JP4391356B2 - Ｌｄ制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、簡潔な手法でしかもＬＤの微妙な劣化をも精度よく検知することができるＬＤ制御装置及び画像形成装置に関する。

従来より、変調されたレーザビームを帯電した像担持体上に走査させて静電荷の画像（静電潜像）を形成する方法を用いた画像形成装置が知られている。この書き込み装置の光ビームの一つの手段としてＬＤ（レーザダイオード）が多く用いられている。
ＬＤはＬＤが置かれた環境、もしくはＬＤ自体の発熱に起因する温度変動によって、発光量が変動するという性質を持っている。一方、レーザプリンタのような装置ではＬＤ光量が一定であることが望まれる。このため、ＬＤに付随したＰＤ（フォトダイオード）でＬＤの発光量を検出して、制御部分にフィードバックすることで光量を一定に調節するという制御が一般的に行なわれている（図１３参照）。
この制御方法としては、例えば、サンプル＆ホールド信号（Ｓ／Ｈ信号）に基いて断続的にＡＰＣを行う方法がある（図１４参照）。この制御方法では、待機状態においてサンプル信号に基づいてサンプルモードに移行してＡＰＣによる光量調節を行ない、信号出力時にはホールドモードに移行して、ＬＤ駆動電流をサンプルモード時と同じ電流値に固定する定電流駆動を行っている。
従来のこの種の技術では、ＡＰＣ動作時にＬＤ制御装置から制御信号としてサンプル信号と同時にＬＤ点灯信号が送出される。サンプル信号は図１３のＳ／Ｈスイッチを切り替え、ＬＤ点灯信号はＬＤを点灯させる。そして、ＬＤの光強度に比例したＰＤの電流値を電圧に変換して、その電圧と光量の基準となる基準電圧をコンパレータによって比較することでＬＤ光量が一定に制御されている。
このようにＬＤがＡＰＣ制御によってＬＤの出力光量が一定に保たれている場合にＬＤに劣化が起きると、しきい値電流の増大、微分効率の低下等の現象によって駆動電流が増大するという現象が引き起こされる。そこで、従来のこの種の技術では、ＬＤ劣化による不具合を防止するため、ＬＤの動作状態においてＬＤ駆動電流の大きさを監視して、ある規定値以上にＬＤ駆動電流が流れた場合にＬＤが劣化したと判定して機械を停止したり、機械外部にＬＤが劣化したという情報を報告するという制御が行われている。

例えば、特許文献１の技術では、電源、抵抗、サーミスタを用いて、温度変動に追従して変化する基準電圧を発生させ、これと、バイアス電流を検出して発生させた電圧を比較することにより、ＬＤの劣化を広い温度範囲で安定に、且つ高感度に検出し、これにより、光送信器の保守点検を容易にするとともに、光送信器の経年変化を実動作状態において把握できるとしている。また、特許文献２では、レーザダイオードの駆動電流値を測定し、この測定値を予め設定した閾値と比較することで、レーザダイオードの寿命予告と発光寿命の正確な検出を行うことができるとしている。また、特許文献３では、レーザ光源の電流を検出し、レーザ光源の電流が所定値を越えた時にレーザ光源の劣化を報知することで、事前にレーザが破壊する前にレーザ光源の交換のための準備期間を確保することができるとしている。
また、特許文献４では、レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に検出された各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、レーザ光射出部の劣化状態を表す微分効率又は微分効率の比を算出するので、レーザ光射出部の個々の画像形成装置の単体バラツキや設置場所の温度等の影響を除去した正確な劣化状態を検出することができるとしている。また、特許文献５では、半導体レーザの駆動電流の電流値と出力光量との比を算出し、その比が基準値を越えたかどうかで半導体レーザの劣化が判別することで、半導体レーザの特性のバラツキに合わせて基準値を個々に設定することなく、固定の基準値で済むようにしたとしている。
また、特許文献６では、レーザ駆動でレーザ動作電流と出力光量の比が所定値になると異常と判断する技術が開示されている。また、特許文献７では、レーザ駆動で誤差電流が予め設定した閾値を超えた時、レーザ出力ユニット異常とする技術が示されている。また、特許文献８では、ＬＤの劣化を検知した時、通報、機械停止し、また、劣化を押さえるために間引き制御を行う技術が開示されている。
特開平５−１９０９５０号公報 特開平５−１８７９６４号公報 特開２０００−２８０５２２公報 特開平１１−２０４８９０号公報 特許第２５３９３５８号 特開平６−１６６２０７号公報 特開平８−２９５０４８号公報 特開２００２−３２９９２４公報

