JP2010098168A - レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上した、レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラムを提供する。
【解決手段】レーザ制御部５２から出力されるＳ／Ｈ信号に基づいてＬＤ７０の光量制御及びＰＤ７２に印加される逆バイアスの停止を行う。光量制御を行わない（Ｓ／Ｈ信号がＬｏｗレベル）場合はＳＷ６０により、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにする、または、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくする。また、光量制御を行う場合（Ｓ／Ｈ信号がＨｉｇｈレベル）は、ＳＷ６０により、ＰＤ７２のアノード側と電流電圧変換抵抗７８との経路を接続させる、または、ＰＤ７２のカソード側の電位をアノード側よりも高くすることにより、ＰＤ７２に逆バイアスが印加されるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラムに関する。

特許文献１には、印字時に半導体レーザの光量を制御するためのサンプルホールドコンデンサを並列に二つ設け、単独で使用するか並列で使用するか切り替えることにより、適正なサンプルホールド時間を設定する技術が記載されている。この技術においてフォトダイオードは、半導体レーザのオン、オフにかかわらず、逆バイアスが印加された状態になる。

特許文献２には、画像処理ＬＳＩの複数のポートを利用して所望の駆動電流をレーザに供給することにより、レーザを適正な光量で駆動する技術が記載されている。この技術においてもフォトダイオードは、半導体レーザのオン、オフにかかわらず、逆バイアスが印加された状態になる。
特開２００２−２０２１号公報 特開２００６−１１０８０１号公報

本発明は、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上した、レーザ駆動装置、画像形成装置、及び制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のレーザ駆動装置は、画像データに応じて発光する発光素子と、前記発光素子から発光される光を受光し、受光量に応じた光電流を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された光電流を電圧に変換する光電流電圧変換手段と、前記受光素子と前記光電流電圧変換手段との間に設けられ、前記受光素子から前記光電流電圧変換手段に流れる光電流を停止させる光電流停止手段と、前記発光素子の発光動作に応じて前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する光電流停止制御手段と、を備える。

請求項２に記載のレーザ駆動装置は、請求項１に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止制御手段は、前記発光素子の非発光期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。

請求項３に記載のレーザ駆動装置は、請求項１または請求項２に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止制御手段は、前記画像データに応じた画像を形成するための画像形成期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。

請求項４に記載のレーザ駆動装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置において、前記受光素子から出力された光電流に応じて前記発光素子から発光される光量が予め定めた光量になるように、予め定められたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する光量調整部をさらに備え、前記光電流停止制御手段は、前記光量調整指示信号に基づいて、前記光量調整部の光量調整期間中は、前記光電流停止手段が前記光電流を停止するのを禁止するように制御する。

請求項５に記載のレーザ駆動装置は、請求項４に記載のレーザ駆動装置において、前記光量調整指示信号が前記光量調整部に入力されるタイミングを予め定めた時間遅延させる遅延手段をさらに備え、前記光量調整部は、遅延手段により遅延されたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する。

請求項６に記載のレーザ駆動装置は、請求項５に記載のレーザ駆動装置において、前記予め定めた時間は、前記光量調整期間が開始してから、前記受光素子から出力される光電流の電流量が安定するまでの出力安定時間である。

請求項７に記載のレーザ駆動装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置において、前記受光素子の異常を検知する検知手段をさらに備え、前記光電流停止制御手段は、前記検知手段で異常を検知した場合は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する。

請求項８に記載のレーザ駆動装置は、請求項７に記載のレーザ駆動装置において、前記異常検知手段は、前記光電流電圧変換手段により変換された電圧が予め定められた基準電圧を超えた場合を前記受光素子の異常として検知する。

請求項９に記載のレーザ駆動装置は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置において、前記発光素子、前記受光素子、前記光電流電圧変換手段、及び前記光電流停止手段が、半導体集積回路基板上に一体化されて形成されている。

請求項１０に記載のレーザ駆動装置は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置において、前記光電流停止手段は、電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタを含む。

請求項１１に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置と、前記レーザ駆動装置の前記発光素子を前記画像データに応じて制御することにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、を備える。

