JP2017069398A - Laser device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー装置、及び、このレーザー装置を含む露光装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a laser device and an image forming apparatus including an exposure device including the laser device.
対象を光で走査する装置に、レーザーダイオードのようなレーザー発光素子が搭載されることがある。例えば、対象を走査して読み取りを行う装置にレーザーが用いられることがある。また、複合機、複写機、プリンター、ファクシミリのような画像形成装置には、感光体ドラムの露光にレーザーを用いるものがある。各種走査を正確に行うには、レーザー光量(レーザー出力)は安定していることが好ましい。特許文献1には、レーザー出力を常時安定させるための半導体レーザー装置の制御方法が記載されている。
A laser emitting element such as a laser diode may be mounted on a device that scans an object with light. For example, a laser may be used in an apparatus that scans and reads an object. Some image forming apparatuses such as multifunction peripherals, copiers, printers, and facsimiles use a laser for exposure of a photosensitive drum. In order to accurately perform various types of scanning, it is preferable that the laser light amount (laser output) is stable.
具体的に、特許文献1には、電流によって光量制御が可能な半導体レーザーの光量をモニターし、所要の時定数で半導体レーザーの光量を帰還制御し、半導体レーザーの光量が所定光量以下のときは第1の時定数で半導体レーザーの光量を帰還制御し、所定光量よりも大きいときは第2の時定数で半導体レーザ(11)の光量を帰還制御する半導体レーザー制御方法が記載されている。また、第2の時定数が該第1の時定数よりも長くなるように設定されている。これにより、急な速度による補正ではなく、適度な変化速度でレーザー出力を補正しようとする(特許文献1:請求項1、請求項9、段落[0083]〜[0086])。
Specifically, in
レーザー発光素子の光の強さ(光量)の調整のため、可変抵抗を設けることがある。原理的には、可変抵抗の抵抗値を変化させて、レーザー発光素子に流す電流の大きさを調整し、光量を調整する。可変抵抗の抵抗値を所望の光量となる抵抗値に合わせる。 In order to adjust the light intensity (light quantity) of the laser light emitting element, a variable resistor may be provided. In principle, the amount of current flowing through the laser light emitting element is adjusted by changing the resistance value of the variable resistor to adjust the amount of light. The resistance value of the variable resistor is adjusted to a resistance value that provides a desired light amount.
使いやすい、価格が安いというような理由により、操作量に対して抵抗値が比例関係にあるタイプの可変抵抗が広く流通している。例えば、ボリューム型の可変抵抗では、つまみの1度の回転角度変化に対し、抵抗値の変化量が一定な(線形な)可変抵抗が広く利用されている。言い換えると、回転角度に対する抵抗値の変化の傾きが一定な可変抵抗が広く利用されている。 Due to reasons such as ease of use and low price, variable resistors of a type in which the resistance value is proportional to the amount of operation are widely distributed. For example, in a volume type variable resistor, a variable resistor whose amount of change in resistance value is constant (linear) with respect to a rotation angle change of 1 degree of the knob is widely used. In other words, variable resistors having a constant slope of change in resistance value with respect to the rotation angle are widely used.
レーザーの光量は発光素子に流れる電流の大きさに対応する。電流が大きいほど光量は大きくなる。電流が小さいほど光量は小さくなる。ここで、電圧が一定の場合、可変抵抗に流れる電流の大きさは、基本的に電圧/抵抗値で決まる。抵抗値のパラメータは、電流変化の基本の式のうち、分母に位置する。 The amount of laser light corresponds to the amount of current flowing through the light emitting element. The greater the current, the greater the amount of light. The smaller the current, the smaller the amount of light. Here, when the voltage is constant, the magnitude of the current flowing through the variable resistor is basically determined by the voltage / resistance value. The parameter of the resistance value is located in the denominator of the basic equation of current change.
そのため、操作量に対する抵抗値の変化量が比例関係にある可変抵抗を用いたとき、抵抗の変化に対し、電流が反比例的に変化する。そのため、可変抵抗の操作量(回転角度)に対するレーザーの光量の変化が反比例の関係となる場合がある。このような反比例の関係から、可変抵抗の抵抗値の可変範囲のうち、可変抵抗を少し操作しただけで光量が大きく変化する領域が存在する。 Therefore, when a variable resistor having a proportional change in resistance value with respect to the manipulated variable is used, the current changes in inverse proportion to the change in resistance. For this reason, the change in the amount of laser light with respect to the operation amount (rotation angle) of the variable resistor may be inversely proportional. From such an inversely proportional relationship, there is a region in which the amount of light changes greatly only by slightly operating the variable resistor in the variable range of the resistance value of the variable resistor.