しかしながら、上述の技術においては、ＬＤの劣化の仕方によっては駆動電流の増加量が小さく、既定値までは駆動電流が増加しないことがありうる。また、既定値を小さくしてしまうと、温度上昇による駆動電流の増大や、ＬＤの特性バラツキによって、誤動作を引き起こしてしまう場合が起こり得る。したがって、従来の技術では、ＬＤが完全に劣化したことを検出することはできても、微妙なＬＤ劣化までは検出できず、例えば画像形成装置においては、ＬＤ劣化を検出できないまま、ＬＤの劣化に伴うビームプロファイル崩れによって画質に影響を及ぼしてしまう等の問題点がある。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、簡潔な手法でしかもＬＤの微妙な劣化をも精度よく検知し、ＬＤ劣化を精度よく検知できないことで発生する不具合を防止することができるＬＤ制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、受光素子からの出力電流をフィードバックして、ＬＤに対してオートマチックパワーコントロールを行うＬＤ制御装置であって、前記ＬＤの光量基準となる基準電圧によって当該ＬＤの光量を可変する可変手段と、通常動作以外の時に、前記基準電圧を通常動作時よりも高く設定する設定手段と、前記設定手段により前記基準電圧が高く設定された場合に前記ＬＤを点灯させた時点で当該ＬＤから出力される光量を検出する光量検出手段と、所定の電流値で前記ＬＤへ供給するＬＤ駆動電流を制限する制限手段と、前記光量検出手段により得られる前記光量の検出値と所定の値とを対比した結果により前記ＬＤの劣化状態が進行していることを検出する劣化状態検出手段と、を備え、前記制限手段は、前記基準電圧を分圧した当該基準電圧よりも低い所定の電圧を用いて前記オートマチックパワーコントロールを開始することにより予め設定された所定の光量となるように前記ＬＤ駆動電流を前記ＬＤへ供給し、所定時間経過した後に当該オートマチックパワーコントロールから定電流制御へ移行すると共に、カウンタ動作に伴って当該定電流制御中の当該ＬＤ駆動電流に当該所定の電圧に基づいてＶ／Ｉ変換して得られる決められた割合の電流値を徐々に加算し、前記劣化状態検出手段は、前記カウンタ動作のカウンタ値がオーバーフローしたときに前記ＬＤに異常な電流が流れたものと判断して前記ＬＤの劣化状態を検出することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、上記ＬＤ制御装置において、前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行していることを外部に通知する通知手段を備えたことを特徴とする。
更に、請求項３記載の発明は、上記ＬＤ制御装置において、前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行している場合に機械を停止する停止手段を備えたことを特徴とする。
加えて、請求項４記載の発明は、上記ＬＤ制御装置において、前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行している場合に当該ＬＤを変調駆動するためのデータを間引く間引き手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、上記何れか一つのＬＤ制御装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、プリント処理等の通常動作時以外において、できる限りＬＤを大きな光量で発光させた上で、ＬＤ劣化を検出する際にＬＤ駆動電流を制限し、カウンタ動作に伴って徐々に増加するＬＤ駆動電流値についてのカウンタ動作のカウンタ値がオーバーフローしたときにＬＤ劣化の検出を行うので、簡潔な構成で測定が可能であると同時に、単純にプリント処理等の通常動作時にＬＤ駆動電流の測定を行う場合よりも、ＬＤの微妙な劣化をも精度よく検知することができる。そして、ＬＤ劣化を精度よく検知できないことで発生する不具合を防止することができる。 また、ＬＤを変調駆動するためのデータを間引くなどして、ＬＤの発光時間を減らすことでそれ以上ＬＤ劣化が進行するのを遅らせるようにしているので、ＬＤ劣化が進行してＬＤ劣化を原因とした不具合が発生するのを遅延させることができる。更に、ＬＤ制御装置を停止することで、ＬＤ劣化によって発生する不具合防止が可能になる。

