(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザビームの各々を発生する複数のレーザビーム発生手段と、
前記複数のレーザビームの光量をモニタして電流に変換する１つの光量モニタ手段と、
前記光量モニタ手段によりモニタされた前記複数のレーザビームの個々の光量をサンプリングし、所定値になるように制御する複数の自動光量調整手段と、
前記光量モニタ手段によりモニタされた電流の前記自動光量調整手段への入力を選択する選択手段と、
前記選択手段により前記自動光量調整手段の１つを選択した後に、選択前の前記自動光量調整手段へ入力される前記モニタされた電流がゼロとなったことを条件として、前記選択された１つの自動光量調整手段にサンプリングを許可する制御手段と、
を備えたマルチビーム画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記条件が成立し、所定時間が経過した後、前記選択された１つの自動光量調整手段にサンプリングを許可することを特徴とする請求項１記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項３】
前記自動光量調整手段は、前記モニタ電流を充放電する容量を備え、前記制御手段は、前記容量の時定数に応じて、前記自動光量調整手段がサンプリングを開始する前に前記レーザビーム発生手段を点灯させることを特徴とする請求項１または２記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項４】
前記自動光量調整手段は、前記光量モニタ手段によりモニタされた光量に応じたモニタ電圧と基準電圧を比較することにより光量を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項５】
前記レーザビーム発生手段及び前記自動光量調整手段がそれぞれ２個であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマルチビーム画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレーザビームにより画像を形成するマルチビーム画像形成装置に関し、特にビーム光量をモニタして自動的に制御（ＡＰＣ：Automatic Power Control）するマルチビーム画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビーム光量をモニタして自動的に制御する従来例としては、例えば実開平５−６９９６４号公報や特開平５−２２６７５１号公報などに数多く記載されているように、モニタ電圧を基準電圧と比較して一致するようにＬＤ（レーザダイオード）の駆動電流を制御する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機やプリンタにおいて高速化しようとすると、ビデオクロックの周波数が高速になり、入手可能なＩＣやＬＤ（レーザダイオード）ドライバがないので、例えば特開平４−２００６６号公報に示すように複数の書き込みビームの各々に異なる画像を割り当てて光変調を行う方法が提案されている。この方法によれば、ｎ個のＬＤを用いて同時にｎラインを書き込む場合にはビデオクロックの周波数を１／ｎにすることができる。
【０００４】
しかしながら、ｎ個のＬＤ光を１つのモニタダイオードによりモニタしたモニタ電圧をサンプリング信号によりＬＤ光毎にサンプリングし、基準電圧と比較して各ＬＤの駆動電流を制御する場合、モニタ電圧を切り替えるためのスイッチの切り替え時間のディレイや、ビデオデータとサンプリング信号のタイミングによりＬＤが過度に発光して劣化するという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、複数のＬＤ光を１つのモニタダイオードによりモニタしたモニタ電圧をＬＤ光毎にサンプリングして各ＬＤの駆動電流を制御する場合にＬＤの過度の発光による劣化を防止することができるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は前記目的を達成するため、複数のレーザビームの各々を発生する複数のレーザビーム発生手段と、前記複数のレーザビームの光