JP2004342655A - レーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
レーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度をフィードバックさせて、レーザ光の光強度を一定に保つように制御することができるレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】レーザ制御部１００では、画像形成装置の感光体ドラムへのレーザ光の照射・弱照射を行うために、それぞれ、ＬＤ点灯・微点灯電流駆動制御回路部１２５，１３５で発生させた駆動電流をＬＤ駆動電流切替回路部１４０によって切り替え、半導体レーザ素子１０２ａに印加している。レーザ光はフォトダイオード１０２ｂで受光され、その光強度に基づくフィードバック制御によって駆動電流値が調整される。フォトダイオード１０２ｂからの検出信号は、レーザ光の照射時だけでなく弱照射時にも増幅されるので、弱照射時の光強度の変化が微妙でも、その違いをはっきりさせてフィードバック制御に反映させることができる。
【選択図】 図２
【解決手段】レーザ制御部１００では、画像形成装置の感光体ドラムへのレーザ光の照射・弱照射を行うために、それぞれ、ＬＤ点灯・微点灯電流駆動制御回路部１２５，１３５で発生させた駆動電流をＬＤ駆動電流切替回路部１４０によって切り替え、半導体レーザ素子１０２ａに印加している。レーザ光はフォトダイオード１０２ｂで受光され、その光強度に基づくフィードバック制御によって駆動電流値が調整される。フォトダイオード１０２ｂからの検出信号は、レーザ光の照射時だけでなく弱照射時にも増幅されるので、弱照射時の光強度の変化が微妙でも、その違いをはっきりさせてフィードバック制御に反映させることができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を発生する半導体レーザ素子の制御を行うレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置では、その光源としてレーザ光を発生する半導体レーザ素子（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を備えたレーザ制御装置が利用されている。例えば、画像形成装置としてのレーザプリンタでは、帯電された感光体ドラム上に半導体レーザ素子から発生されたレーザ光が照射され、レーザ光の照射を受けた部分（明部）と受けなかった部分（暗部）との間に生じた電位差に基づく不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像がトナー等の現像剤により現像され、被記録媒体に転写されることによって画像の形成が行われている。
【０００３】
このような半導体レーザ素子では、レーザ光の照射を行わないとき、しきい値電流よりもわずかに大きな電流を流して微点灯させておけば、高速に照射・非照射を切り替えることができるという特性を有していることが知られている。また、半導体レーザ素子では、温度変化によってしきい値電流が大きく変化したり、電流−光変換効率が変化してしまうという欠点があることも知られている。
【０００４】
半導体レーザ素子の照射・非照射を高速に切り替えるため非照射時に微点灯を行って電流を印加すれば、半導体レーザ素子の温度変化は避けられず、半導体レーザ素子から発生されるレーザ光の光強度が安定しなくなってしまう。そこで、特許文献１では、レーザ光の変調動作の合間（例えば、レーザ制御装置が画像形成装置に利用されている場合であれば、非画像形成時など）に、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度が基準値となるように、照射時、非照射時（微点灯時）のそれぞれに印加する電流の電流値の調整を行っている。
【０００５】
すなわち、特許文献１では、半導体レーザ素子に印加する電流の電流値をアップダウンカウンタのカウント値に基づいて決定しており、レーザ光の変調動作の合間に、まず、アップダウンカウンタのカウント値が所定数減じられ、このカウント値に基づく電流が半導体レーザ素子に印加される。そして、カウント値が１ずつ増加され、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出力が徐々に増加される。このレーザ光がフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）で受光され、フォトダイオードの出力信号が基準信号と同じ信号レベルとなったときのカウント値に基づく電流が、次の変調動作の際に半導体レーザ素子に印加される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２６０２６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、微点灯時に出力されるレーザ光の光強度は非常に弱く、そのレーザ光を受光したフォトダイオードからの出力信号の信号レベルが非常に低いものとなるため、光強度の微妙な変化が信号レベルの差として現れにくい。特許文献１では、微点灯時のレーザ光の光強度の調整をこの非常に低い信号レベルの出力信号に基づいて行っており、印加する電流値の調整を正確に行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度をフィードバックさせて、レーザ光の光強度を一定に保つように制御することができるレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のレーザ制御装置は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、第１の光強度のレーザ光と、第１の光強度よりも弱い第２の光強度のレーザ光とを切り替えて発生するように前記レーザ光発生手段を駆動するレーザ光駆動手段と、外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から第１の光強度または第２の光強度のレーザ光を発生させるように前記レーザ光駆動手段を制御する制御手段と、前記レーザ光発生手段から発生するレーザ光の光強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段からの検出信号を増幅するための増幅手段と、前記第２の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率が、前記第１の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率よりも大きくなるように、前記増幅手段に対して増幅率を設定する増幅率設定手段とを備え、前記制御手段は、その増幅率設定手段により設定された増幅率に基づいて増幅される前記検出信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から発生される前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度がそれぞれ一定に保たれるように調整する光強度調整手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明のレーザ制御装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記光強度検出手段は、一つのフォトダイオードにより構成されている。
【００１１】
また、請求項３に係る発明のレーザ制御装置は、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記第１の光強度および第２の光強度のレーザ光のそれぞれについて、前記増幅された検出信号の強度の基準となる第１基準信号および第２基準信号を記憶した記憶手段を備え、前記光強度調整手段は、前記増幅手段により増幅された前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の検出信号の強度と、それに対応して前記記憶手段に記憶された第１基準信号の強度または第２基準信号の強度とを比較する比較手段と、前記比較手段によって比較された結果、前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より弱い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より弱い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を上げる信号強度上昇手段と、前記比較手段によって比較された結果、前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より強い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より強い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を下げる信号強度下降手段とを備えている。
【００１２】
また、請求項４に係る発明のレーザ制御装置は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記制御信号はＰＷＭ信号であって、前記レーザ光駆動手段は、前記入力されるＰＷＭ信号を、前記レーザ光発生手段を駆動するための駆動電流に変換するための信号変換手段を備え、前記光強度調整手段は、前記信号強度上昇手段および信号強度下降手段によってＰＷＭ信号のデューティ比の増加および減少をそれぞれ行って、前記信号変換手段が前記レーザ光発生手段に印加する駆動電流の増減を行うことで、前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度の調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る発明のレーザ制御装置は、請求項４に記載の発明の構成に加え、前記信号変換手段は、前記レーザ光発生手段から前記第１の光強度のレーザ光を発生するための第１の光強度信号変換手段と、前記レーザ光発生手段から前記第２の光強度のレーザ光を発生するための第２の光強度信号変換手段と、外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段への駆動電流の印加を、前記第１の光強度信号変換手段から行う場合と、前記第２の光強度信号変換手段から行う場合とに切り替える切替手段とを備えている。
【００１４】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ制御装置と、前記レーザ制御装置から出射されるレーザ光により像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して形成された現像剤像が被記録媒体に転写されることで画像の形成が行われる画像形成手段とを備えている。
【００１５】
また、請求項７に係る発明の画像形成装置は、請求項６に記載の発明の構成に加え、前記第１の光強度は、前記像担持体上において画像が形成される画像形成部に対して、また、前記第２の光強度は、前記像担持体上において画像の形成が行われない非画像形成部に対してそれぞれ照射される前記レーザ光の光強度であり、前記第２の光強度は、その第２の光強度のレーザ光の光強度が、前記非画像形成部に対応する被記録媒体上の部分の表面色に対して影響を与えない光強度となるように、その光強度が設定されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、レーザ制御装置としてのレーザ制御部１００を搭載した画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の構成について説明する。なお、図１中右手方向がレーザプリンタ１の前面方向となる。
【００１７】
本実施の形態のレーザ制御装置は、例えば、レーザプリンタ等の画像形成装置における光源として利用される。図１に示す、本実施の形態のレーザプリンタ１では、レーザ制御装置としてのレーザ制御部１００（図２参照）はスキャナユニット１６に搭載され、レーザ制御部１００に設けられたレーザ発光部１９の半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）からレーザ光を発生させるため、半導体レーザ素子１０２ａの駆動の制御を行っている。
【００１８】
レーザプリンタ１は略直方体形状の筐体２を有し、図１に示すように、印刷が行われる被記録媒体としての用紙３を収容した給紙カセット６が、筐体２の底部に着脱可能に装着されている。用紙３は給紙カセット６内で積層上に保持されており、最上部の用紙３が、筐体２の前面側で給紙カセット６の上方に設けられた給紙ローラ８に当接されている。そして、給紙ローラ８の回転にともなって、最上部の用紙３は、Ｕターン状の搬送経路（図中２点鎖線で示す。）を介してレジストローラ１２に向かって搬送されるようになっている。
【００１９】
次に、筐体２の略中央部には、用紙３に画像を形成するための画像形成手段として、スキャナユニット１６、プロセス部１７、定着器１８が設けられている。
【００２０】
スキャナユニット１６は、筐体２内において排紙トレイ４６の直下に配置され、レーザ光を出射するレーザ発光部１９、レーザ発光部１９より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー２０、ポリゴンミラー２０に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするｆθレンズ２１、走査されたレーザ光の副走査方向における面倒れを補正するシリンダーレンズ２２、シリンダーレンズ２２を透過したレーザ光を反射させ感光体ドラム２７上で結像するための反射ミラー２３で構成されている。スキャナユニット１６は、印刷データに基づいてレーザ発光部１９から出射されるレーザ光をポリゴンミラー２０、ｆθレンズ２１、シリンダーレンズ２２、反射ミラー２３の順に通過あるいは反射させて、プロセス部１７の後述する感光体ドラム２７の表面上に露光走査するものである（レーザ光の光路を図中１点鎖線で示す。）。なお、スキャナユニット１６の筐体の側面には、半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）からレーザ光を発生させるための制御を行うレーザ制御部１００が設けられている。このレーザ制御部１００については後述する。
【００２１】
スキャナユニット１６の下方には感光体ドラム２７が配設され、その周囲に帯電器２９、現像ローラ３１、転写ローラ３０等が配置されており、プロセス部１７を構成している。
【００２２】
