JP2002009390A - レーザダイオード制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御信号等の乱れを原因としてＬＤ発光量が
設定値よりも大きくなったり、ＬＤ劣化が発生するのを
防止するようにする。 【解決手段】 ＡＰＣ動作時には、画像処理部１１から
制御信号としてのＬＤ点灯信号とそれに続くサンプル信
号を送出する。すると、ホールド・コンデンサ２５の電
圧値に基づいた電流が電流発生回路２２からスイッチ回
路２３を介してＬＤ１４に流れ込んでＬＤ１４を発光さ
せ、ＬＤ１４の光強度に比例した電流がＰＤ１５に流れ
込む。そして、Ｉ／Ｖ変換回路２４では、ＰＤ１５を流
れる電流値が電圧に変換され、その変換後の電圧と基準
電圧とをコンパレータ２０にて比較し、その比較結果に
基づいてホールド・コンデンサ２５が充電もしくは放電
され、その電圧値が変化することで電流発生回路２２の
出力電流がコントロールされて、ＬＤ１４の光量を一定
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
制御装置に関し、より詳しくは、レーザダイオードから
放射されるレーザ光量を制御した光ビームによって画像
の書き込みが行われるデジタル複写機、レーザビームプ
リンタ、ファクシミリ等に使用されるレーザダイオード
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ディスクや光通信などの情
報・通信分野などで用いられているレーザダイオード
（以下、ＬＤという）は、ＬＤの置かれた環境やＬＤ自
体の発熱に起因する温度変化に伴って、発光量が変動す
ることが知られている。

【０００３】一方、レーザプリンタなどに用いられるＬ
Ｄの光量は、読取り精度に影響を与えることから、一定
であることが望まれている。そこで、図１４に示す従来
のレーザダイオード制御装置では、ＬＤ１００に付随し
たフォトダイオード（以下、ＰＤという）１０１でＬＤ
の発光量を検出し、電流電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回
路）１０２でＰＤ１０１の電流値を電圧値に変換し、コ
ンパレータ１０３で基準電圧と比較した結果をサンプル
＆ホールド信号（以下、Ｓ／Ｈ信号という）によってＳ
／Ｈスイッチ１０４を切り替えて、ホールド・コンデン
サ１０５に溜まった電荷に基づいて電流発生回路１０６
から電流を発生させ、スイッチ回路１０７に入力される
画像データ信号に応じた電流をＬＤ１００に供給するこ
とによって、ＬＤ光量が一定となるようにフィードバッ
ク制御が行われている。

【０００４】この制御方法としては、上述したＳ／Ｈ信
号に基づいて断続的にオートマチック・パワー・コント
ロール（以下、ＡＰＣという）を行う方法が用いられて
いる。この制御方法は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、待機状態においてサンプル信号に基づくサンプル
モードに移行し、ＡＰＣによる光量調節が行われ、信号
出力時にはホールドモードに移行して、ＬＤ駆動電流を
サンプルモード時と同じ電流値に固定する定電流駆動が
行われている。

【０００５】従来のこの種の技術では、ＡＰＣ動作時に
ＬＤ制御装置から制御信号としてサンプル信号と同時に
ＬＤ点灯信号が送出される。サンプル信号は、図１４の
Ｓ／Ｈスイッチ１０４を切り替え、ＬＤ点灯信号はＬＤ
１００を点灯させる。そして、ＬＤ１００の光強度に比
例したＰＤ１０１の電流値を電圧に変換して、その電圧
と基準電圧とをコンパレータ１０３により比較すること
で、ＬＤ光量が一定となるように制御されている。

【０００６】また、従来は、各ＬＤ制御装置に対して１
つの受光素子しか存在しなかったため、図１６に示すよ
うに、ＡＰＣ動作時に各ＬＤ制御装置毎に少しずつＬＤ
の発光タイミングをずらすことにより、順次ＡＰＣ動作
を行っていた。

【０００７】さらに、上記のような回路を構成する場
合、例えば部品としてＡＰＣ回路が内蔵されたＬＤドラ
イバを使用すると、ドライバ内部に電流電圧変換回路１
０２が内蔵されていることが多い。このため、制御信号
に基づいてスイッチを切り替えて、受光素子（ＰＤ１０
１）出力をドライバの内部のＡＰＣ回路へフィードバッ
クすることがある。

【０００８】上記のようなレーザダイオードの劣化対策
に関連する公報例としては、例えば、特開平５−１２９
７３４号公報に記載の「レーザ光出力調整方法」、特開
平５−１３１６７５号公報に記載の「画像形成装置」、
特開平６−３３８６４６号公報に記載の「レーザダイオ
ード駆動回路」、特開平７−２５４７４３号公報に記載
の「保護回路付き半導体レーザ装置」、あるいは、特開
平８−３３０６５６号公報に記載の「レーザダイオード
の保護回路」などがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のレーザダイオード制御装置にあっては、何ら
かの原因によって制御信号が乱れて、図１７と図１８の
（ａ），（ｂ）を比較するとわかるように、ＬＤ点灯信
号（ＬＤＯＮ信号）とサンプル信号（Ｓ／Ｈ信号）のタ
イミングがずれたような場合は、ＬＤが点灯していない
にもかかわらず、ＡＰＣ動作が行われるといった状況が
発生する。このような状況下においては、ＰＤ１０１に
ＬＤ１００の光が入射しない時間が発生すると、ＡＰＣ
回路においてＬＤ１００が点灯していないと判断され、
ＬＤ１００に流れる電流設定値、すなわちホールド・コ
ンデンサ１０５の電圧を際限なく大きく設定してしまう
可能性がある。その結果、サンプルモードからホールド
モードに移行した際に、ＬＤ１００の発光量が設定値よ
りも大きくなったり、場合によってはＬＤ１００に規格
外の電流が流れてＬＤの劣化を誘発するという問題点が
あった。

