JPH07314775A - 発光光量の調整装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ素子の光エネルギーのばらつきを所定
範囲に短時間かつ正確に収束させる。 【構成】 レーザ鏡筒７３に取り付けられたレーザユニ
ット７１における半導体レーザの発光パワーを、ＡＰＣ
動作によってパワーを安定化させた後、パルス幅変調信
号の最小パルス幅データによって半導体レーザを変調駆
動させる。そして、そのフロントビームを光パワーメー
タ７４によって受け、その出力が、レーザトリミング装
置７５にあらかじめ設定してある標準設定パワー基準値
となるよう、パルス幅変調信号生成部での最小パルス幅
可変調整のためのトリマブル抵抗値の面積切断を行な
う。同様にして、パルス幅変調信号の最大パルス幅デー
タによる光量調整を、パルス幅変調信号生成部での最大
パルス幅可変調のためのトリマブル抵抗値の面積切断を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に電子写真式レーザ
プリンタ、あるいは複写機に使用される半導体レーザの
発光光量の調整装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に電子写真方式を用いたカラー
ページプリンタは、その高品質、多階調、高速印字の点
から注目されてきている。そして、フルカラーレーザペ
ージプリンタの場合、感光体上にレーザビームを主走査
方向に走査して第１の現像を行なった後、得られた潜像
を転写担持体上の記録紙に転写する工程を、一般には４
回繰り返して多色画像の記録を行なう。ここで、４つの
工程とは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｋ（黒）の各色トナーに対応した記録工程を意味
している。

【０００３】このようなカラーページプリンタは、現状
の電子写真プロセス技術、トナー径の大きさ等から、写
真等の自然画像と文字画像それぞれの印字品質を高める
ために、それぞれに対して異なる印字を行なっている。
すなわち、文字画像に対しては、解像度を重視した４０
０〜６００ＤＰＩ(dots per inch)で印字し、自然画像
に対しては、階調を重視して主走査方向にＮ画素まとめ
た、（４００〜６００）／Ｎ線数の画素で印字するのが
一般的である。

【０００４】また、近年は、ホストコンピュータからの
中間調画像データを、２値化（例えば、ディザ方式等）
しない各画素８ビット単位の多値画像データとして受信
し、各画素毎にパルス幅変調により多値印字出力するプ
リンタが実用化されている。上記のようなカラープリン
タの光源ユニットとしては、半導体レーザからの発散光
束を平行光束に変換するコリメータレンズを具備した半
導体レーザユニットが多用されている。この半導体レー
ザからのレーザ出射光は、走査手段及び結像手段を経
て、感光体に静電潜像を形成し、それを記録紙に転写す
ることにより画像印字を得ている。半導体レーザユニッ
トは、通常、カラーページプリンタのスキャナ部に装着
される。

【０００５】プリンタでのプリント動作で一定濃度印字
を表現させるためには、半導体レーザの出射パワーを常
に標準設定パワーに制御することが必要になる。そのた
めに、従来より、図１５に示すようなフィードバック制
御ループを形成し、光量制御（ＡＰＣ）を行なってい
る。 すなわち、半導体レーザ１３７´の発光量に比例
するバックビームをモニタ用フォトダイオード１３８´
で受光し、そのモニタ出力値Ｓ１３８を、信号比較器１
３０´にて基準値Ｖｔと比較して、両者の値が一致する
ように半導体レーザ１３７´の駆動電流を調整する。

【０００６】しかし、半導体レーザ１３７´の出射パワ
ーとモニタ用フォトダイオード１３８´の光量検出値Ｓ
１３８の相互関係は、半導体レーザ１３７´の発散角の
ばらつき、モニタ用フォトダイオード１３８´と半導体
レーザ１３７´の相対配置バランス及び感度ばらつき、
コリメータレンズ等の走査光学系効率のばらつき、半導
体レーザ１３７´の入力駆動データに対する発光量のリ
ニアリティのばらつき、半導体レーザ１３７´を構成す
るチップ内部の動作比抵抗及びその駆動回路のパターン
インピーダンスの不整合による発光量の過渡特性のばら
つき等の様々な要因により、半導体レーザユニットを含
めた走査光学系のばらつきは、無視できない程度の大き
さを有している。

【０００７】そして、上記のようなばらつきがあると、
ホストコンピュータからの入力データに対して、プリン
タ側で所定の出射パワーを感光体上で得られない。その
結果、半導体レーザユニット毎に印字濃度が異なった
り、パルス幅変調データに応じた階調が十分に得られな
くなる。そこで、ＡＰＣ動作のために、半導体レーザ１
３７´のフロントビームの出射パワーを、レーザ光量の
最終照射位置である感光体取り付け相当位置で、光パワ
ーメータによって測定しながら、レーザ駆動回路１３４
´の駆動電流量を調整し、同時にレーザの出射パワーが
標準設定パワーとなるようにモニタ検出値の増幅利得を
調整しながら、モニタ検出値Ｓ１３８が基準値Ｖｔと同
じになるように補正調整している。

