JP2003179303A - レーザ駆動回路、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

レーザ駆動回路、画像形成装置および画像形成方法

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JP2003179303A JP2001375766A JP2001375766A JP2003179303A JP 2003179303 A JP2003179303 A JP 2003179303A JP 2001375766 A JP2001375766 A JP 2001375766A JP 2001375766 A JP2001375766 A JP 2001375766A JP 2003179303 A JP2003179303 A JP 2003179303A
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Takayuki Kawakami
尊之 川上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の線数(解像度)を用いて画像形成して
も画像ムラ等の画質劣化が発生することのないレーザ駆
動回路、画像形成装置、画像形成方法を提供する。 【解決手段】 レーザの発光特性を改善するために、レ
ーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すようにした図
示のレーザ駆動回路において、線数(解像度)が20
0,400,800と大きくなるに従い、各線数に対応
するバイアス電流源47,60,61のバイアス電流が
大きくなるように設定し、画像形成の際、線数に応じ
て、前記バイアス電流源47,60,61から一つのバ
イアス電流源を選択し、この選択されたバイアス電流源
により前記レーザ44にバイアス電流を流すように制御
して、画像形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ駆動回路,
画像形成装置,画像形成法方に関し、特にレーザ光源か
らの光変調されたレーザ光を感光体や、静電記録媒体等
の像担持面上に導光して、その面上に例えば静電潜像か
ら成る画像情報を形成するようにした複写機、レーザビ
ームプリンタ,ファクシミリ等に好適なレーザ駆動回
路,画像形成装置,画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の画像形成装置におい
ては、レーザ光発生のために一つのレーザと一つのPD
(フォトダイオード)センサから構成されるレーザチッ
プを用いており、バイアス電流源とパルス電流源の2つ
の電流源を持つことによって、レーザの発光特性の改善
を図っている。そして、レーザの発光を安定化するため
に、画像形成時のレーザ発光をPDセンサからの出力信
号を用いて帰還をかけ、パルス電流量の自動制御を行っ
ている(この自動制御を以後APCという)。また、P
Dセンサからの出力信号を用いて所定値と比較し、異常
発光を防ぐ制御も行っている。
【0003】前述の画像形成装置(従来例)において図
5に示す構成のレーザ駆動回路を採用している。図5に
おけるレーザチップ44は、半導体レーザの内部構成を
示したものであり、レーザ42,PDセンサ41から構
成されるシングルレーザである。47はレーザ42のバ
イアス電流源、45はレーザ42のパルス電流源であ
り、画像データとして画像処理部58のポートDATA
から出力される信号によりON/OFFするスイッチ5
7によって、レーザ42の発光は制御される。
【0004】また、PDセンサ41の出力信号は電流電
圧変換器49で電圧信号に変換され、S/H回路51を
経てコンパレータ55に入力され、パルス電流源制御の
ための目標値を与える光量設定部52の目標値と比較さ
れ、その差信号によりパルス電流源45を制御する。こ
のようにしてレーザ発光量を所定値に制御している。
【0005】光量設定部52は、ボリューム60により
最小光量値、ボリューム61により最大光量値を決定
し、画像処理部58のポートD/Aコントロールに接続
されたD/Aコンバータ62からの入力により、最小値
から最大値まで64段階の光量設定値すなわち目標値を
出力する。58は前記画像データを生成するための画像
処理部、62は6bitD/Aコンバータ、59は画像
処理部58を制御するシステムコントローラである。
【0006】更にPDセンサ41の出力信号は電流電圧
変換器49で電圧信号に変換され、コンパレータ70に
入力されて光量リミット設定部53から入力される所定
の電圧と比較し、所定の電圧を超えているならば画像処
理部58のポートPDリミットにエラー信号を出す。エ
ラー信号を受け取った画像処理部58は一時レーザを消
灯した後、レーザを点灯させる。このようにして異常発
光を防止している。
【0007】前述の従来のレーザ駆動回路を用いた画像
形成装置の画像データ出力時のシーケンスを図6に、ま
たレーザ発光特性を図7に示す。この図6、図7により
従来例の動作を説明する。バイアス電流IB(図6参
照、以下同様)は常にレーザ42に流しておく。次にタ
イミングt1で画像処理部58のポートDATAがHi
となりスイッチ57をONしてレーザ42にパルス電流
IT(図6)を流すのでレーザ42は発光する。このと
きポートS/HがLowとなりサンプリングを開始し、
レーザ42の発光の一部を受けたPDセンサ41の出力
によりAPCが行われレーザ42の発光量はPop(図
