JP2000313138A - レーザ駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチビームレーザの各発光量の調整を省力
化する。 【解決手段】 モニタ電流切換スイッチ１８ａ，１８ｂ
をオンにし、レーザダイオード１ａのモニタ電流Ｉｍ１
を選択し、レーザダイオード１ａを強制発光させながら
ゲイン調整を行い、モニタ電流切換スイッチ３０ａ，３
０ｂをオンにして、レーザダイオード１ｂのモニタ電流
Ｉｍ２を選択し、レーザダイオード１ｂを強制発光させ
ながらゲイン調整を行うためのゲイン調整抵抗４を備え
ている。また、再度、レーザダイオード１ａを選択し、
強制点灯させて、モニタ電流の電圧変換値Ｖｍ１を読
み、レーザダイオード１ｂを選択し、強制点灯させて、
モニタ電流の電圧変換値Ｖｍ２を読むためのバランス調
整抵抗６を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチビームレー
ザを駆動可能なレーザ駆動装置および該装置を有する画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マルチビームレーザを用いた画像形成装
置におけるマルチビームレーザの駆動制御としては、各
レーザダイオードの光量をフォトダイオードによりモニ
タし、モニタされた光量に基づき、各レーザの調整回路
により、それぞれ、各レーザダイオードの駆動電流を調
整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】これら調整回路の調整
作業は個別に行なわれるので、例えば２つのビームレー
ザを有する画像形成装置では、シングルビームレーザを
有する画像形成装置に比較して、調整作業が２倍必要で
あった。

【０００４】本発明目的は、上記のような問題点を解決
し、マルチビームレーザの各発光量の調整を省力化する
ことができるレーザ駆動装置を提供するとともに、該装
置を有する画像形成装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
ないし第ｎ（≧１）レーザダイオード対の各レーザダイ
オードの光量をモニタするための１つのフォトダイオー
ドと、該フォトダイオードによりモニタされた光量に対
応する電圧に基づいて、前記第１ないし第ｎレーザダイ
オード対の各レーザダイオードの光量を調整するととも
に、変調映像信号に基づき前記第１ないし第ｎレーザダ
イオード対の各レーザダイオードを駆動する第１ないし
第ｎ駆動制御手段対と、前記光量モニタ電流の電流量を
機械的に調整可能であり、電流量が調整された光量モニ
タ電流を、前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対に対応さ
せた可動接点抵抗ごとに、各可動接点に入力させて分流
させ、可動接点抵抗ごとの分流電流比を調整可能な電流
電圧変換手段であって、前記フォトダイオードを流れる
光量モニタ電流を電圧に変換する電流電圧変換手段とを
備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項１において、電流電圧変換手段は、
前記光量モニタ電流の電流量を機械的に調整するための
１つの可変抵抗と、前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対
に対応させた第１ないし第ｎ可動接点抵抗であって、前
記１つの可変抵抗により電流量が調整された光量モニタ
電流の可動接点抵抗ごとの分流電流比を機械的に調整す
るための第１ないし第ｎ可動接点抵抗と、該第１ないし
第ｎ可動接点抵抗を流す電流の経路をそれぞれ独立に決
定するための第１ないし第ｎ経路決定用スイッチ対とを
有することができる。

【０００７】請求項１において、電流電圧変換手段は、
前記フォトダイオードを流れる電流に相当する電圧を、
前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対の各駆動制御手段に
独立に印加するための第１ないし第ｎ電圧印加用スイッ
チ対を有することができる。

【０００８】請求項１において、第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）駆
動制御手段対の各駆動制御手段は、前記電流電圧変換手
段による変換により得られた電圧を増幅する増幅手段
と、基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、前記増幅
手段の出力電圧と前記基準電圧発生手段の基準電圧とを
比較する比較手段と、該比較手段の出力電圧をサンプル
ホールド制御信号に基づきサンプルしホールドする信号
保持手段と、該信号保持手段によりホールドされた電圧
値に従った定電流を、変調映像信号に基づき、前記第ｍ
レーザダイオード対のうちの当該駆動制御手段に対応す
るレーザダイオードに流す駆動制御手段とを有すること
ができる。