感光体ドラム２７は、現像ローラ３１と接触する状態で、図中時計方向に回転可能に配設されている。この感光体ドラム２７は、導電性基材の上に、正帯電の有機感光体を塗布したものであり、電荷発生材料が電荷輸送層に分散された正帯電有機感光体である。感光体ドラム２７はスキャナユニット１６からのレーザ光の照射を受けると、光吸収によって電荷発生材料で電荷が発生され、電荷輸送層で感光体ドラム２７の表面と、導電性基材とにその電荷が輸送されて、帯電器２９に帯電されたその表面電位をうち消すことで、照射を受けた部分の電位と、受けていない部分の電位との間に電位差を設けることができるようになっている。印刷データに基づいてレーザ光を露光走査することにより、感光体ドラム２７には静電潜像が形成される。
【００２３】
帯電手段としてのスコロトロン型の帯電器２９は、感光体ドラム２７の上方に、感光体ドラム２７に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。帯電器２９は、タングステンなどの放電用のワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型の帯電器であり、帯電バイアスが印加されて感光体ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２４】
また、現像ローラ３１は、感光体ドラム２７の回転方向（図中時計方向）における帯電器２９の配置位置より下流に配設されており、図中反時計方向に回転可能に配設されている。この現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、印刷時には現像バイアスが印加されて感光体ドラム２７の現像を行うように構成されている。
【００２５】
供給ローラ３３は、現像ローラ３１の側方位置で、現像ローラ３１を挟んで感光体ドラム２７の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ３１に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ３１に供給する現像剤としてのトナーを摩擦帯電するようになっている。このため、供給ローラ３３は、現像ローラ３１と同方向となる図中反時計方向に回転可能に配設されている。
【００２６】
供給ローラ３３の側方位置にはトナーホッパー３４が設けられており、その内部に供給ローラ３３を介して現像ローラ３１に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性１成分のトナーが使用されており、このトナーは、重合性単量体、例えばスチレンなどのスチレン系単量体やアクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーである。このような重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなど外添剤が添加されている。その粒子径は、約６〜１０μｍ程度である。
【００２７】
感光体ドラム２７の回転方向の現像ローラ３１の下流で、感光体ドラム２７の下方位置には、転写ローラ３０が配設されており、図中反時計方向に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には転写バイアスが印加されるように構成されている。転写バイアスとは、感光体ドラム２７の表面上に静電付着したトナーが転写ローラ３０の表面上に電気的に吸引される方向に電位差が生じるように転写ローラ３０に印加されるバイアスである。
【００２８】
用紙３の搬送経路（図中２点鎖線）におけるプロセス部１７の側方下流側には定着器１８が配設されている。定着器１８は、定着ローラ４１や、この定着ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２を備えている。定着ローラ４１は、中空のアルミ製の基材にフッ素樹脂がコーティングされ焼成されたローラであり、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ（図示外）を備えている。加圧ローラ４２は、低硬度シリコンゴムからなる基材にフッ素樹脂のチューブが被膜されたローラであり、スプリング（図示外）によってその軸が定着ローラ４１の方向に付勢されることで、定着ローラ４１に対して押圧されている。定着器１８では、プロセス部１７において用紙３上に転写されたトナーが、用紙３が定着ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に用紙３に加圧加熱定着される。その後、用紙３は定着器１８から排出され、半弧を描くように設けられた搬送経路に沿って、筐体２の上面に設けられた排紙トレイ４６上に排出される。
【００２９】
次に、図２を参照して、スキャナユニット１６に設けられたレーザ制御部１００の構成について説明する。図２に示す、レーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａからレーザ光を発生させるため、半導体レーザ素子１０２ａの駆動の制御を行う。本実施の形態のレーザ制御部１００では、半導体レーザ素子１０２ａと、半導体レーザ素子１０２ａから発生されるレーザ光を受光してその光強度を検出するためのフォトダイオード１０２ｂとが同一のパッケージに封止されたＬＤパッケージ１０２を利用しており、これに、フォトダイオード１０２ｂに検出用の電圧を発生させるための可変抵抗器１０３を組み込んだものをレーザ発光部１９として構成している。可変抵抗器１０３を利用するのは、製造元や型番ごとに特性（本例でいう特性とは、印加される電流値に対して半導体レーザ素子１０２ａから出射されるレーザ光の光強度や、そのレーザ光を受光したフォトダイオード１０２ｂから発生される検出電流の大きさの違いをいう。）の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差の調整を行うためである。なお、半導体レーザ素子１０２ａが、本発明における「レーザ光発生手段」に相当し、「フォトダイオード１０２ｂが、本発明における「光強度検出手段」に相当する。
【００３０】
上述したように、レーザ制御部１００はスキャナユニット１６（図１参照）の筐体の側面に設けられており、そのうちレーザ発光部１９はスキャナユニット１６の筐体の内部（図１参照）に設けられ、ポリゴンミラー２０に対してレーザ光が出射されるように固定されている。レーザ制御部１００にはＣＰＵ１１０が設けられ、このＣＰＵ１１０によってレーザ制御部１００の制御が行われている。ＣＰＵ１１０にはＲＯＭ１１１およびＲＡＭ１１２が接続され、ＲＯＭ１１１の所定の記憶エリアには、後述するレーザ制御プログラムや、ＬＤパッケージ１０２の製造元や型番ごとに異なる特性を調整するためレーザ制御プログラムで参照される初期設定値等が記憶されている。また、ＲＡＭ１１２は、レーザ制御プログラムを実行する際の一時的なデータの記憶に利用される。例えば、後述するレーザ制御プログラムで使用されるカウンタ値やＰＷＭ値の一時的な記憶が、ＲＡＭ１１２の所定の記憶エリアに記憶されるようになっている。なお、ＣＰＵ１１０が、本発明における「制御手段」に相当し、ＲＯＭ１１１が、本発明における「記憶手段」に相当する。
【００３１】
また、ＣＰＵ１１０には、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０が接続されている。半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流の制御は公知のＰＷＭ制御によって行われており、ＰＷＭ信号変換回路部１２０には、半導体レーザ素子１０２ａを点灯させるためのＬＤ点灯用ＰＷＭ信号が入力され、ＰＷＭ信号変換回路部１３０には、半導体レーザ素子１０２ａを微点灯させるためのＬＤ微点灯用ＰＷＭ信号が入力されるようになっている。このＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０は、いわゆるＤ／Ａ変換器であり、ＣＰＵ１１０の内蔵するＰＷＭタイマ（図示外）がデューティ比に基づきオン・オフされることで生成され出力されたデジタル信号としてのＰＷＭ信号を受信し、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電圧値の大小としてのアナログ信号に変換している。なお、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０、および後述するＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５，ＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０が、本発明における「レーザ光駆動手段」に相当し、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０が、本発明における「信号変換手段」に相当する。
【００３２】
そして、ＰＷＭ信号変換回路部１２０にはＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５が接続され、また、ＰＷＭ信号変換回路部１３０にはＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５が接続されている。このＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５、およびＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５には、それぞれ、各ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０から出力されるアナログ信号が入力され、これに基づき、半導体レーザ素子１０２ａを駆動させるための電流の生成が、そのそれぞれの回路部にて行われる。なお、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５，ＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５が、それぞれ「第１の光強度信号変換手段」，「第２の光強度信号変換手段」に相当する。
【００３３】
さらに、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５とＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５とは、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０に各々接続されている。このＬＤ駆動電流切替回路部１４０には、ＣＰＵ１１０から印刷データに基づいて出力される半導体レーザ素子１０２ａを点灯・微点灯のいずれかの状態にするためのＤＡＴＡ信号が入力される。ＬＤ駆動電流切替回路部１４０は、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５またはＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５の入力のうちいずれか一方の入力をＤＡＴＡ信号に基づいて切り替えて出力し、この出力が、半導体レーザ素子１０２ａのアノードに入力されるようになっている。なお、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０が、本発明における「切替手段」に相当する。
【００３４】
半導体レーザ素子１０２ａのカソードは接地され、また、近接配置されたフォトダイオード１０２ｂのカソードに接続されている。フォトダイオード１０２ｂのアノードは、一方が接地された上記の可変抵抗器１０３、および、増幅率可変回路部１５０に接続されている。そして、増幅率可変回路部１５０にはＣＰＵ１１０から増幅率指定信号が入力されるようになっている。
【００３５】
半導体レーザ素子１０２ａの点灯時にはフォトダイオード１０２ｂでは強い光強度のレーザ光が受光され、そのフォトダイオード１０２ｂからの出力信号の電圧値は高いものとなる。同様に、微点灯時の出力信号は低い電圧の出力信号となる。このため、増幅率可変回路部１５０で、増幅率指定信号に基づき、それぞれの信号の電圧に合わせた増幅率が設定されるようになっている。なお、増幅率可変回路部１５０が、本発明における「増幅率設定手段」に相当する。
【００３６】
本実施の形態では、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時には、フォトダイオード１０２ｂからの出力信号の増幅率は約１〜１０倍に設定されるようになっており、また、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時には約１００〜４００倍の増幅率が設定されるようになっている。増幅率には範囲が設けられているが、これは前述したＬＤパッケージ１０２の個体差に基づくものであり、実験等により上記範囲内のいずれかの増幅率が決定される。そして、増幅率可変回路部１５０に接続されたモニタ電圧増幅回路部１６０にて上記のように設定された増幅率によるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の電圧の増幅が行われ、これが、モニタ電圧信号としてＣＰＵ１１０に入力されるようになっている。なお、モニタ電圧増幅回路部１６０が、本発明における「増幅手段」に相当する。
【００３７】
次に、図１，図２を参照して、レーザプリンタ１の動作の概略について説明する。図１に示すように、利用者の操作するホストコンピュータ（図示外）からの印刷命令を受信したレーザプリンタ１では、用紙３の搬送が開始され、回転する給紙ローラ８との間の摩擦力によってピックアップされた用紙３がレジストローラ１２に送られる。そして、レジストローラ１２は用紙３をレジストし、回転する感光体ドラム２７の表面上に形成された可視像の先端と用紙３の先端とが一致するタイミングで用紙３を送り出す。
【００３８】
一方、図２に示す、スキャナユニット１６（図１参照）のレーザ制御部１００のＣＰＵ１１０には、印刷命令に基づいて生成された印刷データが入力される。ＣＰＵ１１０は、この印刷データに基づき、半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）の点灯・微点灯の切り替えを行うためのＤＡＴＡ信号を生成してＬＤ駆動電流切替回路部１４０に出力する。また、ＣＰＵ１１０からＬＤ点灯用ＰＷＭ信号およびＬＤ微点灯用ＰＷＭ信号が出力されており、これらに基づいて生成された半導体レーザ素子１０２ａの点灯および微点灯のための各駆動電流のいずれかが、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０にてＤＡＴＡ信号に基づき切り替えられ、半導体レーザ素子１０２ａに印加される。
