JP2000263848A

JP2000263848A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000263848A
Application number: JP11070396A
Authority: JP
Inventors: Junichi Noguchi; 淳市野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リップル分が少ない精度の高い温度調整が行
えるとともに、温度調整によるヒータのオンオフの画像
形成への影響を排除し安定したレーザ光量での画像形成
が可能である画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体、レーザ光源、レーザ光を変調す
るレーザ制御手段、レーザ光の光量を光センサでモニタ
ーした結果に基づいてレーザ駆動電流を制御するレーザ
光量補正部、レーザ光を感光体上を含む領域を主走査さ
せる走査手段、主走査されたレーザ光を検知することで
走査開始基準信号を作り出す走査開始信号生成手段を備
える画像形成装置において、レーザ光源を常に目的温度
に制御する温度制御手段を更に備え、温度制御手段はレ
ーザユニットが目的温度より低い所定の温度に達すると
温度制御を主走査開始基準信号により定められる主走査
の特定領域のみで行い、特定領域を副走査位置により切
り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザによる走査
装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式での画像形成装置に
おいて、感光体上にレーザ光を走査させ、画素毎にレー
ザ光の強度や、点灯時間を入力信号の値に応じて変調さ
せて感光体上に静電潜像を形成する。この感光体上の静
電潜像は現像器により現像され記録媒体上に転写、定
着、もしくは現像を一旦中間転写体に転写した後、記録
媒体に転写、定着される電子写真プロセスを経て最終出
力画像となる。

【０００３】半導体レーザはユニット内に内蔵されたフ
ォトダイオードにより、レーザの発光強度を検出し、そ
れに応じた電流を出力する機能を有している。これをレ
ーザの制御回路にフィードバックして発光強度が常に所
定の値になるように制御するＡＰＣ(Automatic Power C
ontorol)が一般に用いられている。図２を用いてＡＰＣ
の動作の一例について簡単に説明する。

【０００４】半導体レーザ２０１を流れる電流はトラン
ジスタ２０３を制御することによる駆動電流、トランジ
スタ２０４を制御することによるバイアス電流の２種類
に大分される。バイアス電流は、半導体レーザ２０１が
レーザ発光する直前の値、つまりしきい値電流付近にな
るように設定され、常時半導体レーザ２０１に流れるよ
うになっている。このバイアス電流はレーザの発光強度
が一定になるように制御される。駆動電流は、半導体レ
ーザ２０１がレーザ発光するような固定値に設定されて
いる。画像形成時には、トランジスタ２０３のベースに
画像に応じたパルス信号が印加され、パルスの波高値と
抵抗器２０５により決定される電流値が、駆動電流とな
る。

【０００５】フォトダイオード２０２は半導体レーザ２
０１と同一のケース内に設けられ、半導体レーザ２０１
のレーザ光の一部が入射されるようになっている。レー
ザ光が入射されたフォトダイオード２０２はレーザ光の
強度に応じた電流を出力する。電流電圧変換器２０７は
フォトダイオード２０２の出力電流を所定の増幅率の電
圧信号に変換する。スイッチ２０８は図示しない制御部
により制御されるもので、画像形成中に一定周期のＡＰ
Ｃ制御時にオンされる。ホールドコンデンサ２０９はス
イッチ２０８がオンされた時に、電流電圧変換器２０７
の出力電圧と等しくなるように電荷が蓄積される。加算
器２１０は所定の電圧値ＶO からホールドコンデンサ２
０９のホールド電圧値Ｖ１を減算した電圧値を出力す
る。トランジスタ２０４のベースには加算器の出力がバ
ッファアンプ２１１を介して印加され、その電圧値と抵
抗器２０６で決定される電流値がバイアス電流となる。

【０００６】以上より、半導体レーザ２０１の発光強度
は駆動電流とバイアス電流の合計値で決定される。図２
の方式では駆動電流が固定値であるから温度変化や経時
変化によるレーザ光の強度変動はバイアス電流を制御す
ることで行う。

