JP3446637B2 - レーザダイオード駆動回路及び画像形成装置 - Google Patents

レーザダイオード駆動回路及び画像形成装置

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JP3446637B2 JP33443098A JP33443098A JP3446637B2 JP 3446637 B2 JP3446637 B2 JP 3446637B2 JP 33443098 A JP33443098 A JP 33443098A JP 33443098 A JP33443098 A JP 33443098A JP 3446637 B2 JP3446637 B2 JP 3446637B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
から発射したレーザビームを走査して感光ドラム等の像
担持体上に静電画像を形成し、電子写真プロセスを用い
て画像を形成するレーザビームプリンタ装置、ディジタ
ル式複写機、或いはファクシミリ装置等に利用されるレ
ーザダイオード駆動回路及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来例を説明する。
【0003】 §1:プリンタ装置の概要説明・・・図8参照 図8は従来のプリンタ装置を示した図であり、A図はプ
リンタ装置の上面図、B図はプリンタ装置の側面図であ
る(内部の構成を一部図示してある)。図8に示したプ
リンタ装置は、レーザダイオード(以下、「LD」とも
記す)からのレーザビーム(以下「レーザ光」とも記
す)を走査して印刷を行うレーザビームプリンタ装置
(以下、「レーザプリンタ装置」、或いは単に「プリン
タ装置」とも記す)の1例である。
【0004】このレーザプリンタ装置は、筐体1内にL
Dユニット(レーザダイオードユニット)2、感光ドラ
ム3、用紙搬送路4、帯電部5、露光部6、現像部7、
転写部8、定着部9、クリーニング部18等が設けてあ
り、電子写真方式により印刷(或いは印字)を行うが、
その印刷プロセス系は、感光ドラム3を媒体とした帯
電、露光、現像、転写、クリーニング等の各工程と、定
着工程とからなっている。
【0005】前記帯電工程で一様に帯電した感光ドラム
3は、露光工程で、制御部からの情報に基づいてオン/
オフしたレーザ光の照射を受ける。この時、感光ドラム
3上には静電潜像が形成され、次の現像工程において、
前記静電潜像に帯電したトナーを接触させることによ
り、静電潜像をトナー像に変える。
【0006】次に、前記トナー像は転写工程において用
紙上に転写され、定着工程において、トナーを溶融定着
させることにより、永久像として出力される。一方、感
光ドラム3は転写工程後、クリーニング工程において残
留トナーを除去し、再度、帯電工程に入る。以上のよう
にして電子写真方式による印刷が行われる。
【0007】§2:LDユニットの説明・・・図9参照 図9は従来のLDユニットを示した図である。前記のよ
うに、レーザプリンタ装置にはLDユニット2が設けて
あり、該LDユニット2には、LD12、アパーチャ
(Aperture)13、コリメータレンズ14、円筒形レン
ズ(CylindricalLens)15を含む光源部と、前記LD
12から発射されたレーザ光をモータにより回転させた
ポリゴンミラー(回転多面鏡)11に反射させて走査を
行う走査モータユニット10と、焦点合わせや光学的な
補正を行うためのフォーカス/補正用レンズ16、24
と、レーザ光27を絞り込むためのアスフェリックスレ
ンズ(Aspherics Lens)17と、ミラー19、20、2
1と、ハーフミラー22と、保護用光学ユニットガラス
23と、位置検出センサ(Beam Detect Sensor)25等
が設けてある。
【0008】なお、図示の符号27は、LD12から発
射されたレーザ光である。また、該レーザ光27のパワ
ーをモニタするためにフォトダイオードがLD12内に
設けてあるが、図示省略してある。このLDユニット2
では、前記光源部のLD12から発射されたレーザ光2
7を走査して感光ドラム3に照射するが、その光路は次
の通りである。
【0009】すなわち、LD12から発射されたレーザ
光27は、LD12、アパーチャ13、コリメータレン
ズ14、円筒形レンズ15を通り、走査モータユニット
10のモータにより回転駆動されているポリゴンミラー
11に照射する。そして、ポリゴンミラー11により反
射されたレーザ光27は、フォーカス/補正用レンズ2
4、ハーフミラー22を通り、ミラー19、20で反射
され、フォーカス/補正用レンズ16を通り、ミラー2
1で反射された後、保護用光学ユニットガラス23を通
って、感光ドラム3に照射する。
【0010】また、ハーフミラー22で反射されたレー
ザ光27は、アスフェリックスレンズ17を通り、位置
検出センサ25で受光される。前記のような光路により
レーザ光27が感光ドラム3に照射する場合、ポリゴン
ミラー11はモータにより回転駆動されているので、そ
の回転によりレーザ光27は感光ドラム3上で、主走査
方向に走査される。この時、位置検出センサ25によ
り、レーザ光27の位置が検出される。
【0011】 §3:LDユニットの動作説明・・・図9、図10参照 図10は従来のLDユニットの動作説明図であり、A図
はレーザ光走査の説明図、B図はタイミングチャートで
ある。LDユニットの動作は次の通りである。LDユニ
ット2内では前記のようにしてレーザ光を発射し、その
レーザ光で感光ドラム3上を主走査方向に走査してい
る。この状態を図10のA図に示す。
【0012】先ず、モータにより回転駆動されているポ
リゴンミラー11にLD12からレーザ光を照射する
と、該レーザ光はポリゴンミラー11により反射された
後、感光ドラム3上で主走査方向に走査される。この
時、位置検出センサ25によりレーザ光の一部を受光
し、印刷動作の1周期のスタート位置が検出されるよう
になっている。
【0013】この時の感光ドラム3上の用紙位置(最大
用紙サイズの位置)は図示の通りであり、この用紙位置
はレーザ光の走査範囲(最大走査範囲)内にある。この
場合、感光ドラム3上でのレーザ光の走査範囲を図示a
からbまでとすると、位置検出センサ25による位置検
出点dは、a、bの範囲内であって前記用紙位置の外側
にある。なお、前記位置検出点dは用紙位置の左側、或
いは右側のいずれか一方にあるが、どちら側にあっても
動作は同じである。
【0014】また、感光ドラム3上での用紙位置をe点
からf点までとするが、前記用紙位置の両側に、ギャッ
プG1、G2(実際に印刷しない部分)が存在し、その
間の領域(G1〜G2間)が実際に印刷が行われる領域
となる。そして、用紙位置をe点からf点までの範囲と
し、レーザ光の走査が行われている場合、前記d点から
e点までの経過時間をT1、e点からf点までの経過時
間をT2、f点からb点までの経過時間、及びa点から
d点までの経過時間をそれぞれT3とする。
【0015】図10のB図において、横軸は時間T、縦
軸はレーザ発光パワーPL を示す。また、位置検出領域
でのレーザ発光パワーPL をPL =LV2、画像形成領
域でのレーザ発光パワーPL をPL =LV1とし、LD
12の破壊を防止するためのレーザ発光パワーPL をP
L =LV3とする(LV1<LV2<LV3)。なお、
T1とT3は位置検出領域の経過時間であり、T2は画
像形成領域の経過時間である。
【0016】先ず、d点からe点までのT1では、PL
=LV2となっていたレーザ発光パワーをLV1に下げ
る。次に、e点からf点までのT2では、PL =LV1
として画像形成(印刷)を行う。この場合、T2でのL
D12に流す電流は画像形成内容により変化される(可
変値)。次に、f点からb点までのT3では画像形成が
終了し、位置検出領域となるため、再び、レーザ発光パ
ワーPL をPL =LV2(固定値)に上げる。
【0017】このようにして、T1、T2、T3のサイ
クルを繰り返して行うが、その過程でレーザ発光パワー
L がPL =LV3に達すると、LD12に流れる電流
が過電流となるから、この過電流は防止する(詳細は後
述する)。なお、レーザ発光パワーを画像形成領域と位
置検出領域で変更する必要性は次の理由によるものであ
る。
【0018】:レーザ光の検出部は感度の悪いものを
使用している。また、露光装置内には、ポリゴンミラ
ー、コリメータレンズ等々があり、その部分で回折、乱
反射等が発生する。検出手段の感度を良くすると、回
折、乱反射等の光を拾ってしまい、正確なレーザの位置
検出をすることができない。そのため、検出部では、あ
る程度のパワーの光を照射する必要がある。
【0019】:しかし、最近は高解像度の画像を印刷
したいという要求が多くなってきた。検出部に照射して
いるレーザパワーのままでは、1つのドットが大きくな
ってしまい高解像度の画像を得ることができない。その
ため、解像度を上げるためには、レーザパワーを落とす
必要がある。
【0020】:前記、の両方を満足するために
は、レーザパワーを画像形成領域と位置検出領域で変更
する必要がある。
【0021】 §4:LD駆動回路例1の説明・・・図11参照 図11は従来のLD駆動回路例1を示した図である。以
