JPH08290612A - レーザ記録装置 - Google Patents
レーザ記録装置Info
- Publication number
- JPH08290612A JPH08290612A JP7098679A JP9867995A JPH08290612A JP H08290612 A JPH08290612 A JP H08290612A JP 7098679 A JP7098679 A JP 7098679A JP 9867995 A JP9867995 A JP 9867995A JP H08290612 A JPH08290612 A JP H08290612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light quantity
- light amount
- signal
- absolute value
- down counter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
し、ループ利得を半導体レーザの動作点に係わらず最適
化して、連続階調のレーザビームを高精度で、高速に制
御するレーザ記録装置を提供する。 【構成】 ビーム光量検出値と、基準ビーム光量あるい
は画像信号に応じた強度信号の差の絶対値に応じて、半
導体レーザの駆動電流を制御する負帰還回路の利得を制
御する。
Description
上に走査するのに先だって、レーザビームが所定光強度
で記録媒体上を走査するべくレーザビームの光強度を制
御するレーザ記録装置に関する。
れたレーザビームを記録媒体上に走査させて連続階調画
像を記録するレーザ記録装置、更に詳しくはレーザビー
ムの光強度をアナログ的に強度変調して高階調の画像を
記録できるようにしたレーザ記録装置に関する。
り偏向して感光体上に走査させ、電子写真技術により、
現像、転写、定着する事により、印刷物を得るレーザビ
ームプリンタが広く実用に供されている。また、同様に
レーザビームを感光材料上に直接走査させ、該感光材料
に画像を記録する装置も実用化されている。
うレーザビーム記録装置は、レーザビームを発生する手
段として半導体レーザを用いている。この半導体レーザ
は、ガスレーザ等に比べれば小型、安価で消費電力も少
なく、また駆動電流を変えれば光出力が直接制御できる
等の長所を有している。
面この半導体レーザは、図7に示すように駆動電流Iに
対する光出力P0特性がしきい値電流Ithを境にして変
わるので、レーザビームの光強度を強度変調し、自然画
等の連続階調画像を記録するのがたいへん困難だという
問題がある。例えば、図7の特性において、駆動電流対
光出力特性が線形であるしきい値電流Ith以上の部分で
強度変調を行うと、光出力のダイナミックレンジが高々
2桁程度しかとれない。周知のように、この程度のダイ
ナミックレンジでは高品位の連続階調画像を得る事は不
可能である。
thは、レーザダイオードの温度により変化(温度ドリフ
ト)するので、レーザダイオードの温度を温度センサと
発熱冷却体により制御しない限り、前記2桁のダイナミ
ックレンジを確保するのも難しい。
ーザの温度制御をするのは、コスト的に見合わない。そ
こで、半導体レーザの駆動電流対光出力特性の非線形性
と温度ドリフトを克服する為に、半導体レーザから出力
されるフロントビームを記録媒体上に走査し、バックビ
ームを光量検出回路で検出してレーザダイオード駆動回
路に負帰還して制御する。
の利得をμ、帰還回路の帰還率をβとすると、ループ利
得はμβとなる。ループ利得は大きいほど負帰還回路の
制御精度は高くなる。しかし、ループ利得が高すぎると
負帰還回路が発振をする可能性があり、最適なループ利
得の範囲は限られる。
線形性を考慮して、半導体レーザを含む負帰還回路を考
えると図7に示すように、ループ利得はしきい値電流I
thを境として変化する。すなわち、しきい値電流Ith以
下ではループ利得が低く、しきい値電流Ith以上ではル
ープ利得が高い。そのため半導体レーザを含む負帰還回
路はしきい値電流Ith以下では制御精度が低く、しきい
値電流Ith以上では発振をする可能性が高い。この傾向
は、レーザ記録装置が高速化し、レーザビームのスイッ
チング周波数が高くなり、レーザダイオード駆動回路の
周波数特性が広帯域化されるほど顕著となる。
続階調画像を高速に記録できるレーザ記録装置が提供で
きる。
御する負帰還回路に注目し、ループ利得を半導体レーザ
の動作点に係わらず最適化して、連続階調のレーザビー
ムを高精度で、高速に制御することにある。
に、本発明のレーザ記録装置は、記録信号により変調さ
れたビームを形成するビーム形成手段と、前記ビーム形
成手段で形成されたビーム光量を検出する光量検出手段
と、基準ビーム光量を規定する基準レベル設定手段と、
前記光量検出手段で検出した信号と、前記基準レベル設
定手段で規定した信号とを比較し、前記ビーム形成手段
に負帰還する負帰還手段と、前記光量検出手段で検出し
た信号と、前記基準レベル設定手段で規定した信号との
差の絶対値を求める絶対値検出手段と、前記絶対値検出
手段で検出した絶対値に応じて、前記負帰還手段の利得
を制御する利得制御手段と、を有する事を特徴とする。
じた強度で変調されたビームを形成するビーム形成手段
と、前記ビーム形成手段で形成されたビーム光量を検出
する光量検出手段と、前記光量検出手段で検出した信号
と、前記画像信号に応じた強度信号とを比較し、前記ビ
ーム形成手段に負帰還する負帰還手段と、前記光量検出
手段で検出した信号と、前記画像信号に応じた強度信号
との差の絶対値を求める絶対値検出手段と、前記絶対値
検出手段で検出した絶対値に応じて、前記負帰還手段の
利得を制御する利得制御手段と、を有する事を特徴とす
る。
増減調整し、調整結果を記憶する光量制御手段を含み、
前記利得制御手段は、前記光量制御手段で行うビーム光
量調整の単位時間あたりの増減変化量を制御する事を特
徴とする。
増減調整し、調整結果を記憶するアップダウンカウンタ
と前記アップダウンカウンタの出力が接続されたD/A
コンバータから構成される光量制御手段を含み、前記利
得制御手段は、前記光量制御手段で行うビーム光量調整
の単位時間あたりの増減変化量を制御するべく、前記ア
ップダウンカウンタにクロック信号を与える電圧制御発