【００１０】また、各ＬＤ制御装置の点灯タイミングが
重なったような場合は、ＡＰＣ回路においてＬＤ１００
が強く発光しすぎていると判断し、ＬＤ１００の発光量
を設定値よりも小さく設定してしまうという問題点があ
った。

【００１１】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、制御信号等の乱れを原因としてＬＤ発光量が設定値
よりも大きくなったり、ＬＤ劣化が発生するのを防止す
ることができるレーザダイオード制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、サンプル＆ホールド信号
に基づいて断続的にオートマチック・パワー・コントロ
ールを行い、そのオートマチック・パワー・コントロー
ル期間内にサンプルモードに移行してオートマチック・
パワー・コントロールによる光量調節を行い、信号出力
期間内にホールドモードに移行して定電流駆動により動
作を制御するレーザダイオード制御装置において、前記
オートマチック・パワー・コントロールを行う際に、初
めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダイオー
ドを点灯させ、受光素子から出力される電流値に基づい
て受光素子が受光したことを検出してからオートマチッ
ク・パワー・コントロールを行うためのサンプル信号を
レーザダイオードドライバに送出することを特徴とす
る。

【００１３】この請求項１の発明によれば、オートマチ
ック・パワー・コントロールを行う際に、初めにレーザ
ダイオード点灯信号によってレーザダイオードを点灯さ
せ、受光素子から出力される電流値に基づいてレーザダ
イオードが点灯したことを検出してからオートマチック
・パワー・コントロールを行うようにしたため、制御信
号等の乱れを原因としてレーザダイオード発光量が設定
値よりも大きくなったり、レーザダイオード劣化が発生
するのを防止することができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、複数のレーザダ
イオードを有し、各レーザダイオードから射出するレー
ザ光を１つの受光素子にて受光し、オートマチック・パ
ワー・コントロール期間内に各レーザダイオードを時間
的に順次独立して点灯させ、その点灯に同期して各レー
ザダイオードに対して順次サンプル信号を送出すること
により受光素子からの信号をフィードバックしてオート
マチック・パワー・コントロールを行うレーザダイオー
ド制御装置において、前記オートマチック・パワー・コ
ントロールを行う際に、各チャンネル毎に初めにレーザ
ダイオード点灯信号によってレーザダイオードを点灯さ
せ、各チャンネルからレーザダイオードに流れる電流値
に基づいて、所定のチャンネルのみが点灯していること
を一致回路によって検出した後、オートマチック・パワ
ー・コントロールを行うためのサンプル信号を各チャン
ネルのレーザダイオードドライバに送出することを特徴
とする。

【００１５】この請求項２の発明によれば、オートマチ
ック・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル
毎に初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダ
イオードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオー
ドに流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが
点灯していることを確認してからオートマチック・パワ
ー・コントロールを行うようにしたため、制御信号等の
乱れを原因としてレーザダイオード発光量が設定値より
も大きくなったり、レーザダイオード劣化が発生するの
を防止することができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、複数のレーザダ
イオードを有し、各レーザダイオードから射出するレー
ザ光を１つの受光素子にて受光し、オートマチック・パ
ワー・コントロール期間内に各レーザダイオードを時間
的に順次独立に点灯させ、その点灯に同期して各レーザ
ダイオード制御装置に対して順次サンプル信号を送出す
ることにより受光素子からの信号をフィードバックして
オートマチック・パワー・コントロールを行うレーザダ
イオード制御装置において、前記オートマチック・パワ
ー・コントロールを行う際に、各チャンネル毎に初めに
レーザダイオード点灯信号によってレーザダイオードを
点灯させ、各チャンネルからレーザダイオードに流れる
電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが点灯してい
ることを一致回路によって検出し、さらに光量検出素子
から出力される電流値に基づいてレーザダイオードが点
灯したことを検出することによって、所定のチャンネル
のみに正しくフィードバックがかかることを確認した
後、オートマチック・パワー・コントロールを行うため
のサンプル信号を各チャンネルのレーザダイオードドラ
イバに送出することを特徴とする。

【００１７】この請求項３の発明によれば、オートマチ
ック・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル
毎に初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダ
イオードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオー
ドに流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが
点灯していることを確認し、さらに光量検出素子から出
力される電流を検出して、所定のチャンネルのみに正し
くフィードバックがかかることを確認した後、オートマ
チック・パワー・コントロールを行うようにしたため、
制御信号等の乱れを原因としてレーザダイオード発光量
が設定値よりも大きくなったり、レーザダイオード劣化
が発生するのを防止することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、複数のレーザダ
イオードを有し、各レーザダイオードから射出する信号
を１つの受光素子にて受光し、オートマチック・パワー
・コントロール期間内に各レーザダイオードを時間的に
順次独立に点灯し、点灯に同期して各レーザダイオード
制御装置に対して順次サンプル信号を送出するととも
に、制御信号に基づいてスイッチを切り替えて受光素子
からの信号を各レーザダイオード制御装置に対してフィ
ードバックしてオートマチック・パワー・コントロール
を行うレーザダイオード制御装置において、前記オート
マチック・パワー・コントロールを行う際に、各チャン
ネル毎に初めにレーザダイオード点灯信号によってレー
ザダイオードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイ
オードに流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルの
みが点灯していることを一致回路によって検出し、さら
に受光素子出力切替スイッチから各チャンネルのレーザ
ダイオード制御装置に振り分けられた後の電流値をそれ
ぞれ検出し、所定のチャンネルのみにフィードバックが
かかっていることを一致回路によって確認した後、オー
トマチック・パワー・コントロールを行うためのサンプ
ル信号を各チャンネルのレーザダイオードドライバに送
出することを特徴とする。

