KR100934055B1

KR100934055B1 - 화상 형성 장치용의 레이저 광 제어 장치 및 화상 형성장치

Info

Publication number: KR100934055B1
Application number: KR1020070085158A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 모리사와; 요시히로 이시베
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-12-24
Also published as: EP1892806B1; JP2008074098A; CN101135876A; TW200826020A; TWI367467B; KR20080018152A; US20080049797A1; US7692678B2; JP5147331B2; EP1892806A1; CN101135876B

Abstract

본 발명은 자동 전력 제어(APC) 정확도를 개선시키고 상기 제어 시간을 감소시키도록 설계된 화상 형성 장치용 레이저 광 제어 장치에 관한 것이다. 다기능 광학 소자가 복수의 상이한 광학 특성을 갖는다. 검출 유닛은 상기 반도체 레이저로부터의 레이저 광을 검출하도록 구성되어 있다. 제어 유닛은, 상기 레이저 광을 상기 다기능 광학 소자를 통해 통과시킨 후 상기 레이저 광을 상기 검출 유닛에 의해 검출함으로써, 상기 레이저 광의 기입 개시 위치의 제어 및 상기 레이저 광의 광량 제어를 수행하도록 구성되어 있다.

자동 전력 제어, 레이저 광 제어 장치, 다기능 광학 소자, 검출 유닛, 제어 유닛, 레이저 광

Description

화상 형성 장치용의 레이저 광 제어 장치 및 화상 형성 장치{LASER LIGHT CONTROL DEVICE FOR IMAGE FORMING APPARATUS, AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 화상 형성 장치용의 레이저 광 제어 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

반도체 레이저의 광 파워 특성은 주위의 온도의 변화에 민감하다. 그 때문에, 반도체 레이저의 광 파워는 정전류 구동 중에도 주위의 온도 변화 또는 자기 발열 등에 의해 크게 변해버린다. 이러한 광 파워의 온도 의존성에 대처하기 위해서, 일반적으로 반도체 레이저의 패키지 내에 모니터 다이오드라고 하는 포토다이오드(PD)가 내장되고 있다. 이로써 반도체 레이저의 역광(back light)의 광 파워를 모니터함으로써, 구동 전류를 제어하여, 광 파워를 일정하게 유지한다. 이러한 피드백 기구를 갖고 반도체 레이저의 광량을 제어하는 구동 회로를 APC(Auto Power Control) 회로(자동 광 파워 제어 회로)라고 부른다.

레이저 광 제어 장치를 사용한 프린터 등에서 화상 데이터에 따라서 반도체 레이저를 온/오프시키는 구동 회로에서는, 레이저 점등 시간이 불규칙하기 때문에, 화상 영역 외에서 일정 시간 동안 레이저를 점등시켜서 APC를 행하는 것이 일반적 이다.

패키지 내에 포토다이오드를 일체형으로 내장시킨 포토다이오드 일체형 레이저 다이오드를 레이저 주사 장치의 APC 회로에 이용하는 구성은 이하에 언급되는 이점을 갖는다. 즉, 레이저 다이오드와 별개로 구성되는 디스크리트형 포토다이오드를 이용해서 반도체 레이저의 발광 출력을 모니터하는 구성에 비하여, 배치 공간을 줄일 수 있고, 독립한 배선이 불필요하게 되어, 레이저 주사 장치의 구성을 간략화하고 비용을 절감하기에 유리하다.

그러나, 상기의 구성은, 반도체 레이저의 온도의 변화에 의해서도 패키지 내의 포토다이오드가 수광하는 반도체 레이저의 역광량이 약간 변화되기 때문에, APC를 행하더라도 정밀도가 높은 레이저 광량 제어가 실현되지 않고 있었다.

반도체 레이저의 패키지로부터 방출되는 순광(forward light)을 APC에 이용하는 시스템이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특개평 09-321377호 공보 참조).

그러나, 상기의 구성은, 레이저 광의 주 주사 위치(화상 기입 개시 기준 신호: BD 신호)를 검출하는 포토다이오드와, 광량을 검출하는 포토다이오드를 각각 설치해야만 한다.

