JPH02194975A - 画像形成装置の半導体レーザ劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像形成装置における半導体レーザ劣化検
出装置に関する。

〔従来の技術〕

近時、レーザプリンタ、デジタル複写機、高速ファクシ
ミリ城いはカラー複写機、カラープリンタ等の半導体レ
ーザを光源とする画像形成装置が多くなって来ている。

一般に、半導体レーザは第４図に示すように同一光出力
が得られる駆動電流Ｉｄが温度によって大幅に変化する
ので、光出力を安定させるための能動回路が使用されて
いる。

第５図は、その半導体レーザの光出力安定回路の従来例
を示すブロック図である。

Ｕ／Ｄカウンタ（アップ／ダウン・カウンタ）１は、当
初電源がオンになった時に最大値たとえば８ビツトカウ
ンタであればＩＦ　ＦＪ（１６進数）にセットされてい
る。

Ｉ）　／　Ａコンバータ（デジタル／アナログ・コンバ
ー・夕）２は、Ｕ／Ｄカウンタ１の内容（デジタルデー
タ）を入力してアナログ電圧Ｖｏに変換し、Ｖ／丁コン
バータ（電圧／電流コンバータ）３に出力する。

Ｖ／Ｉコンバータ３は、入力したアナログ電圧■０をそ
の電圧に比例したアナログ電流Ｉｏに変換して、半導体
レーザであるレーザダイオードのドライバ（以下ｒＬＤ
ドライバ」という）４に出力する。

ＬＤドライバ４は、ビデオ信号が°Ｌ゛の時は出力せず
、Ｈ°の時には入力したアナログ電流Ｉｏに応じた駆動
電流Ｉｄをレーザダイオード（ＬＤ）５に出力する、 その駆動電流１ｄはアナログ電流Ｉｏが大きい時は小さ
く、アナログ電流Ｉｏが小さい時は大きくなる関係にあ
り、Ｕ／Ｄカウンタ１の内容がｒＦＦＪの時すなわちア
ナログ電流Ｉｏが最大の時には、対応する駆動電流Ｊｄ
はその閾値よりも小さく設定されているから、レーザダ
イオード５は殆んど発光していない。

レーザダイオード５の光出力の一部を、同一ケースに内
蔵されているフォトダイオード６が検出し、図示しない
アンプにより増幅され、光出力に比例した電圧信号Ｅｐ
として比較口１７に出力される。

比較回路７の他の入力端子には、光出力が所定レベルの
時の電圧信号と等しい基準電圧Ｅｒが接続されている。

比較回路７は、電圧信号Ｅｐと基準電圧Ｅｒとを比較し
て、電圧信号Ｅｐが基準電圧Ｅｒより大ならば°Ｈ°、
小ならばＬ゛のＵ／Ｄ信号をＵ／Ｄカウンタ１に出力す
る。

Ｕ／Ｄカウンタ１は１図示しないシーケンスコントロー
ラからのイネーブル信号が°Ｈ°の時、Ｕ／Ｄ信号がＩ
（”ならばアップモード、゛Ｌ。

ならばダウンモードとなり、発振回路８から入力するク
ロックをカカントしてその内容が変化し、イネーブル信
号がＬ　”の時はディスエーブルどなってその内容を保
持する。

光出力調整サイクル時には、イネーブル信号とビデオ信
号とが同時にＨ°になるから、　Ｕ／Ｄカウンタ１の内
容に応じた駆動電流Ｉｄがレーザダイオード５に流れ、
発光する。

光出力がその所定Ｌノベルより低い（初期セットの時は
その極端な例である）時は電圧信号ＥＰが基準電圧Ｅｒ
より小であるから、Ｕ／Ｄ信号は°Ｌ°になり、Ｕ／Ｄ
カウンタ１はダウンモードとなってカウントダウンし、
それにともなってアナログ電圧Ｖｏ、アナログ電流ＩＯ
が減少し、駆動電流Ｉｄ、光出力が増大する。

逆に、光出力がその所定レベルより高い時はＵ／Ｄ信号
がＨ°になり、Ｕ／Ｄカウンタ１はアップモードとなっ
てカウントアツプし、アナログ電圧Ｖｏ、アナログ電流
Ｉｏが増大、駆動電流丁ｄ、光出力が減少する。

したがって、最終的にはＵ／Ｄカウンタ１の内容は、そ
の時のレーザダイオード５の温度において所定レベルの
光出力を得る駆動電流Ｉｄに対応する値を中心として上
下１カウントの幅でアップ／ダウンを繰返す。

イネーブル信号がＬ゛に戻った時にｔＪ　／　Ｄカウン
タ１はその内容を保持し、同時にビデオ信号も°Ｌ°に
なって、光出力調整サイクルを終了する。

この光出力調整サイクルは、電源オンの時と１頁プリン
ト毎に実行されて、周囲温度および連続使用による温度
上昇等の温度変化があっても光出力を所定レベルに保持
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、レーザダイオードが経時的に或いは瞬間的な
サージ電流などにより劣化してくると、発光効率が低下
するため所定レベルの光出力を得る駆動電流が増大して
くる。