【００１９】この請求項４の発明によれば、オートマチ
ック・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル
毎に初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダ
イオードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオー
ドに流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが
点灯していることを確認し、さらに受光素子出力切替ス
イッチから各チャンネルのレーザダイオード制御装置に
振り分けられた後の電流値をそれぞれ検出し、所定のチ
ャンネルのみにフィードバックがかかっていることを確
認した後、オートマチック・パワー・コントロールを行
うようにしたため、制御信号等の乱れを原因としてレー
ザダイオード発光量が設定値よりも大きくなったり、レ
ーザダイオード劣化が発生するのを防止することができ
る。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の
いずれか一つに記載のレーザダイオード制御装置におい
て、複数のレーザダイオードに代えて、一つのチップ上
に個別に制御可能な複数の発光源がアレイ状に配列され
たレーザダイオード・アレイを用いたことを特徴とす
る。

【００２１】この請求項５の発明によれば、複数のレー
ザダイオードに代えてレーザダイオード・アレイを用い
るようにしたため、上記効果に加えて、制御を変える必
要がなく、複数の発光源から放射されたレーザビームを
後から合成プリズム等で１つに束ねる必要もなくなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザダイオード
制御装置について、実施の形態１〜実施の形態３の順に
添付の図面を参照して詳細に説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は、本実施の形態１
に係るレーザプリンタの光学系の概略構成図である。図
１のレーザプリンタの光学系は、レーザ・ダイオード
（ＬＤ）やコリメートレンズが内蔵されたＬＤユニット
１、ＬＤユニット１から射出されたレーザビームを偏向
走査するポリゴンミラー（回転多面鏡）２、ｆ−θレン
ズ等から構成される結像レンズ３、結像レンズ３を通っ
たレーザビームを感光体ドラムへ反射させる反射ミラー
４、帯電した表面に画像を結像させる感光体ドラム５、
感光体ドラム５の走査領域外のレーザビームを反射する
同期検知ミラー６、および同期検知ミラー６で反射され
たレーザビームを検知する受光素子７などを備えてい
る。

【００２４】図１のレーザプリンタの光学系は、ＬＤユ
ニット１のＬＤから射出されたレーザビームがコリメー
トレンズによって平行光線となり、ポリゴンミラー２に
よって偏向走査され、ｆ−θレンズ等から成る結像レン
ズ３を経て反射ミラー４で反射され、帯電した感光体ド
ラム５の表面に画像が結像される。また、感光体ドラム
５の走査領域外に配置された同期検知ミラー６と受光素
子７は、検知したレーザビームに基づいて画像を感光体
上に書き込むための有効走査期間を割り出し、ＬＤから
射出されるレーザビームを画像信号に基づいて変調し、
点灯、消灯が繰り返され、ポリゴンミラー２の回転に従
って主走査方向に反復して走査されると共に、感光体ド
ラム５が矢印方向に回転することで副走査が行われ、感
光体ドラム５上に静電潜像が形成される。

【００２５】このようにして、感光体ドラム５上に形成
された静電潜像は、帯電した現像剤（トナー）によって
現像され、さらに現像剤とは反対の電荷が与えられた転
写紙等の転写材を感光体ドラム５に密着することによ
り、現像剤を転写材に転写する。そして、転写材が感光
体ドラム５から分離された後、加熱することによって現
像剤を転写材上に融着する、定着処理が行われる。

【００２６】図２は、レーザプリンタの書き込み制御部
の回路構成を示すブロック図である。図２の書き込み制
御部は、レーザプリンタ全体を制御する中央演算処理装
置（ＣＰＵ）１０、画像データを電気的に処理してＬＤ
ドライバ等にパラレルで画素クロックや画像データある
いは制御信号を送信する画像処理部（ＩＰＵ）１１、パ
ルス幅変調部（ＰＷＭ）１２、送信された信号に基づい
てＬＤ１４を駆動するＬＤドライバ１３、ＬＤ１４、お
よびＰＤ１５などを備えている。

【００２７】図２の書き込み制御部では、ＣＰＵ１０の
制御により画像処理部（ＩＰＵ）１１にて電気的に処理
した画像データをパルス幅変調部１２によって変調する
と共に、ＬＤドライバ１３に対してパラレルで画素クロ
ック、画像データならびに制御信号が送信され、この信
号に基づいてＬＤ１４が駆動される。

【００２８】また、有効走査期間外には、ＡＰＣ制御用
にＬＤを点灯して、後述する方法によりＬＤ１４の点灯
を確認した後、ＬＤ１４を点灯した状態でＳ／Ｈ信号を
サンプル状態にすることにより、ＬＤパッケージに内蔵
されたフォトダイオード（ＰＤ）１５で発生するモニタ
電流をＡＰＣ回路内臓のＬＤドライバ１３にフィードバ
ックすることによってＡＰＣが行われる。

【００２９】そして、有効走査期間内においては、Ｓ／
Ｈ信号をホールド状態にして、ＬＤドライバ１３の出力
電流を一定値に固定するようにしている。

【００３０】図３は、図２のＬＤドライバ１３に内臓さ
れたＡＰＣ回路を示すブロック図である。図３のＬＤド
ライバ１３は、コンパレータ２０、Ｓ／Ｈスイッチ２
１、電流発生回路２２、スイッチ回路２３、およびＩ／
Ｖ変換回路２４などによって構成されている。

【００３１】そこで、ＡＰＣ動作時には、ＬＤ制御装置
である図２の画像処理部１１から制御信号としてのＬＤ
点灯信号とそれに続くサンプル信号が送出される。この
ＬＤ点灯信号は、図３に示すスイッチ回路２３をＯＮに
切り替えるとともに、サンプル信号は、Ｓ／Ｈスイッチ
２１をＯＮに切り替える。すると、ホールド・コンデン
サ２５の電圧値に基づいた電流が電流発生回路２２から
スイッチ回路２３を介してＬＤ１４に流れ込んでＬＤ１
４を発光させ、ＬＤ１４の光強度に比例した電流がＰＤ
１５に流れ込む。そして、Ｉ／Ｖ変換回路２４では、Ｐ
Ｄ１５を流れる電流値が電圧に変換され、その変換後の
電圧と基準電圧とをコンパレータ２０にて比較し、その
比較結果に基づいてホールド・コンデンサ２５が充電も
しくは放電され、その電圧値が変化することで電流発生
回路２２の出力電流がコントロールされ、ＬＤ１４の光
量を一定に制御する。

