激光控制装置及图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光控制装置及图像形成装置。所述激光控制装置具备与半导体激光器（2431）一起配置在可以接收到半导体激光器（2431）的激光在多角镜（242）上反射的反射光的位置的光电二极管（2432）、半导体激光器驱动控制部（1012）以及将光电二极管（2432）的输出电压和与半导体激光器（2431）的基准光量对应的基准电压进行比较的比较电路（2471），半导体激光器驱动控制部（1012）将比较电路（2471）接收到表示光电二极管（2432）的输出电压大于基准电压的输出的时间，用于生成半导体激光器（2431）开始发出与图像信号相应的激光的时间。由此，可不需要PIN光电二极管及其放大电路等外围电路，高精度地生成使发光部开始照射与图像信号相应的激光的开始照射时间。
【专利说明】激光控制装置及图像形成装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光控制装置以及图像形成装置，具体而言，本发明涉及生成开始照射与图像信号相应的激光的开始发光时间的技术。
【背景技术】
[0002]图像形成装置中，曝光部具备将激光二极管等发光部发出的激光照射在感光体鼓的表面上形成静电潜影的激光扫描单元。该激光扫描单元具备采用PIN光电二极管等的BD传感器，以使多角镜(旋转多面体)的面与发光部的激光照射时间同步。激光扫描单元在与发光部不同的位置具有BD传感器，在来自发光部的激光由多角镜反射的反射光被BD传感器接收到的时间点，生成BD信号(时间信号)，将该BD信号用于生成使发光部开始照射与图像信号相应的激光照射的开始时间。
【发明内容】
[0003]然而，如上述那样生成BD信号，需要设置PIN光电二极管和放大电路等外围电路，或者需要制造光电IC的专用设备，成本方面的负担大。另外，尽管可以通过监视用于旋转驱动多角镜的多棱镜马达的旋转、相位，生成发光部进行的开始上述扫描的时间，但由于忽视了多角镜的面精度等，终归是预测，存在精度问题。
[0004]本发明鉴于上述问题构思而成。
[0005]本发明的一方面涉及的激光控制装置，所述激光控制装置具备向使与图像信号相应的激光在感光体鼓的表面上扫描且具有多个反射面的旋转多面体发出该激光的发光部，并控制该激光，
[0006]所述激光控制装置还具备:
[0007]受光部，其与所述发光部一起配置在能够接收所述激光在所述旋转多面体上反射的反射光的位置，并用于接收所述发光部发出的光和所述反射光；
[0008]发光控制部，其驱动控制所述发光部，根据所述受光部依据受光量输出的电压，进行使所述发光部的基准光量保持一定的控制；和
[0009]比较电路，其将所述受光部输出的电压和与所述发光部的所述基准光量对应的基准电压进行比较，
[0010]所述发光控制部将自所述比较电路收到表示所述受光部输出的电压大于所述基准电压的输出时间用于所述发光部进行的与所述图像信号相应的激光的开始发光时间的生成。
[0011]本发明的另一方面涉及的图像形成装置，
[0012]具备:激光控制装置，其具备向使与图像信号相应的激光在感光体鼓的表面上扫描且具有多个反射面的旋转多面体发出该激光的发光部并控制该激光；图像形成部，其利用通过在所述旋转多面体反射的激光在所述感光体鼓的表面上形成的静电潜影生成调色剂图像，通过将该调色剂图像直接或间接转印在记录介质上而形成图像，[0013]所述图像形成装置还具备:
[0014]受光部，其与所述发光部一起配置在能够接收所述激光在所述旋转多面体上反射的反射光的位置，并用于接收所述发光部发出的光和所述反射光；
[0015]发光控制部，其驱动控制所述发光部，根据所述受光部依据受光量输出的电压，进行使所述发光部的基准光量保持一定的控制；和
[0016]比较电路，其将所述受光部输出的电压和与所述发光部的所述基准光量对应的基准电压进行比较，
