JPH08116119A - 半導体レーザーの光強度制御装置 - Google Patents
半導体レーザーの光強度制御装置Info
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- JPH08116119A JPH08116119A JP25100494A JP25100494A JPH08116119A JP H08116119 A JPH08116119 A JP H08116119A JP 25100494 A JP25100494 A JP 25100494A JP 25100494 A JP25100494 A JP 25100494A JP H08116119 A JPH08116119 A JP H08116119A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数本のレーザービームを用いたレーザー画
像形成装置において、個々の半導体レーザー素子の点灯
時及び/又は消灯時における微弱発光の光強度を検出
し、点灯時及び/又は消灯時のバイアス電流制御等を行
って、更なる高画質化を実現することが可能であり、制
御動作を簡単に行うことが可能な半導体レーザーの光強
度制御方法を提供することを目的とする。 【構成】 n個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消
灯状態の可能な全ての2 n 通りの組合せに設定した際
に、前記光強度検出手段によって検出されるn本のレー
ザービームの光強度の検出値に基づいて、所定の連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度及び/又は消灯時の光強度を求め、当該光
強度に応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び
/又はバイアス電流を制御する制御手段とを備えるよう
に構成した。
像形成装置において、個々の半導体レーザー素子の点灯
時及び/又は消灯時における微弱発光の光強度を検出
し、点灯時及び/又は消灯時のバイアス電流制御等を行
って、更なる高画質化を実現することが可能であり、制
御動作を簡単に行うことが可能な半導体レーザーの光強
度制御方法を提供することを目的とする。 【構成】 n個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消
灯状態の可能な全ての2 n 通りの組合せに設定した際
に、前記光強度検出手段によって検出されるn本のレー
ザービームの光強度の検出値に基づいて、所定の連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度及び/又は消灯時の光強度を求め、当該光
強度に応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び
/又はバイアス電流を制御する制御手段とを備えるよう
に構成した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザー光源
を用いて画像の形成を行なうレーザー画像形成装置に使
用され、特に半導体レーザー光源から出力されるn本の
レーザービームの光強度の安定化を図るための半導体レ
ーザーの光強度制御装置に関するものである。
を用いて画像の形成を行なうレーザー画像形成装置に使
用され、特に半導体レーザー光源から出力されるn本の
レーザービームの光強度の安定化を図るための半導体レ
ーザーの光強度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のレーザー画像形成装置に
用いられる光学走査装置としては、例えば、次に示すよ
うなものがある。このレーザー画像形成装置に用いられ
る光学走査装置では、図11に示すように、半導体レー
ザー光源100がレーザードライバー101から出力さ
れる画像信号に応じて変調され、当該半導体レーザー光
源100からは、レーザービームLBが出射される。こ
のレーザービームLBは、第1の光学系102によって
偏向走査装置103に導かれ、当該偏向走査装置103
により主走査方向に沿って一定の走査速度で偏向走査さ
れる。上記偏向走査装置103によって偏向走査される
レーザービームLBは、f−θレンズ等からなる第2の
光学系104を介して、副走査方向に沿って所定の回転
速度で回転している感光体ドラム105上にスポット像
106として結像され、画像情報に応じた静電潜像が感
光体ドラム105上に形成される。そして、この感光体
ドラム105上に形成された静電潜像を現像することに
よって画像の形成が行われるようになっている。
用いられる光学走査装置としては、例えば、次に示すよ
うなものがある。このレーザー画像形成装置に用いられ
る光学走査装置では、図11に示すように、半導体レー
ザー光源100がレーザードライバー101から出力さ
れる画像信号に応じて変調され、当該半導体レーザー光
源100からは、レーザービームLBが出射される。こ
のレーザービームLBは、第1の光学系102によって
偏向走査装置103に導かれ、当該偏向走査装置103
により主走査方向に沿って一定の走査速度で偏向走査さ
れる。上記偏向走査装置103によって偏向走査される
レーザービームLBは、f−θレンズ等からなる第2の
光学系104を介して、副走査方向に沿って所定の回転
速度で回転している感光体ドラム105上にスポット像
106として結像され、画像情報に応じた静電潜像が感
光体ドラム105上に形成される。そして、この感光体
ドラム105上に形成された静電潜像を現像することに
よって画像の形成が行われるようになっている。
【0003】ところで近年、上記レーザー画像形成装置
では、半導体レーザー光源100として、複数本のレー
ザービームLBを出射できるように構成したものを用
い、より高速な画像形成を可能とする技術が種々提案さ
れている。
では、半導体レーザー光源100として、複数本のレー
ザービームLBを出射できるように構成したものを用
い、より高速な画像形成を可能とする技術が種々提案さ
れている。
【0004】図12は複数本のレーザービームLBを出
射できる半導体レーザー光源100の例を示すものであ
る。この半導体レーザー光源100は、一つのチップに
複数個の半導体レーザー素子を一体的に形成した半導体
レーザーアレー110を封入したものであるが、これ以
外にも、半導体レーザー光源100としては、複数個の
半導体レーザー素子をプリント基板に実装したものを用
いてもよく、各々独立に変調と制御が可能であり、それ
ぞれ独立した画像情報によってレーザービームLBを同
時に出射できる構成になっていれば良い。
射できる半導体レーザー光源100の例を示すものであ
る。この半導体レーザー光源100は、一つのチップに
複数個の半導体レーザー素子を一体的に形成した半導体
レーザーアレー110を封入したものであるが、これ以
外にも、半導体レーザー光源100としては、複数個の
半導体レーザー素子をプリント基板に実装したものを用
いてもよく、各々独立に変調と制御が可能であり、それ
ぞれ独立した画像情報によってレーザービームLBを同
時に出射できる構成になっていれば良い。
【0005】なお、図11中の偏向走査装置103とし
ては、図示した回転多面鏡のように鏡を回転させるタイ
プの他に、ホログラムデイスクなどの光学回折格子を回
転させるタイプ、非線形光学素子に電界や音波をかける
タイプなどが多数考案され、実用化されている。
ては、図示した回転多面鏡のように鏡を回転させるタイ
プの他に、ホログラムデイスクなどの光学回折格子を回
転させるタイプ、非線形光学素子に電界や音波をかける
タイプなどが多数考案され、実用化されている。
【0006】また、図11中120は、感光体ドラム1
05に対するスポット像106の主走査方向の同期を取
るために設置されたビームデイテクターであり、スポッ
ト像106が主走査されて感光体ドラム105の画像領
域に至る以前の前走査の段階で、スポット像106を検
出できるようになっている。
05に対するスポット像106の主走査方向の同期を取
るために設置されたビームデイテクターであり、スポッ
ト像106が主走査されて感光体ドラム105の画像領
域に至る以前の前走査の段階で、スポット像106を検
出できるようになっている。
【0007】上記の如く構成される光学走査装置に光源
として用いられる半導体レーザー素子100は、図13
に示すように、雰囲気温度に応じてその発光量が変動し
易いため、そのレーザービームLBにより画像情報を感
光体ドラム105上に形成する際に、レーザービームL
Bの光強度を所定の一定値に保ち、濃度むらのない露光
像を形成する必要がある。特に、複数本のレーザービー
ムLBを用いたレーザー画像形成装置においては、複数
本のレーザービームLBの光強度を所定の一定値に揃え
ることが重要である。
