JP4359048B2 - Laser diode drive control device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、とくにデジタル複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等において光ビームで画像の書き込みを行なうために、レーザダイオードから放射されるレーザ光量を制御するレーザダイオード駆動制御装置、及び画像形成装置に関する
【0002】
【従来の技術】
レーザダイオード(LD)の劣化を検出するための検出回路は従来から知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
【特許文献1】
特開平05−187964号公報
【特許文献2】
特開平11−204890号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
LDは劣化を起こしやすい素子である上、LDが劣化を起こした場合、所望の光量が得られなくなったり、発散角が変化することで異常(レーザプリンタでは画像異常など)を起こすことが多い。
このためLD制御装置では通常、LDの駆動電流値を監視することで、LDが劣化していないかを判断し、機械の動作を停止するなどして画像異常などの不具合が発生するのを未然に防いでいる。また、工場出荷時にLD劣化進行具合をチェックするために、LDの駆動電流値を測定して判断することがある。
うした場合、レーザドライバ(LD制御回路を備えた集積回路)の内部に、LD駆動電流値の測定用回路を内蔵することが考えられる。
ところが、従来のこの種の技術では、複数のLDを駆動可能な集積回路の場合、集積回路のパッケージにチャネル数に応じた駆動電流値読み取り用の端子を設ける必要性があり、場合によっては、端子数の増加に伴い、一回り大きなパッケージを使用する必要性から、コストの上昇が避けられない。
さらに、LD制御装置は、本体制御装置とは離れた位置に配置されていることが多いため、駆動電流値信号を本体制御装置に送信するために、LD数に応じた信号線が必要となり、コネクタやピン数が増加によるコスト上昇も避けられない。
また、チャンネルごとに順番に点灯して電流値を測定することとして、加算回路を使用するなどして信号線をまとめた場合であっても、通常LD制御回路は高速変調を目的としてバイアス電流を常時流しているため、他チャンネルのLD点灯信号を消すだけでなく、チャンネルごとにバイアス電流を遮断する信号線が必要となる。このため、この方法でもやはり信号線の増加によってコネクタやピン数が増加してコスト上昇が避けられない。
そのうえ、従来のこの種の技術では、コストは低減できても、各チャネルを1つずつ劣化判定するのに時間がかかるという問題がある。
そこで本発明の技術的課題は、複数のLDを駆動している場合でも、外部端子数を増加せずに駆動電流値信号を送信することができ、ある程度LD劣化の判定速度を保った駆動電流測定装置を内蔵する小型・低コストのレーザダイオード駆動制御装置、及び画像形成装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明では、複数のレーザダイオードから放射されるレーザ光量を駆動制御すると共に、当該複数のレーザダイオードの劣化を判定するための外部装置に接続されるレーザダイオード駆動制御装置において、前記複数のレーザダイオードに対してバイアス電流を遮断することなく順次点灯させるための駆動制御を担う複数のレーザダイオードドライバと、前記複数のレーザダイオード毎に対応するように前記複数のレーザダイオードドライバ内に設けられた複数の駆動電流測定器と、前記複数の駆動電流測定器から出力される複数の駆動電流測定値を並列に入力すると共に、当該複数の駆動電流測定値における最大値を出力するアナログオア回路と、前記アナログオア回路からの出力信号を前記外部装置に出力する出力手段と、を備えたを備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明では、請求項1記載のレーザダイオード駆動制御装置において、前記アナログオア回路は、前記複数の駆動電流測定器から出力される前記複数の駆動電流測定値を所定数のグループに分けて複数系統で並列に入力すると共に、当該複数系統毎に当該複数の駆動電流測定値における最大値を出力するように複数設けられ、前記出力手段は、前記複数のアナログオア回路における前記複数系統毎に出力された前記最大値をそれぞれ個別に出力するように複数設けられたことを特徴とする。
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載のレーザダイオード駆動制御装置において、前記複数の駆動電流測定値を電圧値に変換する複数の電流/電圧変換器を備え、前記アナログオア回路は、前記複数の電流/電圧変換器からの前記複数の電圧値における最大値を出力することを特徴とする。
請求項4記載の発明の画像形成装置では、請求項1〜3の何れか1項に記載のレーザダイオード駆動制御装置を備えたことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明のレーザダイオード駆動制御装置が適用される画像形成装置の一例であるマルチビーム・レーザプリンタの構成を示す斜視図である。この第1の実施の形態ではレーザプリンタの中でもとくに複数のレーザビームで同時に画像書き込みを行なうマルチビーム・レーザプリンタについての実施の形態を示す。
マルチビーム・レーザプリンタでは、図1に示すようにレーザダイオード・ユニット(LDU)1内部において、それぞれ個別に制御され、なおかつ近接した複数のレーザダイオード(LD)から射出された複数のレーザビームがLDU1内部のコリメートレンズによって平行光線となる。