下、図11に基づいてLD駆動回路例1を説明する。L
D駆動回路例1は、1つのLD12を駆動するために1
つのレーザ駆動回路31を設けると共に、前記位置検出
領域でのレーザ発光パワー(レーザ光量)を制御するた
めの自動レーザ光量制御回路(以下「APC回路」と記
す。APC:Auto Power Control)と、画像形成領域で
のレーザ発光パワーを制御するためのAPC回路を別の
回路で構成した例である。すなわち、1つのLD12を
駆動するための1つのレーザ駆動回路31に対し、2つ
のAPC回路を設けた例である。
【0022】図11に示したように、このLD駆動回路
には、LD12を駆動するためのレーザ駆動回路31
と、LD12に流れる過電流を防止するための過電流保
護回路(以下「OCP回路」と記す。OCP:Over Cur
rent Protection )30と、画像形成領域でのレーザ光
量制御を行うための画像形成領域APC回路35と、位
置検出領域でのレーザ光量制御を行うための位置検出領
域APC回路36と、フォトダイオード(PD)28に
流れる電流Iを電圧Vに変換するI/V変換回路34
と、アンプ37、38等で構成されている。
【0023】また、前記レーザ駆動回路31には、前記
画像形成領域APC回路35と、位置検出領域APC回
路36の各出力を切り換えるための切り換え回路43
と、LD12をMPU40(上位制御部)から指定され
た定電流で駆動するための定電流回路32等が設けてあ
る。この場合、レーザ駆動回路31はIC(集積回路)
で構成されており、該ICの内部に前記切り換え回路4
3と定電流回路32が設けてある。
【0024】なお、前記フォトダイオード(PD)28
は、LD12から発射されたレーザ光のモニタを行うた
めの素子であり、このフォトダイオード28から前記レ
ーザ光に比例した電流Iが出力するようになっている。
また、LD12、及びフォトダイオード28は、それぞ
れ電源(電圧=+VCC)に接続されている。
【0025】そして、前記LD駆動回路は、上位制御部
を構成するMPU40に接続され、該MPU40により
制御されるようになっている。この場合、MPU40に
は、ディジタル・アナログ・コンバータ(以下「DA
C」と記す)41、42が設けてあり、これらのDAC
41、42に値(レーザ発光パワー基準値)を設定する
ことで、LD駆動回路に前記値を送るようになってい
る。
【0026】前記DAC41にはアンプ37を介して画
像形成領域APC回路35が接続され、前記DAC42
には、アンプ38を介して位置検出領域APC回路36
が接続されると共に、前記画像形成領域APC回路35
と位置検出領域APC回路36には、それぞれI/V変
換回路34の出力が接続されている。また、画像形成領
域APC回路35と位置検出領域APC回路36の各出
力がレーザ駆動回路31に接続され、該レーザ駆動回路
31によりLD12を駆動するようになっている。
【0027】そして、画像形成領域APC回路35には
MPU40からの画像形成領域レーザ発光パワー基準値
LP1(可変)が入力し、位置検出領域APC回路36
には、MPU40からの位置検出領域レーザ発光パワー
基準値LP2(可変)が入力すると共に、レーザ駆動回
路31には、MPU40からのパワー切換信号PSと、
レーザ駆動信号LDSが入力するようになっている。
【0028】この回路の動作は次の通りである。位置検
出領域では、MPU40がDAC42に設定した値LP
2をアンプ38で増幅した後、位置検出領域APC回路
36へ送る。位置検出領域APC回路36は前記入力し
た値LP2を基にAPCの制御を行い、出力データをレ
ーザ駆動回路31へ送る。
【0029】また、画像形成領域では、MPU40がD
AC41に設定した値LP1をアンプ37で増幅した
後、画像形成領域APC回路35へ送る。画像形成領域
APC回路35は前記入力した値LP1を基にAPCの
制御を行い、出力データをレーザ駆動回路31へ送る。
【0030】レーザ駆動回路31は、MPU40からの
パワー切り換え信号PSにより、切り換え回路43で位
置検出領域APC回路36の出力と、画像形成領域AP
C回路35の出力とを切り換える。すなわち、位置検出
領域では位置検出領域APC回路36の出力に切り換
え、画像形成領域では画像形成領域APC回路35の出
力に切り換える。
【0031】そして、前記切り換えた出力と、MPU4
0からのレーザ駆動信号LDS(オン/オフ信号)を用
いて定電流回路32を制御し、LD12を駆動する。ま
た、前記LD12を駆動している時、該LD12に過電
流が流れると、OCP回路30により、前記過電流は防
止される。
【0032】§5:LD駆動回路例1の具体例の説明・
・・図12参照 図12は従来のLD駆動回路例1の具体例である。以
下、図12に基づいて、前記LD駆動回路の具体例を説
明する。この例では、OCP回路30とレーザ駆動回路
31の具体的な回路例を示している。OCP回路30
は、LD12と直列接続した抵抗R1 と、該抵抗R1
電圧を基準値(基準電圧)VS と比較する比較器CMP
と、前記比較器CMPの出力側に接続された抵抗R4
及びコンデンサC1 と、前記抵抗R4 に接続されたトラ
ンジスタQ2 を備えている。
【0033】この場合、電源(電圧=+Va )と接地間
に抵抗R5 、R6 の直列回路を接続し、前記抵抗R5
6 の接続点の電圧VS を比較器CMPの基準値として
入力する。すなわち、抵抗R5 、R6 の接続点を比較器
CMPの一方の入力端子に接続し、この入力端子に基準
値として電圧VS を入力するように構成してある。
【0034】また、レーザ駆動回路31は、トランジス
タQ1 、抵抗R2 、R3 、コンデンサC2 、トランジス
タQ3 からなる定電流回路32と、切り換え回路43を
備えている。この場合、トランジスタQ1 はLD12及
び抵抗R1 と直列接続され、LD12を駆動するもので
あり、抵抗R2 、R3 、コンデンサC2 はトランジスタ
1 にバイアスを供給するものである。また、トランジ
スタQ3 はMPU40からのレーザ駆動信号LDSによ
りオン/オフ制御され、それに応じてコンデンサC2
短絡/開放するものである。
【0035】この回路では信号PSにより切り換え回路
43が切り換えられ、位置検出領域でのAPC出力、又
は画像形成領域でのAPC出力が定電流回路32に送ら
れる。定電流回路32では信号LDSによりトランジス
タQ3 が駆動される。この時、トランジスタQ3 がオフ
であれば、切り換え回路43の出力に応じた電圧でコン
デンサC2 が充電される。
【0036】そして、コンデンサC2 の電圧によりトラ
ンジスタQ1 が駆動され、LD12に電流を流す。ま
た、トランジスタQ3 がオンの場合はコンデンサC2
短絡され、トランジスタQ1 をオフにする。このよう
に、画像形成領域では信号LDSでトランジスタQ3
駆動することにより画像を形成する。
【0037】また、OCP回路30では、比較器CMP
により、LD12に電流が流れる電流で抵抗R1 に発生
した電圧V1 を、基準値VS と比較する。今、抵抗R1
に発生した電圧をV1 とした場合、V1 ≦VS であれ
ば、比較器CMPの出力はローレベルL(=0)であ
り、V1 >VS になると比較器CMPの出力はハイレベ
ル(=1)となる。
【0038】そして、比較器CMPの出力がL(=0)
であればコンデンサC1 の電圧は0であり、トランジス
タQ2 はオフであるから、トランジスタQ1 の動作は前
記の通り行われる。しかし、LD12に流れる電流が過
電流となり、V1 >VS になると比較器CMPの出力が
H(=1)になりコンデンサC1 がハイレベルの出力で
充電される。
【0039】そのため、トランジスタQ2 がオンにな
り、そのコレクタ電位を接地電位にする。従って、前記
接地電位となったトランジスタQ2 のコレクタにより、
コンデンサC2 の両端が接地電位となり、トランジスタ
1 のベース電流を急激に減少させる。この動作により
LD12に流れる過電流は防止される。
【0040】 §6:レーザ駆動回路例2の説明・・・図13参照 図13は従来のLD駆動回路例2を示した図である。以
下、図13に基づいてレーザ駆動回路例2を説明する。
LD駆動回路例2は、APC回路を1つにして、MPU
40からのAPCの基準値をアナログスイッチを有する
基準切り換え回路45で切り換えながら、APC回路に
出力する例である。
【0041】すなわち、LD駆動回路例2は、LD12
を駆動するための1つのレーザ駆動回路31と、位置検
出領域でのレーザ発光パワー(レーザ光量)、及び画像
形成領域でのレーザ発光パワー(レーザ光量)を制御す
るための1つのAPC回路44と、フォトダイオードP
Dに流れる電流Iを電圧Vに変換して前記APC回路4
4に出力するI/V変換回路34と、アンプ37、38
と、アナログスイッチ46を有する基準切り換え回路4
5等で構成する。
【0042】また、レーザ駆動回路31には、LD12
に流れる過電流を防止するためのOCP回路30と、L
D12をMPU40から指定された値で定電流駆動する
ための定電流回路32等が設けてある。そして、基準切