[0017]所述发光控制部将自所述比较电路收到表示所述受光部输出的电压大于所述基准电压的输出时间用于所述发光部进行的与所述图像信号相应的激光的开始发出时间的生成。
[0018]根据本发明，无需设置PIN光电二极管及其放大电路等外围电路，高精度地生成使发光部开始照射与图像信号相应的激光的开始照射时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是显示本发明的一实施形态涉及的图像形成装置的构造的正面断面图。
[0020]图2是显示图1所示本发明的一实施形态涉及的曝光装置进行的激光束扫描的斜视图。
[0021]图3是显示本发明的一实施形态涉及的图像形成装置的控制系统的构成概略的框图。
[0022]图4是显示本发明的一实施形态涉及的多棱镜马达和时间信号生成部的位置关系的图。
[0023]图5是显示本发明的一实施形态涉及的时间信号生成部的内部构成的图。
[0024]图6是显示多角镜反射的光入射在本发明的一实施形态涉及的光电二极管上的情况下光电二极管的输出电压的波形的图。
[0025]图7是显示本发明的一实施形态涉及的半导体激光器进行的激光照射期间和获得BD信号的时间的关系的时序图。
【具体实施方式】
[0026]以下参照附图对本发明的一实施形态涉及的激光控制装置以及图像形成装置进行说明。图1是显示本发明的一实施形态涉及的图像形成装置I的构造的正面断面图。
[0027]本发明的一实施形态涉及的图像形成装置1，例如是兼具复印功能、打印机功能、扫描功能以及传真功能多个功能的复合机。图像形成装置I构成为在装置本体11上具备操作部47、图像形成部12、定影部13、送纸部14、原稿供应部6以及图像读取部5等。
[0028]操作部47从操作者接收图像形成装置I可实行的各种动作以及处理的范围内的图像形成动作实行指示、原稿读取动作实行指示等指示。
[0029]在图像形成装置I进行原稿读取动作的情况下，图像读取部5光学读取通过原稿供应部6送来的原稿或放置在原稿放置玻璃161上的原稿的图像，生成图像数据。通过图像读取部5生成的图像数据保存在内设HDD或网络连接的计算机等内。
[0030]在图像形成装置I进行图像形成动作的情况下，基于通过原稿读取动作生成的图像数据、或从网络连接的计算机接收的图像数据、或存储于内设HDD的图像数据等，图像形成部12在从送纸部14送出的作为记录介质的记录纸P上形成调色剂图像。图像形成部12的图像形成单元12M、12C、12Y以及12Bk分别具备感光体鼓121、向感光体鼓121供应调色剂的显影装置122、容纳调色剂的调色剂盒(未图示)、带电装置123、曝光装置124、一次转印辊126。曝光装置124具备作为本发明的一实施形态的激光控制装置(后述)。
[0031]在进行彩色印刷的情况下，图像形成部12的洋红色用的图像形成单元12M、青色用的图像形成单元12C、黄色用的图像形成单元12Y以及黑色用的图像形成单元12Bk分别基于由构成图像数据的各自颜色成分构成的图像，通过带电、曝光以及显影工序，在感光体鼓121上形成调色剂图像，通过一次转印辊126将调色剂图像转印在中间转印带125上。
[0032]通过调整转印时间，转印在中间转印带125上的各种颜色的调色剂图像在中间转印带125上重合，形成彩色的调色剂图像。在夹着中间转印带125的二次转印辊210与驱动辊125a之间的狭缝部N，二次转印辊210将形成在中间转印带125的表面上的彩色的调色剂图像，转印在从送纸部14经运送路径190运送来的记录纸P上。然后，定影部13通过热压接使记录纸P上的调色剂图像定影在记录纸P上。完成定影处理而形成彩色图像的记录纸P被排至排出托盘151。
[0033]此外，在图像形成装置I中，在进行双面印刷的情况下，在通过图像形成部12在一面上形成图像的记录纸P处于被排出辊对159夹持的状态后，通过排出辊对159将记录纸P返送至反转运送路径195，通过运送辊对19将记录纸P再次运送至狭缝部N以及定影部13的记录纸P的运送方向上游区域。由此，通过图像形成部12将图像形成在记录纸的另一面上。 [0034]图2是显示图1所示曝光装置124进行的激光束扫描的斜视图。以下将曝光装置124称为激光扫描单元240来进行说明。各图像形成单元12M、12C、12Y、12Bk具备结构相同的激光扫描单元240。
