JPS62226763A - Optical intensity control method in optical scanning system - Google Patents

Optical intensity control method in optical scanning system

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JPS62226763A
JPS62226763A JP61069524A JP6952486A JPS62226763A JP S62226763 A JPS62226763 A JP S62226763A JP 61069524 A JP61069524 A JP 61069524A JP 6952486 A JP6952486 A JP 6952486A JP S62226763 A JPS62226763 A JP S62226763A
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JP
Japan
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scanning
semiconductor laser
frequency
clock
signal
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JP61069524A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Nakajima
智宏 中島
Kazuyuki Shimada
和之 島田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize the light intensity for always correct optical scanning regardless of temperature rise or deterioration with the lapse of time by obtaining a correction voltage corresponding to a picture scanning clock frequency whose frequency is changed continously in response to the change in the scanning speed. CONSTITUTION:The reference value of the lighting intensity of a semiconductor laser 10 is set automatically by a reference signal from an output strength control circuit. A correction voltage Vc obtained from a picture scanning clock frequency control circuit 38 corresponds to a frequency of a picture scanning clock and is changed in response to the scanning speed. Thus, the variation of the I/P characteristic of the semiconductor laser 10 gives on effect to the correction voltage. Even if the I-P characteristic of the laser 10 is varied in case the scanning speed is an optional value in the speed region, the light intensity of the semiconductor laser is unchanged substantially.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、光走査方式における光強度制御方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a light intensity control method in an optical scanning system.

(技術的背景) 半導体レーザーからの変調光を、回転多面鏡やホログラ
ムスキャナー等の回転偏向器で偏向させる方式の光走査
方式は良く知られている。回転偏向器は、一般に、光束
を、等角速度的に偏向させるので、被走査面上における
走査速度を一定建するために、一般にはfθレンズが用
いられている。
(Technical Background) An optical scanning method in which modulated light from a semiconductor laser is deflected using a rotating deflector such as a rotating polygon mirror or a hologram scanner is well known. Since a rotary deflector generally deflects a light beam at a constant angular velocity, an fθ lens is generally used to maintain a constant scanning speed on the surface to be scanned.

しかし、fOレンズは特殊なレンズであり、製造コスト
も高い。従、りて、できればf0レンズを用いずにすま
せたいという要望もある。また、近時、光束の走査角速
度が一定でないような、特殊なポリゴンミラーも提案さ
れつつあり(特願昭59−274324号)、このよう
な場合には、fθレンズを用いても、走査速度は一定と
ならないので、fθしンズの使用ができない。
However, the fO lens is a special lens and its manufacturing cost is high. Therefore, there is a desire to avoid using an f0 lens if possible. In addition, recently, special polygon mirrors in which the scanning angular velocity of the light beam is not constant are being proposed (Japanese Patent Application No. 59-274324), and in such cases, even if an fθ lens is used, the scanning velocity is is not constant, so it is not possible to use fθ lenses.

このような事情に鑑みて、近来、fθレンズを用いずに
、光走査を行なう光走査方式が意図されつつある。例え
ば、第3図は、このような光走査方式の走査装置の1例
を示している。
In view of these circumstances, recently, an optical scanning method that performs optical scanning without using an fθ lens is being considered. For example, FIG. 3 shows an example of such an optical scanning type scanning device.

光束は、レンズ80を介して、回転偏向器たる回転多面
鏡82に入射し、その反射面のひとつによシ反射されて
、光導電性の感光体84に入射し、レンズ80の作用で
感光体上に集束する。回転多面鏡82を矢印方向へ等速
回転させれば、光束は、第3図で左方から右方へ向って
偏向し、感光体84を、その母線方向へ、左方から右方
へと光走査する。なお、符号86は、受光素子を示し、
この受光素子86は、光走査の起点の同期をとるのに用
いられる。
The light flux enters a rotating polygon mirror 82 which is a rotating deflector via a lens 80, is reflected by one of its reflecting surfaces, enters a photoconductive photoreceptor 84, and is exposed to light by the action of the lens 80. Focus on the body. When the rotating polygon mirror 82 is rotated at a constant speed in the direction of the arrow, the light beam is deflected from the left to the right in FIG. Light scan. In addition, the code|symbol 86 shows a light receiving element,
This light receiving element 86 is used to synchronize the starting point of optical scanning.