【０００９】請求項２において、第１ないし第ｎ経路決
定用スイッチ対と電圧印加用スイッチ対は、第１ないし
第ｎ駆動制御手段対に対応する方のスイッチどうしを連
動可能にすることができる。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１に記載のレー
ザ駆動装置を備えたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態を示す。これ
はレーザ駆動制御回路の例である。図１において、１は
マルチビームレーザであり、レーザダイオード１ａと、
レーザダイオード１ｂと、レーザダイオード１ａ，１ｂ
の光量をモニタするためのフォトダイオード１ｃとを有
する。フォトダイオード１ｃはカソードが電源Ｖｃｃに
接続してあり、アノードがゲイン調整抵抗（抵抗値はＲ
ｍｇ）４および固定抵抗（抵抗値はＲｍｓ）５を介して
バランス調整抵抗（抵抗値はＲｍｂ）６の可動接片に接
続してあり、バランス調整抵抗６はその一端がモニタ電
流切換スイッチ１８ｂを介してグランドに接続してあ
り、その他端がモニタ電流切換スイッチ３０ｂを介して
グランドに接続してある。フォトダイオード１ｃのアノ
ードにはモニタ電流に比例したモニタ電圧が現れる。

【００１３】２は駆動制御回路であって、モニタ電流切
換スイッチ１８ａを介して得られたモニタ電圧に基づき
レーザダイオード１ａを駆動制御するものであり、ゲイ
ンアンプ７と、コンパレータ８と、基準電源９と、サン
プルホールド回路１０と、ホールドコンデンサ１２と、
ドライブアンプ１３と、ドライブトランジスタ１４と、
ドライブ電流設定抵抗１５と、スイッチングトランジス
タ１９と、負荷抵抗ドライブトランジスタ１７と、差動
ドライバ２０とを有する。

【００１４】３は駆動制御回路であって、モニタ電流切
換スイッチ３０ａを介して得られたモニタ電圧に基づき
レーザダイオード１ｂを駆動制御するものであり、ゲイ
ンアンプ２２と、コンパレータ２３と、サンプルホール
ド回路２４と、ホールドコンデンサ２６と、ドライブア
ンプ２７と、ドライブトランジスタ２９と、ドライブ電
流設定抵抗２８と、スイッチングトランジスタ３１と、
負荷抵抗ドライブトランジスタ３３と、差動ドライバ３
４とを有する。

【００１５】駆動制御回路３と駆動制御回路２とは、駆
動制御回路２が基準電源９を有するのに対して、駆動制
御回路３がそのような電源を有していない点で異なる。
しかし、駆動制御回路２では、コンパレータ８によりゲ
インアンプ７の出力電圧と基準電源９の出力電圧とを比
較するようにしたのに対して、駆動制御回路３では、コ
ンパレータ２３によりゲインアンプ２２の出力電圧と駆
動制御回路２の基準電源９の出力電圧とを比較するよう
にしたので、駆動制御回路３と駆動制御回路２の動作は
本質的には異ならない。

【００１６】そこで、駆動制御回路２の動作のみを説明
し、駆動制御回路３の動作説明は省略する。駆動制御回
路２では、レーザダイオード１ａの調整時に、モニタ電
流切換スイッチ１８ａ、１８ｂがオンにされると、フォ
トダイオード１ｃがアクティブになって、レーザダイオ
ード１ａの光量に応じたモニタ電流Ｉｍ１がフォトダイ
オード１ｃを流れ、ゲイン調整抵抗４と固定抵抗５とバ
ランス調整抵抗６とにより構成される直列抵抗間の電
圧、すなわち、モニタ電圧Ｖｍ１がモニタ電流切換スイ
ッチ１８ａを介して、ゲインアンプ７の非反転端子に印
加される。この印加されたモニタ電圧はゲインアンプ７
により増幅され、ゲインアンプ７の出力電圧と基準電源
９の基準電圧Ｖｒｅｆがコンパレータ８により比較され
る。

【００１７】コンパレータ８の出力はサンプルホールド
回路１０によりサンプルホールド信号１１に従ってサン
プルされる。サンプル時、基準電圧Ｖｒｅｆがモニタ電
圧Ｖｍ１より大きい場合は、ホールドコンデンサ１２に
電荷が充電され、他方、基準電圧Ｖｒｅｆがモニタ電圧
Ｖｍ１未満である場合は、ホールドコンデンサ１２の電
荷が放電される。そして、ホールドコンデンサ１２間電
圧が印加されたドライブアンプ１３により、ドライブ電
流設定抵抗１５により設定される電流をドライブトラン
ジスタ１４のコレクタに流入させる。

【００１８】一方、スイッチングトランジスタ１９がレ
ーザ変調信号２１によりＯＮした時に、レーザダイオー
ド１ａからの電流がスイッチングトランジスタ１９を流
れ、その結果、レーザダイオード１ａが発光することに
なる。

