JPH04149482A - 画像形成装置 - 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】

本発明はレーザ光を感光体上に走査させ、電子写真プロ
セスを利用して画像形成を行なう画像形成装置に関する
ものである。

【従来の技術】

従来より、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）として広く
知られている画像形成装置では、レーザ光を感光体上に
走査して潜像を形成し、これを現像剤により顕像化して
画像を得ている。このような装置では、レーザ光の光量
が周囲温度の影響を受けて変動すると、形成される画素
が太ったり細ったりして、結、果的に最終画像濃度に変
動を生じてしまう。このような影響を軽減するために、
即ち、レーザビーム出力を温度変化に対して安定化する
ために、ヒータあるいはペルチェ素子を用いて、レーザ
発生素子の周囲温度を一定に維持する制御等を行なって
いた。 また、レーザ近傍でレーザビーム出力を光出力検出回路
により検出し、この出力信号をレーザ駆動回路にフィー
ドバックすることにより、レーザビーム強度を制御して
、レーザ出力が設定値と常に等しくなるようにした、オ
ートパワーコントロール（Ａ　Ｐ　Ｃ）を行なっている
ものがある。このＡＰＣには、レーザビーム出力を光出
力検出回路により印刷された記録紙間で検出し、ソフト
ウェアによりレーザビームの強度制御を行なうものと、
光出力検出回路によりレーザビーム出力を１水平走査に
１回検８し、ハードウェアによりレーザビームの強度制
御を行なうものがある。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例では次に述べるような不具合
がある。先ず前者の場合、レーザ発生素子の温度制御を
行なうことにより、レーザ発生素子自身の出力を安定化
させることができる。しかし、レーザ駆動回路及び周辺
回路の温度特性があるために、レーザ発生素子の周囲温
度を一定にしたとしてもレーザ発生素子を駆動する周辺
回路の温度特性によって、レーザ駆動電流が変動してし
まうため、レーザ出力を安定させることができない。 また後者の、レーザ発生素子の近傍に光出力検出回路を
設けることにより、レーザビーム出力を検出し、この出
力信号なレーザ駆動回路にフィードバックする場合は、
光出力検出回路に接続されるフォトダイオードの温度変
化による暗電流変化により、レーザビーム出力の基準が
変化してしまうので、正常な検出を行うことができず、
レーザ出力を安定化できないよいう問題があった。 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、レーザ光
の強度を正確に検知して、レーザを安定して駆動するこ
とができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は以下
の様な構成からなる。即ち、 レーザ光を感光体上に走査し電子写真プロセスを利用し
て画像形成を行なう画像形成装置であって、前記レーザ
光の強度を検出するビーム強度検出手段と、前記ビーム
強度検出手段の出力を保持する第１の保持手段および第
２の保持手段と、前記第１の保持手段と前記第２の保持
手段の出力の差を検出する差動増幅手段と、前記差動増
幅手段の出力により前記レーザの駆動電流を制御する制
御手段とを備える。

【イ乍用】

以上の構成において、レーザ光の強度の検出値を、第１
と第２の保持手段に保持する。これら第１の保持手段と
第２の保持手段の出力の差を差動増幅手段により検出し
、この差動増幅手段の出力により、レーザの駆動電流を
制御するように動作する。