【００３９】
この駆動電流が印加される半導体レーザ素子１０２ａを有するレーザ発光部１９は、図１に示すように、ポリゴンミラー２０に対してレーザ光を出射する。ポリゴンミラー２０は入射したレーザ光を主走査方向（用紙３の搬送方向と直交する方向）に走査し、ｆθレンズ２１に対して出射する。このｆθレンズ２１は、ポリゴンミラー２０で等角速度に走査されたレーザ光を等速度走査に変換する。そして、レーザ光は、シリンダーレンズ２２によって収束され、反射ミラー２３を介して感光体ドラム２７の表面上で結像される。
【００４０】
また、感光体ドラム２７は、帯電バイアスが印加された帯電器２９によって、その表面電位が約１０００Ｖに帯電される。図中時計方向に回転する感光体ドラム２７は、次に、レーザ光の照射を受ける。ＣＰＵ１１０の制御により点灯・微点灯が行われる半導体レーザ素子１０２ａより出射されるレーザ光は、用紙３の主走査線上において、現像が行われる部分に照射され、行われない部分には、感光体ドラム２７の表面電位に影響を与えない程度の光強度によるレーザ光の照射（以下、「弱照射」という。）が行われる。感光体ドラム２７は、レーザ光の照射を受けた部分（明部）の表面電位が約２００Ｖに下がる。そして、感光体ドラム２７の回転にともなって、レーザ光が副走査方向（用紙３の搬送方向）にも照射され、弱照射された部分（暗部）と明部とで、感光体ドラム２７表面上には電気的な不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。
【００４１】
ここで、トナーホッパー３４より供給され、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電されたトナーは、厚みが一定の薄層となるように調整されて現像ローラ３１上に担持される。この現像ローラ３１には、約４００Ｖの正の現像バイアスが印加されている。現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持され、かつ、正帯電されているトナーは、感光体ドラム２７に対向して接触するときに、感光体ドラム２７の表面上に形成されている静電潜像に転移する。すなわち、現像ローラ３１の電位は、暗部の電位（＋１０００Ｖ）より低く、明部の電位（＋２００Ｖ）より高いので、トナーは電位の低い明部に対して選択的に転移する。こうして、感光体ドラム２７の表面上に、トナーによる現像剤像としての可視像が形成され、現像が行われる。なお、明部が、本発明における「画像形成部」に相当し、暗部が、本発明における「非画像形成部」に相当する。また、明部に照射されるレーザ光の光強度が、本発明における「第１の光強度」に相当し、暗部に弱照射されるレーザ光の光強度が、本発明における「第２の光強度」に相当する。
【００４２】
そして、感光体ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が通過する際に、明部の電位（＋２００Ｖ）よりさらに低い、（電圧値にして）約−１０００Ｖの負の定電流である転写順バイアスが転写ローラ３０に印加されて、感光体ドラム２７表面上に形成された可視像が用紙３上に転写される。
【００４３】
トナーが転写された用紙３は、定着器１８に搬送される。定着器１８は、トナーの載った用紙３に、定着ローラ４１による約２００℃の熱と加圧ローラ４２による圧力とを加え、トナーを用紙３上に溶着させて永久画像を形成する。なお、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とはそれぞれダイオードを介して接地されており、定着ローラ４１の表面電位より加圧ローラ４２の表面電位が低くなるように構成されている。そのため、用紙３の定着ローラ４１側に載置されている正帯電性のトナーは、用紙３を介して加圧ローラ４２に電気的に吸引されるので、定着時に定着ローラ４１にトナーが引き寄せられることによる画像の乱れが防止されている。
【００４４】
トナーが加圧加熱定着された用紙３は、搬送経路に沿って搬送されて、印刷面を下向きにして排紙トレイ４６に排出される。次に印刷される用紙３も同様に、先に排出された用紙３の上に印刷面を下にして排紙トレイ４６に積層される。こうして、利用者は、印刷順に整列された用紙３を得ることができる。
【００４５】
このようにして印刷が行われるレーザプリンタ１で、より高速な印刷を実現するためには、印刷時における感光体ドラム２７へのレーザ光の照射・弱照射が高速に切り替えられる必要があるため、前述したように、レーザ光の弱照射時において、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯が行われている。すなわち、半導体レーザ素子１０２ａには、レーザ光の照射・弱照射に関わらず常に駆動電流が印加されているので、半導体レーザ素子１０２ａは、自己の発生する熱の影響によって出射するレーザ光の出力が次第に安定しなくなってしまう。レーザ光の出力が不安定となると、印刷時に感光体ドラム２７の明部・暗部の電位にムラを生じさせ、現像時に明部に静電吸着され、暗部に静電吸着されないトナーの濃度ムラを招くため、形成される画像の品質が低下してしまう。
【００４６】
これを防止するため、レーザプリンタ１では、印刷開始前に、レーザ制御部１００において、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時・微点灯時のレーザ光の光強度を一定に保つための制御が行われている。この制御は、ＣＰＵ１１０が印刷データを受信したときに、ＲＯＭ１１１に記憶されたレーザ制御プログラムが実行されることによって行われる。以下、図２を参照し、図３に示すフローチャートに従って、レーザ制御部１００にて行われるレーザ光の安定化のための処理について説明する。なお、レーザ制御プログラムを実行するＣＰＵ１１０が、本発明における「光強度調整手段」に相当する。以下、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。
【００４７】
レーザプリンタ１がホストコンピュータ（図示外）から受信した印刷命令に基づいて画像の形成を行う前に、図３に示す、レーザ制御プログラムが実行される。レーザ制御プログラムが実行されると、まず、ＣＰＵ１１０から増幅率可変回路部１５０に伝達される増幅率指定信号に基づいて、モニタ電圧増幅回路部１６０におけるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の増幅が低増幅率（１〜１０倍程度）によって行われるように設定される（Ｓ１０）。
【００４８】
次に、ＬＤ点灯が行われる（Ｓ１１）。ＣＰＵ１１０から出力されるＤＡＴＡ信号に基づいて、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時の駆動電流が半導体レーザ素子１０２ａに印加されるように、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０からの出力の切り替えが行われる。これにより、半導体レーザ素子１０２ａに点灯時の駆動電流が印加され、光強度の強いレーザ光が発生される。そして、半導体レーザ素子１０２ａから発生されたレーザ光はフォトダイオード１０２ｂに入射され、その光強度が電圧値として検出され、増幅率可変回路部１５０に入力される。フォトダイオード１０２ｂからの出力信号は、Ｓ１０で設定された増幅率の設定値とともにモニタ電圧増幅回路部１６０に入力され、増幅され、この増幅された電圧が、モニタ電圧信号としてデジタル信号に変換され、モニタ電圧増幅回路部１６０よりＣＰＵ１１０に対して出力される。
【００４９】
モニタ電圧信号では、電圧値はカウント値として示される。例えば、モニタ電圧増幅回路部１６０にて、５Ｖの電圧を５１２分割する分解能があり、電圧値がカウント値としてＡ／Ｄ変換された場合、２Ｖのカウント値は２０５となる。モニタ電圧信号は、このカウント値をＣＰＵ１１０に伝達するための信号である。
【００５０】
ＣＰＵ１１０は、モニタ電圧信号として入力されたカウント値をモニタ電圧ＭとしてＲＡＭ１１２の所定の記憶エリアに一時的に記憶することにより（Ｓ１２）、モニタ電圧Ｍの読み取りを行う。そして、ＲＯＭ１１１に記憶された初期設定値が参照され、モニタ電圧Ｍが、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時の基準電圧Ｎｐの誤差ｎｐの範囲内の値であるか否かの確認が行われる。基準電圧Ｎｐは、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差に基づいて、あらかじめ実験等で求められた電圧値であり、モニタ電圧Ｍがこの基準電圧Ｎｐと一致した場合に、露光時の感光体ドラム２７の表面の明部の電位（本例では＋２００Ｖ）が所望する電位となるように求められている。また、誤差ｎｐは、同様に実験等により求められた値であり、設計誤差、調整誤差等を考慮して許容される値が求められるようになっている。例えば、最大５Ｖの電圧値に対して基準電圧を２Ｖとし、±３％の誤差を許容した場合、基準電圧Ｎｐのカウント値２０５に対して誤差ｎｐのカウント値は±６となる。Ｓ１５，Ｓ１７の判断処理ではモニタ電圧Ｍのカウント値がこの範囲内、すなわち、１９９〜２１１のカウント値であるか否かの確認が行われる。なお、基準電圧Ｎｐが、本発明における「第１基準信号」に相当する。また、以下のＳ１５，Ｓ１７および後述するＳ２５，Ｓ２７の判断処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「比較手段」に相当する。
【００５１】
このため、まずＳ１５で、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｐから誤差ｎｐを減じた値より小さいか否かの確認が行われる（Ｓ１５）。上記のようにモニタ電圧Ｍのカウント値と、基準電圧Ｎｐのカウント値から誤差ｎｐのカウント値を減じたカウント値との比較が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が小さければ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号を発生させるためのデューティ比を決定するためのＰＷＭ値のカウントアップが行われる（Ｓ１６）。すなわち、ＰＷＭ値が１カウント分増加され、これにより、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に対して出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が増加される。ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５では、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に入力されるＰＷＭ信号に基づき、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流値が増加され、その結果、半導体レーザ素子１０２ａから出力されるレーザ光の出力、すなわち光強度が強くなる。この後、Ｓ１２に戻り、上記同様、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われる。そして、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｐから誤差ｎｐを減じた値以上となれば（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。なお、Ｓ１６および後述するＳ２６の処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「信号強度上昇手段」に相当する。
【００５２】
Ｓ１７では、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｐに誤差ｎｐを加えた値より大きいか否かの確認が行われる（Ｓ１７）。上記同様にモニタ電圧Ｍのカウント値と、基準電圧Ｎｐのカウント値に誤差ｎｐのカウント値を加えたカウント値との比較が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が大きければ（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＰＷＭ値のカウントダウンが行われる（Ｓ１８）。すなわち、ＰＷＭ値が１カウント分減少され、これにより、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に対して出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が減少され、これに基づき、半導体レーザ素子１０２ａから出力されるレーザ光の光強度が弱められる。なお、ＰＷＭ値のカウントの増減は、１カウントごとでなくともよく、１回の処理で数カウント分の増減を行うようにしてもよい。あるいは、基準電圧Ｎｐからの乖離の大きさによって、ＰＷＭ値を増減させるカウント値を決めてもよい。この場合、あらかじめ乖離の大きさとカウント値とを対応付けたテーブルを実験等に基づいて作成しておくとよい。そして、Ｓ１２に戻り、上記同様、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｐに誤差ｎｐを加えた値以下となれば（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ２０に進む。以上の処理を経ることで、ＬＤ点灯時のレーザ光の光強度に基づくモニタ電圧Ｍのカウント値が、基準電圧Ｎｐのカウント値の誤差範囲内の値となるように調整される、いわゆるフィードバック制御が行われる。なお、Ｓ１８および後述するＳ２８の処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「信号強度下降手段」に相当する。
【００５３】
次いで、Ｓ２０〜Ｓ２８の処理によって、ＬＤ微点灯時のフィードバック制御が、ＬＤ点灯時におけるＳ１０〜Ｓ１８の処理と同様に行われる。すなわち、増幅率可変回路部１５０に伝達される増幅率指定信号によってモニタ電圧増幅回路部１６０におけるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の増幅が高増幅率（１００〜４００倍程度）にて行われるように設定され（Ｓ２０）、次にＤＡＴＡ信号に基づいて、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０からの出力がＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５にて発生された駆動電流となるように切り替えが行われる（Ｓ２１）。
