JP2001138566A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、コンデンサの容量が小さくてＬＤ
出力光量が時間とともに低下する可能性があり、ＡＰＣ
をＣＰＵ等で行うことにより回路が大きくなり部品点数
が多くなるという課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、レーザ光源１からのレーザ
光を受光する受光素子９のモニタ電流に応じてコンデン
サC１、C２の充放電を行い、このコンデンサC１、C２の
電位によりレーザ光源１の電流を制御して自動光量調整
を行う画像形成装置において、コンデンサC１、C２の電
位に応じてコンデンサC１、C２の容量を切り替える手段
SW３を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源を有する
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置においては、半導体
レーザ（以下ＬＤという）を画像データにより変調し、
このＬＤからのレーザ光をポリゴンミラーで走査して感
光体に照射することにより感光体上に静電潜像を形成
し、この感光体上の静電潜像を現像装置で現像して紙な
どに転写し、また、ＬＤの出力光量を自動的に制御する
自動光量制御、所謂ＡＰＣを行っている。

【０００３】ＡＰＣを行う方式は、ポリゴンミラーから
の走査光を画像書き込み領域外の走査開始側で検知する
同期検知器からの同期検知信号によりＡＰＣをオン／オ
フさせ、ＡＰＣ時にはＬＤからのレーザ光をＬＤと同じ
パッケージ内に収容されているフォトダイオード（以下
ＰＤという）で検知し、このＰＤのモニタ電流を基準値
と比較してその比較結果によりコンデンサの充放電を行
い、このコンデンサの電位に応じてＬＤの駆動電流を制
御することで、ＡＰＣを行う方式が考えられている。

【０００４】特開平８−８８４２９号公報には、ＬＤと
同じパッケージ内に収容されているＰＤのモニタ電流に
よりＡＰＣを行い、電流保持にコンデンサを使用したＬ
ＤのＡＰＣ回路が記載されている。

【０００５】特開平９−７６５６４号公報には、１つの
パッケージに複数のＬＤと1つのＰＤとを具備するＬＤ
アレーを有し、ＬＤの電流設定値を保持することによ
り、前記ＬＤの負荷電流を所定値に保ち、前記ＰＤの電
流をモニタして自動光量調整のキャリブレーションを行
う画像形成装置において、前記ＬＤの負荷電流を所定値
に保つための電流設定値保持手段をコンデンサとしたも
のが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したＡＰＣを行う
方式では、同期検知信号によりＡＰＣをオン／オフさ
せ、ＡＰＣ時にはＰＤのモニタ電流を基準値と比較して
その比較結果によりコンデンサの充放電を行い、このコ
ンデンサの電位に応じてＬＤの駆動電流を制御するの
で、同期検知信号の周期が長い場合には、コンデンサの
容量が小さいと、ＬＤの出力光量が時間とともに低下す
る可能性がある。また、ＡＰＣをＣＰＵ等で行うと、回
路が大きくなり、部品点数が多くなる。

【０００７】請求項１に係る発明は、レーザ光源の出力
光量低下を防止して高画質な画像を得ることができる画
像形成装置を提供することを目的とする。請求項２に係
る発明は、シンプルな構成でＡＰＣを行うことができる
画像形成装置を提供することを目的とする。請求項３に
係る発明は、シンプルな構成で、画素密度に応じてレー
ザ光源の出力光量を切り替え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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、レーザ光源からのレーザ光
を走査して該レーザ光により感光体に潜像を形成する画
像形成装置であって、前記レーザ光源からのレーザ光を
受光する受光素子のモニタ電流に応じてコンデンサの充
放電を行い、このコンデンサの電位により前記レーザ光
源の電流を制御して自動光量調整を行う画像形成装置に
おいて、前記コンデンサの電位に応じて前記コンデンサ
の容量を切り替える手段を備えたものである。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、非自動光量調整時に前記レーザ光
源の駆動電流を容量によりホールドするものである。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、画素密度に応じて前記レーザ光源
の光量を切り替える手段を備えたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施例における
走査光学系を示す。この実施例は、請求項１〜３に係る
発明の一実施例であり、レーザ光源としてのＬＤ１がＬ
Ｄ制御板２上に設置されている。ＬＤ１からのレーザ光
は、コリメートレンズ３により平行光となってポリゴン
ミラー４からなるスキャナにより主走査方向に繰り返し
て走査され、ｆθレンズ５を通ってドラム状の感光体６
に結像される。