【０００７】次にＡＰＣの動作について説明をする。

【０００８】画像形成時、半導体レーザ２０１は図３の
レーザ駆動信号３０１により駆動される。ここで、ＢＤ
点灯時では、水平方向の画像信号の書出し基準となる水
平同期信号を生成するために、非画像領域において所定
の時間、レーザを点灯し続ける。このＢＤ点灯と同期し
て制御部はＡＰＣモード信号３０２によりスイッチ２０
８をオンする。フォトダイオード２０２はＢＤ点灯時の
半導体レーザ２０１のレーザ光を受光し、それに応じた
電流値を出力する。電流電圧変換器２０７により電圧信
号に変換された出力はオン状態のスイッチ２０８を介し
てホールドコンデンサ２０９に電荷として蓄積され、Ｂ
Ｄ点灯中には電流電圧変換器２０７の出力電圧と等しく
なる。ＢＤ点灯終了時より所定の時間だけ早い時期にス
イッチ２０８は再び開放されるが、ホールドコンデンサ
２０９により電流電圧変換器２０７の出力電圧は保持さ
れている。加算器２１０の２つの入力の一方には、あら
かじめ決められた電圧Ｖ_Oが入力されている。他方には
ホールドコンデンサ２０９が保持している電圧値Ｖ₁が
入力される。この加算器２１０の出力からは（Ｖ_O−Ｖ
₁）が出力されるようになっている。この（Ｖ_O−
Ｖ₁）によりバイアス電流が決定する。すなわち、半導
体レーザ２０１の発光強度が通常より小さい場合、Ｖ₁
は小さく、（Ｖ_O−Ｖ₁）は大きくなり、バイアス電流
が増加するようになっている。また、逆に発光強度が通
常より大きい場合、Ｖ₁は大きく、（Ｖ_O−Ｖ₁）は大
きくなり、バイアス電流が減少するようになっている。

【０００９】ところが、この発光強度検出用フォトダイ
オードによる温度特性により同じ発光強度でも、レーザ
ユニットの周囲温度により、検出電流にバラツキが生じ
る。その結果、レーザの発光強度が周囲温度により変化
し、画像に影響が出てしまうという不具合がある。

【００１０】そこで上記不具合を解決するために、半導
体レーザを常に所定の温度に保つためにヒータなどで温
度調整を行うことがある。図１が、半導体レーザに温度
調整機構を実装したものである。円盤状の基台１２に半
導体レーザとフォトダイオードを含む２０１を基台の中
央に空いた穴より電極を通した形で固定する。半導体レ
ーザユニット２０１のケースにはケースの表面温度を検
出するためのサーミスタ１４がケースに接触するように
固定されている。サーミスタの両端には図４に示す制御
部４００が接続されている。基台１２には、円盤状の面
上ヒータ１３が、基台１２に接触するように固定されて
いる。これは、基台１２に固定されている半導体レーザ
ユニット２０１の近傍を加熱するような位置である。基
台１２は熱伝導が十分良好な材質でできているため、こ
のヒータ１３により半導体レーザ２０１のケースをすみ
やかに加熱することが可能である。ヒータ１３は図４に
示すように制御部４００内で電源に接続され、電源は制
御部４００によりオン／オフが可能である。

【００１１】すなわち、サーミスタ１４により検出され
る半導体レーザユニット２０１のケース表面温度が所定
の値より低い場合、ヒータ用電源をオンし、所定の値よ
り高い場合、ヒータ用電源をオフする。また、ヒータ１
３を制御する基準温度はたとえば以下のように決定され
る。半導体レーザユニット２０１が装置内に実装される
個所の温度の環境温度に対する差分をΔα（℃）とする
と、装置の使用温度範囲の最高温度ｋ（℃）に対して制
御温度ＴをＴ＝ｋ＋Δα（℃）に設定する。

