JPS6397061A - レ−ザ記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複写機やプリンタ等として利用されているレ
ーザ記録装置に関するものである。

従来の技術 従来より、レーザダイオードを用いた電子写真法による
レーザ記録装置は、レーザダイオードから発生されるレ
ーザ光で光導電感光ドラム表面に静電潜像を形成し、そ
の靜を潜像を現像して得たトナー像を普通記録紙に転写
したのち、この転写されたトナー像を定着して記録物を
えるものが多い。

この種のレーザ記録装置は、第３図に示すように、画像
形成のために光導電感光ドラム１０を一定速度で回転さ
せておき、レーザダイオード１から出力されたレーザ光
をポリゴンモータ１１に取り付けられた多面体ミラー１
２で偏向し、さらにｆθレンズ１３によってビーム径な
どの誤差を補正して、前記光導電感光ドラム１０に対し
その軸方向に繰返して走査することによって光導電感光
ドラム１０に静電潜像を形成するのである。

また、レーザ光の走査中には、光導電感光ドラムの近傍
でしかも画像形成領域外に配置された位置検出用の光電
変換素子１４にも各回の走査毎にレーザ光が照射され、
光電変換素子１４を通過した時からの時間管理のもとで
、変調信号によりレーザダイオード１の駆動電流を断続
し、レーザ光の変調を行う。

このようなレーザ記録装置において、高品位の記録画像
を得るには、光導電感光ドラムの表面に照射されるレー
ザ光の強度をほぼ一定の値にすることが必要である。

以下、第４図のブロック図を参照して従来のレーザ記録
装置の主要部分の構成を説明する。

図において、１はレーザダイオード、２は光導電感光ド
ラムの近傍に配置されレーザダイオード１から出力され
てｆθレンズ等を介して光導電感光ドラムに照射された
レーザ光の強度をアナログ信号に変換する光電変換素子
であるビンフォトダイオード、３は前記ビンフォトダイ
オード２より出力されたアナログ信号を、予め設定され
ている基準電気信号と比較して、その結果を２値付号と
して出力する比較回路、４は前記２値付号によりカウン
トアツプモードとカウントダウンモードに切り換えられ
るデジタルカウンタ回路、５は前記デジタルカウンタ回
路４のデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル
・アナログ変換回路、６は前記デジタル・アナログ変換
回路より出力されたアナログ信号に応じてレーザダイオ
ード１へ流す駆動電流を制御する電流制御回路、７は変
調信号によってレーザダイオード１の駆動電流を断続す
る変調回路、８はデジタルカウンタ回路４を制御する制
御回路である。第５図は前記したデジタルカウンタ回路
４とデジタル・アナログ変換回路５の詳細な構成を示し
た回路図であり、デジタルカウンタ回路４の内部は４ビ
ツトのデジタルカウンタ４ａ及び４ｂによって８ビツト
のアップ。

ダウンカウンタが構成され、８ビツトのデジタル信号は
８ビツトの分解能をもつデジタル・アナログ変換回路５
に入力される。さらに、前記８ビツトのデジタル信号は
８人力ＮＡＮＤゲート９に並列に入力される。

以上のように構成された従来のレーザ記録装置に於て、
先ず制御回路８は光導電感光ドラムへ照射されるレーザ
光の強度を一定にコントロールするための開始信号（以
下ＡＰＣ信号（ＡＵＴ○ＰＯＷＥＲＣ０ＮＴＲ０Ｌ）と
略す）をデジタルカウンタ４ａ、４ｂのリセット端子（
Ｒ）に対して出力する。するとデジタルカウンタ４ａ、
４ｂが動作可能状態となり、データ入力端子Ｄ１〜Ｄ４
に設定された最小値「０」がロードされる。

従って、デジタルカウンタ４ａ、４ｂから出力されるデ
ジタル信号は最小値となり、電流制御回路６の設定電流
も最小値となる。このため、レーザダイオード１の発光
強度も最小値となりビンフォトダイオード２から出力さ
れるアナログ信号の値は基準電気信号以下となり、従っ
て比較回路３がら出力される２値付号はハイレベルとな
り、この２値付号はデジタルカウンタ４ａ、４ｂのアッ
プ・ダウン端子（以下Ｕ／Ｄ端子という）に入力され、
カウントアツプモードとなり、サンプルクロックに応じ
てデジタルカウンタは「１」づつカウントアツプし、電
流制御回路６の設定電流は次第に増大し、レーザの発光
強度も同様に増大し、ビンフォトダイオード２からのア
ナログ信号の値も太き（なる。そして、そのアナログ信
号の値が基準電気信号以上となると、比較回路３から出
力される２値付号はロウレベルとなりデジタルカウンタ
４ａ、４ｂのＵ／Ｄ端子に入力され各デジタルカウンタ
はカウントダウンモードになり、サンプルクロックに応
じて「１」だけカウントダウンする。すると電流制御回
路６の設定電流は減少し、レーザダイオード１の発光強
度も減少しビンフォトダイオード２のアナログ信号も基
準電気信号以下となり比較回路３からの２値付号は再び
ハイレベルとなり、デジタルカウンタ４ａ、４ｂはカウ
ントアツプモードになる。

