JPH08116119A - 半導体レーザーの光強度制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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 、…Ｐ_n ）及び／又は消灯時
の光強度（ｐ₁ 、ｐ₂ 、…ｐ_n ）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 、…Ｐ_n 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 、…ｐ_n 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 、…
ｐ_n ）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 、…Ｐ_n ）及び／又は消灯時
の光強度（ｐ₁ 、ｐ₂ 、…ｐ_n ）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 、…ｐ_n ）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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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 、…ｐ_n ）
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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 、…Ｐ_n ）及び／又は消灯時の光
強度（ｐ₁ 、ｐ₂ 、…ｐ_n ）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）。

【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。

【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）。

【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 …、
Ｐ_n ）と消灯時の光強度（ｐ₁ 、ｐ₂ …、ｐ_n ）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 …、ｐ_n ）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 …、ｐ_n ）
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 …、ｐ_n ）
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
…、Ｐ_n ）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 …、Ｐ_n ）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 …、Ｐ_n ）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 …、Ｐ_n ）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 …、Ｐ_n ）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 …、Ｔ_n （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 …、Ｔ_n 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】 図３は半導体レーザー光源を示す構成図であ
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。

【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。

【図６】 図６は連立方程式の解法を示す説明図であ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１２】 図１２は半導体レーザー光源を示す構成図
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。

【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。

【符号の説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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 、…Ｐ_n ）及び／又は
   消灯時の光強度（ｐ₁ 、ｐ₂ 、…ｐ_n ）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 、…Ｐ_n 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 、…ｐ_n 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。）
2. 【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 、…
   ｐ_n ）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。