JP2594115Y2 - レーザー出力安定化回路 - Google Patents

レーザー出力安定化回路

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JP2594115Y2
JP2594115Y2 JP1992084212U JP8421292U JP2594115Y2 JP 2594115 Y2 JP2594115 Y2 JP 2594115Y2 JP 1992084212 U JP1992084212 U JP 1992084212U JP 8421292 U JP8421292 U JP 8421292U JP 2594115 Y2 JP2594115 Y2 JP 2594115Y2
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博人 渡邉
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、レーザービームプリン
タにおけるレーザーの光量を調整し、安定化させるため
の、レーザー出力安定化回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、レーザービームプリンタ等に
おいて、レーザー光の光量が所定値になるよう調整する
ため、光量調整回路(APC)が採用されている。レー
ザーの光量を調整するためには、レーザーからの出力光
をピンフォトダイオード等で受光し、ピンフォトダイオ
ードの出力に対応した電圧をモニタ電圧として、モニタ
電圧と基準電圧(所定値)とを、比較手段としてのコン
パレータにより比較し、レーザーの出力光量をフィード
バック制御していた。即ち、コンパレータの出力
(“H”レベルまたは“L”レベル)が一方から他方へ
切り替わった時点でレーザー光量の調整を完了してい
た。
【0003】しかし、上記のようにレーザーの光量を制
御した場合、モニタ電圧が基準電圧にほぼ一致する様に
レーザーの出力光量が調整されることになるため、レー
ザー光の光量のわずかな変動により、モニタ電圧が変動
して、コンパレータの出力が反転する可能性がある。
【0004】通常、モニタ電圧と基準電圧は、常時コン
パレータに印加されているため、上述のようにモニタ電
圧と基準電圧が近い状態でモニタ電圧が変動することに
より、光量調整完了後にコンパレータが発振してしまう
という問題があった。
【0005】従来、上記のようなコンパレータの発振を
防ぐために、図7に示すように、基準電圧Vref及び
モニタ電圧Vmがそれぞれ入力されるオペレーショナル
アンプ(演算増幅器)に、外付けの抵抗R1、R2を図
のように接続して正帰還をかけることにより、コンパレ
ータにヒステリシス特性を持たせた回路(ヒステリシス
コンパレータ)が一般に用いられている。
【0006】しかしながら、図7のような構成では、外
付けの部品を用いることから、コストアップは必至であ
り、更に、外付け抵抗R1・R2の抵抗値には個体差が
あるため、プリンタ毎にレーザの出力光量の制御値が異
なってしまうという問題があった。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
考案は、外付けの部品を用いず、また、コンパレータの
発振を十分に抑制することが可能なレーザー出力安定化
回路を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、本考案のレー
ザー出力安定化回路は、レーザー出力手段により出力さ
れたレーザー光を受光して当該レーザー光の光量に対応
した受光信号を出力する受光信号出力手段と、前記受光
信号を所定のレーザー出力光量に対応する基準信号と比
較する比較手段と、前記レーザー出力手段を制御して前
記レーザー光の光量を変更する制御手段とを有し、前記
制御手段は、前記所定のレーザー出力光量より少ない初
期出力光量で当該レーザー光を出力させ、前記比較手段
による比較の結果、当該レーザー光の光量が前記所定の
レーザー光量より少ないと判定された場合には、前記レ
ーザー出力手段より出力されるレーザー光の光量を増加
させ、当該レーザー光の光量が前記所定のレーザー出力
光量より多くなった時点で、前記レーザー出力手段より
出力されるレーザー光の光量をさらに所定量増加させる
よう構成されている。
【0009】あるいは、本考案のレーザー出力安定化回
路は、レーザー出力手段により出力されたレーザー光を
