JPH0550908B2 - - Google Patents

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JPH0550908B2
JPH0550908B2 JP59247279A JP24727984A JPH0550908B2 JP H0550908 B2 JPH0550908 B2 JP H0550908B2 JP 59247279 A JP59247279 A JP 59247279A JP 24727984 A JP24727984 A JP 24727984A JP H0550908 B2 JPH0550908 B2 JP H0550908B2
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JP
Japan
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laser
laser beam
light
optical
wavelength
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JP59247279A
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JPS61126865A (en
Inventor
Akyoshi Hamada
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザを光源としたレーザビ
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser scanning image forming apparatus such as a laser beam printer using a semiconductor laser as a light source.

さらに詳述すると、入力映像信号に応じた励起
電流を半導体レーザに与えて強度変調されたレー
ザ光を発振させることにより得られる画像を濃度
階調性のあるものにするレーザ光変調手段、並び
に、このレーザ光を感光体上に結像走査して画像
を形成する光走査装置を備えたレーザ走査型画像
形成装置に関する。
More specifically, a laser light modulation means provides an excitation current according to an input video signal to a semiconductor laser to oscillate intensity-modulated laser light, thereby making an image with density gradation characteristic; The present invention relates to a laser scanning type image forming apparatus including an optical scanning device that forms an image by scanning the laser beam onto a photoreceptor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体レーザは、小型、高効率、高速、安定で
あり、しかも、レーザ光発振時に容易に直接変調
できる大きな利点があることから、近年レーザビ
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置の光
源として多用されている。従来から、上述したレ
ーザ走査型画像形成装置においては、半導体レー
ザに対する励起電流を入力映像信号に応じて変化
させることによつて、発振レーザ光の強度を変調
している。つまり、半導体レーザの電流−光出力
特性は第2図に示すようなものであり、レーザ発
振しきい値電流(Ith)以上の電流に対してほぼ
リニアーな光出力特性を示している。従つて、入
力映像信号の濃淡情報に基づいた励起電流を、
(Ith)〜(Inax)の範囲で半導体レーザに与える
ことによつて、濃淡に見合つた強度のレーザ光が
得られ、このレーザ光を感光体上に結像走査する
ことによつて、階調性のある画像が得られるので
ある。
Semiconductor lasers are small, highly efficient, fast, and stable, and have the great advantage of being able to be easily directly modulated during laser beam oscillation, so in recent years they have been widely used as light sources for laser scanning image forming devices such as laser beam printers. ing. Conventionally, in the above-described laser scanning image forming apparatus, the intensity of the oscillated laser light is modulated by changing the excitation current to the semiconductor laser according to the input video signal. In other words, the current-optical output characteristic of the semiconductor laser is as shown in FIG. 2, and exhibits an almost linear optical output characteristic for a current equal to or higher than the laser oscillation threshold current (I th ). Therefore, the excitation current based on the gray level information of the input video signal is
By applying a range of (I th ) to (I nax ) to the semiconductor laser, a laser beam with an intensity commensurate with the density can be obtained, and by imaging and scanning this laser beam on the photoreceptor, An image with gradation can be obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、第2図のグラフからも分かるよ
うに、半導体レーザの出力特性は、しきい値電流
(Ith)以下の領域において大きく変化してリニア
リテイがなくなるため、上記従来構成によるもの
では、階調性のある変調に用いられる領域は、し
きい値電流以上の範囲でしかなかつた。つまり、
光出力としては(Pth)と(Pnax)の範囲に限ら
れるのである。そして、この(Pth)と(Pnax
との比(Pnax/Pth)は、高出力の半導体レーザ
ーにおいて30〜50程度であり、これは、画像とし
ての濃度比の1.5〜1.7程度に相当するものであ
る。従つて画像としての階調再現性は必ずしも高
いとは言えないものであつた。
However, as can be seen from the graph in Figure 2, the output characteristics of a semiconductor laser change greatly in the region below the threshold current (I th ) and lose linearity. The region used for specific modulation was limited to the range above the threshold current. In other words,
The optical output is limited to the range between (P th ) and (P nax ). And this (P th ) and (P nax )
The ratio (P nax /P th ) is about 30 to 50 in a high-output semiconductor laser, which corresponds to the density ratio of an image of about 1.5 to 1.7. Therefore, the gradation reproducibility as an image cannot necessarily be said to be high.