そのため、光量が大きく変化する領域内の抵抗値に対応した光量が、出力したい光量のとき、レーザーの光量の調整が難しく、また、調整に時間を要するという問題がある。 For this reason, when the amount of light corresponding to the resistance value in the region where the amount of light changes greatly is the amount of light that is desired to be output, it is difficult to adjust the amount of laser light, and adjustment takes time.
特許文献1記載の発明では、一定光量を安定して出力させようとする。しかし、可変抵抗37によってオペアンプ38に入力する電圧を調整する(特許文献1:図9参照)。従って、可変抵抗37は、少しの操作で大きく電流が変化する抵抗値の領域を有する。従って、上記の問題点を解決できない。
In the invention described in
上記問題点を鑑み、本発明は、可変抵抗を用いても、レーザー発光素子の光量の調整を容易に行えるようにする。 In view of the above problems, the present invention makes it possible to easily adjust the light amount of a laser light emitting element even when a variable resistor is used.
上記目的を達成するために請求項1に係るレーザー装置は、レーザー発光部、モニター素子、変換部、駆動回路を含む。モニター素子は、前記レーザー発光部から発せられるレーザー光の一部を受光してモニター電流として出力し、受光量が多いほど多くの前記モニター電流を流す。前記変換部は、前記モニター素子と接続され、前記モニター電流をモニター電圧として変換する。前記駆動回路は、予め定められた大きさのコントロール電圧が入力され、前記コントロール電圧と前記モニター電圧が同じとなるように前記レーザー発光部に流す電流を制御する駆動回路と、を含む。前記変換部は、可変抵抗と固定抵抗を含む並列回路を含み、前記可変抵抗と前記固定抵抗が前記モニター素子に並列に接続される。前記モニター素子と前記並列回路の間の電圧が前記モニター電圧として前記駆動回路に入力される。
In order to achieve the above object, a laser apparatus according to
本発明によれば、可変抵抗を用いても、レーザー発光素子の基本光量の調整を容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to easily adjust the basic light amount of the laser light emitting element even if a variable resistor is used.
以下、本発明の実施形態を図1〜図11を用いて説明する。本発明は、レーザー装置11に関する。また、レーザー装置1は、露光装置2に含まれるに関する。露光装置2は、複合機、複写機、FAX装置のような各種画像形成装置に搭載される。本説明では露光装置2を含むプリンター100(画像形成装置に相当)を例に挙げ説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The present invention relates to a
(画像形成装置の概略構成)
まず、図1を用いて、実施形態に係るプリンター100の概略を説明する。図1は、実施形態に係るプリンター100の一例を示す図である。
(Schematic configuration of image forming apparatus)
First, the outline of the
図1に示すように、プリンター100は、記憶部3、制御部4を含む。制御部4は、プリンター100の各部を制御する。制御部4は、各種演算を行うCPU41、印刷に用いる画像データを生成する画像処理部42を含む。CPU41は、記憶部3に格納される制御プログラムや制御用データに基づきプリンター100の各部の制御や演算を行う。記憶部3は、RAMのような揮発性の記憶装置と、ROM、HDDのような不揮発性の記憶装置を組み合わせである。
As shown in FIG. 1, the
そして、制御部4は、用紙搬送、トナー像形成、転写、定着により印刷を行う印刷部5(給紙部5a、搬送部5b、画像形成部5c、定着部5d)を制御する。制御部4は、記憶部3の記憶内容に基づき印刷部5に含まれる部分に関する制御、演算、処理を行う。
The control unit 4 controls the printing unit 5 (