り換え回路45は、MPU40に接続され、該MPU4
0により制御されるようになっている。
【0043】なお、MPU40には、DAC41、42
が設けてあり、これらのDAC41、42に値を設定す
ることで、画像形成領域のレーザ発光パワー基準値(可
変)LP1と、位置検出領域レーザ発光パワー基準値L
P2(固定)とを基準切り換え回路45へ出力するよう
になっている。この回路の動作は次の通りである。
【0044】位置検出領域では、MPU40がDAC4
2に設定した値(LP2)をアンプ38で増幅した後、
基準切り換え回路45へ出力する。また、画像形成領域
ではMPU40がDAC41に設定した値(LP1)を
アンプ37で増幅した後、基準切り換え回路45へ出力
する。
【0045】基準切り換え回路45ではMPU40から
の信号PSによりアナログスイッチ46を切り換え、位
置検出領域と画像形成領域で異なったレーザ発光パワー
基準値LP1、LP2をAPC回路44へ出力する。A
PC回路44ではI/V変換回路34の出力と、前記基
準切り換え回路45の出力を取り込んでAPCの制御を
行い、その結果の値をレーザ駆動回路31へ出力する。
【0046】レーザ駆動回路31では、前記APC回路
44からの出力信号と、MPU40からの信号LDSを
入力し、LD12を駆動する。この場合、レーザ駆動回
路31の内部にOCP回路30が設けてあるが、その動
作は前記LD駆動回路例1と同じである。
【0047】 §7:APC回路の具体例の説明・・・図14参照 図14はAPC回路例である。以下、前記APC回路4
4の具体例を図14に基づいて説明する。APC回路4
4には、比較器55と、トランジスタ駆動回路56と、
出力側のトランジスタ57、58と、定電流回路基準設
定用のコンデンサ59を備えている。
【0048】そして、フォトダイオード28に流れる電
流Iを、I/V変換回路34により電圧Vに変換し、該
電圧Vを比較器55の一方の入力端子に入力する。ま
た、比較器55の他方の入力端子には、基準値(LP
1、又はLP2)を入力し、トランジスタ駆動回路56
にはMPU40からのAPC制御信号(オン/オフ制御
信号)APCDを入力する。
【0049】APC回路44の動作は次の通りである。
APC制御信号APCDがAPC制御オフの時は、トラ
ンジスタ57、58は共にオフでありコンデンサ59の
電圧はそのまま保たれる。また、APC制御信号APC
DがAPC制御オンの時は、次のように動作する。
【0050】今、I/V変換回路34から出力されるL
Dパワーモニタ電圧VをVM とし、この電圧VM と、A
PC基準電圧(LP1/LP2)とを比較器CMPで比
較した結果、VM <(LP1/LP2)であれば、比較
器CMPからの信号に基づいてトランジスタ駆動回路5
6はトランジスタ57をオン、トランジスタ58をオフ
にする。そして、電源電圧+VCC(例えば、+5V)に
より、トランジスタ57を介してコンデンサ59を充電
する。
【0051】また、VM >(LP1/LP2)であれ
ば、比較器CMPからの信号に基づいてトランジスタ駆
動回路56はトランジスタ57をオフ、トランジスタ5
8をオンにしてコンデンサ59を放電する。そして、前
記コンデンサ59の電圧を定電流回路基準電圧として出
力する。なお、前記APC回路の具体例は、LD駆動回
路例1の画像形成領域APC回路35、及び位置検出領
域APC回路36でも同じ構成で実現できる。
【0052】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。
【0053】:従来のLD駆動回路例1では、1つの
LDを駆動するための1つのレーザ駆動回路に、2つの
APC回路を接続して、画像形成領域と位置検出領域に
おけるそれぞれのレーザ発光パワーの制御を行ってい
た。
【0054】しかし、APC回路は、高精度のレーザ発
光パワー制御を行う必要があるため、回路規模が大きく
高価である。従って、このようなAPC回路を2つ設け
ることは製品のコストアップの原因となっている。ま
た、APC回路を2つ設けているため、レーザ駆動回路
には、2つのAPC回路を切り換えるための切り換え回
路が必要である。
【0055】そして、この切り換え回路により、画像形
成領域と位置検出領域とで切り換えを行うため、その切
り換え時間が必要であり、画像形成処理の高速化に対応
できない。そこで、前記切り換え回路の切り換え時間を
高速化することも考えられるが、このような高速切り換
え可能な回路は高価であり、製品のコストアップの原因
となる。
【0056】また、前記レーザ駆動回路には、前記切り
換え回路と定電流回路等が必要であり、回路構成が複雑
で大規模な回路になり、コストアップの原因となる。
【0057】:前記従来のLD駆動回路例2では、画
像形成領域と位置検出領域とで基準切り換え回路のアナ
ログスイッチを切り換える必要があり、その切り換え時
間が必要であり、画像形成処理の高速化に対応できな
い。
【0058】また、前記アナログスイッチの切り換え時
間を高速化するには、高速切り換え可能な回路が必要で
あるが、このような高速切り換えスイッチは高価であ
り、製品のコストアップの原因となる。
【0059】本発明は、このような従来の課題を解決
し、性能を低下させることなく、レーザダイオードを駆
動するための回路構成を簡素化し、製品のコストダウン
を実現することを目的とする。
【0060】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。本発明は前記の目的を達成するため、次のよ
うに構成した。
【0061】(1) :LD(レーザダイオード)12から
発射されたレーザ光の1走査内で、走査方向で異なるレ
ーザ発光パワーを必要とするLD駆動回路において、1
つのLD12に対し、第1のレーザ発光パワーを制御す
る自動レーザ光量制御回路(APC回路44)と、前記
APC回路44により、LD12を駆動する第1のレー
ザ駆動回路(画像形成領域レーザ駆動回路51)と、第
2のレーザ発光パワーでLD12を駆動する第2のレー
ザ駆動回路(位置検出領域レーザ駆動回路50)と、前
記第1、第2のレーザ発光パワーで駆動されるLD12
の過電流を防止する過電流保護回路(OCP回路30)
とを備えている。
【0062】(2) :前記(1) のLD駆動回路において、
前記第2のレーザ駆動回路は、前記OCP回路30の過
電流検出レベルと、前記第2のレーザ発光パワーに対応
した駆動電流のレベルを同等のレベルに設定すること
で、APC回路を使用せずに、前記第2のレーザ発光パ
ワーを制御する機能を備えている。
【0063】(3) :前記(1) のLD駆動回路において、
前記OCP回路30は、LD12の特性ばらつきに対応
して過電流検出レベルを調節するためのレベル調節手段
を備えている。
【0064】(4) :前記(1) のLD駆動回路において、
前記OCP回路30は、LD12に流れる電流全てに対
して検出できる位置に置くことにより、複数のレーザ駆
動回路が同時に駆動した際でも、LD12の過電流を防
止する機能を備えている。
【0065】(5) :LDから発射されたレーザ光の1走
査内で、走査方向で異なるレーザ発光パワーを必要とす
るLD駆動回路において、1つのLDに対し、第1のレ
ーザ発光パワーを制御するAPC回路と、前記APC回
路の制御により、LDを駆動する第1のレーザ駆動回路
を備えると共に、前記第2のレーザ発光パワーでレーザ
ダイオードを駆動する第2のレーザ駆動回路と、前記レ
ーザ発光パワーを検出するフォトダイオードの光電流を
監視し、前記レーザダイオードが破壊されないように、
レーザダイオード駆動電流の制限値を設定してレーザ発
光パワーを制限するレーザ発光パワー制限回路を備えて
いる。
【0066】(6) :前記(5) のレーザダイオード駆動回
路において、前記第2のレーザ駆動回路は、前記レーザ
発光パワー制限回路の制限値と、前記第2のレーザ発光
パワーに対応した駆動電流のレベルを同等のレベルに設
定することで、自動レーザ光量制御回路を使用せずに、
前記第2のレーザ発光パワーを制御する機能を備えてい
る。
【0067】(7) :潜像が形成される担持体と、担持体
に対して、1ライン毎に光を走査し、担持体に潜像を形
成する露光部と、担持体の潜像を現像する現像装置と、
露光部の1ライン内の光の位置を検出する検出部を有
し、検出部が検出した光の位置に基づいて、担持体に対
する潜像に位置を補正し、画像を形成する画像形成装置
において、露光部は、潜像のための光を発するLD(レ
ーザダイオード)と、LDの発した光を走査する走査部
と、担持体に対する潜像形成位置でLDの発光パワーを
制御するAPC回路(自動レーザ光量制御回路)と、A
PC回路の制御により、担持体に対する潜像形成位置で
LDを駆動する第1のレーザ駆動回路(画像形成領域レ
ーザ駆動回路)と、検出部の検出位置でLDを駆動する
第2のレーザ駆動回路(位置検出領域レーザ駆動回路)
と、担持体に対する潜像位置及び検出部のレーザパワー
で駆動されるLDの過電流を防止する電流保護回路(O
CP回路)と、を備えている。
【0068】(8) :前記(7) の画像形成装置において、
前記担持体に対する潜像位置でレーザパワー(レーザ発