[0035]激光扫描单兀240是通过激光扫描在主扫描方向上延伸的扫描行的激光束扫描机构。激光扫描单元240具备多棱镜马达241、多角镜242、半导体激光器2431、准直棱镜244、f Θ棱镜245以及柱形棱镜248。
[0036]多角镜(旋转多面体)242具有由多个镜面构成的反射面，通过各反射面将激光反射至感光体鼓121的表面。多棱镜马达241给多角镜242提供使多角镜242朝图2中箭头A方向旋转的驱动力。
[0037]半导体激光器(发光部)2431用于发出激光，根据输入的图像信号，通过后述半导体激光器驱动控制部1012(图3)进行调制。半导体激光器2431设置在后述的激光源243 (图3)内。准直棱镜244使半导体激光器2431射出的光束L通过后形成平行光。
[0038]半导体激光器2431射出的光束L，通过柱形棱镜248后，在多角镜242的反射面242a上以线性图像成像。多角镜242朝图2中箭头A方向以一定速度旋转，在反射面242a的作用下偏转的各光束L朝图2中箭头B方向移动并入射在f Θ棱镜245上。
[0039]f Θ棱镜245使在多角镜242的作用下偏转的激光在感光体鼓121的轴向上等速地水平扫描。通过f Θ棱镜245的光束L在感光体鼓121的表面上以光束点成像，在多角镜242以及感光体鼓121的旋转下,沿主扫描方向光扫描感光体鼓121的表面(被扫描面)，进行与图像信号相应的记录。[0040]接着，对图像形成装置I的控制系统的构成进行说明。图3是显示图像形成装置I的控制系统的构成概略的框图。图4是显示多棱镜马达241与时间信号生成部247的位置关系的图。此外，以下的说明中，主要以与本发明关联的构成为中心进行说明。
[0041]图像形成装置I具备控制单元100。控制单元100负责图像形成装置I的整体的动作控制。控制单元100具备图像形成控制部101。
[0042]图像形成控制部101负责图像形成时工作的各部件的动作机构的驱动控制。例如，图像形成控制部101负责各图像形成单元12M、12C、12Y、12Bk的驱动控制。图像形成控制部101具备与激光扫描单元240相关的多棱镜马达驱动控制部1011和半导体激光器驱动控制部1012，具备与感光体鼓121相关的马达驱动控制部1013。
[0043]多棱镜马达驱动控制部1011基于从时钟信号输出电路(以下称「CLK信号输出电路」)401输出的时钟信号(以下称「CLK信号」)驱动多棱镜马达241，使多棱镜马达241具有预先确定的目标旋转速度。多棱镜马达驱动控制部1011具备CLK信号输出电路401、移相电路402、PLL电路(Pulse-Locked loop:相位同步电路)403、马达驱动器404、编码器405。
[0044]对多棱镜马达驱动控制部1011进行的多棱镜马达241的旋转速度控制进行说明，接收来自操作者的图像形成开始要求等后，多棱镜马达驱动控制部1011将CLK信号输出电路401以预先确定的频率输出的CLK信号，经移相电路402输入PLL电路(Pulse-Lockedloop:相位同步电路)403。PLL电路403将输入的CLK信号的频率与安装在多棱镜马达241上的编码器405输出的多棱镜马达241的旋转频率进行比较，输出它们的相位差，马达驱动器404向多棱镜马达241供应用于消除该相位差的经调整的驱动电流，根据该驱动电流旋转驱动多棱镜马达241，使其旋转速度(单位时间的转数)向目标旋转速度收敛。
[0045]半导体激光器驱动控制部(发光控制部)1012是驱动半导体激光器2431的驱动器。在多棱镜马达241的旋转速度向上述目标旋转数收敛的状态下，通过图像读取部5每次数行地从内部缓存读出容纳在省略图示的存储器内的图像数据等图像形成对象数据，半导体激光器驱动控制部1012驱动半导体激光器2431,从半导体激光器2431射出基于该图像数据表示的图像信号调制的光束。
