KR20170022891A - 화상 형성 장치 - Google Patents

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KR20170022891A
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유이치 세키
사토루 다케자와
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

화상 형성 장치는, 감광 드럼을 조사하기 위한 레이저광을 출사하는 반도체 레이저와, 감광 드럼을 조사하기 전의 레이저광을 검지하여, 감광 드럼의 조사 위치를 결정하는 기준으로서 BD 신호를 출력하는 BD와, 레이저 회로 기판을 포함한다. 레이저 회로 기판은, 반도체 레이저가, BD에 의해 검지되는 레이저광을 제1 광량으로 출사하게 한다. BD센서가 BD 신호를 출력하면, 레이저 회로 기판은, 반도체 레이저가 레이저광을 제2 광량으로 출사하게 한다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 개시물은 전자사진방식 화상 형성 장치에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은 화상 형성에 사용되는 레이저광의 광량 제어 기술에 관한 것이다.
전자사진방식 화상 형성 장치는, 감광체에 레이저광을 조사해서 정전 잠상을 형성하고, 정전 잠상에 현상제를 부착시킴으로써 화상 형성을 행한다. 레이저광은, 반도체 레이저, 회전 다면경 및 f-θ 렌즈 등을 구비하는 노광 유닛을 포함하는 광 주사 장치로부터 출력된다. 반도체 레이저는 레이저광을 출력한다. 반도체 레이저로부터 출력된 레이저광은, 레이저광으로서 회전 다면경에 의해 주기적으로 편향되고, f-θ 렌즈를 통해 감광체를 조사한다. 회전 다면경의 회전에 따라, 레이저광은 감광체를 주사한다.
광 주사 장치는, 레이저광을 검지하는 검지 센서(이하, "BD(Beam Detector)"라고 칭함)를 포함한다. BD는, 레이저광이 감광체를 주사하기 전 혹은 주사한 후의 레이저광을 수광한다. BD는, 레이저광을 수광함으로써 BD 신호를 생성한다. BD 신호는, 1 주사 주기에서 화상 데이터에 기초하는 레이저광의 출사 타이밍을 제어하기 위해서 사용된다. 또한, BD 신호는, 레이저 드라이버의 제어 모드의 전환 타이밍을 규정하기 위해서 사용된다. 미국 특허 출원 공개 공보 제2005/212901호는, BD 신호를 생성하기 위해서 BD에 입사시키는 레이저광의 광량이 감광체를 주사하는 레이저광의 광량과 동일해지는 화상 형성 장치를 개시하고 있다.
그러나, 미국 특허 출원 공개 공보 제2005/212901호에 개시된 화상 형성 장치는 이하와 같은 과제가 있다. 도 8은, 종래의 광 주사 장치에 사용되는 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다. 연속해서 화상을 형성하는 경우 등에서의 화상 형성 장치 본체의 상태 변화에 대응하거나 화상 형성 장치의 급격한 환경 변화에 대응하기 위해서, 도 8에 도시하는 바와 같이 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어 해야하는 경우가 있을 수 있다. 이때, 도 8에 도시하는 바와 같이 기준 전압(Vref)의 값을 변화시킴으로써, 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어한다. 종래의 화상 형성 장치와 같이, BD에 입사시키는 레이저광의 광량이 감광체를 주사하는 레이저광의 광량과 동일하게 설정되면, 광량 제어 전과 후에 BD 신호의 파형이 변동한다. 그 때문에, 광량 제어 전과 후에 화상의 기입 시작 위치가 상이하다고 하는 과제가 발생한다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, BD 신호를 생성하기 위한 레이저광의 광량과 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 개별적으로 제어하는 것이 가능한 화상 형성 장치가 요망되고 있다.
본 개시물에 따르면, 화상 형성 장치는, 감광체와; 공급되는 전류에 대응하는 광량의 레이저광을 출사하는 발광 소자를 갖는 반도체 레이저와; 상기 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광하여 수광 광량에 대응하는 전압의 수광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 수광 소자와; 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광이 상기 감광체를 주사하게 하기 위해서 상기 레이저광을 편향시키도록 구성되는 편향 유닛과; 상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광의 주사 경로 상에 배치되고, 상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광을 수광함으로써 동기 신호를 생성하도록 구성되는 제2 수광 소자와; 상기 동기 신호의 생성 타이밍에 기초하여, 상기 레이저광의 1 주사 주기에서의, 화상 데이터에 기초하는 상기 레이저광의 출사 타이밍을 제어하도록 구성되는 타이밍 제어 유닛과; 상기 제2 수광 소자에 입사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제1 기준 전압을 출력하고, 상기 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제2 기준 전압을 출력하도록 구성되는 출력 유닛과; 커패시터와; 상기 수광 신호와 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압이 입력되는 전압 제어 유닛으로서, 상기 전압 제어 유닛은 상기 수광 신호의 전압과 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압을 비교하여, 비교 결과에 기초하여 상기 커패시터의 전압을 제어하도록 구성되는, 전압 제어 유닛과; 상기 전압 제어 유닛에 의해 제어된 상기 커패시터의 전압에 대응하는 전류를 상기 발광 소자에 공급하도록 구성되는 전류 공급 유닛을 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면과 관련한) 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 각 실시예에 따른 화상 형성 장치의 구성도이다.
도 2는 각 실시예에 따른 노광 유닛의 구성도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 레이저 회로 기판의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 각 실시예에 따른 기준 전압 생성 회로의 설명도이다.
도 5a 및 도 5b는 실시예 1에 따른 레이저 회로 기판에 의한 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다.
도 6은 실시예 1에 따른 레이저 회로 기판의 구성도이다.
도 7a 및 도 7b는 실시예 2에 따른 레이저 회로 기판에 의한 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다.
도 8은 종래의 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다.
도 9는 실시예 3에 따른 레이저 회로 기판의 구성도이다.
도 10은 홀드 커패시터 선택 방법을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 11a 및 도 11b는 실시예 3에 따른 레이저 회로 기판에 의한 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다.
도 12는 실시예 4에 따른 레이저 회로 기판의 다른 구성도이다.
도 13a 및 도 13b는 실시예 4에 따른 레이저 회로 기판에 의한 반도체 레이저의 발광 제어의 타이밍 차트이다.
이하에서, 첨부의 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 전자사진방식 화상 형성 장치의 구성도이다. 화상 형성 장치(1)는, 예를 들어 복사기나 복합기이다. 화상 형성 장치(1)는, 복수의 광 주사 장치(2a, 2b, 2c, 2d), 제어 유닛(5)(컨트롤러), 화상 판독 장치(500), 화상 형성 유닛(503), 정착 유닛(504), 시트 공급/반송 유닛(505) 및 수동 공급 트레이(509)를 포함한다. 화상 형성 유닛(503)은, 복수의 광 주사 장치(2a, 2b, 2c, 2d)에 각각 대응하는 감광체인 복수의 감광 드럼(25)을 포함한다. 화상 형성 유닛(503)은 또한 각 감광 드럼(25)에 대응하여 제공되는 복수의 현상 유닛(512)을 포함한다. 화상 형성 유닛(503)은 또한 중간 전사체(511)를 포함한다.
화상 판독 장치(500)는, 원고대 상에 적재되는 원고에 광을 노광하고 그 반사광을 수광해서 원고 화상을 광학적으로 판독한다. 화상 판독 장치(500)는, 수광한 반사광을 전기 신호로 변환해서 전기 신호를 출력한다. 제어 유닛은, 화상 판독 장치(500)로부터 출력되는 전기 신호를 처리해서 원고 화상에 따른 화상 데이터를 생성한다. 제어 유닛(5)은, 생성한 화상 데이터에 기초하여 광 주사 장치(2a, 2b, 2c, 2d)의 발광을 제어한다.
광 주사 장치(2a, 2b, 2c, 2d)는, 레이저광을 대응하는 감광 드럼(25)에 조사한다. 화상 형성 유닛(503)은, 각 감광 드럼(25)을 회전 구동하고, 대전기에 의해 각 감광 드럼(25)의 표면을 대전한다. 표면이 대전된 감광 드럼(25)에 레이저광을 조사함으로써, 감광 드럼(25)의 표면에 정전 잠상이 형성된다. 현상 유닛(512)은, 현상제로서 토너를 저장하고 있어, 정전 잠상에 토너를 부착시킴으로써 현상을 행한다. 이에 의해, 감광 드럼(25)에 토너상이 형성된다. 각 감광 드럼(25)에는, 상이한 색의 토너상이 형성된다. 예를 들어, 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 토너상이 감광 드럼(25)에 형성된다. 각 감광 드럼(25)에 형성된 토너상은, 중간 전사체(511)에 중첩해서 전사된다. 이에 의해, 중간 전사체(511)에 풀컬러의 토너상이 형성된다.
시트 공급/반송 유닛(505)은, 용지 공급 카세트 혹은 수동 공급 트레이(509)에 적재되는 시트를 중간 전사체(511)와 접촉하는 위치까지 반송한다. 시트에는, 중간 전사체(511)에 형성된 토너상이 전사된다. 토너상이 전사된 시트는, 정착 유닛(504)에 반송된다. 정착 유닛(504)은, 토너상을 시트에 열 압착한다. 이에 의해, 시트에 화상이 정착된다. 화상이 정착된 시트는, 화상 형성 장치(1)의 외부로 전달된다. 이상과 같이 해서, 화상 형성 장치(1)는 화상 형성 처리를 행한다.
도 2는 광 주사 장치(2a)의 구성도이다. 광 주사 장치(2a, 2b, 2c, 2d)는 동일한 구성을 갖는다. 그러므로, 여기에서는 광 주사 장치(2a)에 대해서 설명하고, 나머지 광 주사 장치(2b, 2c, 2d)에 대해서는 설명을 생략한다.
광 주사 장치(2a)는, 레이저 회로 기판(11), 레이저광을 출사하는 반도체 레이저(12), 콜리메이트 렌즈(13), 원통형 렌즈(14), 회전 다면경인 다면경(15a), f-θ 렌즈(17), 반사경(18), 집광 렌즈(19) 및 BD(20)를 포함한다.
레이저 회로 기판(11)에는, 후술하는 기준 전압 생성 회로(33), 레이저 드라이버(30) 및 반도체 레이저(12)가 실장되어 있다. 반도체 레이저(12)의 LD(12a)(후술)로부터 출사되는 레이저광은, 콜리메이트 렌즈(13) 및 원통형 렌즈(14)를 통과해서 다면경(15a)의 반사면에 입사한다. 다면경(15a)은 구동 모터(15)에 의해 도 2 중 시계 방향으로 회전 구동된다. 레이저광은, 감광 드럼(25)을 화살표 방향으로 주사하도록 다면경(15a)의 회전에 따라서 편향된다. 다면경(15a)에 의해 편향된 레이저광은, f-θ 렌즈(17)를 통과하고, 반사경(18)에 의해 반사됨으로써 감광 드럼(25)으로 안내된다.