本発明の目的は、上述の実情に鑑み、半導体レ
ーザの特性を有効に利用して画像の階調再現性を
高めることにある。
In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to improve the gradation reproducibility of images by effectively utilizing the characteristics of semiconductor lasers.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によるレーザ走査型画像形成装置の特徴
構成は、入力映像信号に応じた励起電流を半導体
レーザに与えて強度変調されたレーザ光を発振さ
せるレーザ光変調手段と、このレーザ光を光走査
装置により結像走査させてその上に画像を形成す
る感光体との間のレーザ光の光路内に、レーザ発
振しきい値電流における発振レーザ光の波長より
も低波長側の光を遮断する光学フイルタを設けた
ことにある。
The characteristic configuration of the laser scanning image forming apparatus according to the present invention includes: a laser beam modulating means for applying an excitation current according to an input video signal to a semiconductor laser to oscillate intensity-modulated laser beam; An optical filter is installed in the optical path of the laser beam between the photoreceptor and the photoreceptor on which the image is scanned and an image is formed on the photoreceptor. This is because we have established

〔作用〕[Effect]

つまり、第3図のグラフから分かるように、半
導体レーザから発振されるレーザ光のスペクトル
は、入力励起電流をパラメータとして変化する。
即ち、入力励起電流が小さい場合は、そのスペク
トルは第3図中の一点鎖線及び破線で示すよう
に、低波長帯域に偏るとともに比較的ブロードで
あり、入力励起電流が大きくなるに従つて、第3
図中の実線で示すように、そのスペクトルが長波
長帯域に移動するとともにシヤープになつて行
く。しかも、しきい値電流(Ith)を境としてス
ペクトルの帯域及びシヤープさが著しく変化す
る。
That is, as can be seen from the graph in FIG. 3, the spectrum of the laser light emitted from the semiconductor laser changes using the input excitation current as a parameter.
That is, when the input excitation current is small, the spectrum is biased toward the low wavelength band and relatively broad, as shown by the dashed and dashed lines in FIG. 3
As shown by the solid line in the figure, the spectrum becomes sharper as it moves to a longer wavelength band. Moreover, the spectral band and sharpness change significantly after the threshold current (I th ).

従つて、上記の特性把握に基づいて、しきい値
電流における発振レーザ光の波長よりも低波長側
の光を光学フイルタで遮断することによつて、し
きい値電流以下の励起電流による発振レーザ光の
出力を低下させ、実質的な出力特性を、第4図に
示すように、従来は発振レーザ光の強度変調に用
いることの出来なかつた範囲をも含めて、半導体
レーザの全ての出力範囲においてほぼリニアーな
ものにすることができるのである。
Therefore, based on the above characteristics, by blocking light with a wavelength lower than the wavelength of the oscillating laser light at the threshold current with an optical filter, it is possible to generate an oscillating laser with an excitation current below the threshold current. As shown in Figure 4, the optical output is reduced and the actual output characteristics are improved over the entire output range of the semiconductor laser, including the range that could not be used for intensity modulation of the oscillated laser light. can be made almost linear.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、レーザ走査型画像形成装置の一例と
してのレーザビームプリンタにおける光走査装置
Sの概略構成を示している。レーザ光変調手段M
によつて、入力映像信号に応じた励起電流Iを与
えらえた半導体レーザ1からレーザ光(Bp)が
発振される。ここに、半導体レーザ1は、第2図
に示すような励起電流Iに対する光出力P特性
と、第3図に示すような励起電流Iをパラメータ
とする発振波長λ特性を持つたものである。レー
ザー光(Bp)は、コリメータレンズ2によつて
平行光にされ、高速回転するポリゴンミラー3の
1つの鏡面で反射される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical scanning device S in a laser beam printer as an example of a laser scanning image forming device. Laser light modulation means M
As a result, laser light (B p ) is oscillated from the semiconductor laser 1 to which an excitation current I is applied in accordance with the input video signal. Here, the semiconductor laser 1 has an optical output P characteristic with respect to the excitation current I as shown in FIG. 2, and an oscillation wavelength λ characteristic with the excitation current I as a parameter as shown in FIG. The laser beam (B p ) is made into parallel light by the collimator lens 2 and reflected by one mirror surface of the polygon mirror 3 that rotates at high speed.

そして、このレーザ光(Bp)の光路内に、光
学フイルタの一例として、複数枚の誘電体薄膜を
積層構成した干渉フイルタ4を設けてある。この
フイルタ4は、第5図に実線で示すように、ある
波長(λp)近傍を境として透過率τが急激に変化
して、低波長帯域側の光を遮断するシヤープカツ
トタイプのものであり、この波長(λp)は、レー
ザ光発振しきい値電(Ith)における発振レーザ
光の波長(以下しきい値波長と称する)にほぼ等
しく設定されている。従つて、このフイルタ4を
通過したレーザ光の出力特性は、実質的に第4図
に示すような、半導体レーザ1の出力範囲のほぼ
全域に亘つてリニアーなものとなる。
In the optical path of this laser beam (B p ), an interference filter 4 having a laminated structure of a plurality of dielectric thin films is provided as an example of an optical filter. This filter 4 is a sharp cut type in which the transmittance τ changes rapidly near a certain wavelength (λ p ) and blocks light in the low wavelength band, as shown by the solid line in FIG. This wavelength (λ p ) is set approximately equal to the wavelength of the oscillated laser light (hereinafter referred to as threshold wavelength) at the laser light oscillation threshold voltage (I th ). Therefore, the output characteristics of the laser light that has passed through this filter 4 are substantially linear over almost the entire output range of the semiconductor laser 1, as shown in FIG.

