JP2010098168A - Laser drive, image forming device, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a laser driving device, an image forming apparatus, and a control program.
特許文献1には、印字時に半導体レーザの光量を制御するためのサンプルホールドコンデンサを並列に二つ設け、単独で使用するか並列で使用するか切り替えることにより、適正なサンプルホールド時間を設定する技術が記載されている。この技術においてフォトダイオードは、半導体レーザのオン、オフにかかわらず、逆バイアスが印加された状態になる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561 provides a technique for setting an appropriate sample hold time by providing two sample hold capacitors for controlling the light quantity of a semiconductor laser at the time of printing and switching between using them alone or using them in parallel. Is described. In this technique, the photodiode is in a state where a reverse bias is applied regardless of whether the semiconductor laser is on or off.
特許文献2には、画像処理LSIの複数のポートを利用して所望の駆動電流をレーザに供給することにより、レーザを適正な光量で駆動する技術が記載されている。この技術においてもフォトダイオードは、半導体レーザのオン、オフにかかわらず、逆バイアスが印加された状態になる。
本発明は、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上した、レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラムを提供することを目的とする。 The present invention provides a laser driving device, an image forming apparatus, and a control program that have improved reliability by reducing the time for applying a reverse bias to a light receiving element as compared with the case without this configuration. With the goal.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のレーザ駆動装置は、画像データに応じて発光する発光素子と、前記発光素子から発光される光を受光し、受光量に応じた光電流を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された光電流を電圧に変換する光電流電圧変換手段と、前記受光素子と前記光電流電圧変換手段との間に設けられ、前記受光素子から前記光電流電圧変換手段に流れる光電流を停止させる光電流停止手段と、前記発光素子の発光動作に応じて前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する光電流停止制御手段と、を備える。
In order to achieve the above object, a laser driving device according to
請求項2に記載のレーザ駆動装置は、請求項1に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止制御手段は、前記発光素子の非発光期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。
The laser drive device according to
請求項3に記載のレーザ駆動装置は、請求項1または請求項2に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止制御手段は、前記画像データに応じた画像を形成するための画像形成期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。 According to a third aspect of the present invention, in the laser driving device according to the first or second aspect, the photocurrent stop control means is in an image forming period for forming an image according to the image data. Controls the photocurrent stopping means to stop the photocurrent.
請求項4に記載のレーザ駆動装置は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置において、前記受光素子から出力された光電流に応じて前記発光素子から発光される光量が予め定めた光量になるように、予め定められたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する光量調整部をさらに備え、前記光電流停止制御手段は、前記光量調整指示信号に基づいて、前記光量調整部の光量調整期間中は、前記光電流停止手段が前記光電流を停止するのを禁止するように制御する。 A laser driving device according to a fourth aspect is the laser driving device according to any one of the first to third aspects, wherein light is emitted from the light emitting element in accordance with a photocurrent output from the light receiving element. A light amount adjustment unit that adjusts the light amount based on a light amount adjustment instruction signal input at a predetermined timing so that the light amount becomes a predetermined light amount; and the photocurrent stop control unit includes the light amount adjustment instruction. Based on the signal, during the light amount adjustment period of the light amount adjustment unit, the photocurrent stop unit is controlled to prohibit the stop of the photocurrent.
請求項5に記載のレーザ駆動装置は、請求項4に記載のレーザ駆動装置において、前記光量調整指示信号が前記光量調整部に入力されるタイミングを予め定めた時間遅延させる遅延手段をさらに備え、前記光量調整部は、遅延手段により遅延されたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する。 The laser drive device according to claim 5, further comprising delay means for delaying a timing at which the light amount adjustment instruction signal is input to the light amount adjustment unit in the laser drive device according to claim 4, The light amount adjustment unit adjusts the light amount based on a light amount adjustment instruction signal input at a timing delayed by the delay unit.
請求項6に記載のレーザ駆動装置は、請求項5に記載のレーザ駆動装置において、前記予め定めた時間は、前記光量調整期間が開始してから、前記受光素子から出力される光電流の電流量が安定するまでの出力安定時間である。 The laser drive device according to claim 6 is the laser drive device according to claim 5, wherein the predetermined time is a current of a photocurrent output from the light receiving element after the light amount adjustment period starts. This is the output stabilization time until the amount stabilizes.