として用いられる半導体レーザー素子100は、図13
に示すように、雰囲気温度に応じてその発光量が変動し
易いため、そのレーザービームLBにより画像情報を感
光体ドラム105上に形成する際に、レーザービームL
Bの光強度を所定の一定値に保ち、濃度むらのない露光
像を形成する必要がある。特に、複数本のレーザービー
ムLBを用いたレーザー画像形成装置においては、複数
本のレーザービームLBの光強度を所定の一定値に揃え
ることが重要である。
【0008】そこで、複数本のレーザービームの光強度
を所定の一定値に制御する技術としては、特開昭56−
105686号公報、特開昭56−140477号公報
及び特開昭59−19252号公報等に示すものが既に
種々開示されている。かかる公報に開示された技術は、
複数本のレーザービームが入射可能な受光面積を持った
光強度検出手段を用い、複数個の半導体レーザー素子か
ら順次出射されたレーザービームを時系列的に検出し
て、予め設定された基準レベルと順次比較して、各レー
ザービームの検出値が基準レベルと等しくなるように各
半導体レーザー素子の駆動制御を行なうように構成した
ものであり、大きな成果を上げている。
を所定の一定値に制御する技術としては、特開昭56−
105686号公報、特開昭56−140477号公報
及び特開昭59−19252号公報等に示すものが既に
種々開示されている。かかる公報に開示された技術は、
複数本のレーザービームが入射可能な受光面積を持った
光強度検出手段を用い、複数個の半導体レーザー素子か
ら順次出射されたレーザービームを時系列的に検出し
て、予め設定された基準レベルと順次比較して、各レー
ザービームの検出値が基準レベルと等しくなるように各
半導体レーザー素子の駆動制御を行なうように構成した
ものであり、大きな成果を上げている。
【0009】しかし、上記提案に係る技術の場合には、
個々の半導体レーザー素子の特性のばらつきや、光強度
検出手段の位置による検出感度のばらつきがあり、結果
として各レーザービームの光強度を精度良く一定に揃え
ることができないという問題点があった。
個々の半導体レーザー素子の特性のばらつきや、光強度
検出手段の位置による検出感度のばらつきがあり、結果
として各レーザービームの光強度を精度良く一定に揃え
ることができないという問題点があった。
【0010】そこで、かかる問題点を解決して各レーザ
ービームの光強度を精度良く一定に揃えることが可能な
技術としては、特開昭62−227667号公報に示す
ものが既に提案されている。
ービームの光強度を精度良く一定に揃えることが可能な
技術としては、特開昭62−227667号公報に示す
ものが既に提案されている。
【0011】この特開昭62−227667号公報に係
るレーザ駆動制御装置は、半導体レーザアレイを使用し
て複数ラインの光記録を同時に行うことが可能なレーザ
ビームプリンタにおいて、前記半導体レーザアレイの各
半導体レーザから発射される各レーザビームを順次検知
する光検知手段と、この光検知手段の出力を各基準電位
と比較する比較手段と、前記各基準電位をそれぞれ独立
して可変調整する第1の調整手段と、前記各基準電位を
全て共通に可変調整する第2の調整手段と、前記比較手
段の出力に応じて各半導体レーザに印加する駆動電流を
それぞれ制御するレーザ駆動制御手段とを具備するよう
に構成したものである。
るレーザ駆動制御装置は、半導体レーザアレイを使用し
て複数ラインの光記録を同時に行うことが可能なレーザ
ビームプリンタにおいて、前記半導体レーザアレイの各
半導体レーザから発射される各レーザビームを順次検知
する光検知手段と、この光検知手段の出力を各基準電位
と比較する比較手段と、前記各基準電位をそれぞれ独立
して可変調整する第1の調整手段と、前記各基準電位を
全て共通に可変調整する第2の調整手段と、前記比較手
段の出力に応じて各半導体レーザに印加する駆動電流を
それぞれ制御するレーザ駆動制御手段とを具備するよう
に構成したものである。
【0012】上記特開昭62−227667号公報に係
る技術を図11に示す装置に適用した場合には、半導体
レーザー光源100から出射されるレーザービームLB
の光路中に、レーザービームLBを検出する光強度検出
手段130を配置し、この光強度検出手段130として
は、複数本のレーザービームLBの光強度を検出できる
ように十分な受光面積を持って配置されたフォトダイオ
ード等の光電変換素子が用いられる。また、半導体レー
ザー光源100として、図12に示した半導体レーザー
アレイタイプを採用すれば、半導体レーザー光源に内蔵
の光強度検出手段131をこの用途に使用することがで
き、安価な構成となる。
る技術を図11に示す装置に適用した場合には、半導体
レーザー光源100から出射されるレーザービームLB
の光路中に、レーザービームLBを検出する光強度検出
手段130を配置し、この光強度検出手段130として
は、複数本のレーザービームLBの光強度を検出できる
ように十分な受光面積を持って配置されたフォトダイオ
ード等の光電変換素子が用いられる。また、半導体レー
ザー光源100として、図12に示した半導体レーザー
アレイタイプを採用すれば、半導体レーザー光源に内蔵
の光強度検出手段131をこの用途に使用することがで
き、安価な構成となる。
【0013】ところで、上記レーザー画像形成装置にお
いては、高画質化の要求が厳しくなってきており、より
きめ細かな半導体レーザー素子の光強度の制御が求めら
れている。さらに説明すると、半導体レーザー素子を点
灯する際に図14に示すようにレーザービームの立ち上
がりの光強度が過大となるドループ(Droop)と呼
ばれる現象を抑制したり、半導体レーザー素子のレーザ
ービームの立ち上がりや立ち下がり時間を小さく押さえ
ることが要求される。
いては、高画質化の要求が厳しくなってきており、より
きめ細かな半導体レーザー素子の光強度の制御が求めら
れている。さらに説明すると、半導体レーザー素子を点
灯する際に図14に示すようにレーザービームの立ち上
がりの光強度が過大となるドループ(Droop)と呼
ばれる現象を抑制したり、半導体レーザー素子のレーザ
ービームの立ち上がりや立ち下がり時間を小さく押さえ
ることが要求される。
【0014】このような半導体レーザー素子の光強度の
よりきめ細かな制御に関する技術としては、1本のレー
ザービームを用いたレーザー画像形成装置に関するもの
であるが、特開平4−10756号公報に開示されたも
のが既に提案されている。
よりきめ細かな制御に関する技術としては、1本のレー
ザービームを用いたレーザー画像形成装置に関するもの
であるが、特開平4−10756号公報に開示されたも
のが既に提案されている。
【0015】この特開平4−10756号公報に係る半
導体レーザー駆動回路は、一定のバイアス電流を供給す
る第1の電流源と、画像データに応じて電流をスイッチ
ングして変調電流を供給する第2の電流源を備え、前記
第1及び第2の電流源により発光駆動せしめる半導体レ
ーザー駆動回路において、前記半導体レーザーの発光強
度を検出する検出手段と、該検出手段の検出出力が、所
定の出力値となる様に前記第1の電流源の電流値を制御
する電流制御手段を備えるように構成したものである。
導体レーザー駆動回路は、一定のバイアス電流を供給す
る第1の電流源と、画像データに応じて電流をスイッチ
ングして変調電流を供給する第2の電流源を備え、前記
第1及び第2の電流源により発光駆動せしめる半導体レ
ーザー駆動回路において、前記半導体レーザーの発光強
度を検出する検出手段と、該検出手段の検出出力が、所
定の出力値となる様に前記第1の電流源の電流値を制御
する電流制御手段を備えるように構成したものである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記特開平4−10756号公報に係る半導体
レーザー駆動回路の場合には、半導体レーザー素子が1
つの場合に関する技術であるため、複数の半導体レーザ
ー素子を備えたレーザー画像形成装置には、そのまま適
用することができず、更なる高画質化が阻まれるという
問題点があった。
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記特開平4−10756号公報に係る半導体
レーザー駆動回路の場合には、半導体レーザー素子が1
つの場合に関する技術であるため、複数の半導体レーザ
ー素子を備えたレーザー画像形成装置には、そのまま適
用することができず、更なる高画質化が阻まれるという
問題点があった。
【0017】また、上記特開平4−10756号公報に
開示された技術を、複数の半導体レーザー素子を備えた
レーザー画像形成装置に適用すると、1つの半導体レー
ザー素子の光量制御を行う場合には、他の半導体レーザ
ー素子にバイアス電流をも供給せずに完全に消灯した状
態とする必要がある。そのため、上記レーザー画像形成
装置は、通常、半導体レーザー素子にバイアス電流を流