回転多面鏡82の回転により、光束を反射する反射面が
切換るにつれて、偏向すなわち、光走査が周期的に繰返
されることになる。
As the rotating polygon mirror 82 rotates, the reflecting surface that reflects the light beam is switched, and the deflection, that is, the optical scanning is periodically repeated.

ところで、光走査の際、1画素の情報書込にわりあてら
れる時間をTとして、1/Tで与えられる周波数fKを
もつクロックを画像走査クロックという。
Incidentally, when performing optical scanning, a clock having a frequency fK given by 1/T is called an image scanning clock, where T is the time allocated to writing information for one pixel.

fθレンズを用いない光走査方式では、走査光による、
被走査面上の走査速度は一定とならないのであるから、
画像走査クロックの周波数fKを一定にしておくと、曹
き込まれた情報に歪みが生じてしまう。かかる情報の歪
みを除去するには、被走査面上における走査速度の変化
に応じて、上記周波数fKを変化させる必要がある。す
なわち、走査速度が大きいところでは、それに応じて、
画像走査クロックの周波数fxを高くし、走査速度の小
さいところでは、周波数ficを低くしなければならな
い。
In the optical scanning method that does not use an fθ lens, the scanning light
Since the scanning speed on the scanned surface is not constant,
If the frequency fK of the image scanning clock is kept constant, distortion will occur in the stored information. In order to remove such information distortion, it is necessary to change the frequency fK in accordance with changes in the scanning speed on the surface to be scanned. That is, where the scanning speed is large, accordingly,
The frequency fx of the image scanning clock must be made high, and the frequency fic must be made low where the scanning speed is low.

このように、画像走査クロックの周波数fKを、走査速
度に応じて変化させることによって、書き込まれた情報
画像の歪みを有効に軽減させることができる。
In this way, by changing the frequency fK of the image scanning clock according to the scanning speed, distortion of the written information image can be effectively reduced.

ところで、先にのべたように、周波数fxは、1画素の
情報書込みに割当られた時間Tの逆数である。従って、
周波数fxが変化することは、時間Tが変化することに
対応する。そうすると、光走査の際、走査光の強度が一
定であると、走査速度の大きいところ(時間Tが短かい
)と、小さいところ(時間Tが長い)で、1画素の書込
みに使用される光エネルギーに差異を生ずることになシ
、光走査による書込の際、走査速度の変化に従りて。
By the way, as mentioned above, the frequency fx is the reciprocal of the time T allocated to writing information for one pixel. Therefore,
A change in frequency fx corresponds to a change in time T. Then, when the intensity of the scanning light is constant during optical scanning, the amount of light used to write one pixel is When writing by optical scanning, there should be no difference in energy as the scanning speed changes.

1画素あたシの露光光量が変化し、得られる情報画像に
は、走査速度の変化に応じた像濃度変化が生ずることに
なる。
The amount of exposure light per pixel changes, and the image density changes in the resulting information image in accordance with the change in scanning speed.

コノような問題を解消するには、光走査におケる光源の
発光強度のレベルを、走査位置とともに変化させ、光走
査のための光強度Pが、例えば、第4図(I)に示すよ
うに、走査領域の中央部で低く、両端部に近づくにつれ
て大きくなるようにすればよい。
In order to solve this problem, the level of the light emission intensity of the light source suitable for optical scanning is changed with the scanning position, and the light intensity P for optical scanning is, for example, as shown in Fig. 4 (I). In this way, it may be set to be low at the center of the scanning area and to increase as it approaches both ends.

