JP2013059906A - Laser light emission device, and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を出射するレーザ光出射装置及び該レーザ光出射装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a laser light emitting device that emits laser light and an image forming apparatus including the laser light emitting device.
図9(a)は半導体レーザの発光特性の1つとしての駆動電流と発光光量の関係を示している。図9(a)の横軸は半導体レーザに供給される駆動電流、縦軸は半導体レーザに供給される駆動電流に対するレーザ光の発光光量(強度)である。一般的に半導体レーザは図9(a)に示すような発光特性を示すことが知られている。図9(a)に示すように、発光素子に供給される電流の値が閾値電流(Ith)よりも低い領域(自然放出領域)では電流の増加量に対する発光光量の増加が緩やかであるのに対して、閾値電流よりも高い領域(レーザ発振領域)では電流の増加量に対する発光光量の増加量が自然放出領域に対して増大する。 FIG. 9A shows the relationship between the drive current and the amount of emitted light as one of the emission characteristics of the semiconductor laser. In FIG. 9A, the horizontal axis represents the drive current supplied to the semiconductor laser, and the vertical axis represents the light emission amount (intensity) of the laser beam with respect to the drive current supplied to the semiconductor laser. In general, it is known that a semiconductor laser exhibits light emission characteristics as shown in FIG. As shown in FIG. 9A, in the region where the value of the current supplied to the light emitting element is lower than the threshold current (Ith) (spontaneous emission region), the increase in the amount of emitted light is moderate with respect to the increase in current. On the other hand, in the region (laser oscillation region) higher than the threshold current, the amount of increase in the amount of emitted light with respect to the amount of increase in current increases relative to the spontaneous emission region.
ところで、レーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、半導体レーザから出射されるレーザ光によって感光体上を走査することによって静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。このような画像形成装置において、近年高解像度化、印刷高速化するために半導体レーザのON、OFFの切り替えを高速で行うことが必要となってきている。そのため、半導体レーザの発光応答性を高める必要がある。 Incidentally, an electrophotographic image forming apparatus such as a laser beam printer forms an electrostatic latent image by scanning a photosensitive member with laser light emitted from a semiconductor laser, and develops the electrostatic latent image with toner. By doing so, an image is formed. In such an image forming apparatus, in recent years, it has become necessary to switch a semiconductor laser on and off at a high speed in order to achieve high resolution and high printing speed. Therefore, it is necessary to improve the light emission response of the semiconductor laser.
半導体レーザの発光応答性を高める方法として、半導体レーザにバイアス電流(Ib)を供給する方法が従来から知られている。バイアス電流は閾値電流近傍の値に設定される電流である。レーザビームプリンタなどに用いられる半導体レーザにはバイアス電流が供給され、半導体レーザから出射させる場合にはバイアス電流にスイッチング電流が重畳された駆動電流が半導体レーザに供給される。半導体レーザにバイアス電流を供給することよって、バイアス電流を供給しない場合に比べてスイッチング電流を供給した際の半導体レーザの発光応答性を高めることができる。 As a method for improving the light emission response of a semiconductor laser, a method of supplying a bias current (Ib) to the semiconductor laser has been conventionally known. The bias current is a current set to a value near the threshold current. A semiconductor laser used in a laser beam printer or the like is supplied with a bias current, and when emitted from the semiconductor laser, a driving current in which a switching current is superimposed on the bias current is supplied to the semiconductor laser. By supplying a bias current to the semiconductor laser, it is possible to improve the light emission response of the semiconductor laser when the switching current is supplied, compared to the case where the bias current is not supplied.