따라서, 하나의 포토다이오드를 레이저 광의 주 주사 위치(화상 기입 개시 기준 신호: BD 신호)를 검출하는 포토다이오드와 광량을 검출하는 포토다이오드로서 겸용하는 것이 바람직하다. 그러나, 레이저 광의 주 주사 방향의 포토다이오드 의 위치를 설정할 수 있는 영역이 한정되어 있어, 설치한 포토다이오드의 수광면이 점유하는 영역은 작고, 레이저 광량을 검출하는 시간은 1 라인을 따른 주사 중에서 레이저 광이 포토다이오드를 통과하는 시간이 된다. 그 때문에, 포토다이오드로 레이저 광량을 검출하는 시간은 매우 짧다. 이러한 구성에서, 포토다이오드의 응답성이 낮거나 APC 제어의 수속(convergence)에 필요한 시간이 긴 경우에는, 레이저 광량을 정확하게 검출할 수 없다. 이러한 경우에는, 안정된 피드백 제어를 행하는 것이 어렵다.

본 발명은 APC 정밀도를 향상시키고 제어 시간을 단축시키도록 설계된 화상 형성 장치용의 레이저 광 제어 장치 및 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 형태에 따르면, 반도체 레이저를 갖는 화상 형성 장치용 레이저 광 제어 장치로서, 복수의 상이한 광학 특성을 갖는 다기능 광학 소자; 상기 반도체 레이저로부터의 레이저 광을 검출하도록 구성된 검출 유닛; 및 상기 레이저 광을 상기 다기능 광학 소자를 통해 통과시킨 후, 상기 레이저 광을 상기 검출 유닛에 의해 검출함으로써, 상기 레이저 광의 주 주사 방향의 기입 개시 위치의 제어 및 상기 레이저 광의 광량 제어를 수행하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 레이저 광 제어 장치를 제공한다.

상기 다기능 광학 소자는, 상기 주 주사 방향의 상기 기입 위치 제어를 수행하기 위해 상기 검출 유닛 상에 상기 레이저 광을 집광하는 기능인 제1 광학 특성을 갖고, 상기 레이저 광의 광량 제어를 수행하기 위해 상기 검출 유닛 상에 상기 레이저 광을 실질적으로 고정시키는 기능인 제2 광학 특성을 가질 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 주 주사 방향의 상기 기입 개시 위치의 제어 중에는 상기 검출 유닛의 신호 개시부(signal start portion)를 이용하고, 상기 레이저 광의 광량 제어 중에는 상기 검출 유닛의 신호 안정화부(signal-stabilized portion)를 이용할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 레이저 광의 광량의 제어 중에는 상기 검출 유닛으로부터의 신호 출력에 의해 상기 반도체 레이저의 구동 전류를 제어하기 위한 피드백 제어를 가질 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 반도체 레이저의 레이저 광의 개시시에 상기 피드백 제어의 기능을 정지시키면서 상기 반도체 레이저를 제1 발광 광량으로 제어하고, 상기 검출 유닛의 출력이 규정 값 내에 있는 경우에는 상기 피드백 제어의 기능을 개시함으로써 상기 반도체 레이저를 제2 발광 광량으로 제어할 수 있다.

본 발명의 제2 형태에 따르면, 상기 레이저 광 제어 장치를 갖는 화상 형성 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 레이저 광량을 수광하는 포토다이오드의 응답성의 저하, APC의 수속 시간 부족으로 인한 레이저 광량 제어의 정밀도의 저하를 방지하고, 또한, 레이저 광의 과잉 발광을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 보면 보다 명확히 알 수 있을 것이다.

이하, 바람직한 실시예를 나타내는 첨부 도면들을 참조하여, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 컨트롤러를 갖는 화상 형성 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 레이저 출력 유닛(200)은, 반도체 레이저로서의 레이저 다이오드(8), 콜리메이터 렌즈(21), 슬릿(22), 회전 폴리곤 미러(23), 및 주사 렌즈(24, 25)로 구성된다.