【０００８】さらに、パルス幅変調動作の場合のために
は、ＡＰＣ動作と同様に半導体レーザ１３７´のフロン
トビームの出射パワーを、レーザ光量の最終照射位置で
ある感光体取り付け相当位置で光パワーメータによって
測定しながら、不図示のパルス幅変調発生回路部から発
生される最小パルス幅及び最大パルス幅それぞれの変調
信号によるレーザ発光パワーが、基準値Ｖｐ（ｍｉｎ）
とＶｐ（ｍａｘ）となるように信号パルス幅を補正調整
している。

【０００９】また、上記カラーページプリンタでは、文
字画像と自然画像でそれぞれ最適な線数が異なるので、
パルス幅調整に関しては、線数ごとに最小パルス幅及び
最大パルス幅がそれぞれ調整される。図１６，図１７
は、パルス幅調整と感光体表面エネルギーとの関係を説
明するための図である。図１６の（１）にて示されるパ
ルス波形は、レーザ光エネルギーを目標値とするレーザ
発光理想応答波形であり、（２）は、最小パルス幅変調
信号（ホストコントローラからのデータが”００ｈ”）
に対する光量エネルギー不足時のレーザ出射光量とパル
ス幅調整との関係を示す図である。また、（３）は、光
量エネルギー過大時のレーザ出射光量とパルス幅調整と
の関係を示す。なお、図１７は、図１６に示す（１）〜
（３）相互の関係をグラフ化したものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような多値階調再生のために、パルス幅変調信号のパル
ス幅を、調整用ボリュームの回転により可変させて、感
光体の相当位置で光パワーメータにて、光積分エネルギ
ーーが所定値になるように半導体レーザのビームパワー
を微調整する方法では、以下のような問題が生じる。す
なわち、 （１）パルス幅調整部について、例えば、図１８，図１
９に示すように、三角波発生手段５７´からの三角波
と、ホストコンピュータからのデータのＤＡ変換値とを
比較器５５´にて比較してパルス幅変調信号を生成する
場合、”００ｈ”データ設定時のＤＡ変換出力値はない
ので、三角波発生手段５７´のオフセット調整により最
小パルス幅を可変調整し、また、”ＦＦｈ”データ設定
時のＤＡ変換出力電圧値を変えて最大パルス幅を調整す
る。

【００１１】このような場合、上記の２箇所の調整部を
ボリュームにより構成し、さらに、文字画像と自然画像
それぞれに最適な調整が必要となるので、結局、パルス
幅変調関連で計４箇所のボリューム調整箇所が存在す
る。さらに、ボリュームによる調整では、その調整後に
機械的な振動等によって調整位置が変動しないように、
ボリュームそのものをペイントロックする必要がある。

【００１２】（２）パワー調整の自動化が難しく、パル
ス幅変調関連の各調整が４箇所あるので、調整時間がか
かる。特に、ＡＰＣ調整は、レーザを直流的に発光させ
て調整するのに対して、パルス幅調整は、レーザに入力
する最小及び最大パルス幅信号で交流的に発光させた状
態で調整するので、光パワーメータの光積分エネルギー
の検出値も小さく、かつ微妙で、ジッタ等に対しても厳
密であるため、調整に時間がかかる。

【００１３】（３）ボリューム調整の容易性から、ボリ
ュームの可変範囲をせばめることが考えられるが、レー
ザチップを複数メーカのものを共通に使用してパルス幅
調整部のコストを下げようとする場合、それらのメーカ
によりレーザ特性にばらつきがあり、しかも、同一メー
カのレーザチップでも製造ロットによるばらつきがあ
る。そして、感光体までの走査光学系のばらつき等も考
慮に入れると、実際には、ボリュームの可変範囲をそれ
程狭められない。

【００１４】そのため、多回転ボリュームや調整箇所毎
に粗調用、微調用各２個のボリュームを使用する（この
場合、上記の例では、ボリューム数が８個になる）こと
等が考えられるが、装置のコストが高くつく結果とな
る。 （４）半導体レーザの光過渡応答（オーバーシュート、
アンダーシュート等のリンギング）特性のばらつきは、
レーザの発光期間Ｔが、立ち上がり時間ｔr及び立ち下
がり時間ｔfに比較して十分長い場合には、感光体相当
位置で得られる光エネルギーの誤差は無視できる程度で
あり、問題とならない。

【００１５】しかし、パルス幅変調信号、特に最小パル
ス幅データに対しては、レーザの発光期間Ｔがｔr，ｔf
に比較して無視できない程短くなってくるので、感光体
相当位置で得られる光エネルギーの誤差は無視できなく
なる。なお、この場合、パルス幅調整によりレーザの発
光時間を可変にして光エネルギー量を調整することによ
り、例えば、図１６に示すように、ある程度ばらつきを
吸収できるが、十分ではない。また、図２０は、パルス
幅変調信号と半導体レーザの応答波形、及び感光体上の
光エネルギーとの関係を説明する図である。