【００１９】次に、調整抵抗値の設定方法を説明する。
レーザダイオード１ａ，１ｂの光量に比例するモニタ電
流（Ｉｍ１，Ｉｍ２）にはバラツキがある。各々の特性
は１次関数にて近似できる。ここで、調整時にレーザダ
イオード１ａを流れる電流値をＩｍ１とし、レーザダイ
オード１ｂを流れる電流値をＩｍ２とし、係数をαとす
る。また、モニタ電流切換スイッチ１８ｂがオンにされ
たときの、ゲイン調整抵抗４と固定抵抗５とバランス調
整抵抗６とにより構成される直列抵抗の抵抗値をＲｍ１
とし、モニタ電流切換スイッチ３０ｂがオンにされたと
きの、ゲイン調整抵抗４と固定抵抗５とバランス調整抵
抗６とにより構成される直列抵抗の抵抗値をＲｍ２とす
る。すると、

【００２０】

【数１】 Ｉｍ２＝αＩｍ１ Ｒｍ１＝Ｒｍｇ＋Ｒｍｓ＋Ｒｍｂ１ Ｒｍ２＝Ｒｍｇ＋Ｒｍｓ＋Ｒｍｂ２ の関係が得られる。また、規定光量時に、レーザ電流制
御回路におけるフィードバックループが平衡状態である
時のモニタ電圧Ｖｍが、基準電圧Ｖｒｅｆに等しいとす
ると、

【００２１】

【数２】 の関係が得られ、 Ｒｍ１＝α Ｒｍ２ のような関係が得られる。

【００２２】そして、ゲイン調整後のゲイン調整抵抗４
の抵抗値をＲ１（Ｒ１≫Ｒｍｓ）に設定し、バランス調
整抵抗６の可動接片が、

【００２３】

【数３】Ｒｍｂ＝Ｒｍｂ１＋Ｒｍｂ２ の関係のある位置に位置しているものとする。すると、

【００２４】

【数４】 α＝（ Ｒ１＋Ｒｍｂ１）／（ Ｒ１＋Ｒｍｂ２） ＝（ Ｒ１＋Ｒｍｂ‐Ｒｍｂ２）／（ Ｒ１＋Ｒｍｂ２） の関係が得られる。

【００２５】ここで、例えば、抵抗値Ｒ１を１０［ｋ
Ω］とし、抵抗値Ｒｍｂを１［ｋΩ］とすると、

【００２６】

【数５】０≦Ｒｍｂ２≦１ であるので、係数αは

【００２７】

【数６】０．９≦α≦１．１ となる。この式から、レーザダイオード１ａ，１ｂのモ
ニタ電流のバラツキは１割程度であれば吸収できること
が分かる。

【００２８】次に、図２のフローチャートを参照してレ
ーザダイオード１ａ，１ｂの光量調整手順の一例を説明
する。最初に、モニタ電流切換スイッチ１８ａ，１８ｂ
をオンにして、レーザダイオード１ａのモニタ電流Ｉｍ
１を選択し（Ｓ２０１）、レーザダイオード１ａを強制
発光させた状態で（Ｓ２０２）ゲイン調整抵抗４を機械
的に操作してゲイン調整を行う（Ｓ２０３，Ｓ２０
４）。次に、モニタ電流切換スイッチ３０ａ，３０ｂを
オンにして、レーザダイオード１ｂのモニタ電流Ｉｍ２
を選択し（Ｓ２０５）、レーザダイオード１ｂを強制発
光させた状態で（Ｓ２０６）ゲイン調整抵抗４を機械的
に操作してゲイン調整を行う（Ｓ２０７，Ｓ２０８）。
ここで、レーザダイオード１ａ，１ｂのゲイン調整抵抗
４によるゲイン調整をおおよその割合で行う。

【００２９】再度、レーザダイオード１ａを選択し（Ｓ
２０９）、強制点灯させ（Ｓ２１０）、モニタ電流の電
圧変換値Ｖｍ１を電圧計を用いて読み電圧値をメモリ装
置等に記憶させる（Ｓ２１１）。次に、レーザダイオー
ド１ｂを選択し（Ｓ２１２）、強制点灯させ（Ｓ２１
３）、モニタ電流の電圧変換値Ｖｍ２を電圧計を用いて
読む。そして、電圧変換値Ｖｍ１と電圧変換値Ｖｍ２と
の差電圧が相対規格値を満たさない場合は、バランス調
整抵抗６を機械的に操作してバランス調整を行い（Ｓ２
１５）、ステップＳ２０９に戻る。

【００３０】本実施の形態では、モニタ電流切換スイッ
チ１８ａ，１８ｂと、モニタ電流切換スイッチ３０ａ，
３０ｂを、独立して切り換えできる例を説明したが、モ
ニタ電流切換スイッチ１８ａ，１８ｂどうしと、モニタ
電流切換スイッチ３０ａ，３０ｂどうしを、連動して切
り換え可能にしてもよい。