特許文献1には、バイアス電流の制御方法が開示されている。特許文献1に記載のレーザダイオード駆動装置は、図9(a)に示すようにレーザ発振領域におけるレーザダイオードの発光特性に基づいて閾値電流Ithを特定し、閾値電流Ithに所定の係数α(α≦1)を乗算するなどしてバイアス電流Ibを決定することが記載されている。
しかしながら、画像形成速度の高速化を図るために複数の発光素子から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する装置において、特許文献1に記載のバイアス電流の制御方法を用いると、バイアス電流を高精度に設定できないという課題が生じる。
However, in the apparatus that exposes the photosensitive member with a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting elements in order to increase the image forming speed, the bias current control method described in
バイアス電流の値を決定する際には制御対象である発光素子に第1の光量P1及び第2の光量P2で発光させるための駆動電流が供給される。このとき、PD(フォトダイオード)などの検知装置を用いて光量を検出しながら駆動電流を制御し、第1の光量が検出されたときの駆動電流及び第2の光量が検出されたときの駆動電流をそれぞれサンプリングする。それらの結果から、制御対象である発光素子のレーザ発振領域における発光特性を特定する。 When determining the value of the bias current, a driving current for causing the light emitting element to be controlled to emit light with the first light amount P1 and the second light amount P2 is supplied. At this time, the drive current is controlled while detecting the light amount using a detection device such as a PD (photodiode), and the drive current when the first light amount is detected and the drive when the second light amount is detected. Each current is sampled. From these results, the light emission characteristics in the laser oscillation region of the light emitting element to be controlled are specified.
このとき制御対象以外の発光素子には発光応答性を確保するためにバイアス電流が供給されている。複数の発光素子に対して上記PDは共通に用いられ、かつ複数の発光素子の近傍に配置されているため、バイアス電流が供給されることによって発光素子から自然放出されるレーザ光がPDに入射する。そのため、PDの検出結果には制御対象以外の発光素子からのレーザ光の光量も含まれることになる。すると、図9(b)に示すように、実際の発光特性とは異なる発光特性に基づいて、制御対象の発光素子のバイアス電流を決定することになり、バイアス電流の値を精度よく決定できないという課題が生じる。 At this time, a bias current is supplied to the light emitting elements other than the controlled object in order to ensure the light emission response. Since the PD is commonly used for a plurality of light emitting elements and is disposed in the vicinity of the plurality of light emitting elements, laser light spontaneously emitted from the light emitting elements when a bias current is supplied enters the PD. To do. Therefore, the PD detection result includes the amount of laser light from light emitting elements other than the control target. Then, as shown in FIG. 9B, the bias current of the light emitting element to be controlled is determined based on the light emission characteristic different from the actual light emission characteristic, and the value of the bias current cannot be accurately determined. Challenges arise.
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、本発明のレーザ光出射装置は、第1のレーザ光を出射する第1の発光点と第2のレーザ光を出射する第2の発光点とを備えるレーザ光源と、前記第1の発光点に対応する第1のバイアス電流または画像データに基づいて前記第1のバイアス電流にスイッチング電流を重畳させた第1の駆動電流を前記第1の発光点に、前記第2の発光点に対応する第2のバイアス電流または画像データに基づいて前記第2のバイアス電流にスイッチング電流を重畳させた第2の駆動電流を前記第2の発光点に、それぞれ供給する電流供給手段と、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを受光する受光部を備え、前記受光部の受光光量に応じた受光光量データを生成する検出手段と、前記第2のバイアス電流が前記第2の発光点に供給された場合に出射される前記第2のレーザ光の光量に対応する光量データを記憶する記憶手段と、前記電流供給手段が前記第1の発光点に前記第1の駆動電流を供給し、前記第2の発光点に前記第2のバイアス電流を供給した状態で前記検出手段によって生成される前記受光光量データと前記光量データとに基づいて、前記第1の駆動電流の値と当該第1の駆動電流に基づいて前記第1の発光点が出射する前記第1のレーザ光の光量との対応関係を示す発光特性を決定し、当該発光特性に基づいて前記第1のバイアス電流の値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a laser beam emitting apparatus according to the present invention includes a first light emitting point that emits a first laser beam and a second light emitting point that emits a second laser beam. And a first drive current obtained by superimposing a switching current on the first bias current based on a first bias current or image data corresponding to the first light emission point. A second driving current obtained by superimposing a switching current on the second bias current based on the second bias current or image data corresponding to the second light emitting point is applied to the second light emitting point. A current supply means for supplying the light; a light receiving portion for receiving the first laser light and the second laser light; a detection means for generating received light amount data corresponding to the received light amount of the light receiving portion; The second bias current is Storage means for storing light quantity data corresponding to the light quantity of the second laser light emitted when supplied to the second light emitting point, and the current supply means at the first light emitting point. And the first drive based on the received light amount data and the light amount data generated by the detection means in a state where the second bias current is supplied to the second light emitting point. A light emission characteristic indicating a correspondence relationship between the value of the current and the amount of the first laser beam emitted from the first light emission point is determined based on the first drive current, and the first characteristic is determined based on the light emission characteristic. Determining means for determining a value of one bias current.