ところで、このような光走査方式の光源として近来、半
導体レーザーが用いられるようになった。
Incidentally, semiconductor lasers have recently come to be used as light sources for such optical scanning methods.

半導体レーザーは、その発光強度が動作電流によシ変化
するので、上記動作電流を情報信号で変調することによ
って、情報信号を直接的に光信号に変換できる。
Since the emission intensity of a semiconductor laser changes depending on the operating current, the information signal can be directly converted into an optical signal by modulating the operating current with the information signal.

しかしながら、反面、半導体レーザーの、動作電流と発
光の光強度との対応を表す特性において、所謂微分遺子
効率、すなわち、単位動作電流あたシの、光強度の平均
増加率は、半導体レーザーにおける温度上昇や、同レー
ザーの経時的な劣化によって、減少する性質があシ、か
かる性質のため、上述の如き、光走査方式の光源として
、半導体レーザーを用いると、以下の如き問題が生ずる
However, on the other hand, in terms of the characteristics that express the correspondence between the operating current and the emitted light intensity of a semiconductor laser, the so-called differential molecular efficiency, that is, the average rate of increase in light intensity per unit operating current, is Due to the tendency of the semiconductor laser to decrease due to temperature rise or deterioration of the laser over time, the following problems occur when a semiconductor laser is used as a light source in the optical scanning method as described above.

例えば、光走査領域の両端部を走査するときの光強度P
として、第4図G)の如< Paを基準とし、光走査中
に、最大ΔPoだけ光強度Pを変化させる場合を考えて
見る。
For example, the light intensity P when scanning both ends of the optical scanning area
Let us consider the case where the light intensity P is changed by the maximum ΔPo during optical scanning, using <Pa as a reference as shown in FIG. 4G).

第49但)は、半導体レーザーの、動作電流工Opと、
光強度Pとの特性を示し、直線4−1は、正常時におけ
る特性、直線4−2は、温度上昇時もしくは劣化時の特
性を示すものとする。微分量子効率というのは、これら
の特性曲線の傾きにほかならない。上記特性を以下I−
P特性と称する。
49th proviso) is a semiconductor laser operating current engineering Op,
A straight line 4-1 shows the characteristics with respect to the light intensity P, and a straight line 4-1 shows the characteristics under normal conditions, and a straight line 4-2 shows the characteristics when the temperature rises or deteriorates. Differential quantum efficiency is nothing but the slope of these characteristic curves. The above characteristics are as follows I-
This is called the P characteristic.

さて、光走査の際、光強度Poを基準とし、最大の光強
度がPoで、最小の光強度がPo−ΔPoであるという
ことは、半導体レーザーの正常時には、基準光強度Pa
に対し、動作電流なI o [a)に設定し、光強度P
G−ΔPに対しては、動作電流を、Iop(a)よシも
ΔI o p (a)だけ小さく設定することにほかな
らない。
Now, during optical scanning, using the light intensity Po as a reference, the maximum light intensity is Po and the minimum light intensity is Po - ΔPo. This means that when the semiconductor laser is normal, the reference light intensity Pa
, the operating current I o [a) is set, and the light intensity P
For G-ΔP, the operating current is set to be smaller than Iop(a) by ΔI op (a).

従来の、光強度制御では、ΔI o p (a)を定数
として設定し、動作電流Iopを基準光強度Poが得ら
れるようにするという制御が行なわれていた。このよう
な制御だと、半導体レーザーのI −P特性が正常であ
る限シは何の問題もないが、半導体1ノ−ザーの上記特
性が、温度上昇や劣化によって、変化すると、適正な光
強度制御ができなくなってしまう。
In conventional light intensity control, ΔI op (a) is set as a constant, and control is performed such that the operating current Iop is set to the reference light intensity Po. With this kind of control, there is no problem as long as the I-P characteristics of the semiconductor laser are normal, but if the above characteristics of the semiconductor laser change due to temperature rise or deterioration, it will not be possible to produce proper light. It becomes impossible to control the intensity.

