JPH07266612A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録中の半導体レーザの光強度を高精度に安
定化し、これにより画像濃度の安定化を図り、高画質な
画像を得る画像形成装置を提供する 【構成】 画像形成装置においては、半導体レーザ２４
から出力されるレーザビームの光強度が変動すると、そ
の変動量は、光強度検出手段２６で検出され、その出力
電流Ｉｍとして駆動電流制御手段３に入力される。駆動
電流制御手段３の他の入力には、画像信号Ｄが入力され
て制御電流信号Ｉｃを生成する制御電流信号生成手段１
の出力が入力される。駆動電流制御手段３の出力には、
制御電流信号Ｉｃと光強度検出手段２６の出力電流Ｉｍ
との差電流に応じて、誤差ｅが発生する。この誤差ｅが
零になるよう電流駆動手段１２の駆動電流が制御され
る。即ち、半導体レーザ２４の光強度変動が補償される
よう電流駆動手段１２の駆動電流が制御されることにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像形成装置に係
り、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシ
ミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやデジタル複写機等の画
像形成装置においては、記録用光源として半導体レーザ
が最も多く利用されている。一般に、半導体レーザは、
温度変化によってしきい値電流が変化し、これが原因で
レーザ光強度が変動してしまう問題がある。このため、
温度変化が生じてもレーザ光強度が変動しないようにレ
ーザ光強度の安定化が必要である。

【０００３】また、中間調や線画の画質向上（スムージ
ングとも言う）を目的としたレーザの多値変調方式とし
ては、レーザパルス幅変調及びレーザパワー変調、さら
にはレーザパルス幅変調とレーザパワー変調を併用した
方式が提案されている。

【０００４】レーザ光強度の安定化と、レーザパワー変
調の両技術に関しては、特開平４−３６６６５７「レー
ザ駆動装置」が開示されている。このレーザ駆動回路の
レーザ光強度安定化方式では、記録領域外で半導体レー
ザの光強度の安定化動作を実行してレーザ駆動電流を補
正・保持し、保持されたレーザ駆動電流に基づいて半導
体レーザを発光させて記録している。

【０００５】また、このレーザ駆動回路のレーザパワー
変調方式は、パワー変調数に対応して、それぞれレーザ
光強度安定化回路と、レーザドライブ回路を備え、多値
画像信号に基づいて、前記レーザドライブ回路を選択駆
動する構成である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ光強度安定化方式では、記録中にレーザ駆動電流を固
定してしまうため、レーザのドループ特性（熱特性）に
より記録中のレーザ光出力がわづかながら変化してしま
い、これにより記録画像の濃度が変動してしまう、とい
う問題がある。特に、中間調画像に於いては、記録中の
レーザ光出力の変動が画像濃度の変化に大きく影響する
という問題がある。

【０００７】また、従来のレーザパワー変調方式では、
パワー変調数に対応して、それぞれレーザ光強度安定化
回路と、レーザドライブ回路を備える構成のため、レー
ザパワー変調数が多くなるほど、回路規模が複雑になっ
てしまう、という問題がある。

【０００８】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
ものであって、記録中の半導体レーザの光強度を高精度
に安定化し、これにより画像濃度の安定化を図り、高画
質な画像を得る画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】また、レーザパルス幅変調、レーザパワー
変調、レーザパルス幅変調とレーザパワー変調を併用し
た方式等のレーザ多値変調方式に於いても、回路規模を
複雑とせず、かつ記録中の半導体レーザの光強度を高精
度に安定化し、これにより特に中間調画像濃度の安定化
や線画の画質向上を図り、高画質な画像を得る画像形成
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、レー
ザビームを発生する発生手段と、このレーザビームで前
記像担持体を走査して像担持体上に画像を形成する光学
手段と、前記発生手段を変調された駆動電流で駆動して
変調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段と、
前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
強度検出手段と、入力される画像信号に応じて変調され
た制御電流信号を生成する制御電流信号生成手段と、前
記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号と
が一致するよう前記駆動手段から出力される駆動電流を
制御する駆動電流制御手段と、を具備したことを特徴と
する画像形成装置が提供される。

【００１１】また、この発明によれば、レーザビームを
発生する発生手段と、このレーザビームで前記像担持体
を走査して像担持体上に画像を形成する光学手段と、前
記発生手段をパルス幅変調された駆動電流で駆動して変
調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段と、前
記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光強
度検出手段と、入力される多値画像信号に応じてパルス
幅変調されたパルス幅信号を発生し、このパルス幅信号
から制御電流信号を生成する制御電流信号生成手段と、
前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
とが一致するよう前記駆動手段から出力される駆動電流
を制御する駆動電流制御手段と、を具備したことを特徴
とする画像形成装置が提供される。

【００１２】更にまた、この発明によれば、レーザビー
ムを発生する発生手段と、このレーザビームで前記像担
持体を走査して像担持体上に画像を形成する光学手段
と、前記発生手段をパワー変調された駆動電流で駆動し
て変調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段
と、前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生す
る光強度検出手段と、入力される多値画像信号に応じて
パワー変調されたアナログ信号を発生し、このアナログ
信号から制御電流信号を生成する制御電流信号生成手段
と、前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流
信号とが一致するよう前記駆動手段から出力される駆動
電流を制御する駆動電流制御手段と、を具備したことを
特徴とする画像形成装置が提供される。