【００１２】感光体６は、図示しない駆動機構により回
転駆動され、図示しない帯電手段により一様に帯電され
た後にｆθレンズ５からのレーザ光で走査されることに
より露光されて静電潜像が形成される。なお、感光体６
は、ベルト状感光体、シート状感光体などを用いてもよ
い。感光体６上の静電潜像は図示しない現像手段により
現像されて転写手段により紙などに転写される。同期検
知器としての同期検知用フォトセンサ７はｆθレンズ５
からのレーザ光を画像書き込み領域外の走査開始側で受
光して同期検知信号を作る。

【００１３】図３は本実施例の同期検知信号発生部の回
路構成を示す。フォトセンサ７がｆθレンズ５からのレ
ーザ光を受光することにより、抵抗Ｒに電流Ｉが流れて
コンパレータ８の一方の入力端子に電圧Ｖが発生する。
この電圧Ｖはコンパレータ８の他方の入力端子の基準電
位Ｖｒｅｆとコンパレータ８で比較され、ＶがＶｒｅｆ
より大きくなると、コンパレータ８の出力端子にパルス
出力（同期検知信号ＸＤＥＴＰ）が発生する。図４はコ
ンパレータ８からの同期検知信号ＸＤＥＴＰを示す。こ
の同期検知信号ＸＤＥＴＰは１ライン周期Ｔ２に幅Ｔ１
の信号として１回出る。

【００１４】図１は本実施例の電気制御部を示す。受光
素子としてのＰＤ９は、ＬＤ１と同じパッケージに収容
されており、ＬＤ１からのレーザ光を受光する。スイッ
チ回路ＳＷ１は常開スイッチＳＷ１ａと常閉スイッチＳ
Ｗ１ｂを有し、ＩＮ１信号により常開スイッチＳＷ１ａ
及び常閉スイッチＳＷ１ｂが開閉して、ＰＤ９のモニタ
電流Ｉｍが可変抵抗ＶＲ１に流れるラインと、可変抵抗
ＶＲ２に流れるラインのいずれかに切り替えられる。可
変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２は光量設定用の可変抵抗である。

【００１５】ＰＤ９のモニタ電流Ｉｍが常閉スイッチＳ
Ｗ１ｂを通して可変抵抗ＶＲ１に流れると、コンパレー
タ１０の一方の入力端子の電圧Ｖ２はＶ２＝Ｉｍ＊ＶＲ
１となる。ＰＤ９のモニタ電流Ｉｍが常開スイッチＳＷ
１ａを通して可変抵抗ＶＲ２に流れると、Ｖ２はＶ２＝
Ｉｍ＊ＶＲ２となる。スイッチ回路ＳＷ２はコンパレー
タ１０の他方の入力端子に印加される基準電位Ｖ１をＩ
Ｎ２信号に応じて基準電位Ｖｒｅｆ1、Ｖｒｅｆ２のい
ずれかに切り替える。基準電位Ｖｒｅｆ1、Ｖｒｅｆ２
を切り替えることにより、ＬＤ１の出力光量を切り替え
ることができる。