BD(20)(제1 수광 소자)는, 비화상 영역을 주사하는 레이저광을 수광하도록 배치된다. BD(20)는, 다면경(15a)에 의해 편향된 레이저광(L1)을 f-θ 렌즈(17) 및 집광 렌즈(19)를 통해서 수광한다. BD(20)는, 광전 변환 소자이며, 수광 광량에 대응하는 전압의 수광 신호인 BD 신호(21)(혹은 동기 신호)를 출력한다. BD 신호(21)는 제어 유닛(5)에 입력된다. 제어 유닛(5)은 BD 신호(21)를 미리결정된 전압의 역치를 사용해서 펄스 신호로 변환한다. 그리고, 제어 유닛(5)은, 당해 펄스 신호의 생성 타이밍에 기초하여, 각 주사 주기에서의 화상 데이터에 기초한 레이저광의 출사 타이밍 제어를 행한다. BD 신호(21)는, 다면경(15a)의 하나 이상의 반사면에 각각 편향된 레이저광에 의해 생성된다. 따라서, 다면경(15a)의 회전 속도가 안정되어 있을 경우, BD 신호(21)는 일정 주기에서 출력된다.
도 3은 반도체 레이저(12)를 구동하기 위한 제어 블록도이다. 레이저 회로 기판(11)에는, 레이저 드라이버(30), 기준 전압 생성 회로(33), 저항(37), 커패시터(38), 저항(40), 반도체 레이저(12)가 실장된다. 레이저 드라이버(30)는 집적 회로(레이저 드라이버 IC)이다. 레이저 회로 기판(11)은 케이블에 의해 제어 유닛(5)에 접속되어 있다. 제어 유닛(5)은 적어도 하나의 집적 회로(컨트롤러 IC)이다. 제어 유닛(5)은 레이저 회로 기판(11)과 상이한 컨트롤러 회로 기판에 실장된다.
반도체 레이저(12)는, 레이저광을 출사하는 발광 소자인 레이저 다이오드(이하, "LD"라 칭함)(12a)를 포함한다. 반도체 레이저(12)는 또한 LD(12a)로부터 출사된 레이저광을 수광하는 수광 소자인 포토 다이오드(제2 수광 소자, 이하, "PD"라 칭함)(12b)를 포함한다. LD(12a)는, 레이저 드라이버(30)로부터 공급되는 전류(ILD)에 대응하는 광량의 레이저광을 출사한다. PD(12b)는, 수광 광량에 대응하는 전류(Ipd)를 레이저 드라이버(30)에 입력한다. 본 실시예의 반도체 레이저(12)는 쌍방향으로 레이저광을 출사하는 에지 출사형 반도체 레이저이다. 반도체 레이저(12)에 의해 일 측에 출사되는 레이저광은 콜리메이트 렌즈(13)에 입사된다. 반도체 레이저(12)에 의해 다른 측에 출사되는 레이저광은 PD(12b)에 입사된다. 또한, PD(12b)는 반도체 레이저(12) 외부에 배치되어도 된다.
레이저 드라이버(30)는, APC 회로(35)(전압 제어 회로), 스위치(36), 비교기(39), 트랜지스터(41) 및 트랜지스터(43)를 포함한다. 레이저 드라이버(30)에는, 제어 유닛(5)으로부터 비디오 신호(42)의 PWM 신호가 입력된다. 비디오 신호(42)는 트랜지스터(41)를 ON/OFF시키는 신호이다. 그 때문에, 예를 들어, 비디오 신호(42)가 "High" 레벨인 경우, LD(12a)에 전류(ILD)가 흐른다. LD(12a)는, 전류(ILD)에 대응하는 광량의 레이저광을 출사한다. 한편, 비디오 신호(42)가 "Low" 레벨인 경우, LD(12a)에 전류(ILD)가 흐르지 않는다. 트랜지스터(41)는, 실질적으로 전류 증폭 기능을 포함하지 않는, LD(12a)를 ON/OFF시키기 위해 사용되는 스위치이다.
전류(ILD)의 값은, 커패시터(38)의 전압과 저항(40)의 저항값에 의해 규정된다. 저항(40)의 애노드 단자는 트랜지스터(41)의 이미터 단자에 접속되어 있다. 저항(40)의 캐소드 단자는 접지되어 있다. 트랜지스터(41)의 콜렉터 단자는 트랜지스터(43)의 이미터 단자에 접속되어 있다. 트랜지스터(43)의 베이스 단자는 비교기(39)의 출력 단자에 접속되어 있다.
비교기(39), 트랜지스터(43), 및 저항(40)은 LD(12a)에 전류(ILD)를 공급하기 위한 전류 공급 회로로서 기능한다. 커패시터(38)는 비교기(39)의 비반전 단자에 접속되어 있다. 그로 인해, 비교기(39)의 비반전 단자의 전압(V+)은 커패시터(38)의 전압과 동등하다. 비교기(39)의 반전 단자는, 트랜지스터(43)의 이미터 단자 및 저항(40)의 애노드 단자에 접속되어 있다. 그로 인해, 비교기(39)의 반전 단자의 전압(V-)은 저항(40)의 애노드 단자의 전압과 동등하다.
비교기(39)의 반전 단자의 전압(V-)은 전류(ILD)의 값과 저항(40)에 의해 규정된다. 비교기(39)는, 비반전 단자의 전압(V+)과 반전 단자의 전압(V-) 사이의 비교 결과에 기초하여, 트랜지스터(43)의 베이스 전압을 제어한다. 이는 트랜지스터(43)의 베이스 전압이 커패시터(38)의 전압에 대응하는 전압이 되도록 제어되는 것을 의미한다. 이렇게 트랜지스터(43)의 베이스 전압이 제어됨으로써, 저항(40)의 애노드 단자의 전압이 제어된다. 결과적으로, 전류(ILD)의 값이 제어된다.
이어서, APC(Automatic Power Control)에 대해서 설명한다. APC는, LD(12a)가 출사하는 레이저광의 광량을 목표 광량으로 제어하기 위해서 실행된다. 이는 본 실시예의 화상 형성 장치(1)에서의 APC가 커패시터(38)의 전압을 목표 광량에 대응하는 전압으로 제어하기 위해서 실행되는 것을 의미한다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는 하나 이상의 목표 광량을 설정한다. 목표 광량 중 하나는 BD(20)에 입사하는 레이저광의 목표 광량(제1 목표 광량)이다. 또한, 다른 목표 광량은 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광의 목표 광량(제2 목표 광량)이다. 본 실시예의 APC는, 레이저광의 광량을 제1 목표 광량 및 제2 목표 광량으로 제어하기 위해서, 레이저광의 1 주사 주기에서 개별적으로 실행되는 시퀀스이다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, 레이저광을 제1 목표 광량으로 제어하기 위한 APC(후술하는 제1 광량 제어 모드)와 레이저광을 제2 목표 광량으로 제어하기 위한 APC(후술하는 제2 광량 제어 모드)를 레이저광의 1 주사 주기에서 1회씩 개별적으로 실행한다.
제어 유닛(5)은, APC를 실행할 때에, 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)를 접속한다. 제어 유닛(5)은, LD(12a)가 출사하는 레이저광의 목표 광량에 대응하는 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 본 실시예에서, 전압 설정 신호(31)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호이다. 제어 유닛(5)은, 레이저광의 목표 광량에 대응하는 펄스폭을 갖는 PWM 신호인 비디오 신호(42)를 출력한다.
도 4a는, 기준 전압 생성 회로(33)의 회로 구성을 예시하는 도면이다. 또한, 기준 전압 생성 회로(33)는 레이저 드라이버(30) 내부 또는 제어 유닛(5) 내부에 배치되어도 된다. 기준 전압 생성 회로(33)는 FET(Field Effect Transistor)(52)를 포함한다. FET(52)의 드레인 단자는, 고정 전압(예를 들어, 5V)을 출력하는 전압원(51)에 접속되어 있다. FET(52)의 게이트 단자는 제어 유닛(5)에 접속되어 있다. FET(52)의 게이트 단자에는, 제어 유닛(5)으로부터 전압 설정 신호(31)가 입력된다. FET(52)의 소스 단자는, 저항(53)의 하나의 단자 및 저항(55)의 하나의 단자에 접속되어 있다. 저항(55)의 다른 단자는 접지되어 있다. 저항(53)의 다른 단자는 커패시터(54)에 접속되어 있다.
FET(52)는, 게이트 단자에 입력되는 전압 설정 신호(31)의 PWM 신호에 의해 드레인 단자와 소스 단자를 접속 혹은 해제하는 스위칭 동작을 실행한다. FET(52)가 ON이 될 때, FET(52)의 소스 단자의 전압은 전압원(51)이 출력하는 전압인 5V가 된다. 한편, FET(52)가 OFF가 될 때, FET의 소스 단자의 전압은 0V가 된다. 따라서, FET(52)의 소스 단자의 전압은, PWM 신호(전압 설정 신호(31))의 듀티비에 따라서, 5V와 0V의 두 개의 값을 취한다.
저항(53) 및 커패시터(54)는 평활화 회로를 구성하는 전자 부품이다. 평활화 회로는, FET(52)의 스위칭 동작에 의해 변동하는 소스 단자의 전압을 평활화된 기준 전압(Vref)(34)으로서 출력한다. 예를 들어, 도 4b에 도시한 바와 같이, FET(52)의 게이트 단자에 입력되는 PWM 신호(전압 설정 신호(31))의 듀티비가 100%인 경우, 기준 전압(Vref)(34)은 5V가 된다. FET(52)의 게이트 단자에 입력되는 PWM 신호(전압 설정 신호(31))의 듀티비가 50%인 경우, 기준 전압(Vref)(34)은 2.5V가 된다. FET(52)의 게이트 단자에 입력되는 PWM 신호(전압 설정 신호(31))의 듀티비가 20%인 경우, 기준 전압(Vref)(34)은 1V가 된다. 이렇게 PWM 신호(전압 설정 신호(31))의 펄스폭을 제어함으로써, 기준 전압(Vref)(34)을 목표 값으로 제어할 수 있다. 기준 전압 생성 회로(33)에 의해 생성된 기준 전압(Vref)(34)은, 레이저 드라이버(30)에 내장된 APC 회로(35)에 입력된다.
제어 유닛(5)은, APC를 실행할 때에 비디오 신호(42)의 PWM 신호를 High 레벨로 설정한다. 이에 의해, LD(12a)에는 커패시터(38)의 전압에 대응하는 전류(ILD)가 흘려진다. LD(12a)는 전류(ILD)에 따른 광량의 레이저광을 출사한다. PD(12b)는, 당해 레이저광을 수광하는 것에 응답하여, 수광 광량에 대응하는 전류(Ipd)(수광 신호)를 출력한다. PD(12b)는 저항(37) 및 APC 회로(35)에 접속되어 있다. 전류(Ipd)는, 저항(37)을 통해 접지에 흐른다. 저항(37)의 애노드의 전압(Vpd)은, 전류(Ipd)와 저항(37)의 저항값에 의해 규정된다. APC 회로(35)에는 당해 전압(Vpd)이 입력된다. 이는, PD(12b)가 전류(Ipd)를 출력함으로써, 전압(Vpd)이 생성되는 것을 의미한다.
APC 회로(35)는, 기준 전압(Vref)과 전압(Vpd)을 비교하는 비교기(도시하지 않음)를 내장하고 있다. APC 회로(35)는, 기준 전압(Vref)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여, 커패시터(38)의 전압을 제어한다. 이는, APC 회로(35)는, 기준 전압(Vref)이 전압(Vpd)보다 큰(기준 전압(Vref)>전압(Vpd)) 경우, 커패시터(38)의 전압을 증가시키기 위해서 커패시터(38)를 충전하는 것을 의미한다. 한편, APC 회로(35)는, 기준 전압(Vref)이 전압(Vpd)보다 작은(기준 전압(Vref)<전압(Vpd)) 경우, 커패시터(38)의 전압을 감소시키도록 커패시터(38)로부터 전하를 방전한다. APC 회로(35)는, 기준 전압(Vref)이 전압(Vpd)과 같은(기준 전압(Vref)=전압(Vpd)) 경우, 커패시터(38)의 전압을 유지한다.