量をモニタして電流に変換する１つの光量モニタ手段と、前記光量モニタ手段によりモニタされた前記複数のレーザビームの個々の光量をサンプリングし、所定値になるように制御する複数の自動光量調整手段と、前記光量モニタ手段によりモニタされた電流の前記自動光量調整手段への入力を選択する選択手段と、前記選択手段により前記自動光量調整手段の１つを選択した後に、選択前の前記自動光量調整手段へ入力される前記モニタされた電流がゼロとなったことを条件として、前記選択された１つの自動光量調整手段にサンプリングを許可する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
第２の手段は、第１の手段において前記制御手段は、前記条件が成立し、所定時間が経過した後、前記選択された１つの自動光量調整手段にサンプリングを許可することを特徴とする。
【０００８】
第３の手段は、第１、第２の手段において前記ＡＰＣ手段が、前記モニタ電流を充放電する容量を備え、前記制御手段が前記容量の時定数に応じて、前記ＡＰＣ手段がサンプリングを開始する前に前記レーザビーム発生手段を点灯させることを特徴とする。
【０００９】
第４の手段は、第１〜第３の手段において前記ＡＰＣ手段が、前記光量モニタ手段によりモニタされた光量に応じたモニタ電圧と基準電圧を比較することにより光量を制御することを特徴とする。
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記レーザビーム発生手段及び前記自動光量調整手段がそれぞれ２個であることを特徴とする
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係るマルチビーム画像形成装置の一実施形態のレーザ書き込み系を示す構成図、図２は同期検知回路を示すブロック図、図３は本発明に係るマルチビーム画像形成装置の要部を示すブロック図、図４はＬＤ１のＡＰＣを先に行う場合の主要信号を示すタイミングチャート、図５はＬＤ２のＡＰＣを先に行う場合の主要信号を示すタイミングチャート、図６はＬＤ１のＡＰＣを先に行う場合の処理を示すフローチャート、図７はＬＤ２のＡＰＣを先に行う場合の処理を示すフローチャートである。
【００１１】
図１、図２において、ＬＤ制御板１上にはＬＤユニット２が実装され、ＬＤユニット２には一例として図３に示すように２個のＬＤ１、ＬＤ２と１つのモニタ用ＰＤが実装されている。なお、ＬＤの数が３個以上であっても基本的な考え方は同一である。ＬＤ１、ＬＤ２から出射された各レーザビームは、共通のコリメートレンズ３により平行化され、次いでポリゴンスキャナ５によりレーザビームが主走査方向に等角速度で偏向される。このビームはｆθレンズ６により等速度偏向に補正された後、感光体７上に照射されると共に同期検知素子８により検出される。感光体７は副走査方向に回転している。
【００１２】
ＬＤユニット２上の２個のＬＤ１、ＬＤ２は、主走査方向については距離ａだけ離れ、副走査方向については距離ｂだけ離れて配置されている。したがって、ＬＤ１、ＬＤ２から出射された２つのビームはＬＤ１、ＬＤ２の主走査方向の距離ａの分だけずれて同期検知素子８により受光される。そして、同期検知素子８がビームを受光すると電流Ｉが流れ、Ｖ（＝Ｉ・Ｒ１）が基準電圧Ｖref を越えるとコンパレータ９が正のパルスの同期検知信号ＤＥＴＰを出力する。
【００１３】
次に図３を参照して本発明を詳しく説明する。ここで、ＬＤ１、ＬＤ２は、サンプリングモード時にはＣＰＵ１８からの強制点灯信号により点灯し、ホールドモード時には画像領域において画像処理ユニット（ＩＰＵ）１９からの画像データに応じて点滅する（図示ＡＮＤゲート２０−１、２０−２）。
【００１４】
サンプリングモード時にＰＤにより検出されたＬＤ１、ＬＤ２の各モニタ電流は、それぞれセレクト信号ＳＥＬ１、ＳＥＬ２に基づいてセレクタ１１−１、１１−２により選択され、次いで電流−電圧変換回路（Ｉ→Ｖ）１２−１、１２−２によりモニタ電圧Ｖ１、Ｖ２に変換される。このモニタ電圧Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ、コンパレータ１３−１、１３−２に印加されると共に、Ａ／Ｄ変換器１６−１、１６−２、Ｉ／Ｏポート１７−１、１７−２を介してＣＰＵ１８に取り込まれる。