した微弱発光による消灯状態か、半導体レーザー素子に
点灯するための電流を流した点灯状態の2つの状態しか
設定されていないが、これら以外に半導体レーザー素子
にバイアス電流をも供給しない完全消灯状態を設ける必
要があり、構成がその分複雑になるとともに、制御動作
が煩雑になるという問題点があった。
開示された技術を、複数の半導体レーザー素子を備えた
レーザー画像形成装置に適用すると、1つの半導体レー
ザー素子の光量制御を行う場合には、他の半導体レーザ
ー素子にバイアス電流をも供給せずに完全に消灯した状
態とする必要がある。そのため、上記レーザー画像形成
装置は、通常、半導体レーザー素子にバイアス電流を流
した微弱発光による消灯状態か、半導体レーザー素子に
点灯するための電流を流した点灯状態の2つの状態しか
設定されていないが、これら以外に半導体レーザー素子
にバイアス電流をも供給しない完全消灯状態を設ける必
要があり、構成がその分複雑になるとともに、制御動作
が煩雑になるという問題点があった。
【0018】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、複数本のレーザービームを用いたレーザー画像
形成装置において、個々の半導体レーザー素子の点灯時
及び/又は消灯時における微弱発光の光強度を検出し、
点灯時及び/又は消灯時のバイアス電流制御等を行っ
て、更なる高画質化を実現することが可能であり、制御
動作を簡単に行うことが可能な半導体レーザーの光強度
制御方法を提供することにある。
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、複数本のレーザービームを用いたレーザー画像
形成装置において、個々の半導体レーザー素子の点灯時
及び/又は消灯時における微弱発光の光強度を検出し、
点灯時及び/又は消灯時のバイアス電流制御等を行っ
て、更なる高画質化を実現することが可能であり、制御
動作を簡単に行うことが可能な半導体レーザーの光強度
制御方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の請
求項第1項に記載された発明は、n本(n≧2の整数)
のレーザービームを出射する半導体レーザー光源を備
え、この半導体レーザー光源を構成するn個の半導体レ
ーザー素子に点灯電流を供給して各半導体レーザー素子
を個別に点灯する点灯状態と、n個の半導体レーザー素
子にバイアス電流を供給して各半導体レーザー素子を個
別に微弱発光させる消灯状態とに、独立して設定可能と
した半導体レーザーの光強度制御装置において、前記n
個の半導体レーザー素子から出射されるn本のレーザー
ビームの光強度を検出する光強度検出手段と、前記n個
の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状態の可能な
全ての2n 通りの組合せに設定する設定手段と、前記設
定手段によってn個の半導体レーザー素子を点灯状態及
び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定した
際に、前記光強度検出手段によって検出されるn本のレ
ーザービームの光強度の検出値に基づいて、次の連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時
の光強度(p1 、p2 、…pn )を求め、当該光強度に
応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び/又は
バイアス電流を制御する制御手段とを備えるように構成
したものである。
求項第1項に記載された発明は、n本(n≧2の整数)
のレーザービームを出射する半導体レーザー光源を備
え、この半導体レーザー光源を構成するn個の半導体レ
ーザー素子に点灯電流を供給して各半導体レーザー素子
を個別に点灯する点灯状態と、n個の半導体レーザー素
子にバイアス電流を供給して各半導体レーザー素子を個
別に微弱発光させる消灯状態とに、独立して設定可能と
した半導体レーザーの光強度制御装置において、前記n
個の半導体レーザー素子から出射されるn本のレーザー
ビームの光強度を検出する光強度検出手段と、前記n個
の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状態の可能な
全ての2n 通りの組合せに設定する設定手段と、前記設
定手段によってn個の半導体レーザー素子を点灯状態及
び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定した
際に、前記光強度検出手段によって検出されるn本のレ
ーザービームの光強度の検出値に基づいて、次の連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時
の光強度(p1 、p2 、…pn )を求め、当該光強度に
応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び/又は
バイアス電流を制御する制御手段とを備えるように構成
したものである。
【数2】 (ただし、P1 、P2 、…Pn はn個の半導体レーザー
素子1、2、…、nを点灯させたときの各半導体レーザ
ー素子の光強度、p1 、p2 、…pn はn個の半導体レ
ーザー素子1、2、…、nを消灯(微弱発光)させたと
きの各半導体レーザー素子の光強度、S1 、S2 …、S
2 n はn個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状
態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定した際の光強
度検出手段の検出値である。)
素子1、2、…、nを点灯させたときの各半導体レーザ
ー素子の光強度、p1 、p2 、…pn はn個の半導体レ
ーザー素子1、2、…、nを消灯(微弱発光)させたと
きの各半導体レーザー素子の光強度、S1 、S2 …、S
2 n はn個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状
態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定した際の光強
度検出手段の検出値である。)
【0020】また、この発明の請求項第2項に記載され
た発明は、請求項第1項記載の半導体レーザーの光強度
制御装置において、前記n個の半導体レーザー素子のバ
イアス電流値を少しづつ増加又は減少させながらn本の
レーザービームの消灯時の光強度(p1 、p2 、…
pn )を検出し、各半導体レーザー素子のレーザー発振
の閾値を求めて、前記n個の半導体レーザー素子のバイ
アス電流値をレーザー発振の閾値より少し小さな値に設
定するように構成したものである。
た発明は、請求項第1項記載の半導体レーザーの光強度
制御装置において、前記n個の半導体レーザー素子のバ
イアス電流値を少しづつ増加又は減少させながらn本の
レーザービームの消灯時の光強度(p1 、p2 、…
pn )を検出し、各半導体レーザー素子のレーザー発振
の閾値を求めて、前記n個の半導体レーザー素子のバイ
アス電流値をレーザー発振の閾値より少し小さな値に設
定するように構成したものである。
【0021】
【作用】この発明の請求項第1項に記載された発明にお
いては、設定手段によってn個の半導体レーザー素子を
点灯状態及び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せ
に設定し、このときのn本のレーザービームの光強度を
光強度検出手段によって検出する。そして、この光強度
検出手段によって検出されたn本のレーザービームの光
強度の検出値に基づいて、制御手段によって前記連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時
の光強度(p1 、p2 、…pn )を求め、当該光強度に
応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び/又は
バイアス電流を制御するようになっており、更なる高画
質化を実現することが可能であって、しかも制御動作を
簡単に行うことができる。
いては、設定手段によってn個の半導体レーザー素子を
点灯状態及び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せ
に設定し、このときのn本のレーザービームの光強度を
光強度検出手段によって検出する。そして、この光強度
検出手段によって検出されたn本のレーザービームの光
強度の検出値に基づいて、制御手段によって前記連立方
程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素子の点
灯時の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時
