JP5717402B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施例のマルチビームの半導体レーザ(レーザ素子)を用いた画像形成装置の要部構成図である。図1において、レーザスキャナーモータ1016は回転多面鏡1015を回転駆動する。露光用光源であるレーザダイオード1017は、レーザドライバ1029により画像信号に応じて点灯、又は消灯され、レーザダイオード1017からの変調されたレーザ光は、回転多面鏡1015に向けて照射される。レーザダイオード1017が発したレーザ光は、回転多面鏡1015の回転に伴い、その反射面で連続的に角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は不図示のレンズ群により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡1018を経て感光ドラム1010の主走査方向(図に対して垂直方向)に走査する。回転多面鏡1015の1つの面が1回の走査に対応し、回転多面鏡1015の回転により、レーザダイオード1017からのレーザ光は、1ラインずつ、感光体である感光ドラム1010の主走査方向に走査する。感光ドラム1010は予め帯電器1011により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され静電潜像が形成される。また、感光ドラム1010は矢印方向に回転しており、形成された静電潜像は現像器1012のトナーにより現像され、可視化されたトナー像は、転写帯電器1013により不図示の転写紙に転写される。トナー像が転写された転写紙は定着器1014に搬送され、定着を行った後に機外に排出される。
図2は、画像形成装置の走査光学装置において使用される半導体レーザの電流−光量出力−電圧特性(以下、「I−L−V特性」という)を示した図である。図2(a)は端面発光型のレーザダイオード、図2(b)は面発光型のレーザダイオードの電流−光量出力特性(以下、「I−L特性」という)、及び電流−電圧特性(以下、「I−V特性」という)をそれぞれ表している。図2(a)のI−L特性、I−V特性は、環境温度が10℃〜40℃まで10℃間隔で測定した特性を示し、図2(b)のI−L特性、I−V特性は、環境温度が20℃〜50℃まで10℃間隔で測定した特性を示す。
次に、図3(a)を用いて、面発光型のレーザダイオードを定電流制御により駆動した場合の温度特性について説明する。図3(a)は、20℃において1mWから3mWまで0.5mW間隔で調整された電流値による定電流制御を行い、周囲温度を20℃〜60℃まで10℃間隔で温度上昇させた場合の温度特性を示している。図3(a)より、例えば、20℃、3mWでAPC制御を行った場合、次のAPC周期までに周囲温度が10℃上昇し30℃になった場合には、20℃の時と比べて光量出力は7.7%ダウンする。また、周囲温度が40℃上昇し60℃になった場合には、20℃の時と比べて光量出力は41%ダウンすることとなる。
次に、面発光型のマルチビームの半導体レーザを画像形成装置に用いた実施例について、図4を用いて説明する。図4は、画像形成装置の走査光学装置におけるマルチビームの半導体レーザ、及びそのドライバ回路の実施形態を示す図である。図4において、ドライバ回路は図1のレーザドライバ1029に相当し、半導体レーザLD100は図1のレーザダイオード1017に相当する。半導体レーザLD100は、パッケージ内に複数のレーザダイオードLD1〜LD8を有し、レーザダイオードLD1〜LD8のカソード端子は共通端子となって接地されている。レーザダイオードLD1〜LD8のアノード端子は、それぞれドライバ回路110〜180に接続され、対応するドライバ回路より駆動電流を供給される。
次に、APC制御が行われる期間であるAPCモード時、レーザダイオードを点灯しないOFFモード時、印字モード時における図4の回路動作について、以下に説明する。なお、本実施例では、図5(b)の動作シーケンスに基づいて、1回の走査期間で4つのレーザダイオードのAPC制御を行うものとし、全レーザダイオードのAPC制御は、2回の走査期間で行うものとする。
PD1 フォトダイオード
OP111 エラーアンプ
Q111 定電流源
Q113 定電圧源
C111 サンプルホールドコンデンサ
Q112 トランジスタ
Q114 トランジスタ
Claims (11)
- 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部を備える半導体レーザであって、電流が供給されることによって前記発光部がレーザ光を出射する半導体レーザと、前記発光部から出射されたレーザ光が前記感光体を走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、前記発光部から出射されるレーザ光を受光する受光素子と、を備え、前記発光部のカソードがアノードよりも低い電圧に設定される画像形成装置において、
前記発光部のアノードに接続され、電流を出力する電流源と、
前記発光部のアノードに接続され、当該アノードの電圧を保持するコンデンサと、
前記発光部のアノードに接続され、前記コンデンサの電圧に基づいて前記アノードの電圧を制御する電圧制御回路と、
前記発光部のアノードと、前記電流源、前記電圧制御回路、および前記コンデンサとの電気的接続状態を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記レーザ光の走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査しない期間において、前記電気的接続状態を、前記発光部のアノードと前記電流源、および前記発光部のアノードと前記コンデンサとが接続状態となり、かつ前記発光部のアノードと前記電圧制御回路とが非接続状態となる第1の状態に制御し、
前記電流源は、前記第1の状態において前記発光部から出射され、前記受光素子に入射する前記レーザ光の光量が目標光量となるように、出力する電流を制御し、
前記コンデンサは、前記第1の状態において前記受光素子に入射する前記レーザ光の光量が目標光量に制御されたときの前記発光部のアノードの電圧を保持し、
前記制御手段は、前記レーザ光の走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査する期間において、前記電気的接続状態を、前記発光部のアノードと前記電流源、および前記発光部のアノードと前記コンデンサとが非接続状態となり、かつ前記発光部のアノードと前記電圧制御回路とが接続状態となる第2の状態に制御し、
前記電圧制御回路は、前記第2の状態において、前記コンデンサの電圧に基づいて前記発光部のアノードの電圧を制御し、