【００３２】また、画像書込み時には、Ｓ／Ｈ信号がホ
ールド信号に変わり、Ｓ／Ｈスイッチ２１がＯＦＦに切
り替わる。その結果ホールドコンデンサ２５の値が一定
値に固定されるため、電流発生回路２２からＬＤ１４に
流れる電流は一定値に固定される。そして、図１のパル
ス幅変調部（ＰＷＭ）１２から送出される画像データ信
号に基づいて、ＬＤドライバ１３内部のＬＤ変調用のス
イッチ回路２３を切り替えることにより、ＬＤ１４を変
調させて感光体ドラム５に対して画像の書き込みが行わ
れる。

【００３３】本実施の形態１においては、レーザビーム
が主走査方向に感光体ドラム５を一回走査して、画像書
込み期間が終了すると、再びＡＰＣ動作を行ってＬＤ１
４を規定の光量値に制御するようにする。ＡＰＣ動作が
終了すると、再びレーザビームが主走査方向に感光体ド
ラム５を走査し、書込みを行うという動作が繰り返され
る。

【００３４】さて、本実施の形態１におけるＡＰＣ動作
に先立って行われるＬＤの点灯確認方法としては、以下
の方法が用いられる。図４は、ＬＤの点灯確認を行うた
めの一回路構成例を示した図である。図４に示すよう
に、ＬＤ１４に内蔵されたＰＤ１５、もしくは他の受光
素子から出力される電流値を電流−電圧変換回路３０に
よって電圧信号に変換し、コンパレータ３１で基準電圧
と比較することによって受光確認信号を生成し、図２中
に記載した画像処理部１１へ送出する。画像処理部１１
では、この受光確認信号がＯＮになった時にＬＤ１４の
光量をＰＤ１５を介して正常にフィードバックが掛けら
れるものと見做して、ＡＰＣ動作を行うためのサンプル
信号をＬＤドライバ１３に送出する。そして、このサン
プル信号に基づいてＡＰＣ動作を行うことにより、受光
が確認されたことになる。

【００３５】また、一定期間以上点灯確認信号がＯＮに
ならない場合は、画像処理部１１においてＡＰＣ動作異
常と判断してＬＤ１４の発光を取り止め、レーザプリン
タ全体を制御するＣＰＵ１０へ動作異常を通知して、装
置動作を停止させる。以上説明したように、本実施の形
態１によれば、ＡＰＣ動作を行う際に、初めにＬＤ点灯
信号によってＬＤを点灯させ、受光素子から出力される
電流値に基づいてＬＤが点灯されたことを検出してから
ＡＰＣ動作を行うようにしたため、制御信号等の乱れを
原因としてＬＤ発光量が設定値よりも大きくなったり、
レーザダイオード劣化が発生するのを防止することがで
きる。

【００３６】（実施の形態２）図５は、本実施の形態２
に係るレーザプリンタの光学系の概略構成図である。図
５のレーザプリンタの光学系は、２つのレーザダイオー
ドから成るＬＤ１，ＬＤ２、そのＬＤ１，ＬＤ２に対応
したコリメートレンズ４０ａ，４０ｂ、ＬＤ１，ＬＤ２
からのレーザビームを合成するビーム合成プリズム４
１、合成されたビームをポリゴンミラー２とＰＤ１５と
に分割するビームスプリッタ４２などを備えている。な
お、上記実施の形態１で説明したものと同一物または相
当物については、同一符号を付して説明を省略する。

【００３７】本実施の形態２は、レーザプリンタの中で
も特に複数のレーザビームを用いて同時に画像書き込み
を行うマルチビーム・レーザプリンタにするものであ
る。このマルチビーム・レーザプリンタは、複数のレー
ザビームをそれぞれ個別に制御し、なおかつ近接した複
数のレーザビームを一度に同一のポリゴンミラーで走査
して、感光体ドラム５上に画像を形成するものである。
このため、マルチビーム・レーザプリンタは、複数のレ
ーザビームによって同時書き込みを行う以外は、光学系
および現像プロセスが上記実施の形態１で説明した１ビ
ームのレーザプリンタの場合と全く同じであることか
ら、光学系および現像プロセスについては説明を省略す
る。

【００３８】本実施の形態２のマルチビーム・レーザプ
リンタが上記実施の形態１で説明した１ビームのレーザ
プリンタと異なる部分は、書込み用光源として複数のＬ
Ｄが使用され、そのレーザビームを１つに束ねて使用す
るか、もしくは一つのチップ上に個別に制御可能な複数
の発光源がアレイ状に配列されたレーザ・ダイオード・
アレイ（以下、ＬＤＡという）を使用する点にある。

【００３９】そこで、本実施の形態２では、特に複数の
ＬＤを使用してレーザビームを１つに束ねて使用する方
法について取り上げ、特に、ＬＤを２つ使用するものに
ついて説明を行うものとする。また、ＬＤの光量検知方
法としては、２つのＬＤに対して共通の受光素子を使用
するものとする。ここでは、受光素子として図５に示し
たような単独のフォトダイオード（ＰＤ）１５を使用す
るものとする。