【実施例】

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。 くレーザビームプリンタの説明（第１図）〉第１図は実
施例のレーザビームプリンタの概略構成を示すブロック
図である。 図において、１０１はホストコンピュータとのインター
フェース制御を行うデータ入力部で、ホストコンピュー
タ等の外部機器より画像データを入力して、制御部１０
２に出力している。制御部１０２はこの画像データを受
取ると、例えばコードデータの場合はイメージデータに
展開して、ＲＡＭに設けられたイメージメモリに記憶す
る。１０５はこのイメージメモリの画像データに応じて
出力される記録信号で、この記録信号１０５に従ってレ
ーザ制御回路１０３の半導体レーザが駆動される。１０
３は第２図に詳細を示すレーザ制御回路で、半導体レー
ザより出力されるレーザ光の強度を検出して、半導体レ
ーザの駆動電流を制御している。１０４は記録信号１０
５に応じて変調されたレーザ光により、記録紙上に印刷
を行う記録部である。 次に記録部１０４の構成を説明すると、１１０はポリゴ
ンミラー、１１１は感光ドラムで、ポリゴンミラー１１
により反射されたレーザ光によりその表面に静電潜像を
形成する。この静電潜像は図示しない現像器等により現
像され、定着器により記録紙に転写されて、印刷される
。１１２はボリボンミラ−１１０を回転駆動するための
モータ、１１３は感光ドラム１１１を回転駆動するため
のモータである。１１４はレーザ光を検出するためのフ
ォトセンサで、このフォトセンサ１１４により検出され
た信号は、ビームデイテクト（ＢＤ）信号として制御部
１０２に入力され、水平同期信号として処理される。 〈レーザ制御回路　（第２図、第３図）〉第２図は本実
施例のレーザ制御回路のブロック図である。 第２図において、１は半導体レーザ、２は半導体レーザ
１より出力されるレーザ光の強度を検出するためのフォ
トダイオードである。このフォトダイオード２は、レー
ザ１の発光領域の動作電流が最小となるパルス幅３０（
第３図）、及びレーザ１の発光領域の動作電流が所定値
となるパルス幅３１　（第３図）の記録信号１０５に応
じて、レーザダイオード１のレーザビームによる記録区
域外の走査光を検出している。そして、この検出した信
号をビーム強度をモニタ電流（Ｉ、）とじて出力してい
る。 モニタ電流（１，）は電流−電圧変換器３により電圧（
■２）信号に変換される。この時、パルス幅３１に相当
する電圧値は、サンプルホールド回路４により、ゲート
信号２１に同期してｌ水平走査区間サンプルホールドさ
れる。このホールドされた信号は差動増幅器７の非反転
入力端子に入力される。また、パルス幅３０に相当する
モニタ電圧■Ｍ　（フォトダイオード暗電流に相当）は
、サンプルホールド回路５により、ゲート信号２２に同
期して１水平走査区間サンプルホールドされる。このホ
ールドされた電圧は、サンプルホールド回路６に入力さ
れた後、ゲート信号２１によりパルス幅３１に相当する
サンプルホールド回路４とのタイミングが取られて差動
増幅器７の反転入力端子に入力される。 これにより、差動増幅器７の出力信号はパルス幅３１に
相当するモニタ電圧（所定光量）と、パルス幅３０に相
当するモニタ電圧（フォトダイオード暗電流）との減算
値となる。この電圧値は定電流源９に印加されて、レー
ザダイオード１のＬＥＤ発光領域電流（バイアス電流）
の制御が行なわれる。 第４図は、半導体レーザ１の電流−光出力温度特性を表
わす図である。 第４図において、横軸は半導体レーザ１の駆動電流■、
縦軸はその光出力Ｐを示している。−船釣に、半導体レ
ーザは、半導体レーザの温度が低いときにはＴ１で、温
度が高いときにはＴ２で示すような光出力の温度特性を
示す。即ち、半導体レーザ１の温度が低いときには少な
い駆動電流でもレーザ発光領域に至るが、半導体レーザ
１の温度が高（なるにつれて、この閾値が上昇するとと
もに、レーザ１の発光領域において、半導体レーザｌの
駆動電流に対する光出力量が減少する（傾きが小さ（な
る）。 第２図に於いて、定電流源９の動作を第４図を利用して
説明する。 半導体レーザ１の温度がＴ１からＴｉ（”ｒｚ＞Ｔ、）
となった時には、半導体レーザ１の発光の電流閾値はＩ
　ＩＩから工、□に変化する。つまり、差動増幅器７の
出力が大きくなるほど、半導体レーザ１の駆動電流を少
なくするように動作する。ここで、差動増幅器７の入力
には、同様にフォトダイオードの暗電流が含まれている
ため、差動増幅器７の出力では、この暗電流が相殺され
たものとなる。こうして、１水平走査につき、フォトダ
イオードの暗電流が除去され、半導体レーザ１のビーム
強度に相当する電圧が検出される。これにより、レーザ
１のレーザ光の強度制御が行われる。 再び第２図を参照して、動作説明を行なう。 記録信号１０５（画像信号）がスイッチング回路１２に
入力され、半導体レーザ１の発光領域の動作電流工、が
オン・オフされる。この動作電流工、の設定は、動作電
流設定回路１０の出力信号が定電流源１１に入力されて
行なわれる。 第５図（Ａ）（Ｂ）は、以上一連の制御系を介した場合
のレーザダイオード１に流れろ駆動電流を説明するため
の図である。 第５図（Ａ）は温度Ｔｌｉ第５図（Ｂ）は温度Ｔ２の時
の状態を示している。温度がＴ１と低いときには、閾値
電流Ｉ　ｓ＋に対して記録信号がオンの場合にＩｐ＋が
重畳され、レーザ駆動領域に移行してレーザ光を射出す
る。一方、温度がＴ２と高いときには、閾値電流１１１
２に対して記録信号がオンの場合に工、が重畳されて、
レーザ光が射出される。但し、本実施例の場合には、動
作電流Ｉｐ＋＝Ｉ、□としている。 第３図は本実施例のレーザ制御回路１０３の各部の波形
を示すタイムチャートである。 同図において、ゲート信号２１．２２は主走査期間に同
期して、制御部１０２より出力されるパルス信号である
。この信号により、レーザバイアス電流工、が主走査毎
に温度補正を行なう方向に制御されている。 タイミングＴ１で、ゲート信号２２によりサンプルホー
ルド回路５にパルス幅３０に対応する電圧値■、がホー
ルドされ、タイミングＴ２でサンプルホールド回路４に
パルス幅３１に対応する電圧値■２がホールドされる。 また、この時同時にサンプルホールド回路６にサンプル
ホールド回路５の出力電圧がセットされるため、差動増
幅器７の出力は図の如くになり、この出力電圧レベルで
定電流源９によるバイアス電流■６が決定される。 更に、タイミングＴ３、Ｔ４で、パルス＠３２及び３３
に対応する電圧がサンプルホールド回路４と６にセット
される。ここでは、サンプルホールド回路４にセットさ
れた電圧レベルが、前回の電圧レベルに比べて高（なっ
ており、この上昇分がサンプルホールド回路６の出力電
圧レベルよりも高いため、差動増幅器７の出力信号レベ
ルが高くなる。これにより、レーザバイアス電流１．が
図示の如く抑えられ、半導体レーザｌのレーザ出力が低
くなるように制御される。 以上の説明から明らかなように本実施例によれば、ｌ水
平走査につきフォトダイオードの暗電流変化分が相殺さ
れ、真にレーザビーム強度に相当する電圧を検出して、
レーザの駆動制御を行うことができる。 く他の実施例　（第６図）〉 第６図は本発明の第２の実施例を示すレーザ制御回路の
ブロック図で、前述の第２図と共通する部分は同じ番号
で示し、それらの説明を省略する。 前述の第１の実施例では、差動増幅器７の補正出力電圧
なレーザダイオードｌのＬＥＤ発光領域電流（バイアス
電流）へフィードバックする場合について説明したが、
本実施例では差動増幅器７の補正出力を定電流源１１に
フィードバックすることにより、レーザ発光領域の動作
電流を可変して、レーザビーム強度制御を行なっている
。ここで、定電流源１１ａは、閾値電流工、と動作電流
■、のための定電流源とを兼用している。従って、温度
Ｔ、の時には１１１　＋　Ｉ　ｐ＋、温度Ｔ２の時には
Ｉ　＄２＋Ｉ　Ｐ２　（Ｉ　ｓ＋＝　Ｉ　ｓｚ）の駆動
電流を、この定電流源１１ａが駆動し、結果的に第１の
実施例と同様の制御を行なうようにしたものである。 第６図において、レーザ１の発光領域の動作電流が最小
となるパルス幅３０、及びレーザ発光領域の動作電流が
所定値となるパルス幅３１の記録信号１０５に応じたレ
ーザビーム強度を検出し、それからフォトダイオード２
の暗電流分を減算したモニタ電圧を定電流源１１ａに帰
還させる。これにより、レーザｌの発光領域の動作電流
を可変にして、半導体レーザ１の駆動制御を行う。 以上説明したように本実施例によれば、レーザ光の光強
度を検出するためのフォトダイオードの暗電流の変化分
を相殺してレーザビームの強度を検出することができる
。これにより、レーザの駆動電流を制御することにより
、レーザの発光出力を安定に保つことができる。