この平行光線が回転多面鏡(以下ポリゴンミラー)2によって偏向走査された後、fθレンズ3、反射ミラー4等から構成される結像レンズによってドラム状の感光体5の帯電した表面に画像を結像する。
このさいにそれぞれのレーザビームは画像信号に基いて変調されて点灯、消灯を繰り返し、ポリゴンミラー2の回転にしたがって図中矢印の主走査方向に反復して走査されると同時に、感光体5が回転して副走査を行なうことによって感光体5上に静電潜像を形成する。
形成された静電潜像は帯電した現像剤(トナー)によって現像され、さらに現像剤とは反対の電荷を与えられた転写紙等の転写材(図示せず)が感光体1に密着させられることで現像剤が転写材に転写される。そして、転写材が感光体1から分離した後、加熱されることで現像剤が転写材上に融着して定着が行われる。
ここで、感光体1上の走査領域外に配置された受光素子6はレーザビームを検知し、LD制御部は、受光素子6によって得られた検知信号を基に、画像が感光体1上に書き込まれる期間である有効走査期間を割り出している。図中7は同期検知ミラーを示している。
【0006】
図2は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザダイオード(LD)駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。なお、ここでのLDドライバ11はn個(複数)のLD12、13を駆動するためにn個(複数)設けられるものとする(即ち、各LD12、13毎にLDドライバ11が設けられているものとする)が、各LD12、13は全く同等の方法で制御されるものであるため、図2は1系統のLDドライバ11及びLD12、13の構成のみを示し、1系統のLD12、13の制御方法のみ説明する。
図2において中央演算処理装置(以下CPUとする)8はレーザプリンタ全体を制御している。画像処理部(以下IPUとする)9は、外部からの同期検知信号に基づいて画像データを電気的に処理しLDドライバ等で構成される書き込み部にパラレルで画素クロック及び画像データ(図では一括してDATAとして示す)ならびに制御信号としてのLD点灯信号、サンプルアンドホールド信号(S/H信号)等を送信している。
書き込み部に送信された画像データはパルス幅変調(以下PWMとする)部10によって変調され、LDドライバ11に送信される。
Dドライバ11は送信された信号をもとにLD12を駆動し、有効走査期間外にAPC制御用にLD12を点灯すると共に、サンプルアンドホールド信号(S/H信号)をサンプル状態にすることで、LDパッケージに内蔵されたフォトダイオード(PD)13で発生するモニタ電流をAPC回路内蔵のLDドライバ11にフィードバックしてAPCを行なう。そして有効走査期間内においては、サンプルアンドホールド信号(S/H信号)をホールド状態にしてLDドライバ11の出力電流を一定値に固定している。
【0007】
図3は、上述したLDドライバ11に内蔵されたAPC(自動光出力調整)回路を示すブロック図である。APC回路の動作を説明する。ここでもLD12、13毎にAPC回路が内蔵されているが、APC回路それぞれの構成は全く同等であるので、1つのAPC回路14のみ説明する。
LD12には常時LD発光を起こさない程度のバイアス電流が流されている。APC動作時にLD制御装置である画像処理部9から制御信号としてLD点灯信号とそれに続くサンプル信号が送出される。
LD点灯信号は図3のスイッチ回路15をオンに切り替えるとともにサンプル信号はS/Hスイッチ16をオンに切り替える。すると、ホールドコンデンサ21の電圧値に基いた電流が信号電流発生回路17からスイッチ回路15を介してLD12に流れ込み、この電流がバイアス電発生回路18からのバイアス電流に加算されることによってLD12が発光し、LD12の光強度に比例した電流がD13に流れ込む。
そして、I/V変換回路19において13を流れる電流値が電圧に変換される。その変換後の電圧と基準電圧がコンパレータ20によって比較された結果に基いてホールドコンデンサ21が充電もしくは放電されて電圧値が変化する。これにより、信号電流発生回路17の出力電流が制御され、LD12の光量が一定に制御される。
き込み時には、サンプルアンドホールド信号(S/H信号)がホールド信号に変って、S/Hスイッチ16がオフに切り替わる。その結果ホールドコンデンサ21の値が一定値に固定されるため、信号電流発生回路17からLD12に流れる電流は一定値に固定される。
そして、図2に示したPWM部10から送出される画像データ信号に基いて、LDドライバ11内部のLD変調用スイッチ回路が切り替わり、LD12による光源を変調して感光体5に画像の書き込みが行われる。
【0008】
図4はLD12についての入力電流Iと出力光量を示す光出力Pとの関係を示す特性図である。ここで、LD12が閾値電流と呼ばれる電流値Ithで発光せず、閾値電流Ithを超えて初めて発光する特性を持っていることを示している。
このため、LD12を高速動作させるために、バイアス電流と呼ばれる閾値電流程度の電流値をLD12に常時流しておき、LD点灯の場合のみ、信号電流と呼ばれる電流をバイアス電流に加算することで高速にLD制御を行なっている。
ここではマルチビームの光源として、単体のLD12を複数用いた場合を前提としてその動作を説明したが、もちろんマルチビームの光源として、1つの素子の中に個別に駆動可能な複数のLDを内蔵したLDA(レーザダイオードアレイ)を用いたものであってもよい。
図5はLD12を駆動している電流量を変換するI/V(電流/電圧)変換回路19を示す回路図である。ここでは、LD駆動手法として、図5に示されるように各LDを駆動している電流量はLDにLD駆動電流量を電流−電圧変換回路によって電圧値に常時変換することを示している。
ところで、ここでのLDに電圧に変換された電流値は、図6に示すアナログオア(OR)回路22で演算され、その出力がLDドライバ11とは別の本体制御装置(外部装置)に送出される構成になっている。