레이저 다이오드(8)는, 소정량의 광을 출사하기 위해, 도 2를 참조하여 후술하는 레이저 구동 회로(300)(레이저광 제어 장치)에 의해 발광 구동된다. 레이저 다이오드(8)로부터 출사된 레이저광은, 콜리메이터 렌즈(21) 및 슬릿(22)을 거쳐 통과하고 회전 폴리곤 미러(23)에 도달한다. 회전 폴리곤 미러(23)는 스캐너 모터를 포함하는 회전 폴리곤 미러 구동 회로(도시되지 않음)에 의해 일정한 각속도로 회전 한다. 회전 폴리곤 미러(23)에 도달한 레이저광은, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향 주사되고, 감광 드럼(화상 담지 부재)(27) 상에서 빔 주사의 선속도가 일정하도록 주사 렌즈(24, 25)에 의해 변경된다. 레이저광이 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향 주사되는 면을 "주 주사면"이라 칭하고, 주사 렌즈(24, 25)의 광축에 수직이고 주 주사면에 평행한 방향을 주 주사 방향이라 칭한다. 또한, 주 주사 방향에 실질적으로 수직인 방향을 부주사 방향이라 칭한다. 감광 드럼(27)은, 주 주사 방향 a를 갖는다.

감광 드럼(27)의 비화상 형성 영역에 대응하는 위치에, 주사 렌즈(24, 25)를 통해 통과하는 레이저광을 수광할 수 있는 본 발명의 특징인 검출 센서(9)(검출부)가 배치되어 있다. 검출 센서(9)는 포토다이오드로 이루어진다. 검출 센서(9)에는, BD 슬릿(29) 외에도, 복수의 서로 다른 광학 특성을 갖는 다기능 광학 소자를 구성하는 BD 렌즈(30) 및 APC 렌즈(31)를 경유하여 레이저광이 도광된다. BD 슬릿(29)은 감광 드럼(27)과 동일한 위치에 배치되어 있다. 주사 렌즈(24, 25)를 통해 통과한 레이저광은 BD 슬릿(29)상에 스폿 형상으로 집광된 후, BD 슬릿(29) 뒤에 배치된 BD 렌즈(30)를 통해 검출 센서(9)에 도광된다. 화상 영역에서,레이저광은 주사 렌즈(24, 25)를 통과한 후, 반사 미러(26)를 경유하여 감광 드럼(27)을 주사하여 잠상을 형성한다. 감광 드럼(27)에 형성된 잠상은 토너로 현상된 후, 화상 형성을 위해 전사 및 정착된다.

콜리메이터 렌즈(21)는 레이저광을 평행광으로 만들고, 슬릿(22)은 평행광의 광속폭을 원하는 범위 내로 제한한다.

(레이저 구동 회로의 동작 개요)

도 2는 도 1에 도시된 레이저 다이오드(8)를 발광 구동하는 레이저 구동 회로의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2를 참조하면,레이저 구동 회로(300)는 레이저 다이오드로부터 광량을 제어하는 자동 광출력 제어(APC)를 행하고, 레이저광의 주 주사 위치의 검출을 행한다.

레이저 구동 회로(300)는 APC 회로(1), 레이저 다이오드(8), 검출 센서(9), 저항(10) 및 차동 증폭기(11, 12) 등으로 구성된다.

APC 회로(1)는 피드백 제어 유닛으로서 기준 전압 발생 회로(2), 샘플 홀드(이하, S/H로 약칭함) 제어 회로(4), S/H 캐패시터(5), 구동 전류 발생 회로(6), 및 ON/OFF 제어 회로(7)로 구성된다.

검출 센서(9)는 레이저 다이오드(8)로부터의 출력을 검출(모니터)하고, 레이저광의 강도(양)에 따른 전류(신호)를 출력한다.

검출 센서(9)로부터 출력된 전류는 차동 증폭기(12)내의 기준 전압 Vref-1과 비교된다. 기준 전압 Vref-1을 초과하면, 화상 기입이 개시되는 기준 신호에 사용되는 BD 신호를 생성한다.

검출 센서(9)로부터 출력되는 전류로부터, 저항(10)을 통해 APC용 검지 전압Vdtc가 출력된다. 출력된 Vdtc는 기준 전압 발생 회로(2)에 생성되는 기준 전압과 함께 차동 증폭기(3)에 입력된다. 극성을 포함하는 이들 전압들 간의 차가 증폭된다.

S/H 제어 회로(4)는, 엔진 제어 회로(도시되지 않음)로부터 공급되는 Ｓ/H 제어 신호가 샘플링을 요구하는 경우에는, 차동 증폭기(3)로부터의 출력 신호에 따라 S/H 캐패시터(5)에 충전/방전 전류를 입력/출력함으로써, 또한 엔진 제어 회로가 홀딩을 요구하는 경우에는, S/H 제어 회로(4)와 S/H 캐패시터(5) 사이의 전류를 개방함으로써 제어를 행한다.

