JP2002237650A

JP2002237650A - 発光素子光量制御方式、発光素子光量制御装置およびそれを用いた画像記録装置

Info

Publication number: JP2002237650A
Application number: JP2001034413A
Authority: JP
Inventors: Masao Majima; 正男真島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】サンプルホールドAPCを行う画像記録ないし画
像形成中の発光素子の光量の変化を低減できる発光素子
光量制御方式および装置である。【解決手段】サンプルホールドAPCを行って発光素子109
の光出力を変調させる発光素子光量制御方式において、
発光素子109の変調高レベル時の光量制御の補正信号を
変調信号から生成し、発光素子109の変調動作時に、補
正信号に応じてサンプルホールドAPCによる状態を補正
して発光素子109への駆動出力を調整することにより、
発光素子109のドループ特性による変調高レベル時の光
量変化を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、Ｌ
ＥＤなどの発光素子を用いて記録媒体などの被照射体の
上へ画像の光ビーム記録ないし形成をするレーザビーム
プリンタ、走査ディスプレイなどの画像記録／形成装置
（被照射体の上へ画像を記録ないし形成する装置）に関
し、特に半導体レーザの光量制御方式および装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザビームによって感光材
料を露光することにより、画像を記録するレーザビーム
プリンタ等の画像記録装置が知られている。レーザ光源
としては、安価で小型であり、駆動電流により直接強度
変調を行える特長をもつ半導体レーザが用いられてい
る。

【０００３】半導体レーザの電流−光出力特性は素子間
で差が小さくなく、また、環境温度、素子温度により変
化する。このため、半導体レーザの光出力をモニタし、
所定の値に設定、制御するAPC（Auto Power Control）
が用いられている。レーザビームプリンタでのAPCは、
常時、フィードバックをかけるリアルタイムAPCと、設
定、保持を繰り返すサンプルホールドAPCがある。最近
では制御の容易性からサンプルホールドAPCを用いる場
合が多くなってきている。レーザビームプリンタにおけ
るサンプルホールドAPCは、装置の電源投入時、印刷開
始時、ページ間などにおいて、主走査ライン（以下、単
に走査ラインとも記す）の非画像領域で行われる。

【０００４】レーザビームプリンタのAPCの従来例とし
て、走査ラインの非画像領域で行われるサンプルホール
ドAPCについて、その概要を説明する。図９はレーザビ
ームプリンタの光源部の構成を示している。光源部は、
光源制御回路901、D/A変換器104、A/D変換器105、サン
プルホールド回路106、レーザドライバ107、増幅器10
8、半導体レーザ109、フォトダイオード110で構成され
る。光源制御回路901は、増幅器108、サンプルホールド
回路106、A/D変換器105を介してフォトダイオード110の
出力を監視しながら、D/A変換器104を介してレーザドラ
イバ107の出力電流を調整し、半導体レーザ109の光出力
を所定の値に設定する。

【０００５】図１０は走査ライン間で行われるサンプル
ホールドAPCのタイミングチャートである。各走査ライ
ン間の画像データの前の非画像領域でサンプルホールド
APCを行っている。すなわち、図１０（ａ）の変調信号
の部分のAPC信号が光源制御回路901からレーザドライバ
107に入るところでは、半導体レーザ109の光出力がモニ
タされつつレーザドライバ107からレーザ駆動電流が半
導体レーザ109に供給される。図１０の例では、半導体
レーザ109の光出力が目標光量値に達するまで、1番目の
走査ラインの前ではレーザ駆動電流が２ステップ順次増
加され、２番目の走査ラインの前では１ステップ下げら
れている。こうして、モニタ出力が目標光量値に達した
ところでAPCが終了し、各走査ラインに亙って画像信号
に従って画像記録が行われる。

【０００６】サンプルホールドAPCの一例として特開平6
-54134号公報に開示されたものを挙げると、この発明は
サンプルホールドAPCの手順に工夫を加えたものである
が、ライン走査の間はAPCはホールド状態であり、上記
の説明での例と同じである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では以下のような課題があった。まず、第１の課
題として、ドループ特性への対応の欠如がある。半導体
レーザは自己発熱により光出力が低下するというドルー
プ特性をもっている。ドループ特性は数0.1msオーダの
特性である。一方、レーザプリンタのライン走査（主走
査）は1ms付近である。したがって、ドループ特性の悪
い（自己発熱による光出力の変化が大きい）半導体レー
ザにおいては、画像信号のデューティの高い走査ライン
ではラインの終わりで光出力が低くなる。この低下の程
度は画像信号のデューティによって変わる。