【００１３】更にまた、レーザビームを発生する発生手
段と、このレーザビームで前記像担持体を走査して像担
持体上に画像を形成する光学手段と、前記発生手段をパ
ワー変調された駆動電流で駆動して変調されたレーザビ
ームを発生させる電流駆動手段と、前記発生手段の光強
度を検出して検出電流を発生する光強度検出手段と、入
力される多値画像信号に応じて複数の電流をスイッチン
グしてパワー変調された制御電流信号を生成する制御電
流信号生成手段と、前記光強度検出手段からの検出電流
と前記制御電流信号とが一致するよう前記駆動手段の駆
動電流を制御する駆動電流制御手段と、を具備したこと
を特徴とする画像形成装置が提供される。また、更にこ
の発明によれば、レーザビームを発生する発生手段と、
このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
に画像を形成する光学手段と、前記発生手段をパルス幅
及びパワー変調された駆動電流で駆動して変調されたレ
ーザビームを発生させる電流駆動手段と、前記発生手段
の光強度を検出して検出電流を発生する光強度検出手段
と、入力される多値画像信号の所定ビットの状態に応じ
てパルス幅信号を発生し、前記多値画像信号の前記所定
ビットを除くビットの状態に応じてアナログ信号を発生
し、前記パルス幅信号と前記アナログ信号に基づいて制
御電流信号を生成する制御電流信号生成手段と、前記光
強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号とが一
致するよう前記駆動手段の駆動電流を制御する駆動電流
制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装置
が提供される。

【００１４】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、画像信号を入
力して制御電流信号を生成し、この制御電流信号を駆動
電流制御手段（誤差増幅手段）の入力に与え、かつ発生
手段の光強度を検出する光強度検出手段の出力電流をそ
の入力端子に負帰還することによって、制御回路全体
は、等価的に、光強度検出手段の接合容量等が帰還ルー
プの外に出た、簡単な反転増幅器としてみなすことがで
きるようになる。この結果、光強度検出手段の接合容量
に影響されることなく、発生手段の変調動作と高精度の
レーザ光強度安定化動作の並行動作が可能となり、これ
により画像濃度の安定化が図れ高画質な画像が得られ
る。

【００１５】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じてパルス幅信号を発生し、このパルス幅信号から制御
電流信号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制
御手段（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、発
生手段のパルス幅変調動作と高精度のレーザ光強度安定
化動作の並行動作が可能となり、これにより中間調画像
の各画像濃度の安定化や線画の画質向上が計れ高画質な
画像が得られる。

【００１６】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じてアナログ信号を発生し、このアナログ信号から制御
電流信号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制
御手段（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、パ
ワー変調数が多くなっても、パワー変調回路と、レーザ
光強度安定化回路と、レーザドライブ回路は各々１組で
済み、全体の回路規模も増加せず、発生手段のパワー変
調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作が
可能となり、これにより中間調画像の各画像濃度の安定
化や線画の画質向上が計れ高画質な画像が得られる。

【００１７】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じて複数の電流をスイッチングして制御電流信号を生成
し、この制御電流信号を前記駆動電流制御手段（誤差増
幅手段）の入力に与える構成のため、パワー変調回路
と、レーザ光強度安定化回路と、レーザドライブ回路は
各々１組で済み、全体の回路規模も増加せず、発生手段
のパワー変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の
並行動作が可能となり、これにより中間調画像の各画像
濃度の安定化や線画の画質向上が計れ高画質な画像が得
られる。

【００１８】また、本発明によれば、多値画像信号の所
定ビットの状態に応じてパルス幅信号を発生し、所定ビ
ットを除くビットの状態に応じてアナログ信号を発生
し、パルス幅信号とアナログ信号に基づいて制御電流信
号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制御手段
（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、パワー変
調数とパルス幅変調数が多くなっても、パワー変調回路
と、パルス幅変調回路と、レーザ光強度安定化回路と、
レーザドライブ回路は各々１組で済み、全体の回路規模
も増加せず、発生手段のパルス幅変調動作とパワー変調
動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作が可
能となり、これにより中間調画像の各画像濃度の安定化
や線画の画質向上が計れ高画質な画像が得られる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図２は、この発明の画像形成装置としてのフ
ルカラー記録装置の断面図を概略的に示している。図２
において、２０１は、像担持体としての感光体ドラムで
反時計方向に回転される。感光体ドラム２０１の周囲に
は、感光体ドラム２０１を帯電する帯電器２０２、感光
体ドラム２０１を各々異なる現像剤で現像する第１現像
器２０９、第２現像器２１０、第３現像器２１１、及び
第４現像器２１２、感光ドラム２０１で現像された画像
が転写される転写材を支持する転写ドラム２１５、感光
体ドラム２０１をクリーニング前に除電するクリーニン
グ前除電器２１３、感光体ドラム２０１をクリーニング
する感光体クリーナ２１４が配置されている。

【００２０】帯電器２０２と第１現像器２０９の間に
は、図１に示すような半導体レーザ２４からのレーザビ
ームを偏向走査するポリゴンミラー２０７、このポリゴ
ンミラー２０７を回転するポリゴンモータ（図示せ
ず）、偏向されたレーザビームを感光体ドラム２０１上
に結像させるＦθレンズ２５５及びレーザビームを感光
体ドラム２０１に向けて反射するミラー２０５及２０４
からなる露光部２０３が設けられている。

【００２１】現像器２０９〜２１２は、それぞれ４色の
異なるトナーにより感光体ドラム２０１上の静電潜像を
現像するもので、例えば、第１現像器２０９は、マゼン
タ、第２現像器２１０は、シアン、第３現像器２１１
は、イエロー、第４現像器２１２は、ブラックのトナー
を現像剤として感光体ドラム２０１に供給している。