【００１６】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、レーザ発光素子の光応
答特性に応じて、レーザビーム過渡応答の違いによる光
エネルギーのばらつきを所定範囲に短時間かつ正確に収
束させることができる発光光量の調整装置及びその方法
を提供することである。本発明の他の目的は、レーザ素
子の動作抵抗のばらつきやレーザ駆動回路パターンの影
響等による伝送特性を補正し、レーザ素子の過渡応答特
性を改善できる発光光量の調整装置及びその方法を提供
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】及び

【作用】上記の目的を達成するため、請求項１に記載の
発明は、発光素子を所定の駆動状態に維持する手段と、
所定の素子の抵抗値に従い、前記発光素子の発光期間を
制御する制御手段と、前記制御手段にて制御された前記
発光素子の発光光量を基準値と比較する手段と、前記比
較結果をもとに、前記駆動状態にある発光素子の発光光
量が所定値となるように前記抵抗値を調整する調整手段
とを備える。

【００１８】また、請求項５に記載の発明では、前記調
整手段は、さらに、前記発光素子の光応答の過渡特性を
補正するよう制御する補正手段を備える。請求項７に記
載の発明は、さらに、抵抗値がトリミングにて調整され
るトリマブル抵抗を含んで構成される、前記発光素子を
所定の駆動状態に維持するように制御する帰還制御手段
を備え、該帰還制御手段は、前記調整手段による前記抵
抗値の調整の前段階で、該トリマブル抵抗の抵抗値を調
整して当該帰還制御の増幅利得を調整する。

【００１９】上記の構成において、半導体レーザ素子の
ばらつき、半導体レーザの発光モニタ負帰還系の感度誤
差等に起因する、発光パワーのばらつき補正調整を短時
間で精度よく行なうよう機能する。

【００２０】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る好
適な実施例を詳細に説明する。 ［第１実施例］図１は、本発明の第１の実施例に係るカ
ラーレーザプリンタの概略構成を示すブロック図であ
る。同図は、ホストコンピュータ１とカラーレーザプリ
ンタ（以下、単にプリンタという）２との接続を示す。
ここで、プリンタ２は、プリンタコントローラ３とプリ
ンタエンジン４から構成されている。

【００２１】プリンタ２は、外部機器であるホストコン
ピュータ１から所定のアプリケーションソフトで作成さ
れた画像情報を受信し、プリンタコントローラ３で、実
際に印字する画像データに展開して、画像データ（／Ｖ
ＤＯ０〜／ＶＤＯ７）をプリンタエンジン４に送出して
記録する。なお、本実施例では、プリンタ２は、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック
（Ｋ）の面順次で送られてきた画像データを記録し、フ
ルカラーの画像を印字するものとする。

【００２２】図２は、本実施例に係るプリンタの動作シ
ーケンス図である。同図に示すように、プリンタコント
ローラ３は、１ページ分の画像データを送出する準備が
完了すると、プリント開始指示信号／ＰＲＩＮＴをプリ
ンタエンジン４に送出する。なお、以下の説明で、信号
名に付された符号／は、その信号がlow activeであるこ
とを意味する。

【００２３】プリンタエンジン４は、この／ＰＲＩＮＴ
信号に応答してプリント動作のための準備を開始する。
そして、プリント可能な状態になると、プリンタエンジ
ン４は、Ｍ色に対するページ同期信号／ＴＯＰを送出
し、合わせて、主走査方向の同期信号／ＬＳＹＮＣを送
出する。プリンタコントローラ３は、これらの信号に応
答してＭ色に対する画像データ（／ＶＤＯ０〜／ＶＤＯ
７）とともに、解像度重視の印字にするか、あるいは階
調を重視した印字にするかを指定する１ビットの属性指
定信号／ＩＭＣＨＲを、データ転送クロック／ＶＣＬＫ
に同期させてプリンタエンジン４に送出する。このよう
にして、Ｍ色のデータの送出が完了すると、プリンタコ
ントローラ３は、引き続きＣ色、Ｙ色、Ｋ色について、
順次、Ｍ色と同様の動作シーケンスを実行して、フルカ
ラー画像を形成する。

【００２４】図３は、プリンタコントローラ３内部の概
略構成を示すブロック図である。同図に示すように、ホ
ストコンピュータ１からの画像データは、インターフェ
イス（Ｉ／Ｆ）部３１を経て、画像展開部３２で、実際
に印字する画像データに展開され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各８ビ
ット画像データは、次段の多値メモリ３３でバッファリ
ングされる。