【０００８】図１０を用いてこの事情を説明する。図１
０（ａ）は変調信号（画像信号）を示し、図１０（ｂ）
はレーザ駆動電流を示し、図１０（ｃ）は光出力を示
す。画像信号のデューティのドループ特性への影響を示
すために、デューティの異なる（50%と25%）２つの走査
ラインを示す。各走査ラインの先頭部では上記のサンプ
ルホールドAPCを行っている。ライン走査中はレーザ駆
動電流のバイアス成分は一定に保持される。しかし、光
出力は半導体レーザのドループ特性により走査ラインの
初めから終わりに向けて減衰していく。変調信号のデュ
ーティ比が大きい場合、その減衰量は大きい。

【０００９】次に第2の課題として、主走査の高速化、
光源のアレイ化への対応の欠如がある。レーザビームプ
リンタの高精細化、高速化に伴い、ライン走査時間も短
くなってきている。さらに、アレイ光源の適用も進めら
れている。サンプルホールドAPCをライン毎に行う場
合、ライン走査時間の短縮、アレイ数の増加に伴い、１
つの半導体レーザのAPCに用いることのできる時間も短
くなる（アレイ光源の場合も、各レーザのAPCは１つの
モニタ結果に基づいて時分割方式で行われるのでこうな
る）。こうして、サンプルホールドAPCを各主走査ライ
ンの非画像領域で行うことが困難になってきている。

【００１０】本発明の目的は、上記課題に鑑み、サンプ
ルホールドAPCを行う画像記録ないし画像形成中の発光
素子の光量の変化を低減することができ、高速化にも充
分対応できる発光素子（上記のドループ特性の如き特性
を持つ発光素子ならばどの様なものでもよい）の光量制
御方式および装置、及びそれを用いた画像記録／形成装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して上記
目的を達成する本発明の発光素子光量制御方式は、発光
素子の光量を検出してそれに基づいた光量検出信号を生
成し、該光量検出信号をもとに発光素子の光量を制御す
る為の光量制御信号を生成し、外部からの変調信号に応
じて、該光量制御信号に基づき発光素子の変調高レベル
時の光量を制御する様にした状態で、発光素子の光出力
を変調させるに際し、該発光素子の変調動作の前に発光
素子の変調高レベル時の光量を所定の値にする様に光量
設定動作を行い、前記変調動作時には該光量設定動作に
よる状態を保持しつつ発光素子の光出力を変調させる発
光素子光量制御方式であって、前記変調高レベル時の光
量制御の補正信号を前記変調信号から生成し、前記変調
動作時に、該補正信号に応じて前記光量設定動作による
状態を補正して発光素子への駆動出力を調整することを
特徴とする。

【００１２】これにより、発光素子、特に半導体レーザ
のサンプルホールドAPCでのドループ特性による光量の
低下を低減することができる。

【００１３】この基本構成に基づいて、以下のような、
より具体的な形態を採り得る。前記補正信号は変調信号
の低周波成分から生成し得る。これにより、簡易な構成
で発光素子光量制御を実施することができる。

【００１４】前記変調信号が主走査と副走査により画像
を構成する画像情報である場合に、前記補正信号を主走
査単位の画像情報に基づいて生成することができる。こ
れは、レーザビームプリンタ等のビデオインターフェー
スの機能拡張として実施可能なもので、主走査ライン単
位の画像情報をもとに補正信号を生成して、光量補正の
精度を高めることができる。

【００１５】また、前記変調信号が主走査と副走査によ
り画像を構成する画像情報である場合に、前記補正信号
を複数の主走査単位あるいは所定の画像単位（例えば、
１頁単位）の画像情報に基づいて生成することもでき
る。これにより、さらに広い範囲の画像情報をもとに補
正信号を生成して、光量補正の精度をさらに高めること
ができる。また、主走査ライン間でのサンプルホールド
APCの実施の頻度が少なくあるいは無くなり、主走査の
高速化に対応することができる。

【００１６】前記発光素子が独立に変調可能な複数の発
光部をもち、該複数の発光部に対して、それぞれ、前記
光量制御、発光部駆動、光量補正信号生成を行うことが
できる。これにより、アレイ半導体レーザ等のマルチビ
ームに適用することができ、マルチビームの光量変化を
低減し、さらに主走査の高速化に対応することができ
る。