請求項１２に記載の制御プログラムは、コンピュータを、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の前記光電流停止制御手段として機能させるためのものである。

請求項１に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。

請求項２に記載の本発明によれば、発光素子の非発光期間中は、受光素子に逆バイアスが印加されない、という効果が得られる。

請求項３に記載の本発明によれば、画像形成期間中は、受光素子に逆バイアスが印加されない、という効果が得られる。

請求項４に記載の本発明によれば、光量制御を行う場合は受光素子に逆バイアスが印加される、という効果が得られる。

請求項５に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、適正な光量調整を行うことができる、という効果が得られる。

請求項６に記載の本発明によれば、受光素子の特性に合わせて、適正な光量調整を行うことができる、という効果が得られる。

請求項７に記載の本発明によれば、受光素子に異常が発生した場合に、受光素子に逆バイアスが印加されるのを防止することができる、という効果が得られる。

請求項８に記載の本発明によれば、リーク電流が発生した場合に、受光素子に逆バイアスが印加されるのを防止することができる、という効果が得られる。

請求項９に記載の本発明によれば、集積回路化することができる、という効果が得られる。

請求項１０に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、適正に構成することができる、という効果が得られる。

請求項１１に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。

請求項１２に記載の本発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、受光素子に逆バイアスを印加する時間を短縮することにより信頼性を向上することができる、という効果が得られる。

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

なお、本実施の形態は、画像を形成するためのレーザダイオードの発光量の制御を行う場合のみフォトダイオードに逆バイアスを印加させるものである。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す概略図である。本実施の画像形成装置１０は、用紙１８等の記録媒体に画像データに基づいて画像を形成するものである。

画像形成装置１０は、用紙１８に画像データに基づいて画像を形成するための画像形成部１１、レーザ駆動装置４０、及び用紙１８を装填するための用紙トレイ３２を備えて構成されている。

画像形成装置１０の側面には、手差しで用紙１８を挿入するための手差トレイ３４が備えられている。また、手差トレイ３４が備えられている側面と対向する側面には、画像が形成された用紙１８が排出される排出トレイ３８が備えられている。

画像形成部１１は、図１の矢印Ａ方向に定速回転する円筒状の感光体１２、画像データに応じたレーザ（光ビーム、図１矢印Ｂ参照）を感光体１２へ向けて照射する光走査装置２６（詳細後述）、及び用紙１８に画像データに応じた画像を定着させる定着器２４を含んで構成されている。

感光体１２の周面には、感光体１２を帯電させるための帯電器１４が配設されている。帯電器１４により帯電された感光体１２が図１の矢印Ａ方向に回転するとともに、光走査装置２６からレーザが照射されることによって、感光体１２上に画像データに応じた静電潜像が形成される。

光走査装置２６によるレーザの照射位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、感光体１２にトナーを供給するための現像器１６が配設されている。現像器１６から供給されたトナーが、感光体１２上の静電潜像に付着することによって、感光体１２上にトナー像が形成される。現像器１６の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、感光体１２に形成されたトナー像を用紙１８に転写するための転写用帯電体２０が配設されている。転写用帯電体２０の配設位置よりも感光体１２の回転方向下流側には、転写後に感光体１２の表面に残留しているトナーを除去するためのクリーナ２２が配設されている。

用紙トレイ３２から送り出された用紙１８は、感光体１２と転写用帯電体２０との間へ搬送されて、トナー像が転写される。トナー像が転写された用紙１８は、図１の矢印Ｃ方向に搬送され、定着器２４の加圧ローラ３６及び加熱ローラ３７によって加圧及び加熱されることによりトナーの定着処理が施され、用紙１８上に画像が形成された後に、排出トレイ３８へ排出される。

レーザ駆動装置４２は、光走査装置２６に含まれるレーザ３０を駆動させるためのものである（詳細後述）。

図２に、本実施の形態の光走査装置２６及びレーザ駆動装置４０の一例のブロック図を示す。

本実施の形態の光走査装置２６は、レーザを出射するためのレーザ光源３０、レーザ光源から出射されたレーザを拡散光線から平行光線に変換するためのコリメータレンズ４２、シリンダレンズ４３、感光体１２にレーザを照射する走査手段である回転多面鏡（ポリゴンミラー）２８、レーザの走査速度を制御するためのｆθレンズ４５、レーザを感光体１２方向に反射させる反射ミラー４６、ミラー４７、及びフォトディテクタ４８を備えて構成されている。