給紙部5aは、複数枚の用紙を収容し、印刷のとき、用紙を1枚ずつ送り出す。搬送部5bは、給紙部5aから供給された用紙を搬送する。画像形成部5cは、感光体ドラム51を含む(図3参照)。また、画像形成部5cは、感光体ドラム51をレーザーにより走査する露光装置2を含む。露光装置2は、レーザー装置1を含む。露光装置2は、用いて画像データにあわせて感光体ドラム51を露光する。画像形成部5cは、露光の結果生成されたトナー像を、搬送される用紙に転写する。定着部5dは、トナー像が転写された用紙を加熱・加圧して、用紙にトナー像を定着させる。定着部5dを通過した用紙は、排出トレイに排出される。
The
又、制御部4は、操作パネル43でなされた設定内容を認識しジョブの内容、設定を認識する。操作パネル43は、プリンター100の状態や各種メッセージや設定用画面を表示し、タッチパネル式の表示パネル(不図示)を備える。操作パネル43は、印刷やプリンター100に関する設定を受け付ける。
Further, the control unit 4 recognizes the setting contents made on the
又、制御部4には、通信部44が接続される。通信部44は、PCやサーバーのようなコンピューター200と通信を行うためのインターフェイスである。通信部44は、コンピューター200から画像データやテキストデータのような印刷内容を示す内容データと、印刷の設定内容を示す設定データを含む印刷用データを受信する。そして、制御部4(画像処理部42)は、受信した印刷用データに基づき印刷に用いる画像データを生成し、画像データに基づく印刷を印刷部5に行わせる。
A
(露光装置2の構成)
次に、図2、図3を用いて、実施形態に係るレーザー装置1を含む露光装置2の一例を説明する。図2は、実施形態に係る露光装置2の一例を示す図である。図3は、実施形態に係る露光装置2の一部を示す図である。
(Configuration of exposure apparatus 2)
Next, an example of the
露光装置2は、プリンター100に含まれる。露光装置2は、制御部4と通信可能に接続される。制御部4は、露光装置2の制御を行う部分としても動作する。図2、図3に示すように、露光装置2の筐体内には、レーザー装置1、ポリゴンモーター21、ポリゴンミラー22、光学系部材としてのfθレンズ23、ビーム検知部24が設けられる。
The
レーザー装置1は、走査するためのレーザー(ビーム)を感光体ドラム51に向けて発する。図2に示すように、レーザー装置1は、駆動回路10(レーザーダイオード11ドライバー)とレーザーダイオード11(レーザ発光部に相当)を含む。画像処理部42は、形成する画像の内容にあわせ、トナーをのせる画素ではレーザーの点灯を指示し、トナーをのせない画素では、レーザーの消灯を指示する画像データ(点消灯信号)を生成する。そして、画像処理部42の画像データ出力部42aは、点消灯信号をレーザー装置1の駆動回路10に送信する。駆動回路10は、画像処理部42から受信した画像データ(点消灯信号)に基づき、レーザーダイオード11の点消灯を行う。
The
ポリゴンミラー22は、レーザーを反射する多面鏡である。なお、レーザーダイオード11とポリゴンミラー22間には、レーザーを集光するコリメートレンズ25が設けられる。ポリゴンミラー22は、ポリゴンモーター21により高速回転させられる。レーザーダイオード11は、ポリゴンミラー22に向けてレーザーを出射する。ポリゴンミラー22は、レーザーダイオード11からのレーザーを反射して、主走査方向で移動させる(図3参照)。
The
ポリゴンミラー22と感光体ドラム51の間の光路上に、レーザーの感光体ドラム51での走査速度(レーザーの照射位置の移動速度)を一定(等速)とするためのfθレンズ23が設けられる(図3参照)。fθレンズ23以外に、レーザーの向きを変えるミラーのような他の光学系部材が設けられてもよい。
An
また、ポリゴンミラー22によるレーザーの照射範囲内(走査範囲内)、かつ、感光体ドラム51への照射範囲外に、ビーム検知部24が設けられる。ビーム検知部24は、レーザーが照射されると、出力電流(出力電圧)が変化する。ビーム検知部24は、ホトダイオードやホトトランジスタのような受光素子である。制御部4は、先頭のドットの位置が各ラインで一致させるため、ビーム検知部24をトリガとして一定時間を測る。制御部4は、ビーム検知部24のレーザーの受光検知から一定時間経過した時点で、1ラインの走査を開始させる。
Further, a
(レーザー装置1)
次に、図4を用いて、実施形態にレーザー装置1を説明する。図4は、実施形態に係るレーザー装置1の一例を示す図である。
(Laser device 1)
Next, the
露光装置2は、レーザー装置1を含む。レーザー装置1は、駆動回路10、レーザーユニット13として、レーザーダイオード11とユニット化されたフォトダイオード12(モニター素子に相当)、変換部14を含む。
The
レーザーダイオード11のアノードに電源が接続される。レーザーダイオード11のカソードは駆動回路10に接続される。