受光して当該レーザー光の光量に対応した受光信号を出
力する受光信号出力手段と、前記受光信号を所定のレー
ザー出力光量に対応する基準信号と比較する比較手段
と、前記レーザー出力手段を制御して前記レーザー光の
光量を変更する制御手段とを有し、前記制御手段は、前
記所定のレーザー出力光量より多い初期出力光量で当該
レーザー光を出力させ、前記比較手段による比較の結
果、当該レーザー光の光量が前記所定のレーザー光量よ
り多いと判定された場合には、前記レーザー出力手段よ
り出力されるレーザー光の光量を減少させ、当該レーザ
ー光の光量が前記所定のレーザー出力光量より少なくな
った時点で、前記レーザー出力手段より出力されるレー
ザー光の光量をさらに所定量減少させるよう構成するこ
とも可能である。
【0010】なお、前記比較手段は、前記受光信号の電
圧および前記基準信号の電圧を比較するコンパレータに
より構成することができる。
【0011】また、上記構成によれば、前記比較手段
は、外付けの抵抗によりヒステリシス特性を持たせたヒ
ステリシスコンパレータではなく、レベルコンパレータ
により構成することが可能である。さらに、このレベル
コンパレータは、演算増幅器を開ループで使用する回路
から構成することができる。
【0012】
【実施例】図1〜6に基づいて、本考案を適用したレー
ザー出力安定化回路について詳細に説明する。
【0013】図1は、レーザー出力安定化回路の概略を
示す、ブロック図である。レーザー制御CPU2が出力
する光量調整データ(2進データ)が、D/Aコンバー
タ3によりアナログ信号に変換され、光量調整用電圧と
してレーザー駆動回路4に印加される。レーザー駆動回
路4は、印加された光量調整用電圧に応じて、レーザー
ダイオードLDを駆動する。レーザーダイオードLDの
出力光をピンフォトダイオードPDによって受光し、ピ
ンフォトダイオードPDの出力に応じたモニタ電圧Vm
が、コンパレータ10に入力される。コンパレータ10
には、図に示すように、あらかじめ基準電圧Vrefが
入力されており、モニタ電圧Vmと基準電圧Vrefと
を比較して、“H”レベルまたは“L”レベルの信号を
出力する。コンパレータ10の出力信号Voは、レーザ
ー制御CPU2に入力される。レーザー制御CPU2
は、コンパレータの出力Voに応じて、光量調整データ
をD/Aコンバータに出力する。光量調整が完了する
と、調整の完了を示す信号が、プリンタCPU1に出力
される。調整が完了すると、出力データに応じてレーザ
ービームが変調され、露光処理が行なわれる。尚、レー
ザー出力光の光量調整は、1頁分の露光毎に行なわれる
もの、印字処理毎に行なわれるものなど、種々の方式が
あるが、本考案のレーザー出力安定化回路は、どのよう
な方式のものにも適用可能である。
【0014】図2は、レーザービームプリンタの処理の
概略を示すフローチャートである。電源がONされる
と、セルフチェック・紙サイズの設定など、初期化処理
が実行される(S1)。初期化処理が終了すると、デー
タ受信待機状態に入る(S2)。ホストコンピュータな
どからのデータがプリンタに入力され始めると、印字処
理が行なわれる(S3)。印字処理においては、データ
を受信してバッファに格納する受信処理、後に詳細に説
明する光量調整処理、そして光量調整されたレーザービ
ームにより、一様に帯電した感光ドラムを露光して潜像
を形成する露光処理・潜像にトナーを付着させる現像処
理・現像されたトナー像を記録しに転写する転写処理・
転写されたトナー像を定着させる定着処理など、一連の
電子写真プロセスが実行される。
【0015】引き続き印字を行なう場合には(S4:N
O)、待機状態に戻り、次のデータの受信を待機する
(S2)。また、印字を終了する場合には(S4:YE
S)、電源をOFFして、処理を終了する。
【0016】図3は、本考案を適用したレーザー出力安
定化回路の動作を説明するフローチャートである。
【0017】図2のS3で印字処理が開始されると(即
ち、印字データが受信されると)、プリンタCPU1か
らレーザー制御CPU2へ所定の信号が送られ、レーザ
ーの光量調整(オートパワーコントロール)が開始され
る。
【0018】レーザーの光量調整(APC)が開始され
ると、常に最小光量側から(コンパレータ出力が”L”
となる側から)、コンパレータ出力が反転するまで
(“L”から“H”に変わるまで)、光量調整データを