【００５４】
そして、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われ、これに基づく電圧値がモニタ電圧増幅回路部１６０で高増幅率にて増幅され、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号としてＣＰＵ１１０に入力される。ＣＰＵ１１０は、前記同様、モニタ電圧信号として入力されたカウント値をモニタ電圧ＭとしてＲＡＭ１１２に一時的に記憶することでモニタ電圧Ｍの読み取りを行って（Ｓ２２）、ＲＯＭ１１１に記憶された半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時の初期設定値である基準電圧Ｎｓのカウント値に対し、モニタ電圧Ｍのカウント値が誤差範囲内にあるか否かを確認する。すなわち、前記同様に、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｓから誤差ｎｓを減じた値より小さいか否かの確認が行われ（Ｓ２５）、それ以上の値となれば（Ｓ２５：ＮＯ）、次に、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｓに誤差ｎｓを加えた値より大きいか否かの確認を行う（Ｓ２７）。
【００５５】
ここで、基準電圧Ｎｓは、上記した基準電圧Ｎｐと同様に、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差に基づいて、あらかじめ実験等で求められた電圧値である。基準電圧Ｎｓの電圧値として、モニタ電圧Ｍがこの基準電圧Ｎｓと一致した場合に、露光時の感光体ドラム２７の表面上に弱照射されたレーザ光によって、その表面電位に影響が生じないような電圧値が求められている。影響が生じないとは、具体的には、約１０００Ｖに帯電される感光体ドラム２７の表面電位が、レーザ光の弱照射によって、少なくとも約４００Ｖに帯電される現像ローラ３１の電位より下がることのない光強度のレーザ光を発生させるための電圧値である。もっとも、レーザ光の弱照射によって感光体ドラム２７の表面電位が下がらないことが望ましい。また、誤差ｎｓは、誤差ｎｐと同様に、実験等により求められた値であり、設計誤差、調整誤差等を考慮して許容される値が求められるようになっている。なお、基準電圧Ｎｓが、本発明における「第２基準信号」に相当する。
【００５６】
Ｓ２５で、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値から誤差ｎｓのカウント値を減じたカウント値よりも小さい値であれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）、前記同様、ＬＤ微点灯時におけるＰＷＭ値のカウントアップが行われ（Ｓ２６）、レーザ光の光強度が強められた後、Ｓ２２に戻り、レーザ光の光強度の検出が行われる。Ｓ２７でも同様に、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値に誤差ｎｓのカウント値を加えたカウント値よりも大きい値であれば（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ＬＤ微点灯時におけるＰＷＭ値のカウントダウンが行われ（Ｓ２８）、レーザ光の光強度が弱められた後Ｓ２２に戻る。
【００５７】
そして、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓに誤差ｎｓを加えた値以下となれば（Ｓ２７：ＮＯ）、レーザ制御プログラムが終了される。このように、Ｓ２０〜Ｓ２８の処理を経ることで、ＬＤ微点灯時においても、レーザ光の光強度に基づくモニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値の誤差範囲内の値となるように調整されるフィードバック制御が行われる。上述したように、このレーザ制御プログラムを印刷の開始前に実行することで、半導体レーザ素子１０２ａが、自己の発する熱によってその出力に影響が生じても、形成される画像の品質への影響を生じにくくすることができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態のレーザ制御装置の一例であるレーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａから感光体ドラム２７へのレーザ光の照射・弱照射を高速に切り替えることができるように、レーザ光の弱照射時において、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯が行われている。このため、自らの発生する熱の影響によって、半導体レーザ素子１０２ａから出射されるレーザ光の出力は安定しなくなり、印刷時に感光体ドラム２７の明部・暗部の電位にムラを生じさせ、現像時に明部に静電吸着され、暗部には静電吸着されないトナーの濃度ムラを招くため、形成される画像の品質が低下してしまう。しかし、レーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａより発生されるレーザ光の光強度を検出し、検出された光強度に基づくフィードバック制御を行って半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流を増減させることで、レーザ光の半導体レーザ素子１０２ａから発生されるレーザ光の光強度を一定に保つようにしている。
【００５９】
このフィードバック制御は、ホストコンピュータ（図示外）からの印刷命令に基づく画像の形成が行われる前に行われ、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時、微点灯時のそれぞれの場合について実施される。すなわち、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時には低増幅率で、また、非点灯時には高増幅率で、フォトダイオード１０２ｂの検出したレーザ光の光強度に基づく電圧値の増幅が行われる。そして、この増幅された電圧値と、基準となる電圧値とが比較され、増幅された電圧値が基準となる電圧値と略一致するように半導体レーザ素子１０２ａに印加される電流値が調節されることにより、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時・微点灯時におけるレーザ光の出力の安定化が図られるのである。
【００６０】
特に、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時のレーザ光の出力は小さいので、フォトダイオード１０２ｂで検出されるそのレーザ光の光強度に基づく電圧値は、かなり小さい値となる。しかし、本実施の形態のレーザ制御部１００では、そのときの電圧値を増幅することができるので、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時の光強度の変化が微妙であったとしても、増幅によってその違いをはっきりとさせることができ、フィードバック制御を行うことができる。
【００６１】
さらに、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流を増減させるための制御を公知のＰＷＭ制御によって行うことで、レーザ制御部１００の制御をＣＰＵ１１０によって行うことができる。すなわち、上記フィードバック制御をレーザ制御プログラムの実行に基づき行うことができ、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２を利用する場合に、レーザ制御プログラムの実行時に参照される初期設定値をその製造元や型番ごとに調整するだけで、それぞれの特性に合わせたフィードバック制御を行うことができる。
【００６２】
そして、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１がレーザ制御部１００を備えたことで、感光体ドラム２７へのレーザ光の照射時・弱照射時の出力を一定に保つようにすることができ、形成される画像の品質への影響を生じにくくすることができる。
【００６３】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、レーザ制御プログラムの実行のタイミングは、レーザプリンタ１の電源投入時や、所定枚数の印刷が行われたとき、あるいはレーザプリンタ１が起動されてから所定の時間が経過するごとなどであってもよい。
【００６４】
本実施の形態ではレーザ制御部１００をレーザプリンタ１のスキャナユニット１６に組み込んで利用したが、これに限らず、レーザ制御部１００を、例えば、デジタルコピー機等の複写機、ＣＤ−Ｒドライブ等の光ディスク記録装置、光ルータ等の光通信装置などの光源として利用してもよい。
【００６５】
また、レーザ制御部１００のＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１およびＲＡＭ１１２は、レーザプリンタ１の制御を司るＣＰＵ（図示外）と同一であってもよい。また、増幅率可変回路部１５０およびモニタ電圧増幅回路部１６０は、同一の回路であってもよい。また、ＰＷＭ信号は、ＣＰＵ１１０にて生成され出力されるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態におけるレーザ制御プログラムでは、Ｓ１５，Ｓ１７およびＳ２５，Ｓ２７の判断処理で、それぞれ基準電圧Ｎｐ，Ｎｓのカウント値に対して誤差を考慮した上での比較を行ったが、誤差を考慮せず、モニタ電圧Ｍのカウント値が各基準電圧Ｎｐ，Ｎｓのカウント値と一致するように調整してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のレーザ制御装置では、レーザ光発生手段から出力される第１の光強度、およびその第１の光強度よりも弱い第２の光強度のレーザ光のそれぞれの光強度に基づく検出信号を、それぞれ異なる増幅率で増幅することができるので、第２の光強度がかなり弱い場合でも、その変化の違いがはっきりするように増幅することで、フィードバック制御を精度良く行うことができる。
【００６８】
また、請求項２に係る発明のレーザ制御装置では、請求項１に係る発明の効果に加え、レーザ光発生手段から発生された第１の光強度、および第２の光強度のレーザ光の光強度を検出するための光強度検出手段として一つのフォトダイオードを利用することができるので、既製品としてのＬＤパッケージ等を利用することができ、生産コストの低減を図ることができる。
【００６９】
また、請求項３に係る発明のレーザ制御装置では、請求項１または２に係る発明の効果に加え、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の光強度を、記憶手段に記憶した第１基準信号および第２基準信号の強度に基づいて調整することができるので、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の光強度を一定に保つようにすることができる。
【００７０】
また、請求項４に係る発明のレーザ制御装置では、請求項３に係る発明の効果に加え、ＰＷＭ制御を利用したレーザ光の光強度の制御を行うことができるので、装置の制御をデジタル化することができ、使用される部品の変更等があっても容易に対応させることができる。
【００７１】
また、請求項５に係る発明のレーザ制御装置では、請求項４に係る発明の効果に加え、第１の光強度のレーザ光、および第２の光強度のレーザ光を発生するための駆動電流は、それぞれ独立な第１の光強度信号変換手段、および第２の光強度信号変換手段によって発生され、切替手段によりレーザ光発生手段への印加を切り替えることができるので、レーザ光発生手段から発生されるレーザ光の光強度の切り替えを高速に行うことができる。
【００７２】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置では、請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ制御装置によってレーザ光の発生の制御が行われているので、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の切り替えの高速化により、画像の形成の高速化を図ることでき、また、発生されるレーザ光の光強度を一定に保つようにすることができ、形成される画像の品質を高く安定させることができる。
【００７３】
また、請求項７に係る発明の画像形成装置では、請求項６に係る発明の効果に加え、画像が形成された被記録媒体上の表面色へは第２の光強度のレーザ光の光強度による影響がないので、画像の形成の高速化を図っても形成される画像の品質に影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザプリンタ１の概略的な構成を示す模式図である。
【図２】レーザ制御部１００の構成を示すブロック図である。
【図３】レーザ制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レーザプリンタ
１００ レーザ制御部
１０２ａ 半導体レーザ素子
１０２ｂ フォトダイオード
１１０ ＣＰＵ
１１１ ＲＯＭ
１２０ 信号変換回路部
１２５ 点灯電流駆動制御回路部
１３０ 信号変換回路部
１３５ 微点灯電流駆動制御回路部
１４０ 駆動電流切替回路部
１５０ 増幅率可変回路部
１６０ モニタ電圧増幅回路部
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を発生する半導体レーザ素子の制御を行うレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置では、その光源としてレーザ光を発生する半導体レーザ素子（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を備えたレーザ制御装置が利用されている。例えば、画像形成装置としてのレーザプリンタでは、帯電された感光体ドラム上に半導体レーザ素子から発生されたレーザ光が照射され、レーザ光の照射を受けた部分（明部）と受けなかった部分（暗部）との間に生じた電位差に基づく不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像がトナー等の現像剤により現像され、被記録媒体に転写されることによって画像の形成が行われている。
【０００３】
このような半導体レーザ素子では、レーザ光の照射を行わないとき、しきい値電流よりもわずかに大きな電流を流して微点灯させておけば、高速に照射・非照射を切り替えることができるという特性を有していることが知られている。また、半導体レーザ素子では、温度変化によってしきい値電流が大きく変化したり、電流−光変換効率が変化してしまうという欠点があることも知られている。