【００１７】前記補正は、前記発光素子への駆動出力の
変調成分、バイアス成分、或いは変調成分とバイアス成
分の両方に対して行われ得て、発光素子への駆動出力を
調整することができる。

【００１８】更に、上記課題を解決して上記目的を達成
する本発明の発光素子光量制御装置は、発光素子と、発
光素子の光量を検出してそれに基づいた信号を生成する
光量検出手段と、光量検出手段からの信号をもとに前記
発光素子の光量を制御する為の信号を生成する光量制御
手段と、外部からの変調信号に応じて、光量制御手段か
らの信号に基づき発光素子の変調高レベル時の光量を制
御する様にした状態で、発光素子の光出力を変調させる
為の駆動出力を発光素子に出力する発光素子駆動手段と
を備え、前記発光素子の変調動作の前に発光素子の変調
高レベル時の光量を所定の値にする様に光量設定動作を
行い、前記変調動作時には該光量設定動作による状態を
保持しつつ発光素子駆動手段に駆動出力を出力させる発
光素子光量制御装置であって、前記変調高レベル時の光
量制御の補正信号を前記変調信号から生成する光量制御
補正信号生成手段を備え、前記変調動作時に、前記補正
信号に応じて前記光量設定動作による状態を補正して前
記発光素子駆動手段の駆動出力を調整することを特徴と
する。

【００１９】発光素子光量制御装置においても、前記光
量制御補正信号生成手段が補正信号を変調信号の低周波
成分から生成する様にしたり、前記変調信号が主走査と
副走査により画像を構成する画像情報である場合に、前
記光量制御補正信号生成手段が補正信号を主走査単位の
画像情報に基づいて生成する様にしたり、前記光量制御
補正信号生成手段が補正信号を複数の主走査単位あるい
は所定の画像単位の画像情報に基づいて生成する様にし
たり、前記発光素子が独立に変調可能な複数の発光部を
もち、前記光量制御手段、発光素子駆動手段、光量補正
信号生成手段が、それぞれ、該複数の発光部の駆動およ
び制御を行う機能を備える様にしたりすることができ
る。

【００２０】更に、上記課題を解決して上記目的を達成
する本発明の画像記録／形成装置は、上記の発光素子光
量制御装置を備え、これによる発光素子の光量制御が行
われつつ被照射体上に画像が記録ないし形成されること
を特徴とする。これにより、画像ムラが少なく、かつ高
速な画像記録／形成装置を実現することができる。

【００２１】

【作用】ドループ特性は半導体レーザ等の自己発熱に起
因するものであり、画像信号のデューティと強い相関が
ある。本発明は、画像信号（変調信号）に基づき、ライ
ン走査時にホールド状態にあるサンプルホールドAPCを
補正することで、ドループ特性による光量の変化を低減
するものである。すなわち、半導体レーザ等の発光デュ
ーティが大きい画像信号に対しては駆動電流を増加さ
せ、半導体レーザ等の発光デューティが小さい画像信号
に対しては駆動電流を減少させる。画像信号がデジタル
であり、画像信号“１”（高レベル）で半導体レーザ等
が発光する設定の場合は、デューティ比の増減と駆動電
流の増減は一致する。以下の実施例はこの設定である
（画像信号と半導体レーザ等の発光の設定が逆の場合
は、APC補正信号の増減を上記の場合とは逆にする）。

【００２２】上記の機能を実現するために、画像信号か
らAPC補正信号を生成するAPC補正信号生成手段と、その
APC補正信号をもとに発光素子ドライバの出力電流設定
値を調整する機能をもった発光素子制御部を備える。

【００２３】以下の実施例ではAPC補正信号でレーザド
ライバの出力電流のバイアス成分を制御しているが、変
調成分、或いはバイアス成分と変調成分の両方を制御す
ることも可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照しつつ実施例を説明することで説明する。

【００２５】（第1実施例）本発明の発光素子光量制御
方式ないし装置の第1実施例について図面を用いて詳細
に説明する。

【００２６】図１は発光素子光量制御方式ないし装置の
第1実施例の光源部のブロック図である。光源部は、光
源制御回路 101、ローパスフィルタ（LPF）102、A/D変
換器103、D/A変換器104、別のA/D変換器105、サンプル
ホールド回路106、レーザドライバ107、増幅器108、半
導体レーザ109、フォトダイオード110で構成される。