【００１２】ｋ＝３５℃、Δα＝５（℃）のときには、半導体レーザ２０１の制御温度ＴはＴ＝３
５＋５℃となる。

【００１３】図４はヒータの制御部４００である。５Ｖ
をサーミスタ１４と抵抗器４０５で分圧し、その分圧さ
れた電圧と抵抗器４０１と４０２で作られる基準電圧を
コンパレータ４０３で比較する。半導体レーザユニット
２０１のケース表面温度によってサーミスタ１４の抵抗
値が変化するため、サーミスタ４０３による分圧された
電圧は半導体レーザ２０１の温度によって変化すること
になる。抵抗器４０１，４０２，４０５の値は、半導体
レーザ２０１が制御温度Ｔになった時のサーミスタ１４
と抵抗器４０５で分圧された電圧と基準電圧が同じにな
るように設定される。制御温度Ｔ以下になるとコンパレ
ータ４０３はトランジスタ４０４をオンし、ヒータ１３
に電源が供給される。制御電圧Ｔ以上になるとコンパレ
ータ４０３はトランジスタ４０４をオフし、ヒータ１３
の電源が遮断されることで温度調整が行われる。

【００１４】図５は半導体レーザのユニットに内蔵され
たフォトダイオードがある発光強度のレーザ光を検出し
た時の出力電流の温度変化を示した１例のグラフであ
る。

【００１５】装置の使用温度範囲が１０℃から３５℃で
あった場合、半導体レーザの実装位置の温度上昇分を５
℃とすると、半導体レーザの使用温度範囲は１５℃から
４０℃である。図５の特性よりこの範囲におけるフォト
ダイオードの出力電流変動は、２５℃時の測定値を基準
にして最大約３％の変動がある。ヒータの温度調整制御
値を４０℃、許容範囲を±５℃と設定した場合、フォト
ダイオードの出力電流変動は４０℃の測定値を基準にし
ても最大約１％以内に抑えることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来、レーザ温度調整
は画像形成中であるなしに拘わらず行われていた。ヒー
タの電流経路はレーザの電流経路のそばに配置されるた
め、ヒータのオンオフによって流れる比較的大きな電流
による誘導がレーザ駆動電流に影響を及ぼす可能性があ
った。具体的には、この誘導のためのレーザ駆動電流の
乱れが画質を決めるレーザの光波形を乱すことになる。
つまり、画像形成中にヒータのオンオフを繰り返すた
め、このヒータの電流の影響が画像に及ぼす可能性があ
った。

【００１７】さらには、温度調整はレーザのみに行われ
るのではなく、ヒータが取り付いている基台、鏡筒ごと
温度調整を行なってしまう。このため、熱容量が大きく
なり、熱の応答速度が遅くなり、その結果ヒータのオン
オフの周期が長くなって、レーザの温度に大きなリップ
ルを持ってしまうことがある。この様子を示したものが
図１４である。温度調整温度をＴとするとＴに達してか
らも図１４のように大きなリップル成分が存在する。こ
のリップル成分はレーザパワーの変動の原因となり、画
質を劣化させることになる。

【００１８】本発明は、リップル分が少ない精度の高い
温度調整が行えるとともに、温度調整によるヒータのオ
ンオフの画像形成への影響を排除し安定したレーザ光量
での画像形成が可能である画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明による画像形成装
置は、レーザ光の照射により画像を形成する感光体と、
駆動電流により前記レーザ光を出射するレーザ光源及び
前記レーザ光の光量をモニターする光センサとを備える
レーザユニットと、前記感光体を回転駆動する手段と、
前記感光体が所定位置を通過したことを検知することで
副走査の書出し基準信号を出力する手段と、画像信号に
応じて前記レーザ光を変調するレーザ制御手段と、前記
光センサの出力に基づいて前記駆動電流を制御するレー
ザ光量補正部と、前記レーザ光を前記感光体上を含む領
域を主走査させる主走査手段と、主走査された前記レー
ザ光を検知することで主走査開始基準信号を作り出す主
走査開始信号生成手段と、を備える画像形成装置におい
て、前記レーザユニットの温度が目的温度になるように
制御する温度制御手段を更に備え、前記温度制御手段は
前記レーザユニットが前記目的温度より低い所定の温度
に達すると温度制御を前記主走査開始基準信号により定
められる主走査の特定領域のみで行い、前記特定領域を
前記副走査の書き出し基準信号を利用して切り替えるこ
とを特徴とする。