複数の発光点から出射される複数のレーザ光を共通の受光手段で受光した結果に基づいて発光点に供給するバイアス電流を制御するレーザ出射装置において、バイアス電流の値を高精度に制御することができる。 In a laser emitting device that controls a bias current supplied to a light emitting point based on a result of receiving a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points by a common light receiving means, the value of the bias current is controlled with high accuracy. Can do.
(実施例1)
図1は本実施例に係る画像形成装置100の全体構成を示す断面図であり、電子写真方式のフルカラープリンタの概略構成を示している。図1に示す画像形成装置100において、各色に対応する感光体であるところの感光ドラム101a〜101dは帯電装置102a〜102dによって所定の電位(帯電電位)に帯電される。帯電された各感光ドラムをはレーザ光源(半導体レーザなど)を備える光走査装置200a〜200dから出射されるレーザ光(光ビーム)により露光され、表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は各々の現像器103a〜103dによりトナーを用いて現像される。そして、この感光ドラム101a〜101d上それぞれに現像された各色のトナー像は、転写ブレード104a〜104dに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト105に転写される。中間転写ベルト105上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ106で記録紙Sに4色が一括転写される。その後、トナー像を担持した記録紙Sは定着装置107を通過して定着処理が施される。定着処理が施された後、排紙ローラ108等によって装置外に排出される。
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an
上記の記録紙Sは給紙カセット109もしくは手差しトレイ110などから給紙される。レジローラ111は、給紙された記録紙Sを二次転写ローラ106へ搬送するタイミングを調整するためのローラである。両面印刷時には、定着装置107を通った記録紙Sは両面反転パス112の方向に導かれて逆方向に反転搬送され、両面パス113へ搬送される。両面パス113を通った記録紙Sは再び縦パスローラ114を通り、1面目と同様に2面目の画像を作像、転写、定着されて排出される。
[スキャナ(光走査装置)の構成]
4つの光走査装置はそれぞれ同一のものであるので、光走査装置200aを例に説明する。図2は、光走査装置200aと感光ドラム101aを模式的に示す概略図である。光走査装置200aは、光源であるところの半導体レーザ201(LD:レーザダイオード)、コリメータレンズ202、開口絞り203、シリンドリカルレンズ204、ポリゴンミラー205、ポリゴンミラー駆動部206、トーリックレンズ207、回折光学素子208を備える。
The recording paper S is fed from the
[Configuration of scanner (optical scanning device)]
Since the four optical scanning devices are the same, the optical scanning device 200a will be described as an example. FIG. 2 is a schematic view schematically showing the optical scanning device 200a and the
コリメータレンズ202は、半導体レーザ201から出射された光ビームを平行光束に変換している。開口絞り203は、通過する光ビームの光束を制限している。シリンドリカルレンズ204は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り203を通過した光束をポリゴンミラー205の反射面に主走査方向に長い楕円像として結像させている。回転多面鏡であるところのポリゴンミラー205は、ポリゴンミラー駆動部206により図中矢印C方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したレーザ光を偏向(反射)する。トーリックレンズ207は、fθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。トーリックレンズ207の主走査方向の表裏の両レンズ面は非球面形状より成っている。回折光学素子208は、fθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる倍率を有する。レーザービーム検出手段であるところのBeam Detector209(以下BD209とする。)は、画像形成装置100が備える感光ドラム101aの画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー210によって反射されたレーザ光を検出することで、走査タイミング信号(BD信号)を生成する。
The
感光ドラム101aには、回転駆動されるポリゴンミラー205の反射面によって偏向されたレーザ光のスポットがドラム軸に平行に直線状に移動(走査)する。本実施例における光走査装置200aは、複数の発光素子を有する半導体レーザ201を備える。半導体レーザ201は複数ビームを発し、それによって1回の走査により複数本のライン状の静電潜像を形成することができる。感光ドラム101aは駆動部211によって回転駆動され、これによって主走査を折り返すことで、副走査方向(感光ドラムの回転方向)に画像書き込みが行われる。
On the