【０００４】
半導体レーザ素子の照射・非照射を高速に切り替えるため非照射時に微点灯を行って電流を印加すれば、半導体レーザ素子の温度変化は避けられず、半導体レーザ素子から発生されるレーザ光の光強度が安定しなくなってしまう。そこで、特許文献１では、レーザ光の変調動作の合間（例えば、レーザ制御装置が画像形成装置に利用されている場合であれば、非画像形成時など）に、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度が基準値となるように、照射時、非照射時（微点灯時）のそれぞれに印加する電流の電流値の調整を行っている。
【０００５】
すなわち、特許文献１では、半導体レーザ素子に印加する電流の電流値をアップダウンカウンタのカウント値に基づいて決定しており、レーザ光の変調動作の合間に、まず、アップダウンカウンタのカウント値が所定数減じられ、このカウント値に基づく電流が半導体レーザ素子に印加される。そして、カウント値が１ずつ増加され、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出力が徐々に増加される。このレーザ光がフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）で受光され、フォトダイオードの出力信号が基準信号と同じ信号レベルとなったときのカウント値に基づく電流が、次の変調動作の際に半導体レーザ素子に印加される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２６０２６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、微点灯時に出力されるレーザ光の光強度は非常に弱く、そのレーザ光を受光したフォトダイオードからの出力信号の信号レベルが非常に低いものとなるため、光強度の微妙な変化が信号レベルの差として現れにくい。特許文献１では、微点灯時のレーザ光の光強度の調整をこの非常に低い信号レベルの出力信号に基づいて行っており、印加する電流値の調整を正確に行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度をフィードバックさせて、レーザ光の光強度を一定に保つように制御することができるレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のレーザ制御装置は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、第１の光強度のレーザ光と、第１の光強度よりも弱い第２の光強度のレーザ光とを切り替えて発生するように前記レーザ光発生手段を駆動するレーザ光駆動手段と、外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から第１の光強度または第２の光強度のレーザ光を発生させるように前記レーザ光駆動手段を制御する制御手段と、前記レーザ光発生手段から発生するレーザ光の光強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段からの検出信号を増幅するための増幅手段と、前記第２の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率が、前記第１の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率よりも大きくなるように、前記増幅手段に対して増幅率を設定する増幅率設定手段とを備え、前記制御手段は、その増幅率設定手段により設定された増幅率に基づいて増幅される前記検出信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から発生される前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度がそれぞれ一定に保たれるように調整する光強度調整手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明のレーザ制御装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記光強度検出手段は、一つのフォトダイオードにより構成されている。
【００１１】
また、請求項３に係る発明のレーザ制御装置は、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記第１の光強度および第２の光強度のレーザ光のそれぞれについて、前記増幅された検出信号の強度の基準となる第１基準信号および第２基準信号を記憶した記憶手段を備え、前記光強度調整手段は、前記増幅手段により増幅された前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の検出信号の強度と、それに対応して前記記憶手段に記憶された第１基準信号の強度または第２基準信号の強度とを比較する比較手段と、前記比較手段によって比較された結果、前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より弱い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より弱い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を上げる信号強度上昇手段と、前記比較手段によって比較された結果、前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より強い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より強い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を下げる信号強度下降手段とを備えている。
【００１２】
また、請求項４に係る発明のレーザ制御装置は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記制御信号はＰＷＭ信号であって、前記レーザ光駆動手段は、前記入力されるＰＷＭ信号を、前記レーザ光発生手段を駆動するための駆動電流に変換するための信号変換手段を備え、前記光強度調整手段は、前記信号強度上昇手段および信号強度下降手段によってＰＷＭ信号のデューティ比の増加および減少をそれぞれ行って、前記信号変換手段が前記レーザ光発生手段に印加する駆動電流の増減を行うことで、前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度の調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る発明のレーザ制御装置は、請求項４に記載の発明の構成に加え、前記信号変換手段は、前記レーザ光発生手段から前記第１の光強度のレーザ光を発生するための第１の光強度信号変換手段と、前記レーザ光発生手段から前記第２の光強度のレーザ光を発生するための第２の光強度信号変換手段と、外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段への駆動電流の印加を、前記第１の光強度信号変換手段から行う場合と、前記第２の光強度信号変換手段から行う場合とに切り替える切替手段とを備えている。
【００１４】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ制御装置と、前記レーザ制御装置から出射されるレーザ光により像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して形成された現像剤像が被記録媒体に転写されることで画像の形成が行われる画像形成手段とを備えている。
【００１５】
また、請求項７に係る発明の画像形成装置は、請求項６に記載の発明の構成に加え、前記第１の光強度は、前記像担持体上において画像が形成される画像形成部に対して、また、前記第２の光強度は、前記像担持体上において画像の形成が行われない非画像形成部に対してそれぞれ照射される前記レーザ光の光強度であり、前記第２の光強度は、その第２の光強度のレーザ光の光強度が、前記非画像形成部に対応する被記録媒体上の部分の表面色に対して影響を与えない光強度となるように、その光強度が設定されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したレーザ制御装置およびそれを備えた画像形成装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、レーザ制御装置としてのレーザ制御部１００を搭載した画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の構成について説明する。なお、図１中右手方向がレーザプリンタ１の前面方向となる。
【００１７】
本実施の形態のレーザ制御装置は、例えば、レーザプリンタ等の画像形成装置における光源として利用される。図１に示す、本実施の形態のレーザプリンタ１では、レーザ制御装置としてのレーザ制御部１００（図２参照）はスキャナユニット１６に搭載され、レーザ制御部１００に設けられたレーザ発光部１９の半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）からレーザ光を発生させるため、半導体レーザ素子１０２ａの駆動の制御を行っている。
【００１８】
レーザプリンタ１は略直方体形状の筐体２を有し、図１に示すように、印刷が行われる被記録媒体としての用紙３を収容した給紙カセット６が、筐体２の底部に着脱可能に装着されている。用紙３は給紙カセット６内で積層上に保持されており、最上部の用紙３が、筐体２の前面側で給紙カセット６の上方に設けられた給紙ローラ８に当接されている。そして、給紙ローラ８の回転にともなって、最上部の用紙３は、Ｕターン状の搬送経路（図中２点鎖線で示す。）を介してレジストローラ１２に向かって搬送されるようになっている。
【００１９】
次に、筐体２の略中央部には、用紙３に画像を形成するための画像形成手段として、スキャナユニット１６、プロセス部１７、定着器１８が設けられている。
【００２０】
スキャナユニット１６は、筐体２内において排紙トレイ４６の直下に配置され、レーザ光を出射するレーザ発光部１９、レーザ発光部１９より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー２０、ポリゴンミラー２０に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするｆθレンズ２１、走査されたレーザ光の副走査方向における面倒れを補正するシリンダーレンズ２２、シリンダーレンズ２２を透過したレーザ光を反射させ感光体ドラム２７上で結像するための反射ミラー２３で構成されている。スキャナユニット１６は、印刷データに基づいてレーザ発光部１９から出射されるレーザ光をポリゴンミラー２０、ｆθレンズ２１、シリンダーレンズ２２、反射ミラー２３の順に通過あるいは反射させて、プロセス部１７の後述する感光体ドラム２７の表面上に露光走査するものである（レーザ光の光路を図中１点鎖線で示す。）。なお、スキャナユニット１６の筐体の側面には、半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）からレーザ光を発生させるための制御を行うレーザ制御部１００が設けられている。このレーザ制御部１００については後述する。
【００２１】
スキャナユニット１６の下方には感光体ドラム２７が配設され、その周囲に帯電器２９、現像ローラ３１、転写ローラ３０等が配置されており、プロセス部１７を構成している。
【００２２】
感光体ドラム２７は、現像ローラ３１と接触する状態で、図中時計方向に回転可能に配設されている。この感光体ドラム２７は、導電性基材の上に、正帯電の有機感光体を塗布したものであり、電荷発生材料が電荷輸送層に分散された正帯電有機感光体である。感光体ドラム２７はスキャナユニット１６からのレーザ光の照射を受けると、光吸収によって電荷発生材料で電荷が発生され、電荷輸送層で感光体ドラム２７の表面と、導電性基材とにその電荷が輸送されて、帯電器２９に帯電されたその表面電位をうち消すことで、照射を受けた部分の電位と、受けていない部分の電位との間に電位差を設けることができるようになっている。印刷データに基づいてレーザ光を露光走査することにより、感光体ドラム２７には静電潜像が形成される。
【００２３】
帯電手段としてのスコロトロン型の帯電器２９は、感光体ドラム２７の上方に、感光体ドラム２７に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。帯電器２９は、タングステンなどの放電用のワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型の帯電器であり、帯電バイアスが印加されて感光体ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２４】
また、現像ローラ３１は、感光体ドラム２７の回転方向（図中時計方向）における帯電器２９の配置位置より下流に配設されており、図中反時計方向に回転可能に配設されている。この現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、印刷時には現像バイアスが印加されて感光体ドラム２７の現像を行うように構成されている。
【００２５】
供給ローラ３３は、現像ローラ３１の側方位置で、現像ローラ３１を挟んで感光体ドラム２７の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ３１に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ３１に供給する現像剤としてのトナーを摩擦帯電するようになっている。このため、供給ローラ３３は、現像ローラ３１と同方向となる図中反時計方向に回転可能に配設されている。
【００２６】
供給ローラ３３の側方位置にはトナーホッパー３４が設けられており、その内部に供給ローラ３３を介して現像ローラ３１に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性１成分のトナーが使用されており、このトナーは、重合性単量体、例えばスチレンなどのスチレン系単量体やアクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーである。このような重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなど外添剤が添加されている。その粒子径は、約６〜１０μｍ程度である。