【００２２】帯電器２０２によりその表面を一様に帯電
された感光体ドラム２０１は、画像信号により走査され
た前述の露光部２０３により露光され、静電潜像を形成
し、前記画像信号に対応した現像器２０９〜２１２によ
り現像され、転写ドラム２１５に静電的に吸着された転
写材に転写帯電器２１７により順次転写される。感光体
ドラム２０１上の未転写トナーは、クリーニング前除電
器２１３で除電された後、感光体クリーナ２１４により
清掃される。

【００２３】一方、転写材としての用紙は、カセット２
２３より給紙ローラ２２４で送り出され、レジストロー
ラ２２５で一旦整位される。そして、転写材は、転写ド
ラム２１５の吸着位置に対応した位置に設けられた吸着
ローラ２２６、吸着帯電器２１６に向けてレジストロー
ラ２２５で送られ、吸着帯電器２１６により転写ドラム
２１５上に静電的に吸着される。その後、前述のように
感光体ドラム２０１に対向する位置に設けられた転写帯
電器２１７により、感光体ドラム２０１上のカラートナ
ーが転写される。多色印字の場合は、前述の現像プロセ
ス、転写プロセスが最大４回まで繰り返えされる。そし
て、転写材は、分離部２２７により、転写ドラム２１５
から分離され、搬送ベルト２２８，２２９、定着部２３
０を介してトレイ２３１に排出される。

【００２４】図１は、この発明の一実施例に係わる画像
形成装置に組み込まれる半導体レーザ制御回路のブロッ
ク図である。図１に於いて、半導体レーザ２４は、電流
駆動手段１２により電流駆動され、半導体レーザ２４か
ら出力されるレーザビームは、コリメータレンズ２５３
でコリメートされてポリゴンミラー２０７に照射され
る。ポリゴンミラー２０７は、レーザビームをｆθレン
ズ２５５を介して像担持体としての感光体ドラム２０１
上を走査するもので、図示してないポリゴンモータによ
り駆動され、矢印方向に高速回転する。

【００２５】光強度検出手段２６は、半導体レーザ２４
の光強度を検出するもので、検出した光強度に比例した
電流Ｉｍを出力する。光強度検出手段２６の出力電流Ｉ
ｍは、駆動電流制御手段３に入力され、駆動電流制御手
段３の他の入力には、画像信号Ｄを入力して制御電流信
号Ｉｃを生成する制御電流信号生成手段１の出力が入力
される。制御電流信号生成手段１は、定電流源２６２と
スイッチング手段２６１から構成されており、スイッチ
ング手段２６１は、画像信号Ｄに基づいて定電流源２６
２からの定電流をスイッチングして制御電流信号Ｉｃを
出力する。

【００２６】このような構成で、半導体レーザ２４から
出力されるレーザビームの光強度が変動すると、その変
動量は、光強度検出手段２６で検出され、その出力電流
Ｉｍとして駆動電流制御手段３に入力される。このと
き、制御電流信号Ｉｃと光強度検出手段２６の出力電流
Ｉｍとの差電流に応じて、駆動電流制御手段３の出力に
は、誤差ｅが発生する。この誤差ｅが零になるよう電流
駆動手段１２の駆動電流が制御される。つまり、半導体
レーザ２４の光強度変動が補償されるよう電流駆動手段
１２の駆動電流が制御されることになる。

【００２７】次に、図１の駆動電流制御手段３の基本構
成と、全体の動作について図３から図６を参照して説明
する。図１と対応する部分には、図１と同一符号を付し
ている。

【００２８】図３に於いて、３は、駆動電流制御手段と
しての誤差増幅器である。誤差増幅器３は、演算増幅器
４と補償増幅器５と、演算増幅器４の出力と補償増幅器
５の出力を加算する加算器６から構成されている。演算
増幅器４は、汎用の演算増幅器であるが、補償増幅器５
は、演算増幅器４の高周波特性を補償するためにハイ・
パス・フィルター特性を有し、演算増幅器４に並列に接
続されている。誤差増幅器３の反転入力端子には、制御
電流信号Ｉｃが入力され、誤差増幅器３の非反転入力端
子には、基準電圧Ｖref が入力されている。

【００２９】２６は、光強度検出手段としてのモニタ用
光検出器で、このモニタ用光検出器２６は、半導体レー
ザ２４のバックビームを検出するもので、モニタ用光検
出器２６と半導体レーザ２４とは、通常、一体化されて
いる。このモニタ用光検出器２６の出力電流Ｉｍは、誤
差増幅器３の反転入力端子に帰還されている。誤差増幅
器３の出力端子と反転入力端子の間にはコンデンサＣ
１、抵抗Ｒ１の直列回路からなる位相補償回路９が設け
られ、この位相補償回路９は、電流駆動手段１２からモ
ニタ用光検出器２６に至る帰還ループの遅延時間と、モ
ニタ用光検出器２６が有するロー・パス・フィルタ特性
とによって生じる位相遅れを補償して、駆動電流制御の
広帯域化を図る為に設けられている。

【００３０】このような構成に於いて図３に示す回路の
動作を説明する。初めに、画像信号Ｄから制御電流信号
Ｉｃを生成する制御電流信号生成手段１について説明す
る。

【００３１】図４は、モニタ用光検出器２６のレーザ光
出力に対するモニタ電流特性を示すグラフ図である。図
４から明かなようにモニタ用光検出器２６のモニタ電流
Ｉｍは、レーザ光出力Ｐに比例している。即ち、図４に
示すようにレーザ光出力ＰがＰｎの時のモニタ電流をＩ
ｍｎとすると、モニタ電流Ｉｍｎが一定になるよう制御
すればレーザ光出力Ｐｎも一定になる。そこで、制御電
流信号生成手段１内の定電流源２６２で設定される電流
値は、レーザ光出力ＰがＰｎの時のモニタ電流Ｉｍｎと
同一の電流値に設定される。