図3は実施例1の半導体レーザの斜視図を示している。ステム10の一方の面には基台11が設けられ、基台11上にレーザ光源としての第1のレーザ光を出射する発光点12a(第1の発光点。以下、LD12a。)、第2のレーザ光を出射する12b(第2の発光点。以下、LD12b。)を有するレーザダイオード12(LD)背面光を受光する受光部であるフォトダイオード13(PD)が固定されている。PD13は受光光量に応じた受光光量データを生成する。これらLD12とPD13が載置された基台11をカバーするようにしてキャップ14がステム10に取り付けられ、キャップ14の先端面にはレーザ光La、Lbを透過する窓15が設けられている。また、ステム10の逆側の面には、レーザーチップ12とPD13を図示しないレーザ駆動制御系に接続するための通電端子16が設けられている。
FIG. 3 is a perspective view of the semiconductor laser according to the first embodiment. A
図4は本実施例に係るレーザダイオード駆動装置(レーザ光出射装置)のブロック図である。レーザダイオード駆動装置11には、LD12a、LD12b、PD13、及び画像信号生成部14と、制御部15とが接続される。
FIG. 4 is a block diagram of a laser diode driving device (laser beam emitting device) according to the present embodiment. The laser
画像信号生成部14は図示しないコントローラからの画像信号を所定のタイミングでLD駆動用のデータ信号(DATA_P、DATA_N)としてレーザダイオード駆動装置11に出力する。制御部15は、レーザダイオード駆動装置11の動作を制御する外部制御信号をレーザダイオード駆動部11に出力する。さらに制御部15は目標電圧データなどのデータ通信をレーザダイオード駆動装置11に行う。
The image
レーザダイオード制御部11はレーザ制御部16とモード制御部17とを備える。モード制御部17は前記制御部15からの外部制御信号に応じて、レーザ制御部16の動作モード、電流−電圧変換回路18のゲインを制御する信号を出力する。レーザ駆動部16は、LD12を目標光量に制御する手段として機能する。LD12から出力されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段としてのPD13は、検出するレーザ光の光量に応じた電流を出力する。PD13から出力される電流は電流−電圧変換回路18によって所定のゲインで電圧変換され、PD出力電圧として出力される。電流−電圧変換回路18はモード制御部17からのゲイン切り替え信号によってゲインが決定される。
The laser
電流−電圧変換回路18によって電圧変換されたPD出力は比較器19に入力され、目標電圧設定部20に設定された目標電圧(以下Vref)と比較される。目標電圧設定部20は図示しないDAC(Digital−Analog−Converter)を備えており、制御部15から設定された目標電圧データに応じた電圧を出力する。
The PD output voltage-converted by the current-
前記比較器19は前記PD出力電圧とVrefを比較し、比較結果(電圧差分)を電流制御部21に出力する。電流制御部21はモード制御部17からの信号に応じて電流制御動作を行う。前記比較器19からの比較結果に応じて、LD12が目標の光量となるように駆動電流を制御する。ここでの電流値はデジタルデータとして保持するものとする。詳細動作は後述する。
The
電流制御部21は前記APCによって決定した電流値を閾値電流算出部22に出力する。
閾値電流算出部22は、2種類の光量(以下:高い方の光量をAPC_H、低い方の光量をAPC_Lとする。詳しくは後述する。)と、それぞれの光量に対して電流制御部21で決定された電流と、モード制御部17からのゲイン切り替え信号に基づいて閾値電流(Ith)を算出する。閾値電流算出部22は、LD12aに対応する第1の閾値電流を算出し、LD12bに対応する第2の閾値電流を算出する。
The
The threshold
バイアス電流算出部23は前記閾値電流算出部22で算出した第1の閾値電流からLD12aに印加する第1のバイアス電流、第2の閾値電流からLD12bに印加する第2のバイアス電流を算出する。第1のバイアス電流値は第1の閾値電流値以下の値になるように設定され、第2のバイアス電流値は第2の閾値電流値以下の値になるように設定される。本実施例では、バイアス電流値は閾値電流値に所定の係数α(α≦1)を乗算することによって算出される。さらに、バイアス電流算出部23はモード制御部17からのビーム選択信号によってバイアス電流供給手段であるDAC(DAC_Ib_a24a、DAC_Ib_b24b)にそれぞれのLDに印加するバイアス電流値を設定する。DAC_Ib_a24は設定されたバイアス電流値に対応する電流を第1のバイアス電流としてLD12aに印加する。DAC_Ib_b24は設定されたバイアス電流値に対応する電流を第1のバイアス電流としてLD12に印加する。
The bias
スイッチング電流算出部25は電流制御部21によって決定された電流値と閾値電流算出部22によって算出された閾値電流(Ith)とから、LD12に印加するスイッチング電流を算出する。さらにスイッチング電流算出部25はモード制御部17からのビーム選択信号によって所定のスイッチング電流用DAC(DAC_Isw_a26a、DAC_Isw_b)に設定する。DAC_Isw26は設定された電流値に対応する電流を電流駆動部27に印加する。
The switching