【００２０】また、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記特定領域を前記副走査の
書き出し基準信号を利用して切り替えるタイミングは、
副走査方向での画像領域と非画像領域が切り替わるタイ
ミングであることを特徴とする。

【００２１】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記温度制御手段は加熱手段
を含むことを特徴とする。

【００２２】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記温度制御手段は冷却手段
を含むことを特徴とする。

【００２３】更に、本発明による画像形成装置は、上記
の画像形成装置において、前記温度制御手段は前記レー
ザユニットが前記目的温度より低い所定の温度に達する
までは温度制御を常に行うことを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】図６は本発明での画像形成装置の
プリンタ部２００の構成の例、図７はそのタイミングチ
ャートである。図６において、不図示のイメージスキャ
ナやコンピュータ等の外部装置より送られてくる画像信
号が、画像書き出しタイミング制御回路１０１に送られ
る。画像書き出しタイミング制御回路１０１はマゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ
Ｋ）の画像信号に応じ、半導体レーザ２０１を変調駆動
する。レーザ光は回転するポリゴンミラー１０３で反射
され、ｆ−θレンズ１０４によってｆθ補正され、感光
ドラム１０５上を走査する。こうして、感光ドラム１０
５上に静電潜像が形成される。

【００２５】感光ドラム１０５はギアベルト１１６を介
してドラムモータ１１５によって右回りの矢印方向に回
転駆動され、転写ドラム１０８は感光ドラム１０５と不
図示のギアを介しているため感光ドラム１０５と同期し
て左回りの矢印（副走）方向に回転駆動する。感光ドラ
ム１０５を回転駆動するドラムモータ１１５は、発振器
１１２のクロックを分周回路１１７で分周しモータ駆動
用パルス（基準ＣＬＫ）としてＰＬＬ回路１１８に送ら
れることで回転駆動する。ＰＬＬ回路１１７はドラムモ
ータ１１５からのモータＦＧパルスと基準ＣＬＫの位相
が合うように、ＦＧパルスと基準ＣＬＫの位相差及び周
波数偏差を検出し、それらを比較してドラムモータ１１
５への駆動電圧を制御するＰＬＬ制御を行う。

【００２６】ポリゴンモータ１０６は、発振器１１２の
クロックを分周回路１１３で分周しモータ駆動用パルス
（基準ＣＬＫ）としてＰＬＬ回路１１４に送られること
で回転駆動する。ＰＬＬ回路１１４はポリゴンモータか
らのモータＦＧパルスと基準ＣＬＫの位相が合うよう
に、ＦＧパルスと基準ＣＬＫの位相差及び周波数偏差を
検出し、それらを比較してポリゴンモータ１０６への駆
動電圧を制御するＰＬＬ制御を行う。ＢＤセンサ１０７
はレーザ光の１ラインの走査開始位置近傍に設けられ、
レーザ光のライン走査を検出し、図７のＢに示すような
同一周期の各ラインの走査開始基準信号（ＢＤ信号）を
作り出す。また感光体１０５の周囲には不図示のマゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック
（ＢＫ）の現像器が設けられ、感光ドラム１０５が４回
転する間に４つの現像器が交互に感光ドラム１０５に接
し、感光ドラム１０５上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、ＢＫ
の静電潜像に対応するトナーで現像する。不図示の用紙
カセットより給紙された記録用紙１０９は転写ドラム１
０８に巻き付けられ、現像器で現像されたトナー像が転
写される。転写ドラム１０８内には、転写ドラム１０８
上の記録用紙１０９の先端位置を表すＩＴＯＰ信号を作
るためのセンサ１１０が有り、転写ドラム１０８が回転
し転写ドラム１０８内に固定されたフラグ１１１がセン
サ１１０を通過することで図７のＡに示すような色毎の
ＩＴＯＰ信号が作られる。このようにしてＭ、Ｃ、Ｙ、
ＢＫの４色が順次転写された後に、用紙は不図示の定着
ユニットを通過して排紙される。