また、このフイルタ4は、第1図に示すよう
に、レーザ光の進行方向に対して、軸芯P周りで
回動固定自在に取付けられており、半導体レーザ
ー固体間におけるしきい値電流(Ith)のバラツ
キを、このフイルタ4をレーザ光に対して適宜角
度に固定することによつて補正できるようにして
ある。つまり、干渉フイルタの特性として、光の
入射角度が変われば、光透過帯域特性が第5図に
破線で示すように変化するから、遮断波長をしき
い値波長に対して常にほぼ等しく設定することが
できるのである。
Further, as shown in FIG. 1, this filter 4 is attached so as to be rotatable and fixed around an axis P with respect to the traveling direction of the laser beam, and the threshold current (I th ) can be corrected by fixing the filter 4 at an appropriate angle with respect to the laser beam. In other words, as a characteristic of an interference filter, if the incident angle of light changes, the optical transmission band characteristic changes as shown by the broken line in Figure 5, so the cutoff wavelength should always be set almost equal to the threshold wavelength. This is possible.

第1図に示すように、先に述べた、レーザ光
(Bp)を反射するポリゴンミラー3の回転で、鏡
面のレーザ光(Bp)に対する傾きが変化し、そ
れに伴つて、反射後のレーザ光(BR)は、感光
体の一例である感光体ドラム5の長手方向に向か
つて走査される。このレーザ光(BR)は、fθレ
ンズ6によつて収束され、表面が一様に帯電され
た感光体ドラム5上に結像してその位置の帯電電
位を減少させる。そして、上記の動作の繰り返し
によつて感光体ドラム5上に静電潜像が形成され
る。図中7は、ドラム5の回転方向に対して、各
走査開始位置を揃えるためのレーザ光検出用光セ
ンサである。
As shown in Fig. 1, with the rotation of the polygon mirror 3 that reflects the laser beam (B p ) mentioned earlier, the inclination of the mirror surface with respect to the laser beam (B p ) changes, and accordingly, the angle of the reflected laser beam (B p ) changes. The laser beam (B R ) is scanned in the longitudinal direction of the photoreceptor drum 5, which is an example of a photoreceptor. This laser light (B R ) is focused by the fθ lens 6 and forms an image on the photosensitive drum 5 whose surface is uniformly charged, thereby reducing the charged potential at that position. By repeating the above operations, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor drum 5. In the figure, reference numeral 7 denotes a laser beam detection optical sensor for aligning each scanning start position with respect to the rotational direction of the drum 5.

その後、図示は省略するが、着色顔料であるト
ナーをこの静電潜像部分に選択付着させて現像
し、出力用紙をトナー像面に接触させて紙面上に
トナー像を転写し、この紙を加熱することによつ
てトナーを融解して紙に定着させ、出力画像を得
るのである。従つて、第4図に示されるような、
半導体レーザ1の実質的な出力特性におけるしき
い値電流(I′th)から、発振レーザ光の最高出力
(Pnax)が得られる励起電流(Inax)に亘る範囲
で、半導体レーザ1に対する励起電流Iを入力映
像信号に応じて変化させることによつて、感光体
ドラム5上で静電潜像を構成する各ドツトの露光
量を、広い範囲に亘つてリニアーに変化させ、入
力映像信号に対して階調再現性の高い出力画像が
得られるのである。
Thereafter, although not shown, toner, which is a colored pigment, is selectively attached to this electrostatic latent image area and developed, and the output paper is brought into contact with the toner image surface to transfer the toner image onto the paper surface. By heating, the toner is melted and fixed on the paper, producing an output image. Therefore, as shown in FIG.
The excitation of the semiconductor laser 1 is within the range from the threshold current (I′ th ) in the actual output characteristics of the semiconductor laser 1 to the excitation current (I nax ) at which the maximum output (P nax ) of the oscillated laser light is obtained. By changing the current I in accordance with the input video signal, the exposure amount of each dot constituting the electrostatic latent image on the photoreceptor drum 5 is linearly changed over a wide range, and In contrast, an output image with high gradation reproducibility can be obtained.