【００４０】レーザビームの合成方法については、図５
に示すように、ＬＤ１，ＬＤ２から放射されたレーザビ
ームがそれぞれのコリメートレンズ４０ａ，４０ｂを通
過して平行光線となり、ビーム合成プリズム４１に入射
されることによって近接した２本のレーザビームとな
る。この２本のレーザビームは、実施の形態１の場合と
同様に回転多面鏡（ポリゴンミラー）２で同時に走査さ
れて、感光体ドラム５上に到達し、副走査方向に近接し
た２本のレーザビームとして同時に２ライン分の画像の
書込みが行われる。

【００４１】図６は、実施の形態２に係るレーザプリン
タの書き込み制御部の回路構成を示すブロック図であ
る。図６の書き込み制御部は、レーザプリンタ全体を制
御するＣＰＵ１０、画像データを電気的に処理して、Ｌ
Ｄドライバ等で構成される書き込み部に対してパラレル
で画素クロック、画像データ（ＤＡＴＡ）ならびに制御
信号を送信する画像処理部１１、書き込み部に送信され
た画像データをパルス幅変調するパルス幅変調部１２
ａ，１２ｂ、パルス幅変調された送信信号に基づいてＬ
Ｄ１，ＬＤ２をそれぞれ駆動するＬＤドライバ１３ａ，
１３ｂ、ＬＤ１，ＬＤ２の光量をモニタするＰＤ１５、
そのモニタ電流の出力を切り替える受光素子出力切替ス
イッチ５０などを備えている。

【００４２】そして、本実施の形態２では、図１６の場
合と同様に非有効走査期間内に各ＬＤ（ＬＤ１，ＬＤ
２）を時間的に順次独立させてＡＰＣ動作を行うように
する。まず、図６のＬＤ制御装置である画像処理部（Ｉ
ＰＵ）１１から出力される制御信号として、ＬＤ１のＬ
Ｄ点灯信号とモニタ電流切替信号とが送出される。そし
て、後述する方法によりＬＤ１のみが点灯していること
と、受光素子出力切替スイッチ５０がｃｈ１に切り替わ
っていることを確認した後、そのままｃｈ１が点灯して
いる状態でｃｈ１のＳ／Ｈ信号をサンプル状態にするこ
とで、上記実施の形態１の場合と同様にＬＤ１に関して
ＡＰＣの閉ループ回路が形成され、ＬＤ１のＡＰＣ制御
が行われる。

【００４３】次に、サンプル信号とＬＤ１のＬＤ点灯信
号およびモニタ電流切替信号がそれぞれＯＦＦとなり、
ＬＤ２のＬＤ点灯信号とモニタ電流切替信号が送出され
る。そして、１ｃｈの時と同様に２ｃｈのみが点灯して
いることと、受光素子出力が２ｃｈに切り替わっている
ことを確認した後、２ｃｈのサンプル信号が送出され
る。その結果、２ｃｈに関しても実施の形態１と同様に
ＡＰＣの閉ループ回路が形成され、ＬＤ２のＡＰＣ制御
が行われる。

【００４４】その後の有効走査期間内においては、各Ｌ
Ｄドライバ１３ａ，１３ｂに送出されるＳ／Ｈ信号をホ
ールド状態にして、各ＬＤドライバ１３ａ，１３ｂの出
力電流を固定するようにする。なお、ＬＤドライバ内部
のＡＰＣ動作メカニズムについては、実施の形態１の図
３の場合と同様であるので、説明を省略する。

【００４５】次に、ＡＰＣ動作に先立って行われる、該
当チャンネルのＬＤの点灯確認方法および、受光素子出
力切替スイッチ５０の切替わり確認方法について説明す
る。図７は、実施の形態２における信号検出個所を説明
する図である。図７に示すように、ＬＤに内蔵された受
光素子（フォトダイオード（ＰＤ）１５から出力され、
受光素子出力切替スイッチ５０によって各チャンネル毎
に振り分けられた電流量に基づいて、実施の形態１の場
合と同様の方法により各チャンネルごとの受光素子出力
によるＳＷ切替確認信号（実施の形態１の図４の受光確
認信号に相当する）を生成する。

【００４６】また、これと同時にＬＤドライバ１３ａ，
１３ｂがＬＤ１，ＬＤ２に流している電流量をそれぞれ
検出し、各チャンネルごとにＬＤドライバ駆動確認信号
を生成するようにする。図８は、ＬＤドライバの駆動確
認を行うための一回路構成例を示した図である。図８に
示すように、ＬＤ（ＬＤ１またはＬＤ２）を点灯させる
ことによって流れる電流値を電流−電圧変換回路５２で
電圧信号に変換し、コンパレータ５４で基準電圧と比較
することにより、ＬＤドライバ駆動確認信号が生成され
る。

【００４７】図９は、上記したＳＷ切替確認信号および
ＬＤドライバ駆動確認信号に基づいてＡＰＣ開始可能信
号を得るようにした信号処理の一例を説明する図であ
り、ハードウエア構成的に描いてあるが、これら一連の
処理をソフトウエアを用いて実施しても勿論よい。図９
に示すように、ＳＷ切替確認信号およびＬＤドライバ駆
動確認信号が各チャンネルに送出されているＬＤ点灯信
号（図中では、ＬＤドライバ強制点灯信号）と一致して
いるかをそれぞれの一致回路６０，６１によってチェッ
クを行い、一致している時には、ドライバ出力正常信号
およびＳＷ切替正常信号の「１」が出力される。そし
て、ドライバ出力正常信号とＳＷ切替正常信号の双方に
「１」が出力された時のみ（アンドゲート６２の出力が
「１」の場合）所定のＬＤに閉ループ回路が形成された
とみなして、ＡＰＣを開始するためのサンプル信号（Ａ
ＰＣ開始可能信号）をＬＤドライバに送出する。このよ
うに、サンプル信号に基づいてＡＰＣを開始すること
で、正しいフィードバックがかかった状態でＡＰＣを開
始しているという確認がとれたことになる。