【００２７】光源制御回路101はA/D変換回路103、105か
らのデジタル信号をもとにD/A変換器104への出力データ
を決定し、レーザドライバ107の出力電流のバイアス成
分を設定する。レーザドライバ107の強制発光／消光制
御（例えば、BD用、APC用のもの）、サンプルホールド
回路106のAPCの為のタイミング制御も光源制御回路101
は行う。光源制御回路101は、図示しないレーザビーム
プリンタのメインの制御部からの光源部制御信号により
制御される。

【００２８】LPF102は画像信号の低周波成分を抽出し、
APC補正信号として生成する。LPF102の出力信号は、画
像信号のデューティ100％（“１”連続）に対する出力
電圧がA/D変換器103の入力レンジに収まるように増幅率
（あるいは減衰率）が設定されている（例えば、この出
力電圧が4.5V、あるいは3.0V）。LPF102の時定数は半導
体レーザ109のドループ特性の時定数に合わせて設定さ
れる（例えば 0.1ms）。

【００２９】A/D変換器103は後述のAPC補正信号用であ
り、LPF 102の出力をA/D変換する。A/D変換器105は光出
力モニタ用であり、サンプルホールド回路106の出力をA
/D変換する。D/A変換器104はレーザドライバ107の出力
電流のバイアス成分の設定に用いられ、光源制御回路10
1からのデジタル信号をD/A変換する。サンプルホールド
回路106は増幅器108の出力電圧を光源制御回路101から
のサンプルパルスに同期してサンプルホールドする。レ
ーザドライバ107は、２値信号である入力変調信号の
“１”（高レベル）、“０”（低レベル）に合わせて半
導体レーザ109を駆動する。ここでは、APCはレーザドラ
イバ107からの出力電流のバイアス成分を制御すること
により行う。バイアス成分はD/A変換器104の出力により
設定される。

【００３０】増幅器108はフォトダイオード110の電気信
号を増幅する。半導体レーザ109はレーザドライバ107の
出力端子に接続され、これにより電流駆動される。フォ
トダイオード110は半導体レーザ109の光出力をモニタし
ていて電気信号に変換する。通常は、フォトダイオード
110は半導体レーザ109のパッケージ内に実装され、ここ
に半導体レーザ109のバックビームが入射される。

【００３１】尚、光源制御回路101、A/D変換器103、10
5、およびD/A変換器104を、A/D変換器とD/A変換器を内
蔵したワンチップマイコンで一体として構成することも
可能である。

【００３２】図２はAPCの補正動作を示すタイミングチ
ャートである。上から順に、図２（ａ）は変調信号（レ
ーザドライバ107の変調入力）、図２（ｂ）はAPC補正信
号（LPF 102の出力信号）、図２（ｃ）はレーザ駆動信
号（レーザドライバ107の出力電流）、図２（ｄ）は光
出力（本実施例では増幅器108の出力に等しい）を夫々
示す。APC補正動作を分かり易く示すため、変調信号で
ある画像信号のデューティが異なる２つの走査ラインを
示している。１番目の走査ラインの画像信号のデューテ
ィは50%、２番目の走査ラインの画像信号のデューティ
は25%である。尚、図面のパルス幅はデューティを視覚
的に示すためのものであり、実際は、より細かい。走査
ライン内の最初の離れたパルスは、走査ラインの同期を
とるためのビームディテクト（BD）用の発光である。

【００３３】図３は光量制御方式を適用するレーザビー
ムプリンタの構成図である。光量制御に関わる部分を主
に示す（レンズ等は省略した）。これは、光源部回路基
板301、レーザユニット302、ビデオコントローラ回路基
板303、ビームディテクト（BD）ミラー304、ビームディ
テクト回路基板（センサを含む）305、多面体ミラー30
6、感光ドラム307からなる。レーザユニット302には半
導体レーザ109とフォトダイオード110が組み込まれてい
る。光源部回路基板301は図１の半導体レーザ109とフォ
トダイオード110以外の要素で構成される。

【００３４】ビデオコントローラ回路基板303では、コ
ンピュータからの画像データ（画像コードデータ）をド
ットデータに展開し、そのデータをビデオ信号（本明細
書では画像信号とも呼ぶ）に変換する。ビデオ信号は光
源部回路基板301で半導体レーザ109の駆動電流に変換さ
れ、ビデオ信号に対応して強度変調された光ビームがレ
ーザユニット302から射出される。多面体ミラー306は一
定速度で高速回転し、光ビームを感光ドラム307上でラ
イン走査する（図３中に実線の矢印で走査方向を示す。
斜線の三角形は光ビームにより経時的に形成される走査
面を模式的に示したものである）。ライン走査の初めの
部分で、光ビームはビームディテクトミラー304により
ビームディテクト回路基板305に向けて反射され（図３
中に点線の矢印で示す）、その検出信号は走査ラインの
同期をとるためにビデオコントローラ回路基板303に入
力される。

