JPH06258590A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
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- JPH06258590A JPH06258590A JP4634093A JP4634093A JPH06258590A JP H06258590 A JPH06258590 A JP H06258590A JP 4634093 A JP4634093 A JP 4634093A JP 4634093 A JP4634093 A JP 4634093A JP H06258590 A JPH06258590 A JP H06258590A
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- Japan
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- laser
- beam diameter
- diameter
- collimator lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビーム径に応じて正確なドット径の再現が可
能な光学装置を提供する。 【構成】 図示のないホストコンピュータから入力され
たイメージデータはイメージ制御回路でビーム径に対応
するデータＢＤＡＴＡに変換される。このＢＤＡＴＡは
コリメータレンズ駆動回路３を介してコリメータレンズ
を駆動するボイスコイル２１に入力されこれによってレ
ーザビームの径が決定される。一方ＢＤＡＴＡはレーザ
ダイオードの発光を制御するＬＤＡＴＡ信号とともにレ
ーザ駆動回路２へ入力される。レーザ駆動回路２ではＢ
ＤＡＴＡとＬＤＡＴＡに応じてビーム径に応じた強度で
レーザダイオードを駆動する。
能な光学装置を提供する。 【構成】 図示のないホストコンピュータから入力され
たイメージデータはイメージ制御回路でビーム径に対応
するデータＢＤＡＴＡに変換される。このＢＤＡＴＡは
コリメータレンズ駆動回路３を介してコリメータレンズ
を駆動するボイスコイル２１に入力されこれによってレ
ーザビームの径が決定される。一方ＢＤＡＴＡはレーザ
ダイオードの発光を制御するＬＤＡＴＡ信号とともにレ
ーザ駆動回路２へ入力される。レーザ駆動回路２ではＢ
ＤＡＴＡとＬＤＡＴＡに応じてビーム径に応じた強度で
レーザダイオードを駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザビームを用いて
画像データを処理する光学装置に関し、特に画像データ
に応じてレーザビーム径を変更する光学装置に関する。
画像データを処理する光学装置に関し、特に画像データ
に応じてレーザビーム径を変更する光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明に興味のある光学装置の例とし
てのレーザビームプリンタがたとえば特開昭６１−２７
７２６０号公報や特開平２−７２９７９号公報に開示さ
れている。同公報によれば、少ない画素数で画像の階調
性をより良くするためにレーザビームのスポット径を変
化させる。この技術を使えば、１画素単位でビーム径を
コントロールできる。その結果、仮に画素密度は４００
ＤＰＩであったとしても、見かけ上は８００ＤＰＩクラ
スの解像度のプリンタと比較しても遜色のない画像が得
られる。その上、プリンタのメモリも節約できる。
てのレーザビームプリンタがたとえば特開昭６１−２７
７２６０号公報や特開平２−７２９７９号公報に開示さ
れている。同公報によれば、少ない画素数で画像の階調
性をより良くするためにレーザビームのスポット径を変
化させる。この技術を使えば、１画素単位でビーム径を
コントロールできる。その結果、仮に画素密度は４００
ＤＰＩであったとしても、見かけ上は８００ＤＰＩクラ
スの解像度のプリンタと比較しても遜色のない画像が得
られる。その上、プリンタのメモリも節約できる。
【０００３】次にこのメモリの節約について説明する。
たとえばＡ４サイズのページメモリとしては、通常のレ
ーザプリンタでは画素密度が４００ＤＰＩのとき約１．
８ＭＢのメモリ容量が必要になる。これが倍の画素密度
の８００ＤＰＩになると、ページメモリとしてはその４
倍の約７．２ＭＢの容量が必要になる。近年メモリの価
格は安くはなっているが、これほど大量のメモリを扱う
と処理装置（ＣＰＵ）の負荷が大きくなる。その結果プ
