image area. The BD 20 receives the laser beam L1 deflected by the polygon mirror 15a through the f-θ lens 17 and the condenser lens 19. The BD 20 is a photoelectric conversion element, and outputs a BD signal 21 (or a synchronization signal) that is a light reception signal having a voltage corresponding to the amount of received light. The BD signal 21 is input to the control unit 5. The control unit 5 converts the BD signal 21 into a pulse signal using a threshold of a predetermined voltage, and performs laser beam emission timing control based on image data in each scanning period based on the generation timing of the pulse signal. . Since the BD signal 21 is generated by the laser light deflected on each of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 15a, the BD signal 21 is output at a constant period when the rotation speed of the polygon mirror 15a is stable.

図3は、半導体レーザ12を駆動するための制御ブロック図である。レーザ回路基板11には、レーザドライバ30、基準電圧生成回路33、抵抗37、コンデンサ38、抵抗40、半導体レーザ12が実装されている。レーザ回路基板11はケーブルによって制御部5に接続されている。   FIG. 3 is a control block diagram for driving the semiconductor laser 12. A laser driver 30, a reference voltage generation circuit 33, a resistor 37, a capacitor 38, a resistor 40, and the semiconductor laser 12 are mounted on the laser circuit board 11. The laser circuit board 11 is connected to the control unit 5 by a cable.

半導体レーザ12は、レーザ光を出射する発光素子であるレーザダイオード(以下、「LD」という。)12aと、LD12aが出射したレーザ光を受光する受光素子であるフォトダイオード(以下、「PD」という。)12bと、を備える。LD12aは、レーザドライバ30から供給される電流ILDの値に応じた光量のレーザ光を出射する。PD12bは、受光光量に応じた値の電流Ipdをレーザドライバ30に入力する。本実施例の半導体レーザ12は双方向にレーザ光を出射する端面発光型半導体レーザである。半導体レーザ12が一方の側に出射するレーザ光はコリメートレンズ13に入射し、他方の側に出射するレーザ光はPD12bに入射する。   The semiconductor laser 12 includes a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) 12 a that is a light emitting element that emits laser light, and a photodiode (hereinafter referred to as “PD”) that is a light receiving element that receives the laser light emitted from the LD 12 a. .) 12b. The LD 12a emits a laser beam having a light amount corresponding to the value of the current ILD supplied from the laser driver 30. The PD 12 b inputs a current Ipd having a value corresponding to the amount of received light to the laser driver 30. The semiconductor laser 12 of this embodiment is an edge-emitting semiconductor laser that emits laser light in both directions. Laser light emitted from one side of the semiconductor laser 12 enters the collimating lens 13, and laser light emitted from the other side enters the PD 12b.

レーザドライバ30は、APC回路35(電圧制御回路)、スイッチ36、オペアンプ39、トランジスタ41、およびトランジスタ43を備える。レーザドライバ30には、制御部5からPWM信号であるビデオ信号42が入力される。ビデオ信号42は、トランジスタ42をON/OFFさせる信号である。例えば、ビデオ信号42が「High」レベルの場合、LD12aに電流ILDが流れる。LD12aは、電流ILDの値に応じた光量のレーザ光を出射する。一方、ビデオ信号42が「Low」レベルの場合、LD12aに電流ILDが流れない。トランジスタ41は、LD12aをON/OFFさせるためのスイッチであり、実質的に電流増幅機能を備えていないものとする。   The laser driver 30 includes an APC circuit 35 (voltage control circuit), a switch 36, an operational amplifier 39, a transistor 41, and a transistor 43. A video signal 42 which is a PWM signal is input from the control unit 5 to the laser driver 30. The video signal 42 is a signal for turning on / off the transistor 42. For example, when the video signal 42 is at the “High” level, the current ILD flows through the LD 12a. The LD 12a emits a laser beam having a light amount corresponding to the value of the current ILD. On the other hand, when the video signal 42 is at the “Low” level, the current ILD does not flow through the LD 12a. The transistor 41 is a switch for turning on / off the LD 12a, and does not substantially have a current amplification function.

電流ILDの値は、コンデンサ38の電圧と抵抗40の抵抗値によって規定される。抵抗40のアノード端子は、トランジスタ41のエミッタ端子に接続されている。抵抗40のカソード端子は、接地されている。トランジスタ41のコレクタ端子はトランジスタ43のエミッタ端子に接続されている。トランジスタ43のベース端子はコンパレータ39の出力端子に接続されている。   The value of the current ILD is defined by the voltage of the capacitor 38 and the resistance value of the resistor 40. The anode terminal of the resistor 40 is connected to the emitter terminal of the transistor 41. The cathode terminal of the resistor 40 is grounded. The collector terminal of the transistor 41 is connected to the emitter terminal of the transistor 43. The base terminal of the transistor 43 is connected to the output terminal of the comparator 39.

コンパレータ39、トランジスタ43、抵抗40はLD12aに電流ILDを供給するための電流供給回路として機能する。コンデンサ38は、コンパレータ39の非反転端子に接続されている。そのため、コンパレータ39の非反転端子の電圧V+はコンデンサ38の電圧と等しい。コンパレータ39の反転端子は、トランジスタ43のエミッタ端子および抵抗40のアノード端子に接続されている。そのため、コンパレータ39の反転端子の電圧V−は、抵抗40のアノード端子の電圧と等しい。   The comparator 39, the transistor 43, and the resistor 40 function as a current supply circuit for supplying the current ILD to the LD 12a. The capacitor 38 is connected to the non-inverting terminal of the comparator 39. Therefore, the voltage V + at the non-inverting terminal of the comparator 39 is equal to the voltage of the capacitor 38. The inverting terminal of the comparator 39 is connected to the emitter terminal of the transistor 43 and the anode terminal of the resistor 40. Therefore, the voltage V− at the inverting terminal of the comparator 39 is equal to the voltage at the anode terminal of the resistor 40.

コンパレータ39の反転端子の電圧V−は、電流ILDの値と抵抗40によって規定される。コンパレータ39は、非反転端子の電圧V+と反転端子のV−との比較結果に基づいてトランジスタ43のベース電圧を制御する。つまり、トランジスタ43のベース電圧は、コンデンサ38の電圧に対応する電圧になるように制御される。このようにトランジスタ43のベース電圧が制御されることによって、抵抗40のアノード端子の電圧が制御され、結果として電流ILDの値が制御される。   The voltage V− at the inverting terminal of the comparator 39 is defined by the value of the current ILD and the resistor 40. The comparator 39 controls the base voltage of the transistor 43 based on the comparison result between the voltage V + at the non-inverting terminal and V− at the inverting terminal. That is, the base voltage of the transistor 43 is controlled to be a voltage corresponding to the voltage of the capacitor 38. By controlling the base voltage of the transistor 43 in this way, the voltage of the anode terminal of the resistor 40 is controlled, and as a result, the value of the current ILD is controlled.

次に、APC(Automatic Power Control)について説明する。APCは、LD12aが出射するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行される。即ち、本実施例の画像形成装置1におけるAPCは、コンデンサ38を目標光量に対応する電圧に制御することである。本実施例の画像形成装置1は複数の目標光量が設定されている。複数の目標光量のうちの1つの目標光量はBD20に入射するレーザ光の目標光量(第1の目標光量)である。また、複数の目標光量のうちの他の目標光量は感光ドラム25上を走査するレーザ光の目標光量(第2の目標光量)である。本実施例のAPCは、レーザ光の光量を第1の目標光量および第2の目標光量に制御するために、レーザ光の1走査周期中にそれぞれ実行されるシーケンスである。本実施例の画像形成装置1は、レーザ光を第1の目標光量に制御するためのAPC(後述する第1光量制御モード)とレーザ光を第2の目標光量に制御するためのAPC(後述する第2光量制御モード)とをレーザ光の1走査周期中にそれぞれ1回ずつ実行する。   Next, APC (Automatic Power Control) will be described. APC is executed to control the amount of laser light emitted from the LD 12a to a target amount of light. That is, APC in the image forming apparatus 1 of the present embodiment is to control the capacitor 38 to a voltage corresponding to the target light amount. In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, a plurality of target light amounts are set. One target light amount among the plurality of target light amounts is a target light amount (first target light amount) of laser light incident on the BD 20. Further, the other target light amount among the plurality of target light amounts is a target light amount (second target light amount) of the laser light that scans on the photosensitive drum 25. The APC of this embodiment is a sequence that is executed during one scanning period of the laser light in order to control the light amount of the laser light to the first target light amount and the second target light amount. The image forming apparatus 1 according to the present exemplary embodiment includes an APC for controlling laser light to a first target light amount (first light amount control mode described later) and an APC for controlling laser light to a second target light amount (described later). The second light quantity control mode) is executed once during each scanning period of the laser light.