6)に制御される。タイミングt2で、画像処理部58
のポートDATAがLowとなりスイッチ57がOFF
してレーザ42へ流れていたパルス電流ITが遮断さ
れ、レーザ42はバイアス電流IBのみによる光量Pb
(図6)のバイアス発光となる。また画像処理部58の
ポートS/HがHiとなり、サンプリング中のPDセン
サ41の出力をS/H51に保持する。
【0008】そしてタイミングt3〜T4で、BD発光
し、BD受光部に照射してタイミングをとり、その後そ
のタイミングに同期して画像処理部58のポートDAT
AをON/OFFして画像データに対応するレーザ光を
出力する水平走査が行われ、感光体上に潜像を形成す
る。以降T5〜t7…と、各水平走査が終わる毎に、t
1〜t4と同様の動作を繰り返し、感光体11上に画像
を形成する。
【0009】また、PDセンサ41の出力信号は、電流
電圧変換器49で電圧信号に変換されてコンパレータ6
3に入力され、光量リミット設定値53から入力される
所定の電圧とを比較し、所定の電圧を超えているならば
PDリミット信号を出す。PDリミット信号を受け取っ
た画像処理部58はポートDATAをLowにして一時
レーザ42を消灯した後、再びポートDATAをHi/
Lowにしてレーザ42を点滅し画像形成を行わせる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、しきい値I
th(図6)近傍にバイアス電流IBを設定すれば、レ
ーザ発光特性が改善される。しかし、立ち上がり時間
は、しきい値Ithとバイアス電流IBの差に影響され
るため、従来のようにバイアス電流が1種類だと、線数
(解像度)により1画素に占めるレーザの立ち上がり時
間の割合変わってくるため、線数(解像度)によりレー
ザ発光特性が異なる。特にハイライト部の発光特性に顕
著にその傾向が表れるため、一つの画像を複数の線数
(解像度)を用いて画像形成する際には、画像ムラ等の
画質劣化の原因となる。
【0011】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、複数の線数(解像度)を用いて画像形成して
も画像ムラ等の画質劣化が発生することのないレーザ駆
動回路、画像形成装置、画像形成方法を提供することを
目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、レーザ駆動回路を次の(1)ないし
(5)のとおりに構成し、画像形成装置を次の(6)の
とおりに構成し、画像形成方法を次の(7)のとおりに
構成する。
【0013】(1)レーザの発光特性を改善するため
に、レーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すように
したレーザ駆動回路において、複数の解像度にそれぞれ
適応するバイアス電流を流すための複数のバイアス電流
源と、解像度に応じて、前記複数のバイアス電流源から
一つのバイアス電流源を選択し、この選択されたバイア
ス電流源により前記レーザにバイアス電流を流すように
制御する制御手段と、を備えたレーザ駆動回路。
【0014】(2)前記(1)記載のレーザ駆動回路に
おいて、複数のレーザと一つのPDセンサから構成され
るマルチレーザチップを用い、各レーザ毎に、前記複数
のバイアス電流源と制御手段とを備えているレーザ駆動
回路。
【0015】(3)前記(1)または(2)記載のレー
ザ駆動回路において、前記制御手段は、画素単位で、前
記複数のバイアス電流源から一つのバイアス電流源を選
択するものであるレーザ駆動回路。
【0016】(4)前記(1)〜(3)記載のいずれか
に記載のレーザ駆動回路において、前記複数の解像度に
それぞれ適応するバイアス電流を流すための複数のバイ
アス電流源は、解像度が大きいほど大きいバイアス電流
を流すものであるレーザ駆動回路。
【0017】(5)レーザの発光特性を改善するため
に、レーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すように
したレーザ駆動回路において、複数の解像度にそれぞれ
適応するバイアス電流を流すための複数のバイアス電流
源と、前記複数のバイアス電流源から一つのバイアス電
流源を選択し、この選択されたバイアス電流源により前
記レーザにバイアス電流を流すようにする手動の選択手
段と、を備えたレーザ駆動回路。
【0018】(6)前記(1)〜(5)のいずれかに記
載のレーザ駆動回路を備えた画像形成装置。
【0019】(7)レーザの発光特性を改善するため
に、レーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すように
したレーザ駆動回路を用いた画像形成方法であって、解
像度に応じて前記バイアス電流を変更するステップA
と、前記ステップAに続けて、前記ステップAでバイア
ス電流を変更した際の解像度で画像形成を行うステップ
Bと、を備えた画像形成方法。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を画像形
成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は
装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けたれて方法の
形で実施することもできる。
【0021】
【実施例】図2は実施例である“画像形成装置”の全体
構成を示す断面図である。基本的な動作について図2を
用いて説明する。原稿給紙装置1上に積載された原稿