光パワー)より、検出部による検出位置でのレーザパワ
ー(レーザ発光パワー)の方が大きくなるように構成し
た。
【0069】(作用)前記構成に基づく本発明の作用を
説明する。
【0070】(a) :前記(1) の作用 APC回路44は、上位制御部からの画像形成領域レー
ザ発光パワー基準値LP1と、レーザ発光パワーを検出
するフォトダイオードの光電流に比例した電圧を基に、
1つのLD12に対し画像形成領域で1つのレーザ発光
パワー(第1のレーザ発光パワー)を制御する。そし
て、画像形成領域レーザ駆動回路51では、APC回路
44の出力(指示値)と、上位制御部からの画像形成領
域レーザ駆動信号LDS1に基づいて画像形成領域でL
D12を駆動する。
【0071】また、位置検出領域では、位置検出領域レ
ーザ駆動回路50が、上位制御部からの位置検出領域レ
ーザ駆動信号LDS2によりLD12を駆動(第2のレ
ーザ発光パワーで駆動)する。そして、OCP回路(過
電流保護回路)30は、前記画像形成領域及び位置検出
領域でLD12が駆動された際にLD12に流れる駆動
電流が過電流になると、該過電流を抑制してLD12が
破壊されるのを防止する。
【0072】この場合、画像形成領域では高精度のレー
ザ発光パワー制御を行う必要があり、そのためAPC回
路を必要とする。しかし、位置検出領域では、高精度の
レーザ発光パワー制御は必要なく固定値で良いため、位
置検出領域レーザ駆動回路の構成を簡素化することがで
きる。
【0073】(b) :前記(2) の作用 位置検出領域レーザ駆動回路50は、OCP回路30の
OCP検出値(過電流検出値)と、位置検出領域で必要
とするレーザ発光パワーに対応したLD駆動電流Id
レベルを同等のレベルに設定することで、APC回路4
4を使用せずに、位置検出領域でのレーザ発光パワーを
制御する。このため、位置検出領域レーザ駆動回路の構
成を簡素化することができる。
【0074】(c) :前記(3) の作用 前記OCP回路30のレベル調節手段により、LD12
の特性ばらつきに対応してOCP検出値(過電流検出レ
ベル)を調節する。従って、LD12の特性ばらつきが
あっても、常に適切なOCP検出値に調節することが可
能になる。
【0075】(d) :前記(4) の作用 OCP回路30は、LD12に流れる電流全てに対して
検出できる位置に置いてあるため、1つのLD12が駆
動されている場合は勿論、複数のレーザ駆動回路が同時
に駆動した際でも、LD12の過電流を確実に防止す
る。従って、LD12が過電流により破壊されることを
確実に防止することが可能である。
【0076】(e) :前記(5) の作用 APC回路は、1つのLDに対し、画像形成領域で1つ
のレーザ発光パワーを制御する。そして、このAPC回
路の制御により、画像形成領域レーザ駆動回路は、画像
形成領域でLDを駆動する。また、レーザ発光パワー制
限回路では、レーザ発光パワーを検出するフォトダイオ
ードの光電流を監視し、LDが破壊されないように、L
D駆動電流の制限値を設定してレーザ発光パワーを制限
する。
【0077】このようにすれば、レーザ発光パワーの特
性が変化しても、常に正確なレーザ発光パワーが得られ
る。
【0078】(f) :前記(6) の作用 位置検出領域レーザ駆動回路は、レーザ発光パワー制限
回路の制限値と、位置検出領域で必要とするレーザ発光
パワーに対応した駆動電流のレベルを同等のレベルに設
定することで位置検出領域でのレーザ発光パワーを制御
する。このようにすれば、高価なAPC回路を使用せず
に、位置検出領域でのレーザ発光パワーを制御すること
ができると共に、LDの破壊を防止することができる。
【0079】(g) :前記(7) の作用 画像形成装置の露光部は、潜像のための光を発するLD
と、LDの発した光を走査する走査部と、担持体に対す
る潜像形成位置でLDの発光パワーを制御するAPC回
路と、APC回路の制御により、担持体に対する潜像形
成位置でLDを駆動する第1のレーザ駆動回路と、検出
部の検出位置でLDを駆動する第2のレーザ駆動回路
と、担持体に対する潜像位置及び検出部のレーザパワー
で駆動されるLDの過電流を防止する電流保護回路とを
備えている。
【0080】この場合、画像形成領域では高精度のレー
ザ発光パワー制御を行う必要があり、そのためAPC回
路を必要とする。しかし、位置検出領域では、高精度の
レーザ発光パワー制御は必要なく固定値で良いため、位
置検出領域レーザ駆動回路の構成を簡素化することがで
きると共に、画像形成装置の構成を簡素化することがで
きる (h) :前記(8) の作用 前記担持体に対する潜像位置でレーザパワー(レーザ発
光パワー)より、検出部による検出位置でのレーザパワ
ー(レーザ発光パワー)の方が大きくなるようにしてい
る。このようにすれば、性能を低下させることなく、L
Dを駆動するための回路構成を簡素化し、製品のコスト
ダウンを実現することができる。
【0081】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、図8に示したプリン
タ装置の構成、図9に示したLDユニットの構成、図1
2に示したOCP回路の構成、及び図14に示したAP
C回路の構成は本実施の形態においても同じなので、以
下の説明では、これらの図も参照しながら説明する。
【0082】§1:LD駆動回路の概要説明 本実施の形態におけるLD駆動回路は、LDから発射さ
れたレーザ光の主走査方向に、画像を形成するための画
像形成領域と、レーザ光の位置を検出するための位置検
出領域とを有し、それぞれの領域で異なるレーザ発光パ
ワーを必要とする装置(レーザプリンタ装置、ディジタ
ル式複写機、ファクシミリ装置等)に用いられる回路で
あり、その概要は次の通りである。
【0083】(1) :前記LD駆動回路において、1つの
LDに対し、少なくとも2つ以上のレーザ駆動回路を設
ける。このように、レーザ駆動回路を少なくとも2つ以
上併設し、画像形成領域と位置検出領域を別のレーザ駆
動回路で駆動することにより、回路の簡素化を図る。
【0084】この場合、位置検出領域では1つのレーザ
駆動回路を使用してLDを駆動するが、画像形成領域で
は、複数のレーザ駆動回路を必要とする場合(例えば、
濃度差の大きな印刷を行う場合など)がある。このよう
な場合には、2つ以上のレーザ駆動回路を使用し、それ
ぞれの濃度に応じたレーザ駆動回路を使用することがあ
る。なお、以下の説明では画像形成領域でのレーザ駆動
回路が1つで、位置検出領域でのレーザ駆動回路が1つ
の場合について説明する。
【0085】(2) :1つのLDに対し、画像形成領域で
1つのレーザ発光パワーを制御するAPC回路と、該A
PC回路の制御により、画像形成領域でLDを駆動する
画像形成領域レーザ駆動回路を備えると共に、位置検出
領域でLDを駆動する位置検出領域レーザ駆動回路と、
画像形成領域及び位置検出領域でLDの過電流を防止す
るOCP回路(過電流保護回路)を備える。
【0086】この場合、位置検出領域でのAPC回路を
無くし、OCP回路でその機能を代替させる。そして、
OCP回路を、LDに流れる電流全てに対して検出でき
る位置に置くことにより、複数のレーザ駆動回路が同時
に駆動した場合でも、LDの破壊を確実に防止する回路
を提供する。
【0087】(3) :LDから発射されるレーザ光は、L
Dの特性ばらつきにより同じ電流を流しても出力パワー
が異なるため、前記OCP回路に過電流検出レベル(O
CPレベル)を調整する機能を設ける。
【0088】(4) :LDに流れる過電流を検出するOC
P回路の代わりに、LDから発射されたレーザ光の発光
パワーを検出するフォトダイオード(モニタ素子)の光
電流を監視してLDが破壊されないようにするレーザ発
光パワー制限回路を設けることにより、位置検出領域で
もレーザ発光パワーを制御し、LDの破壊防止を可能に
する。
【0089】この場合、レーザ発光パワー制限回路の制
限値を、位置検出領域で必要とするレーザ発光パワーを
得るための駆動電流と同等のレベルに設定することで、
複雑なAPC回路を使用することなく、位置検出領域で
のレーザ発光パワーを制御することを可能にする。
【0090】 §2:LD駆動回路例1の説明・・・図2参照 図2はLD駆動回路例1を示した図である。この回路例
は、1つのLDを駆動するために、2つのレーザ駆動回
路と1つのAPC回路を設けた例である。通常、画像形
成領域のレーザ発光パワーは、印刷の濃淡制御を行うた
めに可変する必要があるけれども、位置検出領域のレー
ザ発光パワーは可変する必要はなく、固定値で良く、し
かも高精度の制御を必要としない。また、LDの破壊を
防止するためのOCP回路は、APC回路が正常に動作
している限りは機能していない(過電流が流れなければ
機能しない)。
【0091】そこで、LDの駆動電流値が、(画像形成
領域での電流値)<(位置検出領域での電流値)<(O
CP検出値)の関係になっている特性に着目して、OC
P回路のOCP検出値(過電流検出値)と位置検出領域
での電流値(LD12に流れる電流Id の値)のレベル
を同等のレベルに設定する。この場合、前記同等のレベ
ルとは、両者のレベルが全く同一の場合だけでなく、あ
る程度のレベル差のある場合も含む。