제어 유닛(5)은, APC가 종료하면 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)의 접속을 해제한다. 스위치(36)가 해제됨으로써, 커패시터(38)의 전압이 유지된다.
이렇게, 레이저 드라이버(30)가 APC를 실행함으로써, LD(12a)가 출사하는 레이저광의 광량을 목표 광량으로 제어할 수 있다. 통상, 비디오 신호(42)에 관계없이, LD(12a)에는 화상 형성 중에 대기 전류로서의 바이어스 전류가 공급된다. 그러나, 본 실시예는 설명을 간단하게 하기 위해서 바이어스 전류의 설명을 생략하고 있다.
기준 전압 생성 회로(33)는 제어 유닛(5)에 제공되어 있어도 된다. 또한, 기준 전압 생성 회로(33)는, 전압 설정 신호(31)가 시리얼/패러렐의 n 비트 디지털 신호(n은 2 이상의 정수)일 경우, 전압 설정 신호(31)의 디지털-아날로그 변환을 행하여 기준 전압(Vref)(34)을 생성해도 된다.
이어서, 광 주사 장치(2a)의 기동 후의 레이저 드라이버(30)의 제어 모드에 대해서 설명한다. 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)의 하강을 기점으로 하여 광 주사 장치(2a)의 제어 모드를 전환한다. 본 실시예의 레이저 드라이버(30)의 제어 모드는, 정지(DISCHARGE) 모드, 제1 광량 제어 모드(APC(1)), 제2 광량 제어 모드(APC(2)), OFF 모드, 및 VDO 모드를 포함한다. 제어 유닛(5)은, 제어 모드를 전환하기 위해서, 당해 5개의 모드 각각에 대응하는 3 bit의 제어 신호(도시하지 않음)를 레이저 드라이버(30)에 출력한다. 레이저 드라이버(30)는, 당해 제어 신호를 수취하는 것에 의해 제어 모드를 전환한다.
DISCHARGE 모드는, 화상 형성을 하기 위한 작업이 입력되어 있지 않은 상태에서의 대기 모드이다. 제1 광량 제어 모드는, BD(20)에 입사하는 레이저광의 광량을 목표 광량으로 제어하기 위해서 실행되는 모드이다. 제2 광량 제어 모드는, 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광의 광량을 목표 광량으로 제어하기 위해서 실행되는 모드이다. OFF 모드는, LD(12a)로부터 레이저광을 출사시키는 것을 방지하도록 트랜지스터(41)를 OFF로 제어하는 모드이다. VDO 모드는, 화상 데이터에 기초하는 레이저광에 의한 감광 드럼(25)의 주사가 실행되는 모드이다. 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광의 광량은 제2 광량 제어 모드에서 설정된다. 이하, 각 모드에 대해서 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 레이저 회로 기판(11)의 제어 상태를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 5a는 광 주사 장치(2a)의 기동 시의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 5b는 화상 형성 중의 레이저광의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 5a에 계속해서, 도 5b의 타이밍 차트에 따른 처리가 행하여진다. 레이저 드라이버(30)의 제어 상태는, BD 신호(21)의 하강을 기점으로 하여 제어 유닛(5)에 의해 전환된다.
광 주사 장치(2a)의 기동 전에, 제어 유닛(5)은 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 정지(DISCHARGE) 모드로 설정한다. DISCHARGE 모드에서, 홀드 커패시터(38) 에는 전하가 축적되어 있지 않다. 화상 형성 장치(1)에 화상 데이터가 입력됨으로써, 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 다면경(15a)의 회전을 개시시키기 위해, 모터 드라이버(16)에 가속 신호를 송신한다. 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 기동 시, 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 제1 제어 모드(APC(1))로 설정한다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, BD 신호(21)를 사용해서 다면경(15a)을 목표 회전 속도로 회전시킨다. BD(20)가 출력하는 수광 신호의 전압이 역치를 초과하지 않으면 BD 신호(21)가 생성되지 않는다. 그로 인해, 당해 BD 신호(21)가 생성되도록, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 제1 광량 제어 모드로 설정한다.
도 5a를 사용하여, 광 주사 장치(2a)의 기동 시에 레이저 드라이버(30)가 실행하는 제1 광량 제어 모드에 대해 설명한다. 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, 100%의 듀티비로 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)가 접속 상태로 된다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, "High" 레벨의 비디오 신호(42)를 출력한다.
도 5a에서 제1 광량 제어 모드가 개시된 직 후, 커패시터(38)에 전하가 충전되어 있지 않기 때문에, 저항(40)의 양단에 전위차는 발생하지 않는다. 그로 인해, 제1 제어 모드 개시 직 후, LD(12a)에 전류는 흐르지 않는다. 따라서, PD(12b)는, 레이저광의 광량에 대응하는 전류(Ipd)를 출력하지 않는다. APC 회로(35)에는, 100%의 듀티비로 기준 설정 신호(31)에 의해 생성된 기준 전압(Vref)(34)이 입력된다. APC 회로(35)는, 내부 비교기에 의한 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여, 커패시터(38)를 충전한다. 커패시터(38)의 전압은 APC 회로(35)에 의한 충전에 의해 증가한다. 커패시터(38)의 전압이 증가함으로써, 저항(40)의 양단 사이의 전위차가 증가한다. 저항(40)의 양단에 전위차가 발생할 때, 전류(ILD)가 LD(12a)에 흐른다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 커패시터(38)의 전압이 APC 회로(35)의 충전에 의해 증가함으로써, LD(12a)가 출사하는 레이저광의 광량(레이저 출력)이 증가한다.
제어 모드가 제1 광량 제어 모드로 설정되는 동안, 커패시터(38)의 전압이 서서히 증가해 간다. 커패시터(38)의 전압 증가에 따라서, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광의 광량도 증가한다. 레이저광의 광량이 어느 정도 증가함으로써, BD(20)가 출력하는 수광 신호가 역치를 초과한다. 따라서, BD 신호(21)가 생성된다. 그 후, 레이저 드라이버(30)는, 기준 전압(Vref)(34)이 전압(Vpd)과 동등해질 때까지 커패시터(38)의 전압을 제어한다. BD(20)가, 레이저광(L1)을 미리결정된 횟수 검지하고, BD 신호(21)를 미리결정된 횟수 출력하면, 레이저 제어 모드가 제2 광량 제어 모드(APC(2))가 된다. 광 주사 장치(2a)는 1 라인의 화상 형성 시의 발광 제어를 행한다(도 5b).
제어 유닛(5)은, BD 신호(21)가 목표 주기로 생성될 때, 화상 형성을 개시한다. 이하, 도 5b를 사용해서 화상 형성 중에 레이저 드라이버(30)에서 설정되는 제어 모드에 대해서 설명한다. 도 5b는, BD 신호의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 도시하는 도면이다. 화상 형성 중, 레이저 드라이버(30)는 도 5b에 나타내는 제어 모드를 주사 주기마다 반복하여 행한다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛은, 1 주사 주기 내에서 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를, 제1 광량 제어 모드, OFF 모드, 제2 광량 제어 모드, OFF 모드, VDO 모드, OFF 모드, 및 제1 광량 제어 모드의 순서대로 전환한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)를 생성하기 위해서 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드로 설정한다. 제1 광량 제어 모드에 관한 설명은 이미 전술한 바와 같다. 제어 유닛(5)은, 최신의 BD 신호(21)에 기초하여 다음에 레이저광이 BD(20)를 주사하기 직전에 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드로 설정한다. 레이저광이 BD(20)를 주사하기 전에, 레이저광의 광량이 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)에 대응하는 광량에 도달한다. 따라서, BD 신호(21)는 그 광량의 레이저광에 의해 생성된다.
계속해서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다. OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은, "High" 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. 레이저 드라이버(30)는, "High" 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 수취하는 것에 의해, 스위치(36)의 접속을 해제한다. 그로 인해, 커패시터(38)의 전압은, OFF 모드로 전환되기 직전의 제1 광량 제어 모드에서 설정된 전압이다. 그리고, 스위치(36)가 해제되기 때문에, 커패시터(38)는 APC 회로(35)에 의해 충전/방전되지 않는다. 또한, OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 비디오 신호(42)를 출력하지 않는다. 그로 인해, OFF 모드에서, 트랜지스터(41)가 OFF가 되고, LD(12a)에는 전류(ILD)는 흐르지 않는다. 또한, OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비가 100% 미만인 전압 설정 신호(31)를 레이저 드라이버(30)에 출력한다. 또한, 도 5b는, 제어 유닛(5)이 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 출력하는 상태를 나타내고 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 제2 광량 제어 모드로 전환한다. 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 "Low" 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. 레이저 드라이버(30)는, "Low" 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 수취하는 것에 의해, 스위치(36)를 접속한다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 "High" 레벨의 비디오 신호(42)를 출력한다. 그로 인해, 제2 광량 제어 모드에서, 트랜지스터(41)가 ON이 된다. LD(12a)에 전류(ILD)가 흐른다. LD(12a)는 전류(ILD)에 대응하는 광량의 레이저광을 출사한다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 이전 모드, 즉 제2 광량 제어 모드로 전환되기 직전의 OFF 모드에서 출력되던 것과 동일한 듀티비의 전압 설정 신호(31)를 계속해서 출력한다.
제2 광량 제어 모드에서, LD(12a)로부터 출사된 레이저광은 PD(12b)에 입사한다. PD(12b)는 수광 광량에 대응하는 전류(Ipd)를 출력한다. APC 회로(35) 에는, 저항(37)의 일단부의 전압이 입력된다. 그리고, APC 회로(35)에는, 25[%]의 듀티비 전압 설정 신호(31)에 의해 생성된 기준 전압(Vref)(34)이 입력된다. APC 회로는, 내부 비교기에 의한 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여, 커패시터(38)를 방전한다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 제2 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다. OFF 모드는, 전술하고 있기 때문에, OFF 모드에 대한 설명을 생략한다.
계속해서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 VDO 모드로 전환한다. VDO 모드에서, 제어 유닛(5)은, VDO 직전의 OFF 모드에서 계속해서 "High" 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. 그로 인해, 레이저 드라이버(30)의 스위치(36)의 접속은 해제된다. 스위치(36)의 접속이 해제되기 때문에, 커패시터(38)의 전압은, 직전의 모드인 제2 광량 제어 모드에서 설정된 전압이다. 그리고, 스위치(36)가 해제되기 때문에, 커패시터(38)는 APC 회로(35)에 의해 충전/방전되지 않는다.
VDO 모드에서, 제어 유닛(5)은 화상 데이터에 기초하여 생성된 비디오 신호(42)(PWM 신호)를 출력한다. 그로 인해, VDO 모드에서, 트랜지스터(41)의 ON/OFF는 비디오 신호(42)의 펄스에 기초하여 제어된다. 트랜지스터(41)가 ON이 될 경우, LD(12a)에는 전류(ILD)가 흐른다. 이때 LD(12a)에 흐르는 전류(ILD)의 값은, 제2 광량 제어 모드에서 설정된 커패시터(38)의 전압에 기초한다. 이는, LD(12a)에 흐르는 전류(ILD)는, 저항(40)의 양 단자 사이의 전위차 및 저항(40)의 저항값에 의해 규정된다. 저항(40)의 일단부의 전압은 커패시터(38)의 전압에 기초한다.