の光強度(p1 、p2 、…pn )を求め、当該光強度に
応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び/又は
バイアス電流を制御するようになっており、更なる高画
質化を実現することが可能であって、しかも制御動作を
簡単に行うことができる。
【0022】また、この発明の請求項第2項に記載され
た発明においては、請求項第1項記載の半導体レーザー
の光強度制御装置において、前記n個の半導体レーザー
素子のバイアス電流値を少しづつ増加又は減少させなが
らn本のレーザービームの消灯時の光強度(p1 、
p2 、…pn )を検出し、各半導体レーザー素子のレー
ザー発振の閾値を求めて、前記n個の半導体レーザー素
子のバイアス電流値をレーザー発振の閾値より少し小さ
な値に設定することにより、各半導体レーザー素子のバ
イアス電流値を容易に適正な値に設定可能となってい
る。
た発明においては、請求項第1項記載の半導体レーザー
の光強度制御装置において、前記n個の半導体レーザー
素子のバイアス電流値を少しづつ増加又は減少させなが
らn本のレーザービームの消灯時の光強度(p1 、
p2 、…pn )を検出し、各半導体レーザー素子のレー
ザー発振の閾値を求めて、前記n個の半導体レーザー素
子のバイアス電流値をレーザー発振の閾値より少し小さ
な値に設定することにより、各半導体レーザー素子のバ
イアス電流値を容易に適正な値に設定可能となってい
る。
【0023】
【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。
明する。
【0024】図2はこの発明に係る半導体レーザーの光
強度制御装置を適用したマルチビームレーザー画像形成
装置の一実施例を示すものである。
強度制御装置を適用したマルチビームレーザー画像形成
装置の一実施例を示すものである。
【0025】図2において、1は半導体レーザー光源で
あり、この半導体レーザー光源1は、レーザードライバ
ー2により画像信号に応じて変調された複数本のレーザ
ービームLBを出射するものである。上記半導体レーザ
ー光源1は、図3に示すように、一つのチップに複数の
半導体レーザー素子を図面に垂直な方向に沿って形成し
た半導体レーザーアレー30をパッケージ31内に封入
したものであり、この半導体レーザーアレー30は、複
数本(例えば、2本)のレーザービームLBをウインド
ウ32から前方に出射するとともに、バックビームBB
を後方に出射するようになっている。なお、半導体レー
ザー光源1としては、複数個の半導体レーザー素子をプ
リント基板に実装したものを用いてもよく、各々独立に
変調と制御が可能であり、それぞれ独立した画像情報に
よってレーザービームLBを同時に出射できる構成にな
っていれば良い。
あり、この半導体レーザー光源1は、レーザードライバ
ー2により画像信号に応じて変調された複数本のレーザ
ービームLBを出射するものである。上記半導体レーザ
ー光源1は、図3に示すように、一つのチップに複数の
半導体レーザー素子を図面に垂直な方向に沿って形成し
た半導体レーザーアレー30をパッケージ31内に封入
したものであり、この半導体レーザーアレー30は、複
数本(例えば、2本)のレーザービームLBをウインド
ウ32から前方に出射するとともに、バックビームBB
を後方に出射するようになっている。なお、半導体レー
ザー光源1としては、複数個の半導体レーザー素子をプ
リント基板に実装したものを用いてもよく、各々独立に
変調と制御が可能であり、それぞれ独立した画像情報に
よってレーザービームLBを同時に出射できる構成にな
っていれば良い。
【0026】上記半導体レーザー光源1から出射される
複数本のレーザービームLBは、図2に示すように、第
1の光学系3によって回転多面鏡からなる偏向走査装置
4に導かれ、当該偏向走査装置4により主走査方向に沿
って一定の走査速度で偏向走査される。なお、この偏向
走査装置4としては、図示した回転多面鏡のように多面
鏡を回転させるタイプの他に、ホログラムデイスクなど
の光学回折格子を回転させるタイプ、非線形光学素子に
電界や音波をかけるタイプなどのものを使用しても勿論
よい。上記偏向走査装置4によって偏向走査されたレー
ザービームLBは、f−θレンズ等からなる第2の光学
系5を介して、副走査方向に沿って所定の回転速度で回
転している感光体ドラム6上にスポット像7として結像
され、画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム6上に
形成される。そして、この感光体ドラム6上に形成され
た静電潜像を現像することによって画像の形成が行われ
る。
複数本のレーザービームLBは、図2に示すように、第
1の光学系3によって回転多面鏡からなる偏向走査装置
4に導かれ、当該偏向走査装置4により主走査方向に沿
って一定の走査速度で偏向走査される。なお、この偏向
走査装置4としては、図示した回転多面鏡のように多面
鏡を回転させるタイプの他に、ホログラムデイスクなど
の光学回折格子を回転させるタイプ、非線形光学素子に
電界や音波をかけるタイプなどのものを使用しても勿論
よい。上記偏向走査装置4によって偏向走査されたレー
ザービームLBは、f−θレンズ等からなる第2の光学
系5を介して、副走査方向に沿って所定の回転速度で回
転している感光体ドラム6上にスポット像7として結像
され、画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム6上に
形成される。そして、この感光体ドラム6上に形成され
た静電潜像を現像することによって画像の形成が行われ
る。
【0027】また、図2中8は、感光体ドラム6上に走
査露光されるスポット像7の走査開始タイミングを決定
し、スポット像7の主走査方向の同期を取るために設置
されたビームデイテクターであり、スポット像7が主走
査されて感光体ドラム6の画像領域に至る以前の前走査
の段階で、ミラー8aを介してスポット像7を検出でき
るようになっている。
査露光されるスポット像7の走査開始タイミングを決定
し、スポット像7の主走査方向の同期を取るために設置
されたビームデイテクターであり、スポット像7が主走
査されて感光体ドラム6の画像領域に至る以前の前走査
の段階で、ミラー8aを介してスポット像7を検出でき
るようになっている。
【0028】ところで、上記の如く構成されるレーザー
画像形成装置に適用される半導体レーザーの光強度制御
装置の場合には、n個の半導体レーザー素子から出射さ
れるn本のレーザービームの光強度を検出する光強度検
出手段と、前記n個の半導体レーザー素子を点灯状態及
び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定する
設定手段と、前記設定手段によってn個の半導体レーザ
ー素子を点灯状態及び消灯状態の可能な全ての2n 通り
の組合せに設定した際に、前記光強度検出手段によって
検出されるn本のレーザービームの光強度の検出値に基
づいて、所定の連立方程式を解くことにより、n個の半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P 1 、P2 、…P
n )及び/又は消灯時の光強度(p1 、p2 、…pn )
を求め、当該光強度に応じてn個の半導体レーザー素子
の点灯電流及び/又はバイアス電流を制御する制御手段
とを備えるように構成されている。
画像形成装置に適用される半導体レーザーの光強度制御
装置の場合には、n個の半導体レーザー素子から出射さ
れるn本のレーザービームの光強度を検出する光強度検
出手段と、前記n個の半導体レーザー素子を点灯状態及
び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定する
設定手段と、前記設定手段によってn個の半導体レーザ
ー素子を点灯状態及び消灯状態の可能な全ての2n 通り
の組合せに設定した際に、前記光強度検出手段によって
検出されるn本のレーザービームの光強度の検出値に基
づいて、所定の連立方程式を解くことにより、n個の半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P 1 、P2 、…P
n )及び/又は消灯時の光強度(p1 、p2 、…pn )
を求め、当該光強度に応じてn個の半導体レーザー素子
の点灯電流及び/又はバイアス電流を制御する制御手段
とを備えるように構成されている。
【0029】図1はこの発明に係る半導体レーザーの光
量制御方法を適用し得る装置の一実施例を示すものであ
る。
量制御方法を適用し得る装置の一実施例を示すものであ
る。
【0030】図1において、14、15、16は半導体
レーザーアレー30を構成する複数の半導体レーザー素
子を示しており、これらの半導体レーザー素子14、1
5、16は、それぞれレーザー駆動回路11、12、1