振器を含み、頁毎の記録に先立って、あるいは偏向した
ビームが所定の位置に到来する毎に、各階調の試験画像
信号を前記負帰還手段に与え、ビームの光量を増減調整
し、前記アップダウンカウンタに記憶された調整結果
を、各階調の画像信号レベルに対応して、保存する補正
テーブルを有し、画像信号に応じた強度でビームを変調
して記録する時は、画像信号を前記補正テーブルに与
え、前記補正テーブルに記憶された調整結果を、前記ア
ップダウンカウンタに、画像信号レベルの切換タイミン
グに同期して書き込み、その後ビームの光量を増減調整
する事を特徴とする。
ある。実施例1、2においては、レーザビームを記録媒
体上に走査するのに先だって、レーザビームが所定光強
度で記録媒体上を走査するべくレーザビームの光強度を
制御するレーザ記録装置について説明する。以下、レー
ザ記録装置の光量制御動作を説明し、次に記録信号によ
る記録動作を説明する。
号発生回路2は、頁毎の記録に先立って発生される信
号、あるいは偏向されたビームが所定の位置に到来する
毎に発生される信号に従って、光量制御手段の調整状
態、あるいは調整結果保持状態を切り換えるAPC信号
を発生する。APC信号はORゲート13を介してスイ
ッチング回路10を強制的にオン状態にし、レーザダイ
オード11からはフロントビームFBとバックビームB
Bが出力される。また、APC信号はANDゲート14
を能動にし、電圧制御発振器5で発生するクロック信号
をアップダウンカウンタ7に与える。このことにより、
レーザダイオード11、光量検出回路12、コンパレー
タ6、アップダウンカウンタ7、D/A変換回路8、電
流増幅回路9、スイッチング回路10から成る負帰還ル
ープが能動となり、光量制御の調整状態になる。
検出する光量検出回路12の出力電圧と、基準ビーム光
量を規定する電圧を発生する基準レベル設定回路3の出
力電圧を、コンパレータ6で比較し、比較結果の大小に
応じて、アップダウンカウンタ7のカウントアップ動作
とカウントダウン動作を切り換える。アップダウンカウ
ンタ7のカウント出力はD/A変換回路8に与えられ、
アナログ信号に変換され、電流増幅回路9でレーザダイ
オードを駆動できる電流に増幅する。
った場合に、コンパレータ6はアップダウンカウンタ7
をカウントアップ動作に切り換えて、レーザダイオード
の駆動電流を徐々に増加する。
ームBBの光量が徐々に増加し、基準ビーム光量を越え
ると、コンパレータ6はアップダウンカウンタ7をカウ
ントダウン動作に切り換えて、レーザダイオードの駆動
電流を徐々に減少する。
ームBBの光量が徐々に減少し、基準ビーム光量を下回
ると、コンパレータ6はアップダウンカウンタ7をカウ
ントアップ動作に切り換えて、レーザダイオードの駆動
電流を徐々に増加する。以下この繰り返しとなる。
る時は、アップダウンカウンタ7は連続的にカウントア
ップ動作あるいはカウントダウン動作を行っている。
量がほぼ等しくなると、アップダウンカウンタ7のカウ
ントアップ動作とカウントダウン動作が頻繁に切り替わ
り、バックビームBBは基準ビーム光量を平均値とする
微少な光量の振動を示す。
説明である。
段と利得制御手段を説明する。絶対値増幅回路4は、バ
ックビームBBの光量を検出する光量検出回路12の出
力電圧と、基準ビーム光量を規定する電圧を発生する基
準レベル設定回路3の出力電圧の差の絶対値を出力す
る。絶対値増幅回路4の出力は電圧制御発振器5に与え
られる。図8の実線は絶対値増幅回路4の出力電圧に対
する電圧制御発振器5の発振周波数の例を示している。
バックビームBBの光量が基準ビーム光量から離れるほ
ど発振周波数が高くなり、単位時間あたりのアップダウ
ンカウンタ7のカウント量が多くなるのが望ましい。こ
のことにより、バックビームBBの光量の単位時間あた
りの制御量であるスルーレートが制御される。また、負
帰還手段の利得が制御される。
圧制御発振器5の発振周波数が固定されていた場合につ
いて説明する。課題は光量制御の調整精度と調整速度が
両立しない事である。
路12、コンパレータ6、アップダウンカウンタ7、D
/A変換回路8、電流増幅回路9、スイッチング回路1
0から成る負帰還ループでは、信号伝達の遅れが生じる
と言う事実がある。このため、基準ビーム光量とバック
ビームBBの光量がほぼ等しくなり、アップダウンカウ
ンタ7のカウントアップ動作とカウントダウン動作が頻
繁に切り替わり、バックビームBBは基準ビーム光量を
平均値とする微少な光量の振動を示す状態に調整が収束
した際に、前記光量の振動量が大きくなり、調整結果保
持状態に切り替わるタイミングによって調整結果が大き
くずれ、調整精度が得られず、結局アップダウンカウン
タ7のクロック信号の周波数を低くせざるを得ないと言
う課題がある。
ると、アップダウンカウンタ7及びD/Aコンバータ8
のビット数nを大きくして単位変化幅を細かくし、精度
を向上させようとすると、次のような場合に応答時間が
遅くなると言う課題がある。すなわち、基準ビーム光量
とバックビームBBの光量が離れており、アップダウン
カウンタ7が連続的にカウントアップ動作あるいはカウ
ントダウン動作を行っている場合は応答時間がかなり遅
くなる。
制御手段を有する構成では、前記の課題である、調整精
度と調整速度を両立する。すなわち、 基準ビーム光量とバックビームBBの光量が離れてい
る時は、アップダウンカウンタ7は連続的にカウントア
ップ動作あるいはカウントダウン動作を行うが、その際
のクロック信号は図8に示すように絶対値増幅回路4の
出力電圧が大きいほど周波数が高く、単位時間あたりの
カウント量を大きくでき、調整速度を速くできる。特
に、この効果はレーザダイオードの駆動電流値がしきい
値電流以下の場合に大きい。図7に示したようにしきい
値電流Ith以下ではループ利得が小さくなるのを、クロ
ック信号の周波数を高くする事によって結果的にループ
利得を高め補う事が出来る。
量がほぼ等しくなると、アップダウンカウンタ7のカウ
ントアップ動作とカウントダウン動作が頻繁に切り替わ
り、バックビームBBは基準ビーム光量を平均値とする
微少な光量の振動を示すが、その際のクロック信号は図
8に示すように負帰還ループの応答遅れを見込んだ最低
の周波数とでき、アップダウンカウンタ7のアップダウ
ンカウントの振動は1ビット以内に出来るので、調整精