【0092】例えば、前記位置検出領域での電流値をO
CP検出値より少し下回る値、すなわち、(位置検出領
域での電流値)<(OCP検出値)の条件を満たし、か
つ、両者の差の値Δd=(OCP検出値)−(位置検出
領域の電流値)を小さな値(制御可能な範囲の0でない
値)に設定しても良い。このようにするのは、位置検出
領域での駆動電流は高精度な制御を必要としないためで
あり、このような設定により回路構成を簡単にして安価
な回路を実現させることが可能になる。
【0093】また、APC回路が機能しているレーザ駆
動回路では、OCP検出値まで電流を駆動できない。そ
こで、APC回路の機能しないレーザ駆動回路を追加す
るだけで、2つのレーザ発光パワーを制御できる。以
下、具体的に説明する。
【0094】前記LD駆動回路には、位置検出領域でL
D12を駆動するための位置検出領域レーザ駆動回路5
0と、画像形成領域でLD12を駆動するための画像形
成領域レーザ駆動回路51と、画像形成領域でLD12
のレーザ発光パワーを制御するためのAPC回路44
と、アンプ37と、フォトダイオード(PD)28に流
れる電流Iを電圧Vに変換するI/V変換回路34と、
LD12に流れる過電流を抑制してLD12の破壊を防
止するOCP回路30等を設ける。
【0095】この場合、画像形成領域レーザ駆動回路5
1には定電流回路32を有するレーザ駆動回路を使用
し、位置検出領域レーザ駆動回路50には定電流回路を
備えないレーザ駆動回路を使用する。そして、前記LD
駆動回路を、MPU40(上位制御部)に接続すると共
に、該MPU40にはDAC41を設け、該DAC41
に値を設定することで、APC回路44に対し、画像形
成領域レーザ発光パワー基準値LP1を送るようにして
ある。
【0096】この場合、APC回路44にはアンプ37
を介してDAC41を接続すると共に、I/V変換回路
34の出力を接続する。また、APC回路44の出力を
画像形成領域レーザ駆動回路51に接続する。更に、画
像形成領域レーザ駆動回路51はMPU40からの画像
形成領域レーザ駆動信号LDS1を入力し、位置検出領
域レーザ駆動回路50はMPU40からの位置検出領域
レーザ駆動信号LDS2を入力する。
【0097】前記LD駆動回路の動作は次の通りであ
る。位置検出領域では、MPU40から位置検出領域レ
ーザ駆動回路50に対して位置検出領域レーザ駆動信号
LDS2を出力する。この信号により位置検出領域レー
ザ駆動回路50は、位置検出領域での動作を開始し、ト
ランジスタQ5 をオンにする。そして、オンになったト
ランジスタQ5 によりLD12を駆動し、該LD12に
電流Id を流す。
【0098】この電流Id によりLD12は位置検出領
域でのレーザ発光パワーでレーザ光を発射する。この場
合の電流Id は、OCP回路30でのOCP検出値(過
電流検出値)と同等にしてある。従って、位置検出領域
での電流Id は、OCP回路30のOCP検出値により
上限を抑えられた電流Id が流れる。
【0099】次に、画像形成領域では、MPU40が設
定したDAC41の値(LP1)がアンプ37で増幅さ
れた後、APC回路44に送られる。APC回路44で
は前記値(LP1)と、I/V変換回路34からのモニ
タ電圧値を取り込んでLD12の発光パワー制御を行
い、画像形成領域レーザ駆動回路51に対してレーザ発
光パワーの指示値(指示電圧)を出力する。
【0100】画像形成領域レーザ駆動回路51は、AP
C回路44からの指示値を入力すると共に、MPU40
からの画像形成領域レーザ駆動信号LDS1を入力し、
LD12を駆動する。この時、定電流回路32により、
APC回路44から指示された指示値に基づく定電流で
LD12を駆動する。前記のようにしてLD12が駆動
されている間、OCP回路30は過電流の検出を行い、
OCP検出値を越える過電流が流れると、その過電流を
抑えてLD12の破壊を防止する。
【0101】 §3:LD駆動回路例1の具体例の説明・・・図3参照 図3はLD駆動回路例1の具体例である。前記LD駆動
回路例1は、例えば、図3のように構成する。OCP回
路30には、LD12に直列接続した抵抗R1と、前記
抵抗R1 の電圧V1 を基準電圧VS と比較する比較器C
MPと、前記基準電圧VS を作るための抵抗R5 、R6
の直列回路と、前記比較器CMPの出力側に接続された
コンデンサC1 、抵抗R4 と、前記抵抗R4 に接続され
たトランジスタQ2 、Q4 を備えている。
【0102】また、画像形成領域レーザ駆動回路51に
は、LD12を駆動するためのトランジスタQ1 と、該
トランジスタQ1 にバイアス電流を流すための抵抗
2 、R 3 、コンデンサC2 と、MPU40からの画像
形成領域レーザ駆動信号LDS1によりトランジスタQ
1 を制御するためのトランジスタQ3 を備えている。こ
の場合、前記抵抗R2 、R3 、コンデンサC2 、トラン
シスタQ1 で前記定電流回路32を構成している。
【0103】更に、位置検出領域レーザ駆動回路50に
は、LD12を駆動するためのトランジスタQ5 と、該
トランジスタQ5 のバイアス回路を構成する抵抗R7
8を備えている。そして、トランジスタQ2 のコレク
タをトランジスタQ1 のベースに接続し、トランジスタ
4 のコレクタをトランジスタQ5 のベースに抵抗R 7
を介して接続する。
【0104】前記抵抗R5 、R6 の直列回路は、電源
(電圧=+Va)と接地(GND)間に接続され、該抵
抗R5 、R6 の接続点の電圧VS を、比較器CMPの一
方の入力端子に基準値として入力する。また、抵抗
2 、R3 、コンデンサC2 は電源(電圧=+Va)と
接地(GND)間に直列接続し、トランジスタQ3 はコ
ンデンサC2 と並列に接続する。この場合、前記抵抗R
6 は可変抵抗で構成し、LD12の特性に応じて基準電
圧VS を変えられるようにしてある。そして、LD12
の特性ばらつき等に応じて前記可変抵抗(抵抗R6 )を
調整することにより、過電流検出レベルが調整できるよ
うにしてある。
【0105】前記回路の動作は次の通りである。画像形
成領域では、画像形成領域レーザ駆動回路51がAPC
回路44の出力に基づいてトランジスタQ1 を駆動する
ことでLD12を駆動する。この場合、コンデンサC2
はAPC回路44からのAPC指示値(指示電圧)で充
電され、その電圧に応じてトランジスタQ1 が駆動(オ
ン/オフ)される。この時、MPU40からの画像形成
領域レーザ駆動信号LDS1によりトランジスタQ3
制御し、このトランジスタQ3 の制御によりトランジス
タQ1 を駆動する。この動作により画像形成領域におい
て画像形成(印刷)が行われる。
【0106】また、位置検出領域では、MPU40から
の位置検出領域レーザ駆動信号LDS2により、位置検
出領域レーザ駆動回路50のトランジスタQ5 がオンと
なり、LD12に位置検出領域での電流を流す。この場
合、前記位置検出領域レーザ駆動信号LDS2により与
えられた電圧により、抵抗R7 、R8 を介してトランジ
スタQ5 にバイアス電流が供給され、トランジスタQ5
はオンになる。
【0107】前記のようにしてLD12が駆動される
と、該LD12には電流Id が流れるので、抵抗R1
ら前記電流Id に比例した電圧V1 を取り出し、比較器
CMPに入力する。そして、比較器CMPにおいて、抵
抗R1 から取り出した電圧V1を基準値(基準電圧
S )と比較する。その結果、V1 <VS であれば、比
較器CMPの出力はローレベルL(=0)であり、V1
>VS になると比較器CMPの出力はハイレベルH(=
1)となる。
【0108】そして、比較器CMPの出力がL(=0)
であればコンデンサC1 の電圧は0であり、トランジス
タQ2 はオフであるから、トランジスタQ2 、Q4 はオ
フとなる。従って、トランジスタQ1 、Q5 の動作は前
記の通り行われる。しかし、LD12に流れる電流が過
電流となり、V1 >VS になると比較器CMPの出力が
H(=1)になりコンデンサC1 がハイレベルの出力で
充電される。
【0109】そのため、トランジスタQ2 、Q4 がオン
になり、そのコレクタ電位を接地電位にする。従って、
前記接地電位となったトランジスタQ2 、Q4 のコレク
タにより、トランジスタQ1 、Q5 のベース電位がロー
レベルとなる。この動作によりLD12に流れる過電流
は防止される。
【0110】前記動作において、OCP回路30のOC
P検出値(過電流検出値)と位置検出領域でのLD12
に流れる電流Id のレベルを同等のレベルに設定する。
このようにすると、位置検出領域では、電流Id が増加
してOCP検出値に達すると、OCP回路30のトラン
ジスタQ4 がオンとなりトランジスタQ5 をオフにし電
流Id を下げる。すると、前記抵抗R1 から取り出した
電圧V1 も下がり、トランジスタQ4 がオフとなって再
びトランジスタQ5 がオンとなる。その結果、前記電圧
d が増加する。以降同様の動作を繰り返し、LD12
に流れる電流I d はOPC検出値に抑えられた値で制御
される。
【0111】前記のように、位置検出領域レーザ駆動回
路50は、トランジスタQ5 と、抵抗R7 、R8 からな