以下、図面を参照して、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（第１実施例）
第１実施例では、本発明のＬＤ制御装置及び画像形成装置を実施するための最良の形態であるレーザプリンタ（画像形成装置）について図１〜図７を用いて説明する。このレーザプリンタは受光素子であるＰＤ（フォトダイオード）からの出力電流をフィードバックしてＬＤ（レーザダイオード）に対してＡＰＣ（オートマチックパワーコントロール）を行うＬＤ制御装置を備え、また、ＬＤ制御装置は、後述するように、ＬＤ光量の基準となる基準電圧によってＬＤ光量を可変する可変手段と、プリント処理等の通常動作以外の時に、基準電圧を通常動作時よりも高く設定する設定手段と、基準電圧が高く設定されたときにＬＤを点灯させて、その時にＬＤ駆動装置から出力される電流を検出する電流検出手段と、基準電圧が高く設定された状態において、電流検出手段による電流検出値と、所定の値との対比により劣化が進行していることを検出する劣化状態検出手段とを備えている。
レーザプリンタの構成例を図１に示す。レーザプリンタでは、図１に示すようにＬＤＵ（レーザダイオード・ユニット）１内部において、ＬＤから射出されたレーザビームがＬＤＵ１内部のコリメートレンズによって平行光線となり、回転多面鏡（以下ポリゴンミラーという）２によって偏向走査された後、ｆ−θレンズ等から構成される結像レンズ３及び反射ミラー７を経由してドラム状の感光体４の帯電した表面に画像を結像する。この際にレーザビームは画像信号に基づいて変調されて点灯、消灯を繰り返し、ポリゴンミラー２の回転に従って主走査方向に反復して走査されると同時に、感光体４が回転して副走査を行うことによって感光体４上に静電潜像を形成する。
形成された静電潜像は帯電した現像剤（トナー）によって現像され、さらに現像剤とは反対の電荷を与えられた転写紙等の転写材が感光体４に密着させられることで現像剤が転写材に転写される。そして、転写材が感光体４から分離した後、加熱されることで現像剤が転写材上に融着して定着が行われる。ここで、感光体４上の走査領域外に配置された同期検知用受光部５は同期検知ミラー６が反射したレーザビームを検知し、ＬＤ制御部は、同期検知用受光部５によって得られた検知信号を基に、画像が感光体４上に書き込まれる期間である有効走査期間を割り出している。

図２は書き込み制御部の回路構成を示すブロック図である。図２において、中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）１１はレーザプリンタ全体を制御している。画像処理部（以下ＩＰＵという）１２は画像データを電気的に処理しＬＤドライバ１３等で構成される書き込み部にパラレルで画素クロックと画像データ（図中では一括してＤＡＴＡと記す）ならびに制御信号を送信している。書き込み部に送信された画像データはパルス幅変調（以下ＰＷＭという）部によって変調され、ＬＤドライバ１３に送信される。ＬＤドライバ１３は送信された信号をもとにＬＤを駆動している。
そして、有効走査期間外にＡＰＣ制御用にＬＤを点灯し、サンプル＆ホールド信号（Ｓ／Ｈ信号）をサンプル状態にすることで、ＬＤパッケージに内蔵されたＰＤで発生するモニタ電流をＡＰＣ回路内蔵のＬＤドライバ１３にフィードバックしてＡＰＣを行う。そして、有効走査期間内においてはＳ／Ｈ信号をホールド状態にしてドライバの出力電流を一定値に固定している。