【００２５】さらに、ＲＧＢ画像データ（各８ビット）
は、色変換回路３４でエンジンの色再現性に合わせてマ
スキング及び下色除去（ＵＣＲ）処理がなされる。そし
て、ＹＭＣＫの色系に変換された後、／ＴＯＰ信号に同
期してプリンタエンジン４に送出される。また、画像展
開部３２では、受信した画像データを解析し、解像度を
重視するか、あるいは階調を重視する画像データである
かを判定して、その結果を１ビットの属性指定信号／Ｉ
ＭＣＨＲとしてプリンタエンジン４に送出する。

【００２６】図４は、プリンタエンジン４内にて多値信
号処理を行なう画像処理部５の概略構成を示すブロック
図である。同図に示す画像処理部では、プリンタコント
ローラ３から送出される画像データ（／ＶＤＯ０〜／Ｖ
ＤＯ７）が、ラインメモリであるＦＩＦＯ５１に書き込
まれる。そして、書き込まれたデータは、制御クロック
生成部５２にて発生されるクロックＰＣＬＫの立ち上が
りに同期して読み出され、次段のガンマ変換部５３に入
力される。

【００２７】ここで、ガンマ変換部５３は、ＲＡＭやＲ
ＯＭで構成されるルックアップテーブルであり、ＦＩＦ
Ｏ５１から読み出された画像データは、ガンマ変換部５
３のアドレス（Ａ０〜Ａ７）端子に入力される。また、
／ＩＭＣＨＲ信号は、ガンマ変換部５３のアドレスＡ８
端子に入力され、さらに、２ビットの色指定信号ＣＯＬ
ＯＲがアドレス（Ａ９〜Ａ１０）に入力される。そし
て、このガンマ変換部５３内には、文字印字用６００線
のＭＣＹＫ各色のガンマ変換データと、自然画像用３０
０線のＭＣＹＫ各色のガンマ変換データが格納されてい
る。

【００２８】上記のアドレス端子に入力された信号の
内、／ＩＭＣＨＲ信号にて６００線と３００線のいずれ
かが選択され、色指定ＣＯＬＯＲ信号により、／ＴＯＰ
信号のタイミングに同期してＭＣＹＫの順に上記テーブ
ルが切り替えられ、選択される。次に、ガンマ変換部５
３から出力される８ビットデータは、Ｄ／Ａ変換器５４
でアナログ信号に変換され、次段のコンパレータ５５，
５６の反転入力端子（−端子）に入力される。一方、コ
ンパレータ５５，５６の非反転入力端子（＋端子）に
は、三角波発生部５７，５８より発生される各三角波
が、それぞれ入力される。

【００２９】ここで、図５に示すパルス幅信号生成のタ
イミングチャートから分かるように、三角波発生部５７
は、ＰＣＬＫを積分回路により三角波ＴＲＩ−１に変換
して出力し、また、三角波発生部５８は、ＰＣＬＫを２
分周した（１／２）ＰＣＬＫを積分回路により三角波Ｔ
ＲＩ−２に変換して出力する。また、コンパレータ５
５，５６は、上記各三角波のレベルが、Ｄ／Ａ変換器５
４からの出力レベルを超える区間のみ、その出力が論理
１のレベルとなるようにパルス幅変調された信号ＣＰ
１，ＣＰ２をそれぞれ出力する。

【００３０】これにより、コンパレータ５５からは、６
００線で中央部からパルスが成長するパルス幅信号ＣＰ
１が、セレクタ５９の一方の端子に印加され、また、コ
ンパレータ５６からは、３００線で中央部からパルスが
成長するパルス幅信号ＣＰ２が、セレクタ５９の他方の
端子に入力される。このセレクタ５９には、上記の１ビ
ットの属性指定信号／ＩＭＣＨＲが入力され、その出力
は、次段の印字部６（図１参照）内のレーザ駆動部に出
力される。

【００３１】図６は、本実施例に係るプリンタでのレー
ザビームの走査光学系を示す図である。同図において、
レーザビームの走査光学系を構成する半導体レーザ１３
７は、レーザ駆動部１３４から入力される画像信号に応
じて光変調される。そして、半導体レーザ１３７から出
射されたレーザビームは、コリメータレンズ６２及びシ
リンドリカルレンズ６３を経て、回転多面体（ポリゴン
ミラー）６４により偏向される。

【００３２】このように偏向されたレーザビームは、球
面レンズ６５及びトーリックレンズ６６にて構成される
Ｆ−θレンズで結像され、反射ミラー６７にてビーム光
路が変えられて感光体６８上にビーム照射が行なわれ
る。そして、このビームは、感光体６８上を一定速度か
つ所定タイミングにて、主走査方向ａ、副走査方向ｂに
順次走査され、静電潜像が形成される。