계속해서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은 BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 VDO 모드에서 OFF 모드로 전환한다. OFF 모드는 전술하고 있기 때문에, OFF 모드에 대한 설명을 생략한다.
계속해서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 제1 광량 제어 모드로 전환한다. 상술한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)가 접속 상태로 된다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, "High" 레벨의 비디오 신호(42)를 출력한다. 제1 광량 제어 모드로 전환되기 직전에서의, 커패시터(38)의 전압은, 제2 광량 제어 모드에서 설정된 전압이다. 제1 광량 제어 모드에서, APC 회로(35)는, 듀티비 100%의 전압 설정 신호에 대응하는 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여 커패시터(38)를 충전한다.
여기서, 제2 광량 제어 모드에 대해서 설명한다. 전자사진방식 화상 형성 장치(1)는, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광을, 장치의 상태에 따라서 제어할 필요가 있다. 이는, 감광 드럼(25)의 경시 열화 및 화상 형성 장치(1)의 환경 상태(온도, 습도)에 의해 감광 드럼(25)의 레이저광에 대한 감도가 변화하는 것을 의미한다. 또한, 현상 유닛(512) 내부에 저장된 토너의 대전량은 환경 상태에 따라 변화한다. 이러한 변화는, 화상 형성 장치(1)가 출력하는 화상의 농도와 유저가 바라는 화상의 농도 사이의 차를 유발한다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 전자사진방식 화상 형성 장치(1)는, 장치의 전원이 ON이 된 직후, 미리결정된 매수의 시트에 화상을 형성하는 등의 미리결정된 조건을 만족한 것에 따라서 LD(12)의 광량을 제어한다. 예를 들어, 화상 형성 장치(1)는, 중간 전사 벨트(511) 상에 형성된 각 색의 농도 검출용 패턴을 형성한다. 그리고, 화상 형성 장치(1)는 그 검출 결과에 기초하여 화상 각 색에 대응하는 LD(12a)의 광량을 제어한다.
이와 같이, 제어 유닛(5)이 1 주사 주기 내에서 상술한 제어 모드의 전환을 실행함으로써, BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량과 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광의 광량을 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 의해, BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량과 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량을 고정밀도로 제어할 수 있다. BD(20)에 입사하는 레이저광의 광량은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량에 관계없이 실질적으로 일정하게 제어된다. 따라서, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량에 관계없이, 주 주사 방향의 화상의 기입 시작 위치를 실질적으로 일정하게 할 수 있다. 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량은 BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량보다 적다. 이에 의해, BD(20)에 입사시키는 레이저광을 출사시킬 때의 기준 전압(Vref)(34)은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광을 출사시킬 때의 기준 전압(Vref)(34)보다 높은 값이 된다.
BD 신호(21)를 생성하기 위한 전압 설정 신호(31)의 듀티비는 100%가 아니어도 된다는 것을 유의하라. 예를 들어, BD 신호(21)를 생성하기 위한 전압 설정 신호(31)의 듀티비는, BD(20)의 광전 변환 소자의 게인 등에 의해 장치의 조립 시에 개별적으로 조정되는 것이 바람직하다.
(실시예 2)
도 6은 레이저 회로 기판(11)의 다른 구성도이다. 실시예 2의 레이저 회로 기판(11)은 각각 발광하는 복수의 발광 소자(LD(12a) 및 LD(12c))의 발광 제어를 행한다. 레이저 회로 기판(11)은, 도 3에 도시된 레이저 드라이버(30)의 것과 동일한 구성을 갖는 복수의 레이저 드라이버(60a, 60b)를 포함한다. 레이저 드라이버(60a) 및 레이저 드라이버(60b)는 1개의 IC이어도 되거나 별개의 IC들이어도 된다. 레이저 드라이버(60a, 60b)의 각각의 구성은, 실시예 1에 기술된 바와 같은 레이저 드라이버(30)의 것과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 제어 유닛(5)은, 각 레이저 드라이버(60a, 60b)에, 샘플 홀드 신호(62a, 62b) 및 비디오 신호(72a, 72b)를 입력한다.
레이저 회로 기판(11)은, 2개의 레이저 드라이버(60a, 60b) 이외에, 기준 전압 생성 회로(33) 및 PD 스위치(80)를 포함한다. 기준 전압 생성 회로(33)는, 도 3에 도시된 것과 동일한 구성 및 기능을 가지며, 제어 유닛(5)으로부터 입력되는 전압 설정 신호(31)에 대응하여 기준 전압(Vref)(34)을 생성한다. PD 스위치(80)는, 제어 유닛(5)으로부터 입력되는 PD 전환 신호(81)에 응답하여, PD(12b)로부터 출력된 전류(Ipd)를, 레이저 드라이버(60a) 및 레이저 드라이버(60b) 중 하나에 입력한다. 또한, 기준 전압 생성 회로(33)는 레이저 드라이버(60a, 60b) 내부 또는 제어 유닛(5) 내부에 배치되어도 된다.
도 7a 및 도 7b는, 도 6에 도시된 레이저 회로 기판(11)의 제어 상태를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 7a는, 광 주사 장치(2a)의 기동 시의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 7b는, 1 라인의 화상 형성 중에서의 레이저광의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 7a에 계속해서 도 7b의 타이밍 차트에 따른 처리가 행하여진다. 레이저 회로 기판(11)은, 제어 유닛(5)으로부터 입력되는 샘플 홀드 신호(62a, 62b) 및 비디오 신호(72a, 72b)에 응답하여, BD 신호의 하강을 기점으로 해서 반도체 레이저(12)의 발광 제어를 행한다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)을 BD(20)에 입사시킴으로써 BD 신호(21)를 생성한다. LD(12c)로부터 출사되는 레이저광(L2)은 BD 신호(21)의 생성에 기여하지 않는다. 도 7a 및 도 7b는, BD(20)가 LD(12a)로부터 출력되는 레이저광(L1)을 수광함으로써 출력되는 BD 신호(21)에 기초한 타이밍 차트이다. 레이저 드라이버(60a, 60b)의 제어 상태는, BD 신호(21)의 하강을 기점으로 해서 결정된다.
광 주사 장치(2a)의 기동 전에, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(60a, 60b)의 제어 모드를 정지(DISCHARGE) 모드로 설정한다. DISCHARGE 모드에서, 홀드 커패시터(68)(제1 커패시터) 및 홀드 커패시터(68b)(제2 커패시터)에는 전하가 축적되어 있지 않다.
화상 형성 장치(1)에 화상 데이터가 입력됨으로써, 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 다면경(15a)의 회전을 개시시키기 위해, 모터 드라이버(16)에 가속 신호를 송신한다. 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 기동 시, 레이저 드라이버(60a)의 제어 모드를 제1 광량 제어 모드(LD1-APC(1))로 설정한다. 제1 광량 제어 모드가 실행되는 동안, 레이저 드라이버(60b)는 OFF 모드가 된다. 또한, 도 7b에 나타내는 OFF 모드는, 레이저 드라이버(60a, 60b)가 모두 OFF 모드가 되는 것을 나타내고 있다. OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 Low 레벨의 PWM 신호인 비디오 신호(72a, 72b)를 출력한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a, 71b)가 OFF 상태로 된다. 이에 의해, LD(12a)에 전류(ILD1)는 흐르지 않는다. 또한, LD(12c)에도 전류(ILD2)가 흐르지 않는다.
제1 광량 제어 모드(LD1-APC(1))에서, 제어 유닛(5)은, 비디오 신호(72a)를 High 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 Low 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 ON 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 OFF 상태로 된다. 또한, 제1 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제1 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, High 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67a)을 접속한다. 또한, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(62b)를 출력함으로써, 제어 유닛(5)은 스위치(66a)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62b)는 High 레벨이며, 스위치(66b)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제1 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)의 값과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd1) 사이의 차를 저감하도록, 커패시터(68a)를 서서히 충전한다. 커패시터(68a)의 전압의 증가에 따라, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)의 광량이 증가한다. LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)의 광량이 어느 정도 증가함으로써, BD(20)가 출력하는 수광 신호가 역치를 초과한다. 이에 의해, BD 신호(21)가 생성된다. 그 후, 레이저 드라이버(60a)는, 기준 전압(Vref)(34)이 단자 전압(Vpd1)과 동등해질 때까지 커패시터(68a)의 전압을 제어한다. BD(20)가, 레이저광(L1)을 미리결정된 횟수 검지해서 BD 신호(21)를 미리결정된 횟수 출력하면, 레이저 제어 모드가 제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))가 된다. 광 주사 장치(2a)는, 1 라인의 화상 형성 시의 발광 제어를 행한다(도 7b).
제어 유닛(5)은, BD 신호(21)가 목표 주기로 생성될 때, 화상 형성을 개시한다. 이하, 도 7b를 사용해서 화상 형성 중에 레이저 드라이버(60a)에서 설정되는 제어 모드에 대해서 설명한다. 도 7a에 나타내는 제1 광량 제어 모드 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)를 제1 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다(도 7b참조). 그 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)의 제어 모드를 OFF 모드에서 제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))로 전환한다. 제2 광량 제어 모드가 설정되는 동안, 레이저 드라이버(60b)는 OFF 모드가 된다.
제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))에서, 제어 유닛(5)은 비디오 신호(72a)를 High 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 Low 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 ON 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 OFF 상태로 된다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 레이저 회로 기판(11)에 출력한다. 이에 의해, 기준 전압(Vref)(34)의 값도 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%일 때의 것과 비교하여 1/4로 저감된다. 반도체 레이저(12)로부터 출사되는 레이저광의 광량은 따라서 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%일 때의 것과 비교하여 1/4로 저감된다.
또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 High 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67a)을 접속한다. 또한, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(62a)를 출력함으로써, 제어 유닛(5)은 스위치(66a)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62b)는 High 레벨이며, 스위치(66b)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제2 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd1)을 비교한다. 그리고, 레이저 드라이버(60a)는 기준 전압(Vref)(34)이 단자 전압(Vpd1)과 동등해지도록 커패시터(68a)의 전압을 제어한다. 여기에서 제어된 전압에 기초하는 전류(ILD1)가 감광 드럼(25)을 주사하는 동안에 LD(12a)에 공급된다.
그 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)를 제2 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다(도 7b참조). 그리고, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(60b)를 OFF 모드에서 제3 광량 제어 모드(LD2-APC(2))로 전환한다.
제3 광량 제어 모드(LD2-APC(2))에서, 제어 유닛(5)은, 비디오 신호(72a)를 Low 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 High 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 OFF 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 ON 상태로 된다. 또한, 제3 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 레이저 회로 기판(11)에 출력한다. 이에 의해, 따라서 기준 전압(Vref)(34)의 값이 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%일 때의 것과 비교하여 1/4로 저감된다. 따라서, 반도체 레이저(12)로부터 출사되는 레이저광의 광량도, 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%일 때의 것과 비교하여 1/4로 저감된다.
