JPH0114585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発光部材より発光する光の特性を安定
化させることの出来る記録装置に関するものであ
る。

光ビーム、例えば、レーザを光源とした静電記
録方式の記録装置に於いては、感光体に照射され
るレーザ光の光量は画像濃度に極めて影響大で、
光量のわずかな変動に対して画像の濃淡が変化す
る。また、現在の感光体は、その感光特性が赤外
領域に於いて下降しているため、半導体レーザを
光源とする場合は、そのレーザ光の波長が変動し
画像濃度に影響する。

現在知られている半導体レーザ使用の記憶装置
に於ける半導体レーザ装置は次の様なものであ
る。即ち半導体レーザ素子部をペルチエ効果を有
する部材の上に乗せ、該素子部の温度を検知する
ためのサーミスタを設け随時レーザ素子部の温度
を一定に保つ様に制御している。これはレーザ光
の光量及び波長の変動の最大の誘因となるレーザ
素子温度の変動を抑えようとするものである。半
導体レーザは一定電流で駆動されていても、レー
ザ素子部の温度変動によりその出射光量が著しく
変動する。また波長も幾分変動する（0.3nｍ／
℃）ことが知られている。

従つて上述の如くペルチエ効果素子を用いる従
来の装置は、レーザ光の光量及び波長変動を抑え
るために有効な手段である。しかし、ペルチエ効
果を有する素子は高価であり、これを駆動する電
源も大容量のものが必要である。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので簡単な
構成でレーザ光の特性を安定化させることのでき
る小型かつ低価格の記録装置を提供することにあ
る。

更に本発明は、高価な素子を使用せず、かつ半
導体レーザの寿命増加が計れるとともに記録中に
おいても安定した光量が維持できる記録装置を提
供することにある。

すなわち本発明は、 記録信号によつて変調されたレーザビームを出
射する半導体レーザ発生手段１１と、 前記半導体レーザ発生手段から発生するレーザ
ビームの発光光量を検出する光量検出手段１５
と、 光量安定化のための一定レベルの基準信号を発
生する基準信号発生手段４０と、 前記光量検出手段からの検出出力と前記一定レ
ベルの基準信号を比較する比較手段４１と、 一定周波数の信号を発生する発振手段４３と、 前記発振手段から出力される一定周波数の信号
を遂次カウントするカウント手段４２と、 前記カウント手段による計数値をアナログ量に
変換するＤ／Ａ変換手段４４と、 前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されるアナログ信
号に基づいて前記半導体レーザ発生手段に電流を
印加する印加手段４５とを有し、 前記カウント手段によるカウント動作に従つて
前記Ｄ／Ａ変換手段を介して前記半導体レーザ発
生手段に印加する電流を遂次増加させるととも
に、前記比較手段において前記検出手段からの検
出出力が前記一定レベルの基準信号に到達すると
前記カウント手段のカウント動作を停止し、前記
半導体レーザ発生手段に印加する電流の増加を停
止させる構成とし、 更に前記半導体レーザ発生手段の温度を検知す
るための温度検知手段１６と、 所定の温度レベルを設定するための温度設定手
段４７と、 前記温度検知手段の検出出力と前記温度設定手
段により設定された温度レベルとを比較する温度
比較手段４８と、 前記温度比較手段による比較結果に従つて前記
半導体レーザ発生手段を加熱するためのヒータ手
段１７とを有し、 前記ヒータ手段により加熱動作のみを行い前記
半導体レーザ発生手段の温度を前記設定温度レベ
ル以上に保つ記録装置を提供するものである。

以下本発明を図面に従いその一実施例について
説明する。第１図は本発明を適用した記録装置を
示すものであり、画像信号により変調されたレー
ザ光を発射する半導体レーザ１の出射光は、一定
角速度で回転する回転多面鏡スキヤナー２で偏向
され、・θレンズ３で感光ドラム４上に集光さ
れると共に等角速度走査を等速度走査に変換して
ドラムに照射される。感光ドラム４は矢印で示す
副走査方向に等速で回転している。このドラム４
を主走査方向にレーザビームで走査して潜像を形
成し、さらにトナーにより潜像を現像してそのト
ナー像を紙に転写して出力する。

ここで画像部分は記録信号に応じてレーザ１を
オン・オフしている。その最大光量は画像濃度を
一定に保つように制御されている。このレーザ１
は画像部分の他に非画像部分でも発光している。
それは主走査の開始タイミングを検知するため
で、主走査を開始する前にレーザ１を発光させ、
その光をミラー５で反射させてビーム位置検出器
６へ導く。ビーム位置検出器６は入射光を電気信
号に変換する。この信号をビームデイテクト信号
（BD信号と略す）と呼ぶ。BD信号は主走査開始
を画像信号発生源（例えば文字発生器）に知ら
せ、画像信号の同期を取るのに使われる。