電流駆動部27は、モード制御部17からの信号に応じて、画像信号生成部14からの画像データ(DATA_P、DATA_N)に基づくタイミングでLD12a及びLD12bにスイッチング電流を供給する。即ち、LD12aには画像形成中に常に第1のバイアス電流が供給され、画像データに応じて第1のバイアス電流にスイッチング電流(LD12aに対応する第1のスイッチング電流)が重畳された第1の駆動電流が印加される。LD12bには画像形成中に常に第2のバイアス電流が供給され、画像データに応じて第2のバイアス電流にスイッチング電流(LD12bに対応する第2のスイッチング電流)が重畳された第2の駆動電流が印加される。感光ドラムの感度はバイアス電流のみが供給されることによってLD12a及びLD12bから出射されるレーザ光の光量では表面電位が変位しないように設計されている。上記駆動電流が供給されることによって出射されたレーザ光によって感光ドラムの表面電位は変位する。
The
ここで、図4に示すレーザダイオード駆動装置11によるレーザの各種制御モードについて図5を用いて詳しく説明する。図5はレーザダイオード駆動装置11内の電流制御部21と電流駆動部27の動作モード図表である。
Here, various control modes of the laser by the laser
(自動光量制御モード)
自動光量制御を以下APC(Auto Power Control)と称する。電流駆動部27はモード制御部17からAPC信号のみが入力されている間、画像信号生成部14の出力の如何に因らず、LD12がDAC_Isw26に設定された電流に基づいて発光するよう強制的にONデータを出力する。このとき、電流駆動部27はモード制御部17からのビーム選択信号によって選択されたビームのデータのみを強制的にONにし、他のビームには強制的にOFFデータを出力する。
なお、初期状態ではDAC_Ib24、DAC_Isw26の電流値は0が設定されている。
(Automatic light control mode)
The automatic light amount control is hereinafter referred to as APC (Auto Power Control). While only the APC signal is input from the
In the initial state, the current values of DAC_Ib24 and DAC_Isw26 are set to 0.
LD12から発光されたレーザ光はモニタ用のPD13で受光される。PD13は受光したレーザ光の光量に応じた電流を出力する。電流−電圧変換回路18はモード制御部17からのゲイン切り替え信号に応じたゲインで前記PD13からの出力電流を電圧に変換する。比較器19は前記電流−電圧変換回路18からの出力電圧とVrefとを比較し、比較結果として、電圧差分を電流制御部21に出力する。電流制御部21はモード制御部からAPC信号のみが入力されている間、前記電圧差分に応じた信号を以って、以下によりLD12の発光光量を所定光量とする制御を行う。
The laser light emitted from the
PD出力電圧>Vrefの場合、LD12(制御対象のLD)の発光光量が所定光量より大きいと判断し、DAC_Isw26(若しくはDAC_Ib24)に設定する電流値を低下させることによりLD12の発光光量を低下する。
When the PD output voltage> Vref, it is determined that the light emission amount of the LD 12 (LD to be controlled) is larger than the predetermined light amount, and the light emission amount of the
PD出力電圧<Vrefの場合、LD12の発光光量が所定光量より小さいと判断し、DAC_Isw26(及びDAC_Ib24)に設定する電流値を増加させることにより、LD12の発光光量を上昇する。
When the PD output voltage <Vref, it is determined that the light emission amount of the
PD出力電圧=Vrefの場合、LD12の発光光量が所定光量と同一と判断し、DAC_Isw26(若しくはDAC_Ib24)に設定する電流値の増加減はしない。
When the PD output voltage = Vref, it is determined that the light emission amount of the
なお、電流制御部21はモード制御部からVIDEOモード信号のみが入力されている間もDAC_Isw26、DAC、Ib24に設定する電流値の増加減はしない。
The
図6は、LD12a及びLD12bのAPCのタイミングチャートである。各LDのAPCは図6に示すように1走査周期中に1回ずつ行われる。まず、LD12aから出射されるレーザ光の光量がP1(例えば、図9(a))になるように駆動電流をLD12aに供給される(APCL1)。その後、LD12aから出射されるレーザ光の光量がP2(例えば、図9(a))になるように駆動電流をLD12aに供給される(APCH1)。続いて、LD12bのAPCが行われる。LD12bから出射されるレーザ光の光量がP1になるように駆動電流をLD12aに供給される(APCL2)。その後、LD12bから出射されるレーザ光の光量がP2になるように駆動電流がLD12bに供給される(APCH2)。APCL1及びAPCH1を行うことによって得られたLD12aに対応する発光特性からLD12aに供給するバイアス電流が決定される。また、APCL2及びAPCH2を行うことによって得られたLD12bに対応する発光特性からLD12bに供給するバイアス電流が決定される。
FIG. 6 is an APC timing chart of the
(OFFモード)
電流駆動部27はモード制御部17からVIDEOモード信号とAPC信号が同時に入力されたときに、OFFモードと判断し、画像信号生成部14からの画像データ信号(DATA_P、DATA_N)の如何に因らず、LD12が消灯するよう強制的にOFFデータを出力する。つまり、OFFモード時はLD12にはバイアス電流のみが印加された状態となる。
(OFF mode)
When the VIDEO mode signal and the APC signal are simultaneously input from the