제3 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, Low 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67b)을 접속한다. 또한, High 레벨의 샘플 홀드 신호(62b)를 출력함으로써, 제어 유닛(5)은 스위치(66b)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62a)는 Low 레벨이며, 스위치(66a)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제3 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd2)을 비교한다. 그리고, 레이저 드라이버(60a)는 기준 전압(Vref)(34)이 단자 전압(Vpd2)과 동등해지도록 커패시터(68b)의 전압을 제어한다. 여기에서 제어된 전압에 기초하는 전류(ILD2)가 감광 드럼(25)을 주사하는 동안에 LD(12c)에 공급된다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, 제1 광량 제어 모드와, 제2 광량 제어 모드와, 제3 광량 제어 모드를, 레이저광의 1 주사 주기 중에 개별적으로 실행한다. 화상 형성 장치(1)는, 제1 광량 제어 모드에서, 레이저광(L1)을 제1 목표 광량으로 제어한다. 화상 형성 장치(1)는, 제2 광량 제어 모드에서, 레이저광(L2)을 제2 목표 광량으로 제어한다. 화상 형성 장치(1)는, 제3 광량 제어 모드에서, 레이저광(L2)을 제2 목표 광량으로 제어한다.
이와 같이, 제어 유닛(5)이 1 주사 주기 내에서 상술한 제어 모드의 전환을 실행함으로써, BD(20)에 입사시키는 레이저광(L1)의 광량과 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량을 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 의해, BD(20)에 입사시키는 레이저광(L1)의 광량과 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량을 고정밀도로 제어할 수 있다. BD에 입사하는 레이저광(L1)의 광량은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량에 관계없이 실질적으로 일정하게 제어된다. 이에 의해, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량에 관계없이, 주 주사 방향의 화상의 기입 시작 위치를 실질적으로 일정하게 규정할 수 있다.
이상과 같은 화상 형성 장치에 의하면, BD 신호(21)를 생성하기 위해서 레이저광을 수광하는 BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량과, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량을 고정밀도로 제어할 수 있다.
(실시예 3)
도 9는, 반도체 레이저(12)를 구동하기 위한 제어 블록도이다. 실시예 3의 레이저 회로 기판(11)은, 도 3에 도시하는 실시예 1의 레이저 회로 기판(11)의 것과 거의 동일한 구성이다. 커패시터(38)를 대신하여, 본 실시예의 레이저 회로 기판(11)은 커패시터(98a)(제1 커패시터/제1 유지 유닛), 커패시터(98b)(제2 커패시터/제2 유지 유닛) 및 스위치(44)를 포함한다. 레이저 회로 기판(11)은 케이블에 의해 제어 유닛(5)에 접속되어 있다. 도 3에 도시된 레이저 회로 기판과의 차이를 설명한다.
커패시터(98a)는, BD(20)에 입사시키는 레이저광을 LD(12a)로부터 출사시키기 위해서 제공된다. 커패시터(98b)는, 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광을 LD(12a)로부터 출사시키기 위해서 제공된다.
스위치(44)는, 도 10에 도시된 바와 같은 용량 전환 신호(45)에 응답하여 동작한다. 용량 전환 신호(45)는 제어 유닛(5)으로부터 입력된다. 용량 전환 신호(45)가 Low인 경우, 스위치(44)는 단자 a와 단자 b를 접속한다. 단자 a와 단자 b가 접속되면, 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)이 비교기(39)의 비반전 단자에 인가된다. 한편, 용량 전환 신호(45)가 High인 경우, 스위치(44)는 단자 a와 단자 c를 접속한다. 단자 a와 단자 c가 접속되면, 커패시터(98b)의 전압(Vch_b)이 비교기(39)의 비반전 단자에 인가된다. 비교기(39)의 반전 단자는, 트랜지스터(43)의 이미터 단자 및 저항(40)의 애노드 단자에 접속되어 있다. 그로 인해, 비교기(39)의 반전 단자의 전압(V-)은 저항(40)의 애노드 단자의 전압과 동등해진다.
전류(ILD)의 값은, 비교기(39)의 비반전 단자에 접속된 커패시터(98a) 또는 커패시터(98b)의 전압과 저항(40)의 저항값에 의해 규정된다. 저항(40)의 애노드 단자는 트랜지스터(41)의 이미터 단자에 접속되어 있다. 저항(40)의 캐소드 단자는 접지되고 있다. 트랜지스터(41)의 콜렉터 단자는 트랜지스터(43)의 이미터 단자에 접속되어 있다. 트랜지스터(43)의 베이스 단자는 비교기(39)의 출력 단자에 접속되어 있다.
비교기(39)의 반전 단자의 전압(V-)은 전류(ILD)의 값과 저항(40)에 의해 규정된다. 비교기(39)은, 비반전 단자의 전압(V+)과 반전 단자의 전압(V-) 사이의 비교 결과에 기초하여, 트랜지스터(43)의 베이스 전압을 제어한다. 이는, 트랜지스터(43)의 베이스 전압은, 커패시터(98a) 혹은 커패시터(98b)의 전압에 대응하는 전압이 되도록 제어되는 것을 의미한다. 이렇게 트랜지스터(43)의 베이스 전압이 제어됨으로써, 저항(40)의 애노드 단자의 전압이 제어된다. 결과적으로, 전류(ILD)의 값이 제어된다.
본 실시예에서의 APC는, 커패시터(98a) 혹은 커패시터(98b)의 전압을 레이저광의 목표 광량에 대응하는 전압으로 제어하기 위해서 실행된다.
도 11a 및 도 11b는, 레이저 회로 기판(11)의 제어 상태를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 11a는, 광 주사 장치(2a)의 기동 시의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 11b는, 화상 형성 동안의 레이저광의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 11a에 계속해서, 도 11b의 타이밍 차트에 따른 처리가 행하여 진다. 레이저 드라이버(30)의 제어 상태는, BD 신호(21)의 하강을 기점으로 해서 제어 유닛(5)에 의해 전환된다.
광 주사 장치(2a)의 기동 전에, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 정지(DISCHARGE) 모드로 설정한다. DISCHARGE 모드에서, 커패시터(98a) 및 커패시터(98b)에는 전하가 축적되어 있지 않다. 화상 형성 장치(1)에 화상 데이터가 입력됨으로써, 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 다면경(15a)의 회전을 개시시키기 위해, 모터 드라이버(16)에 가속 신호를 송신한다. 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 기동 시, 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 제1 제어 모드(APC(1))로 설정한다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, BD 신호(21)를 사용해서 다면경(15a)을 목표 회전 속도로 회전시킨다. BD(20)이 출력하는 수광 신호의 전압이 역치를 초과하지 않으면 BD 신호(21)가 생성되지 않는다. 그로 인해, 당해 BD 신호(21)가 생성되도록, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를 제1 광량 제어 모드로 설정한다.
도 11a를 사용하여, 광 주사 장치(2a)의 기동 시에 레이저 드라이버(30)가 실행하는 제1 광량 제어 모드에 대해 설명한다. 먼저, 제어 유닛(5)은, 다면경(15a)의 회전 속도를 안정시키기 위해서 BD 신호를 생성할 필요가 있다. 그로 인해, 제어 유닛(5)이 레이저 구동 회로를 제1 광량 제어 모드로 제어함으로써, 광 주사 장치(2a)가 BD 신호를 생성할 수 있다.
제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)가 접속 상태로 된다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, High 레벨의 비디오 신호(42)를 출력한다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, Low 레벨의 용량 전환 신호(45)를 출력한다. Low 레벨의 용량 전환 신호(45)에 의해, 스위치(44)는 단자 a와 단자 b를 접속한다.
도 11a에서 제1 광량 제어 모드가 개시된 직 후, 커패시터(98a)에 전하가 충전되고 있지 않기 때문에, 저항(40)의 양단에 전위차는 발생하지 않는다. 그로 인해, 제1 제어 모드 개시 직 후, LD(12a)에 전류는 흐르지 않는다. 따라서, PD(12b)는, 레이저광의 광량에 대응하는 전류(Ipd)를 출력하지 않는다.
APC 회로(35)에는, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)에 의해 생성된 기준 전압(Vref)(34)이 입력되고 있다. APC 회로(35)는, 내부 비교기에 의한 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여 커패시터(98a)를 충전한다. 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)은 APC 회로(35)에 의한 충전에 의해 증가한다. 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)이 증가함으로써, 저항(40)의 양단 사이의 전위차가 증가한다. 저항(40)의 양단에 전위차가 발생할 때, 전류(ILD)가 LD(12a)에 흐른다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)이 APC 회로(35)에 의한 충전에 의해 증가함으로써, LD(12)가 출사하는 레이저광의 광량(레이저 출력)이 증가한다.
제어 모드가 제1 광량 제어 모드로 설정되어 있는 동안, 커패시터(98)의 전압(Vch_a)이 서서히 증가해 간다. 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)의 증가에 따라서, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광의 광량이 증가한다. 레이저광의 광량이 어느 정도 증가함으로써, BD(20)가 출력하는 수광 신호가 역치를 초과한다. 따라서, BD 신호(21)가 생성된다. 그 후, 레이저 드라이버(30)는, 기준 전압(Vref)(34)이 전압(Vpd)과 동등해질 때까지 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)을 제어한다. BD(20)이, 레이저광(L1)을 미리결정된 횟수 검지하고, BD 신호(21)를 미리결정된 횟수 출력하면, 레이저 제어 모드가 제2 광량 제어 모드(APC(2))가 된다. 광 주사 장치(2a)는 1 라인의 화상 형성 시의 발광 제어를 행한다(도 11b).
제어 유닛(5)은, BD 신호(21)가 목표 주기로 생성될 때, 화상 형성을 개시한다. 이하, 도 11b를 사용해서 화상 형성 중에 레이저 드라이버(30)에서 설정되는 제어 모드에 대해서 설명한다. 도 11b는, BD 신호의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 나타낸다. 화상 형성 중에, 레이저 드라이버(30)는 도 11b에 나타내는 제어 모드를 주사 주기마다 반복하여 행한다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, 1 주사 주기 내에서 레이저 드라이버(30)의 제어 모드를, 제1 광량 제어 모드, OFF 모드, 제2 광량 제어 모드, OFF 모드, VDO 모드, OFF 모드, 및 제1 광량 제어 모드의 순서대로 전환한다.
제어 유닛(5)은, BD 신호(21)를 생성하기 위해서 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드로 설정한다. 제1 광량 제어 모드에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 제어 유닛(5)은, 최신의 BD 신호(21)에 기초하여 다음에 레이저광이 BD(20)를 주사하기 직전에 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드로 설정한다. 레이저광이 BD(20)를 주사하기 전에, 레이저광의 광량이 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)에 대응하는 광량에 도달한다. 이에 의해, BD 신호(21)는 그 광량의 레이저광에 의해 생성된다.
계속해서, 도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 제1 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다. OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 High 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. 레이저 드라이버(30)는, High 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 수취하는 것에 의해, 스위치(36)의 접속을 해제한다. 그로 인해, 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)은, OFF 모드로 전환되기 직전의 제1 광량 제어 모드에서 설정된 전압이다. 그리고, 스위치(36)가 해제되어 있기 때문에, 커패시터(98a)는 APC 회로(35)에 의해 충전/방전되지 않는다.
또한, OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 비디오 신호(42)를 출력하지 않는다. 그로 인해, OFF 모드에서, 트랜지스터(41)가 OFF가 되고, LD(12a)에 전류(ILD)는 흐르지 않는다. 또한, OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비 100% 이하의 전압 설정 신호(31)를 레이저 드라이버(30)에 출력한다. 도 11b는, 제어 유닛(5)이 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 출력하는 상태를 나타내고 있다.