【００３５】本実施例ではAPC補正信号を光源部の内部
で生成する。ここではAPC補正信号は、画像信号をLPF 1
02を通すことにより常時生成される（図２（ｂ）のAPC
補正信号パターン参照）。光源制御回路101はA/D変換回
路103を介してAPC補正信号の電圧を検知し、それに基づ
いてD/A変換器104への出力データを調整し、レーザドラ
イバ107の出力電流のバイアス成分を制御する。

【００３６】ACP補正信号は変調信号のデューティに応
じて増加し、レーザ駆動電流のバイアス成分もAPC補正
信号に合わせて増加する。図２に示すように、変調信号
のデューティが大きい場合はバイアス成分の増加の割合
は大きく、変調信号のデューティが小さい場合はバイア
ス成分の増加の割合は小さい（デューティ100%で最大、
デューティ0%で0）。この際、基のバイアス成分は、装
置の電源投入時、印刷開始時などにおいて行われるAPC
で設定されている。

【００３７】これにより、図２（ｄ）に示す様に、半導
体レーザのドループ特性が補償され、光出力へのドルー
プ特性の影響を低減することができる。

【００３８】本実施例ではAPC補正信号を光源部内部で
生成するため、ビデオインターフェースの改造が不要で
ある。また、LPFの特性のみでドループ特性を補償する
ため、その低減の程度には限界があるが、コスト的に有
利であり、実施が容易である。

【００３９】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について図面を用いて詳細に説明する。

【００４０】図４は本実施例の光源部およびビデオイン
ターフェース部のブロック図である。光源部は図１と同
じであるのでその説明は省略する。ビデオインターフェ
ース部は、APC補正信号生成回路401、APC補正信号用レ
ジスタ402、分周回路403、メモリ404、画像処理回路40
5、画像信号用レジスタ406、ビデオクロック発生回路40
7、インターフェース回路408で構成される。ビデオイン
ターフェース部は、レーザビームプリンタの構成を示す
図３においてはビデオコントローラ回路基板３03内にあ
る。

【００４１】APC補正信号生成回路401はデータ処理回路
の一種である。本実施例では、メモリ404からの1ライン
分のデータからAPC補正信号を生成する。APC補正信号生
成回路401への入力は1ビット（シリアル信号）、出力は
多ビット（例えば8ビット）である。このAPC補正信号の
生成には、APC補正信号生成回路401内のテーブルを用い
る。本実施例では、このテーブルは、1走査ラインの各
画像パターンに対する半導体レーザ109の光出力の変化
の情報をもつ。したがって、この情報に基づいて、APC
補正信号生成回路401内で各走査ライン用のドループ特
性補償用APC補正信号が生成できることになる。

【００４２】APC補正信号用レジスタ402は、多ビットの
APC補正信号を１走査ライン分、格納している。APC補正
信号は基本的には画像信号の低周波成分であるため、そ
の帯域は画像データより数桁低い。APC補正データの更
新のクロックはドットクロックの数桁低く設定できる
（例えば1/256）。分周回路403はこのためのもので、イ
ンターフェース回路408の発生するクロックを分周す
る。

【００４３】メモリ404は画像のドットデータをライン
単位で格納している。画像処理回路405はそのドットデ
ータの一部をもとに画像処理を行い、その結果を画像信
号用レジスタ406に出力する。画像信号用レジスタ406
は、画像処理されたドットデータを１走査ライン分、格
納している。

【００４４】ビデオクロック発生回路407はドットクロ
ックに対応したビデオクロックを発生する。上記のイン
ターフェース回路408はビームディテクト信号に同期を
とってビデオクロック発生回路407から出力されるクロ
ック信号を１走査ライン分、画像信号用レジスタ406お
よび分周回路403に送る。

【００４５】図５は本実施例のAPCの補正動作を示すタ
イミングチャートである。第１実施例のタイミングチャ
ートである図２との違いは、走査ラインの初めのビーム
ディテクト（BD）のための発光部分である。ここで従来
例に示すようなサンプルホールドAPCを行っている。