【００３２】スイッチング手段２６１は、図６（ａ）に
示すような画像形成すべき一ラインの画像に対応して入
力される図６（ｂ）に示すような画像信号Ｄに基づいて
定電流源２６２で設定された電流（モニタ電流Ｉｍｎと
同一電流値）をスイッチングして図６（ｃ）に示すよう
な制御電流信号Ｉｃを出力する。

【００３３】駆動電流制御手段としての誤差増幅器３
は、制御電流信号Ｉｃを入力すると、図５に示すような
特性を基にレーザ光出力ＰがＰｎとなるレーザ駆動電流
Ｉｄｎを流すよう電流駆動手段１２を制御する。

【００３４】ところで、半導体レーザ２４は、温度変動
等により、図５に示すレーザ駆動電流に対するレーザ光
出力特性が変動する。例えば、半導体レーザ２４の光出
力Ｐｎが（−ΔＰｎ）だけ変動（低い方に変動）したと
すると、その変動分は、モニタ用光検出器２６からモニ
タ電流Ｉｍの変動分として（−ΔＩｍ）が出力される。
このモニタ電流Ｉｍの変動分（−ΔＩｍ）は、位相補償
回路９からの帰還電流と加算されて全帰還電流Ｉｆとし
て、誤差増幅器３の反転入力端子に帰還される。このと
き、制御電流信号Ｉｃと帰還電流Ｉｆとの差電流、即ち
（−ΔＩｍ）に応じた誤差電圧（＋Ｖｅ）が誤差増幅器
３の出力に発生する。この誤差電圧＋Ｖｅが電流駆動手
段１２に駆動電流制御信号として与えられ、誤差電圧Ｖ
ｅが零となるように、つまり半導体レーザ２４の光強度
の変動が補償されるように電流駆動手段１６が制御され
る。

【００３５】このように、誤差増幅器（駆動電流制御手
段）３は、制御電流信号Ｉｃと光強度検出手段２６のモ
ニタ電流Ｉｍとが一致するように制御するため、半導体
レーザ２４からは、高精度の光出力が得られる。従っ
て、半導体レーザの変調動作と高精度のレーザ光強度安
定化動作の並行動作が可能となり、これにより、画像の
濃度安定化が図れ、高画質な画像が得られる。

【００３６】次に、本発明の画像形成装置の他の一実施
例について説明する。図７は、多値変調方式としてのパ
ルス幅変調方式の画像形成装置に組み込まれる半導体レ
ーザ制御回路のブロック図である。図７においては、図
１及び図３とは制御電流信号生成手段１の回路構成が異
なっているが、他の回路構成は、図１及び図３に示す回
路と同様であるのでその詳細な説明は、省略する。制御
電流信号生成手段１は、多値画像信号Ｄ０−７に応じて
パルス幅信号Ｖ１を発生するパルス幅変換手段２６３
と、このパルス幅信号Ｖ１に基づいて定電流源２６２か
らの定電流をスイッチングして駆動電流制御手段３に制
御電流信号Ｉｃを出力するスイッチング手段２６１から
構成されている。

【００３７】図８を参照してこの図７に示される回路の
動作を説明する。多値画像信号Ｄ０−７は、図８（ａ）
に示す形成されるべき１ライン画像に対して、例えば、
図８（ｂ）に示すように１ドット当たり８ビットの画像
信号で、この多値画像信号Ｄ０−７は、パルス幅変換手
段２６３により、図８（ｃ）に示すように８ビット画像
信号に応じた１ドット単位のパルス幅信号Ｖ１に変換さ
れる。スイッチング手段２６１は、このパルス幅信号Ｖ
１に基づいて定電流源２６２からの定電流をスイッチン
グして図８（ｄ）に示すように駆動電流制御手段３に制
御電流信号Ｉｃを出力する。従って、図８（ｅ）に示す
ように半導体レーザ２４からは光出力Ｐｎのレーザビー
ムが出力される。

【００３８】図７に示される回路においては、定電流源
２６２で設定される電流値は、図４に示す様に半導体レ
ーザ２４の光出力ＰがＰｎの時の光強度検出手段２６の
モニタ電流値Ｉｍｎと同一値に設定される。駆動電流制
御手段３は、前述したように制御電流信号Ｉｃと光強度
検出手段２６のモニタ電流Ｉｍとが一致するように制御
するため、半導体レーザ２４からは、制御電流信号Ｉｃ
と同じパルス幅で、かつ高精度の光出力が得られる。

【００３９】従って、半導体レーザのパルス幅変調動作
と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作が可能と
なり、これにより、中間調画像の各画像濃度の安定化が
計れ高画質な画像が得られる。

【００４０】次に、本発明の画像形成装置の更に他の一
実施例について説明する。図９は、パワー変調方式の画
像形成装置のブロック図で、パワー変調数が多い画像形
成装置に適している。図９においては、図１及び図３と
は制御電流信号生成手段１の回路構成が異なっている
が、他の回路構成は、図１及び図３に示す回路と同様で
あるのでその詳細な説明は、省略する。制御電流信号生
成手段１は、多値画像信号Ｄ０−７に応じてアナログ信
号Ｖ１を発生するデジタル−アナログ変換手段（Ｄ／Ａ
変換手段）２６４と、このアナログ信号Ｖ１に基づいて
駆動電流制御手段３に制御電流信号Ｉｃを出力する定電
流源２６２とから構成されている。