【００２７】半導体レーザの温度調整調整機構は従来例
の図１と同様なので説明を省略すると共に、本実施形態
においても同じ符号を用いる。本実施形態では半導体レ
ーザの温度によって３段階の温度調整方式を切り替え
る。すなわち、温度調整設定温度をＴとすると、半導体
レーザ２０１が温度調整温度ＴからＴに達した時の温度
リップル成分よりも若干大きい値を引いた温度Ｔ′まで
はヒータを常にオンさせる。温度Ｔ′以上になると温度
Ｔになるまでは、ＢＤ点灯に同期した設定可能な所定の
論理Ｈ区間でヒータをオンさせる。温度Ｔに達するとそ
の後は、温度Ｔ以上ならヒータオフ、温度Ｔ以下ならヒ
ータオンといった温度調整をＢＤに同期した設定可能な
所定の論理Ｈ区間で行う。画像形成時にはこの論理Ｈ区
間の長さを副走査の画像領域と非画像領域で切り替え
る。非画像区間ではこの論理Ｈ区間を長く設定する。こ
れは非画像区間ではレーザをオフもしくはバイアス点灯
にするためレーザ点灯による昇温分が少ないためであ
る。

【００２８】この結果、図１１のように温度Ｔ′までは
急勾配で温度Ｔ′に達し、温度Ｔまでは緩やかな勾配で
温度Ｔに達し、その後小さいリップルで温度Ｔに保たれ
る。副走査の画像領域と非画像領域で同じＢＤ点灯に同
期した論理Ｈ区間で温度調整を行うと、図１５のような
温度変移になる。これは、画像形成を行っていない時や
画像形成時の非画像領域はレーザをオフしているもしく
はバイアス点灯のみのためレーザ駆動による昇温分が少
なく、その分画像形成時に比べてリップル成分が大きく
なる。

【００２９】なお、画像形成時の副走査の画像領域のと
きのこのＢＤ点灯に同期した設定可能な所定の論理Ｈ区
間は主走査の非画像部にすることでヒータオンオフの影
響を排除できる。すなわち図１３のタイミングチャート
のようにＢＤ点灯に同期して決定される最大記録用紙サ
イズでの画像領域／非画像領域のうちＡやＢのように非
画像領域のみで論理Ｈを出力するすなわち温度調整を可
能にすることでヒータオンオフの影響を排除できる。レ
ーザの温度が設定温度Ｔに達しないためこの温度調整区
間（論理Ｈ区間）をＣのように多少画像領域に入り込ん
でも記録用紙が小さい場合には問題ないし、通常画像領
域の両端は余白領域であるため問題になりにくい。

【００３０】副走査の非画像領域においてはレーザオン
オフの影響がないため温度調整区間（論理Ｈ区間）をさ
らに主走査の画像領域に入り込むことも可能である。無
論、副走査の非画像領域をすべて温度調整区間（論理
Ｈ）にしてもかまわない。

【００３１】図８に本実施形態の半導体レーザの温度調
整制御部を示す。まず、温度Ｔ′に達するまでの制御に
ついて説明する。サーミスタ１４の抵抗値は半導体レー
ザ２０１のケース表面温度によって変化するため、サー
ミスタ１４と抵抗器８１４により分圧された電圧は半導
体レーザ２０１の温度によって変化することになる。抵
抗器８１５，８１６，８１７の値は、半導体レーザ２０
１が温度調整温度ＴからＴに達した時の温度リップル成
分よりも若干大きい値を引いた温度Ｔ′になった時のサ
ーミスタ１４と抵抗器８１４で分圧された電圧と基準電
圧が同じになるように設定される。コンパレータ８１５
は温度Ｔ′になるまでは論理ＨをＯＲゲート８０８に出
力するためＡＮＤゲート８０７のひとつの入力には論理
Ｈが入力される。抵抗器８１１，８１２の値は、半導体
レーザ２０１が温度調整温度Ｔになった時のサーミスタ
１４と抵抗器８１５で分圧された電圧と基準電圧が同じ
になるように設定される。このため温度調整温度Ｔにな
るまではコンパレータ８１３は論理ＨをＡＮＤゲート８
０７に出力し続ける。よって温度Ｔ′まではＡＮＤゲー
ト８０７は両入力とも論理Ｈが入力されるためトランジ
スタ８１４を常時オンさせ、ヒータ１３に電源が供給さ
れる。