度を高くできる。また、レーザダイオードの駆動電流が
しきい値電流以上の場合は図7に示したようにループ利
得が高まり、負帰還ループの応答遅れによって発振する
可能性があるのを、クロック信号の周波数を低くする事
によって結果的にループ利得を低くし、発振の可能性を
なくす事が出来る。
る。APC信号はANDゲート14を非能動にし、電圧
制御発振器5で発生するクロック信号をアップダウンカ
ウンタ7に与えない。このことにより、レーザダイオー
ド11、光量検出回路12、コンパレータ6、アップダ
ウンカウンタ7、D/A変換回路8、電流増幅回路9、
スイッチング回路10から成る負帰還ループが非能動と
なり、光量制御の調整結果保持状態になる。調整結果は
アップダウンカウンタ7に保持されており、レーザダイ
オード11の駆動電流を固定する。記録信号発生回路1
で発生された記録信号は、ORゲート13を介してスイ
ッチング回路10に与えられる。スイッチング回路10
はアップダウンカウンタ7に保持された駆動電流値に従
ってレーザダイオード11を開閉駆動する。レーザダイ
オード11で発生されたフロントビームFBは図示しな
い光偏向器により偏向されて、記録媒体を走査し、記録
を行う。
置の回路図である。実施例1においてアップダウンカウ
ンタ7、D/A変換回路8を用いてデジタル的に行われ
ていた光量制御をアナログ的に行うのが実施例2であ
る。図1と同じ図番の構成要素は同じ機能を有している
ので、説明を省略する。
号発生回路2から出力されたAPC信号はANDゲート
21、22を能動にし、コンパレータ6、インバータ2
0から出力される信号で充電用スイッチ24あるいは放
電用スイッチ25のどちらかをオンにする。このことに
より、レーザダイオード11、光量検出回路12、コン
パレータ6、充電用スイッチ24、放電用スイッチ2
5、コンデンサ27、電流増幅回路9、スイッチング回
路10から成る負帰還ループが能動となり、光量制御の
調整状態になる。
検出する光量検出回路12の出力電圧と、基準ビーム光
量を規定する電圧を発生する基準レベル設定回路3の出
力電圧を、コンパレータ6で比較し、比較結果の大小に
応じて、充電用スイッチ24あるいは放電用スイッチ2
5のどちらかをオンにし、充電用定電流源23あるいは
放電用定電流源26でコンデンサ27を充電あるいは放
電する。コンデンサ27の端子電圧は電流増幅回路9に
与えられ、電流増幅回路9でレーザダイオードを駆動で
きる電流に増幅する。
った場合に、コンパレータ6は充電用スイッチ24をオ
ンに切り換えて、充電用定電流源23でコンデンサ27
を徐々に充電し、レーザダイオードの駆動電流を徐々に
増加する。
ームBBの光量が徐々に増加し、基準ビーム光量を越え
ると、コンパレータ6は充電用スイッチ24をオフに、
放電用スイッチ25をオンに切り換えて、放電用定電流
源26でコンデンサ27を徐々に放電し、レーザダイオ
ードの駆動電流を徐々に減少する。
ームBBの光量が徐々に減少し、基準ビーム光量を下回
ると、コンパレータ6は放電用スイッチ25をオフに、
充電用スイッチ24をオンに切り換えて、充電用定電流
源23でコンデンサ27を徐々に充電し、レーザダイオ
ードの駆動電流を徐々に増加する。以下この繰り返しと
なる。
る時は、充電用スイッチ24あるいは放電用スイッチ2
5のどちらかは連続的にオンであり、コンデンサ27は
充電用定電流源23あるいは放電用定電流源26で連続
的に充電あるいは放電されている。
量がほぼ等しくなると、充電用スイッチ24、放電用ス
イッチ25は交互に開閉され、コンデンサ27は充電用
定電流源23、放電用定電流源26で交互に充電あるい
は放電され、バックビームBBは基準ビーム光量を平均
値とする微少な光量の振動を示す。以上が光量制御手段
を含む、負帰還手段の説明である。
段と利得制御手段を説明する。絶対値増幅回路4は、バ
ックビームBBの光量を検出する光量検出回路12の出
力電圧と、基準ビーム光量を規定する電圧を発生する基
準レベル設定回路3の出力電圧の差の絶対値を出力す
る。絶対値増幅回路4の出力は充電用定電流源23と放
電用定電流源26に与えられる。充電用定電流源23と
放電用定電流源26の電流値は絶対値増幅回路4の出力
電圧に従う。充電用定電流源23と放電用定電流源26
の電流値を変えるとコンデンサ27の単位時間あたりの
電圧変化量、スルーレート(V/μ秒)を変える事が出
来る。図8の実線は絶対値増幅回路4の出力電圧に対す
る前記スルーレートの制御特性の例を示している。バッ
クビームBBの光量が基準ビーム光量から離れるほど、
充電用定電流源23と放電用定電流源26の電流値が大
きくなり、スルーレートが大きくなるのが望ましい。こ
のことにより、バックビームBBの光量の単位時間あた
りの制御量であるスルーレートが制御される。また、負
帰還手段の利得が制御される。
電用定電流源23と放電用定電流源26の電流値が固定
されていた場合について説明する。課題は光量制御の調
整精度と調整速度が両立しない事である。
路12、コンパレータ6、充電用スイッチ24、放電用
スイッチ25、コンデンサ27、電流増幅回路9、スイ
ッチング回路10から成る負帰還ループでは、信号伝達
の遅れが生じると言う事実がある。このため、基準ビー
ム光量とバックビームBBの光量がほぼ等しくなり、充
電用スイッチ24、放電用スイッチ25は交互に開閉さ
れ、コンデンサ27は充電用定電流源23、放電用定電
流源26で交互に充電あるいは放電され、バックビーム
BBは基準ビーム光量を平均値とする微少な光量の振動
を示す状態に調整が収束した際に、前記光量の振動量が
大きくなり、調整結果保持状態に切り替わるタイミング
によって調整結果が大きくずれ、調整精度が得られず、
結局バックビームBBの光量の単位時間あたりの制御量
であるスルーレートを低くせざるを得ないと言う課題が
ある。
のような場合に応答時間が遅くなると言う課題がある。
すなわち、基準ビーム光量とバックビームBBの光量が
離れており、充電用スイッチ24あるいは放電用スイッ
チ25のどちらかが連続的にオンで、コンデンサ27が
充電用定電流源23あるいは放電用定電流源26で連続
的に充電あるいは放電されている場合は、応答時間がか
なり遅くなる。
制御手段を有する構成では、前記の課題である、調整精