3に接続されている。上記各レーザー駆動回路11、1
2、13は、対応する半導体レーザー素子14、15、
16の変調と制御を行うものであり、ローパスフィルタ
ー17、18、19からの制御信号を受けて各半導体レ
ーザー素子14、15、16の点灯時の点灯電流と消灯
時のバイアス電流を制御するとともに、図示しない画像
メモリより画像データを受け取って、各半導体レーザー
素子14、15、16を変調駆動するものである。ま
た、上記ローパスフィルター17、18、19は、D/
Aコンバータ27、28、29によってアナログ信号に
変換された変調電流から高周波成分を除去する回路であ
る。さらに、上記ローパスフィルター17、18、19
は、D/Aコンバータ27、28、29に接続されてお
り、これらのD/Aコンバータ27、28、29は、C
PUバス23を介してCPU24、RAM25、ROM
26にそれぞれ接続されている。
レーザーアレー30を構成する複数の半導体レーザー素
子を示しており、これらの半導体レーザー素子14、1
5、16は、それぞれレーザー駆動回路11、12、1
3に接続されている。上記各レーザー駆動回路11、1
2、13は、対応する半導体レーザー素子14、15、
16の変調と制御を行うものであり、ローパスフィルタ
ー17、18、19からの制御信号を受けて各半導体レ
ーザー素子14、15、16の点灯時の点灯電流と消灯
時のバイアス電流を制御するとともに、図示しない画像
メモリより画像データを受け取って、各半導体レーザー
素子14、15、16を変調駆動するものである。ま
た、上記ローパスフィルター17、18、19は、D/
Aコンバータ27、28、29によってアナログ信号に
変換された変調電流から高周波成分を除去する回路であ
る。さらに、上記ローパスフィルター17、18、19
は、D/Aコンバータ27、28、29に接続されてお
り、これらのD/Aコンバータ27、28、29は、C
PUバス23を介してCPU24、RAM25、ROM
26にそれぞれ接続されている。
【0031】一方、上記各半導体レーザー素子14、1
5、16から出射されたレーザービームLBは、図1に
示すように、1つの光強度検出手段20によって検出さ
れる。この光強度検出手段20は、各半導体レーザー素
子14、15、16からのレーザービームLBの一部が
もれなく入射可能なように十分な面積を有している。上
記光強度検出手段20としては、例えば、図3に示すよ
うに、半導体レーザー光源1の内部に半導体レーザーア
レー30の各半導体レーザー素子14、15、16から
後方に出射されるバックビームBBを検出可能に配置さ
れた光強度検出手段10が用いられる。また、この光強
度検出手段20としては、図2に示すように、半導体レ
ーザー光源1から出射されるレーザービームLBの一部
を、ハーフミラー9aを介して受光可能に配置された受
光素子からなる光強度検出手段9を用いても良い。な
お、上記光強度検出手段20として図3に示すように半
導体レーザー光源1の内部に配置された光強度検出手段
10を用いた場合には、当然のことながら、レーザービ
ームLBの光路中に配置されるハーフミラー9a及び光
強度検出手段9は不要である。
5、16から出射されたレーザービームLBは、図1に
示すように、1つの光強度検出手段20によって検出さ
れる。この光強度検出手段20は、各半導体レーザー素
子14、15、16からのレーザービームLBの一部が
もれなく入射可能なように十分な面積を有している。上
記光強度検出手段20としては、例えば、図3に示すよ
うに、半導体レーザー光源1の内部に半導体レーザーア
レー30の各半導体レーザー素子14、15、16から
後方に出射されるバックビームBBを検出可能に配置さ
れた光強度検出手段10が用いられる。また、この光強
度検出手段20としては、図2に示すように、半導体レ
ーザー光源1から出射されるレーザービームLBの一部
を、ハーフミラー9aを介して受光可能に配置された受
光素子からなる光強度検出手段9を用いても良い。な
お、上記光強度検出手段20として図3に示すように半
導体レーザー光源1の内部に配置された光強度検出手段
10を用いた場合には、当然のことながら、レーザービ
ームLBの光路中に配置されるハーフミラー9a及び光
強度検出手段9は不要である。
【0032】上記光強度検出手段20は、図1に示すよ
うに、受光している光強度に応じた出力を増幅器21に
出力し、この増幅器21は、A/Dコンバータ22の入
力条件に合うように光強度信号を増幅するものである。
この光強度信号は、A/Dコンバータ22によってデジ
タル信号に変換され、CPUバス23を通してCPU2
4に読み取られる。25、26はCPU24を動作させ
るためのプログラムや所定のデータを記憶するためのR
AMとROMである。上記CPU24は、図4及び図5
に示すようなフローチャートに従って所定の演算をし
て、その結果に基づきD/Aコンバータ27、28、2
9を駆動して、各半導体レーザー素子14、15、16
の点灯時の点灯電流と消灯時のバイアス電流の制御値を
設定するようになっている。
うに、受光している光強度に応じた出力を増幅器21に
出力し、この増幅器21は、A/Dコンバータ22の入
力条件に合うように光強度信号を増幅するものである。
この光強度信号は、A/Dコンバータ22によってデジ
タル信号に変換され、CPUバス23を通してCPU2
4に読み取られる。25、26はCPU24を動作させ
るためのプログラムや所定のデータを記憶するためのR
AMとROMである。上記CPU24は、図4及び図5
に示すようなフローチャートに従って所定の演算をし
て、その結果に基づきD/Aコンバータ27、28、2
9を駆動して、各半導体レーザー素子14、15、16
の点灯時の点灯電流と消灯時のバイアス電流の制御値を
設定するようになっている。
【0033】以上の構成において、この実施例に係る半
導体レーザーの光量制御方法では、次のようにして半導
体レーザー光源から出射されるレーザービームの光量の
検出及び光量の制御を行うようになっている。
導体レーザーの光量制御方法では、次のようにして半導
体レーザー光源から出射されるレーザービームの光量の
検出及び光量の制御を行うようになっている。
【0034】まず初めに、半導体レーザー素子の点灯時
の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時の光
強度(p1 、p2 、…pn )を検出する方法について説
明する。
の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は消灯時の光
強度(p1 、p2 、…pn )を検出する方法について説
明する。
【0035】ここでは、図1において半導体レーザー素
子が2個(半導体レーザー素子14、15のみ)の場
合、すなわち2本のレーザービームLBを出射する場合
について説明する。まず、CPU24は、CPUバス2
3、D/Aコンバータ27、28、ローパスフィルター
17、18及びレーザー駆動回路11、12を介して、
10〜11mAの駆動電流によって半導体レーザー素子
14、15を共に点灯状態に設定し、光強度検出手段2
0によって光強度を検出し、その値をS1 としてRAM
25に記憶する(図4のステップ1、2)。次に、CP
U24は、半導体レーザー素子14を点灯状態に、半導
体レーザー素子15を5〜6mAのバイアス電流によっ
て消灯状態(微弱発光状態)に設定し、光強度検出手段
20によって光強度を検出し、その値をS2 としてRA
M25に記憶する(ステップ3、4)。その後、同様
に、CPU24は、半導体レーザー素子14を消灯状態
(微弱発光状態)に、半導体レーザー素子15を点灯状
態に設定した場合、更には、半導体レーザー素子14、
15を共に消灯状態(微弱発光状態)に設定した場合
に、光強度検出手段20によって光強度を検出し、その
値をS3 、S4 としてRAM25に記憶する(ステップ
5〜8)。
子が2個(半導体レーザー素子14、15のみ)の場
合、すなわち2本のレーザービームLBを出射する場合
について説明する。まず、CPU24は、CPUバス2
3、D/Aコンバータ27、28、ローパスフィルター
17、18及びレーザー駆動回路11、12を介して、
10〜11mAの駆動電流によって半導体レーザー素子
14、15を共に点灯状態に設定し、光強度検出手段2
0によって光強度を検出し、その値をS1 としてRAM
25に記憶する(図4のステップ1、2)。次に、CP
U24は、半導体レーザー素子14を点灯状態に、半導
体レーザー素子15を5〜6mAのバイアス電流によっ
て消灯状態(微弱発光状態)に設定し、光強度検出手段
20によって光強度を検出し、その値をS2 としてRA
M25に記憶する(ステップ3、4)。その後、同様
に、CPU24は、半導体レーザー素子14を消灯状態
(微弱発光状態)に、半導体レーザー素子15を点灯状
態に設定した場合、更には、半導体レーザー素子14、