ＬＤドライバ１３に内蔵されたＡＰＣ回路の回路ブロック図を図３に示すとともに、ＡＰＣ回路の動作を説明する。ＡＰＣ動作時にＬＤ制御装置であるＩＰＵ１２から制御信号としてＬＤ点灯信号とそれに続くサンプル信号が送出される。ＬＤ点灯信号は図３のスイッチ回路１４をＯＮに切り替えるとともにサンプル信号はＳ／ＨスイッチをＯＮに切り替える。すると、ホールド・コンデンサ１８の電圧値に基づいた電流が電流発生回路１５からスイッチ回路１４を介してＬＤに流れ込んでＬＤが発光し、ＬＤの光強度に比例した電流がＰＤに流れ込む。
そして、Ｉ／Ｖ変換回路１６においてＰＤを流れる電流値が電圧に変換される。その変換後の電圧と光量の基準となる基準電圧がコンパレータ１７によって比較された結果に基づいてホールド・コンデンサ１８が充電もしくは放電されて、コンデンサの電圧値が変化することで、電流発生回路１５の出力電流がコントロールされ、ＬＤ光量が一定に制御される。そして画像書込み時には、Ｓ／Ｈ信号がホールド信号に変って、Ｓ／ＨスイッチがＯＦＦに切り替わる。その結果、ホールド・コンデンサ１８の値が一定値に固定されるため、電流発生回路１５からＬＤに流れる電流は一定値に固定される。
そして、パルス幅変調（以下ＰＷＭ）部から送出される画像データ信号に基づいて、ＬＤドライバ内部のＬＤ変調用スイッチ回路が切り替わり、ＬＤ光源を変調して感光体４（図１）に画像の書き込みが行われる。このようにしてＬＤ光量を可変する可変手段が実現されている。ここで、コンパレータ１７での比較対象となる光量基準電圧は、ＩＰＵ１２からのデジタル制御信号によってコントロールされ、８ビット２５６段階のアナログ電圧値を出力するＤＡＣ（ＤＡコンバータ）１９の出力電圧値を分圧抵抗で分圧することによって生成された電圧であるものとする。

さて、ここで、この機械において、機械起動時などプリント動作時以外における、あらかじめ設定した所定の時期において、図２のようにＣＰＵ１１からＤＡコンバータ制御信号を送信し、ＩＰＵ１２を介してＤＡＣ１９の出力電圧値を最大にして、ＬＤの光量設定値が最大になるよう制御を行うものとする。この場合、ＣＰＵ１１は基準電圧を通常動作時よりも高く設定する設定手段としても機能している。光量を高く設定することによる効果は後述する。
さらに、ＣＰＵ１１からの制御信号によってＩＰＵ１２を介してＬＤドライバ１３に、ＬＤを点灯するためのＤＡＴＡ信号もしくは強制点灯信号と、ＡＰＣ制御を行うためにＳ／ＨスイッチをＯＮするサンプル信号を送信して、ＬＤドライバ１３のＡＰＣ動作を行わせるものとする。その後、ＡＰＣ駆動中のＬＤドライバ１３から出力される電流を電流検出手段によってモニタして、変換された電圧値とあらかじめ劣化判定用に設定された電圧値を比較することでＬＤの劣化判定を行うものとする。これにより、劣化状態検出手段が実現される。具体的にＬＤドライバ１３の出力電流をモニタする方法としては、図４に示す方法を用いるものとする。
図４中でＬＤドライバ１３から出力された電流は、電流−電圧変換回路によって、電圧値に変換される。この電圧値をあらかじめ決められた電圧値とコンパレータ１７（図３）によって比較を行うことによって、ＬＤの劣化状態の判定を行い、劣化と認められるときは、ＩＰＵ１２（図２）を介してＣＰＵ１１（図２）に信号を送付するものとする。ＣＰＵ１１はＬＤ劣化の信号を元にして、操作表示部２０にＬＤ劣化の旨を表示することで、外部にＬＤ劣化を知らせるとともに、それ以上ＬＤの劣化が進行するのを防ぐために、ＩＰＵから送出される画像信号を間引いて機械を動作させるものとする。
前記一連の劣化判定動作をフローチャートにしたものが図５である。このフローでは、まず、ステップＳ１でＤＡＣの設定を最大にして、光量設定値を最大にし、ステップＳ２に移ってＬＤドライバにＡＰＣ制御信号を与え、ＡＰＣ動作を開始し、ステップＳ３に移ってＬＤ駆動電流のモニタ値から生成された劣化判定信号を読み取り、その後、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、ＬＤが劣化しているかどうかを確認し、劣化していなければステップＳ５へ進んでＤＡＣの設定値を元に戻して光量設定値を元に戻して動作フローを終了する。ステップＳ５で劣化していると判断した場合はステップＳ６へ進んで操作表示部２０（図２）に劣化の旨を通知し、機械を停止する。