レーザ光源３０から出射されたレーザは、コリメータレンズ４２により拡散光線から平行光線に変換され、シリンダレンズ４３を介して回転多面鏡２８に入射される。回転多面鏡２８は、側面に複数の反射面２８Ａが設けられた正多角形状（一例として、本実施の形態では六角形）に形成されており、入射されたレーザは反射面２８Ａに収束するようになっている。また、回転多面鏡２８は、回転軸４４を中心に矢印Ｄ方向に回転する。すなわち、各反射面２８Ａへのレーザの入射角は、連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体１２の軸線方向に走査して、レーザが感光体１２に照射される。

回転多面鏡２８により反射されたレーザの進行方向には、第１レンズ４５Ａ及び第２レンズ４５Ｂから構成されているｆθレンズ４５が配置されている。このｆθレンズ４５により、感光体１２にレーザを照射するときの走査速度が制御されるとともに、感光体１２の周面上に結像点を結ぶ。ｆθレンズ４５を透過したレーザは、反射ミラー４６により屈曲されて感光体１２へ照射される。

感光体１２の左端方向に進行するレーザは、ミラー４７により反射されて、フォトディテクタ４８へ入射される。感光体１２を感光体１２の軸線方向に走査する毎に、感光体１２の左端方向に進行するレーザが入射されるため、フォトディテクタ４８は、光走査装置２６による感光体１２へのライン毎のレーザ照射開始タイミングを検知することができるようになっている。

レーザ駆動装置４０は、レーザ光源３０に含まれるレーザダイオード（ＬＤ）の光量を制御するための光量制御部５０（詳細後述）、ＯＲ回路５１、及びレーザ光源３０からレーザを出射するタイミング等を制御するためのレーザ制御部５２（詳細後述）を含んで構成されている。

レーザ制御部５２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、図示省略）を含んで構成されており、画像データ生成部５４により生成された画像データ及びフォトディテクタ４８からの検知信号に基づいて、レーザ光源３０に含まれるレーザダイオードが発光するように制御する。

光量制御部５０は、画像データ生成部５４により生成された画像データに基づく信号及びレーザ制御部５２からの制御信号に基づいて、レーザ光源３０に含まれるレーザダイオードを発光させる。また、発光光量を調整する。

図３に、本実施の形態の光量制御部５０の概略構成の一例を示す。

本実施の形態の光量制御部５０は、フォトダイオード（ＰＤ）７２から出力された光電流を電圧に変換するための電流電圧変換部５６、ＬＤ７０の光量を調整するための光量調整部５８、及びＰＤ７２に印加される逆バイアスを停止させるためのスイッチ（ＳＷ）６０を備えて構成されている。

電流電圧変換部５６、光量調整部５８、及びＳＷ６０は、同一の基板６１上に形成された半導体集積回路である。

なお、本実施の形態のレーザ光源３０は、レーザ制御部５２から入力されるＤＡＴＡ信号に基づいて発光することにより、画像データに応じた画像を陽子８上に形成するためのＬＤ７０及びＬＤ７０の発光光量を検知するためのＰＤ７２により構成されている。抵抗７３は、ＬＤ７０に電流が流れない（ＬＤ７０のオフ時）に電流が流れるダミー抵抗である。

光量調整部５８は、スイッチングトランジスタ６２、スイッチングトランジスタ６３、インバータ６４、トランジスタ６５、増幅回路６６、サンプルホールド回路６７、比較器６８、基準電源６９、電流検出抵抗７４、及びサンプルホールドコンデンサ７６を含んで構成されている。

レーザ制御部５２から入力されるＤＡＴＡ信号がＬＯＷレベルの場合、スイッチングトランジスタ６３がオン状態になるとともに、スイッチングトランジスタ６２がオフ状態になる。スイッチングトランジスタ６２及びスイッチングトランジスタ６３は、インバータ６４により、相反した状態になる。