る3つの部品で構成でき、回路の簡素化ができる。すな
わち、位置検出領域レーザ駆動回路50は、前記3つの
部品を半田付け等の手段によりプリント基板に取り付け
るだけで済み、極めて簡単な構成となる。
【0112】 §4:LD駆動回路例2の説明・・・図4参照 図4はLD駆動回路例2を示した図である。この回路
は、前記LD駆動回路例1において、LD12と直列に
接続されていたOCP回路を無くし、フォトダイオード
28を含むレーザ発光パワー検出部側(モニタ回路側)
に、レーザ発光パワー制限回路を接続した例である。
【0113】LD12は、経時特性変化等により電流対
レーザ発光パワーの特性が変化することがある。LD駆
動回路例1では、位置検出領域において、OCP回路3
0でLD12に流れる電流の電流値制御を行っている
為、レーザ発光パワー特性が変化した際に、所定のレー
ザ発光パワーが得られないことがある。
【0114】このため、OCP回路の代わりにレーザ発
光パワー検出部(モニタ回路)側にレーザ発光パワー制
限回路を設けることにより、レーザ発光パワー特性が変
化しても、必要なレーザ発光パワーが得られるようにし
たものである。以下、詳細に説明する。
【0115】このLD駆動回路は、位置検出領域でLD
12を駆動するための位置検出領域レーザ駆動回路50
と、画像形成領域でLD12を駆動するための画像形成
領域レーザ駆動回路51と、画像形成領域でLD12の
レーザ発光パワーを制御するためのAPC回路44と、
アンプ37と、フォトダイオード(PD)28に流れる
電流Iを電圧Vに変換するI/V変換回路34と、前記
I/V変換回路34に接続したレーザ発光パワー制限回
路61で構成する。
【0116】この場合、画像形成領域レーザ駆動回路5
1には、定電流回路32とOCP回路30を有するレー
ザ駆動回路を使用し、位置検出領域レーザ駆動回路50
には定電流回路やOCP回路を備えないレーザ駆動回路
を使用する。また、MPU40(上位制御部)にはDA
C41を設け、該DAC41に値を設定することで、A
PC回路44に対し、画像形成領域レーザ発光パワー基
準値LP1を送るようになっている。
【0117】この場合、APC回路44にはアンプ37
を介してDAC41を接続すると共に、I/V変換回路
34の出力を接続する。また、APC回路44の出力を
画像形成領域レーザ駆動回路51に接続する。更に、画
像形成領域レーザ駆動回路51にはMPU40からの画
像形成領域レーザ駆動信号LDS1を入力し、位置検出
領域レーザ駆動回路50にはMPU40からの位置検出
領域レーザ駆動信号LDS2と、レーザ発光パワー制限
回路61の出力を入力する。
【0118】前記回路の動作は次の通りである。位置検
出領域では、MPU40から位置検出領域レーザ駆動回
路50に対して、位置検出領域レーザ駆動信号LDS2
が出力する。この信号を入力した位置検出領域レーザ駆
動回路50は、位置検出領域での動作を開始し、トラン
ジスタQ5 をオンにする。
【0119】そして、オンになったトランジスタQ5
よりLD12を駆動し、該LD12に電流Id を流す。
この電流Id によりLD12は位置検出領域でのレーザ
発光パワーでレーザ光を発射する。この場合の電流Id
は、レーザ発光パワー制限回路61の制限値(過電流制
限値)と同等に設定してある。従って、位置検出領域で
の電流Id は、レーザ発光パワー制限回路61の制限値
により上限を抑えられた電流となる。
【0120】次に、画像形成領域では、MPU40が設
定したDAC41の値(LP1)がアンプ37で増幅さ
れた後、APC回路44に送られる。APC回路44で
は前記値(LP1)と、I/V変換回路34の出力電圧
値を取り込んでLD12の発光パワー制御を行い、画像
形成領域レーザ駆動回路51に対してレーザ発光パワー
の指示値を出力する。
【0121】画像形成領域レーザ駆動回路51は、AP
C回路44からの指示値を入力すると共に、MPU40
からの画像形成領域レーザ駆動信号LDS1を入力し、
LD12を駆動する。この時、定電流回路32により、
APC回路44から指示された定電流でLD12を駆動
する。前記のようにしてLD12が駆動されている間、
OCP回路30は過電流の検出を行い、OCP検出値を
越える過電流が流れると、その過電流を抑制してLD1
2の破壊を防止する。
【0122】また、レーザ発光パワー制限回路61では
I/V変換回路34の出力電圧を基準値と比較すること
で、LD12に流れる過電流の検出を行い、過電流を検
出すると、位置検出領域レーザ駆動回路50のトランジ
スタQ5 に流れる電流を抑えて過電流を防止し、LD1
2の破壊を防止する。
【0123】なお、LD駆動回路例2では、レーザ発光
パワー制限回路61を使用しており、この回路の出力を
画像形成領域レーザ駆動回路51でも使用すれば、OC
P回路30は不要になる。しかし、このようにしないの
は次の理由によるものである。
【0124】すなわち、画像形成領域レーザ駆動回路5
1は、汎用のIC(集積回路)を使用するが、このIC
の内部にOCP回路30と定電流回路32が組み込まれ
ている。従って、前記ICはそのまま使用した方が有利
である(この部分の回路構成は従来のままで済むた
め)。
【0125】一方、位置検出領域レーザ駆動回路50や
レーザ発光パワー制限回路61はディスクリート部品を
プリント基板に組み込んで使用する。この場合、前記I
C内のOCP回路30の代わりにレーザ発光パワー制限
回路61を使用することもできるが、前記ICをそのま
ま使用し、ディスクリート部品で構成する回路だけを変
更した方が有利である。従って、前記回路例2のように
構成する。
【0126】なお、前記ICを使用せず、ディスクリー
ト部品で構成する場合には、OCP回路30を無くすこ
とも可能である。この場合には、前記レーザ発光パワー
制限回路61の出力を画像形成領域レーザ駆動回路51
へ入力することで、前記回路と等価な回路が実現可能で
ある。
【0127】 §5:LD駆動回路例2の具体例の説明・・・図5参照 図5はLD駆動回路例2の具体例である。レーザ発光パ
ワー制限回路61には、I/V変換回路34の抵抗R12
の電圧V(この電圧VをV=VM とする)を基準電圧と
比較する比較器CMPと、前記基準電圧を作るための抵
抗R10、R11の直列回路と、比較器CMPの出力側に接
続されたコンデンサC7 、抵抗R12と、前記抵抗R12
接続されたトランジスタQ6 を備えている。
【0128】そして、前記抵抗R10、R11の直列回路
は、電源(電圧=+Va)と接地間に接続され、前記抵
抗R10、R11の接続点の電圧VS を基準電圧として比較
器CMPに入力する。この場合、前記抵抗R11は可変抵
抗で構成し、LD12の特性に応じて基準電圧VS を変
えられるようにしてある。そして、レーザ発光パワーの
特性の変化等に応じて前記可変抵抗(抵抗R11)を調整
することにより、電流制限値が調整できるようにしてあ
る。
【0129】また、位置検出領域レーザ駆動回路50に
は、LD12を駆動するためのトランジスタQ5 と、該
トランジスタQ5 のバイアス回路を構成する抵抗R7
8を備えている。更に、画像形成領域レーザ駆動回路
51には、定電流回路32とOCP回路30を備えてい
る。そして、トランジスタQ6 のコレクタをトランジス
タQ5 のベースに抵抗R7 を介して接続している。
【0130】前記回路の動作は次の通りである。位置検
出領域では、MPU40からの位置検出領域レーザ駆動
信号LDS2により、位置検出領域レーザ駆動回路50
のトランジスタQ5 がオンとなり、LD12に位置検出
領域での電流を流す。この場合、位置検出領域レーザ駆
動信号LDS2により与えられた電圧により、抵抗
7 、R8 を介してトランジスタQ5 にバイアス電流が
供給され、トランジスタQ 5 をオンにする。
【0131】前記のようにしてLD12が駆動される
と、該LD12には電流Id が流れるが、その時のレー
ザ発光パワーはフォトダイオード28でモニタしてい
る。そこで、I/V変換回路34の抵抗R12から電圧V
M を取り出し、比較器CMPに入力する。そして、比較
器CMPにおいて、前記抵抗R12から取り出した電圧V
Mを基準値(基準電圧VS )と比較する。その結果、V
1 <VS であれば、比較器CMPの出力はローレベルL
(=0)であり、V1 >VS になると比較器CMPの出
力はハイレベルH(=1)となる。
【0132】そして、比較器CMPの出力がL(=0)
であればコンデンサC7 の電圧は0であり、トランジス
タQ6 はオフである。従って、トランジスタQ5 の動作
は前記の通り行われる。しかし、LD12に流れる電流
が過電流となり、VM >VSになると比較器CMPの出
力がハイレベルH(=1)になりコンデンサC7 がハイ
レベルHの出力で充電される。
【0133】そのため、トランジスタQ6 がオンにな
り、そのコレクタ電位を接地電位にする。従って、前記
接地電位となったトランジスタQ6 のコレクタにより、
トランジスタQ5 のベース電位がローレベルとなる。こ
の動作によりLD12に流れる過電流は抑止され、LD
12が過電流で破壊されるのを防止する。
【0134】前記動作において、レーザ発光パワー制限
回路61の制限値(過電流の制限値)と、位置検出領域