1ビットずつ上昇させる(S11)。
【0019】コンパレータ出力が反転した時点で、基準
電圧Vrefとモニタ電圧Vmとがほぼ一致したと考え
られる。しかし、前述のように、この状態は極めて不安
定で、モニタ電圧Vmのわずかな変動でコンパレータ出
力Voは“L”または“H”のいずれの値も取り得る。
この状態でAPCを終了すると、ほぼ所定のレーザー光
量は得られるが、その後のレーザー光の光量の微変化に
よりコンパレータ10が発振する可能性が極めて大き
い。そのため、本考案においては、コンパレータ出力V
oが反転した時点で、更に光量調整データを1ビット上
げるように制御している(S13)。すなわち、モニタ
電圧Vmと基準電圧Vrefがほぼ一致した状態から、
さらにレーザー光量を所定量上昇させた上で、APCを
終了する。このように制御すると、APC終了後にはモ
ニタ電圧Vmが基準電圧Vrefよりわずかに高くなっ
ているため、コンパレータが発振する可能性は極めて低
くなる。
【0020】尚、モニタ電圧Vmと基準電圧Vrefと
の差が十分に大きい時点では、光量調整データの増加分
を大きくし、十分に両者の差が小さくなった後に本実施
例を適用することももちろん可能である。
【0021】上述のように、本考案を適用したレーザー
出力安定化回路においては、調整完了後はモニタ電圧V
mを、コンパレータが発振を起こさない程度に、基準電
圧Vrefより高くしている。このため、従来のよう
な、オペレーショナルアンプ(演算増幅器:以下、オペ
アンプと略す)に外付けの抵抗を用いて正帰還をかけ
た、ヒステリシスコンパレータを用いる必要がなく、図
1に示すように、オペアンプを開ループで用いるレベル
コンパレータにより回路を構成できる。即ち、簡単な回
路により、信頼性の高い動作をさせることが可能とな
る。
【0022】図4は、基準電圧Vrefとモニタ電圧V
mの変動を示すグラフである。コンパレータ出力Voが
“L”レベルの間は、光量調整データが増加し、従って
モニタ電圧Vmは順次上昇される(区間A)。モニタ電
圧Vmが基準電圧Vrefを上回ると(時間Ti)、コ
ンパレータ出力Voは“L”から“H”に反転する。し
かし、モニタ電圧Vmと基準電圧Vrefが近い場合に
は、図5に示すように、コンパレータが発振を起こすこ
とになる。
【0023】図6は、図3の実施例とは逆に、レーザー
光量を多い方から少ない方へ下げて調整する、変形例の
処理を示している。この場合には、最大光量側から(コ
ンパレータ出力Voが“H”となる側から)、コンパレ
ータ出力Voが反転するまで(“L”となるまで)光量
調整データを下げていき(S21、S22)、コンパレ
ータ出力Voが反転した時点で(S22:YES)、更
に1ビット分光量調整データを下げて(S23)から、
APCを終了している。
【0024】図6は、図3の実施例とは逆に、レーザー
光量を多い方から少ない方へ下げて調整する場合の処理
を示している。この場合には、最大光量側から(コンパ
レータ出力Voが“H”となる側から)、コンパレータ
出力Voが反転するまで(“L”となるまで)光量調整
データを下げていき(S21、S22)、コンパレータ
出力が反転した時点で(S22:YES)、更に1ビッ
ト光量調整データを下げて(S23)、APCを終了す
る。
【0025】尚、上述の実施例においては、光量調整デ
ータの変化量を1ビットとしているが、コンパレータの
発振が押さえられるだけの変化量であれば良く、この量
に限る必要はない。
【0026】また、上記実施例においては、レーザー光
の光量に対応して出力された電圧値と基準電圧値を比較
し、その結果によって光量調整を行なっている。しか
し、レーザーの光量に対応した電流を出力する手段を用
いることも可能である。この場合、光量に対応して発生
した電流を電圧値に変換することにより、同様の制御を
行なうことができる。
【0027】あるいは、レーザー光の光量に対応したパ
ルスデータを発生する手段を用いることも可能である。
例えば、光量に対応したパルス数、あるいは光量に対応
した波形(デューティー比等)を有するパルスを発生す
る手段を用いることが考えられる。この場合、パルス数
あるいは波形を電圧値に変換することにより、容易に本
考案の制御が適用できる。
【0028】また、上記各実施例においては、基準電圧
・モニタ電圧ともアナログ値として比較を行なってい
る。しかし、これに限る必要はなく、コンパレータとし
てデジタルコンパレータを用い、レーザー光量に対応し