度と調整速度を両立する。すなわち、 基準ビーム光量とバックビームBBの光量が離れてい
る時は、充電用スイッチ24あるいは放電用スイッチ2
5のどちらかは連続的にオンであり、コンデンサ27は
充電用定電流源23あるいは放電用定電流源26で連続
的に充電あるいは放電されているが、その際のスルーレ
ートは図8に示すように絶対値増幅回路4の出力電圧が
大きいほど充電用定電流源23と放電用定電流源26の
電流値が大きく、スルーレートが大きくなり、調整速度
を速くできる。特に、この効果はレーザダイオードの駆
動電流値がしきい値電流以下の場合に大きい。図7に示
したようにしきい値電流Ith以下ではループ利得が小さ
くなるのを、充電用定電流源23と放電用定電流源26
の電流値を大きくする事によって結果的にループ利得を
高め補う事が出来る。
量がほぼ等しくなると、充電用スイッチ24、放電用ス
イッチ25は交互に開閉され、コンデンサ27は充電用
定電流源23、放電用定電流源26で交互に充電あるい
は放電され、バックビームBBは基準ビーム光量を平均
値とする微少な光量の振動を示すが、その際のスルーレ
ートは図8に示すように負帰還ループの応答遅れを見込
んだ最低のスルーレートにでき、微小な光量の振動を小
さく出来るので、調整精度を高くできる。また、レーザ
ダイオードの駆動電流がしきい値電流以上の場合は図7
に示したようにループ利得が高まり、負帰還ループの応
答遅れによって発振する可能性があるのを、スルーレー
トを低くする事によって結果的にループ利得を低くし、
発振の可能性をなくす事が出来る。
る。APC信号はANDゲート21、22を非能動に
し、充電用スイッチ24と放電用スイッチ25を両方と
もオフにする。このことにより、レーザダイオード1
1、光量検出回路12、コンパレータ6、充電用スイッ
チ24、放電用スイッチ25、コンデンサ27、電流増
幅回路9、スイッチング回路10から成る負帰還ループ
が非能動となり、光量制御の調整結果保持状態になる。
調整結果はコンデンサ27に保持されており、レーザダ
イオード11の駆動電流を固定する。記録信号発生回路
1で発生された記録信号は、ORゲート13を介してス
イッチング回路10に与えられる。スイッチング回路1
0はコンデンサ27に保持された駆動電流値に従ってレ
ーザダイオード11を開閉駆動する。レーザダイオード
11で発生されたフロントビームFBは図示しない光偏
向器により偏向されて、記録媒体を走査し、記録を行
う。
置の回路図である。実施例3、4、5、6においては画
像信号に基づいて変調されたレーザビームを記録媒体上
に走査させて連続階調画像を記録するレーザ記録装置、
更に詳しくはレーザビームの光強度をアナログ的に強度
変調して高階調の画像を記録できるようにしたレーザ記
録装置について説明する。実施例3は実施例1と同じく
アップダウンカウンタ7、D/A変換回路8を用いてデ
ジタル的に光量制御を行う。図1と同じ図番の構成要素
は同じ機能を有しているので、説明を省略する。
する記録信号は、D/A変換回路30を介してコンパレ
ータ6、及び絶対値増幅回路4に与えられる。実施例3
は、実施例1における基準レベル設定回路3を記録信号
発生回路1とD/Aコンバータ30に置き換えた構成と
なっている。実施例1では、頁毎の記録に先立って発生
される信号、あるいは偏向されたビームが所定の位置に
到来する毎に発生される信号に従って光量制御手段の調
整状態、あるいは調整結果保持状態を切り換えていた
が、実施例3は記録信号の階調が切り替わる度に、実施
例1と同様に、レーザダイオードの駆動電流が調整され
る。すなわち、実施例1における基準ビーム光量を記録
信号の階調に対応したビーム光量に置き換えれば実施例
3の説明になる。例えば、 記録信号の階調に対応したビーム光量とバックビーム
BBの光量が離れている時は、アップダウンカウンタ7
は連続的にカウントアップ動作あるいはカウントダウン
動作を行っている。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、アップダ
ウンカウンタ7のカウントアップ動作とカウントダウン
動作が頻繁に切り替わり、バックビームBBは記録信号
の階調に対応したビーム光量を平均値とする微少な光量
の振動を示す。
BBの光量が離れている時は、アップダウンカウンタ7
は連続的にカウントアップ動作あるいはカウントダウン
動作を行うが、その際のクロック信号は図8に示すよう
に絶対値増幅回路4の出力電圧が大きいほど周波数が高
く、単位時間あたりのカウント量を大きくでき、調整速
度を速くできる。特に、この効果はレーザダイオードの
駆動電流値がしきい値電流以下の場合に大きい。また、
実施例3は記録信号の階調が切り替わる度に、レーザダ
イオードの駆動電流が調整されるので、調整速度高速化
の効果は特に大きい。図7に示したようにしきい値電流
Ith以下ではループ利得が小さくなるのを、クロック信
号の周波数を高くする事によって結果的にループ利得を
高め補う事が出来る。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、アップダ
ウンカウンタ7のカウントアップ動作とカウントダウン
動作が頻繁に切り替わり、バックビームBBは記録信号
の階調に対応したビーム光量を平均値とする微少な光量
の振動を示すが、その際のクロック信号は図8に示すよ
うに負帰還ループの応答遅れを見込んだ最低の周波数と
でき、アップダウンカウンタ7のアップダウンカウント
の振動は1ビット以内に出来るので、調整精度を高くで
きる。また、レーザダイオードの駆動電流がしきい値電
流以上の場合は図7に示したようにループ利得が高ま
り、負帰還ループの応答遅れによって発振する可能性が
あるのを、クロック信号の周波数を低くする事によって
結果的にループ利得を低くし、発振の可能性をなくす事
が出来る。
置の回路図である。実施例3においてアップダウンカウ
ンタ7、D/A変換回路8を用いてデジタル的に行われ
ていた光量制御をアナログ的に行うのが実施例4であ
る。図1、2、3と同じ図番の構成要素は同じ機能を有
しているので、説明を省略する。
する記録信号は、D/A変換回路30を介してコンパレ
ータ6、及び絶対値増幅回路4に与えられる。実施例4
は、実施例2における基準レベル設定回路3を記録信号