【００４６】本実施例では、APC補正信号を光源部に画
像信号を入力するビデオインターフェース部で生成す
る。APC補正信号はAPC補正信号生成回路401において走
査ライン単位で生成される。APC補正信号の生成には、
上述したようにAPC補正信号生成回路401内のテーブルが
用いられる。このテーブルには1走査ラインの様々なド
ットパターンに対する補正信号のパターンが記憶されて
いる。このAPC補正信号は、APC補正信号用レジスタ402
を介して、分周されたビデオクロック毎に光源制御回路
101に送られる。光源制御回路101は、このAPC補正信号
をもとに第1実施例と同様にしてレーザドライバ107の出
力電流のバイアス成分を調整し、半導体レーザ109のド
ループ特性を補償する。このAPC補正動作は走査ライン
の画像信号部分のみで行われる。画像信号部分の前にあ
るビームディテクトのための発光部では、サンプルホー
ルドAPCを行い、走査ライン毎にAPC補正動作で上乗せさ
れる基のバイアス成分を変更する（図５では、走査ライ
ン毎に変調成分を変更している様に見えるが、勿論それ
でもよい）。

【００４７】本実施例ではAPC補正信号を１つの走査ラ
インの画像信号全体をもとに生成する。したがって、LP
Fの特性のみでAPC補正信号を常時生成する第１実施例よ
り程度の高い補正を行い、より精度の高いドループ特性
の補償を行うことができる。

【００４８】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について図面を用いて詳細に説明する。図６は本実施例
のAPCの補正動作を示すタイミングチャートである。第
２実施例のタイミングチャートである図５との違いは、
走査ラインの初めのビームディテクト（BD）のための発
光部分である。図５ではサンプルホールドAPCを行って
いるが、図６では各走査ラインの初めではサンプルホー
ルドAPCは行っていない。勿論、装置の電源投入時、印
刷開始時、１頁毎などにおいて行われる。

【００４９】本実施例では、第２実施例と同様に、APC
補正信号を光源部に画像信号を出力するビデオインター
フェース部で生成する。第２実施例との相違はAPC補正
信号の生成を1ページ単位で行うことである。ビデオイ
ンターフェース部の構成自体は図４と同じであるが、AP
C補正信号生成回路401、APC補正信号用レジスタ402、メ
モリ404は1ページ分のラインを一括して処理できる容
量、機能をもっている。また、APC補正信号の生成に用
いるテーブルは1ページ分の各画像パターンに対するも
のである。これにより、APC補正信号は1ページ分の画像
情報をもとに生成される。

【００５０】本実施例ではAPC補正信号を1ページの画像
信号全体をもとに生成するので、例えば、各走査ライン
の補正信号のパターンがその前後の走査ラインの画像信
号をも考慮して生成されて（例えば、２つの走査ライン
の画像信号のデューティが同じでも、その前の走査ライ
ンのデューティが一方は比較的大きく他方は比較的小さ
ければ、それらの走査ラインの補正信号は一方は比較的
大きく他方は比較的小さくした方が、より優れた補償が
できる）、更に程度の高い補正を行い、更により精度良
くドループ特性の補償を行うことができる。また、走査
ラインの非画像領域でのサンプルホールドAPCを行わな
いため、高速化にも対応可能である。

【００５１】尚、本実施例においてAPC補正信号の生成
を1ページ毎としたが、範囲を縮小し複数ラインとする
こと、あるいは範囲を拡大し2ページ以上にすることも
可能である。

【００５２】（第４実施例）次に、本発明の第４実施例
について図面を用いて詳細に説明する。図７は光源部お
よびビデオインターフェース部のブロック図である。第
３実施例のブロック図とはアレイレーザ対応の部分が異
なる。本実施例では2ch（チャンネル）アレイの例を示
す。異なる構成は、アレイ光源制御回路701、D/A変換器
702、703、アレイレーザドライバ704、2chアレイ半導体
レーザ705、アレイ対応APC補正信号用レジスタ706、ア
レイ対応画像信号用レジスタ707である。アレイ光源制
御回路701、アレイレーザドライバ704、アレイ対応APC
補正信号レジスタ706、アレイ対応画像信号用レジスタ7
07は、それぞれ、図４の光源制御回路101、レーザドラ
イバ107、APC補正信号用レジスタ402、画像信号用レジ
スタ406をアレイレーザ対応にしたものである。

【００５３】2chアレイレーザによる高速化としては、
隣り合う２つの走査ラインを2つのレーザで同時に走査
する方式がある。この方式に適合させるためアレイ対応
画像信号レジスタ707とアレイレーザ対応APC補正信号用
レジスタ706は、それぞれ、入力された信号を2つのチャ
ンネルに分ける。