【００４１】図９に示す回路の動作を図１０を参照にし
て説明する。多値画像信号Ｄ０−７は、図１０（ａ）に
示す形成されるべき１ライン画像に対応して図１０
（ｂ）に示すように例えば、１ドット当たり８ビットの
画像信号で、この多値画像信号Ｄ０−７は、Ｄ／Ａ変換
手段２６４により、図１０（ｃ）に示すように８ビット
画像信号に比例した１ドット単位のアナログ信号Ｖ１に
変換される。定電流源２６２は、図１０（ｄ）に示すよ
うにこのアナログ信号Ｖ１に比例した電流を制御電流信
号Ｉｃとして駆動電流制御手段３に出力する。図１０
（ｅ）に示すように半導体レーザ２４からは、光出力Ｐ
のレーザビームが出力される。

【００４２】図９に示される回路においては、定電流源
２６２から出力される制御電流信号Ｉｃは次のように設
定される。まず、多値画像信号Ｄ０−７に対する半導体
レーザ２４の光出力特性をどう設定するかであるが、図
１１に示すように多値画像信号Ｄ０−７に比例したレー
ザ光出力Ｐを得る場合を例に説明する。光強度検出手段
２６のモニタ電流Ｉｍがレーザ光出力Ｐに比例すること
は前述したが、図１２のようにレーザ光出力ＰがＰＦＦ
Ｈの時のモニタ電流をＩｍＦＦＨとし、図１１のように
多値画像信号Ｄ０−７がＦＦＨの時のレーザ光出力Ｐを
ＰＦＦＨとすると、多値画像信号Ｄ０−７がＦＦＨの
時、定電流源２６２から出力される制御電流信号Ｉｃの
電流値をモニタ電流ＩｍＦＦＨと同一値にすれば良いこ
とがわかる。多値画像信号Ｄ０−７に対する制御電流信
号Ｉｃの設定値と、レーザ光出力Ｐの例が既に説明され
た図１０に示されている。

【００４３】このような制御電流信号Ｉｃを駆動電流制
御手段３に出力すると、駆動電流制御手段３は、前述し
たように制御電流信号Ｉｃと光強度検出手段２６のモニ
タ電流Ｉｍとが一致するように制御するため、半導体レ
ーザ２４からは、制御電流信号Ｉｃに比例した高精度の
光出力が得られる。

【００４４】従って、半導体レーザのパワー変調動作と
高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作が可能とな
り、これにより、中間調画像の各画像濃度の安定化が図
れ、高画質な画像が得られる。

【００４５】次に、本発明の画像形成装置の更にまた他
の一実施例について説明する。図１３は、パワー変調方
式の画像形成装置のブロック図で、前述した図９よりパ
ワー変調数が少ない画像形成装置に適している。

【００４６】図１３においては、図１及び図３とは制御
電流信号生成手段１の回路構成が異なっているが、他の
回路構成は、図１及び図３に示す回路と同様であるので
その詳細な説明は、省略する。制御電流信号生成手段１
は、多値画像信号Ｄ０−１に応じて複数の定電流源２６
２、２６５から出力される電流Ｉ０、Ｉ１をスイッチン
グするスイッチング手段２６１としてのアナログスイッ
チ２６６、２６７からなる。図１３の回路では、多値画
像信号Ｄ０−１の下位ビットＤ０に応じて定電流源２６
２から出力される電流Ｉ０をスイッチングし、多値画像
信号Ｄ０−１の上位ビットＤ１に応じて定電流源２６５
から出力される電流Ｉ１をスイッチングして、Ｉ０、Ｉ
１の加算電流を制御電流信号Ｉｃとして出力する。

【００４７】図１３に示す回路の動作を図１４を参照し
て説明する。多値画像信号Ｄ０−１は、図１４（ａ）に
示す形成されるべき画像に対して図１４（ｂ）に示すよ
うに例えば、１ドット当たり２ビットの画像信号で、多
値画像信号Ｄ０−１の下位ビットＤ０に応じて定電流源
２６２から出力される電流Ｉ０をスイッチングし、多値
画像信号Ｄ０−１の上位ビットＤ１に応じて定電流源２
６５から出力される電流Ｉ１をスイッチングして、Ｉ
０、Ｉ１の加算電流を駆動電流制御手段３に図１４
（ｃ）に示すように制御電流信号Ｉｃとして出力する。
これにより、図１４（ｄ）に示すように半導体レーザ２
４からは、光出力Ｐのレーザビームが出力される。

【００４８】図１３に示される回路においては、定電流
源２６２、２６５の電流値Ｉ０、Ｉ１は、次のように設
定される。パワー変調数を０を含め４とすると、多値画
像信号Ｄ０−１が３Ｈのとき、即ち（Ｉ０＋Ｉ１）のと
き、レーザ光出力Ｐが最大値Ｐ３Ｈとなるようにする。
レーザ光出力Ｐが最大値Ｐ３Ｈのときのモニタ電流値Ｉ
ｍをＩｍ３Ｈとすると、（Ｉ０＋Ｉ１＝Ｉｍ３Ｈ）とす
れば良い。これより、定電流源２６２、２６５の電流値
Ｉ０、Ｉ１はそれぞれ、Ｉ０＝Ｉｍ１Ｈ、Ｉ１＝Ｉｍ２
Ｈとなる。