駆動電流が最大定格駆動電流を超えるようになると、レ
ーザダイオードの内部損失すなわち発熱量が急に増大し
て温度上昇が激しくなるため、駆動電流が更に増大する
という悪循環を繰返すことになる。

その結果、１頁分のプリントの最初と最後で濃度差が生
じたり、極端な場合はプリント途中でレーザダイオード
のダウンによる印刷不能等の致命的な事故が発生する。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり１画像
形成装置が稼動中にプリント品質の低下や回復不能な致
命的事故が発生するのを防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、半導体レーザの
光出力を検出し、その検出信号に応じて所定レベルの光
出力が得られる半導体レーザの駆動電流に対応するデー
タを記憶し、その記憶されたデータに基いた駆動電流で
半導体レーザを発光させる手段を備えた画像形成装置に
おいて、半導体レーザの最大定格駆動電流に対応するデ
ータと前記記憶されたデータとを比較してその大小を判
定し、所定レベルの光出力が得られる駆動電流が最大定
格駆動電流を超えた時に劣化信号を出力する比較手段を
備えた半導体レーザの劣化検出装置を提供し、更にその
劣化信号が出力された時に半導体レーザの劣化を表示す
る警告表示手段を備えたものも提供する。

〔作　用〕

この発明は上記のように構成することにより、半導体レ
ーザが劣化して、所定レベルの光出力を得るための駆動
電流が最大定格駆動電流を超えた時に劣化信号を出力し
、或いは更にその劣化信号により半導体レーザの劣化を
表示してオペレータに警告し、事故を未然に防止するこ
とが出来る。

〔実施例〕

以下、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図は同じくその一部を示す回路図であり、第５図に示し
た従来例と同一部分には同一符号を付している。

この第１実施例は、Ｄ／Ａコンバータ２がＵ／Ｄカウン
タ１の内容（デジタルデータ）をアナログ変換して出力
するアナログ電圧Ｖｏと、レーザダイオード５の最大定
格駆動電流に対応するアナログ電圧と等しい基準電圧Ｖ
ｒとを比較手段である比較回路１１により比較するアナ
ログ比較方式％式％ 比較回路１１は１例えば第２図に示したようなコンパレ
ータ（アナログ）よりなり、アナログ電圧Ｖｏを出力す
るＤ／Ａコンバータ２の出力端子は、コンパレータ１１
の一入力端子とＶ／Ｉコンバータ３の入力端子に接続さ
れている。

その一端をアースされた抵抗Ｒ１と、その一端を直流定
圧電源Ｖｃｃに接続された可変抵抗Ｒ２とは互に直列に
接続されて分圧器を形成し１両者の接続点はコンパレー
タ１１の中端子にも接続されている。

可変抵抗Ｒ２の抵抗値を調整することにより、コンパレ
ータ１１の中端子は、基準電圧Ｖｒに設定される。

鰐区動電流Ｉｄが最大定格駆動電流より小さい時は、ア
ナログ電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒより高いから、コンパレ
ータ１１の出力は°Ｌ°すなわち劣化信号は出力されて
いない。

レーザダイオード５が劣化して来て、駆動電流Ｉｄが最
大定格駆動電流を超えた時は、アナログ電圧Ｖｏが基準
電圧Ｖｒより低くなるから、コンパレータ１１の出力は
°Ｈ°になり、劣化信号が出力される。

警告表示手段は１例えば表示を制御するコントローラ１
２と、図示しない画像形成装置のパネル面に設けられた
表示装置１！１とから構成されている。

コントローラ１２は、比較回路１１の出力が’Ｈ−にな
れば表示装置１３に表示信号を出力する。

表示装置１３は、表示信号が入力している期間中、レー
ザダイオード５の劣化を表示してオペレータに警告する
。

第３図はこの発明の第２実施例を示すブロック図であり
、第１図に示した第１実施例と同一部分には同一符号を
付している。

この第２実施例は、Ｕ／Ｄカウンタ１の内容であるデジ
タルデータと、レーザダイオード５の最大定格即動電流
に対応するデータ（デジタル値）とを比較手段であるデ
ータセレクタ２１により比較するデジタル比較方式の例
である。

最大定格駆動電流に対応するデジタル値は、予めデータ
セレクタ２１に内蔵された不揮発メモリにセットされて
いるか、Ｕ／Ｄカウンタ１のビット数に対応するジャン
パ或いはデイツプスイッチ等により設定される。

データセレクタ２１は、Ｕ／Ｄカウンタ１の内容を入力
して予め設定されているデータと比較し、Ｕ／Ｄカウン
タ１の内容が設定データ以−ヒであれば出力は°Ｌ°で
あり、設定データ未満であれば出力はＨ”になって劣化
４Ｗ号をコントローラ１２に出力する。