A power source is connected to the anode of the
フォトダイオード12は、レーザーダイオード11から発せられるレーザー光の一部を受光する。フォトダイオード12は、受光量が多いほど多くの電流を流す。フォトダイオード12はレーザーダイオード11の光量のモニター用の素子である。フォトダイオード12のカソードが電源に接続される。図4に示すように、電源に対し、レーザーダイオード11とフォトダイオード12は並列接続される。一方、フォトダイオード12のアノードは変換部14に接続される。
The
変換部14は、可変抵抗15と固定抵抗16を含む並列回路17を含む。並列回路17(可変抵抗15と固定抵抗16のそれぞれ)はフォトダイオード12とアノードと接続される。変換部14は、フォトダイオード12に流れる電流(モニター電流Io)をモニター電圧V1に変換するための回路である。生成されたモニター電圧V1は、駆動回路10に入力される。
The
駆動回路10は、1Vのような予め定められた大きさのコントロール電圧Vcontが入力される。コントロール電圧Vcontは、コントロール電圧生成部18により生成される。制御部4のCPU41がコントロール電圧生成部18としてコントロール電圧Vcontを生成して駆動回路10に入力してもよい。また、DAコンバーター、分圧回路、ツェナーダイオード回路のようなコントロール電圧Vcontの生成用回路をコントロール電圧生成部18として設けてもよい。
The
そして、駆動回路10は、コントロール電圧Vcontとモニター電圧V1が同じとなるようにレーザーダイオード11に流す電流を制御する。駆動回路10には、レーザーダイオード11に電流を流す1又は複数のトランジスタのような電流源10aを含めてもよい。また、駆動回路10には、コントロール電圧Vcontとモニター電圧V1を比較する比較回路10bを含めても良い。また、駆動回路10には、モニター電圧V1がコントロール電圧Vcontよりも大きいとき電流源10aが流す電流(レーザーダイオード11に流れる電流)を減らし、一方で、モニター電圧V1がコントロール電圧Vcontよりも小さいとき電流源10aが流す電流(レーザーダイオード11に流れる電流)を増やす電流制御回路10cを設けてもよい。電流制御回路10cがレーザーダイオード11の電流及び光量を増やすと、フォトダイオード12の受光量が増加し、フォトダイオード12の電流が増える。電流制御回路10cがレーザーダイオード11の電流及び光量を減らすと、フォトダイオード12の受光量が減り、フォトダイオード12の電流が減る。
Then, the
1又は複数のトランジスタを電流源10a(電圧制御の電流源10a)として用いる場合、電流制御回路10cは、トランジスタのベースに入力する電圧を大きくしたり小さくしたりしてレーザーダイオード11に流す電流の大きさを制御する。
When one or a plurality of transistors are used as the
モニター電圧V1の大きさは、フォトダイオード12に流れる電流に基づき定まる。変換部14の合成抵抗値R0が固定されている状態では、フォトダイオード12に流れる電流は、レーザーダイオード11の光量が大きいほど大きくなり、レーザーダイオード11の光量が小さいほど小さくなる。電流制御回路10cは、モニター電圧V1が一定値(コントロール電圧Vcont)となるように、レーザーダイオード11の電流を増減させて、レーザーダイオード11を一定の光量で発光させる。つまり、駆動回路10は、レーザーダイオード11を一定光量で発光させる。
The magnitude of the monitor voltage V1 is determined based on the current flowing through the
経年変化によって、レーザーダイオード11の発光効率が低下しても、駆動回路10は、レーザーダイオード11に流す電流を効率低下前よりも大きくする。その結果、駆動回路10は、レーザーダイオード11の光量を一定で保つ処理を行う。
Even if the light emission efficiency of the
(レーザーダイオード11の光量調整の概要)
次に、図4、図5、図6を用いて、実施形態に係るレーザーダイオード11の光量調整の概要を説明する。図5は、実施形態に係る可変抵抗15の一例を示す図である。図6は、実施形態に係る可変抵抗15の抵抗値の変化と操作量との関係の一例を示す図である。
(Outline of light amount adjustment of laser diode 11)
Next, an outline of light amount adjustment of the
レーザーは、感光体ドラム51に照射される。感光体ドラム51には適切な光量を照射する必要がある。光量が小さすぎると感光体ドラム51の露光が適切に行われない。その結果、画質が低下する。一方、光量が大きすぎるとレーザーダイオード11の寿命は短くなりやすい。そこで、レーザーダイオード11の光量の目標範囲(目標光量P1)が定められる。