請求項7に記載のレーザ駆動装置は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置において、前記受光素子の異常を検知する検知手段をさらに備え、前記光電流停止制御手段は、前記検知手段で異常を検知した場合は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。
The laser drive device according to claim 7 is the laser drive device according to any one of
請求項8に記載のレーザ駆動装置は、請求項7に記載のレーザ駆動装置において、前記異常検知手段は、前記光電流電圧変換手段により変換された電圧が予め定められた基準電圧を超えた場合を前記受光素子の異常として検知する。
The laser drive device according to
請求項9に記載のレーザ駆動装置は、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置において、前記発光素子、前記受光素子、前記光電流電圧変換手段、及び前記光電流停止手段が、半導体集積回路基板上に一体化されて形成されている。
The laser driving device according to claim 9 is the laser driving device according to any one of
請求項10に記載のレーザ駆動装置は、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止手段は、電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタを含む。 A laser driving device according to a tenth aspect is the laser driving device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the photocurrent stop means includes a field effect transistor or a bipolar transistor.
請求項11に記載の画像形成装置は、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置と、前記レーザ駆動装置の前記発光素子を前記画像データに応じて制御することにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、を備える。 An image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention includes: controlling the laser driving device according to any one of the first to tenth aspects and the light emitting element of the laser driving device according to the image data. And image forming means for forming an image on a recording medium.
請求項12に記載の制御プログラムは、コンピュータを、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の前記光電流停止制御手段として機能させるためのものである。 A control program according to a twelfth aspect causes a computer to function as the photocurrent stop control unit according to any one of the first to eleventh aspects.
請求項1に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。 According to the first aspect of the present invention, compared to the case where the present configuration is not provided, the reliability can be improved by reducing the time for applying the reverse bias to the light receiving element. It is done.
請求項2に記載の本発明によれば、発光素子の非発光期間中は、受光素子に逆バイアスが印加されない、という効果が得られる。 According to the second aspect of the present invention, there is an effect that a reverse bias is not applied to the light receiving element during the non-light emitting period of the light emitting element.
請求項3に記載の本発明によれば、画像形成期間中は、受光素子に逆バイアスが印加されない、という効果が得られる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to obtain an effect that no reverse bias is applied to the light receiving element during the image forming period.
請求項4に記載の本発明によれば、光量制御を行う場合は受光素子に逆バイアスが印加される、という効果が得られる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the light amount control is performed, an effect that a reverse bias is applied to the light receiving element is obtained.
請求項5に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、適正な光量調整を行うことができる、という効果が得られる。 According to the present invention described in claim 5, it is possible to obtain an effect that appropriate light amount adjustment can be performed as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項6に記載の本発明によれば、受光素子の特性に合わせて、適正な光量調整を行うことができる、という効果が得られる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to obtain an effect that appropriate light amount adjustment can be performed in accordance with the characteristics of the light receiving element.
請求項7に記載の本発明によれば、受光素子に異常が発生した場合に、受光素子に逆バイアスが印加されるのを防止することができる、という効果が得られる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent the reverse bias from being applied to the light receiving element when an abnormality occurs in the light receiving element.
請求項8に記載の本発明によれば、リーク電流が発生した場合に、受光素子に逆バイアスが印加されるのを防止することができる、という効果が得られる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to prevent the reverse bias from being applied to the light receiving element when a leak current is generated.
請求項9に記載の本発明によれば、集積回路化することができる、という効果が得られる。 According to the ninth aspect of the present invention, an effect that an integrated circuit can be obtained is obtained.
請求項10に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、適正に構成することができる、という効果が得られる。 According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to obtain an effect that the configuration can be appropriately configured as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項11に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。 According to the present invention described in claim 11, compared to the case where the present configuration is not provided, there is an effect that the reliability can be improved by shortening the time for applying the reverse bias to the light receiving element. It is done.
請求項12に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。 According to the twelfth aspect of the present invention, there is an effect that the reliability can be improved by shortening the time for applying the reverse bias to the light receiving element as compared with the case without the present configuration. It is done.
[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、本実施の形態は、画像を形成するためのレーザダイオードの発光量の制御を行う場合のみフォトダイオードに逆バイアスを印加させるものである。 In this embodiment, a reverse bias is applied to the photodiode only when the light emission amount of the laser diode for forming an image is controlled.