制御部5は、APCを実行する際にサンプルホールド信号によってスイッチ36を接続する。制御部5は、LD12aが出射するレーザ光の目標光量に対応する電圧設定信号31を出力する。本実施例において、電圧設定信号31は、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。制御部5は、レーザ光の目標光量に対応するパルス幅のPWM信号を出力する。   The control unit 5 connects the switch 36 by a sample hold signal when executing APC. The controller 5 outputs a voltage setting signal 31 corresponding to the target light amount of the laser light emitted from the LD 12a. In this embodiment, the voltage setting signal 31 is a PWM (Pulse Width Modulation) signal. The control unit 5 outputs a PWM signal having a pulse width corresponding to the target light amount of the laser light.

図4(a)は、基準電圧生成回路33の回路構成例示図である。基準電圧生成回路33は、FET(Field Effect Transistor)52を備える。FET52のドレイン端子は、固定電圧(例えば、5V)を出力する電圧源51に接続されている。FET52のゲート端子は、制御部5に接続されている。FET52のゲート端子には、制御部5から電圧設定信号31が入力される。FET52のソース端子は、抵抗53の一方の端子、抵抗55の一方の端子に接続されている。抵抗55の他方の端子は接地されている。抵抗53の他方の端子は、コンデンサ54に接続されている。   FIG. 4A is a circuit configuration example diagram of the reference voltage generation circuit 33. The reference voltage generation circuit 33 includes a field effect transistor (FET) 52. The drain terminal of the FET 52 is connected to a voltage source 51 that outputs a fixed voltage (for example, 5 V). The gate terminal of the FET 52 is connected to the control unit 5. The voltage setting signal 31 is input from the control unit 5 to the gate terminal of the FET 52. The source terminal of the FET 52 is connected to one terminal of the resistor 53 and one terminal of the resistor 55. The other terminal of the resistor 55 is grounded. The other terminal of the resistor 53 is connected to the capacitor 54.

FET52のゲート端子に入力されるPWM信号によってドレイン端子とソース端子とを接続或いは解除するスイッチング動作を実行する。FET52がONになることによって、FET52のソース端子の電圧は電圧源51が出力する電圧5[V]となる。一方、FET52がOFFになることによって、FET52のソース端子の電圧は0Vとなる。従って、FET52のソース端子の電圧は、PWM信号のデューティー比に応じて5Vと0Vの2値を取る。   A switching operation for connecting or releasing the drain terminal and the source terminal is executed by the PWM signal input to the gate terminal of the FET 52. When the FET 52 is turned on, the voltage at the source terminal of the FET 52 becomes the voltage 5 [V] output from the voltage source 51. On the other hand, when the FET 52 is turned OFF, the voltage at the source terminal of the FET 52 becomes 0V. Therefore, the voltage at the source terminal of the FET 52 takes a binary value of 5V and 0V according to the duty ratio of the PWM signal.

抵抗53およびコンデンサ54は、平滑化回路を構成する電子部品である。平滑化回路は、FET52のスイッチング動作によって変動するソース端子の電圧を平滑化した電圧Vrefを信号34として出力する。例えば、図4(b)に示すように、FET52のゲート端子に入力されるPWM信号のデューティー比が100[%]の場合、Vrefは5[V]となる。FET52のゲート端子に入力されるPWM信号のデューティー比が50[%]の場合、Vrefは2.5[V]となる。FET52のゲート端子に入力されるPWM信号のデューティー比が20[%]の場合、Vrefは1[V]となる。このようにPWM信号のパルス幅を制御することによって基準電圧Vrefを目標値に制御することができる。基準電圧生成回路33によって生成された信号34は、レーザドライバ30に内蔵されたAPC回路35に入力される。   The resistor 53 and the capacitor 54 are electronic components that constitute a smoothing circuit. The smoothing circuit outputs, as a signal 34, a voltage Vref obtained by smoothing the voltage of the source terminal that fluctuates due to the switching operation of the FET 52. For example, as shown in FIG. 4B, when the duty ratio of the PWM signal input to the gate terminal of the FET 52 is 100 [%], Vref is 5 [V]. When the duty ratio of the PWM signal input to the gate terminal of the FET 52 is 50 [%], Vref is 2.5 [V]. When the duty ratio of the PWM signal input to the gate terminal of the FET 52 is 20 [%], Vref is 1 [V]. Thus, the reference voltage Vref can be controlled to the target value by controlling the pulse width of the PWM signal. A signal 34 generated by the reference voltage generation circuit 33 is input to an APC circuit 35 built in the laser driver 30.

制御部5は、APCを実行する際にPWM信号42をHighレベルに設定する。これにより、LD12aには、コンデンサ38の電圧に対応する値の電流ILDが流れる。LD12aは、電流ILDの値に応じた光量のレーザ光を出射する。PD12bは、当該レーザ光を受光することによって、その光量に応じた値の電流Ipd(受光信号)を出力する。PD12bは、抵抗37およびAPC回路35に接続されている。電流Ipdは、抵抗37を介してグランドに流れる。抵抗37のアノードの電圧Vpdは、電流Ipdと抵抗37の抵抗値によって規定される。APC回路35には当該電圧Vpdが入力される。即ち、PD12bが電流Ipdを出力することによって、電圧Vpdが生成される。   The control unit 5 sets the PWM signal 42 to a high level when executing APC. As a result, a current ILD having a value corresponding to the voltage of the capacitor 38 flows through the LD 12a. The LD 12a emits a laser beam having a light amount corresponding to the value of the current ILD. The PD 12b receives the laser light and outputs a current Ipd (light reception signal) having a value corresponding to the amount of light. The PD 12 b is connected to the resistor 37 and the APC circuit 35. The current Ipd flows through the resistor 37 to the ground. The voltage Vpd at the anode of the resistor 37 is defined by the current Ipd and the resistance value of the resistor 37. The voltage Vpd is input to the APC circuit 35. That is, the voltage Vpd is generated when the PD 12b outputs the current Ipd.

APC回路35は、基準電圧Vrefと電圧Vpdとを比較するコンパレータ(不図示)を内蔵している。APC回路35は、基準電圧Vrefと電圧Vpdとの比較結果に基づいて、コンデンサ38の電圧を制御する。即ち、APC回路35は、基準電圧Vref>電圧Vpdの場合、コンデンサ38の電圧が増加するようにコンデンサ38を充電する。一方、APC回路35は、基準電圧Vref<電圧Vpdの場合、コンデンサ38の電圧が減少するようにコンデンサ38から電荷を放電する。APC回路35は、基準電圧Vref=電圧Vpdの場合、コンデンサ38の電圧を維持する。   The APC circuit 35 includes a comparator (not shown) that compares the reference voltage Vref and the voltage Vpd. The APC circuit 35 controls the voltage of the capacitor 38 based on the comparison result between the reference voltage Vref and the voltage Vpd. That is, when the reference voltage Vref> the voltage Vpd, the APC circuit 35 charges the capacitor 38 so that the voltage of the capacitor 38 increases. On the other hand, when the reference voltage Vref <voltage Vpd, the APC circuit 35 discharges the electric charge from the capacitor 38 so that the voltage of the capacitor 38 decreases. The APC circuit 35 maintains the voltage of the capacitor 38 when the reference voltage Vref = voltage Vpd.

制御部5は、APCが終了するとサンプルホールド信号によってスイッチ36の接続を解除する。スイッチ36が解除されることによって、コンデンサ38の電圧がホールドされる。   When the APC is completed, the control unit 5 releases the connection of the switch 36 by the sample hold signal. When the switch 36 is released, the voltage of the capacitor 38 is held.

このように レーザドライバ30がAPCを実行することによって、LD12aが出射するレーザ光の光量を目標光量に制御することができる。なお、通常、ビデオ信号42に関わらず、LD12aには画像形成中に待機電流としてのバイアス電流が供給されるが、本実施例は説明を簡易にするために、バイアス電流の説明を省略している。   Thus, when the laser driver 30 executes APC, the amount of laser light emitted from the LD 12a can be controlled to the target amount of light. Normally, regardless of the video signal 42, the LD 12a is supplied with a bias current as a standby current during image formation. However, in this embodiment, the description of the bias current is omitted for the sake of simplicity. Yes.

なお、基準電圧生成回路33は、制御部5に備えられていてもよい。また、基準電圧生成回路33は、電圧設定信号31がシリアル又はパラレルのnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号である場合、電圧設定信号31をデジタル−アナログ変換してVref34を生成してもよい。   The reference voltage generation circuit 33 may be provided in the control unit 5. In addition, when the voltage setting signal 31 is a serial or parallel n-bit (n is an integer of 2 or more) digital signal, the reference voltage generation circuit 33 performs digital-analog conversion on the voltage setting signal 31 to generate Vref 34. May be.