【００１６】コンパレータ１０は、Ｖ1とＶ２を比較
し、Ｖ２がＶ１より小さいときには出力電圧Ｖ３がハイ
レベルとなる。コントロール回路１１はＳ／Ｈ信号によ
りサンプリングモードとホールドモードのいずれかに切
り替えられる。コントロール回路１１がサンプリングモ
ードの時にはコンパレータ１０の出力電圧Ｖ３がコント
ロール回路１１を通してスイッチＳＷ４、ＳＷ５に加え
られ、コンパレータ１０の出力電圧Ｖ３がハイレベルに
なればスイッチＳＷ４がオンしてスイッチＳＷ５がオフ
になる。

【００１７】スイッチＳＷ３はＩＮ３信号に応じてコン
デンサＣ１、Ｃ２を選択する。スイッチＳＷ４がオンし
てスイッチＳＷ５がオフになれば、充電用定電流源１２
からスイッチＳＷ４、ＳＷ３を介してコンデンサＣ１又
はコンデンサＣ２に定電流が供給されてコンデンサＣ１
又はコンデンサＣ２が充電され、スイッチＳＷ４、ＳＷ
３の接続点の電位（コンデンサＣ１又はコンデンサＣ２
の電位）Ｖ４が上昇する。

【００１８】Ｖ２がＶ１より大きい時には、コンパレー
タ１０の出力電圧Ｖ３がローレベルになり、コントロー
ル回路１１がサンプリングモードであれば、スイッチＳ
Ｗ４がオフしてスイッチＳＷ５がオンになる。この時
は、放電用定電流源１３からスイッチＳＷ５、ＳＷ３を
介してコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２に放電用定電
流が流れてコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２の電荷が
放電され、Ｖ４が下降する。

【００１９】Ｓ／Ｈ信号がローレベルの時にはコントロ
ール回路１１がサンプリングモードになり、コンパレー
タ１０の出力電圧Ｖ３がハイレベルであるかローレベル
であるかに応じてスイッチＳＷ４又はスイッチＳＷ５が
閉じる。Ｓ／Ｈ信号がハイレベルの時にはコントロール
回路１１がホールドモードになり、コントロール回路１
１はスイッチＳＷ４、ＳＷ５をともに開放する。この時
は、Ｖ４がコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２により一
定値にホールドされる。

【００２０】誤差増幅器１４はＶ４と基準電位Ｖｒｅｆ
３との誤差を増幅し、トランジスタＴｒ１は誤差増幅器
１４の出力電圧によりコレクタ電流が増減する。ＬＤ１
はトランジスタＴｒ１のコレクタ電流とバイアス電流源
１５からのバイアス電流が供給され、トランジスタＴｒ
１のコレクタ電流が増減することによりＬＤ１の電流が
増減してＬＤ１の出力光量が設定値に保たれる。ＬＤ１
の出力光量が設定光量より少ない時にはＬＤ１の電流が
増加し、ＬＤ１の出力光量が設定光量より多いい時には
ＬＤ１の電流が減少する。

【００２１】バイアス電流源１５からＬＤ１に流れるバ
イアス電流の値は、固定抵抗Ｒ２の値を変えることによ
り、変更することができる。バイアス電流源１５からＬ
Ｄ１にバイアス電流を流すことにより、ＬＤ１の変調の
速度を高速にすることができる。誤差増幅器１４はビデ
オデータＸＤＡＴＡによりオン／オフされ、ビデオデー
タＸＤＡＴＡがローレベルの時には誤差増幅器１４がオ
ンとなってＬＤ１にはトランジスタＴｒ１のコレクタ電
流ＩＳＷ＋バイアス電流源１５からのバイアス電流ＩＢ
が流れる。ビデオデータＸＤＡＴＡがハイレベルの時に
は誤差増幅器１４がオフとなってＬＤ１にはバイアス電
流ＩＢのみが流れ、ＬＤ１はオフセット発光するのみで
ある（画像が形成されない）。