第２図は第１図における半導体レーザ１を更に
詳しく示すものであり、１１は半導体レーザチツ
プ、１２はレーザチツプからの出射光、１３はバ
ツク光であり、１４はレーザチツプ１１を保持す
るマウント、１５はバツク光の光量を検知するフ
オト・デイテクタ、１６はマウント１４の温度を
検知するサーミスタ、１７はマウント温度を上昇
させるヒータ、１８はリードで半導体レーザチツ
プ１１、フオトデイテクタ１５、サーミスタ１
６、ヒータ１７の電力供給、信号取り出し用部材
である。１９は出射窓ガラス、２０はケース、２
１はマウント１４、ヒータ１７、リード１８、ケ
ース２０等を保持するベースである。出射窓ガラ
ス１９、ケース２０、ベース２１によりレーザチ
ツプその他検知素子は外部から遮断されている。
２２は放熱板でレーザチツプ１１が発光時、生ず
る熱を外部に拡散するためのものである。２３は
外部からの記録信号に応じてレーザチツプに駆動
電流を供給するレーザドライバーで、この内部に
は端子２４，２５よりサーミスタ１６からの信号
を入力し、サーミスタ１６により検出した温度に
応じてヒータ駆動電流を端子２６，２７に出力す
る温度制御回路２８、及び端子２９，３０からフ
オトデイテクタ１５からの信号を入力し、フオト
デイテクタ１５により検出した光量に応じてレー
ザチツプ１１に出力する光量制御回路３３を有し
ているものである。かかるレーザドライバ２３を
第３図により更に詳しく説明する。

４０は一定電位の基準信号を発生する基準レベ
ル設定回路、４１はフオトデイテクタ１５からの
検出信号と前記基準レベル設定回路４０からの基
準信号の大小を比較し、検出信号の方が大きくな
つたらカウンタ４２のカウント動作を停止させる
比較回路である。４３は一定周波数の信号を発振
する発振回路、４２は前記発振回路４３に接続し
前記発振信号を計数するカウンタであり、端子
T1よりタイミング信号が印加されることにより
計数を開始し、所定値まで計数しても比較回路４
１の出力によりカウント動作が停止しないとき
は、桁あふれ信号を導出してカウンタをクリヤし
てカウント動作を停止すると共に、比較回路４１
の比較動作を停止するものである。４４は前記カ
ウンタ４２の計数値をアナログ量に変換するＤ／
Ａ変換回路、４５は前記Ｄ／Ａ変換回路４４に接
続され、得られたアナログ信号を増幅する電流増
幅回路、４６は端子Ｔ２から印加された記録信号
に応じて動作するスイツチ回路であり、スイツチ
回路がONとなつたときは信号線SL２上の電流を
半導体レーザチツプ１１に印加し、OFFのとき
は半導体レーザチップ１１に電流を印加しない如
く制御するものである。

上述の如き構成より成る記録装置の動作につい
て更に説明するならば、端子Ｔ１よりタイミング
信号が印加されると（このタイミング信号は記録
装置が１頁相当の画像の記録を完了して次の１頁
の記録に入る間の遊び時間の間に導出される）ス
イツチ回路４６をON状態に保持すると共にカウ
ンタ４２をクリヤしてカウント動作を開始させ
る。従つてカウンタ４２は計数を開始するが、こ
の計数値Naは徐々に増加する訳であるから信号
線SL２上の電流もこれに応答して増加してゆく。

これにより半導体レーザチツプ１１からの出射
ビーム強度も徐々に大きくなるものであるが、検
出信号が基準信号より大きくなるまでカウント動
作は続けられる。

このようにしてカウンタ４２が計数値Naを得
たとき、検出信号が基準信号よりも大きくなつた
とすると、比較回路４１の出力によりカウント動
作が停止され、カウンタ４２は次のタイミング信
号が印加されるまでこの計数値Naを保持し、ス
イツチ回路４６のON保持状態はクリヤされる。
従つて信号線SL２上にはこの計数値Naに応じた
電流Iaが導出されており、端子T2に記録信号が
印加されたらこの電流Iaに応じて半導体レーザ発
生器１が駆動されるものである。

又フオトデイテクタ１５等の故障によりカウン
タ４２が予め設定した計数値N2に達しても比較
回路４１よりカウンタ停止信号が導出されないと
きは、信号線SL１上に桁あふれ信号を導出して
比較回路４１の動作を停止させ、かつ、スイツチ
回路４６のON状態をクリヤし、そしてカウンタ
４２をクリヤして初期状態（この状態での計数値
はＮ１である）とする。従つて信号線SL２上の
電流が大きくなつて半導体レーザ発生器１が破損
しそうになるときは、駆動電流が減少して半導体
レーザ発生器の破損を事前に防止するものであ
る。