リンタのコントローラの処理スピードが遅くなる。
たとえばＡ４サイズのページメモリとしては、通常のレ
ーザプリンタでは画素密度が４００ＤＰＩのとき約１．
８ＭＢのメモリ容量が必要になる。これが倍の画素密度
の８００ＤＰＩになると、ページメモリとしてはその４
倍の約７．２ＭＢの容量が必要になる。近年メモリの価
格は安くはなっているが、これほど大量のメモリを扱う
と処理装置（ＣＰＵ）の負荷が大きくなる。その結果プ
リンタのコントローラの処理スピードが遅くなる。
【０００４】これに対し、ビーム径を変更できるレーザ
プリンタであれば、次のようになる。たとえばビーム径
を８（＝２3 ）段階にコントロールするのであれば、メ
モリ容量は約３倍の５．４ＭＢで十分である。かつこの
程度の制御を行なえば、８００ＤＰＩクラスの階調性を
有する画像が得られ、かつ処理スピードも単純に解像度
のみを上げた場合に比べて速くなる。
プリンタであれば、次のようになる。たとえばビーム径
を８（＝２3 ）段階にコントロールするのであれば、メ
モリ容量は約３倍の５．４ＭＢで十分である。かつこの
程度の制御を行なえば、８００ＤＰＩクラスの階調性を
有する画像が得られ、かつ処理スピードも単純に解像度
のみを上げた場合に比べて速くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
レーザビーム径を変更するプリンタにおいては、ビーム
径を変更した際にビームのガウス分布のピーク値が変化
する。よって電子写真系からこのビームを見た場合、単
位面積当りの光量が変化している。その結果、ビーム径
によって単位面積当りの電荷の除去量が変化することに
なり、結果的に単位面積当りのトナー付着量が変化する
ことになる。すなわち、画像上でビーム径を変更した
際、大きいビーム径ほどトナーののりが薄くなることに
なる。
レーザビーム径を変更するプリンタにおいては、ビーム
径を変更した際にビームのガウス分布のピーク値が変化
する。よって電子写真系からこのビームを見た場合、単
位面積当りの光量が変化している。その結果、ビーム径
によって単位面積当りの電荷の除去量が変化することに
なり、結果的に単位面積当りのトナー付着量が変化する
ことになる。すなわち、画像上でビーム径を変更した
際、大きいビーム径ほどトナーののりが薄くなることに
なる。
【０００６】したがって、たとえば、太い線を太いビー
ムで再現しようとしたときに、用紙上では太い線が薄く
なってしまうという問題点があった。
ムで再現しようとしたときに、用紙上では太い線が薄く
なってしまうという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ビーム径に応じて正確なドット
径の再現が可能な、レーザプリンタのような光学装置を
提供することを目的とする。
ためになされたもので、ビーム径に応じて正確なドット
径の再現が可能な、レーザプリンタのような光学装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光学装置
は、レーザビーム発生手段と、レーザビーム発生手段に
よって発生されたレーザビームのビーム径を変更するビ
ーム径変更手段と、レーザビーム発生手段によって発生
されたレーザビームのビーム強度を変更するビーム強度
変更手段と、ビーム径変更手段によってビーム径が変更
されるのに応じて、ビーム強度変更手段によってビーム
強度を変更するように制御する制御手段とを含む。
は、レーザビーム発生手段と、レーザビーム発生手段に
よって発生されたレーザビームのビーム径を変更するビ
ーム径変更手段と、レーザビーム発生手段によって発生
されたレーザビームのビーム強度を変更するビーム強度
変更手段と、ビーム径変更手段によってビーム径が変更
されるのに応じて、ビーム強度変更手段によってビーム
強度を変更するように制御する制御手段とを含む。
【０００９】
【作用】この発明に係る光学装置においては、ビーム径
が変更されるのに応じてビーム強度が変更されるため、
ビームの強度分布のピーク値を等しくした状態でビーム
径を変えることができる。
が変更されるのに応じてビーム強度が変更されるため、
ビームの強度分布のピーク値を等しくした状態でビーム
径を変えることができる。
【００１０】
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１はこの発明が適用された、ビーム径の
変更が可能なプリントヘッドの構成を示す模式図であ