S/H 제어 신호에 의해 샘플링이 요구되는 경우,차동 증폭기(3)에 입력된 PD전압 신호(APC용 검지 전압)와 기준 전압의 차이에 따른 신호가 증폭되고, S/H 제 어 회로(4)에 입력된다.

Vdtc가 기준 전압보다 큰 경우, S/H 캐패시터(5)로부터 S/H 제어 회로(4)를 통해 차동 증폭기 출력이 방전 전류를 끌어 당긴다. Vdtc가 기준 전압보다 작은 경우, 차동 증폭기 출력으로부터 S/H 제어 회로(4)를 통해 S/H 캐패시터(5)에 충전 전류가 출력된다. Vdtc가 기준 전압과 동일한 경우, 충전/방전은 행해지지 않는다.

S/H 캐패시터(5)의 양단의 전압은, 레이저 다이오드 구동 전류 발생 회로(6)에 입력되어, S/H 캐패시터(5)의 양단의 전압에 따른 레이저 다이오드(8)를 구동하는 전류값을 결정한다. 화상 제어 회로(도시되지 않음)로부터 입력되는 화상 신호(비디오 신호, 이하 "VDO"로 약칭함)를 수신한다. 구동 전류 발생 회로(6)에 의해 결정된 구동 전류값에 기초하여, VDO 신호에 의해 온/오프 방식으로 구동되는 레이저 다이오드(8)의 발광 동작을 행한다.

(검출 센서(9)의 설명)

이하, 도 1을 참조하여 검출 센서(9)의 구성을 설명한다. 본 실시예에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 일체형 다기능 광학 소자로서, 주 주사 방향의 화상 기입 개시 위치 제어를 행하기 위한 화상 기입 개시 기준 신호(BD 신호)를 생성하는 데도 사용되는 BD 렌즈(30) 및 광량 제어를 행하는데 사용되는 APC 렌즈(31)를 구성한다. 검출 센서(9) 상에 레이저광을 입사할 수 있는 구성이라면, 일체형 외에 다른 어떠한 다기능 광학 소자라도 대안적으로 이용될 수 있다.

BD 렌즈(30)은 제1 광학 특성을 가지며, 적어도 그 부주사 방향에 대하여, BD 미러의 반사면과 검출 센서(9)가 광학적으로 상호 공액 관계를 갖는 것과 동일한 굴절력을 갖도록 설정되어 있다. 이는, 예컨대, BD 미러(28)가 부주사 방향에 대하여 각도 오차를 갖도록 부착되는 경우라도, 레이저광이 검출 센서(9)에 도광될 수 있게 한다.

APC 렌즈(31)는 제2 광학 특성을 갖고, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향 주사된 레이저 광이 APC 렌즈(31)를 통해 도달하는 검출 센서(9) 상의 위치가 주사 중에 실질적으로 고정되도록 하는 굴절력을 갖도록, 적어도 그 주 주사 방향에 관하여 외형이 이루어져 있다. 즉, 제1 광학 특성 및 제2 광학 특성은 서로 다르다.

도 1에서, I는 BD 검출 시에 나타난 레이저 광을 나타내고, Ⅱ는 BD 검출 후 소정의 시간의 경과 후에 APC 렌즈(31)에 입사하는 레이저 광의 주광선을 나타내고, Ⅲ은 더 많은 소정의 시간 경과 후에 APC 렌즈(31)에 입사하는 레이저 광의 주광선을 나타낸다.

APC 렌즈(31)는, 주광선 Ⅱ의 연장선과 주광선 Ⅲ의 연장선이 서로 교차하는 점 A와 검출 센서(9)가 광학적으로 공액 관계(conjugate realation)로 되도록 하는 굴절력을 갖도록, 적어도 그 주사 방향에 대하여 외형이 이루어져 있다. 이를 통하여, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향 주사된 레이저 광이 APC 렌즈(31)를 통해 도달하는 검출 센서(9) 상의 위치가 주사 중에 고정되도록 하는 것이 가능하다.

BD 미러면(28)은, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향되어 주사 렌즈(24, 25)를 통과한 레이저 광을 반사해서, 검출 센서(9)가 그 반사광을 검출할 수 있게 한다.