図7は、外部装置に対する測定検出回路全体の概略構成を示す回路図である。ここでは、各LDドライバ11からのバイアス電流に基づく駆動電流測定値(LD12へ供給する)をそれぞれ各I/V変換回路19'で電圧値に変換してアナログOR回路22へ出力する。アナログOR回路22について簡単に説明する。アナログOR回路22は、図6に示すような多入力1出力のアナログ回路で、複数の入力のうち、もっとも高い入力電圧と等しい電圧が出力される回路である。このためアナログOR回路22別名最大値検出回路としても知られている。
図8は、バイアス電流発生回路18の電流量とチャンネルの関係を示す図である。LD12に対する無点灯状態は、チャンネルに少しずつ異なる値のバイアス電流が流れているため、各チャンネルのうち一番大きなバイアス電流値が出力される。
そこで、図8を参照すれば、任意のチャンネル(1ch)23だけLD12をAPC点灯した場合、そのチャンネルのみバイアス電流に加えて、信号電流が流れるため、各チャンネルのバイアス電流値に多少のバラツキがあったとしても、点灯したチャンネルに一番大きな電流が流れることになる。このため、アナログOR回路22の電圧は点灯したチャンネルに流れる電流値を指し示すことになる。そして、外部端子に出力されたアナログOR回路22の出力電圧をDAC等で読み取れば、その値を点灯させたチャンネルの電流値とみなすことができる。
【0009】
図9はチャンネル点灯の動作処理を説明するフローチャートである。図9のフローチャートに示すようにチャンネルを順番に点灯させて、その都度、外部端子の出力電圧をDACで読み取れば、個々のLD12の動作電流を測定することができる。
チャンネル点灯の動作処理は、チャンネル1ch23を点灯してDAC(デジタル−アナログ変換回路によるD/A変換値)を読み取り(ステップS1)、次にチャンネル2ch24を点灯してDACを読み取り(ステップS2)、チャンネル3ch25を点灯してDACを読み取り(ステップS3)、続いてチャンネル4ch26を点灯してDACを読み取り(ステップS4)、最後にチャンネルnch27を点灯してDACを読み取る(ステップS5)。
図10は、LD12のチャンネル点灯(駆動制御)に伴う光出力と電流の関係を示す図である。LD出力光量を示す光出力Pは、図10に示されるように入力電流がLD12の閾値電流Ithを超えると微分量子効率と呼ばれる傾きを持って増大することが知られているが、LD12が劣化した場合、図10のように微分量子効率が低下することが知られている。このため劣化したLD12をAPCによって所定の光量に光らせるのには通常より大きな駆動電流が必要となるので、ここではAPC点灯時にLD12に流れる電流量を調べて、LD12が劣化しているか否か、劣化の進行状況を調べることができる。
図11は本発明の第2の実施の形態に係る測定検出回路の要部を示す図である。第1の実施の形態と同様にマルチビーム・レーザプリンタに適用されるものとするが、第1の実施の形態と重複する部分については説明を省略する。
第2実施の形態LDに電圧に変換された電流値をいくつかのグループ28、29に分け、そのグループ28、29に独立に同時並行してアナログOR回路30、31で演算してその信号の外部端子への出力および電流測定を行なうこと以外は第1の実施の形態と全く同等である。このため第2の実施の形態では第1の実施の形態にて説明した光学系および、現像プロセスと同等のものを使うものである。勿論、ここでも各LDドライバ11からのバイアス電流に基づく駆動電流測定値(電流値1〜4)をそれぞれ各I/V変換回路19'で電圧値に変換してからアナログOR回路30、31へそれぞれ出力する構成としても良い。
即ち、第2の実施の形態では図11のようにグループに各測定信号をアナログOR回路30、31によって演算して、その結果を送信して、LD12が劣化しているか否か、劣化が進行しているかを判断している。
なお、上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態に係るレーザダイオード駆動制御回路は、光ディスクや光通信などの情報・通信分野において使用されるレーザビーム光源に応用が可能である。
【0010】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1のレーザダイオード駆動制御装置の構成によれば、LD毎に個別に得た駆動電流測定値を1つのアナログOR回路によって演算し、演算した信号を1本の信号線のみで外部端子に出力する構成とすることができるため、駆動電流測定値を出力する端子数の増加を押さえ、低コスト・小型な駆動電流測定装置を内蔵した装置構成とできる。
請求項2のレーザダイオード駆動制御装置の構成によれば、LD毎に個別に得た駆動電流測定値をいくつかのグループに分け、そのグループ毎に対応する複数のアナログOR回路によって演算し、演算した信号を各アナログOR回路の外部端子に出力する構成とすることができるため、LDを多数使用していても、端子数の増加によるコスト上昇を押さえることができると同時に、或る程度のLD劣化の判定速度を保った駆動電流測定装置を内蔵した装置構成とできる。
請求項3のレーザダイオード駆動制御装置の構成によれば、上記何れかの形態のレーザダイオード駆動制御装置における1系統のアナログOR回路又は複数系統のアナログOR回路に入力される駆動電流測定値を電圧値に変換するようにしているため、装置内での信号処理が簡単になり、外部装置側でのLD劣化の判定を適確に行うことができる。
請求項4の画像形成装置の構成によれば、上記何れかの形態のレーザダイオード駆動制御装置を光源として、LD劣化の判定を適確にできる光源を使用できることにより、マルチビーム・レーザプリンタ等への適用が有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザダイオード駆動制御装置が適用される画像形成装置の一例であるマルチビーム・レーザプリンタの構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るレーザダイオード(LD)駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示すレーザダイオード駆動制御装置に備えられるLDドライバに内蔵されたAPC回路を示すブロック図である。