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す概略図である。本実施の画像形成装置10は、用紙18等の記録媒体に画像データに基づいて画像を形成するものである。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment. The
画像形成装置10は、用紙18に画像データに基づいて画像を形成するための画像形成部11、レーザ駆動装置40、及び用紙18を装填するための用紙トレイ32を備えて構成されている。
The
画像形成装置10の側面には、手差しで用紙18を挿入するための手差トレイ34が備えられている。また、手差トレイ34が備えられている側面と対向する側面には、画像が形成された用紙18が排出される排出トレイ38が備えられている。
A
画像形成部11は、図1の矢印A方向に定速回転する円筒状の感光体12、画像データに応じたレーザ(光ビーム、図1矢印B参照)を感光体12へ向けて照射する光走査装置26(詳細後述)、及び用紙18に画像データに応じた画像を定着させる定着器24を含んで構成されている。
The image forming unit 11 is a cylindrical
感光体12の周面には、感光体12を帯電させるための帯電器14が配設されている。帯電器14により帯電された感光体12が図1の矢印A方向に回転するとともに、光走査装置26からレーザが照射されることによって、感光体12上に画像データに応じた静電潜像が形成される。
A
光走査装置26によるレーザの照射位置よりも感光体12の回転方向下流側には、感光体12にトナーを供給するための現像器16が配設されている。現像器16から供給されたトナーが、感光体12上の静電潜像に付着することによって、感光体12上にトナー像が形成される。現像器16の配設位置よりも感光体12の回転方向下流側には、感光体12に形成されたトナー像を用紙18に転写するための転写用帯電体20が配設されている。転写用帯電体20の配設位置よりも感光体12の回転方向下流側には、転写後に感光体12の表面に残留しているトナーを除去するためのクリーナ22が配設されている。
A developing
用紙トレイ32から送り出された用紙18は、感光体12と転写用帯電体20との間へ搬送されて、トナー像が転写される。トナー像が転写された用紙18は、図1の矢印C方向に搬送され、定着器24の加圧ローラ36及び加熱ローラ37によって加圧及び加熱されることによりトナーの定着処理が施され、用紙18上に画像が形成された後に、排出トレイ38へ排出される。
The
レーザ駆動装置42は、光走査装置26に含まれるレーザ30を駆動させるためのものである(詳細後述)。
The
図2に、本実施の形態の光走査装置26及びレーザ駆動装置40の一例のブロック図を示す。
FIG. 2 shows a block diagram of an example of the
本実施の形態の光走査装置26は、レーザを出射するためのレーザ光源30、レーザ光源から出射されたレーザを拡散光線から平行光線に変換するためのコリメータレンズ42、シリンダレンズ43、感光体12にレーザを照射する走査手段である回転多面鏡(ポリゴンミラー)28、レーザの走査速度を制御するためのfθレンズ45、レーザを感光体12方向に反射させる反射ミラー46、ミラー47、及びフォトディテクタ48を備えて構成されている。
The
レーザ光源30から出射されたレーザは、コリメータレンズ42により拡散光線から平行光線に変換され、シリンダレンズ43を介して回転多面鏡28に入射される。回転多面鏡28は、側面に複数の反射面28Aが設けられた正多角形状(一例として、本実施の形態では六角形)に形成されており、入射されたレーザは反射面28Aに収束するようになっている。また、回転多面鏡28は、回転軸44を中心に矢印D方向に回転する。すなわち、各反射面28Aへのレーザの入射角は、連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体12の軸線方向に走査して、レーザが感光体12に照射される。
The laser emitted from the
回転多面鏡28により反射されたレーザの進行方向には、第1レンズ45A及び第2レンズ45Bから構成されているfθレンズ45が配置されている。このfθレンズ45により、感光体12にレーザを照射するときの走査速度が制御されるとともに、感光体12の周面上に結像点を結ぶ。fθレンズ45を透過したレーザは、反射ミラー46により屈曲されて感光体12へ照射される。
An
感光体12の左端方向に進行するレーザは、ミラー47により反射されて、フォトディテクタ48へ入射される。感光体12を感光体12の軸線方向に走査する毎に、感光体12の左端方向に進行するレーザが入射されるため、フォトディテクタ48は、光走査装置26による感光体12へのライン毎のレーザ照射開始タイミングを検知することができるようになっている。
The laser traveling in the left end direction of the
レーザ駆動装置40は、レーザ光源30に含まれるレーザダイオード(LD)の光量を制御するための光量制御部50(詳細後述)、OR回路51、及びレーザ光源30からレーザを出射するタイミング等を制御するためのレーザ制御部52(詳細後述)を含んで構成されている。
The
レーザ制御部52は、CPU(Central Processing Unit、図示省略)を含んで構成されており、画像データ生成部54により生成された画像データ及びフォトディテクタ48からの検知信号に基づいて、レーザ光源30に含まれるレーザダイオードが発光するように制御する。
The
光量制御部50は、画像データ生成部54により生成された画像データに基づく信号及びレーザ制御部52からの制御信号に基づいて、レーザ光源30に含まれるレーザダイオードを発光させる。また、発光光量を調整する。
The light
図3に、本実施の形態の光量制御部50の概略構成の一例を示す。
In FIG. 3, an example of schematic structure of the light
本実施の形態の光量制御部50は、フォトダイオード(PD)72から出力された光電流を電圧に変換するための電流電圧変換部56、LD70の光量を調整するための光量調整部58、及びPD72に印加される逆バイアスを停止させるためのスイッチ(SW)60を備えて構成されている。
The light
電流電圧変換部56、光量調整部58、及びSW60は、同一の基板61上に形成された半導体集積回路である。
The current-
なお、本実施の形態のレーザ光源30は、レーザ制御部52から入力されるDATA信号に基づいて発光することにより、画像データに応じた画像を陽子8上に形成するためのLD70及びLD70の発光光量を検知するためのPD72により構成されている。抵抗73は、LD70に電流が流れない(LD70のオフ時)に電流が流れるダミー抵抗である。