【００３２】次に温度Ｔ′からＴまでは、コンパレータ
８１５の出力は論理Ｌになるため、ＯＲゲート８０８の
出力はインバータ８０６の出力のみをＡＮＤゲート８０
７に出力する。コンパレータ８１３の出力は温度Ｔまで
は常に論理Ｈなので、ＢＤ点灯に同期した設定可能な所
定の論理Ｈ区間を出力するインバータ８０６の出力が論
理Ｈのときのみトランジスタ８１４をオンしヒータに電
源が供給される。このＢＤ点灯に同期した設定可能な所
定の論理Ｈ区間の出力は次のようにして作られる。カウ
ンタ８０１は水晶発振器８０２からのクロックをカウン
トし、画像形成時なら不図示の制御部からの画像形成信
号によってセレクタ８２０でセレクトされたＢＤセンサ
１０７からの主走査開始基準信号（ＢＤ）によってリセ
ットされる。画像形成以外であればＢＤ信号が出力され
ないため発振器８０２から出力されるクロックをカウン
トするカウンタ８２１からのリップルキャリーでリセッ
トされる。なお、このカウンタ８２１はＢＤ周期とほぼ
同じ周期でリップルキャリーが出るようにプリセットさ
れている。カウンタ８０１の値はコンパレータ８０３，
８０４に入力される。コンパレータ８０３，８０４には
温度調整を許可する主走査方向の領域に応じて決定され
る値がセレクタ８２２，８２３によって入力される。セ
レクタ８２２，８２３は画像形成信号が入力される時及
び副走査画像領域信号生成部８３０からの副走査の画像
領域信号が入力される時と、それ以外の時とでは異なっ
た値をコンパレータ８０３，８０４に出力する。

【００３３】副走査画像領域信号生成部８３０では、カ
ウンタ８２４はＢＤセンサ１０７からのＢＤ信号をカウ
ントし、ＩＴＯＰセンサ１１０からのＩＴＯＰ信号（副
走査基準信号）によってリセットされる。カウンタ８２
４の値はコンパレータ８２５，８２６に入力される。コ
ンパレータ８２５，８２６には記録用紙の副走査方向の
画像領域に応じて決定される値が不図示の制御部によっ
て入力される。コンパレータ８２５には副走査の画像領
域開始地点を表す設定値Ｅが入力され、コンパレータ８
２６には副走査の画像領域終了地点を表す設定値Ｆが入
力される。ＪＫ−ＦＦ８２７は、設定値Ｅとカウンタ８
２４の値が同じになったときにコンパレータ８２５によ
りセット、設定値Ｆとカウンタ８２４の値が同じになっ
たときにコンパレータ８２６によりリセットされるの
で、副走査における画像形成領域で、論理Ｈを維持す
る。この様子を図９に示す。この副走査の画像形成時
（論理Ｈ）もしくは不図示の制御部からの画像形成信号
（論理Ｈ）がＮＯＲゲート８２８に入力されるとセレク
タ８２２，８２３はそれぞれ設定値Ｃと設定値Ｄを選択
する。その他のときにはセレクタ８２２，８２３はそれ
ぞれ設定値Ａと設定値Ｂを選択する。