【００２２】ＡＰＣを行う時は、ＬＤ１にＩＳＷ＋ＩＢ
が流れる。この実施例は、同期検知信号ＸＤＥＴＰを利
用してＡＰＣのサンプルとホールドを行う。コントロー
ル回路１１は、Ｓ／Ｈ信号としてコンパレータ８からの
同期検知信号ＸＤＥＴＰが入力され、同期検知信号ＸＤ
ＥＴＰがローレベルの時にサンプリングモードとなって
同期検知信号ＸＤＥＴＰがハイレベルの時にホールドモ
ードとなる。

【００２３】同期検知信号ＸＤＥＴＰの周期（図４に示
すＴ２）が長い場合は、ホールドモードの時間（図４の
Ｔ２―Ｔ１）が長くなり、ホールドコンデンサの容量が
小さいと、Ｖ４の値が時間とともに減少し、ＬＤ１に流
れる電流が時間とともに減少し、ＬＤ１の出力光量が時
間とともに減少する。本実施例は、これを防止するもの
である。

【００２４】本実施例は、これを防止するために、Ａ／
Ｄコンバータ１６にてＶ４を検知してデジタルデータに
変換し、図示しないＣＰＵに送る。このＣＰＵは、Ａ／
Ｄコンバータ１６からのデジタルデータを演算してＶ４
が設定電位（例えば２Ｖ）以下であるか否かを判断し、
Ｖ４が設定電位以下になった場合にはスイッチＳＷ３へ
のＩＮ３信号を切り替えることにより、スイッチＳＷ３
を切り替えてコンデンサＣ１、Ｃ２を切り替える。

【００２５】コンデンサＣ１はコンデンサＣ２より容量
が大きい。同期検知信号ＸＤＥＴＰの周期が長い場合
は、ＣＰＵにより容量の大きなコンデンサＣ１が選択さ
れ、ホールドモードの期間中に、ＬＤ１の出力光量が減
少するのが防止される。同期検知信号ＸＤＥＴＰの周期
が短い場合は、ＣＰＵにより容量の小さなコンデンサＣ
２が選択され、ＡＰＣによりすみやかにＬＤ１の出力光
量が設定値に達する。しかも、同期検知信号ＸＤＥＴＰ
の周期が短いので、容量の小さなコンデンサＣ２でも、
ホールドモード時にコンデンサＣ２の電位が減少してＬ
Ｄ１の出力光量が減少することはない。図５は本実施例
の上述のような動作フローを示す。

【００２６】Ｓ／Ｈ信号がハイレベルの時には、コント
ロール回路１１がホールドモードとなってスイッチＳＷ
４、ＳＷ５がともにオープンとなり、誤差増幅器１４の
入力電圧Ｖ４はコンデンサＣ１又はコンデンサＣ２によ
りホールドされる。コンデンサの容量値が大きい時には
Ｖ４が長い時間一定にホールドされ、コンデンサの容量
値が小さい時にはＶ４は短い時間一定にホールドされ
る。ただし、コンデンサの容量値が小さい時にはＶ４が
設定値に充電される時間が短くて済むという利点があ
る。

【００２７】画素密度を切り替える場合、当該装置の線
速を半分にしてＬＤの出力光量を半分にする方式が採用
される場合がある。この場合は、画素密度に応じて、Ｉ
Ｎ１信号によりスイッチＳＷ１を切り替えて光量設定用
の可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２を切り替えればよい。可変抵
抗ＶＲ１の値を可変抵抗ＶＲ２の値の２倍にすれば、例
えば画素密度１２００ｄｐｉ時のＬＤ１出力光量を画素
密度６００ｄｐｉ時のＬＤ１出力光量の半分にする場合
は、画素密度１２００ｄｐｉ時にＩＮ１信号をハイレベ
ルにしてスイッチＳＷ１により光量設定用の可変抵抗と
して可変抵抗ＶＲ２を選択すれば、ＬＤ１出力光量が画
素密度６００ｄｐｉ時のＬＤ１出力光量の１／２にな
る。画素密度６００ｄｐｉ時にはＩＮ１信号によりスイ
ッチＳＷ１で可変抵抗ＶＲ１を選択することになる。