は、1枚づつ順次原稿台ガラス面2上に搬送される。原
稿が搬送されると、スキャナ3部分のランプが点灯し、
かつスキャナユニット4が移動して原稿を照射する。原
稿の反射光はミラー5,6,7を介してレンズ8を通過
し、その後イメージセンサ部9に入力される。イメージ
センサ部9に入力された画像信号は、直接、あるいは、
一旦図示しない画像メモリに記憶され、再び読み出され
後、露光制御部10に入力される。前記画像信号に応じ
て点滅するレーザ照射光によって感光体11上に作られ
た潜像は、現像器12、あるいは13によって現像され
る。前記潜像形成とタイミングを合わせて転写紙積載部
14、あるいは15より転写紙が搬送され、転写部16
において、前記現像されたトナー像が転写紙に転写され
る。転写されたトナー像は定着部17にて転写紙に定着
された後、排紙部18より装置外部に排出される。
【0022】図3は図2における露光制御部10の構成
を示す図である。半導体レーザ31より発せらた光ビー
ムはコリメータレンズ35及び絞り32によりほぼ平行
光にされて、所定のビーム径で回転多面鏡33に入射す
る。回転多面鏡33は矢印の様な方向に等角速度の回転
を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが
連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。
偏向ビームと成った光はf−θレンズ34により集光作
用を受ける。一方、f−θレンズ34は同時に走査の時
間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うた
めに、光ビームは、像担持体としての感光体11上に図
の矢印の方向に等速で走査される。感光体11へのデー
タの書き込みは半導体レーザ31の光量制御によって行
われる。
【0023】この画像形成装置で用いられるレーザ駆動
回路の構成を図1に示す。このレーザ駆動回路は露光制
御部10内に設けられており、図5に示す従来例で用い
るレーザ駆動回路と同様な箇所には同一の符号を符して
ある。本実施例におけるレーザ駆動回路が図5の従来の
駆動回路と違うところは、バイアス電流源60,61お
よびバイアス電流源を切り替えるスイッチ62が追加さ
れた点である。
【0024】図1におけるレーザチップ44は、図2に
おける半導体レーザ31の内部構成を示したものであ
り、レーザ42,PDセンサ41から構成されるシング
ルレーザである。47,60,61はレーザ42のバイ
アス電流源、45はレーザ42のパルス電流源であり、
画像データとして画像処理部58−1のポートDATA
から出力される信号によりON/OFFするスイッチ5
7によって、レーザ42の発光は制御される。
【0025】また、PDセンサ41の出力信号は電流電
圧変換器49で電圧信号に変換され、S/H回路51を
経てコンパレータ55に入力され、パルス電流源45を
帰還制御すなわちAPCを実行する。52はパルス電流
源制御のための目標値を与える光量設定部である。光量
設定部52は、ボリューム60により最小光量値、ボリ
ューム61により最大光量値を決定し、画像処理部58
−1のポートD/Aコントロールから6bitのD/A
コンバータ62を通しての入力するデータにより、最小
値から最大値まで64段階の光量設定値を出力する。5
8−1は前記画像データを生成するための画像処理部、
59は画像処理部58−1を制御するシステムコントロ
ーラである。
【0026】次に本実施例の動作原理および動作を図4
を参照し説明する。
【0027】200線用バイアス電流源47、400線
用バイアス電流源60、800線用バイアス電流源61
は、予め発光特性が同一になるように設定する。即ち、
図4(c)に示すように、線数(解像度)が200,4
00,800と大きくなるに従い、バイアス電流源4
7,60,61のバイアス電流が大きくなるように設定
し(従来のバイアス電流値IBより少し小さい電流値か
らレーザ発光のしきい値Ithより少し小さい電流値の
範囲内で設定する)、レーザ発光の立ち上がりを速くな
るようにする。このように設定したバイアス電流源4
7,60,61を線数(解像度)200,400,80
0に応じて選択することにより、図4(d),(e),
(f)に示すように、各線数における、画像データに対
する光量特性をほぼ同一にすることができ、線数(解像
度)の変化にともない画像ムラが発生することがない。
なお、本実施例では、画像を擬似中間調で表示してお
り、図4(d)〜(f)における画像データに対する光
量特性は、この擬似中間調表示による特性を示してい
る。
【0028】本実施例における動作シーケンスは、従来
例と同様なので、図6とその説明を援用し、ここでの説
明を省略する。ただし、その画像形成時に次の動作が行
われる。
【0029】前述のように設定したバイアス電流源4
7,60,61を用い、動作シーケンスにおける画像形
成時に、線数信号を画像処理部58−1のポート線数よ
りスイッチ62に送り、線数信号に応じて200線の場
合は200線用バイアス電流源47を、400線の場合
は400線用バイアス電流源60を、800線の場合は
800線用バイアス電流源61を選択し画像形成を行
う。なお、この線数信号は画素単位で変更されるもので
ある。このようにして、線数間(解像度間)でレーザ発
光の立ち上がり特性を揃えることができるため、画像ム
ラなどが発生せず、より高画質な出力を得ることができ
る。
【0030】なお、本実施例は、一つのレーザと一つの