での電流値Id のレベルを同等に設定する。このように
すると、位置検出領域では、電流Id が増加すると直ち
にレーザ発光パワー制限回路61のトランジスタQ6
オンとなり、その結果、トランジスタQ5 をオフにし前
記電流Id を下げる。
【0135】すると、前記電圧V1 も下がり、トランジ
スタQ6 がオフとなって再びトランジスタQ5 がオンと
なる。その結果、前記電圧Id が増加する。以降同様の
動作を繰り返し、LD12に流れる電流Id はレーザ発
光パワー制限回路61の制限値に抑えられた値で制御さ
れる。
【0136】前記のように、位置検出領域レーザ駆動回
路50は、トランジスタQ5 と、抵抗R7 、R8 からな
る3つの部品で構成でき、回路の簡素化ができる。すな
わち、位置検出領域レーザ駆動回路50は、前記3つの
部品を半田付け等の手段によりプリント基板に取り付け
るだけで済み、極めて簡単な構成となる。
【0137】 §6:LDユニットの動作説明・・・図6、図7参照 図6はLDユニットの動作説明図であり、A図はレーザ
光走査の説明図、B図はLD発光パワーの説明図であ
る。また、図7はタイミングチャートである。以下、図
6、図7を参照しながら動作を説明する。なお、LDユ
ニットについては図9に示した従来例を参照しながら説
明する。
【0138】前記LDユニット2内では前記のようにし
てレーザ光を発射し、そのレーザ光で感光ドラム3上を
主走査方向に走査している。この状態を図6のA図に示
す。先ず、モータにより回転駆動されているポリゴンミ
ラー11にLD12からレーザ光を照射すると、該レー
ザ光はポリゴンミラー11により反射された後、感光ド
ラム3上で主走査方向に走査される。この時、位置検出
センサ25によりレーザ光の一部を受光し、印刷動作の
1周期のスタート位置が検出されるようになっている。
【0139】この時の感光ドラム3上の用紙位置(最大
用紙サイズの位置)は図示の通りであり、この用紙位置
はレーザ光の走査範囲(最大走査範囲)内にある。この
場合、感光ドラム3上でのレーザ光の走査範囲を図示a
からbまでとすると、位置検出センサ25による位置検
出点d(スタート位置)は、aからbの範囲内であっ
て、前記用紙位置の外側にある。なお、前記位置検出点
dは用紙位置の左側、或いは右側のいずれか一方にある
が、どちら側にあっても動作は同じである。
【0140】また、感光ドラム3上での用紙位置をe点
からf点までとするが、前記用紙位置の両側に、ギャッ
プG1、G2(実際に印刷しない部分)が存在し、その
間の領域(G1〜G2間)が実際に印刷が行われる領域
となる。そして、用紙位置をe点からf点までの範囲と
し、レーザ光の走査が行われている場合、前記d点から
e点までの経過時間をT1、e点からf点までの経過時
間をT2、f点からb点までの経過時間、及びa点から
d点までの経過時間をそれぞれT3とする。
【0141】図6のB図、及び図7において、横軸は時
間T、縦軸はレーザ発光パワーPLを示す。また、位置
検出領域でのレーザ発光パワーPL をPL =LV2、画
像形成領域でのレーザ発光パワーPL をPL =LV1と
し、LD12の破壊を防止するためのレーザ発光パワー
L をPL =LV3とする。
【0142】この場合、OCP回路のOCP検出値(過
電流検出値)と位置検出領域での電流値(LD12に流
れる電流Id )を同等のレベルに設定する。すなわち、
位置検出領域での電流Id の値はOCP検出値と略同等
のレベルに設定する(LV1<LV2≒LV3)。
【0143】但し、前記レーザ発光パワーPL =LV3
は、OCP回路を使用する場合はOCP検出値である
が、前記LD駆動回路例2のレーザ発光パワー制限回路
61では、レーザ発光パワー制限値のレベルである。ま
た、T1とT3は位置検出領域であり、T2は画像形成
領域である。
【0144】図6のB図に示したように、位置検出領域
では、LV2≒LV3としてLD12を駆動する。この
時、位置検出領域レーザ駆動回路50ではMPU40か
らの位置検出領域レーザ駆動信号LDS2によりトラン
ジスタQ5 を駆動する。この時LD12に流れる電流は
レベルLV2であるが、この電流が増えるとOCP回路
30、或いはレーザ発光パワー制限回路61によりレベ
ルLV3に抑えられる。この場合、LV2≒LV3とし
ているため、LD12に流れる電流は前記レベルに制御
される。
【0145】以下、図7のタイミングチャートに基づい
て説明する。先ず、d点からe点までのT1では、PL
=LV2≒LV3となっていたレーザ発光パワーをLV
1に下げる。次に、e点からf点までのT2では、PL
=LV1として画像形成(印刷)を行う。この場合、T
2でのLD12に流す電流は画像形成内容により変化さ
れる(可変値)。次に、f点からb点までのT3では画
像形成が終了し、位置検出領域となるため、再び、レー
ザ発光パワーPL をPL =LV2(固定値)に上げる。
【0146】このようにして、T1、T2、T3のサイ
クルを繰り返して行うが、その過程でレーザ発光パワー
L がPL =LV3に達すると、OCP回路30、或い
はレーザ発光パワー制限回路61により、LD12に流
れる電流が過電流となるから、この過電流は防止され
る。
【0147】このようにすると、例えば、図3に示した
例の場合、位置検出領域では、電流Id が増加すると直
ちにOCP回路30のトランジスタQ4 がオンとなりト
ランジスタQ5 をオフにし前記電流Id を下げる。する
と、前記電圧V1 も下がり、トランジスタQ4 がオフと
なって再びトランジスタQ5 がオンとなる。その結果、
前記電流Id が増加する。以降同様の動作を繰り返し、
LD12に流れる電流Id はOCP検出値に抑えられた
値で制御される。
【0148】§7:その他の説明 (1) :前記LD駆動回路例1、2において、画像形成領
域でLD12を駆動する画像形成領域レーザ駆動回路は
1つであるが、本願発明は、このような例に限らず、複
数の画像形成領域レーザ駆動回路を設けた回路にも適用
可能である。
【0149】すなわち、画像形成領域では、画像形成を
行う場合、複数のレベルの異なるAPCを必要とする場
合がある。このような場合、画像形成領域レーザ駆動回
路を複数設け、画像形成に必要な回路を選択して画像形
成を行うことがある。本願発明は、このように、複数の
画像形成領域レーザ駆動回路を設けたLD駆動回路にも
同様にして適用することが可能である。
【0150】(2) :前記LD駆動回路は、レーザプリン
タ装置に限らず、ディジタル式複写機、ファクシミリ装
置等にも同様に適用可能である。
【0151】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。
【0152】(1) :請求項1では、APC回路は、上位
制御部からの画像形成領域レーザ発光パワー基準値と、
レーザ発光パワーを検出するフォトダイオードの光電流
に比例した電圧を基に、1つのLD(レーザダイオー
ド)に対し画像形成領域で第1のレーザ発光パワーを制
御する。そして、第1のレーザ駆動回路(画像形成領域
レーザ駆動回路)では、APC回路の出力(指示値)
と、上位制御部からの画像形成領域レーザ駆動信号に基
づいて画像形成領域でLDを駆動する。
【0153】また、位置検出領域では、第2のレーザ駆
動回路(位置検出領域レーザ駆動回路)が、上位制御部
からの位置検出領域レーザ駆動信号によりLDを駆動
(第2のレーザ発光パワーで駆動)する。そして、OC
P回路(過電流保護回路)は、第1、第2のレーザ発光
パワーでLDが駆動された際に、LDに流れる駆動電流
が過電流になると、該過電流を抑制してLDが破壊され
るのを防止する。
【0154】この場合、画像形成領域では高精度のレー
ザ発光パワー制御を行う必要があり、そのためAPC回
路を必要とする。しかし、位置検出領域では、高精度の
レーザ発光パワー制御は必要なく固定値で良いため、位
置検出領域レーザ駆動回路の構成を簡素化することがで
きる。
【0155】(2) :請求項2では、第2のレーザ駆動回
路(位置検出領域レーザ駆動回路)は、OCP回路のO
CP検出値(過電流検出値)と、位置検出領域で必要と
するレーザ発光パワーに対応したLD駆動電流のレベル
を同等のレベルに設定することで、APC回路を使用せ
ずに、位置検出領域でのレーザ発光パワーを制御する。
このため、位置検出領域レーザ駆動回路の構成を簡素化
することができる。
【0156】(3) :請求項3では、OCP回路のレベル
調節手段により、LDの特性ばらつきに対応してOCP
検出値(過電流検出レベル)を調節するので、LDの特
性ばらつきがあっても、常に適切なOCP検出値に調節
することが可能になる。
【0157】(4) :請求項4では、OCP回路は、LD
に流れる電流全てに対して検出できる位置に置いてある
ため、1つのLDが駆動されている場合は勿論、複数の
レーザ駆動回路が同時に駆動した際でも、LDの過電流
を確実に防止する。従って、LDが過電流により破壊さ
れることを確実に防止することが可能である。
【0158】(5) :請求項5では、APC回路は、1つ
のLDに対し、画像形成領域で第1のレーザ発光パワー
を制御する。そして、このAPC回路の制御により、第