Note that the
光量調整部58は、スイッチングトランジスタ62、スイッチングトランジスタ63、インバータ64、トランジスタ65、増幅回路66、サンプルホールド回路67、比較器68、基準電源69、電流検出抵抗74、及びサンプルホールドコンデンサ76を含んで構成されている。
The light
レーザ制御部52から入力されるDATA信号がLOWレベルの場合、スイッチングトランジスタ63がオン状態になるとともに、スイッチングトランジスタ62がオフ状態になる。スイッチングトランジスタ62及びスイッチングトランジスタ63は、インバータ64により、相反した状態になる。
When the DATA signal input from the
増幅回路66の正入力側にサンプルホールドコンデンサ76の電圧が印加され、電流検出抵抗74の両端に発生する電圧がサンプルホールドコンデンサ76の電圧と等しくなるようにLD70に流れる電流を制御する。
The voltage of the sample hold capacitor 76 is applied to the positive input side of the
PD72は、LD70の発光によるバックビームを受光すると、受光した光量、すなわち、LD70の発光光量に応じた電流(光電流)を出力する。PD72から出力された電流が電流電圧変換部56の電流電圧変換抵抗78に流れることによりLD70の発光光量に応じた電圧(モニタ電圧)が発生する。
When the
光量の調整はレーザ制御部52から入力されるS/H(サンプルホールド)信号に基づいて行われ、S/H信号がHighレベルのときに、光量調整が行われる。
The light amount is adjusted based on an S / H (sample hold) signal input from the
光量を調整する場合は、電流電圧変換抵抗78から入力されるモニタ電圧と、基準電源69の電圧とを比較器68で比較する。比較結果は、サンプルホールド回路67に入力される。サンプルホールド回路67は、レーザ制御部52から入力されるS/H信号(Highレベル)により、サンプル状態になる。サンプルホールド回路67がサンプル状態の場合は、比較器68の出力が、サンプルホールドコンデンサ76に印加されるとともに、増幅回路66の正入力側に印加される。増幅器66の出力は、トランジスタ65のベースに入力され、LD70の電流を制御する。
When adjusting the amount of light, the monitor voltage input from the current-
光量を調整しない場合は、サンプルホールド回路67は、レーザ制御部52から入力されるS/H信号(Lowレベル)により、ホールド状態になる。サンプルホールドコンデンサ76に保持された電圧が、比較器68の正入力側に印加される。
When the amount of light is not adjusted, the
本実施の形態では、光量を調整しない場合は、SW60により、PD72への逆バイアスの印加を停止させる。すなわち、光量を調整する場合のみPD72に逆バイアスが印加される。
In this embodiment, when the light amount is not adjusted, the application of the reverse bias to the
本実施の形態のSW60の具体的例を図4に示す。図4(A)は電界効果トランジスタ(Pチャネル型MOSトランジスタ)を用いる場合を示している。Pチャネル型MOSトランジスタ60を用いる場合は、ソースがPD72側に接続され、ドレインが電流電圧変換抵抗78側に接続される。ゲートから入力されたS/H信号(制御信号)によりオン、オフが制御される。
A specific example of the
また、図4(B)はバイポーラトランジスタ(NPN接合型トランジスタ)を用いる場合を示している。NPN接合型トランジスタ60は、コレクタがPD72側に接続され、エミッタが電流電圧変換抵抗78側に接続される。ベースから入力されたS/H信号(制御信号)によりオン、オフが制御される。
FIG. 4B shows the case where a bipolar transistor (NPN junction transistor) is used. The
なお、SW60の具体的構成はこれに限らず、その他のスイッチング素子等であってもよい。
The specific configuration of the
さらに、図5を参照してSW60によりPD72の逆バイアスの印加を停止させるための具体的構成を説明する。図5(A)〜(B)には具体的構成の一例を示す。
Further, a specific configuration for stopping application of the reverse bias of the
図5(A)は、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにすることにより、逆バイアスの印加を停止させる場合の構成を示している。SW60は、PD72のアノード側に配置されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりSW60をオフにする。このとき、オフすると、モニタ電圧は0Vになる。
FIG. 5A shows a configuration in the case where the application of the reverse bias is stopped by preventing the current output from the
図5(B)は、PD72のカソード側とアノード側との電位を等しくすることにより、逆バイアスの印加を停止させる場合の構成を示している。SW60の一端は5V電源に接続されており、他端はPD72のアノード側に接続されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりSW60をオンにする。このとき、モニタ電圧は電源電圧である5Vになる。
FIG. 5B shows a configuration in the case where the application of the reverse bias is stopped by equalizing the potential of the cathode side and the anode side of the
図5(C)は、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにすることにより、逆バイアスの印加を停止させ、かつ、モニタ電圧から予め定めた電圧(Vref.)が出力される場合の構成を示している。SW60Aは、PD72のアノード側に配置されている。SW60Bの一端は5V電源に接続されており、他端はSW60AのPD72が接続されているのとは反対側に接続されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりSW60Aをオフにし、SW60Bをオンにする。このとき、モニタ電圧は抵抗79及び5V電源に基づいた電圧(Vref.)になる。