最大光量でＬＤ駆動電流を測定することによって、ＬＤ劣化を精度よく判定できる理由は以下の通りである。ＬＤは、通常、図６に示されるような特性を有しており、ＬＤに駆動電流を流しても、閾値電流と呼ばれる値までＬＤ発光を起こさず、閾値電流を超えたところで、閾値電流からの電流増分に比例する形で、ほぼ直線的に光量が増大していくという性質をもっていることが知られている。そして、このＬＤ駆動電流−光出力特性は、Ｉ−Ｌカーブと呼ばれている。また、直線的に光量が増大していく部分の直線の傾きは、微分効率と呼ばれている。
しかしながら、ＬＤが劣化してくると図６に示されるように、この特性が変化して、閾値電流が増大するとともに、微分効率の傾きが低下することで、劣化が進行していないＬＤと同一光量を光らせるのに必要なＬＤ駆動電流量が増加していくことになる。また、図６に示されるように、劣化が進行するとＩ−Ｌカーブの直線性が鈍り、曲線を描くようになることも知られている。
このため、従来の劣化判定方法では、画像形成装置であれば、プリント状態において常時ＬＤ駆動電流値を監視して、ＬＤ駆動電流が増大したことを検知することで劣化と判定したり、所定の複数の電流値にて各々光量を検出して、ＡＤコンバータでデジタル値に変換した上で、それを記録装置に記録し、ソフト・プログラム的に電流の差を計算することで各測定ポイント間の微分効率を算出して、ソフト・プログラム的に各微分効率を比較することで、劣化と判定したりする方法が採用されている。本発明のＬＤ制御装置及び画像形成装置を実施するための最良の形態であるレーザプリンタにおけるＬＤ劣化判定では、ＬＤ劣化時の２つの性質、
（１）ＬＤ劣化時には、閾値電流が増大し、微分効率の傾きが低下することで、ＬＤ駆動電流量が増大するという性質
（２）劣化時にはＩ−Ｌカーブの直線性が鈍り、曲線を描くようになるという性質
を同時に合わせて利用している。

図７に示されているようにＬＤが劣化して、Ｉ−Ｌカーブの直線性が鈍ってきたときに、ある一定の光量を光らせるのに必要なＬＤ駆動電流量について説明する。図７には、ＬＤ劣化時のＩ−Ｌカーブは実線で、正常なＩ−Ｌカーブは点線で示されている。ＬＤ駆動電流量を測定する際に基準とするＬＤ光量として、図７のようにＰ１とＰ２の２通りを考える。ただし、ここでＰ１＜Ｐ２とする。図７から分かるように、ＬＤ劣化時には、光量が大きいほどＩ−Ｌカーブの傾きが鈍るので、正常時と同一の光量を光らせるのに必要な駆動電流量と、正常時の駆動電流量との差異は、光量が大きいほど大きくなる（図７中ΔＩ１、ΔＩ２の大きさを比較すると分かる。）。
したがって、駆動電流量の大小によってＬＤの劣化判定を行うのには、できる限り大きな光量にて、駆動電流量測定・劣化判定する方が、精度よく測定を行うことができる。さらに、ＬＤ劣化によって単純に微分効率の傾きが小さくなっただけと仮定しても、図８から分かるように、光量が大きいほど正常時の駆動電流量との差異が大きくなることが分かるので、光量が大きい方が、劣化判定しやすいことが分かる。
一方、一般的にＬＤを用いた画像形成装置においては、実際にプリント動作を行う場合、感光体特性や感光体ドラムの回転速度から決まる感光体ドラム面上の像面光量と、感光体に結像を行う光学系の光利用効率によって決まる光量でＬＤを発光させている。このため、プリント動作のＬＤ光量は、ＬＤの絶対最大定格光量に対してかなり余裕を持った光量であることが非常に多い。
このため、この実施の形態におけるＬＤ劣化判定では、プリント動作時以外において、できる限りＬＤを大きな光量で発光させた上で、ＬＤ駆動電流の測定を行うものとする。この結果、本発明を実施するための最良の形態である第１実施例におけるＬＤ制御装置及びこれを用いたレーザプリンタ（画像形成装置）では、次に上げるＬＤ劣化時の２つの性質、
（１）ＬＤ劣化時には、閾値電流が増大し、微分効率の傾きが低下することで、ＬＤ駆動電流量が増大するという性質
（２）劣化時にはＩ−Ｌカーブの直線性が鈍り、曲線を描くようになるという性質
を合わせて利用することができ、微分効率の比較を行うよりも単純・簡潔な構成で測定が可能であると同時に、単純にプリント動作等の通常動作時に、駆動電流測定を行うのよりも、ＬＤの微妙な劣化をも精度よく検知することができる。そして、ＬＤ劣化を精度よく検知できないことで発生する不具合を防止することができる。また、ＬＤを変調駆動するためのデータを間引くなどして、ＬＤの発光時間を減らすことでそれ以上ＬＤ劣化が進行するのを遅らせるようにしているので、ＬＤ劣化が進行してＬＤ劣化を原因とした不具合が発生するのを遅延させることができる。