또한, 제어 유닛(5)은, OFF 모드 동안에 용량 전환 신호(45)를 Low로부터 High로 전환한다. High 레벨의 용량 전환 신호(45)에 의해, 스위치(44)는 단자 a와 단자 c를 접속한다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 제2 광량 제어 모드로 전환한다. 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. 레이저 드라이버(30)는, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 수취하는 것에 의해, 스위치(36)를 접속한다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 High 레벨의 비디오 신호(42)를 출력한다. 그로 인해, 제2 광량 제어 모드에서, 트랜지스터(41)가 ON이 된다. LD(12a)에는 전류(ILD)가 흐른다. LD(12a)는 전류(ILD)에 대응하는 레이저량의 레이저광을 출사한다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 이전 모드, 즉 제2 광량 제어 모드로 전환되기 직전의 OFF 모드에서 출력되는 것과 동일한 듀티비의 전압 설정 신호(31)가 계속해서 출력된다.
제2 광량 제어 모드에서, LD(12a)로부터 출사된 레이저광은 PD(12b)에 입사된다. PD(12b)는 수광 광량에 대응하는 전류(Ipd)를 출력한다. APC 회로(35)에는, 저항(37)의 일단부의 전압이 입력되고 있다. 그리고, APC 회로(35)에는, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)에 의해 생성된 기준 전압(Vref)(34)이 입력되고 있다. APC 회로(35)는, 내부 비교기에 의해 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여, 커패시터(98b)의 전압(Vch_b)을 제어한다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 제2 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다. 제2 광량 제어 모드와 VDO 모드 사이의 OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 계속해서 High 레벨의 용량 전환 신호(45)를 출력한다.
계속해서, 도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 VDO 모드로 전환한다. VDO 모드에서, 제어 유닛(5)은, VDO 모드 직전의 OFF 모드로부터 계속해서 High 레벨의 샘플 홀드 신호(32) 및 High 레벨의 용량 전환 신호(45)를 출력한다. 그로 인해, 레이저 드라이버(30)의 스위치(36)의 접속은 해제된다. 스위치(36)의 접속이 해제되고 있기 때문에, 커패시터(98b)의 전압(Vch_b)은, 직전의 모드인 제2 광량 제어 모드에서 설정된 전압에 유지된다. 그리고, 스위치(36)가 해제되고 있기 때문에, 커패시터(98b)는 APC 회로(35)에 의해 충전/방전되지 않는다. 또한, 용량 전환 신호(45)에 의해 단자 a와 단자 c가 접속되고 있기 때문에, 커패시터(98b)의 전압이 비교기(39)의 비반전 단자에 입력된다.
VDO 모드에서, 제어 유닛(5)은 화상 데이터에 기초하여 생성된 비디오 신호(PWM 신호)를 출력한다. 그로 인해, VDO 모드에서, 트랜지스터(41)의 ON/OFF는 VDO 신호의 펄스에 기초하여 제어된다. 트랜지스터(41)가 ON이 될 경우, LD(12a)에는 전류(ILD)가 흐른다. 이때 LD(12a)에 흐르는 전류(ILD)의 값은, 제2 광량 제어 모드에서 설정된 커패시터(98b)의 전압(Vch_b)에 기초한다. 즉, LD(12a)에 흐르는 전류(ILD)는, 저항(40)의 양쪽 단자의 전위차 및 저항(40)의 저항값에 의해 규정된다. 저항(40)의 일단부측 전압은 커패시터(98b)의 전압(Vch_b)에 기초한다.
계속해서, 도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 VDO 모드에서 OFF 모드로 전환한다. 이때의 OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 용량 전환 신호(45)를 High 레벨로부터 Low 레벨로 전환한다. 이를 통해, 스위치(44)는 단자 a와 단자 b를 접속한다.
계속해서, 도 11b에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(30)를 OFF 모드에서 제1 광량 제어 모드로 전환한다. 상술한 바와 같이, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)를 출력한다. Low 레벨의 샘플 홀드 신호(32)에 의해 스위치(36)가 접속 상태로 된다. 또한, 제어 유닛(5)은, 제1 광량 제어 모드에서, High 레벨의 비디오 신호를 출력한다. 제1 광량 제어 모드로 전환되기 직전의 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)은, 이전의 제1 광량 제어 모드에 의해 설정된 전압이다. 제1 광량 제어 모드에서, APC 회로(35)는, 듀티비 100%의 전압 설정 신호에 대응하는 기준 전압(Vref)(34)과 전압(Vpd) 사이의 비교 결과에 기초하여 커패시터(98a)의 전압(Vch_a)을 제어한다.
여기서, 제2 광량 제어 모드에 대해서 설명한다. 전자사진방식 화상 형성 장치(1)는, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광을, 화상 형성 장치(1)의 상태에 따라서 제어할 필요가 있다. 이는, 감광 드럼(25)의 경시 열화 및 화상 형성 장치(1)의 환경 상태(온도, 습도)에 의해, 감광 드럼(25)의 레이저광에 대한 감도가 변화하는 것을 의미한다. 또한, 현상 유닛(512) 내부에 저장된 토너의 대전량은 환경 상태에 따라 변화한다. 이러한 변화는, 화상 형성 장치(1)가 출력하는 화상의 농도와, 유저가 원하는 화상의 농도 사이의 차를 유발한다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 전자사진방식 화상 형성 장치(1)는, 장치의 전원이 ON이 된 직후에, 미리결정된 매수의 시트에 화상을 형성하는 등의 미리결정된 조건이 만족되는 만족 상태에 따라서 LD(12a)의 광량을 제어한다. 예를 들어, 화상 형성 장치(1)는, 중간 전사체(511) 상에 형성된 각 색의 농도 검출용 패턴을 형성한다. 그리고, 그 검출 결과에 기초하여, 화상 형성 장치(1)는 각 색에 대응하는 LD(12a)의 광량을 제어한다.
이와 같이, 제어 유닛(5)이 1 주사 주기 내에서 상술한 제어 모드의 전환을 실행함으로써, BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량과 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광의 광량을 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 의해, BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량과 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광을 고정밀도로 제어할 수 있다. BD에 입사하는 레이저광의 광량은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량과 관계없이 실질적으로 일정하게 제어된다. 그로 인해, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량에 관계없이 주 주사 방향의 화상의 기입 시작 위치를 실질적으로 일정하게 할 수 있다. 감광 드럼을 노광하는 레이저광의 광량은, BD(20)에 입사시키는 레이저광의 광량보다 적다. 그 때문에, BD(20)에 입사시키는 레이저광을 출사시킬 때의 기준 전압(Vref)의 값은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광을 출사시킬 때의 기준 전압(Vref)의 값보다 높다.
BD 신호(21)를 생성하기 위한 전압 설정 신호(31)의 듀티비는 100%이 아니어도 된다는 것을 유의하라. 예를 들어, BD 신호(21)를 생성하기 위한 전압 설정 신호(31)의 듀티비는, BD(20)의 광전 변환 소자의 게인 등에 의해 장치를 조립할 때에 장치 개별적으로 조정되는 것이 바람직하다.
이어서, 반도체 레이저(12)의 사양 예 및 제어 목표값의 예를 나타낸다.
(사양)
· 반도체 레이저(12)의 발광 개시 전류(Ith)는 5ma이고, 반도체 레이저(12)의 발광 효율(η)은 0.5mW/ma이다.
· 레이저 드라이버의 충전/방전 전류(Id)는 1㎂이고, 스위치(44)가 접속되는 단자의 누설 전류(I_leak)는 0.1㎂이고, 전류 증폭률(α)은 100배이며, 저항(40)은 10kΩ이다.
· 광 주사 장치(2a)의 주사 시간은 다음과 같다. 제1 발광 제어 모드를 위한 시간(T1)이 25μS이다. 화상 형성 모드를 위한 시간(T2)가 500μS이다.
(제어 목표값)
광량 Po가 5mW(광량 Po=5mW)일 때의 각 레이저 제어 모드에서의 제어 목표값은 이하와 같다.
· 제1 광량 제어 모드 시에는, 광량 파형의 상승 시간(Tr)은 5μS 미만으로 한다(제1 목표값).
· 화상 형성 모드 시에는, 광량 변동률(ΔPo)을 0.5% 미만으로 한다(제2 목표값).
커패시터(98a)의 용량은, 제1 광량 제어 모드의 주사 동안에 발생하는 커패시터(98a)의 단자간 전압의 변동량(ΔVch_a)에 대하여, 제1 광량 제어 모드를 위한 시간(T1)에 수렴시킬 필요가 있다. 그 때문에, 제1 목표값이 만족될 필요가 있다. 반도체 레이저(12)의 광량 변동률(ΔPo)에 대한 구동 전류의 변동량(ΔILD)은 식 1로 나타난다. ΔILD는 식 2에 의해 나타내는 커패시터(98a)의 단자간 전압의 변동량(ΔVch_a)에 의해 결정된다.
ΔILD=Δpo/η=5mW×0.5%/0.5mW/mA
=0.05mA (식 1)
ΔVch_a=ΔILD×Rs/α
=0.05mA×10kΩ/100
=0.005V (식 2)
이상으로부터, 커패시터(98a)의 용량은, 작을수록 ΔVch_a에 도달하는 것이 가능하고, 광량 제어/상승 시간(Tr) 및 충전/방전 전류(Id)에 의해 식 3에 의해 얻어진다.
커패시터(98a) 용량=Tr×Id/ΔVch_a
=5μS×1㎂/0.005V≤1000pF (식 3)
커패시터(98b)는, 제2 광량 제어 모드에 의해 제어된 전압(Vch_b)을 유지한다. 반도체 레이저(12)의 구동 전류는 커패시터(98b)의 단자간 전압에 의해 결정된다. 제2 목표값을 만족시키기 위해는, 커패시터(98b)의 단자간 전압의 변동량(ΔVch_b)을 식 2에 의해 얻어지는 값 미만의 값으로 할 필요가 있다.
변동량(ΔVch_b)은, 레이저 드라이버(30)의 누설 전류(I_leak)와, 커패시터(98b)가 전하를 축적하고 있는 화상 형성 모드의 시간(T2)에 의해 발생한다. 커패시터(98b)의 용량이 클수록 ΔVch_b를 억제하는 것이 가능하고, 이는 화상 형성 모드의 시간(T2) 및 누설 전류(I_leak)에 의해 식 4에 의해 얻어진다.
커패시터(98b) 용량=T2×I_leak/ΔVch_b
=500μS×0.1㎂/0.005V≥0.01μF (식 4)
이와 같이, 제1 광량 제어 모드에서 선택되는 커패시터(98a)의 용량은, 제2 광량 제어 모드에서 선택되는 커패시터(98b)의 용량보다도 작게 할 필요가 있다. 이상과 같이, 커패시터(98a) 및 커패시터(98b)의 용량을 설정함으로써, 제1 광량 제어 모드 시에 상승 시간(Tr)을 5μS 미만으로 설정하고, 화상 형성 모드 시에 광량 변동률(ΔPo)을 0.5% 미만으로 설정할 수 있다.