The laser is applied to the
レーザーダイオード11は一定の光量を発するものの、安定して出力される光量自体はフォトダイオード12に接続された抵抗値で定まる。変換部14の抵抗値を全く可変できないとき、モニター電圧V1がコントロール電圧Vcontと等しくなるときのモニター電流Ioの大きさはほぼ固定となる。一方、レーザーダイオード11には特性にある程度のバラツキがある。このバラツキに対応できず、変換部14の抵抗値を可変できないと、感光体ドラム51に照射されるレーザーの光量(強度)が目標範囲外となり得る。
Although the
そこで、レーザー装置1の変換部14は、レーザーダイオード11の光量の調整のため、可変抵抗15を含む。可変抵抗15の抵抗値を大きくすると、変換部14の合成抵抗値R0が大きくなる。その結果、モニター電流Ioは小さくなる。そのため、可変抵抗15の抵抗値の変更前よりもレーザーダイオード11の光量が小さい状態で、モニター電圧V1とコントロール電圧Vcontが同じ大きさとなる。従って、露光時のレーザーダイオード11の光量を現在よりも小さくなるように目標光量P1を調整するとき(レーザーダイオード11の光量を下げるとき)、可変抵抗15の抵抗値を大きくする。
Therefore, the
一方、可変抵抗15の抵抗値を小さくすると、変換部14の合成抵抗値R0が小さくなる。その結果、モニター電流Ioは大きくなる。そのため、可変抵抗15の抵抗値の変更前よりもレーザーダイオード11の光量が大きい状態で、モニター電圧V1とコントロール電圧Vcontが同じ大きさとなる。従って、露光時のレーザーダイオード11の光量を現在よりも大きくなるように目標光量P1を調整するとき(レーザーダイオード11の光量を上げるとき)、可変抵抗15の抵抗値を小さくする。
On the other hand, when the resistance value of the
実際の調整は、プリンター100の出荷前に行われる。レーザーダイオード11の光量の調整のため、光量測定器(不図示)が用意される。この測定器を用い、所定の測定方法でレーザーダイオード11の光量を確認しつつ、可変抵抗15を操作する。そして、レーザーダイオード11の光量が目標光量P1となるように(目標範囲に収まるように)、可変抵抗15の抵抗値をセットする。
Actual adjustment is performed before shipment of the
本実施形態のプリンター100では、可変抵抗15として、つまみ15aを回転させると抵抗値が変化するボリューム型のものが用いられる。このタイプの可変抵抗15は、「バリオーム」や、「ポテンショメーター」と称されることもある。
In the
図5は、可変抵抗15の一例を示す。可変抵抗15は、内部に周状の抵抗体15bを含む。また、抵抗体15bと接し、つまみ15aに連動して抵抗体15bの上面を摺動する可動端子15cを含む。つまみ15aを動かすことによって可動端子15cの位置が移動し、電気が流れる抵抗体15bの長さが変わる。これにより、つまみ15aをまわすことによって可変抵抗15の抵抗値が変わる。
FIG. 5 shows an example of the
そして、図6に示すように、実施形態に係る可変抵抗15は、つまみ15aの回転角度θと抵抗値が比例関係にある。図6の横軸はつまみ15aの回転角度θを示し、縦軸は可変抵抗15の抵抗値Rvを示す。図6に示すように、つまみ15aの回転角度θの変化量に対する可変抵抗15の抵抗値Rvの変化量の傾きは一定である。つまり、実施形態に係る可変抵抗15はBカーブ特性のものである。Bカーブ特性の可変抵抗15は、つまみ15aの何度の位置が何オームであるかを把握しやすい。そのため、Bカーブ特性の可変抵抗15は、幅広く用いられている。
As shown in FIG. 6, in the
(変換部14に固定抵抗16を設けない場合の問題点)
次に、図7〜図9を用いて、変換部14に固定抵抗16を設けない場合の問題点を説明する。図7は、図4のレーザー装置1から固定抵抗16を意図的に除去した図である。図8は、変換部14に固定抵抗16を設けない場合の可変抵抗15の抵抗値の変化に対するレーザーダイオード11の光量変化の一例を示す図である。図9は、変換部14に固定抵抗16を設けない場合のつまみ15aの回転角度θの変化に対するレーザーダイオード11の光量変化の一例を示す図である。
(Problem when the fixed
Next, problems when the fixed
まず、図7に示す各記号は、以下のとおりである。
I2:目標光量時のモニター電流
I3:定格光量時のモニター電流
P1:目標光量
P2:定格光量
Rv:可変抵抗15の抵抗値
ここで、定格光量P2は、レーザーダイオード11に仕様上の定格電流I3を流したときの仕様上の光量である。
First, each symbol shown in FIG. 7 is as follows.