In FIG. 5C, by preventing the current output from the
なお、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにする構成、または、PD72のカソード側とアノード側との電位を等しくする構成であれば、これに限らず、その他の構成であってもよい。PD72の電源(図5の5V電源)を遮断してしまうと、LD70の電源供給も絶たれるため、LD70の発光期間中、特に画像書込み中に逆バイアスの印加を停止することができなくなる。上記いずれかの構成とすることにより、LD70の発光を妨げることなく、PD72の逆バイアスの印加のみ停止する。
The present invention is not limited to this, as long as the current output from the
なお、図5(A)に示した構成例では、図4(A)に示したPチャネル型MOSトランジスタのように、電界効果トランジスタを用いるとよい。この場合、ゲート電流が小さくPD72の光電流に影響を与えることがないため、好ましい。特に、光量制御部50をCMOS集積回路化する場合に適用するとよい。
Note that in the structure example illustrated in FIG. 5A, a field-effect transistor is preferably used like the P-channel MOS transistor illustrated in FIG. This is preferable because the gate current is small and does not affect the photocurrent of the
図5(A)に示した構成例において、図4(B)に示したNPN接合型トランジスタのように、バイポーラトランジスタを用いる場合、バイポーラトランジスタのベース電流がPD72の光電流に重畳されてしまうため、好ましくない。そのため、バイポーラトランジスタをSW60として用いる場合は、図5(B)に示した構成例のように構成することが好ましい。この場合、PD72のカソード端子とアノード端子間にはバイポーラトランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧(具体例として、0.6V〜0.7V)が残留することになるが、SW60がオフのとき(通常)の逆バイアスである5Vに比べると、低い電圧であるため、例えば、イオンマイグレーションの発生等を抑えられる。
In the configuration example shown in FIG. 5A, when a bipolar transistor is used like the NPN junction transistor shown in FIG. 4B, the base current of the bipolar transistor is superimposed on the photocurrent of the
なお、本実施の形態ではS/H信号がLOWレベルのときに逆バイアスの印加が停止されるように、SW60を動作させ、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにする、または、PD72のカソード側とアノード側との電位を等しくするが、構成等によりSW60をオンにするかオフにするかが異なるため、必要に応じて、インバータにより、S/H信号のレベルを反転させた信号をSW60を動作させるための制御信号として用いる。
In this embodiment, the
なお、図4に具体例を示したSW60の種類、及び図5に具体例を示した構成の組合わせは、これらに限らず、光量制御部50の集積回路化や、光量制御部50に要求される特性等を考慮し、適宜組み合わせればよい。
The combination of the types of the
このように本実施の形態では、レーザ制御部52から出力されるS/H信号に基づいてLD70の光量制御及びPD72に印加される逆バイアスの停止を行う。光量制御を行わない(S/H信号がLowレベル)場合はSW60により、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにする、または、PD72のカソード側とアノード側との電位を等しくする。また、光量制御を行う場合(S/H信号がHighレベル)は、SW60により、PD72のアノード側と電流電圧変換抵抗78との経路を接続させる、または、PD72のカソード側の電位をアノード側よりも高くすることにより、PD72に逆バイアスが印加されるようにする。これにより、例えば、PD72の通電時間が減少し、劣化や故障が抑えられる。
As described above, in the present embodiment, the light amount control of the
なお、本実施の形態では、レーザ制御部52が出力する光量制御のためのS/H信号に基づいて、LD70の光量制御を行う光量制御期間以外はPD72の逆バイアスの印加を停止させているが、これに限らない。また、S/H信号以外の信号を用いる等してもよい。例えば、より高速に画像を形成する画像形成装置では、PD72の出力安定化のための制御時間が短くなり、逆バイアス電圧を停止することによりPD72の不正確になる場合がある。このような場合は、LD70の発光指示信号やポリゴンミラー(図2、ポリゴンミラー28)の回転指示信号に基づいて、画像形成期間中のみ逆バイアスを印加させ、画像形成期間外は逆バイアスの印加を停止させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the application of the reverse bias of the
また、本実施の形態では、基板61上に集積回路化しているが、これに限らず、集積回路として構成しなくても良いが、形成を容易にするため等により、集積回路とすることが好ましい。 In the present embodiment, the integrated circuit is formed on the substrate 61. However, the present invention is not limited to this, and the integrated circuit may be omitted. However, the integrated circuit may be formed for ease of formation. preferable.