以上のような一連の動作を繰返すことによって光導電感
光ドラムへ照射されるレーザ光の強度は所定の設定値を
境に＋：１段階の変動範囲で変動する。

ここで、レーザダイオード１の劣化等で光導電感光ドラ
ムへ照射されるレーザ光の強度が減少した場合は、ピン
フォトダイオードからのアナログ信号の値が小さくなる
ため、劣化していない時に比較してカウントアツプの期
間が長くなり、従ってカウントアツプモードとカウント
ダウンモードとの境界の値が大きくなりレーザダイオー
ド１の駆動電流が増大されることによって光導電感光ド
ラムへ照射されるレーザ光の強度が補償される。

そして、レーザダイオードの劣化が次第に大きくなると
、デジタルカウンタ４ａ、４ｂから出力されるデジタル
信号の値は徐々に大きくなり、その値はついにはｒＦＦ
　（ヘキサ）」となり、８人力ＮＡＮＤゲート９の全て
の入力がハイレベルとなるため、ＮＡＮＤゲート９から
の出力はハイレベルよりローレベルになり、メンテナン
ス信号が出力されることとなる。

このメンテナンス信号は、図示していない異常表示回路
を駆動し、そして例えば発光ダイオードを光らせるなど
して、操作者に対しレーザダイオードが異常であること
を知らせる。

発明が解決しようとする間圧点 ところで、レーザダイオードの駆動電流と発光強度との
関係は第６図に示すように、その使用状態における周囲
温度によってかなりの変化を示すことが知られている。

この図より、同じ発光強度を得るには、周囲温度が高く
なればなるほど駆動電流の値を大きくしなければならな
いことがわかる。

このため、従来のものに於ては例えばレーザ記録装置の
使用可能な周囲温度を例えば０〜５０℃とした場合には
、レーザダイオードへ゛流す最大電流値は０℃において
設定しなければならない。なぜならば以下のような理由
による。

つまり、例えば５０℃において最大電流値を決めた場合
において、ｆθレンズ等の光学系の汚れによって光導電
感光ドラムへ達するレーザ光の強度が低下した時は、ビ
ンフォトダイオードより出力されるアナログ信号の値も
低下し、従って比較回路３、デジタルカウンタ回路４、
デジタル・アナログ変換回路５、電流制御回路６を介し
てレーザダイオードｌへ流される電流の値が最大電流値
に向かって徐々に高められる。その際、仮に本レーザ記
録装置の使用状態における周囲温度が０℃であったとす
るとレーザダイオード１は０℃における最大出力値Ｐｍ
ａｘ（０℃）をこえるほどの電流が流されることとなる
ため、レーザダイオードが破壊されてしまうという問題
が発生するからである。

しかしながら、レーザダイオードへ流す最大電流値を０
℃において設定したとしても以下にのべるような不具合
が生じてしまう。

即ち、本レーザ記録装置の現在の周囲温度が０℃、より
も高い例えば２５℃であったとすると、２５℃では第７
図に示したＩｍａｘ　（０℃）以上の値であるＩｍａｘ
（２５℃）までの電流を流せるにも拘らず、電流値がＩ
ｍａｘ（０℃）となった時点でメンテナンス信号が出力
されてしまうという誤動作をしてしまうというものであ
る。

問題点を解決するための手段 そこで、本発明のレーザ記録装置は周囲温度によって、
その時のレーザダイオードへ流すことができる最大電流
値が可変となるように構成した。