【００１５】
コンパレータ１３−１ではモニタ電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ３が比較される。また、コンパレータ１３−１の出力信号はサンプルホールド信号ＳＨ１がＬの時（サンプリングモード時）にスイッチ１４−１を介してコンデンサＣ１とＬＤドライバ１５−１に印加される。このとき、Ｖ１＞Ｖ３の場合にコンパレータ１３−１の出力信号がロー（Ｌ）になり、コンデンサＣ１が放電してコンデンサＣ１の充電電圧ＶＭ１が低下する。他方、Ｖ１＞Ｖ３でない場合にコンパレータ１３−１の出力信号がハイ（Ｈ）になり、コンデンサＣ１が充電されてコンデンサＣ１の充電電圧ＶＭ１が上昇する。同様に、コンパレータ１３−２ではモニタ電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ４が比較され、コンデンサＣ２の充電電圧ＶＭ２が上下する。ＬＤドライバ１５−１、１５−２はそれぞれ、コンデンサＣ１、Ｃ２の充電電圧ＶＭ１、ＶＭ２に応じた駆動電流でＬＤ１、ＬＤ２を駆動する。
【００１６】
ここで、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２はＬＤ１、ＬＤ２のばらつきに応じて、それぞれ基準電圧Ｖ３、Ｖ４を変化させてＬＤ１、ＬＤ２の各光量を調整するために設けられている。また、セレクタ１１−１、電流−電圧変換回路（Ｉ→Ｖ１）１２−１、コンパレータ１３−１及びスイッチ１４−１はＬＤ１用のＡＰＣ回路１０−１を構成し、セレクタ１１−２、電流−電圧変換回路（Ｉ→Ｖ２）１２−２、コンパレータ１３−２及びスイッチ１４−２はＬＤ２用のＡＰＣ回路１０−２を構成している。
【００１７】
次に図４、図６を参照してＬＤ１のＡＰＣを先に行う場合の処理を詳しく説明する。先ず、ＣＰＵ１７が点灯信号ＸＤＡＴＡ１をアクティブ（Ｌ）にし（ステップＳ１−１）、次いで時間Ｔ１が経過するとセレクト信号ＳＥＬ１をＨにすると共にサンプルホールド信号ＳＨ１をＬにし（ステップＳ２−１→Ｓ３−１）、次いで時間Ｔ２が経過すると点灯信号ＸＤＡＴＡ１をＨ、セレクト信号ＳＥＬ１をＬ、サンプルホールド信号ＳＨ１をＨにする（ステップＳ４−１→Ｓ５−１）。
【００１８】
ここで、サンプルホールド信号ＳＨ１がＬになるとＡＰＣ回路１０−１がサンプリングモードになり、このサンプリングモード時にはコンパレータ１３−１の出力信号に応じてコンデンサＣ１が充電又は放電して充電電位ＶＭ１が上下し、したがって、ＬＤドライバ１５−１によりＬＤ１の光量が所定値になるように制御される。このとき、点灯信号ＸＤＡＴＡ１はサンプルホールド信号ＳＨ１より時間Ｔ１だけ前にアクティブになっているので、サンプリング時にはＬＤ１は既に発光しており、ＰＤにはモニタ電流が流れているのでＬＤ１がＡＰＣ時に過度に発光することはない。次いでサンプルホールド信号ＳＨ１がＨになるとＡＰＣ回路１０−１がホールドモードになり、このホールドモード時にはコンデンサＣ１に充電された充電電位ＶＭ１がホールドされる。したがって、画像区間ではこの充電電位ＶＭ１に基づいてＬＤドライバ１５−１によりＬＤ１の光量が所定値になるように制御される。
【００１９】
次いで点灯信号ＸＤＡＴＡ２をアクティブ（Ｌ）にし（ステップＳ６−１）、次いで時間Ｔ３が経過するとセレクト信号ＳＥＬ２をＨにし（ステップＳ７−１→Ｓ８−１）、次いで電流−電圧変換回路１２−１の出力電圧Ｖ１がローか否かを判断する（ステップＳ９−１）。電圧Ｖ１がローになり、次いで時間Ｔ４が経過するとサンプルホールド信号ＳＨ２をＬにし（ステップＳ１０−１→Ｓ１１−１）、次いで時間Ｔ５が経過すると点灯信号ＸＤＡＴＡ２をＨ、セレクト信号ＳＥＬ２をＬ、サンプルホールド信号ＳＨ２をＨにする（ステップＳ１２−１→Ｓ１３−１）。時間Ｔ４はソフトウエア設定であり、「０」から任意の値を設定することができる。
【００２０】
ここで、電流−電圧変換回路１２−１の出力電圧Ｖ１がローになるということは、ＰＤのモニタ電流がＡＰＣ回路１０−１からＡＰＣ回路１０−２に切り替わったことを示している。また、時間Ｔ４が経過した後にサンプルホールド信号ＳＨ２をＬにするということは、ＰＤのモニタ電流がＡＰＣ回路１０−１からＡＰＣ回路１０−２に完全に切り替わった後にＡＰＣ回路１０−２をサンプリングモードに設定することであるので、ＬＤ２が適正にＡＰＣされ、したがって、過度に発光することはない。