また、本実施の形態では、画像形成装置10が単色のプリンタである場合について詳細に説明したがこれに限らず、カラープリンタであっても同様にすることができる。
In the present embodiment, the case where the
[第2の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態は、レーザダイオードの発光量の制御を行う場合のみフォトダイオードに逆バイアスを印加させるとともに、フォトダイオードの出力が安定してから光量制御を行うものである。なお、本実施の形態の画像形成装置及び光走査装置は第1の実施の形態と略同様であり、光量制御部のみ異なるため、ここでは光量制御部のみ詳細に説明する。また、第1の実施の光量制御部50と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。
In the present embodiment, a reverse bias is applied to the photodiode only when the light emission amount of the laser diode is controlled, and the light amount control is performed after the output of the photodiode is stabilized. Note that the image forming apparatus and the optical scanning apparatus of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and only the light amount control unit is different. Therefore, only the light amount control unit will be described in detail here. Also, the same parts as those in the first embodiment of the light
図6に、本実施の形態の光量制御部80の概略構成の一例を示す。
In FIG. 6, an example of schematic structure of the light
本実施の形態の光量制御部80では、S/H信号がサンプルホールド回路67に入力されるタイミングを遅延させるための遅延回路82が備えられている。また、SW60は、NPN接合型トランジスタ86(図4(B)参照)を用い、図5(B)に示した構成としている。この構成の場合、逆バイアスの印加を停止する(S/H信号がLowレベル)のときにNPN接合型トランジスタ86をオフにするため、インバータ84により、S/H信号の信号レベルを反転させた制御信号によりSW60を動作させる。
The light
本実施の形態の光量制御部80の動作について図5を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、画像形成期間中は、LD70は定電流駆動され、例えば、用紙18と用紙18との間等、画像形成期間外(画像領域外)において、発光し、光量制御部80で光量制御を行う。従って、画像領域外でLD70が発光したときのみPD72に逆バイアスが印加され、それ以外の期間は、LD70の発光の有無にかかわらず、逆バイアスの印加が停止される。
The operation of the light
図5に示すように、レーザ制御部52の制御により、レーザ点灯信号は画像形成期間中(画像領域)では画像データ(DATA信号)に合わせてオン、またはオフする。さらに、その後、画像形成領域外で次の同期検知信号発生予想タイミングの予め定められた時間前に再び、光量制御のためオンにし、LD70を点灯させる。このとき、次の同期検知信号の立ち上がり待ち状態になる。この動作は、1走査毎に繰り返される。
As shown in FIG. 5, under the control of the
また、レーザ制御部52により出力されるS/H信号は、例えば、画素クロックを計数する等により、同期検知信号を基準とし、画像形成期間外(画像領域外)の同期検知信号の立ち上がりから設定時間x後にオン(Highレベル)になり、さらに光量制御期間y後にオフ(Lowレベル)になる。
Further, the S / H signal output from the
S/H信号がHighレベルの場合にPNP接合型トランジスタ86はオフし、PD72には、逆バイアスが印加される。PD72の出力は、図5に示すように徐々に増加し、しばらくした後、出力が安定(ほぼ一定)になる。このため、PD72の出力が安定してから、光量調整部58(サンプルホールド回路67)を動作させることが好ましい。
When the S / H signal is at a high level, the
PD72の出力が安定してからサンプルホールド回路67をサンプル状態にするために、遅延回路82により、遅延時間z後に、S/H信号のHighレベル信号が入力するようにする。なお、具体的例としては、遅延時間zは、PD72の整合容量及び電流電圧変換抵抗78の抵抗値による時定数に基づいて得ておき、予め設定しておくとよい。
In order to set the
このように本実施の形態では、PD72が動作(S/H信号がHighレベル)してから、遅延回路82により遅延時間z後に、サンプルホールド回路67にS/H信号が入力され、サンプルホールド回路67がサンプル状態になり、光量制御が行われる。すなわち、PD72の出力が安定してから光量制御を行うため、適正な電流量が変換された電圧値に基づいて光量制御が行われる。
As described above, in this embodiment, after the
[第3の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態は、フォトダイオードの動作中(逆バイアスの印加中)に、フォトダイオードに異常が発生した場合に、逆バイアスの印加を停止させるものである。 In the present embodiment, when an abnormality occurs in the photodiode during operation of the photodiode (during application of the reverse bias), application of the reverse bias is stopped.