【００４８】また、一定期間経っても各チャンネルのＬ
Ｄドライバ駆動確認信号やＳＷ切替確認信号がＯＮにな
らない場合は、画像処理部１１においてＡＰＣ動作異常
と判断してＬＤの発光を取り止め、レーザプリンタ全体
を制御している中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０へ動作
異常を通知して、装置を停止させるようにする。

【００４９】さらに、図１０および図１１は、図７より
も信号検出個所を少なく構成した回路図である。図１０
の場合は、ＡＰＣを行う際に、各チャンネルのＬＤドラ
イバ１３ａ，１３ｂ毎のＬＤ点灯信号によってＬＤ１，
ＬＤ２を別々に点灯させ、ＬＤ１，ＬＤ２に流れる電流
（ＬＤドライバ駆動確認信号）を一致回路によって検出
し、受光素子１５から出力される電流値に基づいてレー
ザダイオードが点灯したことを検出することにより、所
定のチャンネルのみに正しくフィードバックがかかるこ
とを確認し、ＡＰＣを行うためのサンプル信号を各チャ
ンネルのＬＤドライバ１３ａ，１３ｂに送出するように
したものである。

【００５０】また、図１１の場合は、ＡＰＣを行う際
に、各チャンネルのＬＤドライバ１３ａ，１３ｂ毎のＬ
Ｄ点灯信号によってＬＤ１，ＬＤ２を別々に点灯させ、
ＬＤ１，ＬＤ２に流れる電流（ＬＤドライバ駆動確認信
号）を一致回路によって検出し、ＡＰＣを行うためのサ
ンプル信号を各チャンネルのＬＤドライバ１３ａ，１３
ｂに送出するようにしたものである。後書き説明文な
お、図１０および図１１のＬＤドライバ１３ａ，１３ｂ
に内蔵されたＡＰＣ回路は、フィードバック信号として
電流信号を受け取ることになるが、受光素子１５によっ
て生成された電流を電流−電圧変換回路を用いて電圧に
変換してからＡＰＣ回路に送るようにする。その際、受
光素子の電流検出回路内部に存在する電流−電圧変換回
路を使用するようにしてもよい。

【００５１】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、ＡＰＣ動作を行う際に、各チャンネル毎に初めに
ＬＤ点灯信号によってＬＤを点灯させ、各チャンネルか
らＬＤに流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルの
みが点灯していることを確認してからＡＰＣ動作を行う
ようにしたので、制御信号等の乱れを原因としてＬＤ発
光量が設定値よりも大きくなったり、ＬＤ劣化が発生す
るのを防止することができる。

【００５２】また、本実施の形態２によれば、光量検出
素子から出力される電流を検出して、所定のチャンネル
のみに正しくフィードバックがかかることを確認した
後、ＡＰＣ動作を行うようにしたり、さらには、受光素
子出力切替スイッチから各チャンネルのＬＤ制御装置に
振り分けられた後の電流値をそれぞれ検出し、所定のチ
ャンネルのみにフィードバックがかかっていることを確
認した後、ＡＰＣ動作を行うようにしたので、制御信号
等の乱れを原因としてＬＤ発光量が設定値よりも大きく
なったり、ＬＤ劣化が発生するのを防止することができ
る。

【００５３】（実施の形態３）図１２は、本実施の形態
３に係るレーザ・ダイオード・アレイを用いたマルチビ
ーム・レーザプリンタの概略構成図である。本実施の形
態３では、上記実施の形態２と同様に複数のレーザビー
ムを用いて同時に画像書き込みを行うマルチビーム・レ
ーザプリンタについて実施したものである。このため、
実施の形態２と重複する説明部分については省略するこ
とにする。

【００５４】また、実施の形態３では、複数のレーザビ
ームを発生させる手段として、実施の形態２のように複
数のＬＤを使用するのではなく、一つのチップ上に個別
に制御可能な複数の発光源をアレイ状に配列したレーザ
・ダイオード・アレイ（以下、ＬＤＡという）を使用し
て実施するものとする。

【００５５】図１２に示すＬＤＡチップ７０には、複数
の発光源（ここでは、ＬＤ１，ＬＤ２）が近接して一つ
のチップ上に存在しているため、通常、ＬＤに内蔵され
ているＬＤ光量検知用のフォトダイオード（ＰＤ）７１
が１つのパッケージ内に１つしか内臓されていないもの
が多い。本実施の形態３では、内蔵されたＰＤ７１が１
つしかないＬＤＡ７４を使用するものとし、特に発光点
が２つ（ＬＤ１，ＬＤ２）のものについて説明する。

【００５６】ＬＤＡチップ７０から放射された複数のレ
ーザビーム７２，７３は、不図示のコリメートレンズに
よって平行光線となり、上記した実施の形態１および実
施の形態２と同様に回転多面鏡（ポリゴンミラー）で同
時に走査が行われて、感光体ドラム上に到達すると、副
走査方向に近接した２本のレーザビームとなり、同時に
２ライン分の画像の書込みを行うことができる。

【００５７】図１２に示した主走査方向と副走査方向は
レーザビーム７２，７３が感光体ドラム上に到達したと
きの複数のレーザビームとの位置関係を指し示すもので
ある。

【００５８】図１３は、図１２の書込み制御部の回路構
成を示すブロック図である。図１３に示した書込み制御
部は、レーザプリンタ全体を制御するＣＰＵ１０、画像
データを電気的に処理して、ＬＤドライバ等で構成され
る書き込み部に対してパラレルで画素クロックと画像デ
ータ（ＤＡＴＡ）ならびに制御信号を送信する画像処理
部（ＩＰＵ）１１、書き込み部に送信された画像データ
のパルス幅変調を行うパルス幅変調部１２ａ，１２ｂ、
パルス幅変調部１２ａ，１２ｂでパルス幅変調されたそ
れぞれの信号に基づいてＬＤＡ７４の各ＬＤを駆動する
ＬＤドライバ１３ａ，１３ｂ、一つのチップ上に複数の
発光源がアレイ状に配列され、ＰＤと一体化されたＬＤ
Ａ７４、および、そのＰＤによるモニタ電流の出力を切
り替える受光素子出力切替スイッチ５０などを備えてい
る。