【００２８】また、画素密度に応じてＩＮ２信号を切り
替えてスイッチＳＷ２により基準電位ＶＲ１、ＶＲ２を
切り替えることによっても、ＬＤ１出力光量を切り替え
ることができる。Ｖｒｅｆ１をＶｒｅｆ２の１／２にす
れば、画素密度１２００ｄｐｉ時にＩＮ２信号によりス
イッチＳＷ２でＶｒｅｆ１を選択することにより、ＬＤ
１の出力光量が画素密度６００ｄｐｉ時のＬＤ１出力光
量の１／２になる。画素密度６００ｄｐｉ時にはＩＮ２
信号によりスイッチＳＷ２でＶｒｅｆ２を選択すること
になる。

【００２９】この実施例によれば、レーザ光源としての
ＬＤ１からのレーザ光を走査して該レーザ光により感光
体６に潜像を形成する画像形成装置であって、前記レー
ザ光源１からのレーザ光を受光する受光素子としてのＰ
Ｄ９のモニタ電流に応じてコンデンサＣ１、Ｃ２の充放
電を行い、このコンデンサＣ１、Ｃ２の電位Ｖ４により
前記レーザ光源１の電流を制御して自動光量調整を行う
画像形成装置において、前記コンデンサＣ１、Ｃ２の電
位Ｖ４に応じて前記コンデンサＣ１、Ｃ２の容量を切り
替える手段としてのスイッチＳＷ３を備えたので、レー
ザ光源の出力光量低下を防止して高画質な画像を得るこ
とができる。

【００３０】また、この実施例によれば、非自動光量調
整時（ＡＰＣを行わない時）に前記レーザ光源１の駆動
電流をコンデンサＣ１、Ｃ２の容量によりホールドする
ので、シンプルな構成でＡＰＣを行うことができ、濃度
変動の少ない画像を得ることができる。

【００３１】また、この実施例によれば、画素密度に応
じて前記レーザ光源１の光量を切り替える手段としての
スイッチSW１又はスイッチSW２を備えたので、シンプル
な構成で画素密度に応じてレーザ光源の出力光量を切り
替えることができ、高品質な画像を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、レーザ光源の出力光量低下を防止して高画質な画像
を得ることができる。請求項２に係る発明によれば、シ
ンプルな構成でＡＰＣを行うことができ、濃度変動の少
ない画像を得ることができる。請求項３に係る発明によ
れば、シンプルな構成で画素密度に応じてレーザ光源の
出力光量を切り替えることができ、高品質な画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気制御部を示すブロック
図である。

【図２】同実施例における走査光学系を示す概略図であ
る。

【図３】同実施例の同期検知信号発生部の回路構成を示
す回路図である。

【図４】同実施例の同期検知信号ＸＤＥＴＰを示す波形
図である。

【図５】同実施例の動作フローの一部を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ ＬＤ ６ 感光体 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ ９ ＰＤ SW１〜SW５ スイッチ １０ コンパレータ １１ コントロール回路 VR１、VR２ 可変抵抗 R１、R２ 抵抗 １２ 充電用定電流源 １３ 放電用定電流源 １４ 誤差増幅器 １５ バイアス電流源 １６ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源からのレーザ光を走査して該レ
   ーザ光により感光体に潜像を形成する画像形成装置であ
   って、前記レーザ光源からのレーザ光を受光する受光素
   子のモニタ電流に応じてコンデンサの充放電を行い、こ
   のコンデンサの電位により前記レーザ光源の電流を制御
   して自動光量調整を行う画像形成装置において、前記コ
   ンデンサの電位に応じて前記コンデンサの容量を切り替
   える手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、非
   自動光量調整時に前記レーザ光源の駆動電流を容量によ
   りホールドすることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、画
   素密度に応じて前記レーザ光源の光量を切り替える手段
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。