1のレーザ駆動回路(画像形成領域レーザ駆動回路)
は、画像形成領域でLDを駆動する。
【0159】また、レーザ発光パワー制限回路では、レ
ーザ発光パワーを検出するフォトダイオードの光電流を
監視し、LDが破壊されないように、LD駆動電流の制
限値を設定してレーザ発光パワーを制限する。このよう
にすれば、レーザ発光パワーの特性が変化しても、常に
正確なレーザ発光パワーが得られる。
【0160】(6) :請求項6では、第2のレーザ駆動回
路(位置検出領域レーザ駆動回路)は、レーザ発光パワ
ー制限回路の制限値と、位置検出領域で必要とするレー
ザ発光パワーに対応した駆動電流のレベルを同等のレベ
ルに設定することで位置検出領域でのレーザ発光パワー
を制御する。このようにすれば、高価なAPC回路を使
用せずに、位置検出領域でのレーザ発光パワーを制御す
ることができると共に、LDの破壊を防止することがで
きる。
【0161】(7) :請求項7では、画像形成装置の露光
部は、潜像のための光を発するLDと、前記LDの発し
た光を走査する走査部と、担持体に対する潜像形成位置
でLDの発光パワーを制御するAPC回路と、APC回
路の制御により、担持体に対する潜像形成位置でLDを
駆動する第1のレーザ駆動回路と、検出部の検出位置で
LDを駆動する第2のレーザ駆動回路と、担持体に対す
る潜像位置及び検出部のレーザパワーで駆動されるLD
の過電流を防止する電流保護回路とを備えている。
【0162】この場合、画像形成領域では高精度のレー
ザ発光パワー制御を行う必要があり、そのためAPC回
路を必要とする。しかし、位置検出領域では、高精度の
レーザ発光パワー制御は必要なく固定値で良いため、位
置検出領域レーザ駆動回路の構成を簡素化することがで
きると共に、画像形成装置の構成を簡素化することがで
きる (8) :請求項8では、担持体に対する潜像位置でレーザ
パワー(レーザ発光パワー)より、検出部による検出位
置でのレーザパワー(レーザ発光パワー)の方が大きく
なるようにしている。このようにすれば、性能を低下さ
せることなく、LDを駆動するための回路構成を簡素化
し、製品のコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるLD駆動回路例1
である。
【図3】本発明の実施の形態におけるLD駆動回路例1
の具体例である。
【図4】本発明の実施の形態におけるLD駆動回路例2
である。
【図5】本発明の実施の形態におけるLD駆動回路例2
の具体例である。
【図6】本発明の実施の形態におけるLDユニットの動
作説明図である。
【図7】本発明の実施の形態におけるタイミングチャー
トである。
【図8】従来のプリンタ装置を示した図である。
【図9】従来のLDユニットを示した図である。
【図10】従来のLDユニットの動作説明図である。
【図11】従来のLD駆動回路例1である。
【図12】従来のLD駆動回路例1の具体例である。
【図13】従来のLD駆動回路例2である。
【図14】APC回路例である。
【符号の説明】
1 筐体 2 レーザダイオードユニット(LDユニット) 3 感光ドラム 4 用紙搬送路 5 帯電部 6 露光部 7 現像部 8 転写部 9 定着部 10 走査モータユニット 11 ポリゴンミラー 12 レーザダイオード(LD) 13 アパーチャ 14 コリメータレンズ 15 円筒形レンズ 16、24 フォーカス/補正用レンズ 17 アスフェリックスレンズ 18 クリーニング部 19、20、21 ミラー 22 ハーフミラー 23 保護用光学ユニットガラス 25 位置検出センサ 27 レーザ光 28 フォトダイオード(PD) 30 OCP回路 31 レーザ駆動回路 32 定電流回路 34 I/V変換回路 35 画像形成領域APC回路 36 位置検出領域APC回路 37、38 アンプ(増幅器) 40 MPU(マイクロプロセッサユニット) 41、42 ディジタル・アナログコンバータ(DA
C) 43 切り換え回路 44 APC回路 45 基準切り換え回路 46 アナログスイッチ 50 位置検出領域レーザ駆動回路 51 画像形成領域レーザ駆動回路 55 比較器 57、58 トランジスタ 59 コンデンサ 61 レーザ発光パワー制限回路

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザダイオードから発射されたレーザ光
    の1走査内で、走査方向で異なるレーザ発光パワーを必
    要とするレーザダイオード駆動回路において、 1つのレーザダイオードに対し、第1のレーザ発光パワ
    ーを制御する自動レーザ光量制御回路と、前記自動レー
    ザ光量制御回路の制御により、レーザダイオードを駆動
    する第1のレーザ駆動回路と、 第2のレーザ発光パワーでレーザダイオードを駆動する
    第2のレーザ駆動回路と、 前記第1、第2のレーザ発光パワーで駆動されるレーザ
    ダイオードの過電流を防止する過電流保護回路とを備え
    ていることを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
  2. 【請求項2】前記第2のレーザ駆動回路は、前記過電流
    保護回路の過電流検出レベルと、前記第2のレーザ発光
    パワーに対応した駆動電流のレベルを同等のレベルに設
    定することで、自動レーザ光量制御回路を使用せずに、
    前記第2のレーザ発光パワーを制御する機能を備えてい
    ることを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆
    動回路。
  3. 【請求項3】前記過電流保護回路は、レーザダイオード
    の特性ばらつきに対応して過電流検出レベルを調節する
    ためのレベル調節手段を備えていることを特徴とする請
    求項1記載のレーザダイオード駆動回路。
  4. 【請求項4】前記過電流保護回路は、レーザダイオード
    に流れる電流全てに対して検出できる位置に置くことに
    より、複数のレーザ駆動回路が同時に駆動した際でも、
    レーザダイオードの過電流を防止する機能を備えている
    ことを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動
    回路。
  5. 【請求項5】レーザダイオードから発射されたレーザ光
    の1走査内で、走査方向で異なるレーザ発光パワーを必
    要とするレーザダイオード駆動回路において、 1つのレーザダイオードに対し、第1のレーザ発光パワ
    ーを制御する自動レーザ光量制御回路と、前記自動レー
    ザ光量制御回路の制御により、レーザダイオードを駆動
    する第1のレーザ駆動回路を備えると共に、 前記第2のレーザ発光パワーでレーザダイオードを駆動
    する第2のレーザ駆動回路と、 前記レーザ発光パワーを検出するフォトダイオードの光
    電流を監視し、前記レーザダイオードが破壊されないよ
    うに、レーザダイオード駆動電流の制限値を設定してレ
    ーザ発光パワーを制限するレーザ発光パワー制限回路を
    備えていることを特徴とするレーザダイオード駆動回
    路。
  6. 【請求項6】前記第2のレーザ駆動回路は、前記レーザ
    発光パワー制限回路の制限値と、前記第2のレーザ発光
    パワーに対応した駆動電流のレベルを同等のレベルに設
    定することで、自動レーザ光量制御回路を使用せずに、
    前記第2のレーザ発光パワーを制御する機能を備えてい
    ることを特徴とする請求項5記載のレーザダイオード駆
    動回路。
  7. 【請求項7】潜像が形成される担持体と、 担持体に対して、1ライン毎に光を走査し、担持体に潜
    像を形成する露光部と、 担持体の潜像を現像する現像装置と、 露光部の1ライン内の光の位置を検出する検出部を有
    し、 検出部が検出した光の位置に基づいて、担持体に対する
    潜像に位置を補正し、画像を形成する画像形成装置にお
    いて、 露光部は、 潜像のための光を発するレーザダイオードと、 レーザダイオードの発した光を走査する走査部と、 担持体に対する潜像形成位置でレーザダイオードの発光
    パワーを制御する自動レーザ光量制御回路と、 自動レーザ光量制御回路の制御により、担持体に対する
    潜像形成位置でレーザダイオードを駆動する第1のレー
    ザ駆動回路と、 検出部の検出位置でレーザダイオードを駆動する第2の
    レーザ駆動回路と、 担持体に対する潜像位置及び検出部のレーザパワーで駆
    動されるレーザダイオードの過電流を防止する電流保護
    回路と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  8. 【請求項8】前記担持体に対する潜像位置でレーザパワ
    ーより、検出部による検出位置でのレーザパワーの方が
    大きいことを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
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