JPH10138561A - マルチビームレーザー光量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潜像形成領域外において短時間で複数のレー
ザー光量を制御する。 【構成】 半導体レーザー光源１４内に２個のフォトダ
イオード２１ａ、２１ｂを配置し、画像形成領域外にお
いてレーザーチップ２０の２個の発光点を同時に点灯
し、このときレーザーチップ２０の後方へ出射されるレ
ーザー光の光量を各フォトダイオード２１ａ、２１ｂに
よりモニタする。そして、レーザー発光用電気回路にお
いて各光量に対応したモニタ電圧が所定電圧となるよう
に光量制御を行う。これによりレーザー光の光量変化に
より感光体上に形成される潜像の濃度レベルの変化を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザービ
ームプリンタやレーザービーム複写機等の画像記録装置
に使用するマルチビームレーザー光量制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像記録装置においては、半導体
レーザー光源の１個所の発光点から出射したレーザー光
を回転多面鏡で偏向走査し、レンズ群を介して感光体の
面上に結像し、潜像を形成している。この潜像形成の際
に、半導体レーザー光源から出射する光量が昇温等で変
化して、潜像レベルが変わることを防ぐために、図５に
示すように半導体レーザー光源１の内部には、発光点を
有するレーザーチップ２と共に、発光点の後方への発光
量をモニタするフォトダイオード３が設置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上述
の従来例の画像記録装置は、発光点が１個であるため
に、１度に１ライン走査の潜像しか形成できず、レーザ
ープリンタの高速度化や高解像度化に限界がある。この
ために、マルチビームレーザー光源を使用して高速度及
び高解像度に対応する方法が採用されているが、光量を
制御する際に光量センサが１個しか配置されていないの
で、各発光点を時分割して１個ずつ発光させなければな
らず、光量制御に長時間を要するという欠点がある。

【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
潜像形成領域外において短時間で複数のレーザー光量を
制御するマルチビームレーザー光量制御方法を提案する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るマルチビームレーザー光量制御方法は、
１個の半導体レーザーチップ上にｎ（ｎ＞＝２）個の発
光点を設け、これらの発光点と同数の光量センサを配置
したときに、これら各光量センサの出力P1、P2、・・・ 、
Pnを、前記各発光点の光量L1、L2、・・・ 、Ln、前記光量
センサが有する定数A11 〜Ann によって、次のｎ元連立
一次方程式で表示し、 P1＝ A11・L1＋ A12・L2＋・・・ ＋ Aln・Ln P2＝ A21・L1＋ A22・L2＋・・・ ＋ A12・Ln ： Pn＝ An1・L1＋ An2・L2＋・・・ ＋ Ann・Ln

【０００６】前記定数A11 〜Ann のマトリックス表示が
次式のように正則であるような、前記発光点と前記光量
センサの位置関係又は前記光量センサの受光部形状と
し、前記全発光点を同時に発光させ、前記全光量センサ
を使用して前記発光点の光量を一括して検出することに
より、前記発光点の光量調整を行うことを特徴とする。

【０００７】

【数２】

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図４に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例のレ
ーザープリンタの偏向走査装置の平面図を示し、筐体１
０の内部にはモータ１１が固定されており、モータ１１
を構成するロータ１１ａ上に回転多面鏡１２が固定され
ている。筐体１０の壁面にはレーザー光源ユニット１３
が取り付けられており、このレーザー光源ユニット１３
においては、回転多面鏡１２に向かってレーザー光を出
射する半導体レーザー光源１４がホルダ１５に固定さ
れ、ホルダ１５はレーザー発光用電気回路１６に半田付
けされている。

【０００９】また、筐体１０上のレーザー光が回転多面
鏡１２により反射される位置に、レンズ群１７ａ、１７
ｂが配置されており、レンズ群１７ａ、１７ｂの斜め後
方位置には、回転多面鏡１２による走査レーザー光の一
部を反射するミラー１８が設けられ、ミラー１８の反射
方向には光センサ１９が取り付けられている。

【００１０】図２は半導体レーザー光源１４の斜視図を
示し、半導体レーザー光源１４の内部には２個の発光点
を有するレーザーチップ２０が配置され、レーザーチッ
プ２０の後方位置に２個のフォトダイオード２１ａ、２
１ｂが配置されている。そして、フォトダイオード２１
ａ、２１ｂにより、レーザーチップ２０の２個の発光点
のそれぞれの後方への発光量がモニタされるようになっ
ている。