例えば、半導体レーザーのI−P特性が、@4図01)
、の直線4−1(正常時)から直線4−2(温度上昇時
、劣化時)に変化した場合を考えてみる。
For example, the I-P characteristics of a semiconductor laser are @4 Figure 01)
Let us consider a case where the straight line 4-1 (at normal time) changes to straight line 4-2 (at the time of temperature rise or deterioration).

この場合、基準光強度Paに対する動作電流は、制御に
二って自動的にI Op(b)に変化する。しかし、特
性4−2においては、光強度PをΔPGだけ変化させる
のに、ΔI o p (b)だけの動作電流変化が必要
であるが、前述の如く、動作電流変化幅としてΔl0P
(a)が定数として設定されていると、特性4−2にお
ける光強度Pの最大変化は八P1となって。
In this case, the operating current for the reference light intensity Pa is automatically changed to IOp(b) under control. However, in characteristic 4-2, in order to change the light intensity P by ΔPG, an operating current change of ΔI o p (b) is required, but as described above, the operating current change width is Δl0P
If (a) is set as a constant, the maximum change in light intensity P in characteristic 4-2 is 8P1.

所望の変化量ΔPoを正しく与えることができないので
ある。
It is not possible to correctly provide the desired amount of change ΔPo.

(目  的) 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところは、温度上昇や、経時的な劣化
により、半導体レーザーにおけるニーP特性に変化があ
っても、常に正しい光走査用の光強度を実現しうる、新
規な光強度制御方法の提供にある。
(Purpose) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to eliminate changes in the knee P characteristics of a semiconductor laser due to temperature rise or deterioration over time. An object of the present invention is to provide a novel light intensity control method that can always achieve correct light intensity for optical scanning.

(構 成) 以下、本発明を説明する。(composition) The present invention will be explained below.

本発明の光強度制御方法は、半導体レーザーからの変調
光を、回転偏向器で偏向させ、被走査面をfθレンズを
用いることなく走査する光走査方式において、半導体レ
ーザーの発光の光強度を制御する方法である。
The light intensity control method of the present invention controls the light intensity of light emitted from a semiconductor laser in an optical scanning method in which modulated light from a semiconductor laser is deflected by a rotary deflector and a scanned surface is scanned without using an fθ lens. This is the way to do it.

出力強度制御回路により、光書込走査時における半導体
レーザーの発光強度を基準値に設定するための、デジタ
ルの基準値信号を得る。
The output intensity control circuit obtains a digital reference value signal for setting the emission intensity of the semiconductor laser to a reference value during optical writing scanning.

また、画像走査クロック周波数制御回路により、被走査
面上での走査速度の変化に応じて周波数が連続的に変化
する画像走査クロックが発生されるとともに、画像走査
クロックの周波数に対応した補正電圧値を得る。
In addition, the image scanning clock frequency control circuit generates an image scanning clock whose frequency changes continuously according to changes in the scanning speed on the scanned surface, and also generates a correction voltage value corresponding to the frequency of the image scanning clock. get.

この補正電圧値は、上記基準信号によシ乗算的に処理さ
れ、走査速度の変化に比例的に対応した光出力強度を制
御するアナログ信号が得られる。
This correction voltage value is multiplicatively processed by the reference signal to obtain an analog signal that controls the optical output intensity proportionally to changes in scanning speed.

このアナログ信号を変調信号で変調しつつ、半導体レー
ザーの駆動を行なう。
The semiconductor laser is driven while modulating this analog signal with a modulation signal.

この制御方法によると、半導体レーザーのニーP特性に
変動があっても、常に光走査の光強度を適正値に保持す
ることができる。以下、これを、第5図を参照して説明
する。
According to this control method, even if the knee P characteristic of the semiconductor laser varies, the light intensity of optical scanning can always be maintained at an appropriate value. This will be explained below with reference to FIG.