る。図１を参照して、この発明が適用されるプリントヘ
ッドは、レーザビームを発射するレーザダイオード１０
およびそれに接続されたピンダイオード９を含むＬＤパ
ッケージ８と、ＬＤパッケージ８から出力されたレーザ
ビームの径を変更するためのコリメータレンズ１１と、
コリメータレンズ１１から出力されたレーザビームを偏
向するためのポリゴンミラー１４とを含む。ポリゴンミ
ラー１４は複数のミラー面１５を有し、ポリゴンモータ
１３によって図中矢印の方向に回転される。ポリゴンミ
ラー１４によって偏向されたレーザビームはｆθレンズ
１６を通り、画像データに応じて感光体２０上に静電潜
像を形成する。
変更が可能なプリントヘッドの構成を示す模式図であ
る。図１を参照して、この発明が適用されるプリントヘ
ッドは、レーザビームを発射するレーザダイオード１０
およびそれに接続されたピンダイオード９を含むＬＤパ
ッケージ８と、ＬＤパッケージ８から出力されたレーザ
ビームの径を変更するためのコリメータレンズ１１と、
コリメータレンズ１１から出力されたレーザビームを偏
向するためのポリゴンミラー１４とを含む。ポリゴンミ
ラー１４は複数のミラー面１５を有し、ポリゴンモータ
１３によって図中矢印の方向に回転される。ポリゴンミ
ラー１４によって偏向されたレーザビームはｆθレンズ
１６を通り、画像データに応じて感光体２０上に静電潜
像を形成する。
【００１２】感光体２０のまわりには、感光体２０を帯
電するための帯電器３１、露光部を現像してトナーを付
着する現像器３２、トナーを複写用紙３５へ転写する転
写チャージャ３３および余分なトナーを除去するクリー
ナ３４がこの順に設けられている。
電するための帯電器３１、露光部を現像してトナーを付
着する現像器３２、トナーを複写用紙３５へ転写する転
写チャージャ３３および余分なトナーを除去するクリー
ナ３４がこの順に設けられている。
【００１３】感光体２０上に静電潜像が形成されるとき
は、レーザビームはポリゴンミラー１４の回転によって
まずＳＯＳセンサ１７に入射し、その後図中矢印で示す
走査方向に感光体２０上を走査する。ＳＯＳセンサ１７
からの出力データは波形整形回路１８に送られる。ＬＤ
パッケージ８はレーザ駆動回路２によって駆動され、コ
リメータレンズ１１はコリメータレンズ駆動回路３によ
って駆動される。レーザ駆動回路２およびコリメータレ
ンズ駆動回路３はイメージデータを入力するイメージ制
御回路１によって制御される。
は、レーザビームはポリゴンミラー１４の回転によって
まずＳＯＳセンサ１７に入射し、その後図中矢印で示す
走査方向に感光体２０上を走査する。ＳＯＳセンサ１７
からの出力データは波形整形回路１８に送られる。ＬＤ
パッケージ８はレーザ駆動回路２によって駆動され、コ
リメータレンズ１１はコリメータレンズ駆動回路３によ
って駆動される。レーザ駆動回路２およびコリメータレ
ンズ駆動回路３はイメージデータを入力するイメージ制
御回路１によって制御される。
【００１４】図２は図１に示したプリントヘッドの制御
部の要部を示すブロック図である。図２を参照して、プ
リントヘッドの制御部は図示のないホストコンピュータ
から３ビットのイメージデータ（０〜２）を入力するイ
メージ制御回路１と、ＬＤパッケージ８を駆動するレー
ザ駆動回路２と、コリメータレンズ１１を駆動するコリ
メータレンズ駆動回路３と、ＳＯＳセンサ１７からの出
力波形を整形する波形整形回路１８とを含む。イメージ
制御回路１は、感光体上に画像を形成するためにレーザ
駆動回路２に対してＬＤＡＴＡ信号、Ｓ／Ｈ信号および
ＢＤＡＴＡ信号を送る。ＬＤＡＴＡ信号およびＢＤＡＴ
Ａ信号は入力されたイメージデータに対応する信号で、
Ｓ／Ｈ信号は画像の書込周期を示す信号である。イメー
ジ制御回路１からコリメータレンズ駆動回路３へはレー
ザビーム径を変えるための３ビットの信号ＢＤＡＴＡが
出力される。ＳＯＳセンサ１７からの出力は波形整形回
路１８でその波形が整形され、ＳＯＳ信号としてイメー
ジ制御回路１へ入力される。このＳＯＳ信号に応答して
イメージ制御回路１からレーザ駆動回路２に対してＬＤ
ＡＴＡ、Ｓ／Ｈ信号およびＢＤＡＴＡ信号が出力され
る。
部の要部を示すブロック図である。図２を参照して、プ
リントヘッドの制御部は図示のないホストコンピュータ
から３ビットのイメージデータ（０〜２）を入力するイ
メージ制御回路１と、ＬＤパッケージ８を駆動するレー
ザ駆動回路２と、コリメータレンズ１１を駆動するコリ
メータレンズ駆動回路３と、ＳＯＳセンサ１７からの出
力波形を整形する波形整形回路１８とを含む。イメージ