なお、本実施の形態は、第1の実施の形態と略同様の構成及び動作であるため、フォトダイオードの異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させる動作についてのみここでは詳細に説明する。 Since the present embodiment has substantially the same configuration and operation as the first embodiment, only an operation for detecting an abnormality of the photodiode and stopping the application of the reverse bias will be described in detail here.
まず、PD72の異常の一例について説明する。例えば、PD72の端子間に結露が発生すると印加している逆バイアス電圧によりリーク電流が発生する。リーク電流が発生した状態のままにしておくと、リーク電流によりPD72のカソードを台座に固定している銀ペーストの銀イオンが移動し、イオンマイグレーションが発生する。逆バイアスを印加するとともに、電流電圧変換抵抗78により電流制限がかかるため、イオンマイグレーションがPD72の端子間で成長すると、これにより形成された電流短絡経路は、例えば、結露がなくなっても、そのまま維持されてしまう場合がある。従って、レーザ駆動装置40が正常に動作しなくなる。従って、本実施の形態では、リーク電流の発生により、PD72の異常を検知する。リーク電流の発生はモニタ電圧が予め定められた基準値を越えた場合に発生したと判断する。
First, an example of abnormality of PD72 is demonstrated. For example, when dew condensation occurs between the terminals of the
本実施の形態では、一例として、レーザ制御部52によりPD72の異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させるように信号を出力する場合について詳細に説明する。
In the present embodiment, as an example, a case where the
図8は、レーザ制御部52に含まれるCPUにより、PD72の異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させるための処理フローである。なお本処理フローを実行させるためのプログラムは、レーザ制御部52等のHDD(図示省略)に記憶させておけばよい。
FIG. 8 is a processing flow for detecting abnormality of the
まず、ステップ100では印刷(画像形成)動作が開始される。印刷動作が開始されると、画像形成装置10のメインモータ(図示省略)が起動し、ポリゴンミラー28が回転を開始する。また、LD70が発光準備状態になり、画像データ(DATA信号)に合わせて、発光する。
First, in
次のステップ102では、PD72に逆バイアスを印加する。本実施の形態では、S/H信号により、SW60を制御し、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れないようにする、または、PD72のカソード側とアノード側との電位を等しくする。
In the
次のステップ104では、同期検知信号(図7参照)を確認する。本実施の形態では、PD72にリーク電流が発生すると、LD70の発光光量にかかわらず、モニタ電圧が基準値を超え、光量調整部58は、レーザ駆動電流を低減させるため、LD70の発光が停止する。LD70の発光が停止すると、同期検知信号が発生しなくなる。ここでは、予め定められた時間が経過しても同期検知信号が確認されなかった場合はPD72の異常とみなし、否定されて、ステップ110へ進む。一方、確認された場合は肯定されて、ステップ106へ進む。
In the
次のステップ106では、印刷が終了した否か判断する。否定されるとステップ104に戻り、同期検知信号を確認する処理を繰り返す。一方、画像データに対応する画像を形成した場合は肯定されて、ステップ108へ進む。ステップ108では印刷動作が終了された後、ステップ110へ進む。印刷動作が終了されると、メインモータが停止し、ポリゴンミラー28の回転が停止する。また、LD70の発光が停止する。
In the
同期検知信号が確認されなかった場合、または、印刷動作が終了した後のステップ110では、PD72に印加される逆バイアスを停止した後、本処理を終了する。本実施の形態では、S/H信号により、SW60を制御し、PD72から出力される電流が電流電圧変換抵抗78に流れるようにする、または、PD72のカソード側の電位をアノード側の電位よりも高くする。
If the synchronization detection signal is not confirmed, or in
このように本実施の形態では、印刷時に、レーザ制御部52が同期検知信号を確認できるか否かにより、PD72にリーク電流が発生しているか判断する。同期検知信号が確認できない場合は、リーク電流が発生し、異常であると検知して、S/H信号を出力し、PD72に印加されている逆バイアスをSW60により停止させる。従って、リーク電流が発生すると逆バイアスの印加が停止するため、イオンマイグレーションの成長を抑える。
Thus, in the present embodiment, during printing, it is determined whether or not a leak current is generated in the
なお、本実施の形態では、同期検知信号が確認できるか否かにより、異常を検知しているがこれに限らない。例えば、モニタ電圧の出力値そのものを検知するモニタ電圧検知手段を備えこれにより異常を検知する等であってもよい。 In the present embodiment, an abnormality is detected depending on whether or not the synchronization detection signal can be confirmed, but the present invention is not limited to this. For example, a monitor voltage detection unit that detects the output value of the monitor voltage itself may be provided, thereby detecting an abnormality.