次に、光走査装置2aの起動後のレーザドライバ30の制御モードについて説明する。制御部5は、BD信号21の立ち下がりを起点とするタイミングで光走査装置2aの制御モードを切り換える。本実施例のレーザドライバ30の制御モードは、停止(DISCHARGE)モード、第1光量制御モード(APC(1))、第2光量制御モード(APC(2))、OFFモード、VIDEOモードを含む。制御部5は、制御モードを切り換えるために、当該5つのモードそれぞれに対応する3bitのコントロール信号(不図示)をレーザドライバ30に出力する。レーザドライバ30は、当該コントロール信号を受け取ることによって制御モードを切り換える。   Next, the control mode of the laser driver 30 after the activation of the optical scanning device 2a will be described. The control unit 5 switches the control mode of the optical scanning device 2a at the timing starting from the falling edge of the BD signal 21. The control mode of the laser driver 30 of the present embodiment includes a stop (DISCHARGE) mode, a first light quantity control mode (APC (1)), a second light quantity control mode (APC (2)), an OFF mode, and a VIDEO mode. The control unit 5 outputs a 3-bit control signal (not shown) corresponding to each of the five modes to the laser driver 30 in order to switch the control mode. The laser driver 30 switches the control mode by receiving the control signal.

停止モードは、画像形成をするためのジョブが入力されていない状態における待機モードである。第1光量制御モードは、BD20に入射するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行されるモードである。第2光量制御モードは、感光ドラム25上を走査するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行されるモードである。OFFモードは、LD12aからレーザ光を出射させないようにトランジスタ41をOFFに制御するモードである。VIDEOモードは、画像データに基づくレーザ光による感光ドラム25上の走査が実行されるモードである。VIDEOモードにおいて感光ドラム25上を走査するレーザ光の光量は、第2光量制御モードにおいて設定される。以下、各モードについて説明する。   The stop mode is a standby mode in a state where a job for image formation is not input. The first light amount control mode is a mode that is executed to control the light amount of the laser light incident on the BD 20 to the target light amount. The second light quantity control mode is a mode that is executed to control the light quantity of the laser light that scans the photosensitive drum 25 to the target light quantity. The OFF mode is a mode in which the transistor 41 is controlled to be OFF so that laser light is not emitted from the LD 12a. The VIDEO mode is a mode in which scanning on the photosensitive drum 25 by laser light based on image data is executed. The amount of laser light that scans the photosensitive drum 25 in the VIDEO mode is set in the second light amount control mode. Hereinafter, each mode will be described.

図5は、レーザ回路基板11の制御状態を示すタイミングチャートである。図5(a)は、光走査装置2aの起動時のタイミングチャートを表し、図5(b)は、画像形成中におけるレーザ光の1走査周期のタイミングチャートを表す。図5(a)に引き続き図5(b)のタイミングチャートに応じた処理が行われる。レーザドライバ30の制御状態は、BD信号21の立ち下がりを起点として制御部5によって切り換えられる。   FIG. 5 is a timing chart showing the control state of the laser circuit board 11. FIG. 5A shows a timing chart when the optical scanning device 2a is activated, and FIG. 5B shows a timing chart of one scanning cycle of laser light during image formation. Subsequent to FIG. 5A, processing corresponding to the timing chart of FIG. 5B is performed. The control state of the laser driver 30 is switched by the control unit 5 starting from the falling edge of the BD signal 21.

光走査装置2aの起動前において、制御部5は、レーザドライバ30の制御モードを停止(DISCHARGE)モードに設定する。停止モードにおいて、ホールドコンデンサ38には電荷が蓄積されていない。
画像形成装置1に画像データが入力されることによって、制御部5は、光走査装置2aのポリゴンミラー15aの回転を開始させるべく、モータドライバ16に加速信号を送信する。制御部5は、光走査装置2aの起動の際、レーザドライバ30の制御モードを第1制御モード(APC(1))に設定する。
本実施例の画像形成装置1は、BD信号21を用いてポリゴンミラー15aを目標回転速度で回転させる。BD20が出力する受光信号の電圧が閾値を超えないとBD信号21が生成されない。そのため、当該BD信号21が生成されるように、制御部5は、レーザドライバ30を第1光量制御モードに設定する。
Prior to activation of the optical scanning device 2a, the control unit 5 sets the control mode of the laser driver 30 to the stop (DISCHARGE) mode. In the stop mode, no charge is accumulated in the hold capacitor 38.
When the image data is input to the image forming apparatus 1, the control unit 5 transmits an acceleration signal to the motor driver 16 in order to start the rotation of the polygon mirror 15a of the optical scanning device 2a. The controller 5 sets the control mode of the laser driver 30 to the first control mode (APC (1)) when starting the optical scanning device 2a.
The image forming apparatus 1 of the present embodiment rotates the polygon mirror 15a at the target rotation speed using the BD signal 21. The BD signal 21 is not generated unless the voltage of the received light signal output from the BD 20 exceeds the threshold value. Therefore, the control unit 5 sets the laser driver 30 to the first light quantity control mode so that the BD signal 21 is generated.

図5(a)を用いて、光走査装置2aの起動時においてレーザドライバ30が実行する第1光量制御モードを説明する。制御部5は、第1光量制御モードにおいて、デューティー100%の電圧設定信号31を出力する。また、制御部5は、第1光量制御モードにおいて、Lowレベルのサンプルホールド信号を出力する。Lowレベルのサンプルホールド信号によってスイッチ36が接続状態となる。さらに、制御部5は、第1光量制御モードにおいて、「High」レベルのビデオ信号42を出力する。   A first light amount control mode executed by the laser driver 30 when the optical scanning device 2a is activated will be described with reference to FIG. The controller 5 outputs a voltage setting signal 31 with a duty of 100% in the first light quantity control mode. In addition, the control unit 5 outputs a low level sample hold signal in the first light quantity control mode. The switch 36 is connected by the low level sample hold signal. Further, the control unit 5 outputs the “High” level video signal 42 in the first light quantity control mode.

図5(a)において第1光量制御モードが開始された直後、コンデンサ38に電荷がチャージされていないため、抵抗40の両端に電位差は生じない。そのため、第1制御モード開始直後、LD12aに電流は流れない。従って、PD12bは、レーザ光の光量に対応する電流Ipdを出力しない。
APC回路35には、デューティー比100%の電圧設定信号31によって生成された基準電圧34が入力されている。APC回路35は、内部のコンパレータによる基準電圧34と電圧Vpdとの比較結果に基づいて、コンデンサ38を充電する。コンデンサ38の電圧はAPC回路35による充電によって電圧が増加する。コンデンサ38の電圧が増加することによって、抵抗40の両端の電位差が増加する。抵抗40の両端に電位差が生じることによって、電流ILDがLD12aに流れる。図5(a)に示すように、コンデンサ38の電圧がAPC回路35の充電によって増加することで、LD12が出射するレーザ光の光量(レーザ出力)が増加する。
Immediately after the first light quantity control mode is started in FIG. 5A, the capacitor 38 is not charged, so that no potential difference occurs between both ends of the resistor 40. Therefore, no current flows through the LD 12a immediately after the first control mode is started. Accordingly, the PD 12b does not output a current Ipd corresponding to the amount of laser light.
A reference voltage 34 generated by the voltage setting signal 31 having a duty ratio of 100% is input to the APC circuit 35. The APC circuit 35 charges the capacitor 38 based on the comparison result between the reference voltage 34 and the voltage Vpd by the internal comparator. The voltage of the capacitor 38 increases due to charging by the APC circuit 35. As the voltage of the capacitor 38 increases, the potential difference across the resistor 40 increases. When a potential difference is generated between both ends of the resistor 40, the current ILD flows through the LD 12a. As shown in FIG. 5A, the amount of laser light emitted from the LD 12 (laser output) increases as the voltage of the capacitor 38 increases as the APC circuit 35 is charged.

第1光量制御モードに設定された間、コンデンサ38の電圧が徐々に増加していく。コンデンサ38の電圧の増加に応じてLD12aから出射されるレーザ光の光量も増加する。レーザ光の光量がある程度増加することによってBD20が出力する受光信号が閾値を超えるため、BD信号21が生成される。その後、レーザドライバ30は、基準電圧34と電圧Vpdとが等しくなるまでコンデンサ38の電圧を制御する。BD20が、レーザ光L1を所定回数検知して、BD信号21を所定回数出力すると、レーザ制御モードが第2光量制御モード(APC(2))になり、光走査装置2aは、1ラインの画像形成時の発光制御を行う(図5(b))。   While the first light quantity control mode is set, the voltage of the capacitor 38 gradually increases. As the voltage of the capacitor 38 increases, the amount of laser light emitted from the LD 12a also increases. Since the light reception signal output from the BD 20 exceeds the threshold when the amount of laser light increases to some extent, the BD signal 21 is generated. Thereafter, the laser driver 30 controls the voltage of the capacitor 38 until the reference voltage 34 and the voltage Vpd become equal. When the BD 20 detects the laser beam L1 a predetermined number of times and outputs the BD signal 21 a predetermined number of times, the laser control mode becomes the second light quantity control mode (APC (2)), and the optical scanning device 2a performs an image of one line. Light emission control at the time of formation is performed (FIG. 5B).