【００３３】なお、レーザビームの一部は、水平同期ミ
ラー６９で反射され、オプチカルファイバ７０にて検出
されることで、レーザビームの主走査のタイミングを決
定するＢＤ同期信号が生成される。この信号が、本プリ
ンタにおける各タイミングの基準信号となる。次に、本
実施例におけるパルス幅トリミング調整について説明す
る。

【００３４】図７は、本実施例におけるパルス幅トリミ
ング調整を行なうための装置構成を示す図である。同図
に示すように、本装置は、半導体レーザ、コリメータレ
ンズ、レーザ駆動回路、パルス幅変調信号生成部を一体
化したレーザユニット７１、上述のプリンタコントロー
ラ３の機能を実現するパルス幅調整信号発生部７２及び
電源装置７７、半導体レーザの裏面反射成分の影響を避
けるためのレーザ鏡筒（遮光箱）７３、光パワーメータ
７４、そして、レーザトリミング装置７５にて構成され
る。

【００３５】パルス幅変調信号生成部内のパルス幅の可
変調整ボリューム部（不図示であるが、図１８のボリュ
ームに相当する）は、トリマブル抵抗、または厚膜印刷
抵抗で構成されている。また、レーザトリミング装置７
５内部には、６００線、及び３００線モードそれぞれの
状態における最小及び最大パルス幅データに対する４種
類の標準設定パワー基準値があらかじめ設定されてい
る。なお、光パワーメータ７４の出力が、光電変換され
た電圧値なので、これらの基準値も電圧とする。

【００３６】さらに、ステータス信号／ＲＤＹ，／Ｓ０
〜／Ｓ６は、レーザトリミング装置７５に対して送られ
るパルス幅調整信号発生部７２の状態を示す信号であ
る。また、制御信号／Ｃ０〜／Ｃ５は、レーザトリミン
グ装置７５からパルス幅調整信号発生部７２に対して送
信される、パルス幅調整のための信号発生制御を行なう
信号である。

【００３７】その他、レーザユニット７１においては、
ＡＰＣ制御動作のためのレーザパワーの調整が既に終了
しているものとする。図８は、図７に示す構成をとるパ
ルス幅トリミング調整装置における調整手順を示すフロ
ーチャートである。また、図９は、パルス幅トリミング
調整装置におけるソフトウエアの状態遷移図である。

【００３８】図８において、ステップＳ１〜Ｓ１９にお
ける設定１〜設定４が、パルス幅可変レーザトリミング
調整工程であり、図中の「前設定」とは、通常のプリン
タ動作の場合と同様のＡＰＣ制御に相当し、トリミング
調整のためにレーザ鏡筒７３に取り付けられたレーザユ
ニット７１における半導体レーザの発光パワーを、設定
標準値に保持させる。

【００３９】そして、ステップＳ２０〜Ｓ２２における
設定５では、上記の調整終了後に、レーザの発光をオフ
等させる後工程である。なお、上記の設定１〜設定４で
の各動作は、目標とする光量収束値が異なるだけで、調
整動作シーケンスとしては同じ動作を繰り返す。すなわ
ち、レーザ鏡筒７３に取り付けられたレーザユニット７
１における半導体レーザの発光パワーを、パルス幅変調
信号のパルス幅に調整する前に、ＡＰＣ動作によってパ
ワーを安定化させた後、設定１の工程で、最初に６００
線モードにおける最小パルス幅データによって半導体レ
ーザを変調駆動させる。そして、そのフロントビーム
（コリメータレンズ６２、レーザ鏡筒７３を経た光出
力）を光パワーメータ７４によって受け、その出力が、
レーザトリミング装置７５にあらかじめ設定してある標
準設定パワー基準値となるよう、パルス幅変調信号生成
部でのパルス幅可変調整のための抵抗値の面積切断を行
なう。

【００４０】ここで、トリミングにより抵抗面積を切断
すると抵抗値が大きくなるので、このことを考慮に入れ
て、本実施例では、図１８に示すような抵抗Ｒ１または
Ｒ２のいずれかの抵抗値をトリミングにより増加させ
て、パルス幅を増減させる。設定１と同様のシーケンス
により、設定２〜設定４では、６００線の最大パルス
幅、３００線の最小及び最大パルス幅データにより半導
体レーザを変調駆動させて、光パワーメータ７４の出力
が、レーザトリミング装置７５にあらかじめ設定してあ
る各標準設定パワー基準値となるように、パルス幅変調
信号生成部のパルス幅可変調整のための抵抗値の面積切
断をする。

【００４１】以上説明したように、本実施例によれば、
半導体レーザの発光パワーが、あらかじめ設定してある
基準値となるように、パルス幅変調信号生成部でのパル
ス幅可変調整用抵抗の抵抗値をトリミングすることで、
半導体レーザ素子のばらつき、半導体レーザの発光モニ
タ負帰還系の感度誤差等に起因する、発光パワーのばら
つき補正調整を短時間で精度よく行なうことができ、調
整後に振動等で調整箇所が変動する心配もないという効
果がある。