第5図において、直線4−1.4−2は、第4図におけ
ると同じく、半導体レーザーのI−P特性を示す。特性
4−1は正常時のI−P特性、特性4−2は、温度上昇
時、経時的劣化時のI−P特性である。
In FIG. 5, straight lines 4-1 and 4-2 indicate the I-P characteristics of the semiconductor laser, as in FIG. Characteristic 4-1 is the I-P characteristic at normal times, and characteristic 4-2 is the I-P characteristic at the time of temperature rise and deterioration over time.

これら特性4−1.4−2に対する。微分量子効率を、
それぞれη(a)、ηΦ)とする。
Regarding these characteristics 4-1.4-2. Differential quantum efficiency,
Let η(a) and ηΦ) be respectively.

また、Pr (a)、 Ps (b)&ま、各I−P特
性4−1.4−2の縦軸の切片を示し、Ps (a) 
+ Ps (b)であることが知られている。
In addition, Pr (a), Ps (b) & Ma indicate the intercept of the vertical axis of each I-P characteristic 4-1.4-2, and Ps (a)
+ Ps (b).

Poは、半導体レーザーの発光強度の基準値を示す。こ
の基準値Poは、出力強度制御回路による基準値信号で
設定される。
Po indicates the reference value of the emission intensity of the semiconductor laser. This reference value Po is set by a reference value signal from an output intensity control circuit.

従って、動作電流■Opは、この基準値信号によって、
I−P特性に応じて自動設定され、上記特性が、特性4
−1のときはI o p (a)に、特性4−2のとき
はIop(b)に、自動的に設定される。
Therefore, the operating current ■Op is determined by this reference value signal.
It is automatically set according to the I-P characteristics, and the above characteristics are set as characteristic 4.
-1, it is automatically set to Iop(a), and when the characteristic is 4-2, it is automatically set to Iop(b).

さて、第6図の記号を用いると、I−P特性4−1.4
−2は、それぞれ1次のように表すことができる。
Now, using the symbols in Figure 6, I-P characteristics 4-1.4
-2 can be expressed as linear.

次に、画像走査クロック周波数制御回路から得られる補
正電圧値VCを考えて見る。
Next, consider the correction voltage value VC obtained from the image scanning clock frequency control circuit.

この補正電圧値Vcは、画像走査クロックの周波数と対
応し、画像走査クロックの周波数は、走査速度に応じて
変化する。従って、補正電圧値Vcも走査速度υの関数
であり、Vc(υ)とかくことができる。この補正電圧
値Vc(υ)は、半導体レーザーのI−P特性とは独立
に発生する、従って、半導体レーザーのI−P特性の変
動は、補正電圧値Vc (υ)に何ら影響しない。
This correction voltage value Vc corresponds to the frequency of the image scanning clock, and the frequency of the image scanning clock changes depending on the scanning speed. Therefore, the correction voltage value Vc is also a function of the scanning speed υ, and can be written as Vc(υ). This corrected voltage value Vc (υ) is generated independently of the I-P characteristics of the semiconductor laser. Therefore, variations in the I-P characteristics of the semiconductor laser have no effect on the corrected voltage value Vc (υ).

さて、本発明の制御方法を行うとき、光走査の走査速度
が、υであるときの、半導体レーザーの発光強度が、正
常な特性時(特性4−1)においてP (a)と設定さ
れ、I−P%性が、I−P特性4−2に変化したときに
、これかP(b)に変化したものとする。これらP (
a)、P (b)に対応する動作電流IOpを、それぞ
れIop(a)、  Iop(b)とする。
Now, when carrying out the control method of the present invention, the light emission intensity of the semiconductor laser when the scanning speed of optical scanning is υ is set to P (a) in the normal characteristic (characteristic 4-1), It is assumed that when the I-P % characteristic changes to I-P characteristic 4-2, it changes to this or P(b). These P (
Let the operating currents IOp corresponding to a) and P(b) be Iop(a) and Iop(b), respectively.