増幅回路６６の正入力側にサンプルホールドコンデンサ７６の電圧が印加され、電流検出抵抗７４の両端に発生する電圧がサンプルホールドコンデンサ７６の電圧と等しくなるようにＬＤ７０に流れる電流を制御する。

ＰＤ７２は、ＬＤ７０の発光によるバックビームを受光すると、受光した光量、すなわち、ＬＤ７０の発光光量に応じた電流（光電流）を出力する。ＰＤ７２から出力された電流が電流電圧変換部５６の電流電圧変換抵抗７８に流れることによりＬＤ７０の発光光量に応じた電圧（モニタ電圧）が発生する。

光量の調整はレーザ制御部５２から入力されるＳ／Ｈ（サンプルホールド）信号に基づいて行われ、Ｓ／Ｈ信号がＨｉｇｈレベルのときに、光量調整が行われる。

光量を調整する場合は、電流電圧変換抵抗７８から入力されるモニタ電圧と、基準電源６９の電圧とを比較器６８で比較する。比較結果は、サンプルホールド回路６７に入力される。サンプルホールド回路６７は、レーザ制御部５２から入力されるＳ／Ｈ信号（Ｈｉｇｈレベル）により、サンプル状態になる。サンプルホールド回路６７がサンプル状態の場合は、比較器６８の出力が、サンプルホールドコンデンサ７６に印加されるとともに、増幅回路６６の正入力側に印加される。増幅器６６の出力は、トランジスタ６５のベースに入力され、ＬＤ７０の電流を制御する。

光量を調整しない場合は、サンプルホールド回路６７は、レーザ制御部５２から入力されるＳ／Ｈ信号（Ｌｏｗレベル）により、ホールド状態になる。サンプルホールドコンデンサ７６に保持された電圧が、比較器６８の正入力側に印加される。

本実施の形態では、光量を調整しない場合は、ＳＷ６０により、ＰＤ７２への逆バイアスの印加を停止させる。すなわち、光量を調整する場合のみＰＤ７２に逆バイアスが印加される。

本実施の形態のＳＷ６０の具体的例を図４に示す。図４（Ａ）は電界効果トランジスタ（Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ）を用いる場合を示している。Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ６０を用いる場合は、ソースがＰＤ７２側に接続され、ドレインが電流電圧変換抵抗７８側に接続される。ゲートから入力されたＳ／Ｈ信号（制御信号）によりオン、オフが制御される。

また、図４（Ｂ）はバイポーラトランジスタ（ＮＰＮ接合型トランジスタ）を用いる場合を示している。ＮＰＮ接合型トランジスタ６０は、コレクタがＰＤ７２側に接続され、エミッタが電流電圧変換抵抗７８側に接続される。ベースから入力されたＳ／Ｈ信号（制御信号）によりオン、オフが制御される。

なお、ＳＷ６０の具体的構成はこれに限らず、その他のスイッチング素子等であってもよい。

さらに、図５を参照してＳＷ６０によりＰＤ７２の逆バイアスの印加を停止させるための具体的構成を説明する。図５（Ａ）〜（Ｂ）には具体的構成の一例を示す。

図５（Ａ）は、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにすることにより、逆バイアスの印加を停止させる場合の構成を示している。ＳＷ６０は、ＰＤ７２のアノード側に配置されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりＳＷ６０をオフにする。このとき、オフすると、モニタ電圧は０Ｖになる。

図５（Ｂ）は、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくすることにより、逆バイアスの印加を停止させる場合の構成を示している。ＳＷ６０の一端は５Ｖ電源に接続されており、他端はＰＤ７２のアノード側に接続されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりＳＷ６０をオンにする。このとき、モニタ電圧は電源電圧である５Ｖになる。