【００２７】
感光体ドラム２７の回転方向の現像ローラ３１の下流で、感光体ドラム２７の下方位置には、転写ローラ３０が配設されており、図中反時計方向に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には転写バイアスが印加されるように構成されている。転写バイアスとは、感光体ドラム２７の表面上に静電付着したトナーが転写ローラ３０の表面上に電気的に吸引される方向に電位差が生じるように転写ローラ３０に印加されるバイアスである。
【００２８】
用紙３の搬送経路（図中２点鎖線）におけるプロセス部１７の側方下流側には定着器１８が配設されている。定着器１８は、定着ローラ４１や、この定着ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２を備えている。定着ローラ４１は、中空のアルミ製の基材にフッ素樹脂がコーティングされ焼成されたローラであり、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ（図示外）を備えている。加圧ローラ４２は、低硬度シリコンゴムからなる基材にフッ素樹脂のチューブが被膜されたローラであり、スプリング（図示外）によってその軸が定着ローラ４１の方向に付勢されることで、定着ローラ４１に対して押圧されている。定着器１８では、プロセス部１７において用紙３上に転写されたトナーが、用紙３が定着ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に用紙３に加圧加熱定着される。その後、用紙３は定着器１８から排出され、半弧を描くように設けられた搬送経路に沿って、筐体２の上面に設けられた排紙トレイ４６上に排出される。
【００２９】
次に、図２を参照して、スキャナユニット１６に設けられたレーザ制御部１００の構成について説明する。図２に示す、レーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａからレーザ光を発生させるため、半導体レーザ素子１０２ａの駆動の制御を行う。本実施の形態のレーザ制御部１００では、半導体レーザ素子１０２ａと、半導体レーザ素子１０２ａから発生されるレーザ光を受光してその光強度を検出するためのフォトダイオード１０２ｂとが同一のパッケージに封止されたＬＤパッケージ１０２を利用しており、これに、フォトダイオード１０２ｂに検出用の電圧を発生させるための可変抵抗器１０３を組み込んだものをレーザ発光部１９として構成している。可変抵抗器１０３を利用するのは、製造元や型番ごとに特性（本例でいう特性とは、印加される電流値に対して半導体レーザ素子１０２ａから出射されるレーザ光の光強度や、そのレーザ光を受光したフォトダイオード１０２ｂから発生される検出電流の大きさの違いをいう。）の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差の調整を行うためである。なお、半導体レーザ素子１０２ａが、本発明における「レーザ光発生手段」に相当し、「フォトダイオード１０２ｂが、本発明における「光強度検出手段」に相当する。
【００３０】
上述したように、レーザ制御部１００はスキャナユニット１６（図１参照）の筐体の側面に設けられており、そのうちレーザ発光部１９はスキャナユニット１６の筐体の内部（図１参照）に設けられ、ポリゴンミラー２０に対してレーザ光が出射されるように固定されている。レーザ制御部１００にはＣＰＵ１１０が設けられ、このＣＰＵ１１０によってレーザ制御部１００の制御が行われている。ＣＰＵ１１０にはＲＯＭ１１１およびＲＡＭ１１２が接続され、ＲＯＭ１１１の所定の記憶エリアには、後述するレーザ制御プログラムや、ＬＤパッケージ１０２の製造元や型番ごとに異なる特性を調整するためレーザ制御プログラムで参照される初期設定値等が記憶されている。また、ＲＡＭ１１２は、レーザ制御プログラムを実行する際の一時的なデータの記憶に利用される。例えば、後述するレーザ制御プログラムで使用されるカウンタ値やＰＷＭ値の一時的な記憶が、ＲＡＭ１１２の所定の記憶エリアに記憶されるようになっている。なお、ＣＰＵ１１０が、本発明における「制御手段」に相当し、ＲＯＭ１１１が、本発明における「記憶手段」に相当する。
【００３１】
また、ＣＰＵ１１０には、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０が接続されている。半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流の制御は公知のＰＷＭ制御によって行われており、ＰＷＭ信号変換回路部１２０には、半導体レーザ素子１０２ａを点灯させるためのＬＤ点灯用ＰＷＭ信号が入力され、ＰＷＭ信号変換回路部１３０には、半導体レーザ素子１０２ａを微点灯させるためのＬＤ微点灯用ＰＷＭ信号が入力されるようになっている。このＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０は、いわゆるＤ／Ａ変換器であり、ＣＰＵ１１０の内蔵するＰＷＭタイマ（図示外）がデューティ比に基づきオン・オフされることで生成され出力されたデジタル信号としてのＰＷＭ信号を受信し、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電圧値の大小としてのアナログ信号に変換している。なお、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０、および後述するＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５，ＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０が、本発明における「レーザ光駆動手段」に相当し、ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０が、本発明における「信号変換手段」に相当する。
【００３２】
そして、ＰＷＭ信号変換回路部１２０にはＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５が接続され、また、ＰＷＭ信号変換回路部１３０にはＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５が接続されている。このＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５、およびＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５には、それぞれ、各ＰＷＭ信号変換回路部１２０，１３０から出力されるアナログ信号が入力され、これに基づき、半導体レーザ素子１０２ａを駆動させるための電流の生成が、そのそれぞれの回路部にて行われる。なお、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５，ＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５が、それぞれ「第１の光強度信号変換手段」，「第２の光強度信号変換手段」に相当する。
【００３３】
さらに、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５とＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５とは、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０に各々接続されている。このＬＤ駆動電流切替回路部１４０には、ＣＰＵ１１０から印刷データに基づいて出力される半導体レーザ素子１０２ａを点灯・微点灯のいずれかの状態にするためのＤＡＴＡ信号が入力される。ＬＤ駆動電流切替回路部１４０は、ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５またはＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５の入力のうちいずれか一方の入力をＤＡＴＡ信号に基づいて切り替えて出力し、この出力が、半導体レーザ素子１０２ａのアノードに入力されるようになっている。なお、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０が、本発明における「切替手段」に相当する。
【００３４】
半導体レーザ素子１０２ａのカソードは接地され、また、近接配置されたフォトダイオード１０２ｂのカソードに接続されている。フォトダイオード１０２ｂのアノードは、一方が接地された上記の可変抵抗器１０３、および、増幅率可変回路部１５０に接続されている。そして、増幅率可変回路部１５０にはＣＰＵ１１０から増幅率指定信号が入力されるようになっている。
【００３５】
半導体レーザ素子１０２ａの点灯時にはフォトダイオード１０２ｂでは強い光強度のレーザ光が受光され、そのフォトダイオード１０２ｂからの出力信号の電圧値は高いものとなる。同様に、微点灯時の出力信号は低い電圧の出力信号となる。このため、増幅率可変回路部１５０で、増幅率指定信号に基づき、それぞれの信号の電圧に合わせた増幅率が設定されるようになっている。なお、増幅率可変回路部１５０が、本発明における「増幅率設定手段」に相当する。
【００３６】
本実施の形態では、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時には、フォトダイオード１０２ｂからの出力信号の増幅率は約１〜１０倍に設定されるようになっており、また、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時には約１００〜４００倍の増幅率が設定されるようになっている。増幅率には範囲が設けられているが、これは前述したＬＤパッケージ１０２の個体差に基づくものであり、実験等により上記範囲内のいずれかの増幅率が決定される。そして、増幅率可変回路部１５０に接続されたモニタ電圧増幅回路部１６０にて上記のように設定された増幅率によるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の電圧の増幅が行われ、これが、モニタ電圧信号としてＣＰＵ１１０に入力されるようになっている。なお、モニタ電圧増幅回路部１６０が、本発明における「増幅手段」に相当する。
【００３７】
次に、図１，図２を参照して、レーザプリンタ１の動作の概略について説明する。図１に示すように、利用者の操作するホストコンピュータ（図示外）からの印刷命令を受信したレーザプリンタ１では、用紙３の搬送が開始され、回転する給紙ローラ８との間の摩擦力によってピックアップされた用紙３がレジストローラ１２に送られる。そして、レジストローラ１２は用紙３をレジストし、回転する感光体ドラム２７の表面上に形成された可視像の先端と用紙３の先端とが一致するタイミングで用紙３を送り出す。
【００３８】
一方、図２に示す、スキャナユニット１６（図１参照）のレーザ制御部１００のＣＰＵ１１０には、印刷命令に基づいて生成された印刷データが入力される。ＣＰＵ１１０は、この印刷データに基づき、半導体レーザ素子１０２ａ（図２参照）の点灯・微点灯の切り替えを行うためのＤＡＴＡ信号を生成してＬＤ駆動電流切替回路部１４０に出力する。また、ＣＰＵ１１０からＬＤ点灯用ＰＷＭ信号およびＬＤ微点灯用ＰＷＭ信号が出力されており、これらに基づいて生成された半導体レーザ素子１０２ａの点灯および微点灯のための各駆動電流のいずれかが、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０にてＤＡＴＡ信号に基づき切り替えられ、半導体レーザ素子１０２ａに印加される。
【００３９】
この駆動電流が印加される半導体レーザ素子１０２ａを有するレーザ発光部１９は、図１に示すように、ポリゴンミラー２０に対してレーザ光を出射する。ポリゴンミラー２０は入射したレーザ光を主走査方向（用紙３の搬送方向と直交する方向）に走査し、ｆθレンズ２１に対して出射する。このｆθレンズ２１は、ポリゴンミラー２０で等角速度に走査されたレーザ光を等速度走査に変換する。そして、レーザ光は、シリンダーレンズ２２によって収束され、反射ミラー２３を介して感光体ドラム２７の表面上で結像される。
【００４０】
また、感光体ドラム２７は、帯電バイアスが印加された帯電器２９によって、その表面電位が約１０００Ｖに帯電される。図中時計方向に回転する感光体ドラム２７は、次に、レーザ光の照射を受ける。ＣＰＵ１１０の制御により点灯・微点灯が行われる半導体レーザ素子１０２ａより出射されるレーザ光は、用紙３の主走査線上において、現像が行われる部分に照射され、行われない部分には、感光体ドラム２７の表面電位に影響を与えない程度の光強度によるレーザ光の照射（以下、「弱照射」という。）が行われる。感光体ドラム２７は、レーザ光の照射を受けた部分（明部）の表面電位が約２００Ｖに下がる。そして、感光体ドラム２７の回転にともなって、レーザ光が副走査方向（用紙３の搬送方向）にも照射され、弱照射された部分（暗部）と明部とで、感光体ドラム２７表面上には電気的な不可視画像、すなわち静電潜像が形成される。
【００４１】
ここで、トナーホッパー３４より供給され、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電されたトナーは、厚みが一定の薄層となるように調整されて現像ローラ３１上に担持される。この現像ローラ３１には、約４００Ｖの正の現像バイアスが印加されている。現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持され、かつ、正帯電されているトナーは、感光体ドラム２７に対向して接触するときに、感光体ドラム２７の表面上に形成されている静電潜像に転移する。すなわち、現像ローラ３１の電位は、暗部の電位（＋１０００Ｖ）より低く、明部の電位（＋２００Ｖ）より高いので、トナーは電位の低い明部に対して選択的に転移する。こうして、感光体ドラム２７の表面上に、トナーによる現像剤像としての可視像が形成され、現像が行われる。なお、明部が、本発明における「画像形成部」に相当し、暗部が、本発明における「非画像形成部」に相当する。また、明部に照射されるレーザ光の光強度が、本発明における「第１の光強度」に相当し、暗部に弱照射されるレーザ光の光強度が、本発明における「第２の光強度」に相当する。
【００４２】
そして、感光体ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が通過する際に、明部の電位（＋２００Ｖ）よりさらに低い、（電圧値にして）約−１０００Ｖの負の定電流である転写順バイアスが転写ローラ３０に印加されて、感光体ドラム２７表面上に形成された可視像が用紙３上に転写される。