そうすると、明らかに1次の関係が成立つ。Then, a linear relationship clearly holds.

さて、補正電圧値Vc(υ)は、走査速度υのときにお
ける半導体レーザーの発光強度を与えるためのものであ
って、この補正電圧値VCは、基準値信号により乗算的
に処理される。
Now, the correction voltage value Vc (υ) is for giving the emission intensity of the semiconductor laser at the scanning speed υ, and this correction voltage value VC is multiplicatively processed by the reference value signal.

基準値信号は、基準の光強度Poを与えるだめの信号で
あるから、これを、特性4−1に対しV。
Since the reference value signal is a signal intended to give the reference light intensity Po, it is set to V for characteristic 4-1.

Ca)、特性4−2に対してVo (b”lとすると、
明らかに、 vo(a) : Vo(b)= Iop(a) : I
op(b)であり、 vo(a)、 VOΦ)をVC(
υ)で乗算的に処理するとVo(a) −Vc(υ) 
: Vo(b) −Vc(υ)= Iop(a) : 
Iop(b)である。しかるに、vc(υ)はI−P特
性に依存しないから、 Vo(a):vo(′b)=Vo(a)・VC(υ):
VoCb)・VC(υ)であるから、結局、 Iop(a) : Iop(b)= Iop(a) :
 Iop(b)     (3)がなり立つ。α)、(
2)式に(3)式を適用し、その際、PI (a) =
−pt (b)であることを考産すると、 結局、P(
a)=i−pΦ)              (4)
が得られる。すなわち、走査速度が速度領域内の任意の
値υのとき、I−P特性が変動しても、半導体レーザー
の発光の光強度は実質的に不変である。
Ca), characteristic 4-2, Vo (b”l),
Obviously, vo(a) : Vo(b) = Iop(a) : I
op(b) and vo(a), VOΦ) as VC(
When processed multiplicatively with υ), Vo(a) −Vc(υ)
: Vo(b) −Vc(υ)= Iop(a) :
Iop(b). However, since vc(υ) does not depend on the I-P characteristics, Vo(a):vo('b)=Vo(a)・VC(υ):
VoCb)・VC(υ), so in the end, Iop(a): Iop(b)= Iop(a):
Iop(b) (3) holds true. α), (
Applying equation (3) to equation 2), in that case, PI (a) =
-pt (b), we end up with P(
a)=i-pΦ) (4)
is obtained. That is, when the scanning speed is an arbitrary value υ within the speed range, the light intensity of the light emitted from the semiconductor laser remains substantially unchanged even if the I-P characteristics change.

以下、具体的な実施例に即して説明する。Hereinafter, description will be given based on specific examples.

第1図は、本発明を実施するための回路例の1例を示し
ている。
FIG. 1 shows one example of a circuit for implementing the present invention.

この第1図の回路例で、画像走査クロック周波数制御回
路38をのぞく部分は、出力強度制御回路を構成する。
In the circuit example shown in FIG. 1, the portions other than the image scanning clock frequency control circuit 38 constitute an output intensity control circuit.

そこで、第1図を参照して、まず、半導体レーザーの発
光強度の基準値への設定と、基準値信号の発生につき説
明する。
Therefore, with reference to FIG. 1, the setting of the emission intensity of the semiconductor laser to a reference value and the generation of the reference value signal will be explained first.