I2: Monitor current at the target light quantity I3: Monitor current at the rated light quantity P1: Target light quantity P2: Rated light quantity Rv: Resistance value of the
まず、電流に応じて光量が変化する関係からI2は以下に示す(式1)のように定めることができる。
(式1)I2=I3×(P1/P2)
P1について解くと
(式2)P1=I2×P2/I3
また、コントロール電圧Vcont=モニター電圧V1の関係から、変換部14に固定抵抗16を設けない場合のRvは以下に示す(式3)となる。
(式3)Rv=Vcont/I2
I2について解くと
(式4)I2=Vcont/Rv
(式2)に(式4)を代入すると以下の(式5)が求められる。
P1=(Vcont×P2)/(Rv×I3)
First, from the relationship in which the amount of light changes according to the current, I2 can be determined as shown in (Equation 1) below.
(Formula 1) I2 = I3 × (P1 / P2)
Solving for P1 (Equation 2) P1 = I2 × P2 / I3
Further, from the relationship of control voltage Vcont = monitor voltage V1, Rv in the case where the fixed
(Formula 3) Rv = Vcont / I2
Solving for I2 (Equation 4) I2 = Vcont / Rv
Substituting (Equation 4) into (Equation 2) gives the following (Equation 5).
P1 = (Vcont × P2) / (Rv × I3)
(式5)のうち、可変抵抗15の抵抗値Rvは分母にある。変換部14を可変抵抗15のみとすると、図7に示すように、目標光量P1は、可変抵抗15の抵抗値Rvに対して反比例の関係で増減する。
In (Expression 5), the resistance value Rv of the
図6に示したように、可変抵抗15はBカーブ特性(つまみ15aの回転角度θに対して抵抗値Rvがリニアに変化する特性)を有する。そのため、図8に示すように、つまみ15aの回転範囲のうち、回転角度θの変化量に対し、目標光量P1の変化量が大きい角度がでてくる。つまり、つまみ15aの回転範囲のうち、つまみ15aを操作すると光量変化が急すぎて調整しづらい範囲がある。
As shown in FIG. 6, the
図8では、目標光量P1の値の一例を破線で示している。破線で示す目標光量P1は、つまみ15aの回転範囲のうち傾きが大きい範囲にある。そのため、目標光量P1に合わせることが難しい。また、調整できたとしても、振動のような要因で可変抵抗15の抵抗値Rvが少しでも変化すると(つまみ15aが少しでも動くと)、光量が目標範囲外となるおそれがある。本実施形態のレーザー装置1のように変換部14に固定抵抗16を設けない場合、このようなデメリットがある。
In FIG. 8, an example of the value of the target light amount P1 is indicated by a broken line. The target light amount P1 indicated by the broken line is in a range where the inclination is large in the rotation range of the
(実施形態に係るレーザー装置1の変換部14)
次に、図4、図10、図11を用いて、実施形態に係るレーザー装置1の変換部14を説明する。図10は、可変抵抗15のつまみ15aの回転角度θの変化に対する変換部14の合成抵抗値R0の変化の一例を示す図である。図11は、変換部14に固定抵抗16を設ける場合のつまみ15aの回転角度θの変化に対するレーザーダイオード11の光量変化の一例を示す図である。
(
Next, the
図4に示すように、実施形態に係るレーザー装置1では、フォトダイオード12に変換部14の可変抵抗15と固定抵抗16が並列接続される。
As shown in FIG. 4, in the
固定抵抗16の抵抗値をR1とすると、変換部14の合成抵抗値R0は、和分の積に基づき、以下の(式6)のように求められる。
(式6)R0=(Rv×R1)/(Rv+R1)
(式6)の分母と分子に1/Rvを乗じで変形すると以下の(式7)が求められる。
(式7)R0=R1/(1+R1/Rv)
可変抵抗15の抵抗値Rvは、回転角度θに対する抵抗値は比例関係にある。従って、(式7)の分母のR1/Rvは、つまみ15aの回転角度θが大きくなるほど小さくなる。その結果、(式7)にあるように、合成抵抗値R0は、つまみ15aの回転角度θが大きくなるに従って、抵抗値の変化量が小さくなる。
When the resistance value of the fixed
(Formula 6) R0 = (Rv × R1) / (Rv + R1)
When the denominator and numerator of (Expression 6) are multiplied by 1 / Rv, the following (Expression 7) is obtained.