【図4】図2に示すレーザダイオード駆動制御装置に備えられるLDについての入力電流と出力光量の関係を示す特性図である。
【図5】図2に示すレーザダイオード駆動制御装置に備えられるLDを駆動している電流量を変換するI/V変換回路を示す回路図である。
【図6】図2に示すレーザダイオード駆動制御装置に備えられるLDドライバに付設される測定検出回路のアナログOR回路を示す回路図である。
【図7】図6で説明した測定検出回路全体の構成を示す回路図である。
【図8】図3で説明したAPC回路に備えられるバイアス電流発生回路の電流量とチャンネルの関係を示す図である。
【図9】図8で説明したLDのチャンネル点灯の動作処理を説明するフローチャートである。
【図10】図9で説明したチャンネル点灯(LD駆動制御)に伴う光出力と電流の関係を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る測定検出回路の要部を示す図である。
【符号の説明】
1 光源(LDユニット)
8 CPU
画像処理部(IPU)
10 パルス幅変調部(PWM)
11 レーザダイオード(LD)ドライバ
12、13 レーザダイオード(LD)
22、30、31 アナログオア(OR)回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser diode drive control device and an image forming apparatus for controlling the amount of laser light emitted from a laser diode in order to write an image with a light beam, particularly in a digital copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine or the like .
[0002]
[Prior art]
A detection circuit for detecting deterioration of a laser diode (LD) is conventionally known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-187964 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-204890
[Problems to be solved by the invention]
An LD is an element that easily deteriorates, and when the LD deteriorates, a desired amount of light cannot be obtained, or an abnormality (such as an image abnormality in a laser printer) often occurs due to a change in divergence angle.
For this reason , the LD control device usually monitors the drive current value of the LD to determine whether the LD has deteriorated and to stop the operation of the machine to cause a malfunction such as an image abnormality. It has been prevented. Further, in order to check the progress of the LD degradation at the time of shipment from the factory, the determination may be made by measuring the drive current value of the LD.
If there cow this, the interior of the laser driver (integrated circuit having a LD control circuit), it is considered that a built-in circuit for measuring the LD drive current value.
However, in this type of conventional technology, in the case of an integrated circuit capable of driving a plurality of LDs, it is necessary to provide a terminal for reading a drive current value corresponding to the number of channels in the package of the integrated circuit. With the increase in the number of terminals, it is inevitable that the cost will increase due to the need to use a larger package.