【００３４】このコンパレータ８０３には主走査の温度
調整を禁止する開始地点を表す設定値ＡもしくはＣが入
力され、コンパレータ８０４には主走査の温度調整を許
可する開始地点を表す設定値ＢもしくはＤが入力され
る。ＪＫ−ＦＦ８０５は、設定値ＡもしくはＣとカウン
タ８０１の値が同じになったときにコンパレータ８０３
によりセット、設定値ＢもしくはＤとカウンタ８０１の
値が同じになったときにコンパレータ８０４によりリセ
ットされるので、主走査における温度調整禁止領域で、
論理Ｈを維持する。インバータ８０６はＪＫ−ＦＦ８０
５からの信号を反転させることで、主走査における温度
調整可能領域で論理ＨをＯＲゲート８０８に出力する。
このようにして、ＢＤ点灯に同期した設定可能な所定の
論理Ｈ区間を作り出す。コンパレータ８０３，８０４に
設定する値を変えることで論理Ｈを出力する区間の長さ
を可変にできることは明らかである。

【００３５】一度温度Ｔに達し、温度調整温度Ｔ以上に
なるとコンパレータ８１３はＡＮＤゲート８０７に論理
Ｌを出力し、ヒータ１３の電源が遮断される。ヒータが
オフすることで温度Ｔ以下になるとＢＤに同期した設定
可能な所定の論理Ｈ区間でヒータがオンするといった温
度調整が行われる。なお、抵抗器８１８とトランジスタ
８１９はコンパレータ８１３の出力にヒステリシスを持
たせるためのものである。すなわち、コンパレータの出
力が論理Ｈになるとトランジスタ８１９がオンすること
でコンパレータに入力されている基準電圧が低くなる。
コンパレータ８１３の出力が論理Ｌになるとトランジス
タ８１９がオフし元の基準電圧に戻る。つまり、コンパ
レータ８１３の出力が論理ＬからＨに変化するときと、
論理ＨからＬになるときで基準電圧を変えることでヒス
テリシスを持たせている。

【００３６】図１０が画像形成時のこのＢＤに同期した
設定可能な所定の論理Ｈ区間のタイミングチャートであ
る。ＢＤ信号の立ち上がりによってカウンタ８０１はク
ロックをカウントし、走査の温度調整を禁止する開始地
点を表す設定値ＡもしくはＣと同じになったところでコ
ンパレータ８０３がパルスを出力し、主走査の温度調整
を許可する開始地点を表す設定値ＢもしくはＤと同じに
なったところでコンパレータ８０４がパルスを出力す
る。ＪＫ−ＦＦ８０５はこの出力によってセット、リセ
ットされるので、この間で論理Ｈを出力する。インバー
タ８０６によってこのＪＫ−ＦＦの出力が反転されるの
で、温度調整許可領域のみヒータオンを可能とする。こ
の設定値は副走査の画像領域であるか非画像領域である
かによって異なる。この様子を表わしたのが図１２のタ
イミングチャートである。副走査の画像領域信号が画像
領域を示しているときは設定値Ａ、Ｂがセレクタによっ
て選ばれＢＤ点灯に同期した温度調整可能領域（インバ
ータ８０６の出力Ａ）が短く、非画像領域が選ばれてい
るときは設定値Ｃ、Ｄがセレクタによって選ばれＢＤ点
灯に同期した温度調整可能領域（インバータ８０６の出
力Ａ）が長くなっている。なお、インバータ８０６の出
力Ｂのように副走査非画像領域の時にＢＤに同期した温
度調整可能領域を１００％にしてもかまわない。

【００３７】なお、上記の実施形態では、ヒータを用い
て、温度調整をするとしたが、ヒータの代わりにペルチ
ェ効果を利用した冷却手段を用いることもできる。この
場合、制御温度は、例えば、半導体レーザのケース２０
１の温度範囲の下限付近に設定される。

【００３８】このように、一度温度調整点に達すると主
走査一ラインの一部分のみ温度調整が行われるため、ヒ
ータのオンオフが速い周期で行えることになり、その結
果より細かな温度調整、つまりリップルの少ない温度調
整が可能となる。