(Formula 7) R0 = R1 / (1 + R1 / Rv)
The resistance value Rv of the
変換部14に固定抵抗16を可変抵抗15と並列に設けることにより、図10に示すように、可変抵抗15のつまみ15aの回転角度θに対し、合成抵抗値R0にCカーブ特性(つまみ15aの回転角度θに対して合成抵抗値R0が対数的に変化する特性)をもたせることができる。
By providing the converting
ここで、変換部14に固定抵抗16を並列して設ける場合の目標光量P1は、(式5)と同様の考え方に基づき、以下の(式8)として求められる。
P1=(Vcont×P2)/(R0×I3)
Here, the target light amount P1 in the case where the fixed
P1 = (Vcont × P2) / (R0 × I3)
合成抵抗値R0は、可変抵抗15のつまみ15aの回転角度θが大きくなるほど、抵抗値の変化量が小さくなる特性を有する。そのため、変換部14に可変抵抗15のみを設ける場合に比べ、回転角度θの変化量に対する目標光量P1の変化量が大きくならない。つまり、つまみ15aの回転範囲のうち、つまみ15aの操作量に対する合成抵抗値R0の変化の傾きが大きい範囲を無くすことができる。
The combined resistance value R0 has a characteristic that the amount of change in resistance value decreases as the rotation angle θ of the
そのため、図11に示すように、可変抵抗15のつまみ15aの回転角度θの変化量とレーザーダイオード11の光量の変化量を比例関係に近づけることができる。そのため、レーザーダイオード11の光量を目標光量P1に(目標範囲に収まるように)、容易に調整することができる。
Therefore, as shown in FIG. 11, the change amount of the rotation angle θ of the
また、同じ角度だけ可変抵抗15のつまみ15aを回転させる場合、変換部14に可変抵抗15と並列して固定抵抗16を設ける場合の方が、設けない場合にくらべ、変換部14の抵抗値の変化が緩やかとなる。そのため、尚更のこと、レーザーダイオード11の光量を目標光量P1に容易にあわせこむことができる。
Further, when the
(変形例)
次に、図12を用いて、レーザー装置1の変形例を説明する。図12は、変形例の一例を示す図である。
(Modification)
Next, a modified example of the
図12は、図4に示したレーザー装置1のうち、変換部14に固定抵抗16aをさらに追加した変形例を示している。変形例では、変換部14として可変抵抗15を1つ、固定抵抗を16、16aの2つを設ける。そして、可変抵抗15、各固定抵抗16、16aをフォトダイオード12に対して並列接続する。これにより、可変抵抗15のレンジ(変化幅)が大きくても、つまみ15aを回転させたときの抵抗値の変化をなだらかにすることができる。
FIG. 12 shows a modification in which the fixed
このようにして、実施形態に係るレーザー装置1は、レーザー発光部(レーザーダイオード11)と、レーザー発光部から発せられるレーザー光の一部を受光してモニター電流Ioとして出力し、受光量が多いほど多くのモニター電流Ioを流すモニター素子(フォトダイオード12)と、モニター素子と接続され、モニター電流Ioをモニター電圧V1として変換する変換部14と、予め定められた大きさのコントロール電圧Vcontが入力され、コントロール電圧Vcontとモニター電圧V1が同じとなるようにレーザー発光部に流す電流を制御する駆動回路10と、を含む。変換部14は、可変抵抗15と固定抵抗16を含む並列回路17を含み、可変抵抗15と固定抵抗16がモニター素子に並列に接続される。モニター素子と並列回路17の間の電圧がモニター電圧V1として駆動回路10に入力される。
In this way, the
これにより、可変抵抗15と固定抵抗16の合成抵抗値R0に応じてモニター電圧V1が変化する。可変抵抗15と固定抵抗16は並列接続されるので、可変抵抗15の操作量に対する合成抵抗値R0の変化は、可変抵抗15の抵抗値の変化よりも緩やかとなる。そのため、可変抵抗15のみを設ける場合に比べ、可変抵抗15の操作量に対するモニター電流Io(モニター電圧V1)の変化量が緩やかとなる。従って、少しの可変抵抗15の操作でモニター電流Ioが大きく変化しづらくなる。従って、レーザー発光部(レーザーダイオード11)の光量を容易に調整することができる。
As a result, the monitor voltage V1 changes according to the combined resistance value R0 of the
また、可変抵抗15の操作量に対する合成抵抗値R0の変化にはCカーブ特性を持たせることができる。可変抵抗15だけを用いる場合、可変抵抗15の操作量に対するレーザーの光量の変化が反比例の関係となっていた。しかし、合成抵抗値R0の変化のCカーブ特性によって、可変抵抗15の操作量に対する光量の変化を比例関係に近づけることができる。従って、レーザー発光部(レーザーダイオード11)(レーザーダイオード11)の光量調整が尚更容易になる。
Further, the change in the combined resistance value R0 with respect to the operation amount of the
また、可変抵抗15は、つまみ15aを回転させると抵抗値が変化するボリューム型のものであり、つまみ15aの回転角度θと抵抗値が比例関係にあるものである。これにより、つまみ15aを少し回転させただけで大きくレーザー発光部(レーザーダイオード11)の光量が変化しなくなる。また、つまみ15aの回転量(回転させた角度)とレーザー発光部の光量変化の関係を比例関係に近づけることができる。そのため、モニター電流Ioを電圧に変換する素子として可変抵抗15のみを用いる場合に比べ、つまみ15aをひねるだけで、レーザー発光部の光量を容易に調整することができる。