【００４９】このような制御電流信号Ｉｃを駆動電流制
御手段３に出力すると、駆動電流制御手段３は、前述し
たように制御電流信号Ｉｃと光強度検出手段２６のモニ
タ電流Ｉｍとが一致するように制御するため、半導体レ
ーザ２４からは、制御電流信号Ｉｃに比例した高精度の
光出力が得られる。

【００５０】従って、半導体レーザのパワー変調動作と
高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作が可能とな
り、これにより、中間調画像の各画像濃度の安定化が計
れ高画質な画像が得られる。

【００５１】次に、本発明の画像形成装置のまた更に他
の一実施例について説明する。図１５は、パルス幅変調
とパワー変調を併用した画像形成装置のブロック図で、
この変調方式は、変調数が多くかつ高速な画像形成装置
に適している。

【００５２】図１５においては、図１及び図３とは制御
電流信号生成手段１の回路構成が異なっているが、他の
回路構成は、図１及び図３に示す回路と同様であるので
その詳細な説明は、省略する。制御電流信号生成手段１
は、多値画像信号Ｄ０−７の上位ｎビットの状態に応じ
てパルス幅信号を発生するパルス幅変換手段２６３と、
多値画像信号の下位ｍビットの状態に応じてアナログ信
号を発生するデジタル・アナログ変換手段（Ｄ／Ａ変換
手段）２６４と、アナログ信号に基づいた大きさの電流
を出力する定電流源２６２と、定電流源２６２から出力
される電流をパルス幅信号に基づいてスイッチングして
駆動電流制御手段３に制御電流信号Ｉｃを出力するスイ
ッチング手段２６１とから構成されている。

【００５３】図１５に示す回路の動作を図１６及び図１
７を参照して説明する。図１６は、多値画像信号の構成
を示すもので、多値画像信号は、例えば、１ドット当た
り８ビットの画像信号で、上位４ビットがパルス幅変調
データ、下位４ビットがパワー変調データとから成って
いる。

【００５４】ここで、多値画像信号として図１７（ａ）
に示すような形成されるべき画像に対応する図１７
（ｂ）に示すような多値画像信号Ｄ０−７が入力される
と、パルス幅変換手段２６３は、上位４ビットの状態に
応じて図１７（ｃ）に示すようなパルス幅信号Ｖ１を出
力する。また、Ｄ／Ａ変換手段２６４は、図１７（ｄ）
に示すように多値画像信号Ｄ０−７の下位４ビットの状
態に応じてアナログ信号Ｖ２を出力する。定電流源２６
２は、図１７（ｅ）に示すようにこのアナログ信号Ｖ２
に基づいた大きさの電流をスイッチング手段２６１に出
力する。従って、図８に示すように半導体レーザ２４か
らは光出力Ｐのレーザビームが出力される。

【００５５】図１５に示される回路においては、定電流
源２６２の電流値は、次のように設定される。アナログ
信号Ｖ２が最大値のとき、即ち多値画像信号Ｄ０−７の
下位４ビットがＦＨのとき、レーザ光出力Ｐが最大値Ｐ
ＦＨとなるようにすれば良いから、レーザ光出力ＰがＰ
ＦＨのときのモニタ電流値ＩｍＦＨを定電流源２６２の
最大電流と設定する。スイッチング手段２６１は、パル
ス幅変換手段２６３から出力されるパルス幅信号Ｖ１に
基づいて定電流源２６２から出力される電流をスイッチ
ングして制御電流信号Ｉｃとして駆動電流制御手段３に
出力する。

【００５６】このようなパルス幅信号とパワー信号が合
成された制御電流信号Ｉｃを駆動電流制御手段３に出力
すると、駆動電流制御手段３は前述したように制御電流
信号Ｉｃと光強度検出手段２６のモニタ電流Ｉｍとが一
致するように制御するため、半導体レーザ２４からは、
制御電流信号Ｉｃと同じパルス幅で、かつ制御電流信号
Ｉｃに比例した高精度の光出力が得られる。

【００５７】従って、半導体レーザのパルス幅変調動作
とパワー変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の
並行動作が可能となり、これにより、中間調画像の各画
像濃度の安定化が図れ、高画質な画像が得られる。

【００５８】尚、上記実施例では光強度検出手段２６と
して、半導体レーザ２４のバックビームを検出する光検
出器を用いて動作を説明したが、これに係わらず図１８
に示すように、半導体レーザ２４から出力されるレーザ
ビーム（フロントビーム）の一部を、複合プリズム２５
４で分離して、集光レンズ２５６を介して光強度検出手
段２６に照射するような構成にしても同様の効果が得ら
れる。

【００５９】また、多値画像信号は入力してレーザ多値
変調を行う本発明の画像形成装置において、効果として
中間調画像の各画像濃度の安定化を上げたが、これに拘
らず、線画の画質向上（スムージングとも言う）にも効
果がある。

【００６０】図１９及び図２０を参照して、線画の画質
向上、即ち、スムージングについて説明する。図１９
は、ラインが交差する画像を記録した例を示している。
図１９（ａ）は、通常の２値記録で描れた例を示し、ラ
インの交差した部分に太りが生じていることがわかる。
図１９（ｂ）は、線画の画質向上として、ラインの交差
する近傍の画素４箇所（図の斜線部）を通常よりも小さ
く記録するようにして、ラインの交差した部分の太りを
解消した例である。このように記録画素を通常よりも小
さくするには、次の方法がある。