制御部5は、BD信号21が目標周期で生成されるようになったことに応じて、画像形成を開始する。以下、図5(b)を用いて画像形成中にレーザドライバ30に設定される制御モードについて説明する。図5(b)は、BD信号の1周期のタイミングチャートを示す図である。画像形成中、レーザドライバ30は図5(b)に示す制御モードを1走査周期後毎に繰り返す。
図5(b)に示すように、制御部5は、1走査周期内においてレーザドライバ30の制御モードを、第1光量制御モード、OFFモード、第2光量制御モード、OFFモード、VDOモード、OFFモード、第1光量制御モードの順に切り換える。
The control unit 5 starts image formation in response to the BD signal 21 being generated at the target period. Hereinafter, a control mode set in the laser driver 30 during image formation will be described with reference to FIG. FIG. 5B is a timing chart for one cycle of the BD signal. During image formation, the laser driver 30 repeats the control mode shown in FIG. 5B every one scanning cycle.
As shown in FIG. 5 (b), the control unit 5 changes the control mode of the laser driver 30 within the one scanning cycle to the first light amount control mode, the OFF mode, the second light amount control mode, the OFF mode, the VDO mode, and OFF. The mode and the first light quantity control mode are switched in this order.

図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を生成するためにレーザドライバ30を第1光量制御モードに設定する。第1光量制御モードは上述したとおりである。制御部5は、最新のBD信号21を基準に次にレーザ光がBD20上を走査する少し前にレーザドライバ30を第1光量制御モードに設定する。レーザ光がBD20を走査する前にレーザ光の光量がデューティー比100%の電圧設定信号31に対応する光量に達しており、BD信号21はその光量のレーザ光によって生成される。   As illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 sets the laser driver 30 to the first light quantity control mode in order to generate the BD signal 21. The first light quantity control mode is as described above. The controller 5 sets the laser driver 30 to the first light quantity control mode slightly before the next laser beam scans the BD 20 with the latest BD signal 21 as a reference. Before the laser beam scans the BD 20, the light amount of the laser beam reaches a light amount corresponding to the voltage setting signal 31 having a duty ratio of 100%, and the BD signal 21 is generated by the laser beam having the light amount.

続いて、図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30を第1光量制御モードからOFFモードに切り替える。OFFモードにおいて、制御部5は、「High」レベルのサンプルホールド信号を出力する。レーザドライバ30は、「High」レベルのサンプルホールド信号を受け取ることによって、スイッチ36の接続を解除する。そのため、コンデンサ38の電圧は、OFFモードに切り替わる直前の第1光量制御モードにおいて設定された電圧となっている。そして、スイッチ36が解除されているため、コンデンサ38はAPC回路35によって充放電されない。
また、OFFモードにおいて、制御部5はビデオ信号42を出力しない。そのため、OFFモードにおいて、トランジスタ41がOFFとなり、LD12aには電流ILDは流れない。さらに、OFFモードにおいて、制御部5は、デューティー比が100%以下の電圧設定信号31をレーザドライバ30に出力する。なお、図5(b)は、制御部5がデューティー比25%の電圧設定信号31を出力している様子を示している。
Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the first light amount control mode to the OFF mode at a timing based on the BD signal 21. In the OFF mode, the control unit 5 outputs a “High” level sample hold signal. The laser driver 30 releases the connection of the switch 36 by receiving the “High” level sample hold signal. Therefore, the voltage of the capacitor 38 is the voltage set in the first light quantity control mode immediately before switching to the OFF mode. Since the switch 36 is released, the capacitor 38 is not charged / discharged by the APC circuit 35.
In the OFF mode, the control unit 5 does not output the video signal 42. Therefore, in the OFF mode, the transistor 41 is turned OFF and the current ILD does not flow through the LD 12a. Further, in the OFF mode, the control unit 5 outputs a voltage setting signal 31 having a duty ratio of 100% or less to the laser driver 30. FIG. 5B shows a state where the control unit 5 outputs a voltage setting signal 31 with a duty ratio of 25%.

図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30をOFFモードから第2光量制御モードに切り替える。第2光量制御モードにおいて、制御部5は、「Low」レベルのサンプルホールド信号を出力する。レーザドライバ30は、「Low」レベルのサンプルホールド信号を受け取ることによって、スイッチ36を接続する。
また、第2光量制御モードにおいて、制御部5は「High」レベルのビデオ信号42を出力する。そのため、第2光量制御モードにおいて、トランジスタ41がONとなり、LD12aには電流ILDが流れ、LD12aは、電流ILDの値に応じた光量のレーザ光を出射する。さらに、第2光量制御モードにおいて、切り替わる直前のOFFモードにおいて出力していたデューティー比の電圧設定信号31を継続して出力する。
As shown in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the OFF mode to the second light quantity control mode at a timing with the BD signal 21 as a reference. In the second light quantity control mode, the control unit 5 outputs a “Low” level sample hold signal. The laser driver 30 connects the switch 36 by receiving a “Low” level sample hold signal.
Further, in the second light quantity control mode, the control unit 5 outputs a video signal 42 of “High” level. Therefore, in the second light quantity control mode, the transistor 41 is turned on, a current ILD flows through the LD 12a, and the LD 12a emits a laser beam having a light quantity corresponding to the value of the current ILD. Furthermore, in the second light quantity control mode, the voltage setting signal 31 having the duty ratio output in the OFF mode immediately before switching is continuously output.

第2光量制御モードにおいて、LD12aから出射されたレーザ光は、PD12bに入射する。PD12bは、受光した光量に応じた値の電流Ipdを出力する。APC回路35には、抵抗37の一端側の電圧が入力されている。そして、APC回路35には、デューティー比25%の電圧設定信号31によって生成された基準電圧34が入力されている。APC回路35は、内部のコンパレータによって基準電圧34と電圧Vpdとの比較結果に基づいて、コンデンサ38を放電する。   In the second light quantity control mode, the laser light emitted from the LD 12a enters the PD 12b. The PD 12b outputs a current Ipd having a value corresponding to the amount of received light. A voltage at one end of the resistor 37 is input to the APC circuit 35. The APC circuit 35 is supplied with a reference voltage 34 generated by a voltage setting signal 31 having a duty ratio of 25%. The APC circuit 35 discharges the capacitor 38 based on the comparison result between the reference voltage 34 and the voltage Vpd by an internal comparator.

図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30を第2光量制御モードからOFFモードに切り替える。OFFモードは、前述しているため、説明を省略する。   As illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the second light amount control mode to the OFF mode at a timing based on the BD signal 21. Since the OFF mode has been described above, a description thereof will be omitted.

続いて、図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30をOFFモードからVDOモードに切り替える。VDOモードにおいて、制御部5は、直前のOFFモードから引き続き「High」レベルのサンプルホールド信号を出力する。そのため、レーザドライバ30のスイッチ36の接続は解除されている。スイッチ36の接続が解除されているため、コンデンサ38の電圧は、直前の第2光量制御モードにおいて設定された電圧となっている。そして、スイッチ36が解除されているため、コンデンサ38はAPC回路35によって充放電されない。   Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the OFF mode to the VDO mode at a timing based on the BD signal 21. In the VDO mode, the control unit 5 continues to output a “High” level sample hold signal from the immediately preceding OFF mode. Therefore, the connection of the switch 36 of the laser driver 30 is released. Since the switch 36 is disconnected, the voltage of the capacitor 38 is the voltage set in the immediately preceding second light quantity control mode. Since the switch 36 is released, the capacitor 38 is not charged / discharged by the APC circuit 35.