（第２実施例）
ここでは、第２実施例としてのレーザプリンタについて図９〜図１２を用いて説明する。この例のレーザプリンタは、受光素子であるＰＤ（フォトダイオード）からの出力電流をフィードバックしてＬＤ（レーザダイオード）に対してＡＰＣ（オートマチックパワーコントロール）を行うＬＤ制御装置を備え、また、ＬＤ制御装置は、ＬＤ光量の基準となる基準電圧によってＬＤ光量を可変する可変手段と、プリント処理等の通常動作以外の時に、基準電圧を通常動作時よりも高く設定する設定手段と、基準電圧が高く設定されたときにＬＤを点灯させて、その時にＬＤから出力される光量を検出する光量検出手段と、所定の電流値でＬＤ駆動電流を制限する制限手段と、基準電圧が高く設定された状態において、光量検出手段による光量検出値と、所定の値との対比により劣化が進行していることを検出する劣化状態検出手段とを備えている。
なお、説明が第１実施例と重複する部分については極力省略して説明を行う。光学系および現像プロセスは第１実施例にて説明したレーザプリンタと全く同等である。このため、第２実施例では第１実施例にて説明した光学系および、現像プロセスと同等のものを使うものとして説明を省略する。また、書き込み制御部の回路構成も第１実施例と基本的に同等であるので説明を省略する。また、第２実施例においても第１実施例と同様にして、機械起動時などプリント動作時以外における、あらかじめ設定した所定の時期において、図９のようにＣＰＵからＤＡコンバータ制御信号を送信し、ＩＰＵを介して前記ＤＡコンバータの出力電圧値を最大にして、ＬＤの光量設定値が最大になるよう制御を行うものとする。また、第２実施例において使用するＬＤドライバが備えている制限手段は、ＬＤが劣化するのを防止するため、ＬＤ駆動電流を測定する際にＬＤ駆動電流を制限するものとする。さらに、第２実施例においては、ＬＤドライバに特定の信号を入力することをトリガーとして、ＬＤドライバ内部で自動的にＬＤ劣化判定を行う回路を内蔵しているものとする。

図１０のＬＤドライバ内部において、自動的にＬＤ劣化判定を行う回路のブロック図を示す。機械起動時において、まず、第１実施例と同様にして、図９のようにＣＰＵ１１からＤＡＣ制御信号を送信し、ＩＰＵ１２を介してＤＡＣ１９の出力電圧値を最大にして、ＬＤの光量設定値が最大になるよう制御を行う。さらに、ＣＰＵ１１からの制御信号によってＩＰＵ１２を介してＬＤドライバ１３に、ＬＤの劣化判定を行うトリガーとなる信号を送信して、ＬＤドライバ１３内部において、以下に示すＬＤ劣化判定動作を行わせる。
ＬＤドライバは、図１０に示されたような内部構成をもつ。ＬＤドライバ内部においては、ＬＤドライバ外部から入力された光量基準となる基準電圧信号を元にして、ＬＤドライバ内部の分圧抵抗によって、所定の基準電圧より低い電圧が常時生成されている。ＬＤドライバは、外部から劣化判定を行うトリガーとなる信号が入力されると、ＬＤドライバに内蔵された制御回路によって生成される信号に基づいて、ＬＤドライバ内部で生成される基準電圧より低い所定の電圧を用いてＡＰＣ制御を開始することで、外部基準電圧信号より低い、あらかじめ設定された所定の光量となるようにＬＤ駆動電流を流す。
さらに、ＬＤドライバは、ＬＤドライバに内蔵された制御回路において、外部から入力された前述の劣化判定を行うトリガーとなる信号をきっかけとして、同じくＬＤドライバ内部の内部クロック２１によるクロック信号に基づいてカウンタ回路２２を用いてカウント動作を行うことで、あらかじめ設定された一定の時間が経過してＡＰＣ動作が安定したところで、内蔵された制御回路から自動的にホールド信号を生成してＡＰＣ制御から定電流制御に移行する。