制御回路１は、感光体上に画像を形成するためにレーザ
駆動回路２に対してＬＤＡＴＡ信号、Ｓ／Ｈ信号および
ＢＤＡＴＡ信号を送る。ＬＤＡＴＡ信号およびＢＤＡＴ
Ａ信号は入力されたイメージデータに対応する信号で、
Ｓ／Ｈ信号は画像の書込周期を示す信号である。イメー
ジ制御回路１からコリメータレンズ駆動回路３へはレー
ザビーム径を変えるための３ビットの信号ＢＤＡＴＡが
出力される。ＳＯＳセンサ１７からの出力は波形整形回
路１８でその波形が整形され、ＳＯＳ信号としてイメー
ジ制御回路１へ入力される。このＳＯＳ信号に応答して
イメージ制御回路１からレーザ駆動回路２に対してＬＤ
ＡＴＡ、Ｓ／Ｈ信号およびＢＤＡＴＡ信号が出力され
る。
【００１５】次にイメージ制御回路１の制御内容をイメ
ージ制御回路１へ入力または出力されるデータのタイミ
ングチャートである図３を参照して説明する。発光すべ
きレーザビームのビーム径データである、イメージデー
タ（０〜２）が図示しないホストコンピュータから入力
される。一方、ＳＯＳ信号に同期してイメージ制御回路
１内でイメージデータ（０〜２）の論理和である、イメ
ージデータ（３）と強制発生信号が生成される。イメー
ジデータ（０〜２）は、ＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ 1 ，
Ｂ0 ）としてレーザ駆動回路２およびコリメータレンズ
駆動回路３へ送られ、コリメータレンズ駆動回路３では
その位置を決定することでビーム径を決定する。
ージ制御回路１へ入力または出力されるデータのタイミ
ングチャートである図３を参照して説明する。発光すべ
きレーザビームのビーム径データである、イメージデー
タ（０〜２）が図示しないホストコンピュータから入力
される。一方、ＳＯＳ信号に同期してイメージ制御回路
１内でイメージデータ（０〜２）の論理和である、イメ
ージデータ（３）と強制発生信号が生成される。イメー
ジデータ（０〜２）は、ＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ 1 ，
Ｂ0 ）としてレーザ駆動回路２およびコリメータレンズ
駆動回路３へ送られ、コリメータレンズ駆動回路３では
その位置を決定することでビーム径を決定する。
【００１６】ＳＯＳセンサ上で一定の径のレーザビーム
を発光させ、かつ、イメージデータ（３）に応じてレー
ザビームを発光させるために、強制発光信号とイメージ
データ（３）の論理和がＬＤＡＴＡとしてレーザ駆動回
路３に送られる。つまり、イメージデータ（３）か強制
発光信号のいずれかが「１」のとき、ＬＤＡＴＡ＝１に
なる。また、強制発光信号出力時は、イメージデータ
（０〜２）の値にかかわらず、最小のビーム径が選択さ
れる。これにより、ＬＤＡＴＡ＝１のとき、すなわち、
画像が感光体２０上に書かれるときのタイミング位置が
ずれない。
を発光させ、かつ、イメージデータ（３）に応じてレー
ザビームを発光させるために、強制発光信号とイメージ
データ（３）の論理和がＬＤＡＴＡとしてレーザ駆動回
路３に送られる。つまり、イメージデータ（３）か強制
発光信号のいずれかが「１」のとき、ＬＤＡＴＡ＝１に
なる。また、強制発光信号出力時は、イメージデータ
（０〜２）の値にかかわらず、最小のビーム径が選択さ
れる。これにより、ＬＤＡＴＡ＝１のとき、すなわち、
画像が感光体２０上に書かれるときのタイミング位置が
ずれない。
【００１７】レーザ駆動回路２は後に詳細に説明するよ
うにＬＤＡＴＡおよびＢＤＡＴＡに応答し、ＬＤパッケ
ージ８内のレーザダイオード１０を駆動する。また強制
発光信号が出力されている間にＳ／Ｈ信号もイメージ制
御回路から出力される。この間にＬＤパッケージ内のピ
ンダイオード９によりレーザパワーをサンプリングし、
レーザパワーを常に一定に保つ。
うにＬＤＡＴＡおよびＢＤＡＴＡに応答し、ＬＤパッケ
ージ８内のレーザダイオード１０を駆動する。また強制
発光信号が出力されている間にＳ／Ｈ信号もイメージ制
御回路から出力される。この間にＬＤパッケージ内のピ
ンダイオード９によりレーザパワーをサンプリングし、
レーザパワーを常に一定に保つ。
【００１８】次にイメージ制御回路１からコリメータレ
ンズ駆動回路に出力される３ビットのビーム径データＢ
ＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）とそのときに出力される
ビーム径の寸法について説明する。通常のプリンタにお
いては、ビーム径は制御されることなく、１ビットのデ