[0046]例如，半导体激光器驱动控制部1012内设有生成用于使半导体激光器2431以基准光量(预先确定的规定的光量)进行发光的偏压电流的偏压电流生成电路、生成与上述图像数据表示的图像信号相应的曝光电流的曝光电流生成电路。该偏压电流是使半导体激光器2431以预先确定的基准光量发光的电流。
[0047]半导体激光器驱动控制部1012将根据上述图像信号调制的上述曝光电流叠加在上述偏压驱动电流上，将该叠加的电流用作半导体激光器2431的图像形成时用于曝光的驱动电流，使半导体激光器2431高速发光以及关闭，沿主扫描方向一行一行地进行基于上述图像信号的感光体鼓121表面上的曝光(图像写入)。
[0048]激光源243具备半导体激光器(LD) 2431以及光电二极管(PD) 2432。光电二极管(受光部)2432例如配置在半导体激光器2431的激光照射面的内侧。光电二极管2432接收半导体激光器2431照射的上述激光的漏光。该漏光的光量与半导体激光器2431照射的上述激光的光量成比例地变动。光电二极管2432输出与接收的漏光的受光量相应的电压，向半导体激光器驱动控制部1012反馈。半导体激光器驱动控制部1012从该光电二极管2432得到该输出电压，并进行改变上述偏压电流的控制，使得该输出电压成为基准电压(光电二极管2432接收到上述基准光量的光时的输出电压)，进而将半导体激光器2431进行的发光保持在上述规定的基准光量。
[0049]另外，如图4所示，激光源243配置在面向多角镜242的面的位置。当旋转的多角镜242的面的朝向变成与半导体激光器2431照射的激光(光束L)垂直的朝向(图4实线所示朝向)时，通过该多角镜242的面例如正反射的该激光的反射光被光电二极管2432接收。即，光电二极管2432不但接收半导体激光器2431的上述漏光，而且在来自多角镜242的面的该反射光入射的时间，接收该反射光。
[0050]时间信号生成部247生成作为同步信号(BD信号)的脉冲波，并输出给半导体激光器驱动控制部1012。从时间信号生成部247输出的同步信号用于获得多角镜242的旋转动作与半导体激光器2431进行的图像输出时间的同步。光电二极管2432不但将与受光量相应的输出电压输出给半导体激光器驱动控制部1012,而且输出给时间信号生成部247。
[0051]马达驱动控制部1013在图像形成时对鼓马达500的旋转驱动进行控制，将其控制成具有预先确定的标准速度，而且对作为中间转印带125的驱动辊125a的驱动源的省略图示的马达的旋转驱动进行控制，使中间转印带125的行进速度与感光体鼓121的周向速度相同。
[0052]此外，在进行各图像形成单元12M、12C、12Y、12Bk的半导体激光器2431进行的图像数据的输出前，控制单元100使各图像形成单元12M、12C、12Y、12Bk间的图像数据输出时间同步(即，各图像形成单元12M、12C、12Y、12Bk以相互间保持预先确定的规定的时间差的输出时间，进行半导体激光器2431的主扫描方向上逐行扫描的图像数据的输出的状态)。由此，形成在中间转印带125上的各种颜色的调色剂图像的位置对齐并重合，生成的彩色调色剂图像不发生色差。
[0053]本发明的一实施形态涉及的激光控制装置是具备半导体激光器2431、光电二极管2432、半导体激光器驱动控制部1012、时间信号生成部247的装置。
[0054]接着，对时间信号生成部247的构成进行说明。图5是显示时间信号生成部247的内部构成的图。图6是显示多角镜242的反射光入射在光电二极管2432上的情况下光电二极管2432的输出电压的波形的图。
[0055]时间信号生成部247具有比较电路2471。光电二极管2432依据其受光量输出的输出电压输入比较电路2471的正端子(+侧)。另外，上述基准电压即与半导体激光器2431发出上述基准光量时光电二极管2432接收的受光量的输出电压相等的电压(VCONT)输入比较电路2471的负端子(一侧)。如上所述，半导体激光器2431的上述漏光和来自多角镜242的上述反射光输入光电二极管2432。
