JPH03202807A - レーザ発振器の光量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばレーザプリンタやディジタル複写機
などの画像形成装置に用いられるレザ発振器の光量制御
装置に関する。

（従来の技術） 最近、たとえばレーザ発振器から出力されるレーザビー
ムによる走査露光と電子写真プロセスとによって印字す
る電子写真方式のレーザプリンタが開発されている。

この種のレーザプリンタにおいては、レーザビームを得
るためのレーザ発振器として半導体レーザ発振器が用い
られている。一般に、半導体レーザ発振器の光量は、温
度に対して非常に不安定であるため、通常、光量制御装
置などにより半導体レーザ発振器の光量を安定化してい
る。

半導体レーザ発振器の光量制御方式には種々の方式が６
゛るが、レーザプリンタなどの画像形成装置においては
、記録領域外で半導体レーザ発振器を発光させ、発光し
ている間に半導体レーザ発振器の光量を光量検出器で検
出し、検出した光量と光量目標値とを比較して、その比
較結果に応じて半導体レーザ発振器の駆動電流を設定す
ることにより、半導体レーザ発振器の光量を安定化して
いた。

（発明が解決しようとする課題） 従来は記録領域外で半導体レーザ発振器を発光させて、
半導体レーザ発振器の光量を安定化しているため、半導
体レーザ発振器の発光タイミングは、走査されたレーザ
ビームの位置を検出するビーム検出器で検出したビーム
検出信号に基づいて決定していた。上記ビーム検出器は
、通常、光検出器が使用されており、半導体レーザ発振
器の光量が所定の光量に達していないと、光検出器に入
射するビーム強度が弱いため、ビーム検出は出来ない。

したがって、記録領域外で半導体レーザ発振器の光量を
制御する場合、最初に半導体レーザ発振器の光量が所定
値になるよう、半導体レーザ発振器の駆動電流を設定す
る必要がある。

この最初の駆動電流を設定する場合、問題となるのは、
半導体レーザ発振器の閾値電流、スロープ効率などの特
性ばらつきにより、同じ駆動電流を設定しても半導体レ
ーザ発振器が所定の光量に達せず、結果としてビーム検
出できない場合や、逆に所定の光量以上となり、半導体
レーザ発振器が破壊もしくは劣化する場合がある。

そこで、本発明は、レーザ発振器を破壊もしくは劣化さ
せることなく、記録領域外で確実にレーザ発振器の光量
制御が行なえ、またビーム検出信号が出力されてから速
やかに記録領域外でレーザ発振器の光量制御が行なえる
レーザ発振器の光量制御装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明のレーザ発振器の光量制御装置は、レーザ発振器
から出力されるレーザビームを走査させることにより被
走査面を走査する走査手段と、前記レーザ発振器を電流
駆動する駆動手段と、前記レーザ発振器の光量を検出す
る光量検出手段と、この光量検出手段の光量検出信号と
あらかじめ設定される光量目標値とを比較する比較手段
と、前記走査手段により走査されたレーザビームの位置
を検出するビーム検出手段と、このビーム検出手段のビ
ーム検出信号に基づいて前記比較手段の比較結果を保持
する保持手段と、前記ビーム検出手段からビーム検出信
号が出力されるまでは所定の周期で前記駆動手段の駆動
電流を設定し、前記ビーム検出手段からビーム検出信号
が出力されると前記保持手段で保持された比較結果に応
じて前記駆動下段の駆動電流を設定することにより、前
記レーザ発振器の光量を制御する光量制御手段とを貝偏
しでいる。

（作用） レーザ発振器の光量がビーム検出信号が出力される光量
に達するまでは、所定の周期で光量制御を行ない、レー
ザ発振器の光量がビーム検出信号が出力される光量にな
ってからは、ビーム検出信号に基づいて記録領域外で光
量制御を行なうものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明に係る半導体レーザ発振器の光量制御
装置の概要を示すブロック図である。図において、ポリ
ゴンミラー９は、半導体レーザ発振器１１から出力され
るレーザビーム１２を画像形成装置における像担持体と
してのドラム状の感光体１０上に矢印方向に走査する。