【００２１】
図５、図７に示すようにＬＤ２のＡＰＣを先に行う場合の処理も同様である。すなわち、ＣＰＵ１７が点灯信号ＸＤＡＴＡ２をアクティブ（Ｌ）にし（ステップＳ１−２）、次いで時間Ｔ１が経過するとセレクト信号ＳＥＬ２をＨにすると共にサンプルホールド信号ＳＨ２をＬにし（ステップＳ２−２→Ｓ３−２）、次いで時間Ｔ２が経過すると点灯信号ＸＤＡＴＡ２をＨ、セレクト信号ＳＥＬ２をＬ、サンプルホールド信号ＳＨ２をＨにする（ステップＳ４−２→Ｓ５−２）。
【００２２】
サンプルホールド信号ＳＨ２がＬになるとＡＰＣ回路１０−２がサンプリングモードになり、このサンプリングモード時にはコンパレータ１３−２の出力信号に応じてコンデンサＣ２が充電又は放電して充電電位ＶＭ２が上下し、したがって、ＬＤドライバ１５−２によりＬＤ２の光量が所定値になるように制御される。このとき、点灯信号ＸＤＡＴＡ２はサンプルホールド信号ＳＨ２より時間Ｔ２だけ前にアクティブになっているので、サンプリング時にはＬＤ２は既に発光しており、ＰＤにはモニタ電流が流れているのでＬＤ２がＡＰＣ時に過度に発光することはない。次いでサンプルホールド信号ＳＨ２がＨになるとＡＰＣ回路１０−２がホールドモードになり、このホールドモード時にはコンデンサＣ２に充電された充電電位ＶＭ２がホールドされる。したがって、画像区間ではこの充電電位ＶＭ２に基づいてＬＤドライバ１５−２によりＬＤ２の光量が所定値になるように制御される。
【００２３】
次いで点灯信号ＸＤＡＴＡ１をアクティブ（Ｌ）にし（ステップＳ６−２）、次いで時間Ｔ３が経過するとセレクト信号ＳＥＬ１をＨにし（ステップＳ７−２→Ｓ８−２）、次いで電流−電圧変換回路１２−２の出力電圧Ｖ２がローか否かを判断する（ステップＳ９−２）。電圧Ｖ２がローになり、次いで時間Ｔ４が経過するとサンプルホールド信号ＳＨ１をＬにし（ステップＳ１０−２→Ｓ１１−２）、次いで時間Ｔ５が経過すると点灯信号ＸＤＡＴＡ１をＨ、セレクト信号ＳＥＬ１をＬ、サンプルホールド信号ＳＨ１をＨにする（ステップＳ１２−２→Ｓ１３−２）。時間Ｔ４はソフトウエア設定であり、「０」から任意の値を設定することができる。
【００２４】
電流−電圧変換回路１２−２の出力電圧Ｖ２がローになるということは、ＰＤのモニタ電流がＡＰＣ回路１０−２からＡＰＣ回路１０−１に切り替わったことを示している。また、時間Ｔ４が経過した後にサンプルホールド信号ＳＨ１をＬにするということは、ＰＤのモニタ電流がＡＰＣ回路１０−２からＡＰＣ回路１０−１に完全に切り替わった後にＡＰＣ回路１０−１をサンプリングモードに設定することであるので、ＬＤ１が適正にＡＰＣされ、したがって、過度に発光することはない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＤの過度の発光を防止して劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマルチビーム画像形成装置の一実施形態のレーザ書き込み系を示す構成図である。
【図２】同期検知回路を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るマルチビーム画像形成装置の要部を示すブロック図である。
【図４】ＬＤ１のＡＰＣを先に行う場合の主要信号を示すタイミングチャートである。
【図５】ＬＤ２のＡＰＣを先に行う場合の主要信号を示すタイミングチャートである。
【図６】ＬＤ１のＡＰＣを先に行う場合の処理を示すフローチャートである。
【図７】ＬＤ２のＡＰＣを先に行う場合の処理を示すフローフローチャートである。
【符号の説明】
ＬＤ１，ＬＤ２  レーザダイオード
ＰＤ  フォトダイオード
１０−１，１０−２  ＡＰＣ（自動光量制御）回路
１１−１，１１−２  セレクタ
１２−１，１２−２  電流−電圧変換器
１３−１，１３−２  コンパレータ
１４−１，１４−２  スイッチ
１５−１，１５−２  ＬＤドライバ
１６−１，１６−２  Ａ／Ｄ変換器
１７  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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