発生回路1とD/Aコンバータ30に置き換えた構成と
なっている。実施例2では、頁毎の記録に先立って発生
される信号、あるいは偏向されたビームが所定の位置に
到来する毎に発生される信号に従って光量制御制御手段
の調整状態、あるいは調整結果保持状態を切り換えてい
たが、実施例4は記録信号の階調が切り替わる度に、実
施例2と同様に、レーザダイオードの駆動電流が調整さ
れる。すなわち、実施例2における基準ビーム光量を記
録信号の階調に対応したビーム光量に置き換えれば実施
例4の説明になる。例えば、 記録信号の階調に対応したビーム光量とバックビーム
BBの光量が離れている時は、充電用スイッチ24ある
いは放電用スイッチ25のどちらかは連続的にオンであ
り、コンデンサ27は充電用定電流源23あるいは放電
用定電流源26で連続的に充電あるいは放電されてい
る。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、充電用ス
イッチ24、放電用スイッチ25は交互に開閉され、コ
ンデンサ27は充電用定電流源23、放電用定電流源2
6で交互に充電あるいは放電され、バックビームBBは
記録信号の階調に対応したビーム光量を平均値とする微
少な光量の振動を示す。
BBの光量が離れている時は、充電用スイッチ24ある
いは放電用スイッチ25のどちらかは連続的にオンであ
り、コンデンサ27は充電用定電流源23あるいは放電
用定電流源26で連続的に充電あるいは放電されている
が、その際のスルーレートは図8に示すように絶対値増
幅回路4の出力電圧が大きいほど充電用定電流源23と
放電用定電流源26の電流値が大きく、スルーレートが
大きくなり、調整速度を速くできる。特に、この効果は
レーザダイオードの駆動電流値がしきい値電流以下の場
合に大きい。また、実施例4は記録信号の階調が切り替
わる度に、レーザダイオードの駆動電流が調整されるの
で、調整速度高速化の効果は特に大きい。図7に示した
ようにしきい値電流Ith以下ではループ利得が小さくな
るのを、充電用定電流源23と放電用定電流源26の電
流値を大きくする事によって結果的にループ利得を高め
補う事が出来る。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、充電用ス
イッチ24、放電用スイッチ25は交互に開閉され、コ
ンデンサ27は充電用定電流源23、放電用定電流源2
6で交互に充電あるいは放電され、バックビームBBは
記録信号の階調に対応したビーム光量を平均値とする微
少な光量の振動を示すが、その際のスルーレートは図8
に示すように負帰還ループの応答遅れを見込んだ最低の
スルーレートにでき、微小な光量の振動を小さく出来る
ので、調整精度を高くできる。また、レーザダイオード
の駆動電流がしきい値電流以上の場合は図7に示したよ
うにループ利得が高まり、負帰還ループの応答遅れによ
って発振する可能性があるのを、スルーレートを低くす
る事によって結果的にループ利得を低くし、発振の可能
性をなくす事が出来る。
置の回路図である。実施例5は実施例3と同じくアップ
ダウンカウンタ53、54、55、56、D/A変換回
路8を用いてデジタル的に光量制御を行う。図1、3と
同じ図番の構成要素は同じ機能を有しているので、説明
を省略する。
用いていたのを、発振周波数が固定された発振器50を
用いるべく構成したのが実施例5である。すなわち、ビ
ームの光量の調整結果を記憶する縦列接続されたアップ
ダウンカウンタ53、54、55、56と、アップダウ
ンカウンタ53、54、55、56の出力が接続された
D/Aコンバータ8と、アップダウンカウンタ53、5
4、55、56の内の1つのアップダウンカウンタにク
ロック信号を与える切換スイッチ530、540、55
0、560と、クロック信号を発生する発振器50を有
する。
するものとして、A/D変換回路51、デコード回路5
2、発振器50、切換スイッチ530、531、54
0、541、550、551、560、561を用いて
いる。実施例5はアップダウンカウンタのクロック周波
数を上下する代わりに、縦列接続されたアップダウンカ
ウンタの、どの桁のアップダウンカウンタにクロック信
号を与えるか、切換スイッチ530、540、550、
560で切り換える。切換スイッチ530、540、5
50、560の切り換え動作は、絶対値増幅回路4の出
力をA/D変換回路51でA/D変換し、デコード回路
52でデコードして制御される。その際の制御特性を図
8の点線に例示する。
チ530、531のみ切り換わり、アップダウンカウン
タ53(LSB)にクロック信号が与えられ、スルーレ
ートは最も小さい。
2以下では、切換スイッチ540、541のみ切り換わ
り、アップダウンカウンタ54にクロック信号が与えら
れる。
3以下では、切換スイッチ550、551のみ切り換わ
り、アップダウンカウンタ55にクロック信号が与えら
れる。
は、切換スイッチ560、561のみ切り換わり、アッ
プダウンカウンタ56(MSB)にクロック信号が与え
られ、スルーレートは最も大きい。
BBの光量が離れている時は、アップダウンカウンタは
連続的にカウントアップ動作あるいはカウントダウン動
作を行っている。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、アップダ
ウンカウンタのカウントアップ動作とカウントダウン動
作が頻繁に切り替わり、バックビームBBは記録信号の
階調に対応したビーム光量を平均値とする微少な光量の
振動を示す。
BBの光量が離れている時は、アップダウンカウンタは
連続的にカウントアップ動作あるいはカウントダウン動
作を行うが、その際のクロック信号は図8に示すように
絶対値増幅回路4の出力電圧が大きいほど上位の桁(M
SB)のアップダウンカウンタに与えられ、単位時間あ
たりのカウント量を大きくでき、調整速度を速くでき
る。特に、この効果はレーザダイオードの駆動電流値が
しきい値電流以下の場合に大きい。また、実施例5は記
録信号の階調が切り替わる度に、レーザダイオードの駆
動電流が調整されるので、調整速度高速化の効果は特に
大きい。図7に示したようにしきい値電流Ith以下では
ループ利得が小さくなるのを、クロック信号を上位の桁
(MSB)のアップダウンカウンタに与える事によって
