JP2001260417A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001260417A
JP2001260417A JP2000080415A JP2000080415A JP2001260417A JP 2001260417 A JP2001260417 A JP 2001260417A JP 2000080415 A JP2000080415 A JP 2000080415A JP 2000080415 A JP2000080415 A JP 2000080415A JP 2001260417 A JP2001260417 A JP 2001260417A
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JP
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light
laser
forming apparatus
image forming
amount
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JP2000080415A
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Masanori Okada
雅典 岡田
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鏡面やレンズの汚染、半導体レーザーの発光量
の変化に起因する画質の低下を防ぐ事ができる画像形成
装置を提供すること。 【解決手段】半導体レーザーの発振光を画像露光用の光
源とする電子写真方式の画像形成装置において、前記半
導体レーザーから発した画像露光用レーザー光を2分割
する光分割手段と、該光分割手段により分割された一方
のレーザー光の光路上に光検知手段を配置し、該光検知
手段によってレーザー光の発光量を検知して光量制御を
行なうように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー発光素子
を用いて画像露光を行なうレーザービームプリンタのよ
うな画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザービームプリンタ等の画像形成装
置においては、図4に示すように、レーザー制御部12
に取り付けられた不図示の半導体レーザーから発生され
たレーザー光をコリメータレンズ2によって平行光化し
たうえで、シリンドリカルレンズ3によって集光し、回
転多面鏡4の外周面の各鏡面4aに照射する。回転多面
鏡4の回転によって偏向されたレーザー光は結像レンズ
5、6及び折り返しミラー7を経て不図示の回転ドラム
状の感光体に結像され、回転多面鏡4の回転による主走
査及び感光体の回転による副走査によって静電潜像を形
成する。また、折り返しミラー7の横には、ビーム検出
用のBDミラー8が配設され、感光体上に光照射される
主走査の非画像領域に光学的に等価な位置に配したフォ
トダイオード9に偏向して、フォトダイオード9により
レーザービームを光電変換した後デジタル信号に変換
し、水平走査同期タイミングを表わすBD同期信号を作
り出している。感光体に静電潜像を生成するレーザー光
の光量は、フォトダイオード9と光電変換回路15で光
電変換された出力と予め不揮発性記憶装置に記憶されて
いた値とが比較され、その差分を補正するという手段が
用いられている。12はレーザー制御回路である。
【0003】また、半導体レーザーは、図5に示すよう
な活性層の端面R1、R2から発する端面発光型半導体
レーザーであり、レーザー光Lは活性層の発振領域Aか
ら矢印で示す前後の2方向に発光され、一方L1は光量
モニター用として図示しないモニター用フォトダイオー
ドに向けて照射され、他方L2は画像露光用として出射
される。画像露光用レーザー光L2の発光量はこのモニ
ター用フォトダイオードの出力を検知して、その出力が
一定になるようにフィードバック制御して発光量を安定
化させるオートパワーコントロール(APC)という手
段が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、図5で説明したように、半導体レー
ザーの発光量は画像露光に使用しないレーザー光L1を
用いてフィードバックするAPC制御であるため、長期
間プリンタ等画像形成装置を使用した場合、回転多面鏡
4の各鏡面4aや折り返しミラー7を含めた走査光学系
へ浮遊トナーや塵などが付着して反射率の低下やレーザ
ー光の吸収・散乱が発生し、感光体への照射光量が減少
することによる露光量不足が発生してしまうという問題
があった。また、感光体への照射光量の補正をするため
に、予め初期の光量を不揮発性記憶装置に記憶しておく
必要があった。さらに、長期間プリンタ等の画像形成装
置を使用した場合、半導体レーザーの各々の端面R1、
R2の発振領域Aから出射されるレーザー光L1、L2
の光量が変わってしまい感光体への露光量が変化してし
まうという問題もあった。本発明の目的は、従来技術の
これらの問題点を解決し、回転多面鏡鏡面やレンズの汚
染、半導体レーザーの発光量の変化に起因する画質の低
下を防ぐ事ができ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】上記課題を解決するため
に、本発明は、半導体レーザーの発振光を画像露光用の
光源とする電子写真方式の画像形成装置において、前記
半導体レーザーから発した画像露光用レーザー光を2分
割する光分割手段と、該光分割手段により分割された一
方のレーザー光の光路上に光検知手段を配置し、該光検
知手段によってレーザー光の発光量を検知して光量制御
を行なうように構成した。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1乃至図3
を参照して説明する。なお、同一部分は同一番号を付与
してある。図1は、本発明の実施形態の構成を示すレー