15を共に消灯状態(微弱発光状態)に設定した場合
に、光強度検出手段20によって光強度を検出し、その
値をS3 、S4 としてRAM25に記憶する(ステップ
5〜8)。
【0036】このように、上記半導体レーザー素子1
4、15を共に点灯状態に設定したとき、光強度検出手
段20によって検出された光強度の検出値S1 は、半導
体レーザー素子14が点灯したことによる光強度P1 と
半導体レーザー素子15が点灯したことによる光強度P
2 との和であり、半導体レーザー素子14を点灯状態
に、半導体レーザー素子15を消灯状態(微弱発光状
態)に設定したとき、光強度検出手段20によって検出
される光強度の検出値S2 は、半導体レーザー素子14
が点灯したことによる光強度P1 と半導体レーザー素子
15が消灯したことによる光強度p2 との和であり、半
導体レーザー素子14を消灯状態(微弱発光状態)に、
半導体レーザー素子15を点灯状態に設定したとき、光
強度検出手段20によって検出される光強度の検出値S
3 は、半導体レーザー素子14が消灯したことによる光
強度p1 と半導体レーザー素子15が点灯したことによ
る光強度P2 との和であり、半導体レーザー素子14、
15を共に消灯状態(微弱発光状態)に設定したとき、
光強度検出手段20によって検出される光強度の検出値
S 4 は、半導体レーザー素子14が消灯したことによる
光強度p1 と半導体レーザー素子15が消灯したことに
よる光強度p2 との和である。これらの関係を方程式で
表すと、次のような4元連立1次方程式になる。
4、15を共に点灯状態に設定したとき、光強度検出手
段20によって検出された光強度の検出値S1 は、半導
体レーザー素子14が点灯したことによる光強度P1 と
半導体レーザー素子15が点灯したことによる光強度P
2 との和であり、半導体レーザー素子14を点灯状態
に、半導体レーザー素子15を消灯状態(微弱発光状
態)に設定したとき、光強度検出手段20によって検出
される光強度の検出値S2 は、半導体レーザー素子14
が点灯したことによる光強度P1 と半導体レーザー素子
15が消灯したことによる光強度p2 との和であり、半
導体レーザー素子14を消灯状態(微弱発光状態)に、
半導体レーザー素子15を点灯状態に設定したとき、光
強度検出手段20によって検出される光強度の検出値S
3 は、半導体レーザー素子14が消灯したことによる光
強度p1 と半導体レーザー素子15が点灯したことによ
る光強度P2 との和であり、半導体レーザー素子14、
15を共に消灯状態(微弱発光状態)に設定したとき、
光強度検出手段20によって検出される光強度の検出値
S 4 は、半導体レーザー素子14が消灯したことによる
光強度p1 と半導体レーザー素子15が消灯したことに
よる光強度p2 との和である。これらの関係を方程式で
表すと、次のような4元連立1次方程式になる。
【0037】
【数3】
【0038】そして、CPU24は、この4元連立1次
方程式を例えば図6に示すように所定のソフトウエアを
用いて解くことにより、半導体レーザー素子14、15
の点灯時の光強度(P1 、P2 )と消灯時の光強度(p
1 、p2 )を求める(ステップ9)。
方程式を例えば図6に示すように所定のソフトウエアを
用いて解くことにより、半導体レーザー素子14、15
の点灯時の光強度(P1 、P2 )と消灯時の光強度(p
1 、p2 )を求める(ステップ9)。
【0039】次に、n本(n≧3)のレーザービームL
Bを使用した場合について説明する。図5はn個の半導
体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、
Pn )と消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )を求め
るためのフローチャートを示すものである。基本的に
は、レーザービームLBが2本の場合と同様であるが、
半導体レーザー素子の点灯状態と消灯状態の組合せが増
えることが、2本のレーザービームLBの場合との相違
点である。CPU24は、半導体レーザー素子の点灯状
態と消灯状態の全ての2n 通りの組合せにおいて、光強
度検出手段20によって光強度を検出することにより、
次の連立方程式がなり立つ。
Bを使用した場合について説明する。図5はn個の半導
体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、
Pn )と消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )を求め
るためのフローチャートを示すものである。基本的に
は、レーザービームLBが2本の場合と同様であるが、
半導体レーザー素子の点灯状態と消灯状態の組合せが増
えることが、2本のレーザービームLBの場合との相違
点である。CPU24は、半導体レーザー素子の点灯状
態と消灯状態の全ての2n 通りの組合せにおいて、光強
度検出手段20によって光強度を検出することにより、
次の連立方程式がなり立つ。
【0040】
【数4】
【0041】そして、CPU24は、この連立方程式を
所定のソフトウエアを用いて解くことにより、n個の半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、P
n )と消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )を求める
ことができる。
所定のソフトウエアを用いて解くことにより、n個の半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、P
n )と消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )を求める
ことができる。
【0042】次に、上記の如くして求めたn個の半導体
レーザー素子の消灯時の光強度(p 1 、p2 …、pn )
により、消灯時のバイアス電流を制御する方法について
説明する。
レーザー素子の消灯時の光強度(p 1 、p2 …、pn )
により、消灯時のバイアス電流を制御する方法について
説明する。
【0043】CPU24は、CPUバス23、D/Aコ
ンバータ27、28、ローパスフィルター17、18及
びレーザー駆動回路11、12を介して、各半導体レー
ザー素子に印加するバイアス電流を少しづつ増加又は減
少させながら、消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )
を求め、図7に示すように半導体レーザー素子の発光強
度特性を求める。また、CPU24は、一つ前の発光強
度と現在の発光強度の差である発光強度変化率を求め、
縦軸を発光強度変化率として図8に示すようなグラフに
相当するデータをRAM25に記憶する。そして、CP
U24は、図7に相当するデータからグラフの傾きが急
になる所が半導体レーザー素子のレーザー発振の閾値で
あると判別し、図8に相当するデータからは、グラフの
値が急に大きくなる所が半導体レーザー素子のレーザー
発振の閾値であると判別する。CPU24は、こうして
求めた各々の半導体レーザー素子のレーザー発振の閾値
より、D/Aコンバータ27の出力値を少し小さな値に
バイアス電流を制御する。
ンバータ27、28、ローパスフィルター17、18及
びレーザー駆動回路11、12を介して、各半導体レー
ザー素子に印加するバイアス電流を少しづつ増加又は減
少させながら、消灯時の光強度(p1 、p2 …、pn )
を求め、図7に示すように半導体レーザー素子の発光強
度特性を求める。また、CPU24は、一つ前の発光強
度と現在の発光強度の差である発光強度変化率を求め、
縦軸を発光強度変化率として図8に示すようなグラフに
相当するデータをRAM25に記憶する。そして、CP
U24は、図7に相当するデータからグラフの傾きが急
になる所が半導体レーザー素子のレーザー発振の閾値で
あると判別し、図8に相当するデータからは、グラフの
値が急に大きくなる所が半導体レーザー素子のレーザー
発振の閾値であると判別する。CPU24は、こうして
求めた各々の半導体レーザー素子のレーザー発振の閾値
より、D/Aコンバータ27の出力値を少し小さな値に
バイアス電流を制御する。
【0044】それでは次に、既に説明した方法により求
めた半導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2
…、Pn )により、点灯時の点灯電流を制御する方法に
ついて説明する。この半導体レーザー素子の点灯時の点
灯電流を制御するためのフローチャートを図9及び図1
0に示す。CPU24は、上述したようにして求めた半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、P
n )を所定の値Tと比較し、半導体レーザー素子の点灯