ポリゴンミラー９により走査されたレーザビーム１３は
、感光体１０の記録領域外（画像形成領域外）でビーム
検出手段１８によって検出される。

駆動手段２２は、ビーム検出手段１８で検出したビーム
検出信号に基づいて出力される変調信号を人力し、半導
体レーザ発振器１１を電流駆動して感光体１０上の所定
位置に情報記録を行なう。

光量検出手段１５は、半導体レーザ発振器１１から出力
されるレーザビーム１４の光量を検出するものである。

比較手段１７は、光量検出手段１５の検出信号とあらか
じめ設定される光量目標値１６とを比較する。

ラッチ信号発生手段１つは、ビーム検出手段１８からの
ビーム検出信号に基づいて記録領域外でラッチ信号２３
を発生する。保持手段としてのラッチ回路２０は、比較
手段１７の比較結果をラッチ信号２３のタイミングでラ
ッチする。

光量制御手段２１は、たとえばマイコンを主体に構成さ
れており、ビーム検出手段１８のビーム検出信号が出力
されるまでは、所定の周期で駆動手段２２の駆動電流を
設定し、ビーム検出子０段１８からビーム検出１８号が
出力されると、ラッチ回路２０でラッチされた比較結果
に応じて駆動手段２２の駆動電流を設定することにより
、半導体レーザ発振器１１から出力されるレーザビーム
の光量を均一に制御する。

第２図は、本発明に係る半導体レーザ発振器の光量制御
装置の一部を詳細に示すブロック図である。図において
、３０は半導体レーザ発振器で、その構成は、レーザビ
ームを出力するレーザダイオード３１と、レーザダイオ
ード３１から出力されるレーザビームの強度を検出する
モニタ用のフォトダイオード３２からなっている。レー
ザダイオード３１は、トランジスタ３３と抵抗３４で構
成される定電流回路により定電流駆動される。トランジ
スタ３３のベースには、Ｄ／Ａ変換回路３５の出力とト
ランジスタ３６のコレクタが接続されている。半導体レ
ーザ発振器３０に流れる駆動電流は、Ｄ／Ａ変換回路３
５の出力電圧に比例する。

トランジスタ３６は、レーザ変調制御回路３７から出力
されるレーザ変調信号に応じてオン−オフを繰り返すこ
とにより、レーザダイオード３１が変調される。この場
合、レーザ変調信号がハイレベルでレーザダイオード３
１が消灯し、ロウレベルで発光する。Ｄ／Ａ変換回路３
５は、入出力レジスタ３８から出力されるレーザ駆動電
流出力のディジタル値をアナログ電圧に変換するもので
ある。

一方、モニタ用フォトダイオード３２には、レーザダイ
オード３１のビーム強度に比例した電流が流れる。抵抗
３９は、フォトダイオード３２に流れる電流を電圧に変
換する。変換された電圧は、オペアンプ４０、抵抗４１
、可変抵抗器４２から構成される非反転増幅器により非
反転増幅される。

ここで、可変抵抗器４２は増幅率を調整するもので、目
的はレーザダイオード３１のビーム強度に対するモニタ
用フォトダイオード３２に流れる電流特性が半導体レー
ザ発振器３０のばらつきにより異なるのを抽圧するもの
である。

オペアンプ４０の出力は、比較器４３の一側入力端子に
人力されており、＋側端子に入力される基準電圧Ｖｒｅ
ｆ２と比較される。この基準電圧Ｖｒｅｆ２は、レーザ
ダイオード３１の目標光量を設定するもので、オペアン
プ４０の出力がＶｒｅｆ２未満のときは目標光量未達と
して比較器４３の出力はハイレベルとなり、オペアンプ
４０の出力がＶｒｅｆ２を越えたとき目標光量到達とし
て比較器４３の出力がロウレベルとなる。

比較器４３の比較結果は、ラッチ回路４４に人力される
。ラッチ回路４４は、セレクタ４５から出力される人力
ラッチパルスに同期したタイミングで比較器４３の出力
をラッチするもので、ラッチ回路４４の出力は人出力レ
ジスタ３８に人力され、図示しないプリンタ全体の制御
を一部るＣＰＵで処理される。

セレクタ４５は、人出力レジスタ３８から出力される人
力ラッチパルスＡとレーザ変調制御回路３７から出力さ
れる人力ラッチパルスＢを、人出力レジスタ３８から出
力されるラッチパルス切換え信号によりセレクトするセ
レクタで、ラッチパルス切換え信号がロウレベルで入力
ラッチパルスＡを、ハイレベルで入力ラッチパルスＢを
セレクトする。