ここでさらに、定電流制御に移行したところで、ＬＤドライバに内蔵された制御回路は、ＬＤドライバ内部のクロック信号に基づいてＬＤドライバ内部に存在するもう１つのカウンタを１ビットずつカウントアップさせ、そのカウンタ値をＬＤドライバに内蔵のＤＡＣ１９が変換してアナログ信号を生成する。さらに、ＤＡＣで変換されたアナログ信号を、やはりＬＤドライバに内蔵のＶ／Ｉ変換回路２３を用いてあらかじめ決められた割合で電流に変換し、定電流制御中のＬＤ駆動電流に加算していくことで、電流値を徐々に増加させていく。
そしてＬＤ光強度に比例してＰＤに流れ込んだ電流をＩ／Ｖ変換回路１６において電圧に変換して、この信号をＬＤドライバに内蔵のコンパレータ１７において、光量の基準として外部から入力された基準電圧信号と比較し、基準電圧信号に基づいた所定の光量になったところで、前記コンパレータ出力を基に、ＬＤドライバに内蔵された制御回路は、前記カウンタのカウントアップを停止したのちにＬＤドライバを通常動作に移行させる。このようにして光量検出手段や制限手段が機能する。
また、ここでもし仮にカウンタ値がオーバーフローしたときには、ＬＤドライバに内蔵された制御回路は、ＬＤに異常な電流値が流れたものと判断して、ＬＤ劣化の旨をＬＤドライバ外部端子を通じて、ＩＰＵを介してＣＰＵに伝達するとともに、ＬＤドライバ内部でＬＤ強制消灯信号を生成して、ＬＤを消灯する。このようにして劣化状態検出手段が機能する。一方、ＣＰＵは、前記劣化信号を基にして、ＬＤが劣化したと判断した場合、操作表示部２０に、ＬＤが劣化した旨を表示するとともに機械を停止する。

第２実施例において上述した一連の劣化判定動作をフローチャートにしたものが図１１である。図１１を説明すると、まず、ステップＳ１１でＤＡＣの設定値を最大にして、光量設定値を最大にし、ステップＳ１２へ移ってＬＤドライバに劣化判定動作信号を与え、劣化判定動作を開始し、ステップＳ１３に移って、生成された劣化判定信号を読み取り、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、ＬＤが劣化しているかどうかを確認し、劣化していなければステップＳ１５へ進んでＤＡＣの設定値を元に戻して光量設定値を元に戻して動作フローを終了する。ステップＳ１４で劣化していると判断した場合はステップＳ１６へ進んで操作表示部２０（図９）に劣化の旨を通知して動作フローを終了する。
また、第２実施例において、ＬＤドライバ内部の制御回路においてハードウエア的に自動で生成される制御信号に基づいて行われる前記劣化判定動作をフローチャートとして示したものが図１２である。図１２の動作では、まず、劣化判定動作信号が与えられると、ステップＳ２１で光量基準電圧を内部生成電圧に切り替え、ステップＳ２２へ移ってＡＰＣ動作を開始してＳＡＭＰＬＥ信号を生成し、その後、ステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３では、所定クロック数を経過するまで確認動作を繰り返し、経過した場合はステップＳ２４へ進んで定電流動作に移行してＨｏｌｄ信号を生成し、カウンタを１ｂｉｔアップする。
その後、ステップＳ２６へ進んでＰＤ生成電圧が基準電圧よりも大きいかどうかをチェックし、ＰＤ生成電圧の方が小さい場合はステップＳ２７へ進んでカウンタをストップし、さらにステップＳ２８へ進んで光量基準電圧を外部電圧に切り替え、通常動作へ移行し、動作フローを終了する。ステップＳ２６でＰＤ生成電圧の方が大きい場合はステップＳ２９へ進んでカウンタ値がオーバーフローしているかどうかを確認し、オーバーフローしていなければステップＳ２５へ戻り、オーバーフローしている場合はステップＳ３０へ移ってＬＤ劣化検知信号を出力し、ＬＤを強制消灯して動作フローを終了する。
したがって、本発明を実施するための最良の形態である第２実施例におけるＬＤ制御装置及びこれを用いたレーザプリンタ（画像形成装置）では、簡潔な手法でしかもＬＤの微妙な劣化をも精度よく検知することができる。そして、ＬＤ劣化を精度よく検知できないことで発生する不具合を防止することができる。また、ＬＤ制御装置を停止することによっても、ＬＤ劣化によって発生する不具合を防止することができる。