一方、４７で示すのは基準レベルを設定する設
定器であり、サーミスタ１６の出力と前記設定器
４７からの出力を比較回路４８において比較し、
サーミスタ１６から得た出力電圧が基準レベルよ
りも低いとき（設定温度より高いとき）はスイツ
チ回路４９を制御して電源５０がヒータ１７に印
加されない如く、又サーミスタ１６の出力電圧が
基準レベルよりも高いとき（設定温度よりも低い
とき）はスイツチ回路４９により電源５０をヒー
タ１７に接続してヒータの加熱を行うものであ
る。

上記構成に於いて、レーザドライバーによりレ
ーザチツプが駆動されるとレーザチツプから両側
へレーザ光が発射される。この２つの光束は同光
量であるのでバツク光光量を検知しても差支えな
い。バツク光光量はフオト・デイテクタで検知さ
れ、光量制御回路に入力される。光量制御回路は
この検知量を基準量と比較してその差に応じてレ
ーザチツプへの駆動電流を制御する。この様にす
れば高精度でマウント温度・レーザチツプ駆動電
流を一定に保つ必要はない。また、サーミスタに
よつて検知されるマウント温度は温度制御回路に
入力され、設定温度と比較される。設定温度より
も低ければヒータが駆動され設定温度に到達する
までマウントは加熱される。この様にすればマウ
ントは設定温度以上の温度に保たれる。従つてマ
ウントのとり得る温度は制限されレーザ光の波長
変動も制限される。

仮に記録装置の使用環境温度が10℃〜35℃と
し、装置が定常状態になつた時のマウント温度が
環境温度に対して＋５℃となる様に放熱板その他
の設計がなされているとすると、マウント温度の
とり得る値は10℃〜40℃となる。この様な場合に
於いてもしヒータがなければマウント温度は30℃
の巾をとり得るのでレーザ波長は9nｍ変動する。
例えばマウント温度25℃に於ける半導体レーザの
波長が800nｍであるとするとマウント温度10℃、
40℃に於いては795.5nｍ、804.5nｍとなる。この
波長付近に於ける感光体感度特性は前述した通
り、傾斜しており、その変化量は800nｍ時感度
の±15％程度である。このことはたとえレーザ光
量を一定に保つてもレーザ光の波長が変動すれば
画像濃度に影響を与えることを示している。

そこで、ヒーターを使用してマウント温度を30
℃以下にならない様にすれば、マウント温度は30
℃〜40℃即ち10℃の巾に制限され、レーザ波長変
動は3nｍとなる。この数値は画像濃度に実用上
問題とならない。

以上説明した様に、本発明によれば極めて簡単
な構成で安定したビーム出力が得られる小型かつ
低価格の記録装置を提供することができる。

又、更に本発明によれば半導体レーザ素子の寿
命増加が計れるとともに記録中においても安定し
た光量を維持することができる経済性の優れた記
録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した記録装置の斜視図、
第２図は半導体レーザ装置の断面図、第３図はレ
ーザドライバ回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録信号によつて変調されたレーザビームを
   出射する半導体レーザ発生手段と、 前記半導体レーザ発生手段から発生するレーザ
   ビームの発光光量を検出する光量検出手段と、 光量安定化のための一定レベルの基準信号を発
   生する基準信号発生手段と、 前記光量検出手段からの検出出力と前記一定レ
   ベルの基準信号から比較する比較手段と、 一定周波数の信号を発生する発振手段と、 前記発振手段から出力される一定周波数の信号
   を逐次カウントするカウント手段と、 前記カウント手段による計数値をアナログ量に
   変換するＤ／Ａ変換手段と、 前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されるアナログ信
   号に基づいて前記半導体レーザ発生手段に電流を
   印加する印加手段とを有し、 前記カウント手段によるカウント動作に従つて
   前記Ｄ／Ａ変換手段を介して前記半導体レーザ発
   生手段に印加する電流を逐次増加させるととも
   に、前記比較手段において前記検出手段からの検
   出出力が前記一定レベルの基準信号に到達すると
   前記カウント手段のカウント動作を停止し、前記
   半導体レーザ発生手段に印加する電流の増加を停
   止させる構成とし、 更に前記半導体レーザ発生手段の温度を検知す
   るための温度検知手段と、 所定の温度レベルを設定するための温度設定手
   段と、 前記温度検知手段の検出出力と前記温度設定手
   段により設定された温度レベルとを比較する温度
   比較手段と、 前記温度比較手段による比較結果に従つて前記
   半導体レーザ発生手段を加熱するためのヒータ手
   段とを有し、 前記ヒータ手段により加熱動作のみを行い前記
   半導体レーザ発生手段の温度を前記設定温度レベ
   ル以上に保つことを特徴とする記録装置。