전술한 배열에 따르면, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향되어 주사 렌즈(24, 25)를 통과한 레이저 광은 BD 렌즈(30)에 의해 집광되어, 검출 센서(9)에 의해 검출되고, 화상 기입 개시의 타이밍에 대한 화상 기입 개시 기준 신호(BD 신호)가, 검출한 광을 기초로 하여 생성된다.

APC 렌즈(31)를 통해 검출 센서(9) 상에 입사한 레이저 광은 검출 센서(9) 상에 실질적으로 고정된다. 레이저 광 제어는 실질적으로 고정된 레이저에 기초하여 전술한 APC 회로(1)에 의해 수행된다. 일체로 형성된 BD 렌즈(30)와 APC 렌즈(31)는 형상이 서로 다르므로, 광학 경로 내에 존재하는 슬릿(29)은 BD 렌즈(30)와 APC 렌즈(31) 사이의 접합점에서 플레어의 발생을 방지하는 역할을 한다.

따라서, 레이저 구동 회로(300)는 화상 기입 개시 기준 신호 제어를 처음 행하는 경우에 검출 센서(9)의 신호 개시부를 이용하고, 자동 광학 전력 제어(APC)를 위하여 검출 센서(9)의 (신호 개시부 이후의) 신호 안정화부를 이용한다.

도 5는 일체형으로 형성된 BD 렌즈(30)와 APC 렌즈(31)의 구성을 도시한다.

BD 렌즈(30)의 입사면 R1과 APC 렌즈(31)의 입사면 R2는 접합부 S에 대하여 곡률 반경이 서로 다르다. BD 렌즈(30)의 출사면과 APC 렌즈(31)의 출사면은 동일한 형상 R3를 갖는다. 본 실시예에서 형상 R3는 평면이다. BD 렌즈(30)의 광축과 APC 렌즈(31)의 광축은 서로 같은 축이고, 그 축은 도 5에서 P로 나타낸다.

BD 렌즈(30)의 부주사 방향의 초점 거리 Fbds는 다음의 관계를 만족하는 것이 바람직하고:

여기서, L1은 BD 미러(28)의 반사면과 BD 렌즈(30)의 입사 R1 사이의 거리이고, L2는 BD 렌즈의 출사면 R3과 검출 센서(9) 사이의 거리이다.

BD 렌즈(30)의 부주사 방향의 초점 거리 Fbds가 상기 조건식의 상한 및 하한을 벗어나도록 바람직하게 않게 설정되면, BD 미러(28)가 부주사 방향에 대하여 각도 오차를 가지고 부착된 경우에 레이저 광은 검출 센서(9)에 인도될 수 없다. 이것은 레이저 광이 부주사 방향에서 검출 센서(9)로부터 떨어져서 인도되게 하여, 검출 센서(9)가 BD 검출을 수행하지 못하도록 한다. 본 실시예에서, L1=80mm, L2=10mm이고, 따라서 Fbds=10.76mm가 얻어진다.

이므로,

이 만족되어 전술한 조건식이 만족된다.

APC 렌즈(31)의 주 주사 방향의 초점 거리 Fapcm은 다음의 관계를 만족하는 것이 바람직하고:

여기서, Ffθ는 주사 렌즈들(24, 25)의 주 주사방향의 초점 거리를 나타내고, L4는 APC 렌즈(31)의 출구면 R3와 검출 센서(9) 사이의 거리를 나타낸다(본 발 명에서 L2는 L4와 동일하다).

APC 렌즈(31)의 주 주사 방향의 초점 거리 Ffθ가 상기의 조건식의 상한 및 하한을 벗어나도록 바람직하게 않게 설정되면, 회전 폴리곤 미러(23)에 의해 편향 주사된 레이저 광이 APC 렌즈(31)를 통해 도달하는 검출 센서(9) 상의 위치는 주사 중에 고정될 수 없다. 이것은 레이저 광이 검출 센서(9)로부터 떨어져서 인도되게 하여, 검출 센서(9)가 안정적으로 APC 제어를 수행하지 못하도록 한다. 본 실시예에서, Ffθ=212.71mm, L4=10mm이고, 따라서 Fapcm=9.6mm가 얻어진다.

이므로,

을 만족하여 전술한 조건식이 만족된다.