【００４２】また、発光パワーのばらつき補正に使用す
る部品が安価であり、補正調整も自動化が可能である。 ［第２実施例］以下、本発明に係る第２の実施例につい
て説明する。図１０は、本発明の第２の実施例に係るカ
ラーレーザプリンタの半導体レーザユニットのレーザ駆
動回路の構成を示す図である。同図において、定電流回
路１０４‐２は、周囲温度の変化により、レーザがＩＬ
特性を変動することに追従して、前述のＡＰＣによりレ
ーザの出射パワーが所定の標準設定値となるように補正
するために、信号Ｓ１３５‐２に応じた電流をレーザに
流すための電流源である。また、トランジスタＱ１０
２，Ｑ１０３は、差動動作にてレーザをスイッチングす
る変調回路の構成となっており、画像信号Ｓ１３４‐２
に応じて、バッファ１０１‐２でコンプリメンタリな信
号Ｓ０＊，Ｓ０を作成し、それをトランジスタＱ１０
２，Ｑ１０３の各ベース端子に入力する。

【００４３】ここで、Ｓ０＞Ｓ０＊の場合には、定電流
回路１０４‐２で設定されている電流はトランジスタＱ
１０３側の経路を流れるので、レーザＬＤ（１３７‐
２）が発光状態になる。しかし、Ｓ０＜Ｓ０＊の場合に
は、定電流回路１０４‐２で設定されている電流はトラ
ンジスタＱ１０２側の経路を流れるので、レーザ１３７
‐２は非発光状態になる。このように、本レーザ駆動回
路では、信号Ｓ０，Ｓ０＊の状態によってレーザがＯＮ
／ＯＦＦ変調される。

【００４４】図１０に示すような回路構成では、一般的
にレーザＬＤに対して、その電源Ｖｃｃ側を含む両端
に、抵抗Ｒ４とコンデンサＣの直列回路が並列に接続さ
れる。この回路の目的は、レーザＬＤの動作抵抗ｒｓ、
当該変調回路とレーザ素子間のパターンの影響により、
レーザ発光の過渡特性が、図２０に示す半導体レーザの
応答波形の内、レーザ実際応答波形の例１、例２のよう
に、レーザユニットごとにばらつくので、上記コンデン
サＣ、及び抵抗Ｒ４の並列回路にて構成されるスナバ回
路を付加して、その特性の補正を行なっている。

【００４５】上記回路の付加により、ある程度、過渡特
性は補正されるが、定数が固定値であれば完全な補正は
不可能であり、また、装置の量産時には、ある程度のば
らつきを許容しなくてはならない。しかし、従来の２値
プリンタでは、上述のような誤差を許容できても、多値
パルス幅変調レーザの発光期間が短い場合には許容幅が
小さく、より正確な補正をしないと、最小パルス幅デー
タ駆動時に所定の光エネルギーを得られなくなる。

【００４６】そのために、上記第１実施例のように、レ
ーザユニット７１毎にレーザトリミングによりパルス幅
の調整を行なう前に、上記のスナバ回路を構成する抵抗
をレーザトリミングにより切断し、レーザ発光の過渡応
答特性をユニット毎に調整する。なお、図１１に示すよ
うに、抵抗体としてのトリマブル抵抗または厚膜抵抗
を、トリミングにより、カットのターンポイントを’
Ｔ’とするＬ字型カットにより、カット量により抵抗値
の変化幅を変える手法は公知となっている。このような
観点から、本実施例では、図１２に示すように、トリミ
ングのカットポイントを少なくとも一つの任意位置に定
め、抵抗のカット方向を任意の角度で切断することによ
り任意の抵抗値を実現する。

【００４７】こうすることで、本実施例によれば、レー
ザの動作抵抗ｒｓ、変調回路とレーザ素子間のパターン
の影響等によるレーザ発光伝送の総合的なばらつきを補
正できる。さらに、レーザ駆動回路のスナバ定数を各レ
ーザユニットのレーザ素子毎に最適なあわせこみ調整が
可能なために、パルス幅変調によりレーザの駆動パルス
幅が狭くなっても、理想応答波形に近い特性が得られ、
すぐれた多値画像の再生が可能となる。

【００４８】なお、本実施例では、スナバ回路の構成と
して、半導体レーザ素子間に並列に、抵抗Ｒとコンデン
サＣの直列接続回路を接続するようにしているが、スナ
バ回路そのものは、この構成に限定されない。 ［第３実施例］以下、本発明に係る第３の実施例につい
て説明する。