VDOモードにおいて、制御部5は画像データに基づいて生成されたビデオ信号(PWM信号)を出力する。そのため、VDOモードにおいて、トランジスタ41は、VDO信号のパルスに基づいてON/OFF制御される。トランジスタ41がONとなる場合、LD12aには電流ILDが流れる。このときLD12aに流れる電流ILDの値は、第2光量制御モードにおいて設定されたコンデンサ38の電圧に基づく。即ち、LD12aに流れる電流ILDは、抵抗40の両端子の電位差および抵抗40の抵抗値によって規定される。抵抗40の一端側の電圧はコンデンサ38の電圧に基づく。   In the VDO mode, the control unit 5 outputs a video signal (PWM signal) generated based on the image data. Therefore, in the VDO mode, the transistor 41 is ON / OFF controlled based on the pulse of the VDO signal. When the transistor 41 is turned on, the current ILD flows through the LD 12a. At this time, the value of the current ILD flowing through the LD 12a is based on the voltage of the capacitor 38 set in the second light quantity control mode. That is, the current ILD flowing through the LD 12 a is defined by the potential difference between both terminals of the resistor 40 and the resistance value of the resistor 40. The voltage at one end of the resistor 40 is based on the voltage of the capacitor 38.

続いて、図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30をVDOモードからOFFモードに切り替える。OFFモードは、前述しているため、説明を省略する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the VDO mode to the OFF mode at a timing based on the BD signal 21. Since the OFF mode has been described above, a description thereof will be omitted.

続いて、図5(b)に示すように、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ30をOFFモードから第1光量制御モードに切り替える。上述したように、制御部5は、第1光量制御モードにおいて、デューティー100%の電圧設定信号31を出力する。また、制御部5は、第1光量制御モードにおいて、Lowレベルのサンプルホールド信号を出力する。Lowレベルのサンプルホールド信号によってスイッチ36が接続状態となる。さらに、制御部5は、第1光量制御モードにおいて、「High」レベルのビデオ信号を出力する。第1光量制御モードに切り替わる直前における、コンデンサ38の電圧は、第2光量制御モードによって設定された電圧である。第1光量制御モードにおいて、APC回路35は、デューティー比100%の電圧設定信号に対応する基準電圧34とVpdとの比較結果に基づいてコンデンサ38を充電する。   Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the control unit 5 switches the laser driver 30 from the OFF mode to the first light amount control mode at a timing based on the BD signal 21. As described above, the control unit 5 outputs the voltage setting signal 31 having a duty of 100% in the first light quantity control mode. In addition, the control unit 5 outputs a low level sample hold signal in the first light quantity control mode. The switch 36 is connected by the low level sample hold signal. Further, the controller 5 outputs a “High” level video signal in the first light quantity control mode. The voltage of the capacitor 38 immediately before switching to the first light quantity control mode is a voltage set in the second light quantity control mode. In the first light quantity control mode, the APC circuit 35 charges the capacitor 38 based on the comparison result between the reference voltage 34 corresponding to the voltage setting signal having a duty ratio of 100% and Vpd.

ここで、第2光量制御モードについて説明する。電子写真方式の画像形成装置1は、感光ドラム25上を露光するレーザ光を、装置の状態に応じて制御する必要がある。即ち、感光ドラム25の経時劣化や画像形成装置1が置かれた環境状態(温度、湿度)によって感光ドラム25のレーザ光に対する感度が変化する。また、現像ユニット512内部に格納されたトナーの帯電量は環境状態によって変化する。このような変化は、画像形成装置1が出力する画像の濃度と、ユーザが求める画像の濃度と、が異なる要因となる。このような課題を解決するために、電子写真方式の画像形成装置1は、装置の電源ON直後、所定枚数のシートに画像形成するなどの所定条件を満たしたことに応じてLD12aの光量を制御する。例えば、画像形成装置1は、中間転写ベルト511上に形成した各色の濃度検出用パターンを形成し、その検出結果に基づいて各色に対応するLD12aの光量を制御している。   Here, the second light quantity control mode will be described. The electrophotographic image forming apparatus 1 needs to control laser light for exposing the photosensitive drum 25 in accordance with the state of the apparatus. That is, the sensitivity of the photosensitive drum 25 to the laser light varies depending on the deterioration of the photosensitive drum 25 with time and the environmental state (temperature, humidity) in which the image forming apparatus 1 is placed. Further, the charge amount of the toner stored in the developing unit 512 varies depending on the environmental state. Such a change causes a difference between the image density output from the image forming apparatus 1 and the image density required by the user. In order to solve such a problem, the electrophotographic image forming apparatus 1 controls the light quantity of the LD 12a immediately after the apparatus is turned on in response to satisfying a predetermined condition such as forming an image on a predetermined number of sheets. To do. For example, the image forming apparatus 1 forms a density detection pattern for each color formed on the intermediate transfer belt 511, and controls the light quantity of the LD 12a corresponding to each color based on the detection result.

このように、制御部5が1走査周期内において上述した制御モードの切り替えを実行することによって、BD20に入射させるレーザ光の光量制御と感光ドラム25上を走査するレーザ光の光量制御を個別に行うことができる。それによって、BD20に入射させるレーザ光の光量と感光ドラム25上を露光するレーザ光の光量の両方を精度良く制御することができる。BD20に入射するレーザ光の光量は感光ドラム25を露光するレーザ光の光量とは無関係に略一定に制御されるため、感光ドラム25を露光するレーザ光の光量に関わらず主走査方向に画像の書出し位置を略一定にすることができる。感光ドラム25を露光するレーザ光の光量は、BD20に入射させるレーザ光の光量より少ない。そのために、基準電圧34は、BD20に入射させるレーザ光を出射させるときの基準電圧が、感光ドラム25を露光するレーザ光を出射させるときの基準電圧以上の値となる。
なお、BD信号21を生成するための電圧設定信号31のデューティー比は100%でなくても良い。例えばBD信号21を生成するための電圧設定信号31のデューティー比は、BD20の光電変換素子のゲイン等によって組立時に装置個々に調整されることが望ましい。
As described above, the control unit 5 executes the switching of the control mode described above within one scanning cycle, thereby individually controlling the light amount control of the laser light incident on the BD 20 and the light amount control of the laser light scanning on the photosensitive drum 25. It can be carried out. As a result, both the amount of laser light incident on the BD 20 and the amount of laser light exposed on the photosensitive drum 25 can be accurately controlled. Since the amount of laser light incident on the BD 20 is controlled to be substantially constant regardless of the amount of laser light that exposes the photosensitive drum 25, the image in the main scanning direction is controlled regardless of the amount of laser light that exposes the photosensitive drum 25. The writing position can be made substantially constant. The amount of laser light that exposes the photosensitive drum 25 is less than the amount of laser light that enters the BD 20. For this reason, the reference voltage 34 is equal to or higher than the reference voltage when the laser light for exposing the photosensitive drum 25 is emitted when the laser light incident on the BD 20 is emitted.
Note that the duty ratio of the voltage setting signal 31 for generating the BD signal 21 may not be 100%. For example, it is desirable that the duty ratio of the voltage setting signal 31 for generating the BD signal 21 is adjusted individually for each device at the time of assembly by the gain of the photoelectric conversion element of the BD 20.

(実施例2)
図6は、レーザ回路基板11の他の構成図である。実施例2のレーザ回路基板11は、それぞれ発光する複数の発光素子であるLD12a、12cの発光制御を行う。レーザ回路基板11は、図3のレーザドライバ30と同じ構成の複数のレーザドライバ60a、60bを備える。レーザドライバ60aおよびレーザドライバ60bは1つのICであっても良いし、別体のICであっても良い。レーザドライバ60a、60bの各々の構成は、実施例1のレーザドライバ30と同じ構成であるので、説明を省略する。制御部5は、2つのレーザドライバ60a、60bのそれぞれに、サンプルホールド信号62a、62b及びビデオ信号72a、72bを入力する。
(Example 2)
FIG. 6 is another configuration diagram of the laser circuit board 11. The laser circuit board 11 of Example 2 performs light emission control of the LDs 12a and 12c, which are a plurality of light emitting elements that emit light. The laser circuit board 11 includes a plurality of laser drivers 60a and 60b having the same configuration as the laser driver 30 of FIG. The laser driver 60a and the laser driver 60b may be one IC or separate ICs. Since the configuration of each of the laser drivers 60a and 60b is the same as that of the laser driver 30 of the first embodiment, description thereof is omitted. The control unit 5 inputs the sample hold signals 62a and 62b and the video signals 72a and 72b to the two laser drivers 60a and 60b, respectively.

レーザ回路基板11は、2つのレーザドライバ60a、60bの他に、基準電圧生成回路33及びPD切替器80を備える。基準電圧生成回路33は、図3に示すものと同じ構成、機能であり、制御部5から入力される電圧設定信号31に応じてVref34を生成する。PD切替器80は、制御部5から入力されるPD切替信号81に応じてPD12bから出力された電流Ipdを、レーザドライバ60a及びレーザドライバ60bのいずれか一方に入力する。   The laser circuit board 11 includes a reference voltage generation circuit 33 and a PD switch 80 in addition to the two laser drivers 60a and 60b. The reference voltage generation circuit 33 has the same configuration and function as those shown in FIG. 3 and generates Vref 34 according to the voltage setting signal 31 input from the control unit 5. The PD switch 80 inputs the current Ipd output from the PD 12b in response to the PD switching signal 81 input from the control unit 5 to one of the laser driver 60a and the laser driver 60b.