ータでビームが制御される。すなわち、データのないと
ころはたとえば「０」で、データのあるところは「１」
のように表わされる。
ンズ駆動回路に出力される３ビットのビーム径データＢ
ＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）とそのときに出力される
ビーム径の寸法について説明する。通常のプリンタにお
いては、ビーム径は制御されることなく、１ビットのデ
ータでビームが制御される。すなわち、データのないと
ころはたとえば「０」で、データのあるところは「１」
のように表わされる。
【００１９】これに対し、この発明に係るビーム径をコ
ントロールできるプリンタでは、図４（Ａ）に示すよう
にビーム径とデータＢＤＡＴＡが対応する。すなわち、
図４（Ｂ）に示すように感光体２０上でたとえば５０μ
ｍ→６０μｍ→３０μｍ→なし→３５μｍの順でビーム
を形成するときにはＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）を
（１，１，０）→（１，０，０）→（１，１，１）→
（０，０，０）→（０，１，１）のように変えればよ
い。
ントロールできるプリンタでは、図４（Ａ）に示すよう
にビーム径とデータＢＤＡＴＡが対応する。すなわち、
図４（Ｂ）に示すように感光体２０上でたとえば５０μ
ｍ→６０μｍ→３０μｍ→なし→３５μｍの順でビーム
を形成するときにはＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）を
（１，１，０）→（１，０，０）→（１，１，１）→
（０，０，０）→（０，１，１）のように変えればよ
い。
【００２０】次にビーム径を変化させるための機構を図
５を参照して説明する。コリメータレンズ１１をボイス
コイル２１によって光軸方向に移動させる。この移動機
構は光ディスクのピックアップ装置でよく知られている
ものを適用することができる。
５を参照して説明する。コリメータレンズ１１をボイス
コイル２１によって光軸方向に移動させる。この移動機
構は光ディスクのピックアップ装置でよく知られている
ものを適用することができる。
【００２１】コリメータレンズ１１が図中の実線位置に
あるとき、感光体２０上でレーザビームが最小ビーム径
Ｄ0 になるよう設定されている。ボイスコイルによって
コリメータレンズ１１を点線位置にΔｘ移動させると、
感光体２０上でデフォーカスが生じ、ビーム径が大きく
なる。このとき Ｄ（Δｘ）＝Ｄ0 √［１＋｛４λ（ｆ／ｆc0）2 Δｘ／
πＤ0 2 ｝2 ］ の関係がある。ただし、λ：レーザダイオードの発振波
長ｆ：走査光学系（ｆθレンズ）の焦点距離ｆc0：コリ
メータレンズの焦点距離である。
あるとき、感光体２０上でレーザビームが最小ビーム径
Ｄ0 になるよう設定されている。ボイスコイルによって
コリメータレンズ１１を点線位置にΔｘ移動させると、
感光体２０上でデフォーカスが生じ、ビーム径が大きく
なる。このとき Ｄ（Δｘ）＝Ｄ0 √［１＋｛４λ（ｆ／ｆc0）2 Δｘ／
πＤ0 2 ｝2 ］ の関係がある。ただし、λ：レーザダイオードの発振波
長ｆ：走査光学系（ｆθレンズ）の焦点距離ｆc0：コリ
メータレンズの焦点距離である。
【００２２】今、λ＝７８０ｎｍ，ｆ＝１５０ｍｍ，ｆ
c0＝６．０ｍｍ，Ｄ0 ＝３０μｍとすると、 Ｄ＝０．０３√（１＋４．７６×１０5 ・Δｘ2 ）（ｍ
ｍ） となる。
c0＝６．０ｍｍ，Ｄ0 ＝３０μｍとすると、 Ｄ＝０．０３√（１＋４．７６×１０5 ・Δｘ2 ）（ｍ
ｍ） となる。
【００２３】ΔｘとＤの関係を表わすと図６のようにな
る。つまり、コリメータレンズを図６のようにシフトさ
せることにより、ビーム径も３０μｍ〜６０μｍまでシ
フトさせることができる。
る。つまり、コリメータレンズを図６のようにシフトさ
せることにより、ビーム径も３０μｍ〜６０μｍまでシ
フトさせることができる。
【００２４】なお、図６には後で説明する、ビーム径と
そのときに必要な強度を有するレーザビームを発光する
ための電流値Ｉも示す。
そのときに必要な強度を有するレーザビームを発光する
ための電流値Ｉも示す。
【００２５】次にビーム強度の設定について説明する。
図７は図２に示したレーザ駆動回路２とＬＤパッケージ
８との詳細を示す回路図である。
図７は図２に示したレーザ駆動回路２とＬＤパッケージ
８との詳細を示す回路図である。
【００２６】図７を参照して、ＬＤパッケージ８はレー
ザダイオード１０とレーザダイオード１０の発光光量を