Furthermore, since the LD control device is often arranged at a position away from the main body control device, a signal line corresponding to the number of LDs is required to transmit the drive current value signal to the main body control device. Cost increases due to an increase in the number of connectors and pins are inevitable.
Moreover, even if the signal lines are gathered together by using an adder circuit, etc., as the current value is measured by lighting in order for each channel, the LD control circuit normally sets the bias current for the purpose of high-speed modulation. Since it is always flowing, a signal line that cuts off the bias current for each channel is required in addition to turning off the LD lighting signals of other channels. For this reason, even in this method, the number of connectors and pins increases due to an increase in signal lines, and an increase in cost is inevitable.
In addition, with this type of conventional technology, there is a problem that it takes time to determine deterioration of each channel one by one even though the cost can be reduced.
Therefore, the technical problem of the present invention is that even when a plurality of LDs are driven, a drive current value signal can be transmitted without increasing the number of external terminals, and a drive current that maintains a certain degree of LD degradation determination speed. It is an object of the present invention to provide a small and low-cost laser diode drive control device and an image forming apparatus incorporating a measurement device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention described in claim 1, the amount of laser light emitted from the plurality of laser diodes is driven and controlled, and connected to an external device for determining deterioration of the plurality of laser diodes. In the laser diode drive control device, a plurality of laser diode drivers responsible for drive control for sequentially turning on the plurality of laser diodes without interrupting a bias current, and the plurality of laser diodes corresponding to each of the plurality of laser diodes A plurality of drive current measuring devices provided in a plurality of laser diode drivers and a plurality of drive current measurement values output from the plurality of drive current measurement devices are input in parallel, and the plurality of drive current measurement values An analog OR circuit that outputs the maximum value, and an output signal from the analog OR circuit Characterized by comprising a comprising output means for outputting the location, the.
According to a second aspect of the present invention, in the laser diode drive control device according to the first aspect, the analog OR circuit divides the plurality of drive current measurement values output from the plurality of drive current measuring devices into a predetermined number of groups. A plurality of systems are input in parallel, and a plurality of systems are provided to output the maximum value of the plurality of drive current measurement values for each of the plurality of systems, and the output means is the plurality of systems in the plurality of analog OR circuits. A plurality of the maximum values output every time are provided so as to be output individually.
According to a third aspect of the present invention, in the laser diode drive control device according to the first or second aspect, the laser diode drive control device includes a plurality of current / voltage converters that convert the plurality of drive current measurement values into voltage values, and the analog OR circuit includes: The maximum value among the plurality of voltage values from the plurality of current / voltage converters is output.
According to a fourth aspect of the present invention , there is provided an image forming apparatus comprising the laser diode drive control device according to any one of the first to third aspects.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a multi-beam laser printer as an example of an image forming apparatus to which a laser diode drive control device of the present invention is applied . This first embodiment shows an embodiment of a multi-beam laser printer that performs image writing simultaneously with a plurality of laser beams, among laser printers.
In the multi-beam laser printer, as shown in FIG. 1, a plurality of laser beams emitted individually from a plurality of laser diodes (LD) which are individually controlled and are adjacent to each other in the laser diode unit (LDU) 1 are LDU1. Parallel rays are generated by the internal collimating lens.
After the parallel rays are deflected and scanned by a rotating polygon mirror (hereinafter referred to as a polygon mirror) 2, an image is formed on the charged surface of the drum-shaped photoconductor 5 by an imaging lens composed of an fθ lens 3, a reflection mirror 4, and the like. Image.
At this time, each laser beam is modulated on the basis of the image signal and repeatedly turned on and off, and is repeatedly scanned in the main scanning direction indicated by the arrow in the drawing according to the rotation of the polygon mirror 2. An electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 5 by rotating and performing sub-scanning.
The formed electrostatic latent image is developed with a charged developer (toner), and a transfer material (not shown) such as transfer paper to which a charge opposite to that of the developer is applied is brought into close contact with the photoreceptor 1. As a result, the developer is transferred onto the transfer material. Then, after the transfer material is separated from the photoreceptor 1, the developer is fused on the transfer material by heating, and fixing is performed.
Here, the light receiving element 6 arranged outside the scanning region on the photosensitive member 1 detects the laser beam, and the LD control unit detects the image on the photosensitive member 1 based on the detection signal obtained by the light receiving element 6. An effective scanning period, which is a writing period, is determined. In the figure, reference numeral 7 denotes a synchronization detection mirror.