電流制御部21はモード制御部17からVIDEOモード信号とAPC信号が同時に入力されたときに、OFFモードと判断し、電流値を保持(ホールド)する。以下、上記OFFモードを利用したレーザダイオード駆動装置についての説明をするが、バイアス電流を印加しないOFFモードでもよい。
When the VIDEO mode signal and the APC signal are simultaneously input from the
(データ出力モード)
電流駆動部27はモード制御部からVIDEO信号のみが入力されている間、VIDEOモード動作を行う。VIDEOモード時は、前記APC動作によって決められたDAC_Isw26、DAC_Ib24からの電流を以って、画像信号生成部14からの画像データ信号に応じてLD12に駆動電流を出力する。
電流制御部21はモード制御部からVIDEO信号のみが入力されている間は、電流値をホールドする。
(Data output mode)
The
The
(ディスチャージモード)
電流制御部21はモード制御部17からAPC信号、VIDEOモード信号がともに入力されなくなるとディスチャージモードとなり、電流値を初期化し、DAC_Isw26、DAC_Ib24に設定する電流値を初期化する。電流駆動部27はAPC信号、VIDEOモード信号がともに入力されなくなると、強制的にOFFデータを出力する。
(Discharge mode)
When neither the APC signal nor the VIDEO mode signal is input from the
ここで、本実施例のレーザダイオード駆動装置の特徴について説明する。本実施例のレーザダイオード駆動装置は、発光点12bにバイアス電流を供給した状態で発光点12aのAPCを実行する。その際に、PD13の受光光量には、駆動電流が供給されることによって発光点12aから出射されるレーザ光の光量と発光点12bから自然放出されるレーザ光の光量とが含まれている。そのため、PD13の受光光量に基づく発光点12aのレーザ発振領域における発光特性は、実際の発光点12aの発光特性とは異なる。図9(b)に示すように、PD13の受光光量に基づく発光点12aの発光特性から決定する閾値電流は、実際の発光特性から決定される閾値電流よりも低い値となる。そのため、閾値電流から求められるバイアス電流が実際の発光特性の閾値電流から大きく乖離した値に設定され、発光応答性の低下に至る。
Here, the characteristics of the laser diode driving apparatus of the present embodiment will be described. The laser diode driving apparatus of this embodiment executes APC of the
本実施例の画像形成装置は、このような課題を以下のような構成で解決する。図7は発光特性を説明するための図であり、図8は図7に示す制御を実行するために画像形成装置において実行される制御フローを示すフローチャートである。図7は、LD12aまたはLD12bに供給される駆動電流と光量との対応関係を示す発光特性を示す図である。
The image forming apparatus of this embodiment solves such a problem with the following configuration. FIG. 7 is a diagram for explaining the light emission characteristics, and FIG. 8 is a flowchart showing a control flow executed in the image forming apparatus in order to execute the control shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the light emission characteristics indicating the correspondence between the drive current supplied to the
始めにステップS801において、モード切替部17からゲイン×1となるようなゲイン切り替え信号を出力し、電流・電圧変換回路18のゲインを×1とする。ステップS802において、APC信号及びVIDEOモード信号を出力し、LD12a及びLD12bを強制消灯する。このときLD12a及びLD12bには上述した前回APC動作で決定したバイアス電流が印加されている。このときの電流演算部21で電流・電圧変換回路18がゲイン×1で電圧変換したPD出力(Pofs_a+Pofs_b)とVrefとの比較結果が算出される。なお、Pofs_aは工場出荷時に閾値電流Ith以下の電流を各LDに供給し、その際の光量を検出した光量データである。Pofs_aは記憶手段としてのメモリにLD12a及びLD12bそれぞれに対応させて記憶されている。この結果に対し、LD12bの前回APC動作で決定したPofs_aの値を引いて、LD12bのバイアス発光によるLD12aに影響する光量Pofs_bとしてメモリ28に格納する。このときのVrefは0又は既知の数値を制御部15から印加する。
First, in step S801, the
ステップS803において、モード切替部17からAPC信号、ビーム選択信号を出力し、LD12aを強制的に発光させる。電流演算部21で電流・電圧変換回路18がゲイン×1で電圧変換したPD出力とVrefとの比較結果に応じて、APC動作を行い、LD12aを所定の光量(Pa+Pofs_b)に制御する。このときの所定光量は、S802で求めたPofs_bをPaに加算した光量とする。
In step S803, an APC signal and a beam selection signal are output from the