【００４９】図１３は、本発明の第３の実施例に係るＡ
ＰＣ制御負帰還ループの構成を示すブロック図である。
同図に示すレーザ変調回路／定電流回路１２０‐３は、
図１０に示す、上記第２実施例に係るレーザ駆動回路と
同一構成、つまり、バッファ１０１‐２、トランジスタ
Ｑ１０２，Ｑ１０３、定電流回路１０４‐２等にて構成
される。また、抵抗Ｒ５は、レーザ発光のモニタフォト
ダイオード１３８‐３の電流を電圧値に変換するための
素子である。

【００５０】バッファ回路１２１‐ａは、オペアンプで
構成された、上記の変換された電圧値のバッファとして
機能する回路である。このバッファ回路１２１‐ａの後
段に位置する比較器１２２‐３は、バッファの出力と標
準光量設定基準値Ｖｔとのレベル比較をする。そして、
積分器１２３‐３は、この比較結果の誤差分を直流値に
変換し、それをレーザ変調回路／定電流回路１２０‐３
にフィードバックして、レーザ１３７‐３を流れる電流
値を変化させる。

【００５１】ここで、上記第１実施例における調整手順
によれば、図１３の抵抗Ｒ５をボリュームにして、図７
に示すような装置にてレーザユニット７１をレーザ鏡筒
７３に接続し、光パワーメータ７４で半導体レーザの出
射パワー（フロントビーム）をモニタしながら、この出
射パワーが標準設定パワーとなるように、レーザ発光の
モニタフォトダイオード１３８による検出値（バックビ
ーム）の増幅度を変化させて、ＡＰＣ負帰還系のループ
ゲインを調整することになる。

【００５２】従って、上記のようなＡＰＣ負帰還系のル
ープゲインを調整されたユニットに対しては、図８，図
９に示す、上記第１実施例に係る「前設定」手順にて、
図１５に示すようなＡＰＣ制御動作により、レーザユニ
ットの出射パワーを安定化させた状態で、レーザトリミ
ングによる多値パルス幅調整が実効される。しかし、本
実施例に係るＡＰＣのための負帰還系のループゲイン調
整は、従来の方法とは、調整箇所と光パワーメータ７４
で検出する基準光パワーレベルが異なるだけで、レーザ
トリミングによる多値パルス幅調整と同じような構成、
治具にて実現できる。

【００５３】そこで、本実施例では、図１３に示すボリ
ュームにて構成される電流−電圧変換部を、トリマブル
抵抗か、または厚膜印刷抵抗として、ＡＰＣ負帰還系の
ループゲインをトリミング調整により実現し、その後か
ら、引き続き上記第１実施例と同様な方法を実行する。
なお、図１３では、電流−電圧変換部を抵抗Ｒ５として
いるが、これに限定されるものではなく、例えば、バッ
ファ回路１２１‐ａの構成を、図１４に示すようにし
て、抵抗Ｒ６またはＲ７等の抵抗値をトリミングによ
り、ＡＰＣ負帰還系のループゲインを調整するようにし
てもよい。

【００５４】また、本発明において、上記第１実施例〜
第３実施例におけるレーザトリミングによる抵抗値のカ
ッティング方法については、特にその手法が限定される
ものではない。本発明は、複数の機器から構成されるシ
ステムに適用しても１つの機器から成る装置に適用して
も良い。また、本発明は、システムあるいは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザ素子のばらつき補正調整を短時間で精度よ
く行なうことができ、調整の自動化や調整後の調整箇所
の変動防止をも実現することができる。さらに、レーザ
ユニットとしての調整が終了されているので、市場での
故障部品交換が発生した場合にも、サービスマンによる
調整が不要となり、装置のメンテナンスが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るカラーレーザプリン
タの概略構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例に係るプリンタの動作シーケンスを
示す図である。

【図３】プリンタコントローラの内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】プリンタエンジン内の画像処理部の概略構成を
示すブロック図である。