レーザプリンタの光学系を示す斜視図である。 第１実施例のＬＤ劣化判定回路のブロック図である。 第１実施例のＬＤドライバの内部ブロック図である。 ＬＤ駆動電流検出回路のブロック図である。 実施例１の劣化判断・通知方法のフローチャートである。 ＬＤ劣化時のＩ−Ｌ特性を示すグラフ図である。 ＬＤ劣化時のＬＤ駆動電流量誤差を示すグラフ図（その１）である。 ＬＤ劣化時のＬＤ駆動電流量誤差を示すグラフ図（その２）である。 第２実施例のＬＤ劣化判定回路のブロック図である。 第２実施例のＬＤドライバ内部の劣化判定回路のブロック図である。 第２実施例の劣化判断・通知方法の動作を示すフローチャートである。 第２実施例のＬＤドライバ内部における劣化判定動作のフローチャートである。 ＡＰＣ回路のブロック図である。 断続的ＡＰＣ回路の動作タイムチャートである。

符号の説明

１ ＬＤＵ、２ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）、３ 結像レンズ、４ 感光体、５ 同期検知用受光部、６ 同期検知ミラー、７ 反射ミラー、１１ ＣＰＵ、１２ ＩＰＵ、１３ ＬＤドライバ、１４ スイッチ回路、１５ 電流発生回路、１６ Ｉ／Ｖ変換回路、１７ コンパレータ、１８ ホールド・コンデンサ、１９ ＤＡＣ、２０ 操作表示部、２１ 内部クロック、２２ カウンタ回路、２３ Ｖ／Ｉ変換回路

Claims (5)

1. 受光素子からの出力電流をフィードバックして、ＬＤに対してオートマチックパワーコントロールを行うＬＤ制御装置であって、
   前記ＬＤの光量基準となる基準電圧によって当該ＬＤの光量を可変する可変手段と、
   通常動作以外の時に、前記基準電圧を通常動作時よりも高く設定する設定手段と、
   前記設定手段により前記基準電圧が高く設定された場合に前記ＬＤを点灯させた時点で当該ＬＤから出力される光量を検出する光量検出手段と、
   所定の電流値で前記ＬＤへ供給するＬＤ駆動電流を制限する制限手段と、
   前記光量検出手段により得られる前記光量の検出値と所定の値とを対比した結果により前記ＬＤの劣化状態が進行していることを検出する劣化状態検出手段と、を備え、
   前記制限手段は、前記基準電圧を分圧した当該基準電圧よりも低い所定の電圧を用いて前記オートマチックパワーコントロールを開始することにより予め設定された所定の光量となるように前記ＬＤ駆動電流を前記ＬＤへ供給し、所定時間経過した後に当該オートマチックパワーコントロールから定電流制御へ移行すると共に、カウンタ動作に伴って当該定電流制御中の当該ＬＤ駆動電流に当該所定の電圧に基づいてＶ／Ｉ変換して得られる決められた割合の電流値を徐々に加算し、
   前記劣化状態検出手段は、前記カウンタ動作のカウンタ値がオーバーフローしたときに前記ＬＤに異常な電流が流れたものと判断して前記ＬＤの劣化状態を検出することを特徴とするＬＤ制御装置。
2. 請求項１記載のＬＤ制御装置において、
   前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行していることを外部に通知する通知手段を備えたことを特徴とするＬＤ制御装置。
3. 請求項１記載のＬＤ制御装置において、
   前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行している場合に機械を停止する停止手段を備えたことを特徴とするＬＤ制御装置。
4. 請求項１記載のＬＤ制御装置において、
   前記劣化状態検出手段で検出される前記ＬＤ劣化が進行している場合に当該ＬＤを変調駆動するためのデータを間引く間引き手段を備えたことを特徴とするＬＤ制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載のＬＤ制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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