[0006]
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the laser diode (LD) drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention . Here, it is assumed that n (plurality) of LD drivers 11 are provided to drive n (plurality) of LDs 12 and 13 (that is, the LD driver 11 is provided for each LD12 and 13 ). shall have) found for each LD 12, 13 is shall be controlled in exactly the same manner, the in FIG. 2 shows only the configuration of the LD driver 11 and LD12,13 of one system, one system of Only the control method of the LDs 12 and 13 will be described.
The central processing unit 2 (hereinafter referred to as CPU) 8 controls the whole laser printer. The image processing unit (hereinafter referred to as IPU) 9 is synchronization based on the detection signal electrically processes the image data, pixel clock and image data (Fig. In parallel to the configured writing unit in LD driver or the like from the outside 2 is collectively shown as DATA) , an LD lighting signal as a control signal, a sample and hold signal (S / H signal) , and the like.
Image data transmitted to the write section includes a pulse width modulation is modulated by the unit 10 (hereinafter referred to as PWM), is sent to the LD driver 11.
L D driver 11, a signal transmitted by driving the LD12 based, as well as light the LD12 for APC control outside effective scanning period, the sample-and-hold signal (S / H signal) to the sample state Thus, APC is performed by feeding back the monitor current generated in the photodiode (PD) 13 built in the LD package to the LD driver 11 built in the APC circuit. During the effective scanning period , the sample and hold signal (S / H signal) is held and the output current of the LD driver 11 is fixed to a constant value.
[0007]
FIG. 3 is a block diagram showing an APC (automatic light output adjustment) circuit built in the LD driver 11 described above . The operation of the APC circuit will be described. Here, an APC circuit is built in each of the LDs 12 and 13 , but the configuration of each APC circuit is completely the same, so only one APC circuit 14 will be described.
The LD 12 is supplied with a bias current that does not always cause LD light emission. During the APC operation, an LD lighting signal and a sample signal following the LD lighting signal are sent out as a control signal from the image processing unit 9 which is an LD controller.
The LD lighting signal switches the switch circuit 15 of FIG. 3 on, and the sample signal switches the S / H switch 16 on. Then, a current based on the voltage value of the hold capacitor 21 flows from the signal current generation circuit 17 to the LD 12 via the switch circuit 15 , and this current is added to the bias current from the bias electricity generation circuit 18, thereby causing the LD 12 to emit light. and a current proportional to the light intensity of the LD12 flows into the L D13.
Then, the current value flowing through the L D 13 is converted into a voltage in the I / V conversion circuit 19. As the voltage with a reference voltage after conversion hold capacitor 21 is charged or discharged based on the comparison result by the comparator 20 with voltage values are changed. This ensures that the output current of the signal current generating circuit 17 is controlled, the amount of LD 12 is controlled to be constant.
When writes, the sample-and-hold signal (S / H signal) is turned into the hold signal, S / H switch 16 is switched off. As a result, since the value of the hold capacitor 21 is fixed to a constant value, the current flowing from the signal current generating circuit 17 to the LD 12 is fixed to a constant value.
Then, based on the image data signal sent from the PWM unit 10 shown in FIG. 2, the LD modulation switch circuit inside the LD driver 11 is switched, and the LD 12 modulates the light source 1 to write an image on the photosensitive member 5. Is done.
[0008]
Figure 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the light output P indicating the input current I and output light amount of the LD 12. Here, we show that the LD12 is not the current value Ith or in light emission called threshold value current has a first emission characteristics beyond the threshold current Ith.
For this reason , in order to operate the LD 12 at a high speed, a current value of about a threshold current called a bias current is always passed through the LD 12 and only when the LD is turned on, a current called a signal current is added to the bias current. LD control is performed.
Here, the operation has been described on the premise that a plurality of single LDs 12 are used as a multi-beam light source. Of course, as a multi-beam light source, a plurality of LDs that can be individually driven are incorporated in one element. An LDA (laser diode array) may be used.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an I / V (current / voltage) conversion circuit 19 that converts the amount of current driving the LD 12 . Here, as an LD driving method, as shown in FIG. 5, the amount of current that drives each LD current the LD drive current amount for each LD - indicates the conversion constant to the voltage value by the voltage conversion circuit ing.
By the way, the current value converted into a voltage for each LD here is calculated by an analog OR circuit 22 shown in FIG. 6, and its output is sent to a main body control device (external device) different from the LD driver 11. It is configured to be sent out.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the entire measurement detection circuit for the external device . Here, a drive current measurement value (supplied to the LD 12) based on the bias current from each LD driver 11 is converted into a voltage value by each I / V conversion circuit 19 ′ and output to the analog OR circuit 22. The analog OR circuit 22 will be briefly described. The analog OR circuit 22 is a multi-input one-output analog circuit as shown in FIG. 6, and is a circuit that outputs a voltage equal to the highest input voltage among a plurality of inputs. Therefore the analog OR circuit 22, also known as the maximum value detection circuit aliases.