ザー駆動部の概略構成図、図2は、本発明の回路ブロッ
ク図、図3は走査光学系の概略斜視図である図におい
て、1は半導体レーザー、2はコリメータレンズ、3は
シリンドリカルレンズ、4は回転多面鏡、5及び6は結
像レンズ、7は折り返しミラー、8はBDミラー、9は
フォトダイオード、10はハーフミラー、11及び15
は光電変換回路、12はレーザー制御回路、13はAP
C回路、14はドライブ回路、16は差動増幅回路、1
7は補正回路、18はレーザー制御・補正回路、19は
フォトダイオードである。図1において、本発明は、半
導体レーザー1から発生されたレーザー光L2を、不図
示のコリメータレンズで平行光化し、不図示のシリンド
リカルレンズによって集光した後ハーフミラー10でレ
ーザー光L21とL3とに分割している。分割された一
方のレーザー光L21の光路上には光電変換回路11の
一部であるフォトダイオード19が配置されており、こ
のフォトダイオード19に照射されたレーザー光の光量
を光電変換回路11により光電変換してその出力が一定
になるようにレーザー制御回路12内のAPC回路13
が動作してドライブ回路14により半導体レーザー1が
制御され、レーザー光の光量がコントロールされる。
【0007】ここで、レーザー光L21は、画像露光用
として半導体レーザー1から発生したレーザー光L2を
分割しているので、感光体を露光させるレーザー光L3
とその光源が同一であり、この2つのレーザー光L21
とL3は比例関係にある。従って、レーザー光L21の
光量をモニターしてレーザー制御部12で一定光量に保
持するように制御する事により、レーザー光L3の光量
も一定に保持して感光体上にレーザー光を一定光量で照
射することができ、濃度むらのない良質な画像露光がで
き、ひいては良質な画像を供給する事ができる。実際の
画像露光時には、ドライブ回路14によりこの一定光量
に保持されたレーザー光L3で感光体が露光される。な
お、ハーフミラー10を透過したレーザー光L3とハー
フミラー10で反射したレーザー光L21の光量比は、
フォトダイオード19や感光体の感度、光学系の透過率
や反射率等を考慮して任意に選択することができる。ま
た、ハーフミラー10からの反射光であるレーザー光L
21が半導体レーザー1に戻ると、いわゆる戻り光励起
によりレーザー光L2に光量変動が生じてしまうので、
半導体レーザー1にレーザー光L21が戻らない角度
に、ハーフミラー10を配置する必要がある。また、フ
ォトダイオード19についても同様に、その表面に照射
されたレーザー光L21の反射光が半導体レーザー1に
戻らないようにする必要がある。なお、レーザー光L2
を分割する分割手段としては、ハーフミラー10でなく
例えばプリズム等を用いてもよい。
【0008】このようにして、光量制御を行なって、半
導体レーザー1を使用した画像形成装置を長期間使用し
た場合の経時的な感光体の露光量の変化を防ぎ、濃度む
らのない良質な出力画像を得る事ができる。
【0009】図2は本実施形態の回路ブロック図であ
る。半導体レーザー1から発生されたレーザー光L2が
ハーフミラー10で分割され、レーザー光L21と光電
変換回路11、APC回路13で光量がコントロールさ
れる。一方、不図示の回転多面鏡で偏向されたレーザー
光L3は不図示のBDミラー8で反射されて光電変換回
路15により光電変換される。光電変換回路11の出力
と光電変換回路15の出力の差を差動増幅回路16によ
り増幅し、補正回路17とAPC回路13によりレーザ
ー光L3が所定の光量になるように補正される。このよ
うに、半導体レーザー1からレーザー光L2が出射され
たときにレーザー光L21とレーザー光L3の光量の差
を検出するため、不揮発性記憶手段に予めレーザー光L
2あるいはレーザー光L3の初期値を記憶しておく必要
がなく、任意の時点でレーザー光L3の光量減少量を検
出することができる。さらに、光電変換回路15に水平
走査同期タイミングを表わすBD(ビームディテクト)
同期信号を作り出す機能を兼ね備えることにより回路及
び使用部品を減らす事ができ、コストの上昇を防ぐ事が
できる。また、差動増幅回路16により増幅された光電
変換回路11と光電変換回路15の出力差から補正回路
17により寿命信号が出力され、本体で走査光学系ユニ
ットの寿命を検出することができる。ユニットの寿命を
検出する事により事前に画像形成装置の画質が低下する
ことを防ぐ事ができる。
【0010】また、本実施形態では半導体レーザー1か
ら発せられるレーザー光L2は1本であるが、これを1
つの半導体レーザーから複数本のレーザー光L2を照射
するいわゆるマルチビーム半導体レーザーとしてもよ
い。マルチビーム半導体レーザーを使用した場合には上
記方法により各々のレーザー光に対して光量の補正及び
寿命の検出ができる。
【0011】図3は、本発明の光学系ユニットの概略斜
視図である。レーザー制御・補正部18に取り付けられ
た不図示の半導体レーザーから発生されたレーザー光L
2をコリメータレンズ2によって平行光化したうえでシ
リンドリカルレンズ3によって集光し、ハーフミラー1
0によって分割された一方のレーザー光L21は、光電
変換回路11により光量が検出され、レーザー制御部1
2へフィードバックされてレーザー光L2の光量がコン
トロールされる。他方は回転多面鏡4に照射・偏向さ
れ、そのレーザー光L3は結像レンズ5、6及び折り返
しミラー7を経て不図示の回転ドラム上の感光体に結像
される。また、レーザー光L3は折り返しミラー7の横
に配設されたBDミラー8で反射され、光電変換回路1
5のフォトダイオード9に照射され、水平走査同期タイ
ミングを表わすBD同期信号として本体にフィードバッ
クされる。このハーフミラー10は光学系の防塵、回転
多面鏡が回転したときの防音を兼ねている。さらに、光
電変換回路15と光電変換回路11の出力差からレーザ
ー制御・補正部18でレーザー光L3の光量が一定とな
るように補正すると同時に寿命を検知し寿命信号を本体
に出力する。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザーから発生されるレーザー光を2つに分割