作　　用 この構成により、その時の周囲温度に応じた最大電流値
まで、レーザダイオードに流れる電流を増加させること
ができる。

実　　施　　例 以下、本発明のレーザ記録装置の一実施例の説明を第１
図を参照して行う。

第１図に於て、２１はレーザダイオード、２２は光導電
感光ドラムの近傍に配置されレーザダイオード２１から
出力されてｆθレンズ等を介して光導電感光ドラムに照
射されたレーザ光の強度をアナログ信号に変換する充電
変換素子であるピンフォトダイオード、２３は前記ピン
フォトダイオード２２より出力されたアナログ信号を、
予め設定されている基準電気信号と比較して、その結果
を２値付号として出力する比較回路、２４は前記２値付
号によりカウントアツプモードとカウントダウンモード
に切り換えられるデジタルカウンタ回路、２５は前記デ
ジタルカウンタ回路２４のデジタル信号をアナログ信号
に変換するデジタル・アナログ変換回路、２６は前記デ
ジタル・アナログ変換回路より出力されたアナログ信号
に応じてレーザダイオード２１に流す駆動電流を制御す
る電流制御回路、２７は画像信号によってレーザダイオ
ード２１への駆動電流を断続する変調回路、２８はデジ
タルカウンタ回路２４と変調回路２７を制御する制御回
路、２９はレーザダイオード１の温度を検出し、アナロ
グ信号に変換する温度検出回路、３０は温度検出回路か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するア
ナログ・デジタル変換回路、３１はデジタルカウンタ回
路２４からのデジタル信号と、アナログ・デジタル変換
回路１０からのデジタル信号とが一致するかどうかを判
別する一致判別回路である。

第２図は前記したデジタルカウンタ回路２４と温度検出
回路２９とデジタル・アナログ変換回路３０および一致
判別回路３１の詳細な構成を示した回路図である。

図において２４ａ及び２４ｂは４ビツトのデジタルカウ
ンタ、２９ａは温度に応じて抵抗値が変化するサーミス
タ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄは抵抗、２９ｅは前記サー
ミスタ２９ａと抵抗２９ｂとによって分圧された電圧と
、抵抗２９ｃと抵抗２９ｄによって分圧された電圧との
差を増幅するオペアンプ、３１ａ〜３１ｈはデジタルカ
ウンタ２４ａ、２４ｄからのデジタル出力信号とアナロ
グ・デジタル変換回路３０からのデジタル信号とが一致
するとハイレベルとなる排他的論理和ゲート（ＥＸ−Ｏ
Ｒゲートという）、３１ｉは８人力ＮＡＮＤゲートであ
る。

以上のように構成された本実施例のレーザ記録装置にお
いて、制御回路２８によってデジタルカウンタ２４ａ、
２４ｂのＬｏａｄ入力端子にロード信号が入力され、デ
ータ入力端子Ｄ１〜Ｄ４に設定された最小値「０」がロ
ードされる。従って、デジタルカウンタ２４ａ、２４ｂ
からの出力信号も’ＯＪであり、デジタル・アナログ変
換回路２５からの出力信号も最小値となり、電流制御回
路２６の設定電流が最小値となる。このため、レーザダ
イオード２１の発光強度も最小値となりピンフォトダイ
オード２２からのアナログ検出信号が基準電気信号以下
となり、比較回路２３から出力される２値付号はハイレ
ベルとなりデジタルカウンタ２４ａ、２４ｂのアップ・
ダウン端子（Ｕ／Ｄ端子）に入力され、カウントアツプ
モードとなりサンプリングクロックに応じて「１」づつ
カウントアツプし、ＷＬ流副制御回路２６設定電流は次
第に増大しレーザダイオードの発光強度も同様に増大し
、ｆθレンズ等の光学系を介してピンフフォトダイオー
ドへ照射されるレーザ光の強度が所定の値、即ち比較回
路２３の１人力に与えられている基準電気信号の値より
も大きくなると、比較回路２３から出力される２値付号
はローレベルとなりデジタルカウンタ２４ａ、２４ｂの
Ｕ／Ｄ端子に入力され両カウンタはカウントダウンモー
ドとなりサンプリングクロックに応じてｒｌ」だけカウ
ントダウンし電流ＩＩＩ御回路２６の設定電流値は減少
し従ってレーザダイオード２１の発光強度も減少するこ
ととなるためピンフォトダイオード２２から出力される
アナログ信号の値も小さくなり、再び基準電気信号以下
となり比較回路２３から出力される２値付号がハイレベ
ルとなり、デジタルカウンタ２４ａ、２４ｂはカウント
アツプモードとなる。