[0056]如上述那样，旋转的多角镜242的面的朝向变成与半导体激光器2431照射的激光垂直的朝向时，光电二极管2432接收通过该多角镜242的面正反射的该激光的反射光，此时，光电二极管2432接收到该反射光与上述漏光重叠而形成的光。由此，如图6所示，在接收到该反射光时，光电二极管2432的输出电压为表不接收上述漏光的情况下的受光量的电压Vl和与该反射光部分对应的电压V2的脉冲成分相加的波形。基于此，通过在比较电路2471的负端子上输入上述基准电压VC0NT，在增加该脉冲成分时，比较电路2471输出作为输出电压Vout的High信号。将该High信号输入半导体激光器驱动控制部1012。由此，提取光电二极管2432接收上述反射光的时间。[0057]这样,将上述High信号输入半导体激光器驱动控制部1012时,半导体激光器驱动控制部1012将该High信号用作BD信号。由于在多角镜242的面的位置旋转移动至规定位置(多角镜242的面的位置垂直于半导体激光器2431的激光的位置)时输出该High信号，所以可基于该High信号，生成基于半导体激光器2431进行的图像信号的激光开始照射的时间，可使多角镜242的面的位置与基于半导体激光器2431进行的图像信号激光的开始照射时间同步。
[0058]因此，根据本实施形态涉及的激光控制装置，通过将激光源243配置在面向多角镜242的面的位置即能够接收上述反射光的位置，从时间信号生成部247将光电二极管2432的输出电压与基准电压的比较结果输入半导体激光器驱动控制部1012，生成使与图像信号相应的激光在半导体激光器2431开始照射的开始照射时间，不需要例如利用BD传感器生成K)信号的情况下的PIN光电二极管及其放大电路等外围电路，也不需要制造光电IC的专用设备。
[0059]此外，尽管通过监视用于旋转驱动多角镜的多棱镜马达的旋转、相位，不需要设置PIN光电二极管及其放大电路等外围电路，便可生成BD信号，但该情况下，由于忽视了多角镜的面精度等，所以终归是预测，存在精度问题，根据本实施形态涉及的激光控制装置，由于基于半导体激光器2431进行的激光照射时的多角镜242的面的位置生成BD信号，所以可在正确反映多角镜242的面精度的基础上生成BD信号。
[0060]接着，对为了获得多角镜242的上述反射光，半导体激光器2431进行的激光照射的控制进行说明。图7是显示半导体激光器2431进行的激光照射期间与为了获得BD信号的时间的关系的时序图。
[0061]半导体激光器驱动控制部1012在以下3个期间使半导体激光器2431点亮:(I)为了获得该BD信号的半导体激光器2431进行的照射期间A ; (2)为了进行使上述半导体激光器2431的发光保持在基准光量的控制而使半导体激光器2431进行照射的期间B ; (3)为了进行基于图像信号的曝光的激光的照射期间C。
[0062]如图7所示，半导体激光器驱动控制部1012将设想为多角镜242的面垂直于半导体激光器2431的激光的状态的时间的前后的期间A，设定成为了获得BD信号的半导体激光器2431进行的照射期间。
[0063]此外，在例如另外设置BD传感器而生成BD信号的构成的情况下，在进行使半导体激光器2431的发光保持在基准光量的控制时，如果光电二极管2432接收多角镜242的反射光，将光电二极管2432的输出电压与上述反射光部分的电压的脉冲成分相加,那么存在生成的偏压电流不是与上述基准光量相应的值，半导体激光器2431的照射光量未保持在上述基准光量的不便情况。因此，除光电二极管2432接收多角镜242的反射光的时间之外，将半导体激光器2431点亮，进行使半导体激光器2431的发光保持在基准光量的控制。