본 발명에서, BD 렌즈(30)의 출사면과 APC 렌즈(31)의 출사면은 동일한 형상R3를 갖지만, 서로 다른 형상을 가질 수도 있다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 레이저 주사 장치의 전원을 켠 직후에, 그리고 APC를 개시하기 전에, 레이저 다이오드(8) 및 검출 센서(9)의 이상(에러) 검출이 수행된다.

도 3은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 광 제어기의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.

제2 실시예에 따른 레이저 구동 회로(400)는, 도 2에 도시된 레이저 구동 회 로(300)와 유사하다. 따라서, 도 3에 도시된 레이저 구동 회로(400)에 관한 설명은, 도 2에 도시된 레이저 구동 회로(300)와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 공통되는 부분에 대한 설명은 반복되지 않는다.

도 3을 참조하면, 팔로워(follower)(13), A/D 변환기(14), 및 레이저 광의 제어를 위해 APC 회로에 의해 사용되는 피드백 루프와 APC 제어가 수행되지 않는 경우에 선택되는 개방 루프 사이의 선택을 위한 스위치(15)가 추가된다.

도 4는 도 3에 도시된 레이저 구동 회로(400)에 의해 실행되는 초기 점검(에러 검출) 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.

이러한 처리는, ROM에 저장된 제어 프로그램에 기초하여 RAM을 작업 영역으로 사용하면서 각 부를 제어하는 레이저 구동 회로(400)의 제어를 위하여 CPU(도시되지 않음)에 의해 수행된다.

도 4를 참조하면, 단계 S400에서 레이저 주사 장치에 대한 전원이 켜지면(점등 개시 시), 처리는 단계 S401로 진행한다. 단계 S401에서, 스위치(15)는 처음에 개방 상태로 변경되어 자동 전력 제어(APC)가 없는 동작을 위해 개방 루프를 형성하고, 그것은 피드백 제어부가 기능을 멈추게 한다. 스위치(15)가 폐쇄 상태에 있는 경우, 제1 실시예의 상세한 설명 부분에 기술된 바와 같이, 레이저 광 제어를 수행하기 위한 APC 회로에 의해 사용된 피드백 루프가 형성되며, 그 피드백 제어 유닛이 기능을 개시하도록 한다.

단계 S401에서의 스위치(15)의 절환에 따라, 단계 S402에서는, 레이저 구동 전류 발생 회로(6)의 설정 값을 검출 센서(9)의 브레이크다운이 발생하지 않도록 레벨 IO로 설정한다. I0는 검출 센서(9)로부터의 출력을 검지할 수 있는 제1 발광 광량으로서 최저 레벨인 것이 바람직하다.

이어서, 처리는 단계 S403으로 진행하고, ON/OFF 제어 회로(7)를 ON 상태로 설정하여 레이저 다이오드(8)을 점등시킨다. 레이저 다이오드(8)가 레이저 광을 출력하여, 발광 광량에 따라 검출 센서(9)를 통해 출력 전류가 흐른다. 그리하여, 검출 전압 Vdtc 0은 저항(10)에 의해 출력된다. Vdtc 0은 AD 변환기(14)에 의해 디지털 값으로 A/D 변환되어 팔로워(13)를 통해 CPU에 의해 검출된다.

이어서, 처리는 단계 S404로 진행하고, Vdtc 0이 임계값 Vini 0과 레이저 구동 전류를 I0로 구동시켰을 때에 검출 센서(9)가 검출하는 최대 출력 전압Vmax 0 사이, 즉 규정 값 내에 있는지의 여부를 판정한다. 레이저 광을 검지했다면, 레이저 다이오드(8)와 검출 센서(9)가 정상적으로 동작하고 있으며, APC를 수행할 수 있는 것으로 판정될 수 있으며, 그 후, 단계 S405에서 자동 전력 제어(APC)를 제2 발광 광량으로 개시한다.

검출 센서(9)로부터의 출력 값이 Vini 0 ＞ Vdtc 0 또는 Vdtc 0 ＞ Vmax 0으로 나타나는 경우에는, 레이저 다이오드(8)가 고장일 수 있거나, 검출 센서(9)가 고장일 수 있거나, 또는 레이저 광 경로가 슬릿(22)으로부터 시프트될 수 있기 때문에, APC를 수행할 수 없다.