10 画像形成装置
26 光走査装置
30 レーザ光源
40 レーザ駆動装置
50、80 光量制御部
52 レーザ制御部
56 電流電圧変換部
58 光量調整部
60 スイッチ(SW)
61 基板
67 サンプルホールド回路
70 レーザダイオード(LD)
72 フォトダイオード(PD)
78 電流電圧変換抵抗
82 遅延回路
DESCRIPTION OF
61
72 Photodiode (PD)
78 Current-voltage conversion resistor 82 Delay circuit
Claims (12)
前記発光素子から発光される光を受光し、受光量に応じた光電流を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力された光電流を電圧に変換する光電流電圧変換手段と、
前記受光素子と前記光電流電圧変換手段との間に設けられ、前記受光素子から前記光電流電圧変換手段に流れる光電流を停止させる光電流停止手段と、
前記発光素子の発光動作に応じて前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する光電流停止制御手段と、
を備えたレーザ駆動装置。 A light emitting element that emits light according to image data;
A light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and outputs a photocurrent according to the amount of light received;
Photocurrent-voltage conversion means for converting the photocurrent output from the light receiving element into a voltage;
A photocurrent stopping means provided between the light receiving element and the photocurrent voltage converting means, and for stopping a photocurrent flowing from the light receiving element to the photocurrent voltage converting means;
A photocurrent stop control means for controlling the photocurrent stop means so as to stop the photocurrent according to the light emission operation of the light emitting element;
A laser drive device comprising:
請求項1に記載のレーザ駆動装置。 The photocurrent stop control means controls the photocurrent stop means so as to stop the photocurrent during a non-emission period of the light emitting element.
The laser driving device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のレーザ駆動装置。 The photocurrent stop control means controls the photocurrent stop means so as to stop the photocurrent during an image forming period for forming an image according to the image data.
The laser drive device according to claim 1 or 2.
前記光電流停止制御手段は、前記光量調整指示信号に基づいて、前記光量調整部の光量調整期間中は、前記光電流停止手段が前記光電流を停止するのを禁止するように制御する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置。 The amount of light is adjusted based on a light amount adjustment instruction signal input at a predetermined timing so that the amount of light emitted from the light emitting element becomes a predetermined amount of light according to the photocurrent output from the light receiving element. A light amount adjustment unit is further provided,
The photocurrent stop control means controls to prohibit the photocurrent stop means from stopping the photocurrent during the light quantity adjustment period of the light quantity adjustment unit based on the light quantity adjustment instruction signal.
The laser driving device according to any one of claims 1 to 3.
前記光量調整部は、遅延手段により遅延されたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する、
請求項4に記載のレーザ駆動装置。 A delay unit for delaying a timing at which the light amount adjustment instruction signal is input to the light amount adjustment unit;
The light amount adjustment unit adjusts the light amount based on a light amount adjustment instruction signal input at a timing delayed by the delay unit,
The laser driving device according to claim 4.
請求項5に記載のレーザ駆動装置。 The predetermined time is an output stabilization time from the start of the light amount adjustment period to the stabilization of the amount of photocurrent output from the light receiving element.
The laser driving device according to claim 5.
前記光電流停止制御手段は、前記検知手段で異常を検知した場合は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置。 Further comprising detecting means for detecting an abnormality of the light receiving element,
The photocurrent stop control means controls the photocurrent stop means so as to stop the photocurrent when an abnormality is detected by the detection means.
The laser driving device according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のレーザ駆動装置。 The abnormality detection means detects a case where the voltage converted by the photocurrent voltage conversion means exceeds a predetermined reference voltage as an abnormality of the light receiving element;
The laser driving device according to claim 7.
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置。 The light emitting element, the light receiving element, the photocurrent voltage conversion means, and the photocurrent stop means are formed integrally on a semiconductor integrated circuit substrate.
The laser driving device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置。 The photocurrent stopping means includes a field effect transistor or a bipolar transistor,
The laser drive device according to any one of claims 1 to 9.
前記レーザ駆動装置の前記発光素子を前記画像データに応じて制御することにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。 The laser driving device according to any one of claims 1 to 10,
Image forming means for forming an image on a recording medium by controlling the light emitting element of the laser driving device according to the image data;
An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN117420479A (en) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 成都光创联科技有限公司 | Negative bias current testing circuit for backlight detector of common-negative optical device |
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2008
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