図7は、図6のレーザ回路基板11の制御状態を示すタイミングチャートである。図7(a)は、光走査装置2aの起動時のタイミングチャートを表し、図7(b)は、1ラインの画像形成中におけるレーザ光の1走査周期タイミングチャートを表す。図7(a)に引き続き図7(b)のタイミングチャートに応じた処理が行われる。レーザ回路基板11は、制御部5から入力されるサンプルホールド信号62a、62b及びビデオ信号72a、72bに応じて、BD信号21の立ち下がりを起点として半導体レーザ12の発光制御を行う。本実施例の画像形成装置1は、LD12aから出射されるレーザ光L1をBD20に入射させることによってBD信号21を生成する。LD12cから出射されるレーザ光L2はBD信号21の生成に寄与しない。図7は、BD20がLD12aから出力されるレーザ光L1を受光することにより出力するBD信号21を基準としたタイムチャートである。レーザドライバ60a、60bは、BD信号21の立ち下がりを起点として制御状態が決められる。   FIG. 7 is a timing chart showing a control state of the laser circuit board 11 of FIG. FIG. 7A shows a timing chart when the optical scanning device 2a is activated, and FIG. 7B shows a timing chart of one scanning cycle of laser light during image formation of one line. Subsequent to FIG. 7A, processing corresponding to the timing chart of FIG. 7B is performed. The laser circuit board 11 performs light emission control of the semiconductor laser 12 based on the falling edge of the BD signal 21 in accordance with the sample hold signals 62a and 62b and the video signals 72a and 72b input from the control unit 5. The image forming apparatus 1 according to the present embodiment generates the BD signal 21 by causing the laser light L1 emitted from the LD 12a to enter the BD 20. The laser beam L2 emitted from the LD 12c does not contribute to the generation of the BD signal 21. FIG. 7 is a time chart based on the BD signal 21 output when the BD 20 receives the laser light L1 output from the LD 12a. The laser drivers 60a and 60b are controlled in their control states starting from the falling edge of the BD signal 21.

光走査装置2aの起動前において、制御部5は、レーザドライバ60a、60bの制御モードを停止(DISCHARGE)モードに設定する。停止モードにおいて、ホールドコンデンサ68a(第1のコンデンサ)、ホールドコンデンサ68b(第2のコンデンサ)には電荷が蓄積されていない。   Prior to activation of the optical scanning device 2a, the control unit 5 sets the control mode of the laser drivers 60a and 60b to a stop (DISCHARGE) mode. In the stop mode, no charge is accumulated in the hold capacitor 68a (first capacitor) and the hold capacitor 68b (second capacitor).

画像形成装置1に画像データが入力されることによって、制御部5は、光走査装置2aのポリゴンミラー15aの回転を開始させるべく、モータドライバ16に加速信号を送信する。制御部5は、光走査装置2aの起動の際、レーザドライバ60aの制御モードを第1光量制御モード(LD1−APC(1))に設定する。なお、第1光量制御モードが実行されている間、レーザドライバ60bはOFFモードとなる。また、図7(a)、図7(b)に示すOFFモードは、レーザドライバ60a、60bが共にOFFモードになることを示している。OFFモードにおいて、制御部5はLowレベルのPWM信号72a、72bを出力する。これによって、トランジスタ71a、71bがOFF状態となり、LD12aに電流ILD1は流れず、LD12cにも電流ILD2は流れない。   When the image data is input to the image forming apparatus 1, the control unit 5 transmits an acceleration signal to the motor driver 16 in order to start the rotation of the polygon mirror 15a of the optical scanning device 2a. The controller 5 sets the control mode of the laser driver 60a to the first light quantity control mode (LD1-APC (1)) when the optical scanning device 2a is activated. Note that the laser driver 60b is in the OFF mode while the first light quantity control mode is being executed. Further, the OFF mode shown in FIGS. 7A and 7B indicates that both the laser drivers 60a and 60b are in the OFF mode. In the OFF mode, the control unit 5 outputs Low level PWM signals 72a and 72b. As a result, the transistors 71a and 71b are turned off, the current ILD1 does not flow through the LD 12a, and the current ILD2 does not flow through the LD 12c.

第1光量制御モード(LD1−APC(1))において、制御部5は、PWM信号72aをHighレベルに設定し、PWM信号72bをLowレベルに設定する。これによって、トランジスタ71aがON状態となり、トランジスタ71bがOFF状態となる。また、第1光量制御モードにおいて、制御部5は、デューティー100%の電圧設定信号31を出力する。また、第1光量制御モードにおいて、制御部5は、HighレベルのPD切換信号81を出力してPD12bと抵抗67aとを接続するとともに、Lowレベルのサンプルホールド信号62aを出力することによってスイッチ66aを接続する(サンプル状態)。このとき、サンプルホールド信号62bはHighレベルであり、スイッチ66bは非接続状態である(ホールド状態)。   In the first light quantity control mode (LD1-APC (1)), the control unit 5 sets the PWM signal 72a to the high level and sets the PWM signal 72b to the low level. As a result, the transistor 71a is turned on and the transistor 71b is turned off. In the first light quantity control mode, the control unit 5 outputs a voltage setting signal 31 with a duty of 100%. Further, in the first light quantity control mode, the control unit 5 outputs the high level PD switching signal 81 to connect the PD 12b and the resistor 67a, and outputs the low level sample hold signal 62a to thereby switch the switch 66a. Connect (sample state). At this time, the sample hold signal 62b is at a high level, and the switch 66b is in a disconnected state (hold state).

第1光量制御モードにおいて、レーザドライバ60aは、デューティー比100%の電圧設定信号31が平滑化されたVref34の値と抵抗67aの接地されていない側の端子電圧Vpd1との差が低減するように、コンデンサ68aを徐々に充電する。コンデンサ68aの電圧の増加に応じて、LD12aから出射されるレーザ光L1の光量も増加する。LD12aから出射されるレーザ光L1の光量がある程度増加することによってBD20が出力する受光信号が閾値を超えるため、BD信号21が生成される。その後、レーザドライバ30は、基準電圧34と端子電圧Vpd1とが等しくなるまでコンデンサ68aの電圧を制御する。BD20が、レーザ光L1を所定回数検知してBD信号21を所定回数出力すると、レーザ制御モードが第2光量制御モード(LD1−APC(2))になる。光走査装置2aは、1ラインの画像形成時の発光制御を行う(図7(b))。   In the first light quantity control mode, the laser driver 60a reduces the difference between the value of Vref34 obtained by smoothing the voltage setting signal 31 having a duty ratio of 100% and the terminal voltage Vpd1 on the non-grounded side of the resistor 67a. The capacitor 68a is gradually charged. As the voltage of the capacitor 68a increases, the amount of laser light L1 emitted from the LD 12a also increases. Since the light reception signal output from the BD 20 exceeds the threshold when the light amount of the laser light L1 emitted from the LD 12a increases to some extent, the BD signal 21 is generated. Thereafter, the laser driver 30 controls the voltage of the capacitor 68a until the reference voltage 34 and the terminal voltage Vpd1 become equal. When the BD 20 detects the laser beam L1 a predetermined number of times and outputs the BD signal 21 a predetermined number of times, the laser control mode becomes the second light amount control mode (LD1-APC (2)). The optical scanning device 2a performs light emission control when forming a one-line image (FIG. 7B).

制御部5は、BD信号21が目標周期で生成されるようになったことに応じて、画像形成を開始する。以下、図7(b)を用いて画像形成中にレーザドライバ30に設定される制御モードについて説明する。
図7(a)に示す第1の光量制御モード後、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ60aを第1光量制御モードからOFFモードに切り替える(図7(b)参照)。その後、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ60aの制御モードをOFFモードから第2光量制御モード(LD1−APC(2))に切り換える。なお、第2光量制御モードが設定されている間、レーザドライバ60bはOFFモードとなる。
The control unit 5 starts image formation in response to the BD signal 21 being generated at the target period. Hereinafter, a control mode set in the laser driver 30 during image formation will be described with reference to FIG.
After the first light quantity control mode shown in FIG. 7A, the control unit 5 switches the laser driver 60a from the first light quantity control mode to the OFF mode at a timing based on the BD signal 21 (see FIG. 7B). ). Thereafter, the control unit 5 switches the control mode of the laser driver 60a from the OFF mode to the second light amount control mode (LD1-APC (2)) at a timing based on the BD signal 21. Note that the laser driver 60b is in the OFF mode while the second light quantity control mode is set.