본 실시예의 화상 형성 장치는 2개의 커패시터(98a, 98b)를 전환한다. 그로 인해, 각각의 광량 제어 모드를 실행하기 위해서, 이전 주사 주기의 동일한 광량 제어 모드에서 제어된 전압에 기초하여 각 커패시터의 전압을 제어할 수 있다. 그로 인해, 광량 제어 시간의 증대를 억제할 수 있다.
(실시예 4)
도 12는 레이저 회로 기판(11)의 다른 구성도이다. 실시예 3의 레이저 회로 기판(11)은, 각각 발광하는 복수의 발광 소자인 LD(12a 및 12c)의 발광 제어를 행한다. 실시예 4의 레이저 회로 기판(11)은, 도 6에 나타내는 실시예 2의 레이저 회로 기판(11)과 거의 동일한 구성이다. 커패시터(68a) 대신에, 본 실시예의 레이저 회로 기판(11)은 커패시터(128a), 커패시터(129a) 및 스위치(76a)를 포함한다. 커패시터(68b) 대신에, 본 실시예의 레이저 회로 기판(11)은 커패시터(128b), 커패시터(129b) 및 스위치(76b)를 포함한다.
도 13a 및 도 13b는, 도 12a에 도시된 바와 같은 레이저 회로 기판(11)의 제어 상태를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 13a는, 광 주사 장치(2a)의 기동 시의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 13b는, 1 라인의 화상 형성 동안의 레이저광의 1 주사 주기의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 13a에 계속해서 도 13b의 타이밍 차트에 따른 처리가 행하여진다. 레이저 회로 기판(11)은, 제어 유닛(5)으로부터 입력되는 샘플 홀드 신호(62a, 62b) 및 비디오 신호(72a, 72b)에 응답하여, BD 신호의 하강을 기점으로 해서 반도체 레이저(12)의 발광 제어를 행한다. 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)을 BD(20)에 입사시킴으로써 BD 신호(21)를 생성한다. LD(12c)로부터 출사되는 레이저광(L2)은 BD 신호(21)의 생성에 기여하지 않는다. 도 13a 및 도 13b는, BD(20)가 LD(12a)로부터 출력되는 레이저광(L1)을 수광함으로써 출력하는 BD 신호(21)에 기초한 타이밍 차트이다. 레이저 드라이버(60a, 60b)의 제어 상태는, BD 신호(21)의 하강을 기점으로 해서 결정된다.
광 주사 장치(2a)의 기동 전에, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(60a, 60b)의 제어 모드를 정지(DISCHARGE) 모드로 설정한다. DISCHARGE 모드에서, 커패시터(128a), 커패시터(128b) 및 커패시터(129b)에는 전하가 축적되어 있지 않다.
화상 형성 장치(1)에 화상 데이터가 입력됨으로써, 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 다면경(15a)의 회전을 개시시키기 위해, 모터 드라이버(16)에 가속 신호를 송신한다. 제어 유닛(5)은, 광 주사 장치(2a)의 기동 시, 레이저 드라이버(60a)의 제어 모드를 제1 광량 제어 모드(LD1-APC(1))로 설정한다. 제1 광량 제어 모드가 실행되는 동안, 레이저 드라이버(60b)는 OFF 모드가 된다. 또한, 도 13a 및 도 13b에 나타내는 OFF 모드는, 레이저 드라이버(60a, 60b)가 모두 OFF 모드가 되는 것을 나타내고 있다. OFF 모드에서, 제어 유닛(5)은 Low 레벨의 비디오 신호(72a, 72b)를 출력한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a, 71b)가 OFF 상태로 된다. 그로 인해, LD(12a)에 전류(ILD1)는 흐르지 않는다. 또한, LD(12c)에도 전류(ILD2)는 흐르지 않는다.
제1 광량 제어 모드(LD1-APC(1))에서, 제어 유닛(5)은, 비디오 신호(72a)를 High 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 Low 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 ON 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 OFF 상태로 된다. 또한, 제1 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)를 출력한다. 또한, 제1 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, High 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67a)을 접속한다. 또한, 제어 유닛(5)은, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(62b)를 출력함으로써, 스위치(66a)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62b)는 High 레벨이며, 스위치(66b)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제1 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 100%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd1) 사이의 차를 저감하도록, 커패시터(128a)를 서서히 충전한다. 커패시터(128a)의 전압의 증가에 따라, LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)의 광량이 증가한다. LD(12a)로부터 출사되는 레이저광(L1)의 광량이 어느 정도 증가함으로써, BD(20)가 출력하는 수광 신호가 역치를 초과한다. 그로 인해, BD 신호(21)가 생성된다. 그 후, 레이저 드라이버(60a)는, 기준 전압(Vref)(34)이 단자 전압(Vpd1)과 동등해질 때까지 커패시터(128a)의 전압을 제어한다. BD(20)가, 레이저광(L1)을 미리결정된 횟수 검지하고 BD 신호(21)를 미리결정된 횟수 출력하면, 레이저 제어 모드가 제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))가 된다. 광 주사 장치(2a)는, 1 라인의 화상 형성 시의 발광 제어를 행한다(도 13b).
제어 유닛(5)은, BD 신호(21)가 목표 주기로 생성될 때, 화상 형성을 개시한다. 이하, 도 13b를 사용해서 화상 형성 동안에 레이저 드라이버(60a)에서 설정되는 제어 모드에 대해서 설명한다. 레이저 드라이버(60b)에 대해서도 마찬가지로 제어 모드가 설정된다. 도 13b에 나타내는 제1 광량 제어 모드 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)를 제1 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다(도 13b참조). 그 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)의 제어 모드를 OFF 모드에서 제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))로 전환한다. 제2 광량 제어 모드가 설정되고 있는 동안, 레이저 드라이버(60b)는 OFF 모드가 된다.
제2 광량 제어 모드(LD1-APC(2))에서, 제어 유닛(5)은, 비디오 신호(72a)를 High 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 Low 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 ON 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 OFF 상태로 된다. 또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 레이저 회로 기판(11)에 출력한다. 이에 의해, 기준 전압(Vref)(34)의 값은 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%이 될 때의 것과 비교하여 1/4로 감소된다. 반도체 레이저(12)로부터 출사되는 레이저광의 광량도, 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%일 때의 것과 비교하여 1/4로 감소된다.
또한, 제2 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, High 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67a)을 접속한다. 또한, 제어 유닛(5)은, Low 레벨의 샘플 홀드 신호(62b)를 출력함으로써, 스위치(66a)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62b)는 High 레벨이며, 스위치(66b)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제2 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd1)을 비교한다. 레이저 드라이버(60a)는, 기준 전압(Vref)(34)이 전압(Vpd1)과 동등해지도록 커패시터(128)의 전압을 제어한다. 여기에서 제어된 전압에 기초하는 전류(ILD1)가 감광 드럼(25)을 주사하는 동안 LD(12a)에 공급된다.
그 후, 제어 유닛(5)은, BD 신호(21)에 기초하는 타이밍에서 레이저 드라이버(60a)를 제2 광량 제어 모드에서 OFF 모드로 전환한다(도 13b참조). 그리고, 제어 유닛(5)은, 레이저 드라이버(60b)를 OFF 모드에서 제3 광량 제어 모드(LD2-APC(2))로 전환한다.
제3 광량 제어 모드(LD2-APC(2))에서, 제어 유닛(5)은, 비디오 신호(72a)를 Low 레벨로 설정하고, 비디오 신호(72b)를 High 레벨로 설정한다. 이에 의해, 트랜지스터(71a)가 OFF 상태로 되고, 트랜지스터(71b)가 ON 상태로 된다. 또한, 제3 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)를 레이저 회로 기판(11)에 출력한다. 이에 의해, 기준 전압(Vref)(34)의 값은 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%가 될 때의 것과 비교하여 1/4로 감소된다. 반도체 레이저(12)로부터 출사되는 레이저광의 광량도, 전압 설정 신호(31)의 듀티비가 100%가 될 때의 것과 비교하여 1/4로 감소된다.
제3 광량 제어 모드에서, 제어 유닛(5)은, Low 레벨의 PD 전환 신호(81)를 출력해서 PD(12b)와 저항(67b)을 접속한다. 또한, 제어 유닛(5)은, High 레벨의 샘플 홀드 신호(62b)를 출력함으로써, 스위치(66b)를 접속한다(샘플 상태). 이때, 샘플 홀드 신호(62a)는 Low 레벨이며, 스위치(66b)는 비접속 상태이다(홀드 상태).
제3 광량 제어 모드에서, 레이저 드라이버(60a)는, 듀티비 25%의 전압 설정 신호(31)가 평활화된 기준 전압(Vref)(34)과 저항(67a)이 접지되어 있지 않은 측의 단자 전압(Vpd2)을 비교한다. 이후, 레이저 드라이버(60a)는, 기준 전압(Vref)(34)이 전압(Vpd2)과 동등해지도록 커패시터(128b)의 전압을 제어한다. 여기에서 제어된 전압에 기초하는 전류(ILD2)가 감광 드럼(25)을 주사하는 동안 LD(12c)에 공급된다.
도 13b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 화상 형성 장치(1)는, 제1 광량 제어 모드와 제2 광량 제어 모드와 제3 광량 제어 모드를, 레이저광의 1 주사 주기 동안에 개별적으로 실행한다. 화상 형성 장치(1)는, 제1 광량 제어 모드에서, 레이저광(L1)을 제1 목표 광량으로 제어한다. 화상 형성 장치(1)는, 제2 광량 제어 모드에서, 레이저광(L2)을 제2 목표 광량으로 제어한다. 화상 형성 장치(1)는, 제3 광량 제어 모드에서, 레이저광(L2)을 제2 목표 광량으로 제어한다.
이와 같이, 제어 유닛(5)이 1 주사 주기 내에서 상술한 바와 같은 제어 모드의 전환을 실행함으로써, BD(20)에 입사시키는 레이저광(L1)의 광량과 감광 드럼(25)을 주사하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량을 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 의해, BD(20)에 입사시키는 레이저광(L1)의 광량과 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광(L1) 및 레이저광(L2)의 광량을 고정밀도로 제어할 수 있다. BD에 입사하는 레이저광(L1)의 광량은 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량에 관계없이 실질적으로 일정하게 제어된다. 그로 인해, 감광 드럼(25)을 노광하는 레이저광의 광량에 관계없이, 주 주사 방향의 화상의 기입 시작 위치를 실질적으로 일정하게 할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조 및 기능을 모두 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.
본 출원은 2015년 8월 20일에 출원된 일본 특허 출원 제2015-163243호 및 2015년 9월 10일에 출원된 제2015-178666호의 이점을 청구하며, 이들은 그 전체가 본원에 참조로 통합된다.