４６は走査されたレーザビーム１３の位置を検出するビ
ーム検出器で、たとえばピンダイオードを使用している
。走査されたレーザビーム１３が入射すると、ピンダイ
オード４６には入射したレーザビームの強度に比例した
電流が流れる。抵抗４７は、ピンダイオード４６に流れ
る電流を電圧に変換する。変換された電圧は比較器４８
の一側端子に入力されており、＋側端子に入力される基
準電圧Ｖｒｅｆｌと比較されて、負のパルスのビーム検
出信号としてレーザ変調制御回路３７に入力される。

前記ビーム検出信号が連続的にパルス出力したのを受け
て、レーザ変２１１ＩＪ御回路３７は入出力レジスタ３
８に対してビーム検出レディとしてビーム検出レディ信
号をロウレベルからハイレベルにする（第３図ｅ、ｇ参
照）。

入出力レジスタ３８から出力されるラッチパルス切換え
信号は、ビーム検出レディ信号がロウレベルの時にロウ
レベルを、ハイレベルの時にハイレベルを出力する（第
３図り参照）。

また、ビーム検出信号が出力されると、レーザ変調制御
回路３７からビーム検出信号に基づいて記録領域外で人
力ラッチパルスＢが出力される（第３図１参照）。また
、この人力ラッチパルスＢはＣＰＵの割込み入力に割込
み信号として人力される。

なお、第２図におイテ、４９，５０１ｔＣＰＵ（７）内
部バスで、それぞれ図示しないＣＰＵに接続されている
。また、５１はインタフェイス信号で、図示しないプリ
ンタ制御回路に接続されている。

次に、第３図に示すタイミングチャートおよび第４図に
示すフローチャートを参照して動作を説明する。まず、
電源がオンされると、定着ヒータの加熱を開始しくＳｌ
）　入出力レジスタ３８から出力されるレーザ駆動電流
を初期化する（Ｓ２）。次に、セレクタ４５を人出力レ
ジスタ３８から出力されるラッチパルス切換え信号によ
り入力ラッチパルスＡをセレクトする（Ｓ３）。

次に、レーザ変調制御回路３７から出力されるレーザ変
調信号を強制オンする（Ｓ４）。次に、レーザ駆動電流
をインクリメントして（Ｓ５）、人出力レジスタ３８か
ら出力すると、Ｄ／Ａ変換回路３５でＤ／Ａ変換されて
、レーザダイオード３１に電流が流れ始める。

所定時間デイレイ（Ｓ６）後、入出力レジスタ３８から
入力ラッチパルスＡを出力すると（Ｓ７）、比較器４３
の比較結果がラッチ回路４４にラッチされる。次に、ラ
ッチ回路４４にラッチされた比較結果が目標光量に到達
したか否かを判別する（Ｓ８）。ここで、目標光量とは
、オペアンプ４０の出力電圧が比較器４３の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２に到達した時であり、このとき比較器４３の出
力は°　１”から”０”に変化する。

ステップＳ８で目標光量に未達のときはステップＳ５に
戻り、目標光量に到達するまで繰り返す。

ステップＳ８で目標光量に到達したときは、レーザ駆動
電流値を図示しないＲＡ　Ｍで記憶しておき（Ｓ９）　
　レーザ変調信号を強制オフする（　ｓ　１１））。

ス子：ｌブＳ１１で定着ヒータレディになるまでループ
して、定着ヒータレディになると、プリント指令を待つ
（Ｓ　１２）。プリント指令が来ると、ミラーモータを
オンしく５１３）、ステップｓ９でＲＡＭに記憶したレ
ーザ駆動電流値を読出しく５１４）、読出したレーザ駆
動電流値の１　／　ｎを人出力レジスタ３８から出力す
る（Ｓ　１５）。