レーザ光(Bp)の光路内に設ける光学フイル
タ4としては、第5図に示すような特性を持つも
のに替えて、例えば、第6図に示すような、逆の
光透過帯域特性を持つたものでもよい。つまり、
この場合には、光学フイルタ4がレーザ光の入射
面において反射鏡として作用することとなり、透
過する低波長側領域の光は必要としないので光学
フイルタ4の作成時に片面を研磨しなくてもよい
こととなる。また、分解能において干渉型フイル
タに比して若干低いものの、光フイルタやプリズ
ム等を用いてもよく、その型式は適宜変更自在で
ある。
Instead of the optical filter 4 provided in the optical path of the laser beam (B p ) having the characteristics shown in FIG. 5, for example, the optical filter 4 having opposite light transmission band characteristics as shown in FIG. 6 may be used. It may be something you have. In other words,
In this case, the optical filter 4 acts as a reflecting mirror on the incident surface of the laser beam, and there is no need to transmit light in the lower wavelength region, so there is no need to polish one side when creating the optical filter 4. It happens. Further, although the resolution is slightly lower than that of an interference type filter, an optical filter, a prism, or the like may be used, and the type thereof can be changed as appropriate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べて来たように、本発明によるレーザ走
査型画像形成装置は、レーザ光の光路に、レーザ
光発振しきい値電流における発振レーザ光の波長
よりも低波長側の光を遮断する光学フイルタを設
けたものであり、そのことによつて、単に、光学
フイルタを設けるだけの簡単な改造によつて、半
導体レーザの出力特性を、実質的にリニアーな範
囲が拡張されたものとすることができるから、従
来に比べて、より広い範囲で発振レーザ光を強度
変調できることとなり、より階調再現性の高い画
像が得られるようになつた。
As described above, the laser scanning image forming apparatus according to the present invention includes an optical filter in the optical path of the laser beam that blocks light having a wavelength lower than the wavelength of the oscillated laser beam at the laser beam oscillation threshold current. This makes it possible to extend the substantially linear range of the output characteristics of the semiconductor laser by simply modifying it by simply providing an optical filter. This makes it possible to modulate the intensity of the oscillated laser light over a wider range than before, making it possible to obtain images with higher gradation reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係るレーザ走査型画像形成装置
の実施例を示し、第1図は光走査装置の概略図、
第2図は半導体レーザの電流−出力特性を示すグ
ラフ、第3図は半導体レーザの発振スペクトルを
示すグラフ、第4図は半導体レーザの実質的な出
力特性を示すグラフ、第5図は光学フイルタの光
透過帯域特性を示すグラフ、第6図は別の光学フ
イルタの光透過帯域特性を示すグラフである。 1……半導体レーザ、4……光学フイルタ、5
……感光体、S……光走査装置、M……レーザ光
変調手段、I……励起電流、Ith……レーザ光発
振しきい値電流。
The drawings show an embodiment of the laser scanning image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram of the optical scanning apparatus;
Figure 2 is a graph showing the current-output characteristics of a semiconductor laser, Figure 3 is a graph showing the oscillation spectrum of a semiconductor laser, Figure 4 is a graph showing the actual output characteristics of a semiconductor laser, and Figure 5 is a graph showing an optical filter. FIG. 6 is a graph showing the light transmission band characteristics of another optical filter. 1... Semiconductor laser, 4... Optical filter, 5
...Photoconductor, S...Light scanning device, M...Laser light modulation means, I...Excitation current, Ith ...Laser light oscillation threshold current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入力映像信号に応じた励起電流を半導体レー
ザに与えて強度変調されたレーザ光を発振させる
レーザ光変調手段、並びに、このレーザ光を感光
体上に結像走査して画像を形成する光走査装置を
備えたレーザ走査型画像形成装置において、前記
レーザ光の光路内に、レーザ光発振しきい値電流
における発振レーザ光の波長よりも低波長側の光
を遮断する光学フイルタを設けてあるレーザ走査
型画像形成装置。
1 Laser light modulation means that applies an excitation current according to an input video signal to a semiconductor laser to oscillate intensity-modulated laser light, and optical scanning that scans the laser light to form an image on a photoreceptor. In the laser scanning image forming apparatus equipped with the device, an optical filter is provided in the optical path of the laser beam to block light having a wavelength lower than the wavelength of the oscillated laser beam at the laser beam oscillation threshold current. Scanning image forming device.
JP59247279A 1984-11-22 1984-11-22 Laser scanning type image forming device Granted JPS61126865A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59247279A JPS61126865A (en) 1984-11-22 1984-11-22 Laser scanning type image forming device
US06/799,916 US4679057A (en) 1984-11-22 1985-11-20 Laser recording apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59247279A JPS61126865A (en) 1984-11-22 1984-11-22 Laser scanning type image forming device

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Publication Number Publication Date
JPS61126865A JPS61126865A (en) 1986-06-14
JPH0550908B2 true JPH0550908B2 (en) 1993-07-30

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