JPS61258486A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばレーザービームプリンタ、光学アアイ
リング装置、デジタルオーディオディスク装置等の光源
として用いられるレーザー駆動装置に関する。

（従来の技術） 従来、上記レーザー駆動装置と電子写真記録装置を組合
わせた所謂レーザービームプリンタ等にあっては、小型
、低価格であるばかりでなく、外部変調器を必要としな
いで直接変調することができ、システム全体としても小
型化できるため、レーザー光源として半導体レーザーが
用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術の場合には１次のような問題点
を有している。即ち、レーザービームプリンタにおいて
、画像の線幅や濃度を調節するには、現像バイアスを変
化させたり、感光体に照射するレーザー光量を変化させ
る方法が考えられる。ところが、直接変調する半導体レ
ーザーの場合には、ユーザー等が誤まっである定格出力
を越えた光量を出力すると一瞬にして破損してしまう虞
れがあるため、線幅や濃度の調節はもっばら現像バイア
スを変化させることによって行なっていた。しかし、現
像バイアスによる濃度制御は、ある限られた範囲では有
効であっても、その範囲を越えて変化させるとカブリが
生じたりするため。

制御範囲は非常に狭いもので、特に線幅の制御は困難で
あるという問題点があった。

そこで、本発明は、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、一般の
ユーザーでも半導体レーザーを用いた装置において、記
録濃度や測定精度を変えるために半導体レーザーの光量
を破損等の虞れなく安心して調整できるようにしたレー
ザー駆動装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、Ｌ記の目的を達成するために、半導体レーザ
ーを発光駆動させる装置であって、半導体レーザーの出
力を調整する制御手段と、該制御手段の調整範囲を制限
する制限手段とを有するように構成されている。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて　説明する０本
発明の第一実施例を示す第１図において、ＬＤは半導体
レーザーであり、この半導体レーザーＬＤは、バッファ
ー回路１に入力する外部信号によって変調される。即ち
、バッファー回路１にハイレベル信号が入力すると、該
バッファー回路１の出力がローレベルとなり、トランジ
スタＴｒｉがオフしてトランジスタＴｒ２が導通状態と
なる。しかして、半導体レーザーＬＤに定電流が流れ、
該半導体レーザーＬＤが発光する。また、バッファー回
路ｌにローレベル信号が入力すると、該バッファー回路
ｌの出力がハイレベルとなり、トランジスタＴｒｉがオ
ンしてトランジスタＴｒ２がオフ状態となって、半導体
レーザーＬＤには電流が流れない。

北記半導体レーザーＬＤは流れる電流Ｉによって光量が
変化し、該半導体レーザーＬＤに流れる電流Ｉは、定電
流回路Ｃによって調節される。即ち、差動増幅器２によ
って、ボリュームＶＲＩの設定値と半導体レーザーＬＤ
に流れる電流Ｉが抵抗Ｒにより電圧に変換された値とが
比較され、常に一定電流で半導体レーザーＬＤを駆動す
るようになっている。従って、ボリュームＶＲＩの設定
値を変えることで電流Ｉが変化し、半導体レーザーＬＤ
の光量が変化する。

ところで、駆動電流と光量の関係は半導体レーザー毎に
異なるため、ボリュームＶＲＩによる電流の調整範囲が
任意であると、定格光量をオーバーしてしまうような電
流で駆動される半導体レーザーＬＤも生じる。

そこで、本発明では、ボリュームＶＲＩによる設定が最
大の時でも、定格光量までしか半導体レーザーＬＤに電
流Ｉが流れないように、ボリュームＶＲＩの電流調整範
囲を制限する制限手段が設けられている。即ち、制限手
段としてのボリュームＶＲ２が、ボリュームＶＲＩに直
列に接続されている。

以との構成において、本発明に係るレーザー駆動装置で
は、次のように光量の調整が行なわれる。即ち、ボリュ
ームＶＲＩを調節することにより、半導体レーザーＬＤ
に流れる電流Ｉを変化させればよい、しかして、ボリュ
ームＶＲＩを最大にした時でも、半導体レーザーＬＤの
出力が定格光量を越えないように、該半導体レーザーＬ
Ｄに流れる電流ＩがボリュームＶＲ２によって制限され
ているので、誤ってボリュームＶＲＩを最大とした場合
でも半導体レーザーＬＤが破壊することはない。

第２図は本発明に係るレーザー駆動装置の第二実施例を
示すものであり、この実施例では第一実施例におけるボ
リュームＶＲ２を固定抵抗にした場合で、制限手段とし
てボリュームＶＲＩの可動範囲を規制する手段を設けた
ものである。第２図において、光量を調節するためのツ
マミ３を回転させることによりボリューム４は回転し、
抵抗が変化することで半導体レーザーＬＤの光量が制御
されるようになっている。Ｉ：、記ツマミ３の回転をボ
リューム４に伝える回転軸５には規制用のロッド６が軸
に直交するよう一体的に突設されており、該規制ロッド
６は側板７に設けられたス）　−／パー８により動きが
規制されている。このストッパー８は側板７に刻設され
た円弧状の溝７ａに固着されており、規制位置が調節可
能となっている。すなわち、半導体レーザーＬＤの定格
光量を越えない限界光量が出力される回転位置にストッ
パー８が設定されている。その他の構成及び作用は第一
・実施例と同一であるので説明を省略する。