Claims (15)

  1. 화상 형성 장치이며,
    감광체와,
    공급되는 전류의 값에 대응하는 광량의 레이저광을 출사하도록 구성되는 발광 소자와,
    상기 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광하여 수광 광량에 대응하는 전압의 수광 신호를 생성하도록 구성되는 제1 수광 소자와,
    편향 유닛에 의해 편향된 레이저 광이 상기 감광체를 주사하도록 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 편향시키도록 구성되는 편향 유닛과,
    상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광의 주사 경로 상에 배치되고, 상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광을 수광함으로써 동기 신호를 생성하도록 구성되는 제2 수광 소자와,
    상기 동기 신호의 생성 타이밍에 기초하여, 상기 레이저광의 1 주사 주기에서의, 화상 데이터에 기초하는 상기 레이저광의 출사 타이밍을 제어하도록 구성되는 타이밍 제어 유닛과,
    상기 제2 수광 소자에 입사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제1 기준 전압을 출력하고, 상기 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제2 기준 전압을 출력하도록 구성되는 출력 유닛과,
    커패시터와,
    상기 수광 신호가 입력되고 상기 제1 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압이 입력되는 전압 제어 유닛으로서, 상기 수광 신호의 전압과 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압을 비교하도록 구성되고 비교 결과에 기초하여 상기 커패시터의 전압을 제어하도록 구성되는, 전압 제어 유닛과,
    상기 커패시터의 전압에 대응하는 값의 전류를 공급하도록 구성되는 전류 공급 유닛을 포함하는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압의 값보다 높은, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 출력 유닛은, 상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압을 상기 레이저광의 1 주사 주기 동안에 1회씩 개별적으로 출력하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 레이저광의 1 주사 주기에서, 상기 출력 유닛은 상기 제1 기준 전압이 출력되는 타이밍과 상기 레이저광이 상기 감광체를 주사하는 타이밍 사이에 상기 제2 기준 전압을 출력하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  5. 화상 형성 장치이며,
    감광체와,
    제1 발광 소자에 공급되는 전류의 값에 대응하는 광량의 레이저광을 출사하도록 구성되는 제1 발광 소자와,
    제2 발광 소자에 공급되는 전류의 값에 대응하는 광량의 레이저광을 출사하도록 구성되는 제2 발광 소자와,
    상기 제1 발광 소자로부터 출사되는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서, 상기 제1 발광 소자로부터 출사되는 레이저광을 수광하고 상기 제1 발광 소자로부터 출사되는 레이저광의 광량에 대응하는 전압의 수광 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 제2 발광 소자로부터 출사되는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서, 상기 제2 발광 소자로부터 출사되는 레이저광을 수광하고 상기 제2 발광 소자로부터 출사되는 레이저광의 광량에 대응하는 전압의 수광 신호를 생성하도록 구성되는, 제1 수광 소자와,
    상기 제1 발광 소자로부터 출사된 레이저광 및 상기 제2 발광 소자로부터 출사된 레이저광이 상기 감광체를 주사하게 하도록 각각의 레이저광을 편향시키도록 구성되는 편향 유닛과,
    상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광의 주사 경로 상에 배치되고, 상기 제1 발광 소자로부터 출사되고 상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광을 수광하도록 구성되는 제2 수광 소자와,
    동기 신호의 생성 타이밍에 기초하여, 각각의 레이저광의 1 주사 주기에서의, 화상 데이터에 기초하는 상기 제1 발광 소자의 레이저광의 출사 타이밍 및 상기 제2 발광 소자의 레이저광의 출사 타이밍을 제어하도록 구성되는 타이밍 제어 유닛과,
    상기 제1 발광 소자로부터 출사되고 상기 제2 수광 소자에 입사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제1 기준 전압을 출력하고, 상기 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제2 기준 전압을 출력하도록 구성되는 출력 유닛과,
    상기 제1 발광 소자에 대응하는 제1 커패시터와,
    상기 제2 발광 소자에 대응하는 제2 커패시터와,
    상기 제1 발광 소자에 대응하는 수광 신호가 입력되고, 상기 제1 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압이 입력되는 전압 제어 유닛으로서, 상기 제1 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광함으로써 생성된 상기 수광 신호의 전압과 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 제1 커패시터의 전압을 제어하도록 구성되고, 상기 제2 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광함으로써 생성된 상기 수광 신호의 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 제2 커패시터의 전압을 제어하도록 구성되는, 전압 제어 유닛과,
    상기 제1 커패시터의 전압에 대응하는 값의 전류를 상기 제1 발광 소자에 공급하고, 상기 제2 커패시터의 전압에 대응하는 값의 전류를 상기 제2 발광 소자에 공급하도록 구성되는, 전류 공급 유닛을 포함하는, 화상 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압의 값보다 높은, 화상 형성 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 출력 유닛은 상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압을 레이저광의 1 주사 주기 동안 1회씩 개별적으로 출력하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레이저광의 1 주사 주기에서, 상기 출력 유닛은 상기 제1 기준 전압이 출력되는 타이밍과 상기 레이저광이 상기 감광체를 주사하는 타이밍 사이에 상기 제2 기준 전압을 출력하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압의 값보다 높고,
    상기 제1 커패시터의 정전 용량은 상기 제2 커패시터의 정전 용량보다 큰, 화상 형성 장치.
  10. 화상 형성 장치이며,
    감광체와;
    공급되는 전류의 값에 대응하는 광량의 레이저광을 출사하도록 구성되는 발광 소자와;
    전류의 값에 관한 제어값을 유지하도록 구성되는 유지 유닛과;
    상기 제어값에 기초하는 상기 전류를 상기 발광 소자에 공급하도록 구성되는 전류 공급 유닛과;
    상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광하도록 구성되는 제1 수광 소자와;
    상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광이 상기 감광체를 주사하게 하도록 상기 레이저광을 편향시키도록 구성되는 편향 유닛과;
    상기 편향 유닛에 의해 편향된 레이저광의 주사 경로 상에 배치되고, 상기 레이저광을 수광함으로써 동기 신호를 생성하도록 구성되는 제2 수광 소자와;
    상기 동기 신호의 생성 타이밍에 기초하여, 상기 레이저광의 1 주사 주기에서의 화상 데이터에 기초하는 상기 레이저광의 출사 타이밍을 제어하도록 구성되는 타이밍 제어 유닛과;
    상기 레이저광의 1 주사 주기 동안의 상이한 타이밍에 제1 광량 제어 및 제2 광량 제어를 실행하도록 구성되는 광량 제어 유닛으로서, 상기 제1 광량 제어는, 상기 제2 수광 소자에 입사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서, 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 출사시켜, 상기 레이저광을 수광한 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 상기 유지 유닛이 상기 제어값을 유지하게 하는 것이고, 상기 제2 광량 제어는, 상기 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서, 상기 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 출사시켜, 상기 레이저광을 수광한 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 상기 유지 유닛이 상기 제어값을 유지하게 하는 것인, 광량 제어 유닛을 포함하는, 화상 형성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유지 유닛은, 상기 제어값으로서의 전압을 유지하는 커패시터이며,
    상기 광량 제어 유닛은, 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 상기 커패시터의 전압을 제어하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광량 제어 유닛은, 상기 제1 광량 제어 및 상기 제2 광량 제어에서 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 동일한 커패시터의 전압을 제어하도록 더 구성되며,
    상기 제어 유닛은, 레이저광이 상기 감광체를 주사하는 N번째 주사와 N+1번째 주사 사이에서, 상기 제1 제어를 실행함으로써 상기 동기 신호가 생성된 후에 상기 제2 제어를 실행하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 유지 유닛은, 상기 커패시터로서 제1 커패시터와 제2 커패시터를 포함하며,
    상기 광량 제어 유닛은, 상기 제1 광량 제어에서의 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 상기 제1 커패시터의 전압을 제어하고, 상기 제2 광량 제어에서의 상기 제1 수광 소자의 수광 결과에 기초하여 상기 제2 커패시터의 전압을 제어하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자로부터 출사되고 상기 제2 수광 소자에 입사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제1 기준 전압을 출력하고, 상기 감광체를 주사하는 레이저광의 광량을 제어하기 위해서 제2 기준 전압을 출력하도록 구성되는 출력 유닛을 더 포함하며,
    상기 광량 제어 유닛은, 상기 수광 신호와 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압이 입력되는 전압 제어 유닛을 더 포함하고,
    상기 전압 제어 유닛은, 상기 제1 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광함으로써 생성된 상기 수광 신호의 전압을 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압과 비교하여, 비교 결과에 기초하여 상기 제1 커패시터의 전압을 제어하고, 상기 제2 발광 소자로부터 출사된 레이저광을 수광함으로써 생성된 상기 수광 신호의 전압을 상기 제2 기준 전압과 비교하여, 비교 결과에 기초하여 상기 제2 커패시터의 전압을 제어하도록 더 구성되는, 화상 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압의 값보다 높으며,
    상기 제1 커패시터의 정전 용량은 상기 제2 커패시터의 정전 용량보다 큰, 화상 형성 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9574951B2 (en) * 2013-09-09 2017-02-21 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensor including temperature sensor and electronic shutter function
JP6671931B2 (ja) * 2015-11-16 2020-03-25 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6702768B2 (ja) 2016-03-18 2020-06-03 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6684145B2 (ja) 2016-04-28 2020-04-22 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2017219714A (ja) 2016-06-08 2017-12-14 キヤノン株式会社 光走査装置
JP2019123189A (ja) * 2018-01-18 2019-07-25 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP7154079B2 (ja) * 2018-09-14 2022-10-17 キヤノン株式会社 記録装置および発光素子駆動用基板
CN110174763A (zh) * 2019-04-30 2019-08-27 联想图像（天津）科技有限公司 一种激光扫描单元以及激光打印机

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60245364A (ja) 1984-05-18 1985-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像記録装置
JPH01202774A (ja) 1988-02-09 1989-08-15 Hitachi Ltd レーザプリンタ装置
JP2809400B2 (ja) 1988-02-17 1998-10-08 富士通株式会社 レーザプリンタのレーザ光出力制御方式
JPH04121760A (ja) 1990-09-12 1992-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ走査装置
JP2000218865A (ja) 1998-11-25 2000-08-08 Canon Inc レ―ザ駆動装置とその駆動方法及びそれを用いた画像形成装置
JP2001138566A (ja) 1999-11-12 2001-05-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
US6919979B2 (en) 2002-07-25 2005-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus
JP2004103839A (ja) 2002-09-10 2004-04-02 Canon Inc 半導体マルチビームレーザ装置及び画像形成装置
US7129967B2 (en) 2003-03-03 2006-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Frequency modulation apparatus and frequency modulation method
JP4810787B2 (ja) 2003-08-08 2011-11-09 富士ゼロックス株式会社 発光素子駆動装置及び画像形成装置
US7693197B2 (en) 2003-10-31 2010-04-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser scanning apparatuses, laser scanning methods and article manufacture
JP2005280070A (ja) 2004-03-29 2005-10-13 Canon Inc 画像形成装置及びその制御方法
US20070216756A1 (en) 2006-03-15 2007-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser beam scanning apparatus, image forming apparatus, and laser beam scanning method
GB0711052D0 (en) 2007-06-08 2007-07-18 Ici Plc Thermal transfer printing
JP2009292075A (ja) 2008-06-06 2009-12-17 Ricoh Co Ltd 光書込装置および画像形成装置
JP5818495B2 (ja) 2011-04-21 2015-11-18 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6157091B2 (ja) 2011-12-08 2017-07-05 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6147042B2 (ja) * 2012-04-25 2017-06-14 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2013233686A (ja) 2012-05-07 2013-11-21 Canon Inc レーザー駆動装置および画像形成装置
US8982168B2 (en) * 2013-05-21 2015-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2014228656A (ja) 2013-05-21 2014-12-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6178641B2 (ja) 2013-06-28 2017-08-09 キヤノン株式会社 光走査装置及び画像形成装置
JP6031418B2 (ja) * 2013-07-31 2016-11-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 光走査装置及びこれを用いた画像形成装置
JP6214275B2 (ja) 2013-08-08 2017-10-18 キヤノン株式会社 画像形成装置

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