【００４３】
トナーが転写された用紙３は、定着器１８に搬送される。定着器１８は、トナーの載った用紙３に、定着ローラ４１による約２００℃の熱と加圧ローラ４２による圧力とを加え、トナーを用紙３上に溶着させて永久画像を形成する。なお、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とはそれぞれダイオードを介して接地されており、定着ローラ４１の表面電位より加圧ローラ４２の表面電位が低くなるように構成されている。そのため、用紙３の定着ローラ４１側に載置されている正帯電性のトナーは、用紙３を介して加圧ローラ４２に電気的に吸引されるので、定着時に定着ローラ４１にトナーが引き寄せられることによる画像の乱れが防止されている。
【００４４】
トナーが加圧加熱定着された用紙３は、搬送経路に沿って搬送されて、印刷面を下向きにして排紙トレイ４６に排出される。次に印刷される用紙３も同様に、先に排出された用紙３の上に印刷面を下にして排紙トレイ４６に積層される。こうして、利用者は、印刷順に整列された用紙３を得ることができる。
【００４５】
このようにして印刷が行われるレーザプリンタ１で、より高速な印刷を実現するためには、印刷時における感光体ドラム２７へのレーザ光の照射・弱照射が高速に切り替えられる必要があるため、前述したように、レーザ光の弱照射時において、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯が行われている。すなわち、半導体レーザ素子１０２ａには、レーザ光の照射・弱照射に関わらず常に駆動電流が印加されているので、半導体レーザ素子１０２ａは、自己の発生する熱の影響によって出射するレーザ光の出力が次第に安定しなくなってしまう。レーザ光の出力が不安定となると、印刷時に感光体ドラム２７の明部・暗部の電位にムラを生じさせ、現像時に明部に静電吸着され、暗部に静電吸着されないトナーの濃度ムラを招くため、形成される画像の品質が低下してしまう。
【００４６】
これを防止するため、レーザプリンタ１では、印刷開始前に、レーザ制御部１００において、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時・微点灯時のレーザ光の光強度を一定に保つための制御が行われている。この制御は、ＣＰＵ１１０が印刷データを受信したときに、ＲＯＭ１１１に記憶されたレーザ制御プログラムが実行されることによって行われる。以下、図２を参照し、図３に示すフローチャートに従って、レーザ制御部１００にて行われるレーザ光の安定化のための処理について説明する。なお、レーザ制御プログラムを実行するＣＰＵ１１０が、本発明における「光強度調整手段」に相当する。以下、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。
【００４７】
レーザプリンタ１がホストコンピュータ（図示外）から受信した印刷命令に基づいて画像の形成を行う前に、図３に示す、レーザ制御プログラムが実行される。レーザ制御プログラムが実行されると、まず、ＣＰＵ１１０から増幅率可変回路部１５０に伝達される増幅率指定信号に基づいて、モニタ電圧増幅回路部１６０におけるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の増幅が低増幅率（１〜１０倍程度）によって行われるように設定される（Ｓ１０）。
【００４８】
次に、ＬＤ点灯が行われる（Ｓ１１）。ＣＰＵ１１０から出力されるＤＡＴＡ信号に基づいて、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時の駆動電流が半導体レーザ素子１０２ａに印加されるように、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０からの出力の切り替えが行われる。これにより、半導体レーザ素子１０２ａに点灯時の駆動電流が印加され、光強度の強いレーザ光が発生される。そして、半導体レーザ素子１０２ａから発生されたレーザ光はフォトダイオード１０２ｂに入射され、その光強度が電圧値として検出され、増幅率可変回路部１５０に入力される。フォトダイオード１０２ｂからの出力信号は、Ｓ１０で設定された増幅率の設定値とともにモニタ電圧増幅回路部１６０に入力され、増幅され、この増幅された電圧が、モニタ電圧信号としてデジタル信号に変換され、モニタ電圧増幅回路部１６０よりＣＰＵ１１０に対して出力される。
【００４９】
モニタ電圧信号では、電圧値はカウント値として示される。例えば、モニタ電圧増幅回路部１６０にて、５Ｖの電圧を５１２分割する分解能があり、電圧値がカウント値としてＡ／Ｄ変換された場合、２Ｖのカウント値は２０５となる。モニタ電圧信号は、このカウント値をＣＰＵ１１０に伝達するための信号である。
【００５０】
ＣＰＵ１１０は、モニタ電圧信号として入力されたカウント値をモニタ電圧ＭとしてＲＡＭ１１２の所定の記憶エリアに一時的に記憶することにより（Ｓ１２）、モニタ電圧Ｍの読み取りを行う。そして、ＲＯＭ１１１に記憶された初期設定値が参照され、モニタ電圧Ｍが、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時の基準電圧Ｎｐの誤差ｎｐの範囲内の値であるか否かの確認が行われる。基準電圧Ｎｐは、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差に基づいて、あらかじめ実験等で求められた電圧値であり、モニタ電圧Ｍがこの基準電圧Ｎｐと一致した場合に、露光時の感光体ドラム２７の表面の明部の電位（本例では＋２００Ｖ）が所望する電位となるように求められている。また、誤差ｎｐは、同様に実験等により求められた値であり、設計誤差、調整誤差等を考慮して許容される値が求められるようになっている。例えば、最大５Ｖの電圧値に対して基準電圧を２Ｖとし、±３％の誤差を許容した場合、基準電圧Ｎｐのカウント値２０５に対して誤差ｎｐのカウント値は±６となる。Ｓ１５，Ｓ１７の判断処理ではモニタ電圧Ｍのカウント値がこの範囲内、すなわち、１９９〜２１１のカウント値であるか否かの確認が行われる。なお、基準電圧Ｎｐが、本発明における「第１基準信号」に相当する。また、以下のＳ１５，Ｓ１７および後述するＳ２５，Ｓ２７の判断処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「比較手段」に相当する。
【００５１】
このため、まずＳ１５で、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｐから誤差ｎｐを減じた値より小さいか否かの確認が行われる（Ｓ１５）。上記のようにモニタ電圧Ｍのカウント値と、基準電圧Ｎｐのカウント値から誤差ｎｐのカウント値を減じたカウント値との比較が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が小さければ（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号を発生させるためのデューティ比を決定するためのＰＷＭ値のカウントアップが行われる（Ｓ１６）。すなわち、ＰＷＭ値が１カウント分増加され、これにより、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に対して出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が増加される。ＬＤ点灯電流駆動制御回路部１２５では、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に入力されるＰＷＭ信号に基づき、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流値が増加され、その結果、半導体レーザ素子１０２ａから出力されるレーザ光の出力、すなわち光強度が強くなる。この後、Ｓ１２に戻り、上記同様、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われる。そして、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｐから誤差ｎｐを減じた値以上となれば（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。なお、Ｓ１６および後述するＳ２６の処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「信号強度上昇手段」に相当する。
【００５２】
Ｓ１７では、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｐに誤差ｎｐを加えた値より大きいか否かの確認が行われる（Ｓ１７）。上記同様にモニタ電圧Ｍのカウント値と、基準電圧Ｎｐのカウント値に誤差ｎｐのカウント値を加えたカウント値との比較が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が大きければ（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＰＷＭ値のカウントダウンが行われる（Ｓ１８）。すなわち、ＰＷＭ値が１カウント分減少され、これにより、ＰＷＭ信号変換回路部１２０に対して出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が減少され、これに基づき、半導体レーザ素子１０２ａから出力されるレーザ光の光強度が弱められる。なお、ＰＷＭ値のカウントの増減は、１カウントごとでなくともよく、１回の処理で数カウント分の増減を行うようにしてもよい。あるいは、基準電圧Ｎｐからの乖離の大きさによって、ＰＷＭ値を増減させるカウント値を決めてもよい。この場合、あらかじめ乖離の大きさとカウント値とを対応付けたテーブルを実験等に基づいて作成しておくとよい。そして、Ｓ１２に戻り、上記同様、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われ、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｐに誤差ｎｐを加えた値以下となれば（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ２０に進む。以上の処理を経ることで、ＬＤ点灯時のレーザ光の光強度に基づくモニタ電圧Ｍのカウント値が、基準電圧Ｎｐのカウント値の誤差範囲内の値となるように調整される、いわゆるフィードバック制御が行われる。なお、Ｓ１８および後述するＳ２８の処理を行うＣＰＵ１１０が、本発明における「信号強度下降手段」に相当する。
【００５３】
次いで、Ｓ２０〜Ｓ２８の処理によって、ＬＤ微点灯時のフィードバック制御が、ＬＤ点灯時におけるＳ１０〜Ｓ１８の処理と同様に行われる。すなわち、増幅率可変回路部１５０に伝達される増幅率指定信号によってモニタ電圧増幅回路部１６０におけるフォトダイオード１０２ｂの出力信号の増幅が高増幅率（１００〜４００倍程度）にて行われるように設定され（Ｓ２０）、次にＤＡＴＡ信号に基づいて、ＬＤ駆動電流切替回路部１４０からの出力がＬＤ微点灯電流駆動制御回路部１３５にて発生された駆動電流となるように切り替えが行われる（Ｓ２１）。
【００５４】
そして、フォトダイオード１０２ｂによりレーザ光の光強度の検出が行われ、これに基づく電圧値がモニタ電圧増幅回路部１６０で高増幅率にて増幅され、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号としてＣＰＵ１１０に入力される。ＣＰＵ１１０は、前記同様、モニタ電圧信号として入力されたカウント値をモニタ電圧ＭとしてＲＡＭ１１２に一時的に記憶することでモニタ電圧Ｍの読み取りを行って（Ｓ２２）、ＲＯＭ１１１に記憶された半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時の初期設定値である基準電圧Ｎｓのカウント値に対し、モニタ電圧Ｍのカウント値が誤差範囲内にあるか否かを確認する。すなわち、前記同様に、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｓから誤差ｎｓを減じた値より小さいか否かの確認が行われ（Ｓ２５）、それ以上の値となれば（Ｓ２５：ＮＯ）、次に、モニタ電圧Ｍが基準電圧Ｎｓに誤差ｎｓを加えた値より大きいか否かの確認を行う（Ｓ２７）。
【００５５】
ここで、基準電圧Ｎｓは、上記した基準電圧Ｎｐと同様に、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２の個体差に基づいて、あらかじめ実験等で求められた電圧値である。基準電圧Ｎｓの電圧値として、モニタ電圧Ｍがこの基準電圧Ｎｓと一致した場合に、露光時の感光体ドラム２７の表面上に弱照射されたレーザ光によって、その表面電位に影響が生じないような電圧値が求められている。影響が生じないとは、具体的には、約１０００Ｖに帯電される感光体ドラム２７の表面電位が、レーザ光の弱照射によって、少なくとも約４００Ｖに帯電される現像ローラ３１の電位より下がることのない光強度のレーザ光を発生させるための電圧値である。もっとも、レーザ光の弱照射によって感光体ドラム２７の表面電位が下がらないことが望ましい。また、誤差ｎｓは、誤差ｎｐと同様に、実験等により求められた値であり、設計誤差、調整誤差等を考慮して許容される値が求められるようになっている。なお、基準電圧Ｎｓが、本発明における「第２基準信号」に相当する。
【００５６】
Ｓ２５で、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値から誤差ｎｓのカウント値を減じたカウント値よりも小さい値であれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）、前記同様、ＬＤ微点灯時におけるＰＷＭ値のカウントアップが行われ（Ｓ２６）、レーザ光の光強度が強められた後、Ｓ２２に戻り、レーザ光の光強度の検出が行われる。Ｓ２７でも同様に、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値に誤差ｎｓのカウント値を加えたカウント値よりも大きい値であれば（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ＬＤ微点灯時におけるＰＷＭ値のカウントダウンが行われ（Ｓ２８）、レーザ光の光強度が弱められた後Ｓ２２に戻る。
【００５７】