このときの電流値(I_A1)をメモリ28に格納する。その後、モード切替部17からAPC信号、VIDEOモード信号をともに出力し、LD12aを強制的に消灯する(offモード)。
The current value (I_A1) at this time is stored in the
ステップS804において、LD12aを1/4光量で発光させるため、モード切替17からゲインが×4となるようなゲイン切り替え信号を出力し、電流・電圧変換回路18のゲインを×4とする。その後、モード切替部17からAPC信号、ビーム選択信号を出力し、LD12aを強制的に発光させる。電流演算部21で電流・電圧変換回路18ゲイン掛けるで電圧変換したPD出力とVrefとの比較結果に応じて、APC動作を行い、LD12aを所定の光量(Pa/4+Pofs_b)に制御する。このときの所定光量は、S802で求めたPofs_bをPa/4に加算した光量とする。
In step S804, in order to cause the
このときの電流値(I_A)をメモリ28に格納する。その後、モード切替部17からAPC信号、VIDEOモード信号をともに出力し、LD12bを強制的に消灯する(offモード)。
The current value (I_A) at this time is stored in the
ステップS805において閾値電流算出部22で、それぞれPofs_bを減算したPa、Pa/4とそれらの光量に対する電流I_A1、I_A2とから閾値電流Ithを算出し、ステップS806においてバイアス電流及びスイッチング電流が決定される。
In step S805, the threshold
次にS807において、モード切替部17からゲイン×1となるようなゲイン切り替え信号を出力し、電流・電圧変換回路18のゲインを×1とする。ステップS808において、APC信号及びVIDEOモード信号を出力し、LD12a及びLD12bを強制消灯する。このときLD12a及びLD12bには上述した前回APC動作で決定したバイアス電流が印加されている。このときの電流演算部21で電流・電圧変換回路18がゲイン×1で電圧変換したPD出力(Pofs_a+Pofs_b)とVrefとの比較結果が算出される。この結果に対し、ステップS801〜S806で決定したPofs_bの値を引いて、LD12aのバイアス発光によるLD12bに影響する光量Pofs_aとしてメモリ28に格納する。このときのVrefは0又は既知の数値を制御部15から印加する。
In step S807, the
ステップS809において、モード切替部17からAPC信号、ビーム選択信号を出力し、LD12a及びを強制的に発光させる。電流演算部21で電流・電圧変換回路18がゲイン×1で電圧変換したPD出力とVrefとの比較結果に応じて、APC動作を行い、LD12bを所定の光量(Pb+Pofs_a)に制御する。このときの所定光量は、S808で求めたPofs_aをPbに加算した光量とする。このときの電流値(I_B1)をメモリ28に格納する。その後、モード切替部17からAPC信号、VIDEOモード信号をともに出力し、LD12bを強制的に消灯する(offモード)。
In step S809, an APC signal and a beam selection signal are output from the
ステップS810において、LD12bを1/4光量で発光させるため、モード切替17からゲインが×4となるようなゲイン切り替え信号を出力し、電流・電圧変換回路18のゲインを×4とする。その後、モード切替部17からAPC信号、ビーム選択信号を出力し、LD12bを強制的に発光させる。電流演算部21で電流・電圧変換回路18ゲイン掛けるで電圧変換したPD出力とVrefとの比較結果に応じて、APC動作を行い、LD12bを所定の光量(Pb/4+Pofs_a)に制御する。このときの所定光量は、S808で求めたPofs_aをPb/4に加算した光量とする。このときの電流値(I_B2)をメモリ28に格納する。その後、モード切替部17からAPC信号、VIDEOモード信号をともに出力し、LD12bを強制的に消灯する(offモード)。
In step S810, in order to cause the
ステップS811において閾値電流算出部22で、それぞれPofs_aを減算したPb、Pb/4とそれらの光量に対する電流I_B1、I_B2とから閾値電流Ithを算出し、ステップS812においてバイアス電流及びスイッチング電流が決定される。
In step S811, the threshold
以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、Pofs_aを用いてPD13が検出する光量またはPD13の検出結果に基づく発光特性を補正し、各LDの実際の発光特性を求めるため、各LDのバイアス電流を高精度に設定することができる。
As described above, the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment corrects the light emission characteristic based on the light amount detected by the
Claims (4)
前記第1の発光点に対応する第1のバイアス電流または画像データに基づいて前記第1のバイアス電流にスイッチング電流を重畳させた第1の駆動電流を前記第1の発光点に、前記第2の発光点に対応する第2のバイアス電流または画像データに基づいて前記第2のバイアス電流にスイッチング電流を重畳させた第2の駆動電流を前記第2の発光点に、それぞれ供給する電流供給手段と、
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを受光する受光部を備え、前記受光部の受光光量に応じた受光光量データを生成する検出手段と、
前記第2のバイアス電流が前記第2の発光点に供給された場合に出射される前記第2のレーザ光の光量に対応する光量データを記憶する記憶手段と、