図５（Ｃ）は、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにすることにより、逆バイアスの印加を停止させ、かつ、モニタ電圧から予め定めた電圧（Ｖｒｅｆ．）が出力される場合の構成を示している。ＳＷ６０Ａは、ＰＤ７２のアノード側に配置されている。ＳＷ６０Ｂの一端は５Ｖ電源に接続されており、他端はＳＷ６０ＡのＰＤ７２が接続されているのとは反対側に接続されている。逆バイアスの印加を停止させる場合は、制御信号によりＳＷ６０Ａをオフにし、ＳＷ６０Ｂをオンにする。このとき、モニタ電圧は抵抗７９及び５Ｖ電源に基づいた電圧（Ｖｒｅｆ．）になる。

なお、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにする構成、または、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくする構成であれば、これに限らず、その他の構成であってもよい。ＰＤ７２の電源（図５の５Ｖ電源）を遮断してしまうと、ＬＤ７０の電源供給も絶たれるため、ＬＤ７０の発光期間中、特に画像書込み中に逆バイアスの印加を停止することができなくなる。上記いずれかの構成とすることにより、ＬＤ７０の発光を妨げることなく、ＰＤ７２の逆バイアスの印加のみ停止する。

なお、図５（Ａ）に示した構成例では、図４（Ａ）に示したＰチャネル型ＭＯＳトランジスタのように、電界効果トランジスタを用いるとよい。この場合、ゲート電流が小さくＰＤ７２の光電流に影響を与えることがないため、好ましい。特に、光量制御部５０をＣＭＯＳ集積回路化する場合に適用するとよい。

図５（Ａ）に示した構成例において、図４（Ｂ）に示したＮＰＮ接合型トランジスタのように、バイポーラトランジスタを用いる場合、バイポーラトランジスタのベース電流がＰＤ７２の光電流に重畳されてしまうため、好ましくない。そのため、バイポーラトランジスタをＳＷ６０として用いる場合は、図５（Ｂ）に示した構成例のように構成することが好ましい。この場合、ＰＤ７２のカソード端子とアノード端子間にはバイポーラトランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧（具体例として、０．６Ｖ〜０．７Ｖ）が残留することになるが、ＳＷ６０がオフのとき（通常）の逆バイアスである５Ｖに比べると、低い電圧であるため、例えば、イオンマイグレーションの発生等を抑えられる。

なお、本実施の形態ではＳ／Ｈ信号がＬＯＷレベルのときに逆バイアスの印加が停止されるように、ＳＷ６０を動作させ、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにする、または、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくするが、構成等によりＳＷ６０をオンにするかオフにするかが異なるため、必要に応じて、インバータにより、Ｓ／Ｈ信号のレベルを反転させた信号をＳＷ６０を動作させるための制御信号として用いる。

なお、図４に具体例を示したＳＷ６０の種類、及び図５に具体例を示した構成の組合わせは、これらに限らず、光量制御部５０の集積回路化や、光量制御部５０に要求される特性等を考慮し、適宜組み合わせればよい。

このように本実施の形態では、レーザ制御部５２から出力されるＳ／Ｈ信号に基づいてＬＤ７０の光量制御及びＰＤ７２に印加される逆バイアスの停止を行う。光量制御を行わない（Ｓ／Ｈ信号がＬｏｗレベル）場合はＳＷ６０により、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにする、または、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくする。また、光量制御を行う場合（Ｓ／Ｈ信号がＨｉｇｈレベル）は、ＳＷ６０により、ＰＤ７２のアノード側と電流電圧変換抵抗７８との経路を接続させる、または、ＰＤ７２のカソード側の電位をアノード側よりも高くすることにより、ＰＤ７２に逆バイアスが印加されるようにする。これにより、例えば、ＰＤ７２の通電時間が減少し、劣化や故障が抑えられる。

なお、本実施の形態では、レーザ制御部５２が出力する光量制御のためのＳ／Ｈ信号に基づいて、ＬＤ７０の光量制御を行う光量制御期間以外はＰＤ７２の逆バイアスの印加を停止させているが、これに限らない。また、Ｓ／Ｈ信号以外の信号を用いる等してもよい。例えば、より高速に画像を形成する画像形成装置では、ＰＤ７２の出力安定化のための制御時間が短くなり、逆バイアス電圧を停止することによりＰＤ７２の不正確になる場合がある。このような場合は、ＬＤ７０の発光指示信号やポリゴンミラー（図２、ポリゴンミラー２８）の回転指示信号に基づいて、画像形成期間中のみ逆バイアスを印加させ、画像形成期間外は逆バイアスの印加を停止させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、基板６１上に集積回路化しているが、これに限らず、集積回路として構成しなくても良いが、形成を容易にするため等により、集積回路とすることが好ましい。