【００６１】 （１）画素あたりのレーザ発光時間を通常よりも短くす
る。 （２）画素あたりのレーザ発光強度を通常よりも少なく
する。 （３）画素あたりのレーザ発光時間を通常よりも短くす
ると共にレーザ発光強度を通常よりも少なくする。

【００６２】（１）の画素あたりのレーザ発光時間を図
２０（ａ）に示されるような通常のレーザ発光時間より
も短くするには、図７の制御電流信号生成手段１を用い
て、図２０（ｂ）のような制御電流信号Ｉｃを生成し
て、駆動電流制御手段３に出力すれば実現できる。

【００６３】（２）の画素あたりのレーザ発光強度を図
２０（ａ）に示されるような通常のレーザ発光強度より
も少なくするには、図９又は、図１３の制御電流信号生
成手段１を用いて、図２０（ｃ）のような制御電流信号
Ｉｃを生成して、駆動電流制御手段３に出力すれば実現
できる。

【００６４】（３）の画素あたりのレーザ発光時間を図
２０（ａ）に示されるような通常のレーザ発光時間より
も短くすると共にレーザ発光光強度を図２０（ａ）に示
されるような通常のレーザ発光光強度よりも少なくする
には、図１５の制御電流信号生成手段１を用いて、図２
０（ｄ）のような制御電流信号Ｉｃを生成して、駆動電
流制御手段３に出力すれば実現できる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像信号を入力して制御電流信号を生成し、この制御電
流信号を駆動電流制御手段（誤差増幅手段）の入力に与
え、かつ半導体レーザの光強度を検出する光強度検出手
段の出力電流をその入力端子に負帰還することによっ
て、制御回路全体は等価的に、光強度検出手段の接合容
量等が帰還ループの外に出た、簡単な反転増幅器として
みなすことができるようになる。この結果、光強度検出
手段の接合容量に影響されることなく、半導体レーザの
変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作
が可能となり、これにより画像濃度の安定化が計れ高画
質な画像が得られる。

【００６６】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じてパルス幅信号を発生し、このパルス幅信号から制御
電流信号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制
御手段（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、半
導体レーザのパルス幅変調動作と高精度のレーザ光強度
安定化動作の並行動作が可能となり、これにより中間調
画像の各画像濃度の安定化や線画の画質向上が計れ高画
質な画像が得られる。

【００６７】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じてアナログ信号を発生し、このアナログ信号から制御
電流信号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制
御手段（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、パ
ワー変調数が多くなっても、パワー変調回路と、レーザ
光強度安定化回路と、レーザドライブ回路は各々１組で
済み、全体の回路規模も増加せず、半導体レーザのパワ
ー変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動
作が可能となり、これにより中間調画像の各画像濃度の
安定化や線画の画質向上が計れ高画質な画像が得られ
る。

【００６８】また、本発明によれば、多値画像信号に応
じて複数の電流をスイッチングして制御電流信号を生成
し、この制御電流信号を前記駆動電流制御手段（誤差増
幅手段）の入力に与える構成のため、パワー変調回路
と、レーザ光強度安定化回路と、レーザドライブ回路は
各々１組で済み、全体の回路規模も増加せず、半導体レ
ーザのパワー変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動
作の並行動作が可能となり、これにより中間調画像の各
画像濃度の安定化や線画の画質向上が計れ高画質な画像
が得られる。

【００６９】また、本発明によれば、多値画像信号の所
定ビットの状態に応じてパルス幅信号を発生し、所定ビ
ットを除くビットの状態に応じてアナログ信号を発生
し、パルス幅信号とアナログ信号に基づいて制御電流信
号を生成し、この制御電流信号を前記駆動電流制御手段
（誤差増幅手段）の入力に与える構成のため、パワー変
調数とパルス幅変調数が多くなっても、パワー変調回路
と、パルス幅変調回路と、レーザ光強度安定化回路と、
レーザドライブ回路は各々１組で済み、全体の回路規模
も増加せず、半導体レーザのパルス幅変調動作とパワー
変調動作と高精度のレーザ光強度安定化動作の並行動作
が可能となり、これにより中間調画像の各画像濃度の安
定化や線画の画質向上が図れ、高画質な画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる画像形成装置に組み
込まれる半導体レーザ制御回路のブロック図である。

【図２】図１の半導体レーザ制御回路が組み込まれる画
像形成装置の概略を示す断面図である。

【図３】図１に示される駆動電流制御手段の基本構成を
示すブロック図である。

【図４】図３に示されるモニタ用光検出器のレーザ光出
力に対するモニタ電流特性を示すグラフである。

【図５】図１及び図３に示される半導体レーザの駆動電
流に対する光出力特性を示すグラフである。

【図６】図１に示される回路の動作を説明する為の信号
波形図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る画像形成装置に組み
込まれる半導体レーザ制御回路のブロック図である。

【図８】図７に示す回路の動作を説明する為の信号波形
図である。

【図９】本発明のまた他の実施例に係る画像形成装置に
組み込まれる半導体レーザ制御回路のブロック図であ
る。

【図１０】図８に示す回路の動作を説明する為の信号波
形図である。

【図１１】図８に示される回路に入力される多値画像信
号とレーザ光出力特性の例を示すグラフである。

【図１２】図８に示されるモニタ用光検出器のレーザ光
出力に対するモニタ電流特性を示すグラフである。

【図１３】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置
に組み込まれる半導体レーザ制御回路のブロック図であ
る。