時の光強度(P1 、P2 …、Pn )が所定の値Tより小
さければ、半導体レーザー素子の発光強度が増加するよ
うに、半導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P
2 …、Pn )が所定の値Tより大きければ、半導体レー
ザー素子の発光強度が減少するように、図1のD/Aコ
ンバータ27、28、29の設定値を、1LSB(D/
Aコンバータの最小単位)だけ増加又は減少する。そし
て、CPU24は、再度半導体レーザー素子の点灯時の
光強度(P1 、P2 …、Pn )を求め、所定の値Tと比
較し、D/Aコンバータ27、28、29の設定値を1
LSBだけ増加又は減少する。CPU24は、この操作
を繰り返すことにより、半導体レーザー素子の点灯電流
を制御する。その際、半導体レーザー素子の点灯時の光
強度(P1 、P2 …、Pn )と比較される所定の値は、
n個の半導体レーザー素子に共通の所定値T(図9の
例)、又は、半導体レーザー素子毎に異なる所定値
T1 、T2 …、Tn (図10の例)に設定される。この
所定値として共通の値Tに設定した場合には、比較的容
易に所定値Tを決めることができるが、半導体レーザー
素子の個々の特性が揃っていない場合には、画質への影
響を十分考慮する必要がある。一方、比較される所定の
値として各半導体レーザー素子毎に異なる所定値T1 、
T2 …、Tn を採用した場合には、n個の値を決定する
必要があるため、レーザー画像形成装置の製造時の調整
が複雑になってしまうが、半導体レーザー素子個々の特
性に合った細かい制御ができるため、より高画質なレー
ザー画像形成装置を提供することができる。
めた半導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2
…、Pn )により、点灯時の点灯電流を制御する方法に
ついて説明する。この半導体レーザー素子の点灯時の点
灯電流を制御するためのフローチャートを図9及び図1
0に示す。CPU24は、上述したようにして求めた半
導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P2 …、P
n )を所定の値Tと比較し、半導体レーザー素子の点灯
時の光強度(P1 、P2 …、Pn )が所定の値Tより小
さければ、半導体レーザー素子の発光強度が増加するよ
うに、半導体レーザー素子の点灯時の光強度(P1 、P
2 …、Pn )が所定の値Tより大きければ、半導体レー
ザー素子の発光強度が減少するように、図1のD/Aコ
ンバータ27、28、29の設定値を、1LSB(D/
Aコンバータの最小単位)だけ増加又は減少する。そし
て、CPU24は、再度半導体レーザー素子の点灯時の
光強度(P1 、P2 …、Pn )を求め、所定の値Tと比
較し、D/Aコンバータ27、28、29の設定値を1
LSBだけ増加又は減少する。CPU24は、この操作
を繰り返すことにより、半導体レーザー素子の点灯電流
を制御する。その際、半導体レーザー素子の点灯時の光
強度(P1 、P2 …、Pn )と比較される所定の値は、
n個の半導体レーザー素子に共通の所定値T(図9の
例)、又は、半導体レーザー素子毎に異なる所定値
T1 、T2 …、Tn (図10の例)に設定される。この
所定値として共通の値Tに設定した場合には、比較的容
易に所定値Tを決めることができるが、半導体レーザー
素子の個々の特性が揃っていない場合には、画質への影
響を十分考慮する必要がある。一方、比較される所定の
値として各半導体レーザー素子毎に異なる所定値T1 、
T2 …、Tn を採用した場合には、n個の値を決定する
必要があるため、レーザー画像形成装置の製造時の調整
が複雑になってしまうが、半導体レーザー素子個々の特
性に合った細かい制御ができるため、より高画質なレー
ザー画像形成装置を提供することができる。
【0045】また、レーザー画像形成装置の電源を投入
した直後やレーザー画像形成装置を長時間使用しなかっ
た時などは、D/Aコンバータ27、28、29の設定
値と実際の値とが大きくかけ離れているので、図9及び
図10に示すフローチャートの動作を複数回実施するこ
とが望ましい。
した直後やレーザー画像形成装置を長時間使用しなかっ
た時などは、D/Aコンバータ27、28、29の設定
値と実際の値とが大きくかけ離れているので、図9及び
図10に示すフローチャートの動作を複数回実施するこ
とが望ましい。
【0046】次に、既に説明した半導体レーザー素子の
点灯時の点灯電流制御と消灯時のバイアス電流の制御を
実施するタイミングについて説明する。
点灯時の点灯電流制御と消灯時のバイアス電流の制御を
実施するタイミングについて説明する。
【0047】まず、半導体レーザー素子の点灯時の点灯
電流制御は、図13に示すように、半導体レーザー素子
の点灯時の光強度は非常に変動し易いことと、複数のレ
ーザービームの光強度のばらつきは画質に対して非常に
大きく影響するため、可能な限り頻繁に実施する必要が
ある。ただし、一つの画像の中でD/Aコンバータ2
7、28、29への設定値が変わることは好ましくない
ので、実際には画像と画像の間で実施する。また、カラ
ー画像形成装置の場合は、3乃至4色の画像を重ね合わ
せて1ページの画像を形成するため、3乃至4つの画像
ごと、即ち1ページ毎に実施することになる。
電流制御は、図13に示すように、半導体レーザー素子
の点灯時の光強度は非常に変動し易いことと、複数のレ
ーザービームの光強度のばらつきは画質に対して非常に
大きく影響するため、可能な限り頻繁に実施する必要が
ある。ただし、一つの画像の中でD/Aコンバータ2
7、28、29への設定値が変わることは好ましくない
ので、実際には画像と画像の間で実施する。また、カラ
ー画像形成装置の場合は、3乃至4色の画像を重ね合わ
せて1ページの画像を形成するため、3乃至4つの画像
ごと、即ち1ページ毎に実施することになる。
【0048】また、半導体レーザー素子の消灯時のバイ
アス電流の制御は、図13に示すように、半導体レーザ
ー素子の消灯時の光強度は比較的安定していることと、
図7及び図8に示すグラフに相当するデータを演算する
作業が必要となり、CPU24の大きな負荷となり複雑
な作業となるため、点灯電流の制御よりは大幅に頻度を
下げることが好ましい。具体的には、数分おきに実施す
ることや、数ページ毎に実施することなどが考えられる
が、バイアス電流は雰囲気温度が変動したときに制御す
る必要があることから、半導体レーザー光源自体又はそ
の近傍の温度を検知する温度検知手段を設けて、この温
度検知手段の検出値が所定の温度変化量を越えたときに
バイアス電流値の制御を行うように構成しても良い。
アス電流の制御は、図13に示すように、半導体レーザ
ー素子の消灯時の光強度は比較的安定していることと、
図7及び図8に示すグラフに相当するデータを演算する
作業が必要となり、CPU24の大きな負荷となり複雑
な作業となるため、点灯電流の制御よりは大幅に頻度を
下げることが好ましい。具体的には、数分おきに実施す
ることや、数ページ毎に実施することなどが考えられる
が、バイアス電流は雰囲気温度が変動したときに制御す
る必要があることから、半導体レーザー光源自体又はそ
の近傍の温度を検知する温度検知手段を設けて、この温
度検知手段の検出値が所定の温度変化量を越えたときに
バイアス電流値の制御を行うように構成しても良い。
【0049】
【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、複数本のレーザービームを用いたレーザー画
像形成装置において、個々の半導体レーザー素子の消灯
時における微弱発光の光強度を検出できるようにしたの
で、消灯時のバイアス電流制御が実施でき、高画質なレ
ーザー画像形成装置を提供できる。
るもので、複数本のレーザービームを用いたレーザー画
像形成装置において、個々の半導体レーザー素子の消灯
時における微弱発光の光強度を検出できるようにしたの
で、消灯時のバイアス電流制御が実施でき、高画質なレ
ーザー画像形成装置を提供できる。
【図1】 図1はこの発明に係る半導体レーザーの光強
度制御装置の一実施例を示すブロック図である。
度制御装置の一実施例を示すブロック図である。
【図2】 図2はこの発明に係る半導体レーザーの光強
度制御装置を適用し得るレーザー画像形成装置の一実施
例を示す斜視構成図である。
度制御装置を適用し得るレーザー画像形成装置の一実施
例を示す斜視構成図である。
【図3】 図3は半導体レーザー光源を示す構成図であ
る。
る。
【図4】 図4はこの発明に係る半導体レーザーの光強
度制御装置の一実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
度制御装置の一実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【図5】 図5はこの発明に係る半導体レーザーの光強