【００５９】本実施の形態３が上記実施の形態２と異な
る特徴部分は、複数のレーザビームの発光源としてＬＤ
Ａ７４を使用しているため、実施の形態２のように別々
のＬＤから放射されたレーザビームを後から合成プリズ
ム等で１つに束ねる必要がないという点にある。

【００６０】その上、実施の形態２の場合は、ＬＤの光
量検知方法として２つのＬＤに対して共通のＰＤを使用
しており、ＬＤ制御という観点から見ると、本実施の形
態３では実施の形態２のＰＤと２つのＬＤをＬＤＡに置
き換えるだけで、全く同等に制御を行うことができる。
このため、実施の形態３の制御方法については、上記実
施の形態２に準ずるものとして説明を省略する。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態３によ
れば、複数のＬＤに代えてＬＤＡを用いるようにしたた
め、ＬＤ制御を変える必要がなく、また、複数の発光源
から放射されたレーザビームを後から合成プリズム等で
１つに束ねる必要もなくなる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、オートマチック・パワー・コントロールを行う
際に、初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザ
ダイオードを点灯させ、受光素子から出力される電流値
に基づいてレーザダイオードが点灯したことを検出して
からオートマチック・パワー・コントロールを行うよう
にしたので、制御信号等の乱れを原因としてレーザダイ
オード発光量が設定値よりも大きくなったり、レーザダ
イオード劣化が発生するのを防止することができる。

【００６３】請求項２の発明によれば、オートマチック
・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル毎に
初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダイオ
ードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオードに
流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが点灯
していることを確認してからオートマチック・パワー・
コントロールを行うようにしたので、制御信号等の乱れ
を原因としてレーザダイオード発光量が設定値よりも大
きくなったり、レーザダイオード劣化が発生するのを防
止することができる。

【００６４】請求項３の発明によれば、オートマチック
・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル毎に
初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダイオ
ードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオードに
流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが点灯
していることを確認し、さらに光量検出素子から出力さ
れる電流を検出して、所定のチャンネルのみに正しくフ
ィードバックがかかることを確認した後、オートマチッ
ク・パワー・コントロールを行うようにしたので、制御
信号等の乱れを原因としてレーザダイオード発光量が設
定値よりも大きくなったり、レーザダイオード劣化が発
生するのを防止することができる。

【００６５】請求項４の発明によれば、オートマチック
・パワー・コントロールを行う際に、各チャンネル毎に
初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダイオ
ードを点灯させ、各チャンネルからレーザダイオードに
流れる電流値に基づいて、所定のチャンネルのみが点灯
していることを確認し、さらに受光素子出力切替スイッ
チから各チャンネルのレーザダイオード制御装置に振り
分けられた後の電流値をそれぞれ検出し、所定のチャン
ネルのみにフィードバックがかかっていることを確認し
た後、オートマチック・パワー・コントロールを行うよ
うにしたので、制御信号等の乱れを原因としてレーザダ
イオード発光量が設定値よりも大きくなったり、レーザ
ダイオード劣化が発生するのを防止することができる。

【００６６】請求項５の発明によれば、複数のレーザダ
イオードに代えてレーザダイオード・アレイを用いるよ
うにしたので、上記効果に加えて、制御を変える必要が
なく、複数の発光源から放射されたレーザビームを後か
ら合成プリズム等で１つに束ねる必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１に係るレーザプリンタの光学系
の概略構成図である。

【図２】レーザプリンタの書き込み制御部の回路構成を
示すブロック図である。

【図３】図２のＬＤドライバに内臓されたＡＰＣ回路を
示すブロック図である。

【図４】ＬＤの点灯確認を行うための一回路構成例を示
した図である。

【図５】本実施の形態２に係るレーザプリンタの光学系
の概略構成図である。

【図６】実施の形態２に係るレーザプリンタの書き込み
制御部の回路構成を示すブロック図である。

【図７】実施の形態２における信号検出個所を説明する
図である。

【図８】ＬＤドライバの駆動確認を行うための一回路構
成例を示した図である。

【図９】ＳＷ切替確認信号およびＬＤドライバ駆動確認
信号に基づいてＡＰＣ開始可能信号を得るようにした信
号処理の一例を説明する図である。

【図１０】図７よりも信号検出個所を少なく構成した回
路図である。

【図１１】図７よりも信号検出個所を少なく構成した別
の回路図である。

【図１２】本実施の形態３に係るレーザ・ダイオード・
アレイを用いたマルチビーム・レーザプリンタの概略構
成図である。

【図１３】図１２の書込み制御部の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図１４】従来のレーザダイオード制御装置の回路構成
を示すブロック図である。

【図１５】断続的オートマチック・パワー・コントロー
ル回路の動作を説明するタイムチャートである。

【図１６】複数のレーザダイオードと単一のフォトダイ
オードとを用いてオートマチック・パワー・コントロー
ル動作を行う場合のタイムチャートである。

【図１７】断続的オートマチック・パワー・コントロー
ル回路の正常状態の動作を説明するタイムチャートであ
る。

【図１８】断続的オートマチック・パワー・コントロー
ル回路の動作異常を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