[0064]与其不同，本实施形态中，为了获得BD信号，在光电二极管2432接收多角镜242的反射光的时间，需要将半导体激光器2431点亮。因此，本实施形态中，尽管半导体激光器驱动控制部1012在期间A为了获得BD信号使半导体激光器2431进行激光照射，但考虑上述不便情况，如图7所示，将进行使半导体激光器2431的发光保持在基准光量的控制的期间B，设定成避开期间A的时期。
[0065]另外，通过半导体激光器驱动控制部1012使半导体激光器2431进行与图像信号相应的激光的照射的期间C成为上述期间A以及B以外的时间带。由此，实现多棱镜马达241的面的位置与使半导体激光器2431开始照射与图像信号相应的激光的开始照射时间的同步，而且，可在进行将半导体激光器2431的照射光量保持在上述基准光量的调整的基础上，在感光体鼓121的表面上进行与图像信号相应的曝光。
[0066]此外，本发明不限于上述实施的形态的构成，可采用各种变形。例如，上述实施形态中，利用复合机对本发明涉及的图像形成装置的一实施形态进行了说明，但这仅为一个举例，可以利用其他的图像形成装置，例如打印机、复印机、传真装置等。
[0067]另外，本发明不限于上述实施的形态的构成，可采用各种变形。利用图1至图7通过上述各实施形态显示的构成以及处理仅为本发明的一实施形态，本发明的构成以及处理不限于此。
[0068]在不脱离本发明的范围和意思的情况下，本领域普通技术人员清楚地知道本发明的各种修正形态和变更形态。另外，应理解，本发明不限于本说明书记载的举例说明的实施形态。
【权利要求】
1.一种激光控制装置，所述激光控制装置具备向使与图像信号相应的激光在感光体鼓的表面上扫描且具有多个反射面的旋转多面体发出该激光的发光部，并控制该激光， 所述激光控制装置还具备: 受光部，其与所述发光部一起配置在能够接收所述激光在所述旋转多面体上反射的反射光的位置，并用于接收所述发光部发出的光和所述反射光； 发光控制部，其驱动控制所述发光部，根据所述受光部依据受光量输出的电压，进行使所述发光部的基准光量保持一定的控制；和 比较电路，其将所述受光部输出的电压和与所述发光部的所述基准光量对应的基准电压进行比较， 所述发光控制部将自所述比较电路收到表示所述受光部输出的电压大于所述基准电压的输出时间用于所述发光部的与所述图像信号相应的激光的开始发出时间的生成。
2.根据权利要求1所述的激光控制装置，其特征在于， 所述发光控制部在所述发光部发出与所述图像信号相应的激光的期间之外的期间，进行为了使所述受光部接收所述反射光的所述发光部的发光。
3.根据权利要求1或2所述的激光控制装置，其特征在于， 在接收所述反射光以外的期间，所述发光控制部根据所述受光部输出的所述电压进行使所述发光部的基准光 量保持一定的控制。
4.根据权利要求1所述的激光控制装置，其特征在于， 所述受光部配置在所述发光部的激光照射面的内侧，并将所述发光部照射的激光的漏光作为所述发光部发出的光进行接收。
5.一种图像形成装置，具备:激光控制装置，其具备向使与图像信号相应的激光在感光体鼓的表面上扫描且具有多个反射面的旋转多面体发出该激光的发光部并控制该激光；图像形成部，其利用通过在所述旋转多面体反射的激光在所述感光体鼓的表面上形成的静电潜影生成调色剂图像，通过将该调色剂图像直接或间接地转印在记录介质上而形成图像， 所述图像形成装置还具备: 受光部，其与所述发光部一起配置在能够接收所述激光在所述旋转多面体上反射的反射光的位置，并用于接收所述发光部发出的光和所述反射光； 发光控制部，其驱动控制所述发光部，根据所述受光部依据受光量输出的电压，进行使所述发光部的基准光量保持一定的控制； 比较电路，其将所述受光部输出的电压和与所述发光部的所述基准光量对应的基准电压进行比较， 所述发光控制部将自所述比较电路收到表示所述受光部输出的电压大于所述基准电压的输出时间用于所述发光部进行的与所述图像信号相应的激光的开始发出时间的生成。
【文档编号】G03G15/01GK104020651SQ201410064273
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】阿部宽, 佐护胜之 申请人:京瓷办公信息系统株式会社