そして、モニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓに誤差ｎｓを加えた値以下となれば（Ｓ２７：ＮＯ）、レーザ制御プログラムが終了される。このように、Ｓ２０〜Ｓ２８の処理を経ることで、ＬＤ微点灯時においても、レーザ光の光強度に基づくモニタ電圧Ｍのカウント値が基準電圧Ｎｓのカウント値の誤差範囲内の値となるように調整されるフィードバック制御が行われる。上述したように、このレーザ制御プログラムを印刷の開始前に実行することで、半導体レーザ素子１０２ａが、自己の発する熱によってその出力に影響が生じても、形成される画像の品質への影響を生じにくくすることができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態のレーザ制御装置の一例であるレーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａから感光体ドラム２７へのレーザ光の照射・弱照射を高速に切り替えることができるように、レーザ光の弱照射時において、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯が行われている。このため、自らの発生する熱の影響によって、半導体レーザ素子１０２ａから出射されるレーザ光の出力は安定しなくなり、印刷時に感光体ドラム２７の明部・暗部の電位にムラを生じさせ、現像時に明部に静電吸着され、暗部には静電吸着されないトナーの濃度ムラを招くため、形成される画像の品質が低下してしまう。しかし、レーザ制御部１００は、半導体レーザ素子１０２ａより発生されるレーザ光の光強度を検出し、検出された光強度に基づくフィードバック制御を行って半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流を増減させることで、レーザ光の半導体レーザ素子１０２ａから発生されるレーザ光の光強度を一定に保つようにしている。
【００５９】
このフィードバック制御は、ホストコンピュータ（図示外）からの印刷命令に基づく画像の形成が行われる前に行われ、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時、微点灯時のそれぞれの場合について実施される。すなわち、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時には低増幅率で、また、非点灯時には高増幅率で、フォトダイオード１０２ｂの検出したレーザ光の光強度に基づく電圧値の増幅が行われる。そして、この増幅された電圧値と、基準となる電圧値とが比較され、増幅された電圧値が基準となる電圧値と略一致するように半導体レーザ素子１０２ａに印加される電流値が調節されることにより、半導体レーザ素子１０２ａの点灯時・微点灯時におけるレーザ光の出力の安定化が図られるのである。
【００６０】
特に、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時のレーザ光の出力は小さいので、フォトダイオード１０２ｂで検出されるそのレーザ光の光強度に基づく電圧値は、かなり小さい値となる。しかし、本実施の形態のレーザ制御部１００では、そのときの電圧値を増幅することができるので、半導体レーザ素子１０２ａの微点灯時の光強度の変化が微妙であったとしても、増幅によってその違いをはっきりとさせることができ、フィードバック制御を行うことができる。
【００６１】
さらに、半導体レーザ素子１０２ａに印加する電流を増減させるための制御を公知のＰＷＭ制御によって行うことで、レーザ制御部１００の制御をＣＰＵ１１０によって行うことができる。すなわち、上記フィードバック制御をレーザ制御プログラムの実行に基づき行うことができ、製造元や型番ごとに特性の異なるＬＤパッケージ１０２を利用する場合に、レーザ制御プログラムの実行時に参照される初期設定値をその製造元や型番ごとに調整するだけで、それぞれの特性に合わせたフィードバック制御を行うことができる。
【００６２】
そして、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１がレーザ制御部１００を備えたことで、感光体ドラム２７へのレーザ光の照射時・弱照射時の出力を一定に保つようにすることができ、形成される画像の品質への影響を生じにくくすることができる。
【００６３】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、レーザ制御プログラムの実行のタイミングは、レーザプリンタ１の電源投入時や、所定枚数の印刷が行われたとき、あるいはレーザプリンタ１が起動されてから所定の時間が経過するごとなどであってもよい。
【００６４】
本実施の形態ではレーザ制御部１００をレーザプリンタ１のスキャナユニット１６に組み込んで利用したが、これに限らず、レーザ制御部１００を、例えば、デジタルコピー機等の複写機、ＣＤ−Ｒドライブ等の光ディスク記録装置、光ルータ等の光通信装置などの光源として利用してもよい。
【００６５】
また、レーザ制御部１００のＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１およびＲＡＭ１１２は、レーザプリンタ１の制御を司るＣＰＵ（図示外）と同一であってもよい。また、増幅率可変回路部１５０およびモニタ電圧増幅回路部１６０は、同一の回路であってもよい。また、ＰＷＭ信号は、ＣＰＵ１１０にて生成され出力されるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態におけるレーザ制御プログラムでは、Ｓ１５，Ｓ１７およびＳ２５，Ｓ２７の判断処理で、それぞれ基準電圧Ｎｐ，Ｎｓのカウント値に対して誤差を考慮した上での比較を行ったが、誤差を考慮せず、モニタ電圧Ｍのカウント値が各基準電圧Ｎｐ，Ｎｓのカウント値と一致するように調整してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のレーザ制御装置では、レーザ光発生手段から出力される第１の光強度、およびその第１の光強度よりも弱い第２の光強度のレーザ光のそれぞれの光強度に基づく検出信号を、それぞれ異なる増幅率で増幅することができるので、第２の光強度がかなり弱い場合でも、その変化の違いがはっきりするように増幅することで、フィードバック制御を精度良く行うことができる。
【００６８】
また、請求項２に係る発明のレーザ制御装置では、請求項１に係る発明の効果に加え、レーザ光発生手段から発生された第１の光強度、および第２の光強度のレーザ光の光強度を検出するための光強度検出手段として一つのフォトダイオードを利用することができるので、既製品としてのＬＤパッケージ等を利用することができ、生産コストの低減を図ることができる。
【００６９】
また、請求項３に係る発明のレーザ制御装置では、請求項１または２に係る発明の効果に加え、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の光強度を、記憶手段に記憶した第１基準信号および第２基準信号の強度に基づいて調整することができるので、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の光強度を一定に保つようにすることができる。
【００７０】
また、請求項４に係る発明のレーザ制御装置では、請求項３に係る発明の効果に加え、ＰＷＭ制御を利用したレーザ光の光強度の制御を行うことができるので、装置の制御をデジタル化することができ、使用される部品の変更等があっても容易に対応させることができる。
【００７１】
また、請求項５に係る発明のレーザ制御装置では、請求項４に係る発明の効果に加え、第１の光強度のレーザ光、および第２の光強度のレーザ光を発生するための駆動電流は、それぞれ独立な第１の光強度信号変換手段、および第２の光強度信号変換手段によって発生され、切替手段によりレーザ光発生手段への印加を切り替えることができるので、レーザ光発生手段から発生されるレーザ光の光強度の切り替えを高速に行うことができる。
【００７２】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置では、請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ制御装置によってレーザ光の発生の制御が行われているので、第１の光強度および第２の光強度のレーザ光の切り替えの高速化により、画像の形成の高速化を図ることでき、また、発生されるレーザ光の光強度を一定に保つようにすることができ、形成される画像の品質を高く安定させることができる。
【００７３】
また、請求項７に係る発明の画像形成装置では、請求項６に係る発明の効果に加え、画像が形成された被記録媒体上の表面色へは第２の光強度のレーザ光の光強度による影響がないので、画像の形成の高速化を図っても形成される画像の品質に影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザプリンタ１の概略的な構成を示す模式図である。
【図２】レーザ制御部１００の構成を示すブロック図である。
【図３】レーザ制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レーザプリンタ
１００ レーザ制御部
１０２ａ 半導体レーザ素子
１０２ｂ フォトダイオード
１１０ ＣＰＵ
１１１ ＲＯＭ
１２０ 信号変換回路部
１２５ 点灯電流駆動制御回路部
１３０ 信号変換回路部
１３５ 微点灯電流駆動制御回路部
１４０ 駆動電流切替回路部
１５０ 増幅率可変回路部
１６０ モニタ電圧増幅回路部
Claims (7)
- レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
第１の光強度のレーザ光と、第１の光強度よりも弱い第２の光強度のレーザ光とを切り替えて発生するように前記レーザ光発生手段を駆動するレーザ光駆動手段と、
外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から第１の光強度または第２の光強度のレーザ光を発生させるように前記レーザ光駆動手段を制御する制御手段と、
前記レーザ光発生手段から発生するレーザ光の光強度を検出する光強度検出手段と、
前記光強度検出手段からの検出信号を増幅するための増幅手段と、
前記第２の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率が、前記第１の光強度のレーザ光の検出信号に対する増幅率よりも大きくなるように、前記増幅手段に対して増幅率を設定する増幅率設定手段と
を備え、
前記制御手段は、その増幅率設定手段により設定された増幅率に基づいて増幅される前記検出信号に基づいて、前記レーザ光発生手段から発生される前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度がそれぞれ一定に保たれるように調整する光強度調整手段を含むことを特徴とするレーザ制御装置。 - 前記光強度検出手段は、一つのフォトダイオードにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ制御装置。
- 前記第１の光強度および第２の光強度のレーザ光のそれぞれについて、前記増幅された検出信号の強度の基準となる第１基準信号および第２基準信号を記憶した記憶手段を備え、
前記光強度調整手段は、
前記増幅手段により増幅された前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の検出信号の強度と、それに対応して前記記憶手段に記憶された第１基準信号の強度または第２基準信号の強度とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって比較された結果、
前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より弱い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より弱い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を上げる信号強度上昇手段と、
前記比較手段によって比較された結果、前記第１の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第１基準信号の強度より強い場合、または、前記第２の光強度のレーザ光の増幅された検出信号の強度が第２基準信号の強度より強い場合に、前記レーザ光駆動手段を制御するための制御信号の強度を下げる信号強度下降手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ制御装置。 - 前記制御信号はＰＷＭ信号であって、
前記レーザ光駆動手段は、前記入力されるＰＷＭ信号を、前記レーザ光発生手段を駆動するための駆動電流に変換するための信号変換手段を備え、
前記光強度調整手段は、前記信号強度上昇手段および信号強度下降手段によってＰＷＭ信号のデューティ比の増加および減少をそれぞれ行って、前記信号変換手段が前記レーザ光発生手段に印加する駆動電流の増減を行うことで、前記第１の光強度または第２の光強度のレーザ光の光強度の調整を行うことを特徴とする請求項３に記載のレーザ制御装置。 - 前記信号変換手段は、
前記レーザ光発生手段から前記第１の光強度のレーザ光を発生するための第１の光強度信号変換手段と、
前記レーザ光発生手段から前記第２の光強度のレーザ光を発生するための第２の光強度信号変換手段と、
外部より入力された変調信号に基づいて、前記レーザ光発生手段への駆動電流の印加を、前記第１の光強度信号変換手段から行う場合と、前記第２の光強度信号変換手段から行う場合とに切り替える切替手段と
を備えたことを特徴とする請求項４に記載のレーザ制御装置。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ制御装置と、
前記レーザ制御装置から出射されるレーザ光により像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して形成された現像剤像が被記録媒体に転写されることで画像の形成が行われる画像形成手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第１の光強度は、前記像担持体上において画像が形成される画像形成部に対して、また、前記第２の光強度は、前記像担持体上において画像の形成が行われない非画像形成部に対してそれぞれ照射される前記レーザ光の光強度であり、
前記第２の光強度は、その第２の光強度のレーザ光の光強度が、前記非画像形成部に対応する被記録媒体上の部分の表面色に対して影響を与えない光強度となるように、その光強度が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
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