【発明の効果】

以上説明したように本発明によれば、レーザ光の強度を
正確に検知して、レーザを安定して駆動することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のレーザビームプリンタの概略構成を
示すブロック図、 第２図は本実施例のレーザ制御回路のブロック図、 第３図は第２図のレーザ制御回路の各信号の波形図、 第４図はレーザダイオードの温度特性を説明するための
図、 第５図（Ａ）（Ｂ）はレーザダイオードに流れる駆動電
流を説明するための図、そして第６図は本発明の第２の
実施例を示すレーザ制御回路のブロック図である。 図中、１・・・レーザダイオード、２・・・フォトダイ
オード、３・・・電流−電圧変換器、４，５．６・・・
サンプルホールド回路、７・・・差動増幅器、８・・・
バイアス設定回路、９，１１．、ｌｌａ・・・定電流源
、１０・・・動作電流設定回路、１２・・・スイッチン
グ回路、２１．２２・・・ゲート信号、１０１・・・入
力部、１０２・・・制御部、１０３・・・レーザ制御部
、１０４・・・記録部、１０５・・・記録信号、１１０
・・・ポリゴンミラ、１１１・・・感光ドラム、１１２
，１１３・・・モータである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光を感光体上に走査し電子写真プロセスを
   利用して画像形成を行なう画像形成装置であって、 前記レーザ光の強度を検出するビーム強度検出手段と、 前記ビーム強度検出手段の出力を保持する第１の保持手
   段および第２の保持手段と、 前記第１の保持手段と前記第２の保持手段の出力の差を
   検出する差動増幅手段と、 前記差動増幅手段の出力によりレーザの駆動電流を制御
   する制御手段と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記制御手段は、前記レーザのバイアス電流を制
   御することを特徴とする請求項第１項に記載の画像形成
   装置。