結果的にループ利得を高め補う事が出来る。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、アップダ
ウンカウンタのカウントアップ動作とカウントダウン動
作が頻繁に切り替わり、バックビームBBは記録信号の
階調に対応したビーム光量を平均値とする微少な光量の
振動を示すが、その際のクロック信号は図8に示すよう
に負帰還ループの応答遅れを見込んで下位の桁(LS
B)のアップダウンカウンタに与えられ、アップダウン
カウンタのアップダウンカウントの振動は1ビット(1
LSB)以内に出来るので、調整精度を高くできる。ま
た、レーザダイオードの駆動電流がしきい値電流以上の
場合は図7に示したようにループ利得が高まり、負帰還
ループの応答遅れによって発振する可能性があるのを、
クロック信号を下位の桁(LSB)のアップダウンカウ
ンタに与える事によって結果的にループ利得を低くし、
発振の可能性をなくす事が出来る。
置の回路図である。実施例6は実施例3と同じくアップ
ダウンカウンタ61、D/A変換回路8を用いてデジタ
ル的に光量制御を行う。図1、3と同じ図番の構成要素
は同じ機能を有しているので、説明を省略する。
調が切り換わる度に、レーザダイオードの駆動電流を調
整しなければならない。最悪、隣接する画素で最低階調
(白)と最高階調(黒)であった場合には、駆動電流の
調整高速化は最も大きな課題となる。実施例1から5で
説明したように、絶対値増幅手段と利得制御手段による
調整高速化は、かなりの効果を有するが、実施例6はさ
らなるレーザダイオード駆動電流の調整高速化を目的と
する実施例である。
る信号に従って、各階調の試験画像信号を光量制御手段
に与え、ビームの光量を増減調整し、アップダウンカウ
ンタ61に記憶された調整結果を、各階調の画像信号レ
ベルに対応して、保存する補正テーブル60を有し、画
像信号に応じた強度でビームを変調して記録する時は、
画像信号を補正テーブル60に与え、補正テーブル60
に記憶された調整結果を、アップダウンカウンタ61
に、画像信号レベルの切換タイミングに同期して書き込
み、その後ビームの光量を増減調整する事を特徴とす
る。
号、あるいは偏向されたビームが所定の位置に到来する
毎に発生される信号に従って、各階調の試験画像信号を
光量制御手段に与える。具体的には、記録信号発生回路
1で最低階調(白)から最高階調(黒)に至る各階調の
試験画像信号を順次D/A変換回路30に与える。レー
ザダイオード駆動電流の調整が終了すると、各階調の試
験画像信号に対応するレーザダイオード駆動電流の調整
結果をアップダウンカウンタ61から補正テーブル60
に順次書き込む。補正テーブル60には最低階調(白)
から最高階調(黒)に対応したレーザダイオード駆動電
流の調整結果が保存される。
調して記録するときは、記録信号発生回路1で発生され
た階調を有する記録信号は、D/A変換回路30を介し
てコンパレータ6、及び絶対値増幅回路4に与えられ
る。同時に、前記階調を有する記録信号は補正テーブル
60に与えられ、記録信号の階調に対応したレーザダイ
オードの駆動電流値に相当するデータ(DATA)が、
アップダウンカウンタ61に、記録信号の階調の切換タ
イミングに同期して書き込み(LOAD)される。アッ
プダウンカウンタ61にデータの書き込みが終了する
と、実施例3と同様にレーザダイオードの駆動電流が再
調整される。
BBの光量が離れている時は、アップダウンカウンタ6
1は連続的にカウントアップ動作あるいはカウントダウ
ン動作を行っている。
バックビームBBの光量がほぼ等しくなると、アップダ
ウンカウンタ61のカウントアップ動作とカウントダウ
ン動作が頻繁に切り替わり、バックビームBBは記録信
号の階調に対応したビーム光量を平均値とする微少な光
量の振動を示す。
み(LOAD)するので、前記の状態の時間は短く、
速やかに前記の状態にいたり、すみやかにレーザダイ
オードの駆動電流の調整が終了する。
は、階調を有する記録信号の階調が切り換わる度に、レ
ーザダイオードの駆動電流を調整しなければならない課
題に対して、頁毎の記録に先立って発生される信号に従
って、レーザダイオード駆動電流の調整データを事前に
作成保存し、次に、画像信号に応じた強度でビームを変
調して記録するときは、前記保存した調整データを読み
出し、その調整データを開始点として再調整する。この
ことにより、最悪、隣接する画素で最低階調(白)と最
高階調(黒)であった場合にも、最低階調に対応する駆
動電流データ、あるいは最高階調に対応する駆動電流デ
ータを開始点として、レーザダイオード駆動電流を再調
整するので、駆動電流の調整が高速化できる。また、事
前に作成した調整データをそのまま用いず、記録時に再
調整するので、調整データ作成時と記録時でレーザダイ
オードの特性が温度あるいは経時変化により変化して
も、レーザダイオードの出力ビーム光量が高精度に再調
整される。加えて、レーザダイオードの駆動電流の調整
結果をROM化したり、調整データの作成頻度を頁毎で
はなく、2頁に1度にするなど減らす事も可能であり、
装置構成や制御プログラムの自由度が広がる。
装置は、ループ利得を半導体レーザの動作点に係わらず
最適化する事により、連続階調のレーザビームを高精度
で、高速に制御することができる。
値と基準ビーム光量の差の絶対値に応じ、ループ利得を
最適化する事により、レーザビームを高精度で、高速に
制御可能なレーザ記録装置を提供できる。
値と画像信号に応じた強度信号の差の絶対値に応じ、ル
ープ利得を最適化する事により、画像信号に基づいて変
調されるレーザビームを高精度で、高速に制御可能なレ
ーザ記録装置を提供できる。
値と、基準ビーム光量あるいは画像信号の差の絶対値に
応じ、ビーム光量調整の単位時間あたりの増減変化量を
最適化する事により、(画像信号に基づいて変調され
る)レーザビームを高精度で、高速に制御可能なレーザ
記録装置を提供できる。
像信号でビームの光量を調整した結果を補正テーブルに
保存し、次に画像信号で記録する際は、前記補正テーブ
ルの画像信号の強度に対応した調整結果のデータを開始
点としてビームの光量を増減調整する事により、画像信
号に基づいて変調されるレーザビームを高精度で、高速
に制御可能なレーザ記録装置を提供できる。
ジタル光量制御)の回路図。