検出するためのピンダイオード９を含む。一般にはこの
ピンダイオード９はレーザダイオード１０の光出力方向
とは反対の方向に設けられる。レーザ駆動回路２に設け
られるＣＰＵ３６は、レーザダイオード１０の駆動電流
値Ｉを示すディジタル信号をＤ／Ａ（ディジタル／アナ
ログ）変換器３９へ出力し、そのアナログ出力はオペア
ンプ３５で増幅されてトランジスタ３３のベースに与え
られる。トランジスタ３３は電源ラインＶｃｃとレーザ
ダイオード１０との間に設けられ、トランジスタ３３の
ベース電流に応じたエミッタ電流で半導体レーザ１０が
駆動される。
ザダイオード１０とレーザダイオード１０の発光光量を
検出するためのピンダイオード９を含む。一般にはこの
ピンダイオード９はレーザダイオード１０の光出力方向
とは反対の方向に設けられる。レーザ駆動回路２に設け
られるＣＰＵ３６は、レーザダイオード１０の駆動電流
値Ｉを示すディジタル信号をＤ／Ａ（ディジタル／アナ
ログ）変換器３９へ出力し、そのアナログ出力はオペア
ンプ３５で増幅されてトランジスタ３３のベースに与え
られる。トランジスタ３３は電源ラインＶｃｃとレーザ
ダイオード１０との間に設けられ、トランジスタ３３の
ベース電流に応じたエミッタ電流で半導体レーザ１０が
駆動される。
【００２７】トランジスタ３３とレーザダイオード１０
との接続点にはエミッタを接地したトランジスタ４１が
接続されている。このトランジスタのベースには、レー
ザダイオード１０を駆動するタイミングで“Ｌ”レベル
となってトランジスタ４１をオフさせるスイッチ信号Ｌ
ＤＡＴＡが与えられる。
との接続点にはエミッタを接地したトランジスタ４１が
接続されている。このトランジスタのベースには、レー
ザダイオード１０を駆動するタイミングで“Ｌ”レベル
となってトランジスタ４１をオフさせるスイッチ信号Ｌ
ＤＡＴＡが与えられる。
【００２８】ピンダイオード９は抵抗３４を介して電源
ラインＶｃｃに逆方向接続されており、そのアノードを
接地し、カソードをＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変
換器４０へ接続している。このカソードの電位はピンダ
イオード９の受光光量またはレーザダイオード１０の発
光光量によって定まる。
ラインＶｃｃに逆方向接続されており、そのアノードを
接地し、カソードをＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変
換器４０へ接続している。このカソードの電位はピンダ
イオード９の受光光量またはレーザダイオード１０の発
光光量によって定まる。
【００２９】Ｄ／Ａ変換器３９のディジタル出力はＣＰ
Ｕ３６へ入力され、レーザダイオードの自動強度制御に
使用される。ＣＰＵ３６にはＣＰＵ３６が実行するプロ
グラムを記憶するＲＯＭ３７や演算結果等を記憶するＲ
ＡＭ３８が接続されている。
Ｕ３６へ入力され、レーザダイオードの自動強度制御に
使用される。ＣＰＵ３６にはＣＰＵ３６が実行するプロ
グラムを記憶するＲＯＭ３７や演算結果等を記憶するＲ
ＡＭ３８が接続されている。
【００３０】ビーム径に応じたビーム強度を設定するた
めに、イメージデータに基づいて生成されるビーム径を
決定するデータＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）もＣＰ
Ｕ３６の入力ポートに入力される。このＢＤＡＴＡに応
じてレーザダイオードの駆動電流Ｉを図６に示すように
定めている。このデータはＲＯＭ３７内に記憶されてい
る。ここで各駆動電流Ｉの値は８ビットのディジタル値
（Ｘ7 ，Ｘ6 ，…，Ｘ 0 ）で記憶されている。
めに、イメージデータに基づいて生成されるビーム径を
決定するデータＢＤＡＴＡ（Ｂ2 ，Ｂ1 ，Ｂ0 ）もＣＰ
Ｕ３６の入力ポートに入力される。このＢＤＡＴＡに応
じてレーザダイオードの駆動電流Ｉを図６に示すように
定めている。このデータはＲＯＭ３７内に記憶されてい
る。ここで各駆動電流Ｉの値は８ビットのディジタル値
（Ｘ7 ，Ｘ6 ，…，Ｘ 0 ）で記憶されている。
【００３１】実際にレーザビームが発光されるときは次
のようにされる。ＢＤＡＴＡ（Ｂ2，Ｂ1 ，Ｂ0 ）の値
に対して駆動電流Ｉの値に対応する８ビットのデータ
（Ｘ7，Ｘ6 ，…，Ｘ0 ）の値がＣＰＵ３６から出力さ
れ、これがＤ／Ａ変換器３９でアナログ値に変換され
る。そしてオペアンプ３５で増幅の後、レーザダイオー
ド１０の駆動電流Ｉに変換される。