第３図は本発明に係るレーザー駆動装置の第三実施例を
示すものである。この実施例では、半導体レーザーＬＤ
を出力させた時に半導体レーザーＬＤの裏面から発する
光量をモニターして一定光量に制御するものである。半
導体レーザーＬＤの裏面から発する光をモニター用フォ
トダイオードＦＤで受光し光量が検出される。光量検出
信号は増幅器９により増幅された後、比較回路ｌＯ及び
１１に印加される。１０は光量調整用の比較回路であり
、光量調整用ボリューム１２で設定した値と検出信号を
比較し、検出光量が設定値を越えるまで比較回路ｌＯの
出力はローレベルである。

ＮＯＲ回路１４は比較回路ｔｏ、１１の出力がいずれも
ローレベルの時に出力がハイレベルで、ＣＰＵ１５に光
量アップをしても良い事を知らせる。ＣＰＵ１５は光量
制御モードの時にＮＯＲ回路１４からの出力がハイレベ
ルであると、光量調整用ボリューム１２で設定される光
量まで半導体レーザーＬＤの出力が達していないことを
検知し、カウンター１６をカウントアツプし、ディジタ
ル−アナログ変換回路（Ｄ−Ａ変換器）１７の出力を上
昇させる。Ｄ−Ａ変換器１７からの出力は、増幅器１８
で増幅された後差動増輻器１９で比較され、半導体レー
ザーＬＤを定電流駆動する。カウンター１６がカウント
アツプを続け。

Ｄ−Ａ変換器１７の出力がと昇し続けると半導体レーザ
ーＬＤの駆動電流Ｉは上昇し、光量調整ポ、リューム１
２で設定される光量まで上昇する。設定値まで光量が増
加すると、比較回路１０の出方はハイレベルとなってＮ
ＯＲ回路１４の出力はローレベルとなり、ＣＰＵ１５は
カウンタ１６のカウントアツプを停止させてホールドす
る。よって以後は半導体レーザーＬＤをその電流値で定
電流駆動する。

ところで、リミッタ−比較回路１１はボリューム１３に
より決められる値と光量出力を比較する。もし光量が制
限値よりも大きくなると、比較回路１１の出力はハイレ
ベルとなりＮＯＲ回路１４の出力をローレベルとし、光
量設定値に至らない光量であっても、ボリューム１３に
より決められる光量に規制する。すなわち、もし光量調
整用ボリューム１２による光量設定が、半導体レーザー
ＬＤの定格光量を越えて行なわれても定格光量以上に光
量が上昇しないように制限することができる。

第４図は本発明に係るレーザー駆動装置の第四実施例を
示すものである。前記第三実施例では光量の可変範囲の
うちＥ眼光量だけを制限していたが、この第四実施例で
は下限光量をも制限するようになっている。すなわち１
本実施例はレーザービームプリンタに用いた例である。

このレーザービームプリンタでは、レーザー光を検知し
て該レーザー光を変調するタイミングを決めており、ユ
ーザーが光量を下げて細い文字を出そうとした時に、必
要具りに光量を下げてレーザー光の検知不良が生じるの
を防止するものである。第４図は第三実施例すなわち第
３図と共通の部分は省略して図示してあり、モニター光
量の範囲認識のための回路についてのみ示しである。

第４図において、レーザーの出力光はフォトダイオード
４１で検出された後増幅回路４２で増幅され、３つの比
較回路４３，４４．４５に入力されて比較される。比較
回路４３はユーザー等の所望に応じて光量設定するため
のボリューム４６で設定された値と比較する光量設定比
較回路である。又、比較回路４４はレーザー光を画像信
号に応じて変調するため、レーザー光を検知する際の最
低光量を、ボリューム４７で設定された値と比較する最
低値比較回路である。もしも光量設定のためのボリュー
ム４６が最低光量よりも低く設定されてしまうと、比較
回路４３はハイレベルを出力するが、最低値比較回路４
４の出力はローレベルのままとなる。そのため、ＡＮＤ
回路４９は口゛−レベルを出力し、ＮＯＲ回路５ｏはハ
イレベルのままで、ＣＰＵ５１に前述のカウントダウン
すなわち光゛量ダウンが可能であることを知らせしめる
。そして、最低レベルに光量が達するとカウントダウン
すなわち光量ダウンを停止させ、ホールドする。一方、
比較回路４５は最大光量規制のためにボリューム４８で
設定される出力光量値とを比較するための最大値比較回
路である。もし。

ボリューム４８が最大値を越えて設定されても最大光量
に達した時点で、比較回路４５の出力はハイレベルとな
ってＮＯＲ回路５０の出力はローレベルとなり、ＣＰＵ
５１に光量アップを停止するよう知らしめる０以上によ
り、光量設定のためのボリューム４６を必要な最低光量
値以下に設定されたり、逆に定格範囲内で定められる最
大光量を越えて設定されても、各々最小光量、最大光量
に光量が制限される。

第５図は本発明に係るレーザー駆動装置の第五実施例を
示すものである０図において、第３図に示す実施例と同
一の部分については省略されており、フォトダイオード
５１で検出された信号は増幅回路５２で増幅された後、
アナログ−デジタル変換回路（Ａ−Ｄ変換器）５３でデ
ジタル化され、マルチプレクサ５４に入力する。一方、
光量設定のためのデジタル式の回転スイッチ５５からの
設定値がデジタル量としてマルチプレクサ５４に入力す
る。ＣＰＵ５６は半導体レーザーＬＤの光量設定モード
の開始時にスイッチ５５からの設定値を読むようにマル
チプレクサ５４を選択し設定値を取り込む、それ以後は
フォトダイオード５１からの検出信号を読み込む、一方
、最大値及び最小値を記憶したＲＯＭ５７からはＣＰＵ
５６に最低必要光量及び出力許容値の情報が知らしめら
れる。従って、ＣＰＵ５６はスイッチ５５から得た設定
値が最低必要光量以上出力許容値以下かを判断する。も
し設定値が最低必要光量以下に設定される場合には最低
必要光量になるように制御し、出力許容値以上に設定さ
れる場合には出力許容範囲内において最大値になるよう
に制御する。ＣＰＵ５Ｂからの指令にもとづく半導体レ
ーザーＬＤの電流制御については、第３図で説明したも
のと同様になされる。

第６図は本発明の利用できるレーザービームプリンタを
例示する。

２０は前記半導体レーザーＬＤを容器中に収納して構成
されたレーザーユニット、このユニット２０のレーザー
ＬＤから出射したレーザービーム２１はコンメータレン
ズ２２により平行光束化され、矢印方向に回転する多面
鏡等のスキャナ２３により走査される。尚、２４はスキ
ャナ２３に走査されたレーザービーム２１を電子写真感
光体２６Ｆ：、にスポット状に結像するレンズである。

而してビーム２１は感光体２６を矢印方向に走査する。

２５は太陽電池、　ＣｄＳ等の受光素子（ビームディテ
クタ）であり、感光体２６が被記録画像信号に対応して
変調されたレーザービームで走査開始される前の位置に
於いて、スキャナ２３で走査されたビームを受光する。

而して受光素子２５の出力信号は比較″！３０に印加さ
れる。この比較器３０には基準電圧発生源３１からの基
準電圧も印加されており、受光素子２５の出力信号レベ
ルがこの基準電圧を越えた時点で信号を発生し、タイマ
３２を作動させる。タイマ３２は比較器３０がト記信号
を形成した時点から所定の短時間後にゲート３４を開く
、ゲート３４が開くと、メモリ３３に格納されていた１
回の走査分の被記録画像信号が順次前述したバッファ回
路ｌに伝達される。このようにして、受光素子２５がレ
ーザービーム２１を受けてから所定時間後に被記録画像
信号に対応して変調されたレーザービームが感光体２６
を走査開始する。

感光体２６は矢印方向に回転し、まず帯電器２７により
均一に帯電される０次にＬ記し−ザービームで走査露光
され、被記録画像信号に対応した静電潜像が形成される
。この潜像は次に感光体の明部電位と暗部電位の間の値
のバイアス電圧が印加された現像器２８により所謂反転
現像される。つまり現像器２８は帯電器２７による感光
体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを感光体に供給
する。従ってトナーはレーザービームで露光された感光
体部分、即ち明部電位部分に付着する。それ故、レーザ
ーＬＤの出力強度が変更されると、トナー付着部（つま
り画像）の濃度やその線の太さが変化する。つまり、レ
ーザーＬＤの出力強度が大きくなる程画像濃度が濃くな
り、或いは線の太さが太くなる。

（発明の効果） 本発明は以りの構成及び作用よりなるもので。

半導体レーザー出力調整用の制御手段の調整範囲を制限
する制限手段を設けたので、誤って半導体レーザーの許
容範囲を越えて出力を調整しようとした場合でも、制限
手段によって制御手段の調整範囲が制限されるため、半
導体レーザーを破損する虞れがなく安心して調整を行な
うことができる。そのため、レーザービームプリンタ等
にあっては、半導体レーザーの出力を調整することによ
り、広範囲にわたって画像濃度や線幅をｍ節することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザー駆動装置の第一実施例を
示す回路図、第２図は本発明の第二実施例の要部を示す
斜視図、第３図は本発明の第三実施例を示す回路図２第
４図は本発明の第四実施例を示す要部回路図、第５図は
本発明の第五実施例ＬＤ・・・半導体レーザー Ｔｒｌ、丁ｒ２　、　Ｔｒ３−・・トランジスタＶＲＩ
・・・ボリューム ＶＨ２・・・ボリューム（制限手段） ｌ・・・バッフ！−回路　　２・・・差動増輻器第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザーを発光駆動させる装置であって、半導体
   レーザーの出力を調整する制御手段と、該制御手段の調
   整範囲を制限する制限手段とを備えたことを特徴とする
   レーザー駆動装置。