図。
御)の回路図。
御)の回路図。
御)の回路図。
御)の回路図。
特性図。
Claims (8)
- 【請求項1】 記録信号により変調されたビームを形成
するビーム形成手段と、 前記ビーム形成手段で形成されたビーム光量を検出する
光量検出手段と、 基準ビーム光量を規定する基準レベル設定手段と、 前記光量検出手段で検出した信号と、前記基準レベル設
定手段で規定した信号とを比較し、前記ビーム形成手段
に負帰還する負帰還手段と、 前記光量検出手段で検出した信号と、前記基準レベル設
定手段で規定した信号との差の絶対値を求める絶対値検
出手段と、 前記絶対値検出手段で検出した絶対値に応じて、前記負
帰還手段の利得を制御する利得制御手段と、 を有する事を特徴とするレーザ記録装置。 - 【請求項2】 画像信号に応じた強度で変調されたビー
ムを形成するビーム形成手段と、 前記ビーム形成手段で形成されたビーム光量を検出する
光量検出手段と、 前記光量検出手段で検出した信号と、前記画像信号に応
じた強度信号とを比較し、前記ビーム形成手段に負帰還
する負帰還手段と、 前記光量検出手段で検出した信号と、前記画像信号に応
じた強度信号との差の絶対値を求める絶対値検出手段
と、 前記絶対値検出手段で検出した絶対値に応じて、前記負
帰還手段の利得を制御する利得制御手段と、 を有する事を特徴とするレーザ記録装置。 - 【請求項3】 前記負帰還手段は、ビームの光量を増減
調整し、調整結果を記憶する光量制御手段を含み、 前記利得制御手段は、前記光量制御手段で行うビーム光
量調整の単位時間あたりの増減変化量を制御する事を特
徴とする請求項1または2記載のレーザ記録装置。 - 【請求項4】 前記光量制御手段は、ビームの光量の調
整結果を記憶するアップダウンカウンタと前記アップダ
ウンカウンタの出力が接続されたD/Aコンバータを含
み、 前記利得制御手段は、前記アップダウンカウンタにクロ
ック信号を与える電圧制御発振器を含む事を特徴とする
請求項3記載のレーザ記録装置。 - 【請求項5】 前記光量制御手段は、ビームの光量の調
整結果を記憶する保持コンデンサと前記保持コンデンサ
を充放電する定電流源を含み、 前記利得制御手段は前記定電流源の電流値を増減制御す
る事を特徴とする請求項3記載のレーザ記録装置。 - 【請求項6】 頁毎の記録に先立って、あるいは偏向し
たビームが所定の位置に到来する毎に、前記光量制御手
段の調整状態、あるいは調整結果保持状態を切り換える
APC信号発生手段を備えた事を特徴とする請求項3ま
たは4または5記載のレーザ記録装置。 - 【請求項7】 前記光量制御手段は、ビームの光量の調
整結果を記憶する縦列接続された複数アップダウンカウ
ンタと、前記複数のアップダウンカウンタの出力が接続
されたD/Aコンバータを含み、 前記利得制御手段は、前記複数のアップダウンカウンタ
の内の1つのアップダウンカウンタにクロック信号を与
える切換手段と、クロック信号を発生する発振器を含む
事を特徴とする請求項3記載のレーザ記録装置。 - 【請求項8】 前記負帰還手段は、ビームの光量を増減
調整し、調整結果を記憶するアップダウンカウンタと前
記アップダウンカウンタの出力が接続されたD/Aコン
バータから構成される光量制御手段を含み、 前記利得制御手段は、前記光量制御手段で行うビーム光
量調整の単位時間あたりの増減変化量を制御するべく、
前記アップダウンカウンタにクロック信号を与える電圧
制御発振器を含み、 頁毎の記録に先立って、あるいは偏向したビームが所定
の位置に到来する毎に、各階調の試験画像信号を前記負
帰還手段に与え、ビームの光量を増減調整し、前記アッ
プダウンカウンタに記憶された調整結果を、各階調の画
像信号レベルに対応して、保存する補正テーブルを有
し、 画像信号に応じた強度でビームを変調して記録する時
は、画像信号を前記補正テーブルに与え、前記補正テー
ブルに記憶された調整結果を、前記アップダウンカウン
タに、画像信号レベルの切換タイミングに同期して書き
込み、その後ビームの光量を増減調整する事を特徴とす
る請求項2記載のレーザ記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09867995A JP3601547B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | レーザ記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09867995A JP3601547B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | レーザ記録装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08290612A true JPH08290612A (ja) | 1996-11-05 |
JP3601547B2 JP3601547B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=14226206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09867995A Expired - Lifetime JP3601547B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | レーザ記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3601547B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227687A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動利得制御回路 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP09867995A patent/JP3601547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227687A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動利得制御回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3601547B2 (ja) | 2004-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6917639B2 (en) | Laser driver circuit | |