のようにされる。ＢＤＡＴＡ（Ｂ2，Ｂ1 ，Ｂ0 ）の値
に対して駆動電流Ｉの値に対応する８ビットのデータ
（Ｘ7，Ｘ6 ，…，Ｘ0 ）の値がＣＰＵ３６から出力さ
れ、これがＤ／Ａ変換器３９でアナログ値に変換され
る。そしてオペアンプ３５で増幅の後、レーザダイオー
ド１０の駆動電流Ｉに変換される。
【００３２】次にレーザダイオードの駆動電流Ｉと光出
力Ｐ0 とビーム径との関係について説明する。図８は上
記各変数の関係の一例を示す図である。この例ではビー
ム径を図６に示す７段階に変えている。
力Ｐ0 とビーム径との関係について説明する。図８は上
記各変数の関係の一例を示す図である。この例ではビー
ム径を図６に示す７段階に変えている。
【００３３】図８を参照して単位面積当りのトナーの付
着量をできるだけ一定にするために、ビーム径が小さい
順に４８ｍＡ，４９ｍＡ，５１ｍＡ，５３ｍＡ，５７ｍ
Ａ，６１ｍＡ，６６ｍＡの電流をレーザダイオードに流
している。これら駆動電流Ｉの値は、それぞれの条件
（プロセス、レーザダイオード特性、光学系特性）に応
じて適当に設定すればよい。また、各ビーム径に対する
駆動電流Ｉの値を独立して調節してもよい。要は用紙上
で画像が適当に再現できるように各々のＩの値を設定す
ればよい。
着量をできるだけ一定にするために、ビーム径が小さい
順に４８ｍＡ，４９ｍＡ，５１ｍＡ，５３ｍＡ，５７ｍ
Ａ，６１ｍＡ，６６ｍＡの電流をレーザダイオードに流
している。これら駆動電流Ｉの値は、それぞれの条件
（プロセス、レーザダイオード特性、光学系特性）に応
じて適当に設定すればよい。また、各ビーム径に対する
駆動電流Ｉの値を独立して調節してもよい。要は用紙上
で画像が適当に再現できるように各々のＩの値を設定す
ればよい。
【００３４】次にこの発明による効果の具体例について
図９および図１０を参照して説明する。図９は（Ａ）に
示した「い」の四角で囲んだ領域の拡大図であり、図１
０はビーム径とビーム強度との関係を本願（Ａ）と従来
（Ｂ）とを比較して示した図である。図９（Ｂ）は従来
のレーザビームプリンタの場合を示し、図９（Ｃ）は本
願発明による場合を示す。図９の（Ｂ）と（Ｃ）とを参
照して、従来のレーザビームプリンタにおいて単にビー
ム径を大きくしただけでは、図１０（Ｂ）に示すように
ビームの強度分布のピーク時が低くなる。その結果、感
光体上での帯電が十分行なわれずトナーの付着が悪くな
り大きなビームは図９（Ｂ）に示すように薄くなる。
図９および図１０を参照して説明する。図９は（Ａ）に
示した「い」の四角で囲んだ領域の拡大図であり、図１
０はビーム径とビーム強度との関係を本願（Ａ）と従来
（Ｂ）とを比較して示した図である。図９（Ｂ）は従来
のレーザビームプリンタの場合を示し、図９（Ｃ）は本
願発明による場合を示す。図９の（Ｂ）と（Ｃ）とを参
照して、従来のレーザビームプリンタにおいて単にビー
ム径を大きくしただけでは、図１０（Ｂ）に示すように
ビームの強度分布のピーク時が低くなる。その結果、感
光体上での帯電が十分行なわれずトナーの付着が悪くな
り大きなビームは図９（Ｂ）に示すように薄くなる。
【００３５】これに対し、本願発明によればビーム径を
変えたときに図１０（Ａ）に示すように同時にビーム強
度も変えているのでビームの強度分布のピーク値が等し
くなる。その結果、ビーム径を大きくしても図９（Ｃ）
に示すように形成されるドットの濃度はドットサイズに
よらず一定の値となる。
変えたときに図１０（Ａ）に示すように同時にビーム強
度も変えているのでビームの強度分布のピーク値が等し
くなる。その結果、ビーム径を大きくしても図９（Ｃ）
に示すように形成されるドットの濃度はドットサイズに
よらず一定の値となる。
【００３６】なお、図９（Ｄ）に示すように、単にビー
ム強度を変えることによってビーム径を制御しようとし
てもビームは一定の強度分布を有しているため、図中矢
印Ｐで示した画素を大きくすることはできない。これに
対し図９（Ｅ）に示すように、本願発明によれば、所望
の画素の大きさを一定の濃度で大きくすることが可能に
なる。
ム強度を変えることによってビーム径を制御しようとし
てもビームは一定の強度分布を有しているため、図中矢
印Ｐで示した画素を大きくすることはできない。これに
対し図９（Ｅ）に示すように、本願発明によれば、所望
の画素の大きさを一定の濃度で大きくすることが可能に
なる。
【００３７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ビーム
径を変えたときに同時にビーム強度もそれに応じて変え