Figure 8 is a diagram showing the relationship between the current amount and the channel of the bias current generating circuit 18. The non-lighting state for LD 12, the bias current of slightly different values for each channel is flowing, a large bias current value most of the channels are output.
Therefore , referring to FIG. 8, when the LD 12 is APC-lit only for an arbitrary channel (1ch) 23, a signal current flows in addition to the bias current only for that channel, so there is a slight variation in the bias current value of each channel. even if, ing to the largest current flows through the lighting channel. For this reason, the voltage of the analog OR circuit 22 indicates the value of the current flowing through the lit channel. When the output voltage of the analog OR circuit 22 output to the external terminal is read by a DAC or the like, the value can be regarded as the current value of the lighted channel.
[0009]
Figure 9 is a flowchart for explaining the operation process of the channel lighting. As shown in the flowchart of FIG. 9, the operating currents of the individual LDs 12 can be measured by sequentially lighting the channels and reading the output voltage of the external terminal with the DAC each time.
In the channel lighting operation process, the channel 1ch23 is turned on to read the DAC (D / A conversion value by the digital-analog conversion circuit) ( step S1), and then the channel 2ch24 is turned on to read the DAC ( step S2). The channel 3ch25 is turned on to read the DAC ( step S3), the channel 4ch26 is turned on to read the DAC ( step S4), and finally the channel nch27 is turned on to read the DAC ( step S5).
Figure 10 is a diagram showing the relationship between the optical output and the current due to the channel lighting the LD 12 (the drive control). The optical output P indicating the LD output light amount is known to increase with a slope called differential quantum efficiency when the input current I exceeds the threshold current Ith of the LD 12 as shown in FIG. When 12 deteriorates, it is known that the differential quantum efficiency decreases as shown in FIG. For this reason , in order to make the deteriorated LD 12 emit a predetermined amount of light by APC, a driving current larger than usual is required. Therefore, here, the amount of current flowing through the LD 12 when the APC is turned on is examined, and the LD 12 deteriorates. It is possible to check the progress of deterioration.
Figure 11 is a drawing showing the essential components of the measurement detection circuit according to a second embodiment of the present invention. It is assumed that the present invention is applied to a multi-beam laser printer as in the first embodiment, but the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
In the second embodiment, divided into several groups 28, 29 a current value converted into a voltage for each LD, calculated by the analog OR circuits 30 and 31 concurrently independently for each the group 28, 29 Thus, this embodiment is exactly the same as the first embodiment except that the signal is output to the external terminal and the current is measured. Therefore, in the second embodiment the optical system and described in the first embodiment is to use the equivalent of a development process. Of course, the drive current measurement values (current values 1 to 4) based on the bias currents from the respective LD drivers 11 are converted into voltage values by the respective I / V conversion circuits 19 ′, and then to the analog OR circuits 30 and 31. It is good also as a structure which outputs each.
That is, in the second embodiment, by calculating the analog OR circuits 30 and 31 each measurement signal for each group as shown in FIG. 11, and transmits the result, whether LD 12 has deteriorated, It is judged whether the deterioration is progressing.
The laser diode drive control circuit according to the first embodiment and the second embodiment described above can be applied to a laser beam light source used in the information / communication field such as an optical disk or optical communication.
[0010]
【The invention's effect】
As described above , according to the configuration of the laser diode drive control device of claim 1 , the drive current measurement value obtained individually for each LD is calculated by one analog OR circuit, and the calculated signal is converted into one signal. Since it can be configured to output to an external terminal only by a line, an increase in the number of terminals that output a drive current measurement value can be suppressed, and a device configuration that incorporates a low-cost, small-sized drive current measurement device can be achieved.
According to the configuration of the laser diode drive control device of claim 2 , the drive current measurement values obtained individually for each LD are divided into several groups, and calculated by a plurality of analog OR circuits corresponding to each group. Therefore, even if a large number of LDs are used, an increase in cost due to an increase in the number of terminals can be suppressed, and at the same time, a certain degree of LD can be obtained. A device configuration with a built-in drive current measuring device that maintains the determination speed of deterioration can be achieved.
According to the configuration of the laser diode drive control device of claim 3, the drive current measurement value input to one analog OR circuit or a plurality of analog OR circuits in the laser diode drive control device of any of the above forms Since it is converted to a value, signal processing in the apparatus is simplified, and it is possible to accurately determine the LD degradation on the external apparatus side.