第2光量制御モード(LD1−APC(2))において、制御部5は、PWM信号72aをHighレベルに設定し、PWM信号72bをLowレベルに設定する。これによって、トランジスタ71aがON状態となり、トランジスタ71bがOFF状態となる。また、第2光量制御モードにおいて、制御部5は、デューティーが25%の電圧設定信号31をレーザ回路基板11に出力する。これによりVref34の値も電圧設定信号31のデューティーが100%のときの1/4になる。半導体レーザ12から出射されるレーザ光の光量も、電圧設定信号31のデューティーが100%のときの1/4になる。   In the second light quantity control mode (LD1-APC (2)), the control unit 5 sets the PWM signal 72a to the high level and sets the PWM signal 72b to the low level. As a result, the transistor 71a is turned on and the transistor 71b is turned off. In the second light quantity control mode, the control unit 5 outputs a voltage setting signal 31 having a duty of 25% to the laser circuit board 11. As a result, the value of Vref34 is also ¼ that when the duty of the voltage setting signal 31 is 100%. The amount of laser light emitted from the semiconductor laser 12 is also ¼ that when the duty of the voltage setting signal 31 is 100%.

第2光量制御モードにおいて、制御部5は、HighレベルのPD切換信号81を出力してPD12bと抵抗67aとを接続するとともに、Lowレベルのサンプルホールド信号62aを出力することによってスイッチ66aを接続する(サンプル状態)。このとき、サンプルホールド信号62bはHighレベルであり、スイッチ66bは非接続状態である(ホールド状態)。   In the second light quantity control mode, the control unit 5 outputs the High level PD switching signal 81 to connect the PD 12b and the resistor 67a, and also connects the switch 66a by outputting the Low level sample hold signal 62a. (Sample state). At this time, the sample hold signal 62b is at a high level, and the switch 66b is in a disconnected state (hold state).

第2光量制御モードにおいて、レーザドライバ60aは、デューティー比25%の電圧設定信号31が平滑化されたVref34と抵抗67aの接地されていない側の端子電圧Vpd1とを比較し、両電圧が等しくなるようにコンデンサ68aの電圧を制御する。ここで制御された電圧に基づく値の電流ILD1が感光ドラム25上を走査する期間にLD12aに供給される。   In the second light quantity control mode, the laser driver 60a compares Vref34 obtained by smoothing the voltage setting signal 31 having a duty ratio of 25% with the terminal voltage Vpd1 on the ungrounded side of the resistor 67a, so that both voltages are equal. Thus, the voltage of the capacitor 68a is controlled. The current ILD1 having a value based on the voltage controlled here is supplied to the LD 12a during a period in which the photosensitive drum 25 is scanned.

その後、制御部5は、BD信号21を基準とするタイミングでレーザドライバ60aを第2光量制御モードからOFFモードに切り替える(図7(b)参照)。そして、制御部5は、レーザドライバ60bをOFFモードから第3光量制御モード(LD2−APC(2))に切り替える。   Thereafter, the control unit 5 switches the laser driver 60a from the second light quantity control mode to the OFF mode at a timing based on the BD signal 21 (see FIG. 7B). Then, the control unit 5 switches the laser driver 60b from the OFF mode to the third light quantity control mode (LD2-APC (2)).

第3光量制御モード(LD2−APC(2))において、制御部5は、PWM信号72aをLowレベルに設定し、PWM信号72bをHighレベルに設定する。これによって、トランジスタ71aがOFF状態となり、トランジスタ71bがON状態となる。また、第3光量制御モードにおいて、制御部5は、デューティーが25%の電圧設定信号31をレーザ回路基板11に出力する。これによりVref34の値も電圧設定信号31のデューティーが100%のときの1/4になる。半導体レーザ12から出射されるレーザ光の光量も、電圧設定信号31のデューティーが100%のときの1/4になる。   In the third light quantity control mode (LD2-APC (2)), the control unit 5 sets the PWM signal 72a to the low level and sets the PWM signal 72b to the high level. Thus, the transistor 71a is turned off and the transistor 71b is turned on. In the third light quantity control mode, the control unit 5 outputs a voltage setting signal 31 having a duty of 25% to the laser circuit board 11. As a result, the value of Vref34 is also ¼ that when the duty of the voltage setting signal 31 is 100%. The amount of laser light emitted from the semiconductor laser 12 is also ¼ that when the duty of the voltage setting signal 31 is 100%.

第3光量制御モードにおいて、制御部5は、LowレベルのPD切換信号81を出力してPD12bと抵抗67bとを接続するとともに、Highレベルのサンプルホールド信号62bを出力することによってスイッチ66bを接続する(サンプル状態)。このとき、サンプルホールド信号62aはLowレベルであり、スイッチ66aは非接続状態である(ホールド状態)。   In the third light quantity control mode, the control unit 5 outputs the Low level PD switching signal 81 to connect the PD 12b and the resistor 67b, and also connects the switch 66b by outputting the High level sample hold signal 62b. (Sample state). At this time, the sample hold signal 62a is at the low level, and the switch 66a is in a disconnected state (hold state).

第3光量制御モードにおいて、レーザドライバ60aは、デューティー比25%の電圧設定信号31が平滑化されたVref34と抵抗67aの接地されていない側の端子電圧Vpd2とを比較し、両電圧が等しくなるようにコンデンサ68bの電圧を制御する。ここで制御された電圧に基づく値の電流ILD2が感光ドラム25上を走査する期間にLD12cに供給される。   In the third light quantity control mode, the laser driver 60a compares Vref34 obtained by smoothing the voltage setting signal 31 having a duty ratio of 25% with the terminal voltage Vpd2 on the ungrounded side of the resistor 67a, and both voltages are equal. Thus, the voltage of the capacitor 68b is controlled. The current ILD2 having a value based on the voltage controlled here is supplied to the LD 12c during a period in which the photosensitive drum 25 is scanned.

図7(b)に示すように、本実施例の画像形成装置1は、第1光量制御モードと第2光量制御モードと第3光量制御モードとを、レーザ光の1走査周期中にそれぞれ1回ずつ実行する。画像形成装置1は、第1光量制御モードで、レーザ光L1を第1の目標光量に制御する。画像形成装置1は、第2光量制御モードで、レーザ光L1を第2の目標光量に制御する。画像形成装置1は、第3光量制御モードで、レーザ光L2を第2の目標光量に制御する。   As shown in FIG. 7B, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment performs the first light amount control mode, the second light amount control mode, and the third light amount control mode by 1 each in one scanning period of the laser light. Run once. The image forming apparatus 1 controls the laser light L1 to the first target light amount in the first light amount control mode. The image forming apparatus 1 controls the laser light L1 to the second target light amount in the second light amount control mode. The image forming apparatus 1 controls the laser light L2 to the second target light amount in the third light amount control mode.

このように、制御部5が1走査周期内において上述した制御モードの切り替えを実行することによって、BD20に入射させるレーザ光L1の光量制御と感光ドラム25上を走査するレーザ光L1およびレーザ光L2の光量制御を個別に行うことができる。それによって、BD20に入射させるレーザ光L1の光量と感光ドラム25上を露光するレーザ光L1、L2の光量の両方を精度良く制御することができる。BD20に入射するレーザ光L1の光量は感光ドラム25を露光するレーザ光L1、L2の光量とは無関係に略一定に制御されるため、感光ドラム25を露光するレーザ光L1、L2の光量に関わらず主走査方向に画像の書出し位置を略一定にすることができる。   As described above, the control unit 5 executes the control mode switching described above within one scanning cycle, thereby controlling the light amount of the laser beam L1 incident on the BD 20 and the laser beam L1 and the laser beam L2 that scan the photosensitive drum 25. The light quantity control can be performed individually. Thereby, it is possible to accurately control both the light quantity of the laser light L1 incident on the BD 20 and the light quantities of the laser lights L1 and L2 exposing the photosensitive drum 25. Since the amount of laser light L1 incident on the BD 20 is controlled to be substantially constant regardless of the amount of laser light L1 and L2 that exposes the photosensitive drum 25, it is related to the amount of laser light L1 and L2 that exposes the photosensitive drum 25. First, the image writing position in the main scanning direction can be made substantially constant.