ているため、ビームの強度分布のピークを等しくした状
態でビーム径を変えることができる。その結果、ビーム
径に応じて正確なドット径の再現が可能な光学装置が提
供できる。
径を変えたときに同時にビーム強度もそれに応じて変え
ているため、ビームの強度分布のピークを等しくした状
態でビーム径を変えることができる。その結果、ビーム
径に応じて正確なドット径の再現が可能な光学装置が提
供できる。
【図１】この発明が適用されるプリンタヘッドの概略構
成図である。
成図である。
【図２】図１に示したプリンタヘッドの制御部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図２に示したイメージ制御回路のタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図４】レーザビーム径とそれに対応する３ビットのイ
メージデータとの関係を示す図である。
メージデータとの関係を示す図である。
【図５】ビーム径を変更させるための機構を示す図であ
る。
る。
【図６】イメージデータとビーム径およびそのときのレ
ーザダイオードの駆動電流との関係を示す図である。
ーザダイオードの駆動電流との関係を示す図である。
【図７】レーザビーム駆動回路の詳細を示す回路図であ
る。
る。
【図８】ビーム径、光出力およびレーザダイオードの駆
動電流との関係を示す図である。
動電流との関係を示す図である。
【図９】この発明の効果を説明するための図である。
【図１０】この発明の効果を説明するための図である。
１ イメージ制御回路 ２ レーザ駆動回路 ３ コリメータレンズ駆動回路 ４ ＬＤパッケージ １０ レーザダイオード １１ コリメータレンズ ３３ トランジスタ ３５ オペアンプ ３６ ＣＰＵ ３７ ＲＯＭ ４１ トランジスタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 26/10 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザビーム発生手段と、 前記レーザビーム発生手段によって発生されたレーザビ
ームのビーム径を変更するビーム径変更手段と、 前記レーザビーム発生手段によって発生されたレーザビ
ームのビーム強度を変更するビーム強度変更手段と、 前記ビーム径変更手段によって前記ビーム径が変更され
るのに応じて、前記ビーム強度変更手段によって前記ビ
ーム強度を変更するよう制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする、光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4634093A JPH06258590A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 光学装置 |
| US08/203,008 US5596444A (en) | 1993-03-02 | 1994-02-28 | Optical apparatus having laser beam diameter variable according to image data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4634093A JPH06258590A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258590A true JPH06258590A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12744412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4634093A Pending JPH06258590A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-08 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258590A (ja) |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP4634093A patent/JPH06258590A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001226 |