し、一方を光量制御用として、他方を画像記録用兼光量
制御用として使用する事により、半導体レーザーの経時
的な発光量の変動をなくし、良質な記録画像を得ること
ができる。また、2つに分割したレーザー光の光量差を
検出し、半導体レーザーから発生されるレーザー光の光
量を補正する事により、長期間プリンタ等の画像形成装
置を使用し回転多面鏡や折り返しミラーを含めた走査光
学系へ浮遊トナーや塵などが付着して反射率の低下やレ
ーザー光の吸収・散乱が発生した場合でも、感光体への
照射光量の減少による露光量不足を防ぎ安定した高画質
な画像形成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のレーザー駆動部の概略構成を
示す説明図である。
【図2】図2は、本発明の回路ブロック図である。
【図3】本発明の走査光学系の概略斜視図である。
【図4】従来の画像形成装置の走査光学系の概略斜視図
である。
【図5】半導体レーザーの説明図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザー 2 コリメータレンズ 3 シリンドリカルレンズ 4 回転多面鏡 5 結像レンズ 6 結像レンズ 7 折り返しミラー 8 BDミラー 9 フォトダイオード 10 ハーフミラー 11 光電変換回路 12 レーザー制御回路 13 APC回路 14 ドライブ回路 15 光電変換回路 16 差動増幅回路 17 補正回路 18 レーザー制御・補正回路 19 フォトダイオード

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザーの発振光を画像露光用の光
    源とする電子写真方式の画像形成装置において、前記半
    導体レーザーから発した画像露光用レーザー光を2分割
    する光分割手段と、該光分割手段により分割された一方
    のレーザー光の光路上に光検知手段を配置し、該光検知
    手段によってレーザー光の発光量を検知して光量制御を
    行なうように構成したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記半導体レーザーは、少なくとも1本以
    上のレーザー光を出射することを特徴とする請求項1記
    載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】前記光分割手段によって分割された2つの
    レーザー光の発光量検知手段と、該発光量検知手段によ
    って検出した光学系の透過率の経時的低下に伴う感光体
    の露光減衰量を検出する露光減衰量検知手段と、該露光
    減衰量検知手段の検出値に応じて前記レーザー光の発光
    量を補正するレーザー発光量補正手段とを具備したこと
    を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】前記露光減衰量検知手段の検出値によって
    光走査光学系ユニットの寿命検知を行なうようにしたこ
    とを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】前記光分割手段に分割された2つのレーザ
    ー光の発光量を検出することによって特別な記憶手段を
    不要としたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装
    置。
  6. 【請求項6】前記光分割手段に分割された2つのレーザ
    ー光の発光量を検出することにより任意の時点での露光
    減衰量を検出可能な請求項3記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】前記光分割手段に分割された2つのレーザ
    ー光の発光量検出手段の一方はレーザー光の水平走査位
    置検出光電変換手段を兼ねたことを特徴とする請求項3
    記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】前記光分割手段に分割されたレーザー光が
    前記半導体レーザーへ戻らないように前記光分割手段及
    び前記光検知手段を配置したことを特徴とする請求項1
    乃至7記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】前記光分割手段にハーフミラーを用いると
    ともにハーフミラーが防塵・防音機能を兼ねたことを特
    徴とする請求項1乃至8項記載の画像形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876373B2 (en) 2002-01-11 2005-04-05 Hitachi Printing Solutions, Ltd. Laser power correction method and device for the same
US7999985B2 (en) 2008-09-05 2011-08-16 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus
JP2013242547A (ja) * 2012-04-26 2013-12-05 Canon Inc 光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置
US9041759B2 (en) 2012-08-28 2015-05-26 Kyocera Document Solutions Inc. Laser scanning unit and image forming apparatus including the same, with laser light intensity detection, adjustment, and control

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