コントローラ１２以降の動作は第１実施例（第１図）と
同じであり、その効果もアナログ比較方式と同一である
。

以上、アナログ比較方式とデジタル比較方式の２つの実
施例について説明したが、コントローラ１２は一度劣化
信号を入力すれば表示信号を出力するが、一定時間後に
劣化信号が消えていれば表示信号を取消すものでもよい
し、−度表示信号を出力したら電源オフまたはオペレー
タにより図示しない再チエツクボタンが押されるまで取
消さないものであってもよい。

何故ならば、レーザダイオードが多少劣化してジョブの
途中で駆動電流が最大定格原動電流を超えることがあっ
ても、直ちに悪循環を生じて急激な劣化乃至ダウンに至
るものではなく、暫らく休止して温度が下ればジョブ終
了まで作業することも出来る。

あるいは、レーザダイオードが劣化していなくても、他
の原因で周囲温度が異常に上昇した為に駆動電流が増加
して、警告が表示される場合もあり、この場合は気付か
ずに作業を続行してレーザダイオードを劣化させて了う
ことを防止する効果がある。

また、劣化表示と共に警報音を発して、オペレータが表
示に気付かずに作業を続行することを防止することも出
来る。

さらに、多くの場合に劣化信号が出力されるのは、連続
作業中に頁と頁の間で光出力ｌｌ４ｆｉサイクルが実行
された時であるから、比較手段からの劣化信号を人力し
た時に次の頁の作業を停止するようにすることも出来る
。

したがって、劣化信号が出力されてから一定時間後に、
或いはオペレータが再チエツクボタンを押した時に、光
出力調整サイクルを実行し、駆動電流が最大定格駆動電
流以下になって劣化信号が出力されていなけ第１．ば、
警告表示が消えて作業にかかることも出来る。

また、第１及び第２の実施例は、いずれもＵＺＤカウン
タ１の内容が変換されたアナログ電流Ｉｏとレーザダイ
オード５の駆動電流Ｉｄとの増加／減少関係が反転する
■、Ｄドライバ４の場合につい′Ｃ説明したが、この発
明はアナログ電流Ｉ。

と駆動電流Ｉｄとが比例あるいは増加／減少関係が一致
するＬ　Ｄドライバの場合にも適用することが出来る。

すなわち、１ｔｉＩＩＸ’オン時にＵ／Ｄカウンタ１の
内容がクリアされていることと、比較手段である比較回
路１１またはデータセレクタ２１の出力及び比較回路７
の出力の極性を、例えばそれぞれノット回路を介挿する
等して、”Ｈ”、’Ｌ”逆にすればよい。

更に、レーザダイオードの光出力ビームをスキャンして
画像の潜像を形成する時に、潜像形成面上のスキャンニ
ング速度すなわちスポットの位置に応じて光出力を変化
させて濃度を一定にする手段を備えた画像形成装置もあ
るが、その最大光出力（一般にスキャン領域の両端で光
出力が最大になる）を得る駆動電流と最大定格原動電流
とにそれぞれ対応するデータを比較することにより、こ
の発明を適用することが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、画像形成装置
が稼動中であっても、レーザダイオードの駆動電流が最
大定格駆動電流を超えたときにそれを検出し、あるいは
更にその検出時に半導体レーザの劣化を警告表示して、
プリント品質の低下や回復不能な致命的事故を防止する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図は同じくその一部を示す回路図、第３図は同じくその
第２実施例を示すブロック図、第４図は半導体レーザの
駆動電流対光出力の温度変化の一例を示す特性図、 第５図は半導体レーザの光出力安定回路の従来例を示す
ブロック図である。 １・・・Ｕ／Ｄカウンタ　　　２・・・Ｄ／Ａコンバー
タ３・・・Ｖ／Ｉコンバータ　　４・・・ＬＤドライバ
５・・・レーザダイオード（半導体レーザ）６・・・フ
ォトダイオード　　７・・・比較回路８・・・発振回路 １１・・・比較回路（比較手段） １２・・・コントローラ　　　１３・・・表示装置２１
・・・データセレクタ（比較手段）第３図 ｓ４図 □駆動電流Ｉｄ 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半導体レーザの光出力を検出し、その検出信号に応
   じて所定レベルの光出力が得られる前記半導体レーザの
   駆動電源に対応するデータを記憶し、その記憶されたデ
   ータに基いた駆動電流で前記半導体レーザを発光させる
   手段を備えた画像形成装置において、 前記半導体レーザの最大定格駆動電流に対応するデータ
   と前記記憶されたデータとを比較してその大小を判定し
   、前記所定レベルの光出力が得られる駆動電流が前記最
   大定格駆動電流を超えた時に劣化信号を出力する比較手
   段を備えたことを特徴とする画像形成装置の半導体レー
   ザ劣化検出装置。 ２　前記比較手段が劣化信号を出力した時に前記半導体
   レーザの劣化を表示する警告表示手段を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置の半導体レーザ劣
   化検出装置。