また、本実施の形態では、画像形成装置１０が単色のプリンタである場合について詳細に説明したがこれに限らず、カラープリンタであっても同様にすることができる。

［第２の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本実施の形態は、レーザダイオードの発光量の制御を行う場合のみフォトダイオードに逆バイアスを印加させるとともに、フォトダイオードの出力が安定してから光量制御を行うものである。なお、本実施の形態の画像形成装置及び光走査装置は第１の実施の形態と略同様であり、光量制御部のみ異なるため、ここでは光量制御部のみ詳細に説明する。また、第１の実施の光量制御部５０と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。

図６に、本実施の形態の光量制御部８０の概略構成の一例を示す。

本実施の形態の光量制御部８０では、Ｓ／Ｈ信号がサンプルホールド回路６７に入力されるタイミングを遅延させるための遅延回路８２が備えられている。また、ＳＷ６０は、ＮＰＮ接合型トランジスタ８６（図４（Ｂ）参照）を用い、図５（Ｂ）に示した構成としている。この構成の場合、逆バイアスの印加を停止する（Ｓ／Ｈ信号がＬｏｗレベル）のときにＮＰＮ接合型トランジスタ８６をオフにするため、インバータ８４により、Ｓ／Ｈ信号の信号レベルを反転させた制御信号によりＳＷ６０を動作させる。

本実施の形態の光量制御部８０の動作について図５を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、画像形成期間中は、ＬＤ７０は定電流駆動され、例えば、用紙１８と用紙１８との間等、画像形成期間外（画像領域外）において、発光し、光量制御部８０で光量制御を行う。従って、画像領域外でＬＤ７０が発光したときのみＰＤ７２に逆バイアスが印加され、それ以外の期間は、ＬＤ７０の発光の有無にかかわらず、逆バイアスの印加が停止される。

図５に示すように、レーザ制御部５２の制御により、レーザ点灯信号は画像形成期間中（画像領域）では画像データ（ＤＡＴＡ信号）に合わせてオン、またはオフする。さらに、その後、画像形成領域外で次の同期検知信号発生予想タイミングの予め定められた時間前に再び、光量制御のためオンにし、ＬＤ７０を点灯させる。このとき、次の同期検知信号の立ち上がり待ち状態になる。この動作は、１走査毎に繰り返される。

また、レーザ制御部５２により出力されるＳ／Ｈ信号は、例えば、画素クロックを計数する等により、同期検知信号を基準とし、画像形成期間外（画像領域外）の同期検知信号の立ち上がりから設定時間ｘ後にオン（Ｈｉｇｈレベル）になり、さらに光量制御期間ｙ後にオフ（Ｌｏｗレベル）になる。

Ｓ／Ｈ信号がＨｉｇｈレベルの場合にＰＮＰ接合型トランジスタ８６はオフし、ＰＤ７２には、逆バイアスが印加される。ＰＤ７２の出力は、図５に示すように徐々に増加し、しばらくした後、出力が安定（ほぼ一定）になる。このため、ＰＤ７２の出力が安定してから、光量調整部５８（サンプルホールド回路６７）を動作させることが好ましい。

ＰＤ７２の出力が安定してからサンプルホールド回路６７をサンプル状態にするために、遅延回路８２により、遅延時間ｚ後に、Ｓ／Ｈ信号のＨｉｇｈレベル信号が入力するようにする。なお、具体的例としては、遅延時間ｚは、ＰＤ７２の整合容量及び電流電圧変換抵抗７８の抵抗値による時定数に基づいて得ておき、予め設定しておくとよい。