前記電流供給手段が前記第1の発光点に前記第1の駆動電流を供給し、前記第2の発光点に前記第2のバイアス電流を供給した状態で前記検出手段によって生成される前記受光光量データと前記光量データとに基づいて、前記第1の駆動電流の値と当該第1の駆動電流に基づいて前記第1の発光点が出射する前記第1のレーザ光の光量との対応関係を示す発光特性を決定し、当該発光特性に基づいて前記第1のバイアス電流の値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とするレーザ光出射装置。 A laser light source comprising a first light emitting point for emitting the first laser light and a second light emitting point for emitting the second laser light;
Based on a first bias current corresponding to the first light emission point or image data, a first drive current obtained by superimposing a switching current on the first bias current is used as the second light emission point. Current supply means for supplying a second drive current obtained by superimposing a switching current on the second bias current to the second light emitting point based on the second bias current or image data corresponding to the light emitting point When,
A detector that receives the first laser beam and the second laser beam;
Storage means for storing light amount data corresponding to the light amount of the second laser beam emitted when the second bias current is supplied to the second light emitting point;
The received light amount generated by the detection means in a state where the current supply means supplies the first drive current to the first light emission point and supplies the second bias current to the second light emission point. Based on the data and the light amount data, a correspondence relationship between the value of the first drive current and the light amount of the first laser beam emitted from the first light emission point based on the first drive current is obtained. A laser light emitting apparatus comprising: determining means for determining a light emission characteristic to be displayed and determining a value of the first bias current based on the light emission characteristic.
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光によって露光される感光体と、
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光によって露光されることによって形成される静電潜像を現像する現像手段と、を備える画像形成装置。 The laser beam emitting device according to any one of claims 1 to 3,
A photoconductor exposed by the first laser beam and the second laser beam;
An image forming apparatus comprising: a developing unit that develops an electrostatic latent image formed by exposure with the first laser light and the second laser light.
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JP2015060009A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 株式会社リコー | Optical scanning device, light source emission method of optical scanning device, and image formation device |
JP2017090805A (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | キヤノン株式会社 | Optical scanner |
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