1…画像形成装置、2a,2b,2c,2d…光走査装置、5…制御部、11…レーザ回路基板、12…半導体レーザ、13…コリメートレンズ、14…シリンドリカルレンズ、15…ポリゴンモータ、15a…ポリゴンレンズ、17…f−θレンズ、20…BD、21…BD信号、25…感光ドラム、30,60a,60b…レーザドライバ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2a, 2b, 2c, 2d ... Optical scanning device, 5 ... Control part, 11 ... Laser circuit board, 12 ... Semiconductor laser, 13 ... Collimate lens, 14 ... Cylindrical lens, 15 ... Polygon motor, 15a ... polygon lens, 17 ... f-theta lens, 20 ... BD, 21 ... BD signal, 25 ... photosensitive drum, 30, 60a, 60b ... laser driver

Claims (8)

感光体と、
前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する発光素子を備える半導体レーザと、
前記レーザ光の光量を制御するために前記発光素子から出射されたレーザ光を受光し、受光光量に応じた電圧の受光信号を生成する第1の受光素子と、
前記発光素子から出射されたレーザ光が前記感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、
同期信号を生成するために前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第2の受光素子と、
前記同期信号の生成タイミングに基づいて、前記レーザ光の1走査周期における画像データに基づく前記レーザ光の出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、
第1の基準電圧または第2の基準電圧を出力する出力手段と、
コンデンサと、
前記受光信号と前記出力手段が出力する基準電圧とが入力され、前記受光信号の電圧と前記第1の基準電圧または前記第2の基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記コンデンサの電圧を制御する電圧制御手段と、
前記コンデンサの電圧に応じた値の電流を前記発光素子に供給する電流供給手段と、を備え、
前記出力手段は、前記第2の受光素子に入射するレーザ光の光量を制御するために前記第1の基準電圧を出力し、前記感光体上を走査するレーザ光の光量を制御するために前記第2の基準電圧を出力することを特徴とする、
画像形成装置。
A photoreceptor,
A semiconductor laser comprising a light emitting element that emits laser light for exposing the photoreceptor;
A first light receiving element that receives the laser light emitted from the light emitting element in order to control the light quantity of the laser light, and generates a light receiving signal having a voltage corresponding to the received light quantity;
Deflecting means for deflecting the laser beam so that the laser beam emitted from the light emitting element scans the photosensitive member;
A second light receiving element for receiving the laser light deflected by the deflecting means to generate a synchronization signal;
Timing control means for controlling the emission timing of the laser beam based on image data in one scanning period of the laser beam based on the generation timing of the synchronization signal;
Output means for outputting a first reference voltage or a second reference voltage;
A capacitor,
The light reception signal and the reference voltage output by the output means are input, the voltage of the light reception signal is compared with the first reference voltage or the second reference voltage, and the voltage of the capacitor is based on the comparison result. Voltage control means for controlling
Current supply means for supplying a current of a value corresponding to the voltage of the capacitor to the light emitting element,
The output means outputs the first reference voltage to control the amount of laser light incident on the second light receiving element, and controls the amount of laser light scanned on the photosensitive member. A second reference voltage is output;
Image forming apparatus.
前記第1の基準電圧は前記第2の基準電圧以上の値であることを特徴とする、
請求項1記載の画像形成装置。
The first reference voltage is a value equal to or greater than the second reference voltage.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記出力手段が出力する電圧を前記第1の基準電圧または前記第2の基準電圧に設定する設定手段を備え、
前記設定手段は、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧を前記レーザ光の1走査周期中にそれぞれ1回ずつ設定することを特徴とする、
請求項1または2に記載の画像形成装置。
Setting means for setting the voltage output by the output means to the first reference voltage or the second reference voltage;
The setting means sets the first reference voltage and the second reference voltage once each in one scanning period of the laser beam,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記レーザ光の1走査周期において、前記設定手段は第1の基準電圧を設定するタイミングと前記レーザ光が前記感光体上を走査するタイミングとの間に前記第2の基準電圧を設定することを特徴とする、
請求項3に記載の画像形成装置。
In one scanning period of the laser beam, the setting unit sets the second reference voltage between a timing at which the first reference voltage is set and a timing at which the laser beam scans the photosensitive member. Features
The image forming apparatus according to claim 3.
感光体と、
前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する第1の発光素子および第2の発光素子を備える半導体レーザと、
前記第1の発光素子が出射するレーザ光の光量および前記第2の発光素子が出射するレーザ光の光量を制御するために前記第1の発光素子が出射するレーザ光および前記第2の発光素子が出射するレーザ光それぞれを受光し、受光光量に応じた電圧の受光信号を生成する第1の受光素子と、
前記第1の発光素子から出射されたレーザ光および前記第2の発光素子から出射されたレーザ光が前記感光体上を走査するようにそれぞれのレーザ光を偏向する偏向手段と、
同期信号を生成するために、前記第1の発光素子から出射され前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第2の受光素子と、
前記同期信号の生成タイミングに基づいて、それぞれのレーザ光の1走査周期における画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、
第1の基準電圧または第2の基準電圧を出力する出力手段と、
前記第1の発光素子に対応する第1のコンデンサと、
前記第2の発光素子に対応する第2のコンデンサと、
前記受光信号と前記出力手段が出力する基準電圧とが入力される電圧制御手段であって、前記第1の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって生成された前記受光信号の電圧と前記第1の基準電圧または前記第2の基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記第1のコンデンサの電圧を制御し、かつ前記第2の発光素子から出射されたレーザ光を受光することによって生成された前記受光信号の電圧と前記第2の基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記第2のコンデンサの電圧を制御する電圧制御手段と、
前記第1のコンデンサの電圧に応じた値の電流を前記第1の発光素子に供給し、前記第2のコンデンサの電圧に応じた値の電流を前記第2の発光素子に供給する電流供給手段と、を備え、
前記出力手段は、前記第1の発光素子から出射されて前記第2の受光素子に入射するレーザ光の光量を制御するために前記第1の基準電圧を出力し、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子それぞれから出射されて前記感光体上を走査するレーザ光の光量を制御するために前記第2の基準電圧を出力することを特徴とする、
画像形成装置。
A photoreceptor,
A semiconductor laser comprising a first light-emitting element and a second light-emitting element that emit laser light for exposing the photoreceptor;
Laser light emitted from the first light emitting element and the second light emitting element to control the light quantity of the laser light emitted from the first light emitting element and the light quantity of the laser light emitted from the second light emitting element A first light receiving element that receives each of the laser beams emitted by the light source and generates a light reception signal having a voltage corresponding to the amount of light received;
Deflecting means for deflecting each laser beam so that the laser beam emitted from the first light emitting element and the laser beam emitted from the second light emitting element scan on the photosensitive member;
A second light receiving element for receiving a laser beam emitted from the first light emitting element and deflected by the deflecting means to generate a synchronization signal;
Timing control means for controlling the emission timing of the laser beam based on the image data in one scanning period of each laser beam based on the generation timing of the synchronization signal;
Output means for outputting a first reference voltage or a second reference voltage;
A first capacitor corresponding to the first light emitting element;
A second capacitor corresponding to the second light emitting element;
Voltage control means to which the light reception signal and a reference voltage output from the output means are input, the voltage of the light reception signal generated by receiving the laser light emitted from the first light emitting element; The first reference voltage or the second reference voltage is compared, the voltage of the first capacitor is controlled based on the comparison result, and the laser light emitted from the second light emitting element is received. Voltage control means for comparing the voltage of the light reception signal generated by the second reference voltage with the second reference voltage and controlling the voltage of the second capacitor based on the comparison result;
Current supply means for supplying a current having a value corresponding to the voltage of the first capacitor to the first light emitting element and supplying a current having a value corresponding to the voltage of the second capacitor to the second light emitting element. And comprising
The output means outputs the first reference voltage to control the amount of laser light emitted from the first light emitting element and incident on the second light receiving element, and the first light emitting element and The second reference voltage is output to control the amount of laser light emitted from each of the second light emitting elements and scanned on the photoconductor.
Image forming apparatus.
前記第1の基準電圧は前記第2の基準電圧以上の値であることを特徴とする、
請求項5記載の画像形成装置。
The first reference voltage is a value equal to or greater than the second reference voltage.
The image forming apparatus according to claim 5.
前記出力手段が出力する電圧を前記第1の基準電圧または前記第2の基準電圧に設定する設定手段を備え、
前記設定手段は、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧をレーザ光の1走査周期中にそれぞれ1回ずつ設定することを特徴とする、
請求項5または6に記載の画像形成装置。
Setting means for setting the voltage output by the output means to the first reference voltage or the second reference voltage;
The setting means sets the first reference voltage and the second reference voltage once each in one scanning period of laser light,
The image forming apparatus according to claim 5.
前記レーザ光の1走査周期において、前記設定手段は第1の基準電圧を設定するタイミングと前記レーザ光が前記感光体上を走査するタイミングとの間に前記第2の基準電圧を設定することを特徴とする、
請求項7に記載の画像形成装置。
In one scanning period of the laser beam, the setting unit sets the second reference voltage between a timing at which the first reference voltage is set and a timing at which the laser beam scans the photosensitive member. Features
The image forming apparatus according to claim 7.
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