以上の一連の動作の繰返しによって光導電感光ドラムへ
照射されるレーザ光の強度は設定値を境に土１段階の範
囲で変動する。

また、温度検出回路２９のサーミスタ２９ｅによってレ
ーザダイオード２１の周辺の温度がアナログ信号に変換
され、このアナログ信号と抵抗２９ｂと２９ｃから得ら
れる基準電気信号との差がオペアンプ２９ａにより増幅
される。そして、そのオペアンプからの出力信号はアナ
ログ・デジタル変換回路３０により周囲温度におけるレ
ーザダイオード２１の駆動電流の許容最大値を表すデジ
タル信号として変換される。ここで、レーザダイオード
３１が劣化したり破壊されたりすると、デジタルカウン
タ２４ａ、２４ｂからのデジタル信号が前記アナログ・
デジタル変換回路３０により設定されたデジタル信号と
がＥＸ−ＯＲゲート３１ａ〜３１ｈにより一致するかど
うかが判別され、一致すればＥＸ−ＯＲゲートは全てハ
イレベルとなり８人力ＮＡＮＤゲートからの出力がロウ
レベルとなりこれをメンテナンス信号として使用する。

そしてこのメンテナンス信号を利用して別に用意した発
光ダイオードを光らせるなどして、操作者に対しレーザ
ダイオードが異常であることを知らせる。

本実施例によれば、サーミスタによりその時の周囲温度
に応じて、メンテナンス信号が出力される電流値が決定
されることとなる。また、このメンテナンス信号は、そ
の時の周囲温度におけるレーザダイオード２１へ流す最
大電流値を越えた時に発生されるものであるため従来発
生していたようなメンテナンス信号の誤送出はなくなる
。

発明の効果 以上、説明したように、本発明のレーザ記録装置は使用
状態における周囲温度によって、その時のレーザダイオ
ードへ流すことができる最大電流値を決定することがで
きるとともにメンテナンス信号も適切にときに出力する
ことができ、実用上有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレーザ記録装置の主要部分
の構成を示したブロック図、第２図は第１図におけるデ
ジタルカウンタ回路２４と温度検出回路２９とデジタル
・アナログ変換回路３０および一致判別回路３１の、詳
細な構成を示した回路図、第３図はレーザ記録装置の主
要構成部を示す斜視図、第４図は従来のレーザ記録装置
の主要部分の構成を示したブロック図、第５図は第４図
におけるデジタルカウンタ回路４とデジタル・アナログ
変換回路５の詳細な構成を示した回路図、第６図はレー
ザダイオードの駆動電流と発光強度との関係を示した特
性曲線図である。 ２１・・・・・・レーザダイオード、 ２２・・・・・・ピンフォトダイオード、２３・・・・
・・比較回路、 ２４・・・・・・デジタルカウンタ回路、２４ａ、２４
ｂ・・・・・・デジタルカウンタ、２５・・・・・・デ
ジタル・アナログ変換回路、２６・・・・・・電流＠Ｑ
　５１１回路、２７・・・・・・変調回路、２８・・・
・・・制御回路、２９・・・・・・温度検出回路、２９
ａ・・・・・・サーミスタ、 ２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ−−−−・−抵抗、２９゛ｅ・
・・・・・オペアンプ、 ２８ｆ・・・・・・アナログ・デジタル変換回路、２９
ａ、２９ｂ・・・・・・デジタルカウンタ、２９ｃ・・
・・・・フリップフロップ、２９ｄ・・・・・・２人力
ＡＮＤゲート、２９ｅ・・・・・・インバータ、 ２９ｆ・・・・・・フリップフロップ ３０・・・・・・アナログ・デジタル変換回路、３１・
・・・・・一致判別回路 ３１ａ〜３１ｈ・・・・・・排他的論理和ゲート３１ｉ
・・・・・・８人力ＮＡＮＤゲート代理人の氏名　弁理
士　中尾敏男　ほか１名−８ご旨く矯社費諭吊≧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザダイオードと、このレーザダイオードから
   出力されたレーザ光の強度を電気信号に変換する光電変
   換素子と、前記光電変換素子からの出力信号と予め設定
   されている基準信号とを比較して比較結果を出力する比
   較回路と、この比較回路からの出力によってカウントア
   ップモードとカウントダウンモードに切り換えられるカ
   ウンタ回路と、前記カウンタ回路から出力される信号を
   もとにレーザダイオードに流す駆動電流の大きさを制御
   する電流制御回路と、レーザダイオードの周辺の温度を
   検出する温度検出回路と、この温度検出回路からの出力
   により作成されたその温度におけるレーザダイオードへ
   の許容電流値信号と前記カウンタ回路からの出力信号と
   を入力し、両者が一致したときメンテナンス信号を出力
   する一致判別回路とを備えたことを特徴とするレーザ記
   録装置。
2. （２）許容電流値信号は、その温度におけるレーザダイ
   オードへの許容最大電流を示す値であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のレーザ記録装置。