前記第2の状態において、前記発光部には前記発光部のアノードとカソードの電位差に基づく値の電流が画像データに基づいて供給されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記半導体レーザは、面発光型レーザダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記半導体レーザは、複数の前記発光部を備え、
前記電流源、前記コンデンサ、および前記電圧制御回路は、前記複数の発光部それぞれに対して個別に設けられており、
前記複数の発光部のアノードと前記複数の発光部に対応する複数の前記電圧制御回路との間それぞれにスイッチが設けられており、
前記制御手段は、
前記レーザ光の走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査しない期間において、いずれか一つの発光部に関する前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御し、その他の発光部に関する前記発光部のアノードと前記電流源、前記発光部のアノードと前記コンデンサ、および前記発光部のアノードと前記電圧制御回路との前記電気的接続状態を非接続状態に制御し、
前記レーザ光の走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査する期間において、全ての発光部に関する前記電気的接続状態を前記第2の状態に制御するとともに、前記複数の発光部のアノードと前記複数の発光部に対応する前記複数の電圧制御回路との間それぞれに設けられたスイッチをオフに制御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。 - 前記制御手段は、前記レーザ光の1走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査しない期間内の異なるタイミングで前記複数の発光部に関する前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記レーザ光の1走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査しない期間内の異なるタイミングで前記複数の発光部のうちの複数の一部の発光部に関する前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、複数の走査周期に1回の頻度で、前記レーザ光の走査周期内の前記レーザ光が前記感光体上を走査しない期間において前記複数の発光部に関する前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記電流源と前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチと、
前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチと、
前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチと、
を備え、
前記制御手段は、
前記電流源と前記発光部のアノードとの間のスイッチと前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間のスイッチをオンに、前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間のスイッチをオフに制御することによって前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御し、
前記電流源と前記発光部のアノードとの間のスイッチと前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間のスイッチをオフに、前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間のスイッチをオンに制御することによって前記電気的接続状態を前記第2の状態に制御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。 - 前記電流源と前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチ、および前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチはトランジスタであり、前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間に設けられたスイッチはアナログスイッチであることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記複数の発光部のアノードと前記複数の発光部に対応する前記複数の電流源との間それぞれにスイッチが設けられており、
前記複数の発光部のアノードと前記複数の発光部に対応する前記複数のコンデンサとの間それぞれにスイッチが設けられており、
前記制御手段は、
前記電流源と前記発光部のアノードとの間のスイッチと前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間のスイッチをオンに、前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間のスイッチをオフに制御することによって前記電気的接続状態を前記第1の状態に制御し、
前記電流源と前記発光部のアノードとの間のスイッチと前記コンデンサと前記発光部のアノードとの間のスイッチをオフに、前記電圧制御回路と前記発光部のアノードとの間のスイッチをオンに制御することによって前記電気的接続状態を前記第2の状態に制御することを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記複数の電流源と前記複数の発光部のアノードとの間に設けられたスイッチ、および前記複数の電圧制御回路と前記複数の発光部のアノードとの間に設けられたスイッチはトランジスタであり、前記複数のコンデンサと前記複数の発光部のアノードとの間に設けられたスイッチはアナログスイッチであることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記発光部のカソードは接地されていることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項に記載の画像形成装置。
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