【図５】第１実施例におけるパルス幅信号生成を示すタ
イミングチャートである。

【図６】走査光学系のブロック図である。

【図７】第１実施例におけるパルス幅トリミング調整を
行なうための装置構成を示す図である。

【図８】図７に示す構成をとるパルス幅トリミング調整
装置における調整手順を示すフローチャートである。

【図９】パルス幅トリミング調整装置におけるソフトウ
エアの状態遷移図である。

【図１０】本発明の第２の実施例に係るカラーレーザプ
リンタの半導体レーザユニットのレーザ駆動回路の構成
を示す図である。

【図１１】Ｌ型カットトリミングを示す図である。

【図１２】Ｌ型カットトリミングしたトリマブル抵抗の
特性図である。

【図１３】本発明の第３実施例におけるＡＰＣ負帰還増
幅度調整のブロック図である。

【図１４】図１３に示す電流−電圧変換部の他の例を示
す回路図である。

【図１５】従来の光量制御（ＡＰＣ）におけるフィード
バック制御ループを示す図である。

【図１６】パルス幅調整と感光体表面エネルギーとの関
係を説明するための図である。

【図１７】パルス幅調整と感光体表面エネルギーとの関
係を説明するための図である。

【図１８】従来のパルス幅調整部の構成を示す図であ
る。

【図１９】従来のパルス幅調整部の構成を示す図であ
る。

【図２０】パルス幅変調信号と半導体レーザの応答波
形、及び感光体上の光エネルギーの関係を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ ホストコンピュータ ２ プリンタ ３ プリンタコントローラ ４ プリンタエンジン ５ 画像処理部 ６ 印字部 ３１ Ｉ／Ｆ ３２ 画像展開部 ３３ 多値メモリ ３４ 色変換回路 ５１ ＦＩＦＯ ５２ 制御クロック生成部 ５３ γ（ガンマ）変換器 ５４ Ｄ／Ａ変換器 ５５，１２２，１３０ 比較器（コンパレータ） ５７，５８ 三角波発生器 ５９ セレクタ ６２ コリメータレンズ ６３ シリンドリカルレンズ ６４ ポリゴンミラー ６５ 球面レンズ ６６ トーリックレンズ ６７ 反射ミラー ６８ 感光体 ６９ 水平同期ミラー ７１ レーザユニット ７２ パルス幅調整信号発生部 ７３ レーザ鏡筒 ７４ 光パワーメータ ７５ レーザトリミング装置 １０１ バッファ １０２，１０３ トランジスタ １０４ 定電流回路 １２０ レーザ変調回路／定電流回路 １２１ モニタ増幅器 １２３ 積分器 １３１´ 制御回路 １３２´ カウンタ １３４´ レーザ駆動回路 １３７´ 半導体レーザ素子 １３８´ フォトダイオード

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子を所定の駆動状態に維持する手
   段と、 所定の素子の抵抗値に従い、前記発光素子の発光期間を
   制御する制御手段と、 前記制御手段にて制御された前記発光素子の発光光量を
   基準値と比較する手段と、 前記比較結果をもとに、前記駆動状態にある発光素子の
   発光光量が所定値となるように前記抵抗値を調整する調
   整手段とを備えることを特徴とする発光光量の調整装
   置。
2. 【請求項２】 前記所定の素子は、前記調整手段にて該
   素子の抵抗値が調整されるトリマブル抵抗であることを
   特徴とする請求項１に記載の発光光量の調整装置。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、レーザ光にて前記素子
   の抵抗値をトリミングすることを特徴とする請求項２に
   記載の発光光量の調整装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、所定のパルス幅変調信
   号のパルス幅を制御することで、前記発光期間を制御す
   ることを特徴とする請求項１に記載の発光光量の調整装
   置。
5. 【請求項５】 前記調整手段は、さらに、前記発光素子
   の光応答の過渡特性を補正するよう制御する補正手段を
   備えることを特徴とする請求項１に記載の発光光量の調
   整装置。
6. 【請求項６】 前記補正手段はスナバ回路であり、該ス
   ナバ回路は、抵抗値がトリミングにて調整されるトリマ
   ブル抵抗を含んで構成されることを特徴とする請求項５
   に記載の発光光量の調整装置。
7. 【請求項７】 さらに、抵抗値がトリミングにて調整さ
   れるトリマブル抵抗を含んで構成される、前記発光素子
   を所定の駆動状態に維持するように制御する帰還制御手
   段を備え、該帰還制御手段は、前記調整手段による前記
   抵抗値の調整の前段階で、該トリマブル抵抗の抵抗値を
   調整して当該帰還制御の増幅利得を調整することを特徴
   とする請求項１に記載の発光光量の調整装置。
8. 【請求項８】 発光素子を所定の駆動状態に維持する工
   程と、 所定の素子の抵抗値に従い、前記発光素子の発光期間を
   制御する制御工程と、 前記制御工程にて制御された前記発光素子の発光光量を
   基準値と比較する工程と、 前記比較結果をもとに、前記駆動状態にある発光素子の
   発光光量が所定値となるように前記抵抗値を調整する調
   整工程とを備えることを特徴とする発光光量の調整方
   法。
9. 【請求項９】 前記所定の素子は、前記調整工程にて該
   素子の抵抗値が調整されるトリマブル抵抗であることを
   特徴とする請求項８に記載の発光光量の調整方法。
10. 【請求項１０】 前記調整工程では、レーザ光にて前記
    素子の抵抗値をトリミングすることを特徴とする請求項
    ９に記載の発光光量の調整方法。
11. 【請求項１１】 前記制御工程は、所定のパルス幅変調
    信号のパルス幅を制御することで、前記発光期間を制御
    することを特徴とする請求項８に記載の発光光量の調整
    方法。
12. 【請求項１２】 前記調整工程は、さらに、前記発光素
    子の光応答の過渡特性を補正するよう制御する補正工程
    を備えることを特徴とする請求項８に記載の発光光量の
    調整方法。