이어서, 처리는 단계 S406으로 진행하고, ON/OFF 제어 회로(7)를 OFF 상태로 설정하여 레이저 다이오드로부터의 발광을 중지한다. 단계 S407에서는, "레이저 검출 에러"와 같은 디스플레이를 제시하여 에러 발생을 사용자에게 알린다.

이러한 시퀀스로부터, 레이저 기입 장치가 초기 동작시에 고장임을 판정하여, APC 제어 중에 레이저 파워 발진함에 따라 검출 센서(9)의 브레이크다운을 방지할 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 개시된 실시예들에 제한되는 것이 아님을 이해해야 한다. 다음의 특허청구범위는 그러한 변경들, 등가 구조물들 및 기능들 모두를 포함하도록 가장 광범위하게 해석되어야 한다.

본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된 2006년 8월 23일자 제출된 일본특허출원 제2006-226726호 및 2007년 8월 21일자 제출된 일본특허출원 제2007-214744호의 이익을 주장한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 광 제어 장치를 구비하는 화상 형성 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1의 레이저 다이오드(8)를 발광 구동하는 레이저 구동 회로의 내부 구성을 도시하는 블록도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 광 제어 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도.

도 4는 도 3의 레이저 구동 회로(400)가 실행하는 초기 확인(에러 검출) 처리의 절차를 도시한 플로우차트.

도 5는 일체형으로 구성된 BD 렌즈(30) 및 APC 렌즈(31)의 구성을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 레이저 출력 유닛

300: 레이저 구동 회로

8: 레이저 다이오드

9: 검출 센서

21: 콜리메이터 렌즈

22: 슬릿

23: 회전 폴리곤 미러

24, 25: 주사 렌즈

26: 반사 미러

27: 감광 드럼

29: BD 슬릿

30: BD 렌즈

31: APC 렌즈

Claims

반도체 레이저로부터 출사되는 레이저 광을 폴리곤 미러에 의해 편향 주사시켜, 감광 드럼 상에 잠상을 형성하는 화상 형성 장치에서의 상기 반도체 레이저의 발광량을 제어하는 레이저 제어 장치로서,

비화상 영역에서의 상기 레이저 광을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 신호를 출력하는 검출부;

상기 검출부로부터 출력되는 신호로부터 제1 신호 및 제2 신호를 생성하는 신호 생성부;

상기 제1 신호에 기초하여 상기 반도체 레이저에 의한 주 주사 방향의 화상 기입 개시 위치를 제어하고, 상기 제2 신호에 기초하여 상기 반도체 레이저의 발광량을 제어하는 제어부;

상기 신호 생성부에 상기 제1 신호를 생성시키기 위해, 상기 폴리곤 미러에 의해 편향 주사된 상기 레이저 광을 상기 검출부에 집광시키는 굴절력을 갖는 제1 형상을 갖는 광학 소자를 포함하고,

상기 광학 소자는, 상기 신호 생성부에 상기 제2 신호를 생성시키기 위해, 상기 폴리곤 미러에 의해 주사된 상기 레이저 광이 상기 검출부 상에서 정지하도록 하는 굴절력을 갖는 제2 형상을 갖고, 상기 레이저 광이 상기 검출부를 주사하는 방향에 있어 상기 제1 형상 부분은 상기 제2 형상 부분의 상류측에 형성되는 레이저 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 광학 소자는, 상기 반도체 레이저로부터 출사되는 레이저 광의 광량을 제어하기 위해 상기 비화상 영역에서의 레이저 광의 적어도 일부를 집광시키는 광학 특성을 갖는 광학 렌즈인 레이저 제어 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 신호 생성부는, 상기 레이저 광의 광량의 제어 시에 상기 검출부로부터 출력되는 제1 신호 및 제2 신호에 기초하여, 상기 반도체 레이저의 구동 전류를 제어하는 피드백 회로를 갖는 레이저 제어 장치.
삭제
제4항에 있어서,

상기 제어부는, 레이저 광의 점등 개시 시에 상기 피드백 회로의 기능을 정지시켜서 상기 반도체 레이저로부터 제1 발광량의 레이저 광을 출사시키고, 상기 제1 발광량의 레이저 광을 검출한 때의 상기 검출부로부터의 출력이 규정 값 내인 경우, 상기 피드백 회로의 기능을 개시시켜서 상기 반도체 레이저에 제2 발광량의 레이저 광을 출사시키는 레이저 제어 장치.
삭제