このように本実施の形態では、ＰＤ７２が動作（Ｓ／Ｈ信号がＨｉｇｈレベル）してから、遅延回路８２により遅延時間ｚ後に、サンプルホールド回路６７にＳ／Ｈ信号が入力され、サンプルホールド回路６７がサンプル状態になり、光量制御が行われる。すなわち、ＰＤ７２の出力が安定してから光量制御を行うため、適正な電流量が変換された電圧値に基づいて光量制御が行われる。

［第３の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本実施の形態は、フォトダイオードの動作中（逆バイアスの印加中）に、フォトダイオードに異常が発生した場合に、逆バイアスの印加を停止させるものである。

なお、本実施の形態は、第１の実施の形態と略同様の構成及び動作であるため、フォトダイオードの異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させる動作についてのみここでは詳細に説明する。

まず、ＰＤ７２の異常の一例について説明する。例えば、ＰＤ７２の端子間に結露が発生すると印加している逆バイアス電圧によりリーク電流が発生する。リーク電流が発生した状態のままにしておくと、リーク電流によりＰＤ７２のカソードを台座に固定している銀ペーストの銀イオンが移動し、イオンマイグレーションが発生する。逆バイアスを印加するとともに、電流電圧変換抵抗７８により電流制限がかかるため、イオンマイグレーションがＰＤ７２の端子間で成長すると、これにより形成された電流短絡経路は、例えば、結露がなくなっても、そのまま維持されてしまう場合がある。従って、レーザ駆動装置４０が正常に動作しなくなる。従って、本実施の形態では、リーク電流の発生により、ＰＤ７２の異常を検知する。リーク電流の発生はモニタ電圧が予め定められた基準値を越えた場合に発生したと判断する。

本実施の形態では、一例として、レーザ制御部５２によりＰＤ７２の異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させるように信号を出力する場合について詳細に説明する。

図８は、レーザ制御部５２に含まれるＣＰＵにより、ＰＤ７２の異常を検知し、逆バイアスの印加を停止させるための処理フローである。なお本処理フローを実行させるためのプログラムは、レーザ制御部５２等のＨＤＤ（図示省略）に記憶させておけばよい。

まず、ステップ１００では印刷（画像形成）動作が開始される。印刷動作が開始されると、画像形成装置１０のメインモータ（図示省略）が起動し、ポリゴンミラー２８が回転を開始する。また、ＬＤ７０が発光準備状態になり、画像データ（ＤＡＴＡ信号）に合わせて、発光する。

次のステップ１０２では、ＰＤ７２に逆バイアスを印加する。本実施の形態では、Ｓ／Ｈ信号により、ＳＷ６０を制御し、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れないようにする、または、ＰＤ７２のカソード側とアノード側との電位を等しくする。

次のステップ１０４では、同期検知信号（図７参照）を確認する。本実施の形態では、ＰＤ７２にリーク電流が発生すると、ＬＤ７０の発光光量にかかわらず、モニタ電圧が基準値を超え、光量調整部５８は、レーザ駆動電流を低減させるため、ＬＤ７０の発光が停止する。ＬＤ７０の発光が停止すると、同期検知信号が発生しなくなる。ここでは、予め定められた時間が経過しても同期検知信号が確認されなかった場合はＰＤ７２の異常とみなし、否定されて、ステップ１１０へ進む。一方、確認された場合は肯定されて、ステップ１０６へ進む。

次のステップ１０６では、印刷が終了した否か判断する。否定されるとステップ１０４に戻り、同期検知信号を確認する処理を繰り返す。一方、画像データに対応する画像を形成した場合は肯定されて、ステップ１０８へ進む。ステップ１０８では印刷動作が終了された後、ステップ１１０へ進む。印刷動作が終了されると、メインモータが停止し、ポリゴンミラー２８の回転が停止する。また、ＬＤ７０の発光が停止する。

同期検知信号が確認されなかった場合、または、印刷動作が終了した後のステップ１１０では、ＰＤ７２に印加される逆バイアスを停止した後、本処理を終了する。本実施の形態では、Ｓ／Ｈ信号により、ＳＷ６０を制御し、ＰＤ７２から出力される電流が電流電圧変換抵抗７８に流れるようにする、または、ＰＤ７２のカソード側の電位をアノード側の電位よりも高くする。