【００５４】2chアレイ半導体レーザ705は2つのレーザ
素子が１つの半導体チップ上に形成されたもので、サン
プルホールドAPCのためのバックビームは１つのフォト
ダイオード110でモニタされる。このため、サンプルホ
ールドAPCは時分割的に1chづつ行う。

【００５５】図８はAPCの補正動作を示すタイミングチ
ャートである。第３実施例のタイミングチャートである
図６を単に2ch分示したものである。各chの独立動作を
分かり易く明確にするために、ch1とch2の２つの走査ラ
インの画像信号のデューティ比の順序を逆にした。

【００５６】本実施例は、動作としては2ch動作になる
以外は第３実施例と同じである。本実施例は、第３実施
例のアレイレーザへの適用の効果を示すための実施例と
なっている。通常のアレイレーザのサンプルホールドAP
Cは１つのフォトダイオードにより1chづつ行う。このた
め、従来例のように走査ラインの間の非画像領域で行う
場合、時間の制約が問題となる。本実施例では1ページ
でAPC補正を行い、走査ライン間のAPCを不要にしている
ため、この問題を回避することができる。

【００５７】尚、本実施例においてアレイ数を2chとし
たが、3ch以上のアレイ数にも対応できることは勿論で
ある。また、第１実施例或いは第２実施例も同様の手法
によりアレイレーザ対応にすることもできる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、サンプルホールドAPC
を行うレーザビームプリンタ等の画像記録ないし画像形
成中の半導体レーザ等の発光素子の光量の変化を低減す
ることができ、高品質な画質を得ることができる。ま
た、主走査時間の短い、あるいはアレイレーザを用いた
高速化に対応したレーザビームプリンタ等への適用も可
能であり、その画質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の光量制御方式の第1実施例のブ
ロック図である。