１ ＬＤユニット ２ ポリゴンミラー（回転多面鏡） ３ 結像レンズ ４ 反射ミラー ５ 感光体ドラム ６ 同期検知ミラー ７ 受光素子 １０ 中央演算処理装置（ＣＰＵ） １１ 画像処理部（ＩＰＵ） １２ パルス幅変調部（ＰＷＭ） １３ ＬＤドライバ １４ ＬＤ １５ ＰＤ ２０ コンパレータ ２１ Ｓ／Ｈスイッチ ２２ 電流発生回路 ２３ スイッチ回路 ２４ Ｉ／Ｖ変換回路 ２５ ホールド・コンデンサ ３０ 電流−電圧変換回路 ３１ コンパレータ ４０ａ，４０ｂ コリメートレンズ ４１ ビーム合成プリズム ４２ ビームスプリッタ ５０ 受光素子出力切替スイッチ ５２ 電流−電圧変換回路 ５４ コンパレータ ６０，６１ 一致回路 ６２ アンドゲート ７０ ＬＤＡチップ ７１ ＰＤ ７２，７３ レーザビーム ７４ ＬＤＡ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA12 AA16 AA53 AA55 AA56 AA59 AA61 AA75 BA67 BB33 2H045 AA01 BA22 BA32 CB33 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB07 DB22 DB24 DB30 DC07 DE30 EA02 FA01 5C072 AA03 BA13 HA02 HA09 HA13 HB02 HB04 XA01 XA05 5F073 BA07 EA15 EA28 FA05 GA02 GA12 GA32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプル＆ホールド信号に基づいて断続
   的にオートマチック・パワー・コントロールを行い、そ
   のオートマチック・パワー・コントロール期間内にサン
   プルモードに移行してオートマチック・パワー・コント
   ロールによる光量調節を行い、信号出力期間内にホール
   ドモードに移行して定電流駆動により動作を制御するレ
   ーザダイオード制御装置において、 前記オートマチック・パワー・コントロールを行う際
   に、初めにレーザダイオード点灯信号によってレーザダ
   イオードを点灯させ、 受光素子から出力される電流値に基づいて受光素子が受
   光したことを検出してからオートマチック・パワー・コ
   ントロールを行うためのサンプル信号をレーザダイオー
   ドドライバに送出することを特徴とするレーザダイオー
   ド制御装置。
2. 【請求項２】 複数のレーザダイオードを有し、各レー
   ザダイオードから射出するレーザ光を１つの受光素子に
   て受光し、オートマチック・パワー・コントロール期間
   内に各レーザダイオードを時間的に順次独立して点灯さ
   せ、その点灯に同期して各レーザダイオードに対して順
   次サンプル信号を送出することにより受光素子からの信
   号をフィードバックしてオートマチック・パワー・コン
   トロールを行うレーザダイオード制御装置において、 前記オートマチック・パワー・コントロールを行う際
   に、各チャンネル毎に初めにレーザダイオード点灯信号
   によってレーザダイオードを点灯させ、 各チャンネルからレーザダイオードに流れる電流値に基
   づいて、所定のチャンネルのみが点灯していることを一
   致回路によって検出した後、 オートマチック・パワー・コントロールを行うためのサ
   ンプル信号を各チャンネルのレーザダイオードドライバ
   に送出することを特徴とするレーザダイオード制御装
   置。
3. 【請求項３】 複数のレーザダイオードを有し、各レー
   ザダイオードから射出するレーザ光を１つの受光素子に
   て受光し、オートマチック・パワー・コントロール期間
   内に各レーザダイオードを時間的に順次独立に点灯さ
   せ、その点灯に同期して各レーザダイオード制御装置に
   対して順次サンプル信号を送出することにより受光素子
   からの信号をフィードバックしてオートマチック・パワ
   ー・コントロールを行うレーザダイオード制御装置にお
   いて、 前記オートマチック・パワー・コントロールを行う際
   に、各チャンネル毎に初めにレーザダイオード点灯信号
   によってレーザダイオードを点灯させ、 各チャンネルからレーザダイオードに流れる電流値に基
   づいて、所定のチャンネルのみが点灯していることを一
   致回路によって検出し、 さらに光量検出素子から出力される電流値に基づいてレ
   ーザダイオードが点灯したことを検出することによっ
   て、所定のチャンネルのみに正しくフィードバックがか
   かることを確認した後、 オートマチック・パワー・コントロールを行うためのサ
   ンプル信号を各チャンネルのレーザダイオードドライバ
   に送出することを特徴とするレーザダイオード制御装
   置。
4. 【請求項４】 複数のレーザダイオードを有し、各レー
   ザダイオードから射出する信号を１つの受光素子にて受
   光し、オートマチック・パワー・コントロール期間内に
   各レーザダイオードを時間的に順次独立に点灯し、点灯
   に同期して各レーザダイオード制御装置に対して順次サ
   ンプル信号を送出するとともに、制御信号に基づいてス
   イッチを切り替えて受光素子からの信号を各レーザダイ
   オード制御装置に対してフィードバックしてオートマチ
   ック・パワー・コントロールを行うレーザダイオード制
   御装置において、 前記オートマチック・パワー・コントロールを行う際
   に、各チャンネル毎に初めにレーザダイオード点灯信号
   によってレーザダイオードを点灯させ、 各チャンネルからレーザダイオードに流れる電流値に基
   づいて、所定のチャンネルのみが点灯していることを一
   致回路によって検出し、 さらに受光素子出力切替スイッチから各チャンネルのレ
   ーザダイオード制御装置に振り分けられた後の電流値を
   それぞれ検出し、 所定のチャンネルのみにフィードバックがかかっている
   ことを一致回路によって確認した後、 オートマチック・パワー・コントロールを行うためのサ
   ンプル信号を各チャンネルのレーザダイオードドライバ
   に送出することを特徴とするレーザダイオード制御装
   置。
5. 【請求項５】 複数のレーザダイオードに代えて、一つ
   のチップ上に個別に制御可能な複数の発光源がアレイ状
   に配列されたレーザダイオード・アレイを用いたことを
   特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のレーザ
   ダイオード制御装置。