【００３９】さらに副走査の画像領域のときに主走査の
非画像領域を温度調整可能領域にすることで、ヒータの
オンオフによるレーザ制御への影響を排除でき、安定し
たレーザ光量による画像形成が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上、画像形成時の半導体レーザの温度
調整を主走査開始信号に同期して行うことで、リップル
分が少ない精度の高い温度調整が行えるとともに、温度
調整によるヒータのオンオフの画像形成への影響を排除
し安定したレーザ光量での画像形成が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び従来例におけるレーザの温度調整機
構を示す断面図である。

【図２】本発明及び従来例におけるレーザのＡＰＣを行
う回路の回路図である。

【図３】本発明及び従来例におけるレーザのＡＰＣを行
うタイミングを表すタイミング図である。

【図４】従来例によるレーザ温度調整制御部の回路図で
ある。

【図５】本発明及び従来例におけるレーザに内蔵された
フォトダイオードの温度特性を示すグラフである。

【図６】本発明の実施形態及び従来例における画像形成
装置を示す概念図である。

【図７】本発明の実施形態及び従来例におけるＢＤとＩ
ＴＯＰのタイミングを表すタイミング図である。

【図８】本発明の実施形態によるレーザ温度調整制御部
の回路図である。

【図９】本発明の実施形態による副走査の画像領域のタ
イミングを表すタイミング図である。

【図１０】本発明の実施形態による主走査のレーザ温度
調整可能領域を表すタイミング図である。

【図１１】本発明の実施形態によるレーザ温度調整によ
るレーザの温度の遷移を表わすグラフである。

【図１２】本発明の実施形態よる副走査の画像領域信号
によって主走査の温度調整可能領域が変化する様子を表
わすタイミング図である。

【図１３】本発明の実施形態による主走査のレーザ温度
調整可能領域を表すタイミング図である。

【図１４】従来例によるレーザ温度調整によるレーザの
温度の遷移を表わすグラフである。

【図１５】副走査の画像領域信号によって主走査の温度
調整可能領域を変えない時のレーザの温度変移を表す図
である。

【符号の説明】

１２基台１３ヒーター１４サーミスタ１５ヒーター電極１６コリメータレンズ１７鏡筒１０７ＢＤセンサ２０１半導体レーザのユニット８０１、８２１、８２４カウンタ８０３、８０４、８２５、８２６コンパレータ８１３、８１５コンパレータ８２０、８２２、８２３セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA53 AA59 AA60 AA61 BB47 CB59 DA32 2H045 AA01 CB42 DA41 2H076 AB05 AB12 AB32 AB34 AB67 AB68 DA04 DA10 EA08 5C074 AA15 BB03 CC26 DD07 DD08 DD09 DD15 DD30 EE01 EE02 EE03 FF13 FF15 GG02 HH02 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光の照射により画像を形成する感
光体と、駆動電流により前記レーザ光を出射するレーザ光源及び
前記レーザ光の光量をモニターする光センサとを備える
レーザユニットと、前記感光体を回転駆動する手段と、前記感光体が所定位置を通過したことを検知することで
副走査の書出し基準信号を出力する手段と、画像信号に応じて前記レーザ光を変調するレーザ制御手
段と、前記光センサの出力に基づいて前記駆動電流を制御する
レーザ光量補正部と、前記レーザ光を前記感光体上を含む領域を主走査させる
主走査手段と、主走査された前記レーザ光を検知することで主走査開始
基準信号を作り出す主走査開始信号生成手段と、を備え
る画像形成装置において、前記レーザユニットの温度が目的温度になるように制御
する温度制御手段を更に備え、前記温度制御手段は前記レーザユニットが前記目的温度
より低い所定の温度に達すると温度制御を前記主走査開
始基準信号により定められる主走査の特定領域のみで行
い、前記特定領域を前記副走査の書き出し基準信号を利
用して切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記特定領域を前記副走査の書き出し基
準信号を利用して切り替えるタイミングは、副走査方向
での画像領域と非画像領域が切り替わるタイミングであ
ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記温度制御手段は加熱手段を含むこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記温度制御手段は冷却手段を含むこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記温度制御手段は前記レーザユニット
が前記目的温度より低い所定の温度に達するまでは温度
制御を常に行うことを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載の画像形成装置。