【００１１】このとき、２個のフォトダイオード２１
ａ、２１ｂの出力P1、P2は、２個の発光点の光量L1、L2
を使用して、次式により表すことができる。なお、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄはフォトダイオード２１ａ、２１ｂが有する
定数である。

【００１２】P1＝Ａ・L1＋Ｂ・L2 P2＝Ｃ・L1＋Ｄ・L2

【００１３】そして、２個のフォトダイオード２１ａ、
２１ｂと２個の発光点との位置関係は、定数Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄのマトリックスが次式のように正則となるような
配置とされている。

【００１４】

【数３】

【００１５】上述の構成において、２つのレーザー光は
モータ１１の回転に伴って回転する回転多面鏡１２によ
り偏向走査され、レンズ群１７ａ、１７ｂを透過して図
示しない感光体の面上に結像する。ここで、回転多面鏡
１２に反射された直後において非等速度走査であったレ
ーザー光は、光学的に補正されて２つの等速度の走査光
に変換される。

【００１６】また、走査レーザー光の一部はミラー１８
により偏向され、光センサ１９に受光されてレーザー変
調を開始する同期信号となる。この同期信号を基に、２
つのレーザー光は画像データに応じたオン／オフ変調が
行われ、感光体上の２個所に同時に電位差による潜像を
形成する。

【００１７】この潜像形成中において、半導体レーザー
光源１４から出射されるレーザー光の光量が、昇温等に
より変化して潜像レベルが変わることを防ぐために、２
個のフォトセンサ２１ａ、２１ｂはレーザーチップ２０
の後方への発光量をモニタし、各フォトダイオード２１
ａ、２１ｂの出力に対して、レーザー発光用電気回路１
６は、電気抵抗により各光量に対応したモニタ電圧を得
るように調整を行う。なお、実際のレーザープリンタの
使用時には、画像形成領域外において２個の発光点を同
時に点灯して、各モニタ電圧が所定電圧になるようにし
て光量制御を行う。

【００１８】このように、２個所に発光点を有する半導
体レーザー光源１４を使用して、２つの走査を同時に行
うことにより、処理速度を速くすることができる。ここ
で、同時に２個所を発光させたときの、各発光点の光量
L1、L2は、次式から求めることができる。

【００１９】 L1＝（Ｄ・P1−Ｂ・P2）／（Ａ・Ｄ−Ｂ・Ｃ） L2＝（Ｃ・P1−Ａ・P2）／（Ｂ・Ｃ−Ａ・Ｄ）

【００２０】そして、これら各フォトダイオード２１
ａ、２１ｂの定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、レーザー発光用電
気回路１６内の電気抵抗により表すことができるので、
潜像形成領域外において短時間で光量調整を行うことが
できる。

【００２１】なお、発光点が３個以上の場合も、各フォ
トダイオードの出力を表す各発光量のマトリックスが正
則となるようにして、同様の調整及び制御を行って同様
の効果を得ることができる。

【００２２】図３は第２の実施例のレーザーチップ２０
の斜視図を示し、レーザーチップ２０の２つの発光点の
後方側発光面に対応して配置したフォトダイオード２２
ａ、２２ｂの位置と形状を示している。

【００２３】ここで、２つの発光点の光量L1、L2により
２つのフォトダイオード２２ａ、２２ｂの出力P1、P2は
次式で表される。なお、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈはフォトダイオ
ード２２ａ、２２ｂが有する常数である。

【００２４】P1 ＝Ｅ・L1＋Ｆ・L2 P2 ＝Ｇ・L1＋Ｈ・L2

【００２５】そして、２つのフォトダイオード２２ａ、
２２ｂの受光部の形状は、定数Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈのマトリ
ックスが次式のように正則となるような形状にする。な
お、フォトダイオード２２ａ、２２ｂの受光面がこのよ
うな正則となるようにマスクで覆ってもよい。

【００２６】

【数４】

【００２７】このように、フォトダイオード２２ａ、２
２ｂの一部をそれぞれの後方側発光点の照射位置に配置
することにより、遠い発光点の光量でも確実に受光する
ことができ、複数の発光点を同時に発光しても全ての発
光点の光量をモニタすることができる。更に、位置関係
のみでマトリックスの条件を満たすようにすることがで
きないものに関しても、受光面形状を変更することによ
り条件を満たすことができる。