たデジタル値と基準となるデジタル値とを比較するよう
なものにおいても、同様の効果が得られる。
【0029】
【考案の効果】以上のように、本考案のレーザー出力安
定化回路によれば、外付け部品を用いる事無く、しかも
簡単な回路構成(オペアンプを開ループで使用するレベ
ルコンパレータ)で、コンパレータの発振を十分に抑制
できるレーザー出力安定回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案を適用したレーザー出力安定化回路の構
成を示すブロック図である。
【図2】レーザービームプリンタの動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図3】APC処理を説明するフローチャートである。
【図4】モニタ電圧と基準電圧の関係を示すグラフであ
る。
【図5】コンパレータ出力を示す図である。
【図6】第2実施例のAPC処理を説明するフローチャ
ートである。
【図7】従来の、ヒステリシスコンパレータを表わす回
路図である。
【符号の説明】
2 レーザー制御CPU 4 レーザー駆動回路 10 コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/036 B41J 3/21 L 1/23 103 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/133 B41J 2/40 B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 H04N 1/036 H04N 1/23 103

Claims (5)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー出力手段により出力されたレー
    ザー光を受光して当該レーザー光の光量に対応した受光
    信号を出力する受光信号出力手段と、前記受光信号を所
    定のレーザー出力光量に対応する基準信号と比較する比
    較手段と、前記レーザー出力手段を制御して前記レーザ
    ー光の光量を変更する制御手段とを有し、 前記制御手段は、前記所定のレーザー出力光量より少な
    い初期出力光量で当該レーザー光を出力させ、前記比較
    手段による比較の結果、当該レーザー光の光量が前記所
    定のレーザー光量より少ないと判定された場合には、前
    記レーザー出力手段より出力されるレーザー光の光量を
    増加させ、当該レーザー光の光量が前記所定のレーザー
    出力光量より多くなった時点で、前記レーザー出力手段
    より出力されるレーザー光の光量をさらに所定量増加さ
    せることを特徴とするレーザー出力安定化回路。
  2. 【請求項2】 レーザー出力手段により出力されたレー
    ザー光を受光して当該レーザー光の光量に対応した受光
    信号を出力する受光信号出力手段と、前記受光信号を所
    定のレーザー出力光量に対応する基準信号と比較する比
    較手段と、前記レーザー出力手段を制御して前記レーザ
    ー光の光量を変更する制御手段とを有し、 前記制御手段は、前記所定のレーザー出力光量より多い
    初期出力光量で当該レーザー光を出力させ、前記比較手
    段による比較の結果、当該レーザー光の光量が前記所定
    のレーザー光量より多いと判定された場合には、前記レ
    ーザー出力手段より出力されるレーザー光の光量を減少
    させ、当該レーザー光の光量が前記所定のレーザー出力
    光量より少なくなった時点で、前記レーザー出力手段よ
    り出力されるレーザー光の光量をさらに所定量減少させ
    ることを特徴とするレーザー出力安定化回路。
  3. 【請求項3】 前記比較手段は、前記受光信号の電圧お
    よび前記基準信号の電圧を比較することを特徴とする、
    請求項1または2のレーザー出力安定化回路。
  4. 【請求項4】 前記比較手段が、レベルコンパレータを
    有する、請求項1または2のレーザー出力安定化回路。
  5. 【請求項5】 前記レベルコンパレータが、演算増幅器
    を開ループで使用する回路からなることを特徴とする、
    請求項4のレーザー出力安定化回路。
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