US6111901A (en) | Semiconductor laser driving circuit, semiconductor laser device, image recording apparatus, and optical disk apparatus | |
EP0760578B1 (en) | Image forming apparatus and modulating method therein | |
US4819066A (en) | Image processing apparatus | |
US5568464A (en) | Semiconductor laser driving apparatus utilizing three current sources to control read and write light power | |
US4692606A (en) | Modulated light source with power stabilized according to data signal | |
JPS61210534A (ja) | 光出力安定化装置 | |
US6215513B1 (en) | Pulse generation apparatus and image recording apparatus | |
EP0532743B1 (en) | Direct modulation of laser diodes for radiographic printers | |
EP0507298B1 (en) | Laser scanner control circuit which is used in image forming apparatus | |
US5170403A (en) | Modulation circuit for grayscale laser printing | |
EP0359248B1 (en) | Laser irradiating apparatus and laser recording apparatus using the same | |
US4853934A (en) | Semiconductor laser control apparatus | |
KR0153066B1 (ko) | 반도체 레이저 장치, 정보기록 및 재생장치와 이미지 기록장치 | |
EP0762574A1 (en) | Semiconductor laser driving circuit, semiconductor laser device, image recording apparatus, and optical disk apparatus | |
US6259466B1 (en) | Light source drive apparatus and image formation apparatus | |
US4774710A (en) | Apparatus and method for controlling a laser diode to generate a linear illuminative output | |
JP3245205B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US4894524A (en) | Laser recording apparatus with laser intensity control | |
US4916706A (en) | Excitation system for exciting a semiconductor laser device | |
JPH08290612A (ja) | レーザ記録装置 | |
US5333067A (en) | Apparatus and method for velocity compensation of the scanning spot in non-linear scanning systems | |
JP3569383B2 (ja) | 半導体レーザ制御方法及び装置 | |
US5206664A (en) | Recording apparatus using semiconductor laser | |
JPH1093171A (ja) | レーザダイオード駆動回路、レーザダイオード駆動用半導体集積回路、および画像記録装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040804 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040901 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040914 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081001 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091001 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101001 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101001 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111001 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121001 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121001 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |