JPS5891474A - 半導体レ−ザ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本人明は、半導体レーザを用いて画像情報を記録する静
電記録装置において、簡潔な回路構成で直流成分から高
周波成分までを含む画像情幹を解像度管低下させずに′
に２録することができるようにした半導体レーザ駆釦、
６装置に関する。

従来、画像釉留を含むギ気餉号でビラ・電ん象を制御し
て画像記録を行なうＩ／４？旨ごＣ録装隨が知られてい
る。この廊の＃電記録装置の一型式に半導体レーザすな
わちレーザダイオードを用いたものが知られており、第
１図にその概略何成を示す。図において、１は、原論を
露光走査して得られる光情報をＣＣＤなどの光電変換素
子により電気信号に変換して侍られる画像情報信号や、
外部から伝送組などを介して伝送される画像↑〃報倍信
号どの画塚↑ａ報悄号を′＃４Ｌ気１’ｉｊ号として出
力する１画像情報源、２は１−像情報信号により制御さ
れた光出力を発生する半導体レーザ、３は半導゛体レー
ザ２から出力する光束（ヒーム）を平行にす６とともに
、はぼ円形にしたり、所望のビーム形状にする複数のし
〉ズがらＦｆｉ、乙コリメータ、４はフリメートされた
画像Ｔｈ報光を反射して感光体ドラム５上を走査すｂ回
転多面鏡である。感光体ドラム５の周辺には、感光体°
ドラム５を一様に帯電する帝亀器６と、感光体ドラム５
上に半導体レーザ２からの画低ｆｉ報先によって形成さ
れた静電荷像を現像（反転現像）する現像装置７と、ｆ
ｊＬ像された像を記録紙ＰＫ転写する転Ｖｌｌｌ＆ＩＩ
と、転写後の記録紙を感光体ドラム５から静電分離する
分離電極９と、感光体ドラムδ上に残留する電荷を除去
する除電電＆１０と、感光体ドラム５上に残留する現像
剤を除去するクリーニング装＆１１とが配１１されてい
る。感光体ドラム５上には、回転多面鏡４により反射さ
れ、感光体ドラム５の上に照射された画像情報光により
画像情報に応じた静電荷像が形成され（レーザ光が照射
された部位の静ＩＫ荷が消えた静電荷像）、この静電荷
像は現像装置７により反転現像されて、すなわち感光体
ドラム５上の電荷のない部位にトナーが付着する現像に
よって、可視像とされた後、画像領域に同期して給紙さ
れた記録紙Ｐに転写電極８により転写される。転写後、
記録紙Ｐは分離電極９により分離され、さらに定着装置
１２により定着された後排出される。

ところで上記静電記録装置を含む一般の静電記録装置に
おいては、信号処理の簡便さから画像情報を表わす電気
信号を２値化（ｌｔｏ）信号とし画像を白黒の画像とし
て記録する方法がとられる場合があるが、−像を白から
黒までの何段階かで記録する階調記録が望まれる場合は
その電気信号を処理して白と黒の中間調を表現する方法
がとられている。このような階調記録法は従来種々知ら
れており、 （１）　　ｍ像を形成する黒ドツトの寸法（径）を変化
させ６模似網点法、 （２）哩像信号の画業レベルを予め定めた閾値と比較し
その大小により２髄（０，１）ｆ換するディザ（Ｄ目ｈ
ｅｒ　）法、 （３）　　ｌ１ｉｉ像を形成する黒ドツトの１つ１つの
濃度を変化させる濃度階調法 が知られている。上記方法（１）と（２）を組合せて自
然に近い階調な実現することもできる。これらの階調記
録法のうち方法（１）は記録−像の解像度が低下すると
いう開−があり、方法（２）は予め定めた閾値を記憶し
ておかなければならず、また方法（３）は信号処理が筒
錐になるという問題がある。

さて、半導体レーザを用いた静電記録装置においては、
第２図に示したような半導体レーザの光出力特性のうち
、駆動電流ＩＤがＩｔｋより大きく、且つ直線部分を利
用しているので常にバイアス電流！ｌが必要になるが、
そのために−像情報信号がない場合−でもバイアス電流
１．のために記録されてしまう（すなわち、半、導体レ
ーザの照射光によって感光体ドラム上の電荷が消え、そ
の部位Ｋ）ナーが付着し、黒い像となって現われる）。

また通常はバイアス電流ＩＢと画像情報信号のカップリ
ング（結合）を防止するために、−像情報信号をコンデ
ンサを介して半導体レーずに人力しているので直流成分
や低周波（数ｊｏｂ、〜１　ｏ　ｏ　Ｈ，）成分を含む
画像情報を記録することができない。そこで直流成分は
別として低周波成分を含む画像情報を記録するには人力
価に接続するコンデンサの容量を大きくすればよいが、
コンデンサ容量が大きくなると高域特性が悪くなる傾向
があるために高周波成分を含む画像情報が良好に記録で
きないという問題がある。また別の方法として、応答性
のすぐれた広帯域電流増幅器を用いればバイアス電流を
流さすに直流成分はもちろんのこと低周波成分を含む画
像情報【記録することができるが、このような電流増幅
器は高価でありしかも広帯域であるために発振し易いと
いう間−がある。

本発明は上記の点Ｋかんがみ、上記欠点を克服し、簡潔
な回路構成により半導体レーザにバイアス電流を常時流
すことはしないが、低周波成分はもちろんのこと直流成
分から高周波成分までの画像情報を記録することができ
、階調データに基づいて、レーザ光出力を可変すること
によって感光体Ｋｌ譬を与えるｌ１ｉＩＩＩやビーム径
を変えて感光体上に形成される層像を制御して階調性の
ある画像を形成することができるようｋしたもので、半
導体レーザに抵抗回路を接続し、この抵抗回路の抵抗値
を画像情報データに基づいて制御するようＫしたもので
あり、好ましくは前記抵抗囲路を複数個の抵抗で構成し
、これらの抵抗を画像情報データに基づいてオンオフす
るスイッチング素子により短絡または遮断するようにし
たものである。

以下図面に基づいて本発明を説明する。

第３図は本発明による半導体レーザ駆動装置を有す静電
記録装置のブロック線図の一例を示しており、１３は画
像情報信号をデジ身ル的に記憶するメモリ１３ｍまたは
外部からの画像情報信号を受ける外部信号入力部１３ｂ
を有する画像情報信号発生部、１４は半導体レーザ駆動
用制御部、１５は本発明によ６半導体レーザ駆動装置ｔ
（以下駆動回路という）、１６は、半導体レーザ１６ｍ
と、第１図に示したフリメータ３および回転多面鏡４な
どから成る光学走査系および感光体ドラム５から定着装
置１２までの第１図に示した一連の電子写真処理装置に
より構成される画像形成装置とから成る静電記録部であ
る。

第４図は第３図に示した半導体レーザ駆動回路１５の一
実施飼を破線で囲んで示しである０図において、■、は
半導体レーザ１５ｍの駆動電源であり、駆動回路１５は
、重み角は抵抗Ｒ１とスイッチング用ＦＥＴ　　ＴＲ１
との直列接続回路為Ｒ１とＴＲ，との直列接続回路、・
・・・・・Ｒ１とＴＲ，との直列接続回路か半導体ダイ
オード１５ｍとアースとの間に並列に接続されており、
各ＦＥＴのゲートには画像情報信号発生部１３から画像
情報信号が駆動回路１５をスイッチング制御するための
制御部１４を介してデジタル信号の形で入力される。重
み付は抵抗およびスイッチング用ＦＥＴの数は記録−億
の＃＃によってきめることができ、たとえば１６階員で
記録するには４ビツトすなわち４個の重み付は抵抗と同
数のＦＥＴとを用いればよい。スイッチング用ＦＥＴ　
、ＴＲ１〜ＴＲ，はそのゲートが半導体レーザ駆動用制
御部１４の駆動用端子１１　＋　ａｌ、＋・・・ｈに接
続されており、この端子に入力されるｉｉＩ像情報に応
じてＦＥＴ　＝　ＴＲ１〜ＴＲ，がオンオフされる。た
とえば、半導体レーザ１５ｍの一伽亀流Ｉｔｂ（１８２
図参照）を６４　ｍＡ　ｓ電源電圧■、を５■、半導体
レーザの順方向飽和電圧ＶＤを２ｖとして、ＦＥＴの飽
和電圧を無視できるとすると、−鉤として半導体レーザ
の重み付は抵抗ごとに流せる駆動電流を）記の表の左軸
のように沃め６と、各重み付は抵抗Ｒ１〜Ｒ４は次式か
ら右麹のようになる。

６４　　ｍＡ　　　　　　　　　Ｒ１＝　　４７　Ω１
６　　、ｍＡ　　　　　　　　　Ｒ１−１８８Ω８ｍＡ
　　　　　　　　　Ｒｍ−３７５Ω４　　ｍＡ　　　　
　　　　　Ｒ４−７５００第５図では上に−示したよう
な４個の重み付は抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、４個のＦＥＴ　　
’ｒｔ、〜ＴＲ４とを用いた駆動回路を示し、１１！Ｉ
ｌ像情報信号発生部１３からは３ビツトの階調データを
有する画像情報信号がオアゲートを有するデータ処理回
路１４ｍを介して駆動回路１５に入力される状態を示し
ている。入力端子ａｌ　＋　Ｊｌ！　ｒ　ａｌに入力さ
れる諧調データに応じて一値亀流Ｉｔｋを流すＦＷＴ　
、　ＴＲ，およびＦＥＴ　、　ＴＲ意〜ＴＲ４のうち任
意のものが導通し、その結果重み付は抵抗Ｒ１〜Ｒ４の
うち導通したＦＥＴと直列Ｋｍ続された抵抗の並列合成
抵抗によって決まる駆動電流が半導体レーザに流れ、そ
の駆動電流に応じた光出力を発生する。入力端子Ｍｌ　
＋　ａｌ　ｌ　Ｒ３に人力され６ｗ１ｌｌデータはデジ
タル信号で２ｍすなわち８通りあるので、記録−像の階
調も８レベルとな６０なお、重み付は抵抗を決めるのに
上述した例のように、半導体レーザの駆動電流をべき数
倍にと６必要はなく、任意にとにとができ６ロまた、駆
動回路１５に与えられるデータとして、階調データと光
オン、オフ信号とを組合せてもよい〇 第６図は本発明による半導体レーザー動装諏の他の実施
飼を示して岬り、駆動回路１５は保饅用抵抗Ｒとｎ個の
重み付は抵ｔｔＬＲ１，Ｒ１，・・・ＲＩｌとトランジ
スタＴＲとを直列に接続し、＃ｓｍみ付は抵抗ＲＩ　Ｈ
Ｒ１＋・・・Ｒ１に対し、それぞれ並列に接続した、ホ
トトランジスタＰＴｔ　＊　ＰＴ怠ｅ・・・ＰＴ＠と発
光ダイオードＤＩ　＋　Ｄ意＋・・・ＤＩｌｌとから成
６ホトカプラーＰＣ１’＋　ＰＣｓ　＊・・・ｐｃ、と
、コレクタがそれぞれ発光ダイオードＤＩ　ｒ　Ｄ２　
＋・・・Ｄ、のカソードに接続され、エミッタがアース
されたトランジスタＴＲ，・、　ＴＲ，・、・・・ＴＲ
＋＝ｅとＫより構成されている。これらのトランジスタ
ＴＲｒ　ｏ　−ＴＲｎ。

のベースには第５図に示したような適当な制御部内のデ
ータ処ＩＩＭ回路を介して、画像情報信号発生部１３か
ら画像情報信号が入力端子ｂ１１ｂ重・・・、ｂｌｌに
入力される。なお入力端子Ｘには半導体レープ１５ｍを
オンオフする信号Ｘが与えられる。この実施＾において
も、重み付は抵抗Ｒ１〜Ｒ１の値を適当に決めることに
より記録画像のＷＩｌｌを任意に変えることができる。

トランジスタＴＲ，・〜ＴＲ，ｏが画像情報信号発生部
からの信号によりオンされると対応するホトカプラーに
より富み付は抵抗が短絡さね乙ので、第５図の実施例と
同様に半導体レーザ１５ａには画像情報（ｍ　８　Ｋ応
じた合成抵抗により決定される駆動電流ＩＤが流れる。

従って、画像情報信号発生部１３中のメモリに記憶され
画像情報信号により複数の諧調で画像記録か行なわれ乙
。なお、抵抗Ｒはすべての重み付は抵抗Ｒ１〜Ｒ１が短
絡された場合すなわち画像情報信号がない場合に半導体
レーザｘｓａＫ流れる駆動電流ＩＤが過大にならないよ
うに４ｉ！１護す６ための制限抵抗であ６゜上記２つの
実施例では画像情報信号をメモリから読み出す例である
が、メモリを用いずにリアルタイムで出力したり伝送さ
れる画像情報源から得てもよいことはもちろんである）
また、駆動回路中の重み付は抵抗は記録画像の種順など
用途に応じて手動的または１鋤的に切換え乙ようにして
もよい。また、本発明による半導体駆動装置は実ｊｌｌ
ｉＮで示したように半導体レーザに直列に接続す６もの
のほかに並列に接続してもよいことはもちろんであ６゜ 以上説明したよるに、本発明においては、半導体レーザ
に抵抗回路を接続し、この抵抗回路の抵抗値を画像情報
データに基づいて制御するようにしたものであり、好ま
しくはＡｌｌｌｌ抗抵抗回路数個の抵抗で構成し、応答
性はすぐれているが高価な広帯域増幅器を用いずに直流
成分を含む１像情報はもちろんのこと低周波成分から高
周波成分までを含む画像情報により簡単に駆動電線を制
幽することができ、＃ｊ像情報データの中にｗＩ数の階
調データを含むことにより広範囲の画像情報を解像度を
低下することなく細かい階調で記録することができ乙。

また、駆動（ロ）路を構成する抵抗の抵抗値を任意に選
ぶこと（富み付けを任意に変えること）により所望の階
調を容易に得ることができる。さらに、従来静電記録の
際必要とされるデジタル−アナログ変艇器が不要となる
。本発明による駆動回路は構成が比較的Ｗ＃崖であるか
ら従来高帯域増幅器を用いる場合と比較して価格上も有
利であり実用価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体レーザを用いた静電記録装置の概略構成
図、第２図は半導体レーザの光出力特性図、第３図は本
発明による駆動装置を用いたレーザ記録装置のブロック
線図、第４図は本発明による駆動装置の一実施例、第５
図は笥４図に示した実施例の一具体例、第６図は本発明
による駆動装置の他の実ｌｌ１ｈ例である。 ｚ−ｒｓ像情、′４＆源、２　、１５　ｍ−半導体レー
ザ、３・・・コリメータ、４・・・回転多面鏡、５・・
・感光体ドラム、−６・・・帯電器、７・・・現像装置
、８・・・転写ｉ！極、９・・・分離電極、１０・・・
除ｍｘ極、１１・・・スクリーニング装置１Ｓ１２・・
・定着装置、１３・・・画像情報、信号発生部、１４・
・・半導体レーザ駆動用制御部、１５・・・牛４ｆ４．
駆動装置（回路）、１５ｍ・・・半導体レーザ、１６・
・・Ｉ！電記録部。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 代理人　弁珈土　鈴　木　弘　男 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　半導体レーザと接にされる抵抗回路と、し抵抗回
   路の抵抗値を画像情報データに基づいて制御する抵抗制
   御回路とから成ることを特徴゛とする半導体レーザ駆Ｍ
   ）Ｊ装し。 （２３ｔｉｎ　ｋ抵抗回路が複数イーの掛抗から成り、
   口「１記抵抗制徊回路が、画像情報データに基づいてオ
   ンオフされ且つ前記抵抗の各々を短絡または遮断する複
   数個のスイッチング素子から改・ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ駆動装置。