【図２】図２は本発明の光量制御方式の第1実施例の動
作を示すタイミングチャートである。

【図３】図３は光量制御方式を適用するレーザビームプ
リンタの構成図である。

【図４】図４は本発明の光量制御方式の第２および第３
実施例のブロック図である。

【図５】図５は本発明の光量制御方式の第２実施例の動
作を示すタイミングチャートである。

【図６】図６は本発明の光量制御方式の第３実施例の動
作を示すタイミングチャートである。

【図７】図７は本発明の光量制御方式の第４実施例のブ
ロック図である。

【図８】図８は本発明の光量制御方式の第４実施例の動
作を示すタイミングチャートである。

【図９】図９は光量制御方式の従来例のブロック図であ
る。

【図１０】図１０は光量制御方式の従来例のタイミング
チャートである。

【符号の説明】

101、901：光源制御回路 102：LPF 103、105：A/D変換器 104、702、703：D/A変換器 106：サンプルホールド回路 107：レーザドライバ 108：増幅器 109：半導体レーザ 110：フォトダイオード 301：光源部回路基板 302：レーザユニット 303：ビデオコントローラ回路基板 304：ビームディテクトミラー 305：ビームディテクト回路基板 306：多面体ミラー 307：感光ドラム 401：APC補正信号生成回路 402：APC補正信号用レジスタ 403：分周回路 404：メモリ 405：画像処理回路 406：画像信号用レジスタ 407：ビデオクロック発生回路 408：インターフェース回路 701：アレイレーザ対応光源制御回路 704：アレイレーザドライバ 705：アレイ半導体レーザ 706：アレイ対応APC補正信号用レジスタ 707：アレイ対応画像信号用レジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ＺＦターム(参考） 2C362 AA03 AA12 AA16 AA53 AA55 AA56 AA57 AA61 BA66 2H045 AA01 BA23 BA32 CB33 CB35 5C072 AA03 BA17 CA06 CA14 HA02 HA13 XA05 5C074 BB03 DD30 EE02 HH04 5F073 AB02 BA07 EA12 FA02 FA03 GA12 GA24 GA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子の光量を検出してそれに基づいた
光量検出信号を生成し、該光量検出信号をもとに前記発
光素子の光量を制御する為の光量制御信号を生成し、外
部からの変調信号に応じて、該光量制御信号に基づき前
記発光素子の変調高レベル時の光量を制御する様にした
状態で、前記発光素子の光出力を変調させるに際し、該
発光素子の変調動作の前に前記発光素子の変調高レベル
時の光量を所定の値にする様に光量設定動作を行い、前
記変調動作時には該光量設定動作による状態を保持しつ
つ前記発光素子の光出力を変調させる発光素子光量制御
方式において、前記変調高レベル時の光量制御の補正信号を前記変調信
号から生成し、前記変調動作時に、該補正信号に応じて前記光量設定動
作による状態を補正して前記発光素子への駆動出力を調
整することを特徴とする発光素子光量制御方式。
【請求項２】前記補正信号を変調信号の低周波成分から
生成することを特徴とする請求項１記載の発光素子光量
制御方式。
【請求項３】前記変調信号が主走査と副走査により画像
を構成する画像情報であり、前記補正信号を主走査単位
の画像情報に基づいて生成することを特徴とする請求項
１記載の発光素子光量制御方式。
【請求項４】前記変調信号が主走査と副走査により画像
を構成する画像情報であり、前記補正信号を複数の主走
査単位あるいは所定の画像単位の画像情報に基づいて生
成することを特徴とする請求項１記載の発光素子光量制
御方式。
【請求項５】前記発光素子が独立に変調可能な複数の発
光部をもち、該複数の発光部に対して、それぞれ、前記
光量制御、発光部駆動、光量補正信号生成を行うことを
特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の発光素子光
量制御方式。
【請求項６】前記発光素子への駆動出力は変調成分とバ
イアス成分を有し、前記補正は該変調成分、バイアス成
分、或いは変調成分とバイアス成分の両方に対して行わ
れて前記発光素子への駆動出力を調整することを特徴と
する請求項１乃至５の何れかに記載の発光素子光量制御
方式。
【請求項７】前記発光素子は半導体レーザであることを
特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の発光素子光
量制御方式。
【請求項８】発光素子と、前記発光素子の光量を検出してそれに基づいた信号を生
成する光量検出手段と、前記光量検出手段からの信号をもとに前記発光素子の光
量を制御する為の信号を生成する光量制御手段と、外部からの変調信号に応じて、前記光量制御手段からの
信号に基づき前記発光素子の変調高レベル時の光量を制
御する様にした状態で、前記発光素子の光出力を変調さ
せる為の駆動出力を発光素子に出力する発光素子駆動手
段とを備え、前記発光素子の変調動作の前に前記発光素子の変調高レ
ベル時の光量を所定の値にする様に光量設定動作を行
い、前記変調動作時には該光量設定動作による状態を保
持しつつ前記発光素子駆動手段に駆動出力を出力させる
発光素子光量制御装置において、前記変調高レベル時の光量制御の補正信号を前記変調信
号から生成する光量制御補正信号生成手段を備え、前記変調動作時に、前記補正信号に応じて前記光量設定
動作による状態を補正して前記発光素子駆動手段の駆動
出力を調整することを特徴とする発光素子光量制御装
置。
【請求項９】前記光量制御補正信号生成手段は補正信号
を変調信号の低周波成分から生成することを特徴とする
請求項８記載の発光素子光量制御装置。
【請求項１０】前記変調信号が主走査と副走査により画
像を構成する画像情報であり、前記光量制御補正信号生
成手段は補正信号を主走査単位の画像情報に基づいて生
成することを特徴とする請求項８記載の発光素子光量制
御装置。
【請求項１１】前記変調信号が主走査と副走査により画
像を構成する画像情報であり、前記光量制御補正信号生
成手段は補正信号を複数の主走査単位あるいは所定の画
像単位の画像情報に基づいて生成することを特徴とする
請求項８記載の発光素子光量制御装置。
【請求項１２】前記発光素子が独立に変調可能な複数の
発光部をもち、前記光量制御手段、発光素子駆動手段、
光量補正信号生成手段は、それぞれ、該複数の発光部の
駆動および制御を行う機能を備えることを特徴とする請
求項８乃至１１の何れかに記載の発光素子光量制御装
置。
【請求項１３】前記発光素子への駆動出力は変調成分と
バイアス成分を有し、前記光量補正信号生成手段は該変
調成分、バイアス成分、或いは変調成分とバイアス成分
の両方に対する補正信号を生成し、前記発光素子駆動手
段は該補正信号に応じて駆動出力を調整することを特徴
とする請求項８乃至１２の何れかに記載の発光素子光量
制御装置。
【請求項１４】前記発光素子は半導体レーザであること
を特徴とする請求項８乃至１３の何れかに記載の発光素
子光量制御装置。
【請求項１５】請求項８乃至１４の何れかに記載の発光
素子光量制御装置を備え、これによる発光素子の光量制
御が行われつつ被照射体上に画像が記録ないし形成され
ることを特徴とする画像記録装置。