PDセンサから構成されるレーザチップを用いる例であ
るが、本発明はこれに限らず、複数のレーザと一つのP
Dセンサから構成されるマルチレーザチップを用い、各
レーザ毎に、APCを行うとともに、線数(解像度)に
応じて複数のバイアス電流源を切り替えるようにする形
で本実施例と同様の効果を得ることができる。
【0031】また、本実施例は、線数(解像度)に応じ
て、自動的にバイアス電流源を切り換えているが、線数
(解像度)に応じてバイアス電流源を手動で切り替える
ようにしても、図4(d),(e),(f)に示すよう
に、各画像間の発光特性を揃え、各画像間の調子を整え
ることができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
線数(解像度)に適応したバイアス電流が設定できるの
で、線数間(解像度間)で発光特性を揃えることがで
き、より高画質な出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例で用いるレーザ駆動回路の構成を示す
ブロック図
【図2】 実施例の全体構成を示す断面図
【図3】 露光制御部内の光学系の構成を示す図
【図4】 実施例の動作原理を示す図
【図5】 従来例で用いるレーザ駆動回路を示す図
【図6】 従来例の動作シーケンスを示す図
【図7】 従来例におけるレーザ発光特性を示す図
【符号の説明】
42 レーザ 47,60,61 バイアス電流源 58−1 画像処理部 62 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/113 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA07 AA55 CB02 CB63 2H045 AA01 BA22 BA32 CB33 DA22 DA24 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB07 DB22 DB24 DB30 DC03 DC05 DE05 DE29 EA03 FA01 5C072 AA03 BA17 HA02 HA06 HA09 HA13 HB01 HB04 XA01 XA05 5F073 BA07 GA03 GA12 GA18 GA24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザの発光特性を改善するために、レ
    ーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すようにしたレ
    ーザ駆動回路において、 複数の解像度にそれぞれ適応するバイアス電流を流すた
    めの複数のバイアス電流源と、 解像度に応じて、前記複数のバイアス電流源から一つの
    バイアス電流源を選択し、この選択されたバイアス電流
    源により前記レーザにバイアス電流を流すように制御す
    る制御手段と、を備えたことを特徴とするレーザ駆動回
    路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のレーザ駆動回路におい
    て、 複数のレーザと一つのPDセンサから構成されるマルチ
    レーザチップを用い、各レーザ毎に、前記複数のバイア
    ス電流源と制御手段とを備えていることを特徴とするレ
    ーザ駆動回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のレーザ駆動回路
    において、 前記制御手段は、画素単位で、前記複数のバイアス電流
    源から一つのバイアス電流源を選択するものであること
    を特徴とするレーザ駆動回路。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3記載のいずれかに記載
    のレーザ駆動回路において、 前記複数の解像度にそれぞれ適応するバイアス電流を流
    すための複数のバイアス電流源は、解像度が大きいほど
    大きいバイアス電流を流すものであることを特徴とする
    レーザ駆動回路。
  5. 【請求項5】 レーザの発光特性を改善するために、レ
    ーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すようにしたレ
    ーザ駆動回路において、 複数の解像度にそれぞれ適応するバイアス電流を流すた
    めの複数のバイアス電流源と、 前記複数のバイアス電流源から一つのバイアス電流源を
    選択し、この選択されたバイアス電流源により前記レー
    ザにバイアス電流を流すようにする手動の選択手段と、
    を備えたことを特徴とするレーザ駆動回路。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のレ
    ーザ駆動回路を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 【請求項7】 レーザの発光特性を改善するために、レ
    ーザの消灯中レーザにバイアス電流を流すようにしたレ
    ーザ駆動回路を用いた画像形成方法であって、 解像度に応じて前記バイアス電流を変更するステップA
    と、 前記ステップAに続けて、前記ステップAでバイアス電
    流を変更した際の解像度で画像形成を行うステップB
    と、を備えたことを特徴とする画像形成方法。
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