このように本実施の形態では、印刷時に、レーザ制御部５２が同期検知信号を確認できるか否かにより、ＰＤ７２にリーク電流が発生しているか判断する。同期検知信号が確認できない場合は、リーク電流が発生し、異常であると検知して、Ｓ／Ｈ信号を出力し、ＰＤ７２に印加されている逆バイアスをＳＷ６０により停止させる。従って、リーク電流が発生すると逆バイアスの印加が停止するため、イオンマイグレーションの成長を抑える。

なお、本実施の形態では、同期検知信号が確認できるか否かにより、異常を検知しているがこれに限らない。例えば、モニタ電圧の出力値そのものを検知するモニタ電圧検知手段を備えこれにより異常を検知する等であってもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光量制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光量制御部の概略構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスイッチの具体的例を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスイッチにより逆バイアスを停止させるための構成の具体的例を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る遅延回路を備えた光量制御部の概略構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る遅延回路による遅延を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係るレーザ制御部で実行されるＰＤの異常時に逆バイアスの印加を停止する処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２６ 光走査装置
３０ レーザ光源
４０ レーザ駆動装置
５０、８０ 光量制御部
５２ レーザ制御部
５６ 電流電圧変換部
５８ 光量調整部
６０ スイッチ（ＳＷ）
６１ 基板
６７ サンプルホールド回路
７０ レーザダイオード（ＬＤ）
７２ フォトダイオード（ＰＤ）
７８ 電流電圧変換抵抗
８２ 遅延回路

Claims (12)

1. 画像データに応じて発光する発光素子と、
   前記発光素子から発光される光を受光し、受光量に応じた光電流を出力する受光素子と、
   前記受光素子から出力された光電流を電圧に変換する光電流電圧変換手段と、
   前記受光素子と前記光電流電圧変換手段との間に設けられ、前記受光素子から前記光電流電圧変換手段に流れる光電流を停止させる光電流停止手段と、
   前記発光素子の発光動作に応じて前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する光電流停止制御手段と、
   を備えたレーザ駆動装置。
2. 前記光電流停止制御手段は、前記発光素子の非発光期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する、
   請求項１に記載のレーザ駆動装置。
3. 前記光電流停止制御手段は、前記画像データに応じた画像を形成するための画像形成期間中は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する、
   請求項１または請求項２に記載のレーザ駆動装置。
4. 前記受光素子から出力された光電流に応じて前記発光素子から発光される光量が予め定めた光量になるように、予め定められたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する光量調整部をさらに備え、
   前記光電流停止制御手段は、前記光量調整指示信号に基づいて、前記光量調整部の光量調整期間中は、前記光電流停止手段が前記光電流を停止するのを禁止するように制御する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置。
5. 前記光量調整指示信号が前記光量調整部に入力されるタイミングを予め定めた時間遅延させる遅延手段をさらに備え、
   前記光量調整部は、遅延手段により遅延されたタイミングで入力される光量調整指示信号に基づいて光量を調整する、
   請求項４に記載のレーザ駆動装置。
6. 前記予め定めた時間は、前記光量調整期間が開始してから、前記受光素子から出力される光電流の電流量が安定するまでの出力安定時間である、
   請求項５に記載のレーザ駆動装置。
7. 前記受光素子の異常を検知する検知手段をさらに備え、
   前記光電流停止制御手段は、前記検知手段で異常を検知した場合は、前記光電流を停止させるように前記光電流停止手段を制御する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置。
8. 前記異常検知手段は、前記光電流電圧変換手段により変換された電圧が予め定められた基準電圧を超えた場合を前記受光素子の異常として検知する、
   請求項７に記載のレーザ駆動装置。
9. 前記発光素子、前記受光素子、前記光電流電圧変換手段、及び前記光電流停止手段が、半導体集積回路基板上に一体化されて形成されている、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置。
10. 前記光電流停止手段は、電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタを含む、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のレーザ駆動装置と、
    前記レーザ駆動装置の前記発光素子を前記画像データに応じて制御することにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
    を備えた画像形成装置。
12. コンピュータを、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の前記光電流停止制御手段として機能させるための、制御プログラム。

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