【００２８】図４は第３の実施例の面発光を行うレーザ
ーチップ２３の斜視図を示し、面発光レーザーチップ２
３は表面にｎ（ｎ≧２）個の発光点２４を有し、各発光
点２４から出射したレーザー光はハーフミラー２５によ
り一部が偏向され、ｎ個のフォトダイオード２６に受光
される構成となっている。

【００２９】ここで、フォトダイオード２６の出力P1、
P2、・・・ 、Pnは、各発光点の光量L1、L2、…、Lnを使用
して、次のｎ元連立一次方程式で表すことができる。な
お、A11 〜Ann はフォトダイオード２６が有する定数で
ある。

【００３０】 P1＝ A11・L1＋ A12・L2＋・・・ ＋ A1n・Ln P2＝ A21・L1＋ A22・L2＋・・・ ＋ A2n・Ln : Pn＝ An1・L1＋ An2・L2＋・・・ ＋ Ann・Ln

【００３１】更に、定数A11 〜Ann のマトリックス表示
が次式のように正則であるように、発光点２４とフォト
ダイオード２６の位置関係又はフォトダイオード２６の
受光部形状が調整されている。

【００３２】

【数５】

【００３３】このように、面発光レーザーチップ２３に
おいても、複数の発光点２４を同時に発光させて、全て
の発光点２４の光量を制御することができるので、潜像
形成領域外において短時間で光量を制御することが可能
となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るマルチ
ビームレーザー光量制御方法は、複数の発光点を有する
半導体レーザー光源及び発光点と同数の光量センサを設
け、全光量センサにより全発光点の光量を一括して検出
することにより、１度に複数ラインの潜像を形成するこ
とができ、複数の発光点に対し時分割に発光させて光量
をモニタする必要がなくなり、潜像形成領域外において
短時間で複数のレーザー光量を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の光偏向走査装置の平面図であ
る。

【図２】半導体レーザー光源の斜視図である。

【図３】第２の実施例のレーザーチップの構成図であ
る。

【図４】第３の実施例の面発光型半導体レーザー光源の
斜視図である。

【図５】従来の半導体レーザー光源の斜視図である。

【符号の説明】

１０ 筐体 １１ モータ １２ 回転多面鏡 １３ レーザー光源ユニット １４ 半導体レーザー光源 １６ レーザー発光用電気回路 １７ａ、１７ｂ レンズ群 １９ 光センサ ２０ レーザーチップ ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２６ フォトダイオ
ード ２３ 面発光レーザーチップ ２５ ハーフミラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個の半導体レーザーチップ上にｎ（ｎ
   ＞＝２）個の発光点を設け、これらの発光点と同数の光
   量センサを配置したときに、これら各光量センサの出力
   P1、P2、・・・ 、Pnを、前記各発光点の光量L1、L2、・・・
   、Ln、前記光量センサが有する定数A11 〜Ann によっ
   て、次のｎ元連立一次方程式で表示し、 P1＝ A11・L1＋ A12・L2＋・・・ ＋ Aln・Ln P2＝ A21・L1＋ A22・L2＋・・・ ＋ A12・Ln ： Pn＝ An1・L1＋ An2・L2＋・・・ ＋ Ann・Ln 前記定数A11 〜Ann のマトリックス表示が次式のように
   正則であるような、前記発光点と前記光量センサの位置
   関係又は前記光量センサの受光部形状とし、前記全発光
   点を同時に発光させ、前記全光量センサを使用して前記
   発光点の光量を一括して検出することにより、前記発光
   点の光量調整を行うことを特徴とするマルチビームレー
   ザー光量制御方法。 【数１】
2. 【請求項２】 前記光量センサを半導体レーザーパッケ
   ージ内に配設した請求項１に記載のマルチビームレーザ
   ー光量制御方法。
3. 【請求項３】 前記発光点の光量それぞれに対応したモ
   ニタ電圧を有し、該モニタ電圧が前記光量センサの出力
   それぞれに対して所定の電圧値となるように電気抵抗に
   より調整を行って前記各発光点の光量を制御する請求項
   １に記載のマルチビームレーザー光量制御方法。
4. 【請求項４】 前記光量センサはフォトダイオードとし
   た請求項１に記載のマルチビームレーザー光量制御方
   法。