次に、レーザ変調信号を強制オンしくＳ　１６）、レー
ザ駆動電流をインクリメントする（Ｓ　］　７）。

所定時間デイレイ（３１８）後、レーザ変調制御回路３
７から出力されるビーム検出レディ信号がビーム検出レ
ディかを判別する（Ｓ　１９）。ここで、ビーム検出レ
ディとは、ビーム検出器４６に入射する走査ビームのビ
ーム強度が比較器４８の基準電圧Ｖｒｅｆｌを越え、ビ
ーム検出信号が連続的に発生した時である（第３図ｅ、
ｇ参照）。

ステップＳ１９でビーム検出レディで無ければ、ステッ
プＳ１７に戻り、ビーム検出レディになるまで繰り返す
。

ステップＳ１９でビーム検出レディになると、レーザ変
調信号を強制オフする（５２０）。レーザ変調制御回路
３７は、ビーム検出レディを出力すると同時に、レーザ
変調信号をビーム検出信号に基づいて記録領域外でサン
プリング発光し、同様にビーム検出信号に基づいて記録
領域外で入力ラッチパルスＢを出力する（第３図ｆ、ｌ
参照）。

次に、ステップＳ２１において、セレクタ４５を人出力
レジスタ３８から出力されるラッチパルス切換え信号に
より入力ラッチパルスＢをセレクトする（第３図り参照
）。次に、ＣＰＵの割込みを解除して（Ｓ２２）、割込
信号の人力ラッチパルスＢが発生するまでループを繰返
す（８２３）。

ここで、割込み信号が発生すると、入力ラッチパルスＢ
により比較器４３の比較結果がラッチ回路４４にラッチ
される。

次に、ラッチ回路４４でラッチされた比較結果が目標光
量に到達したかを判別する（Ｓ　２４）。

目標光量に未達の時は、レーザ駆動電流をインクリメン
トして（Ｓ２５）　、Ｄ／Ａ変換回路３５へ出力する。

その後、ステップＳ２３に戻り、目標光量に到達するま
で繰返す。目標光量に到達した時は、レーザ駆動電流を
ディクリメントして（Ｓ２６）、ステップ８２３に戻る
。

目標光量に到達してからは、割込信号が発生するごとに
半導体レーザ発振器３０の光量制御を継続して行なう。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のレーザ発振器の光量制御装
置によれば、レーザ発振器の光量がビーム検出信号が出
力される光量に達するまでは、所定の周期で光量制御を
行ない、レーザ発振器の光量がビーム検出信号が出力さ
れる光量になってからは、ビーム検出信号に基づいて記
録領域外で光量制御を行なうものである。これにより、
レーザ発振器を破壊もしくは劣化させることなく、記録
領域外で確実にレーザ発振器の光量制御が行なえる。ま
た、ビーム検出信号が出力されてから、速やかに記録領
域外でレーザ発振器の光量制御が行なえる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１図
はレーザ発振器の光量制御装置の概要を示すブロック図
、第２図はレーザ発振器の光量制御装置の一部を詳細に
示すブロック図、第３図は動作を説明するタイミングチ
ャート、第４図は動作を説明するフローチャートである
。 ９・・・ポリゴンミラー　１０・・・感光体（像担持体
）、１１・・・レーザ発振器、１２・・・レーザビーム
、１５・・・光量検出手段、１６・・・基準信号発生手
段、１７・・・比較手段、１８・・・ビーム検出手段、
１９・・・ラッチ信号発生手段、２０・・・ラッチ回路
（保持手段）、２１・・・光量制御手段、２２・・・駆
動手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザ発振器から出力されるレーザビームを走査させる
   ことにより被走査面を走査する走査手段と、 前記レーザ発振器を電流駆動する駆動手段と、前記レー
   ザ発振器の光量を検出する光量検出手段と、 この光量検出手段の光量検出信号とあらかじめ設定され
   る光量目標値とを比較する比較手段と、前記走査手段に
   より走査されたレーザビームの位置を検出するビーム検
   出手段と、このビーム検出手段のビーム検出信号に基づ
   いて前記比較手段の比較結果を保持する保持手段と、前
   記ビーム検出手段からビーム検出信号が出力されるまで
   は所定の周期で前記駆動手段の駆動電流を設定し、前記
   ビーム検出手段からビーム検出信号が出力されると前記
   保持手段で保持された比較結果に応じて前記駆動手段の
   駆動電流を設定することにより、前記レーザ発振器の光
   量を制御する光量制御手段と を具備したことを特徴とするレーザ発振器の光量制御装
   置。