The
また、並列回路17は、複数の固定抵抗16を含んでもよい。これにより、可変抵抗15の操作量に対するモニター電圧V1、(モニター電流Io、レーザー発光部の光量)の変化をなだらかにすることができる。従って、レーザー発光部の光量を所望の値に精密に近づけることができる。
The
また、画像形成装置(プリンター100)は、感光体ドラム51と感光体ドラム51をレーザー光で露光する露光装置2を含む。露光装置2は、レーザー装置1を含む。画像形成装置は、レーザー装置1のレーザー発光部(レーザーダイオード11)の光量を適切な値に容易に調整することができる。従って、レーザーの光量が適切な画像形成装置を提供することができる。また、高画質な画像形成装置を提供することができる。
The image forming apparatus (printer 100) includes a
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、レーザー装置やレーザー装置で感光体ドラムの露光を行う画像形成装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a laser device or an image forming apparatus that exposes a photosensitive drum with a laser device.
100 プリンター(画像形成装置) 1 レーザー装置
10 駆動回路
11 レーザーダイオード(レーザー発光部)
12 フォトダイオード(モニター素子) 14 変換部
15 可変抵抗 15a つまみ
16 固定抵抗 16a 固定抵抗
17 並列回路 2 露光装置
51 感光体ドラム Io モニター電流
V1 モニター電圧 Vcont コントロール電圧
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レーザー発光部から発せられるレーザー光の一部を受光してモニター電流として出力し、受光量が多いほど多くの前記モニター電流を流すモニター素子と、
前記モニター素子と接続され、前記モニター電流をモニター電圧として変換する変換部と、
予め定められた大きさのコントロール電圧が入力され、前記コントロール電圧と前記モニター電圧が同じとなるように前記レーザー発光部に流す電流を制御する駆動回路と、を含み、
前記変換部は、可変抵抗と固定抵抗を含む並列回路を含み、前記可変抵抗と前記固定抵抗が前記モニター素子に並列に接続され、
前記モニター素子と前記並列回路の間の電圧が前記モニター電圧として前記駆動回路に入力されることを特徴とするレーザー装置。 A laser emitting unit;
A part of the laser light emitted from the laser light emitting unit is received and output as a monitor current, and a monitor element that causes a larger amount of the monitor current to flow as the amount of received light increases,
A conversion unit connected to the monitor element and converting the monitor current as a monitor voltage;
A control voltage of a predetermined magnitude is input, and includes a drive circuit that controls a current that flows to the laser light emitting unit so that the control voltage and the monitor voltage are the same.
The conversion unit includes a parallel circuit including a variable resistor and a fixed resistor, and the variable resistor and the fixed resistor are connected in parallel to the monitor element,
The laser device, wherein a voltage between the monitor element and the parallel circuit is input to the drive circuit as the monitor voltage.
前記感光体ドラムをレーザー光で露光する露光装置を含み、
前記露光装置は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のレーザー装置を含むことを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive drum;
An exposure device for exposing the photosensitive drum with a laser beam;
The image forming apparatus, wherein the exposure apparatus includes the laser apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
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