【００３１】以上、２つのレーザダイオード、すなわ
ち、レーザダイオード１ａ，１ｂを駆動するレーザ駆動
装置の例を説明したが、レーザデバイスが２ｎ（ｎ≧
１）個のレーザダイオードを有するレーザ駆動装置は、
図３に示すように、図１に示すレーザ駆動回路に追加す
る各駆動制御回路をモニタ電流切換スイッチを介してフ
ォトダイオード１ｃのアノードに接続するとともに、バ
ランス調整抵抗６とモニタ電流切換スイッチ１８ａ，３
０ｂにより構成される回路と同一回路をｎ個だけ互いに
並列に設け、追加した各駆動制御回路のコンパレータの
反転端子に基準電源９を接続するようにした。このレー
ザ駆動装置における光量調整方法も上述した光量調整方
法と本質的に同様である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、マルチビームレーザの各発
光量の調整を省力化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】レーザダイオード１ａ，１ｂの光量調整手順の
一例を示すフローチャートである。

【図３】２ｎ個のレーザダイオードを駆動するレーザ駆
動装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ マルチビームレーザ ｌａ，１ｂ レーザダイオード ｌｃ フォトダイオード ２，３ 駆動制御回路 ４ ゲイン調整抵抗 ５ 固定抵抗 ６ バランス調整抵抗 ７，２２ ゲインアンプ ８，２３ コンパレータ ９ 基準電源 １０，２４ サンプルホールド回路 ｌｌ，２５ サンプルーホールド信号 １２，２６ ホールドコンデンサ １３，２７ ドライブアンプ １４，２９ ドライブトランジスタ １５，２８ ドライブ電流設定抵抗 １６，３２ 負荷抵抗 １７，３３ 負荷抵抗ドライブトランジスタ １８，３０ モニタ電流切換スイッチ １９，３１ スイッチングトランジスタ ２０，３４ 差動ドライバ ２１，３５ レーザ変調信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ないし第ｎ（≧１）レーザダイオー
   ド対の各レーザダイオードの光量をモニタするための１
   つのフォトダイオードと、 該フォトダイオードによりモニタされた光量に対応する
   電圧に基づいて、前記第１ないし第ｎレーザダイオード
   対の各レーザダイオードの光量を調整するとともに、変
   調映像信号に基づき前記第１ないし第ｎレーザダイオー
   ド対の各レーザダイオードを駆動する第１ないし第ｎ駆
   動制御手段対と、 前記光量モニタ電流の電流量を機械的に調整可能であ
   り、電流量が調整された光量モニタ電流を、前記第１な
   いし第ｎ駆動制御手段対に対応させた可動接点抵抗ごと
   に、各可動接点に入力させて分流させ、可動接点抵抗ご
   との分流電流比を調整可能な電流電圧変換手段であっ
   て、前記フォトダイオードを流れる光量モニタ電流を電
   圧に変換する電流電圧変換手段とを備えたことを特徴と
   するレーザ駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記電流電圧変換手
   段は、 前記光量モニタ電流の電流量を機械的に調整するための
   １つの可変抵抗と、 前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対に対応させた第１な
   いし第ｎ可動接点抵抗であって、前記１つの可変抵抗に
   より電流量が調整された光量モニタ電流の可動接点抵抗
   ごとの分流電流比を機械的に調整するための第１ないし
   第ｎ可動接点抵抗と、 該第１ないし第ｎ可動接点抵抗を流す電流の経路をそれ
   ぞれ独立に決定するための第１ないし第ｎ経路決定用ス
   イッチ対とを有することを特徴とするレーザ駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記電流電圧変換手
   段は、前記フォトダイオードを流れる電流に相当する電
   圧を、前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対の各駆動制御
   手段に独立に印加するための第１ないし第ｎ電圧印加用
   スイッチ対を有することを特徴とするレーザ駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、第ｍ（１≦ｍ≦ｎ）
   駆動制御手段対の各駆動制御手段は、 前記電流電圧変換手段による変換により得られた電圧を
   増幅する増幅手段と、 基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記増幅手段の出力電圧と前記基準電圧発生手段の基準
   電圧とを比較する比較手段と、 該比較手段の出力電圧をサンプルホールド制御信号に基
   づきサンプルしホールドする信号保持手段と、 該信号保持手段によりホールドされた電圧値に従った定
   電流を、変調映像信号に基づき、前記第ｍレーザダイオ
   ード対のうちの当該駆動制御手段に対応するレーザダイ
   オードに流す駆動制御手段とを有することを特徴とする
   レーザ駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、前記第１ないし第ｎ
   経路決定用スイッチ対と前記電圧印加用スイッチ対は、
   前記第１ないし第ｎ駆動制御手段対に対応する方のスイ
   ッチどうしが連動可能であることを特徴とするレーザ駆
   動装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のレーザ駆動装置を備え
   たことを特徴とする画像形成装置。