度制御装置の他の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。
度制御装置の他の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。
【図6】 図6は連立方程式の解法を示す説明図であ
る。
る。
【図7】 図7は半導体レーザー素子の光強度特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図8】 図8は半導体レーザー素子の光強度の変化率
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図9】 図9は半導体レーザー素子の点灯時の光強度
制御動作を示すフローチャートである。
制御動作を示すフローチャートである。
【図10】 図10は半導体レーザー素子の点灯時の光
強度制御動作を示すフローチャートである。
強度制御動作を示すフローチャートである。
【図11】 図11は従来のレーザー画像形成装置を示
す斜視構成図である。
す斜視構成図である。
【図12】 図12は半導体レーザー光源を示す構成図
である。
である。
【図13】 図13は半導体レーザー素子の光強度特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図14】 図14は半導体レーザー素子のドループ現
象を示すグラフである。
象を示すグラフである。
1 半導体レーザー光源、14、15、16 半導体レ
ーザー素子、20 光強度検出手段、24 CPU。
ーザー素子、20 光強度検出手段、24 CPU。
Claims (2)
- 【請求項1】 n本(n≧2の整数)のレーザービーム
を出射する半導体レーザー光源を備え、この半導体レー
ザー光源を構成するn個の半導体レーザー素子に点灯電
流を供給して各半導体レーザー素子を個別に点灯する点
灯状態と、n個の半導体レーザー素子にバイアス電流を
供給して各半導体レーザー素子を個別に微弱発光させる
消灯状態とに、独立して設定可能とした半導体レーザー
の光強度制御装置において、 前記n個の半導体レーザー素子から出射されるn本のレ
ーザービームの光強度を検出する光強度検出手段と、前
記n個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状態の
可能な全ての2n 通りの組合せに設定する設定手段と、
前記設定手段によってn個の半導体レーザー素子を点灯
状態及び消灯状態の可能な全ての2n 通りの組合せに設
定した際に、前記光強度検出手段によって検出されるn
本のレーザービームの光強度の検出値に基づいて、次の
連立方程式を解くことにより、n個の半導体レーザー素
子の点灯時の光強度(P1 、P2 、…Pn )及び/又は
消灯時の光強度(p1 、p2 、…pn )を求め、当該光
強度に応じてn個の半導体レーザー素子の点灯電流及び
/又はバイアス電流を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする半導体レーザーの光強度制御装置。 【数1】 (ただし、P1 、P2 、…Pn はn個の半導体レーザー
素子1、2、…、nを点灯させたときの各半導体レーザ
ー素子の光強度、p1 、p2 、…pn はn個の半導体レ
ーザー素子1、2、…、nを消灯(微弱発光)させたと
きの各半導体レーザー素子の光強度、S1 、S2 …、S
2 n はn個の半導体レーザー素子を点灯状態及び消灯状
態の可能な全ての2n 通りの組合せに設定した際の光強
度検出手段の検出値である。) - 【請求項2】 請求項第1項記載の半導体レーザーの光
強度制御装置において、前記n個の半導体レーザー素子
のバイアス電流値を少しづつ増加又は減少させながらn
本のレーザービームの消灯時の光強度(p1 、p2 、…
pn )を検出し、各半導体レーザー素子のレーザー発振
の閾値を求めて、前記n個の半導体レーザー素子のバイ
アス電流値をレーザー発振の閾値より少し小さな値に設
定することを特徴とする半導体レーザーの光強度制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25100494A JPH08116119A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 半導体レーザーの光強度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25100494A JPH08116119A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 半導体レーザーの光強度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08116119A true JPH08116119A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17216216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25100494A Pending JPH08116119A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 半導体レーザーの光強度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08116119A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1142815A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザ画像露光装置 |
JP2004193376A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子駆動装置 |
JP2005064000A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子駆動装置 |
JP2007294682A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信器 |
JP2009044048A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Ricoh Co Ltd | 補正方法、光源装置、プログラム、記録媒体、光走査装置、画像形成装置、試験装置及び試験方法 |
JP2012198482A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Canon Inc | 光学走査装置及びその光量制御方法、並びに画像形成装置 |
JP2013001084A (ja) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Canon Inc | 露光装置及びその調整方法、並びに画像形成装置 |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP25100494A patent/JPH08116119A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1142815A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザ画像露光装置 |
JP2004193376A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子駆動装置 |
JP2005064000A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光素子駆動装置 |
JP2007294682A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信器 |
JP2009044048A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Ricoh Co Ltd | 補正方法、光源装置、プログラム、記録媒体、光走査装置、画像形成装置、試験装置及び試験方法 |
JP2012198482A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Canon Inc | 光学走査装置及びその光量制御方法、並びに画像形成装置 |
JP2013001084A (ja) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Canon Inc | 露光装置及びその調整方法、並びに画像形成装置 |
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