According to the configuration of the image forming apparatus of the fourth aspect, the laser diode drive control device according to any one of the above forms can be used as a light source, so that a light source capable of accurately determining the LD degradation can be used. The application of becomes effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a multi-beam laser printer as an example of an image forming apparatus to which a laser diode drive control device of the present invention is applied .
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the laser diode (LD) drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention .
3 is a block diagram showing an APC circuit built in an LD driver provided in the laser diode drive control device shown in FIG . 2. FIG.
4 is a characteristic diagram showing the relationship between the input current and output light amount of the LD provided in the laser diode drive controller shown in FIG.
5 is a circuit diagram showing an I / V conversion circuit for converting an amount of current driving an LD provided in the laser diode drive control device shown in FIG . 2 ;
6 is a circuit diagram showing an analog OR circuit of a measurement detection circuit attached to an LD driver provided in the laser diode drive control device shown in FIG . 2 ;
7 is a circuit diagram showing the configuration of the entire measurement detection circuit described in FIG . 6 ;
8 is a diagram showing the relationship between the current amount and the channel of the bias current generating circuit provided to the APC circuit explained in FIG.
FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation process of channel lighting of the LD described in FIG . 8 ;
10 is a diagram showing the relationship between the light output and current associated with channel lighting (LD drive control) described in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a main part of a measurement detection circuit according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Light source (LD unit)
8 CPU
9 Image processing unit (IPU)
10 pulse width modulator (PWM)
11 laser diode (LD) driver 12 , 13 laser diode (LD)
22 , 30, 31 analog OR (OR) circuit

Claims (4)

複数のレーザダイオードから放射されるレーザ光量を駆動制御すると共に、当該複数のレーザダイオードの劣化を判定するための外部装置に接続されるレーザダイオード駆動制御装置において、
前記複数のレーザダイオードに対してバイアス電流を遮断することなく順次点灯させるための駆動制御を担う複数のレーザダイオードドライバと、前記複数のレーザダイオード毎に対応するように前記複数のレーザダイオードドライバ内に設けられた複数の駆動電流測定器と、前記複数の駆動電流測定器から出力される複数の駆動電流測定値を並列に入力すると共に、当該複数の駆動電流測定値における最大値を出力するアナログオア回路と、前記アナログオア回路からの出力信号を前記外部装置に出力する出力手段と、を備えたことを特徴とするレーザダイオード駆動制御装置。
In the laser diode drive control device connected to an external device for controlling the amount of laser light emitted from a plurality of laser diodes and determining the deterioration of the plurality of laser diodes,
A plurality of laser diode drivers responsible for driving control for sequentially turning on the plurality of laser diodes without interrupting a bias current, and a plurality of laser diode drivers in the plurality of laser diode drivers so as to correspond to each of the plurality of laser diodes A plurality of drive current measuring devices provided and a plurality of drive current measurement values output from the plurality of drive current measuring devices are input in parallel, and an analog OR that outputs a maximum value among the plurality of drive current measurement values is input. A laser diode drive control device comprising: a circuit; and output means for outputting an output signal from the analog OR circuit to the external device.
請求項1記載のレーザダイオード駆動制御装置において、前記アナログオア回路は、前記複数の駆動電流測定器から出力される前記複数の駆動電流測定値を所定数のグループに分けて複数系統で並列に入力すると共に、当該複数系統毎に当該複数の駆動電流測定値における最大値を出力するように複数設けられ、前記出力手段は、前記複数のアナログオア回路における前記複数系統毎に出力された前記最大値をそれぞれ個別に出力するように複数設けられたことを特徴とするレーザダイオード駆動制御装置。2. The laser diode drive control device according to claim 1, wherein the analog OR circuit divides the plurality of drive current measurement values output from the plurality of drive current measuring devices into a predetermined number of groups and inputs them in parallel in a plurality of systems. And a plurality of the drive current measurement values are provided for each of the plurality of systems, and the output means outputs the maximum value output for each of the plurality of systems in the plurality of analog OR circuits. A plurality of laser diode drive control devices are provided so as to individually output the laser diode. 請求項1又は2記載のレーザダイオード駆動制御装置において、前記複数の駆動電流測定値を電圧値に変換する複数の電流/電圧変換器を備え、前記アナログオア回路は、前記複数の電流/電圧変換器からの前記複数の電圧値における最大値を出力することを特徴とするレーザダイオード駆動制御装置。3. The laser diode drive control device according to claim 1, further comprising a plurality of current / voltage converters for converting the plurality of drive current measurement values into voltage values, wherein the analog OR circuit includes the plurality of current / voltage conversions. A laser diode drive control device for outputting a maximum value among the plurality of voltage values from a detector. 請求項1〜3の何れか1項に記載のレーザダイオード駆動制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the laser diode drive control device according to claim 1.
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