【図１４】図１３に示される回路の動作を説明する為の
信号波形図である。

【図１５】本発明の更にまた他の実施例に係る画像形成
装置に組み込まれる半導体レーザ制御回路のブロック図
である。

【図１６】図１５に示される回路に入力される多値画像
信号の構成を示す図である。

【図１７】図１５に示される回路の動作を説明する為の
信号波形図である。

【図１８】光強度検出手段が異なる他の実施例に係る画
像形成装置に組み込まれる半導体レーザ制御回路のブロ
ック図である。

【図１９】線画の画質向上を説明する為の説明図であ
る。

【図２０】図１９に示すような線画の画質向上を実現す
る為の信号波形を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１…制御電流信号生成手段 ３…駆動電流制御手段（誤差増幅手段） ４…演算増幅器 ５…補償増幅器 ６…加算器 ９…位相補償手段 １２…電流駆動手段 ２４…半導体レーザ ２６…光強度検出手段（モニタ用光検出器） ２０１…像担持体（感光体ドラム） ２０７…ポリゴンミラー ２５３…コリメータレンズ ２５４…複合プリズム ２５５…ｆθレンズ ２５６…集光レンズ ２６１…スイッチング手段 ２６２、２６５…定電流源 ２６３…パルス幅変換手段 ２６４…デジタル・アナログ変換手段（Ｄ／Ａ変換手
段） ２６６、２６７…アナログスイッチ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザビームを発生する発生手段と、 このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
   に画像を形成する光学手段と、 前記発生手段を変調された駆動電流で駆動して変調され
   たレーザビームを発生させる電流駆動手段と、 前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
   強度検出手段と、 入力される画像信号に応じて変調された制御電流信号を
   生成する制御電流信号生成手段と、 前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
   とが一致するよう前記駆動手段から出力される駆動電流
   を制御する駆動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】レーザビームを発生する発生手段と、 このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
   に画像を形成する光学手段と、 前記発生手段をパルス幅変調された駆動電流で駆動して
   変調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段と、 前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
   強度検出手段と、 入力される多値画像信号に応じてパルス幅変調されたパ
   ルス幅信号を発生し、このパルス幅信号から制御電流信
   号を生成する制御電流信号生成手段と、 前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
   とが一致するよう前記駆動手段から出力される駆動電流
   を制御する駆動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】レーザビームを発生する発生手段と、 このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
   に画像を形成する光学手段と、 前記発生手段をパワー変調された駆動電流で駆動して変
   調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段と、 前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
   強度検出手段と、 入力される多値画像信号に応じてパワー変調されたアナ
   ログ信号を発生し、このアナログ信号から制御電流信号
   を生成する制御電流信号生成手段と、 前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
   とが一致するよう前記駆動手段から出力される駆動電流
   を制御する駆動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】レーザビームを発生する発生手段と、 このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
   に画像を形成する光学手段と、 前記発生手段をパワー変調された駆動電流で駆動して変
   調されたレーザビームを発生させる電流駆動手段と、 前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
   強度検出手段と、 入力される多値画像信号に応じて複数の電流をスイッチ
   ングしてパワー変調された制御電流信号を生成する制御
   電流信号生成手段と、 前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
   とが一致するよう前記駆動手段の駆動電流を制御する駆
   動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】レーザビームを発生する発生手段と、 このレーザビームで前記像担持体を走査して像担持体上
   に画像を形成する光学手段と、 前記発生手段をパルス幅及びパワー変調された駆動電流
   で駆動して変調されたレーザビームを発生させる電流駆
   動手段と、 前記発生手段の光強度を検出して検出電流を発生する光
   強度検出手段と、 入力される多値画像信号の所定ビットの状態に応じてパ
   ルス幅信号を発生し、 前記多値画像信号の前記所定ビットを除くビットの状態
   に応じてアナログ信号を発生し、前記パルス幅信号と前
   記アナログ信号に基づいて制御電流信号を生成する制御
   電流信号生成手段と、 前記光強度検出手段からの検出電流と前記制御電流信号
   とが一致するよう前記駆動手段の駆動電流を制御する駆
   動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】前記駆動制御手段は、前記光強度検出手段
   の出力電流と前記制御電流信号との誤差を増幅する誤差
   増幅手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項５
   までのいずれかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】前記誤差増幅手段は、前記誤差増幅手段の
   出力と入力との間に設けられて位相遅れを補償するため
   に補償電流を前記誤差増幅手段の入力に負帰還する位相
   補償手段を有することを特徴とする請求項６記載の画像
   形成装置。
8. 【請求項８】前記光強度検出手段は、前記発生手段から
   前記像担持体に向けて発生されるレーザビームとは異な
   るレーザビームを検出する検出手段を有することを特徴
   とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画
   像形成装置。
9. 【請求項９】前記光強度検出手段は、前記発生手段から
   前記像担持体に向けて発生されるレーザビームを検出す
   る検出手段を有することを特徴とする請求項１から請求
   項５までのいずれかに記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記制御電流信号生成手段は、２値記録
    のための２値画像信号を前記制御電流信号生成手段に入
    力することにより、２値記録を行うことを特徴とする請
    求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像形成装
    置。
11. 【請求項１１】前記制御電流信号生成手段は、中間調を
    含む記録の為の多値画像信号を前記制御電流信号生成手
    段に入力することにより、中間調を含む記録を行うこと
    を特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の
    画像形成装置。
12. 【請求項１２】前記制御電流信号生成手段は、スムージ
    ングの記録の為の多値画像信号を前記制御電流信号生成
    手段に入力することにより、スムージング記録を行うこ
    とを特徴とする請求項２から請求項５記載のいずれかに
    記載の画像形成装置。