さて、半導体レーザー1oから後方へ射出されたレーザ
ー光は、ホトセンサー14に受光サレる。ホトセンサー
14は、受光した光の強度に比例した電流を出力し、こ
の電流の増幅器16にょシミ圧に変換され、比較器18
に電圧値VMとして印加され、基準電圧Vrefと比較
される。比較器18の出力電圧は、電圧VMとVre 
fの大小関係に応じて高レベルまたは低レベルとなり、
アップ/ダウンカウンタ−20(以下、単にカウンター
2oと称スる)のカウントモードな制御する。例えば、
 VM<Vrefのとき、すなわち、半導体レーザー1
oの出方強度が基準値に達していないときは、比較器1
8の出方が低レベルとなり、カウンター2oはアップカ
ウンターとして作動するカウントモードすなわちアップ
モードとなり、VM > Vrefのときは逆にダウン
カウンタ−として動作するカウントモードスナわちダウ
ンモードとなる。
Now, the laser light emitted backward from the semiconductor laser 1o is received by the photosensor 14. The photosensor 14 outputs a current proportional to the intensity of the received light, and this current is converted into a stain pressure by an amplifier 16 and a comparator 18.
The voltage value VM is applied to the voltage value VM and compared with the reference voltage Vref. The output voltage of the comparator 18 is the voltage VM and Vre
Depending on the magnitude of f, the level will be high or low,
The count mode of the up/down counter 20 (hereinafter simply referred to as counter 2o) is controlled. for example,
When VM<Vref, that is, the semiconductor laser 1
When the output strength of o does not reach the reference value, comparator 1
8 becomes a low level, and the counter 2o enters the count mode, that is, the up mode, in which it operates as an up counter.When VM>Vref, the counter 2o enters the count mode snare, that is, the down mode, in which it operates as a down counter.

エツジ検出回路32は、フレーム同期信号FSYNCの
立上りエツジを検出し、その検出信号はオア回路34を
通りてアンド回路3oで、フレーム同期信号FSYNC
とのアンドがとられる。
The edge detection circuit 32 detects the rising edge of the frame synchronization signal FSYNC, and the detection signal passes through an OR circuit 34 to an AND circuit 3o.
The AND is taken.

フリップフロップ28は、アンド回路30の出力によシ
スタンバイモードの始めにセットされて出力信号を生じ
、この出力信号はアンド回路26で、非走査信号とのア
ンドがとられる。
Flip-flop 28 is set at the beginning of the system standby mode by the output of AND circuit 30 to produce an output signal which is ANDed with the non-scanning signal in AND circuit 26.

カウンター20は、アンド回路26の出力信号により、
ディスエーブル状態が解除され、クロックパルス発生器
24からのクロックパルスをアップまたはダウンカウン
トする。
The counter 20 is operated by the output signal of the AND circuit 26.
The disabled state is released and the clock pulses from clock pulse generator 24 are counted up or down.

カウンター20のカウント出力は、 D/、コンバータ
ー40により、アナログ量に変換されて、半導体レーザ
ー駆動回路12に印加される。同回路12は。
The count output of the counter 20 is converted into an analog quantity by a D/converter 40 and applied to the semiconductor laser drive circuit 12. The same circuit 12 is.

変調信号によシ半導体レーザー10を駆動するが、その
動作電流を捗り、コンバーター40からの出力に応じて
変化させる。
The semiconductor laser 10 is driven by the modulation signal, and its operating current is changed depending on the output from the converter 40.

したがって、カウンター20の計数値が徐々に増加(ま
たは減少)するにともなりで、半導体レーザー10から
のレーザー光の強度は徐々に増加(または減少)し、比
較器18に印加される電圧VMは、徐々に増加(まだは
減少)する。
Therefore, as the count value of the counter 20 gradually increases (or decreases), the intensity of the laser light from the semiconductor laser 10 gradually increases (or decreases), and the voltage VM applied to the comparator 18 becomes , gradually increases (but still decreases).

電圧VMが徐々に変化して、Vrefとの大小関係が反
転すると、比較器18の出力も、低レベルから尚レベル
(マタハ高レベルカラ低レベル)へ色反転する。このと
き、エツジ検出回路22が、比較器18の出力の立上シ
(または立下り)のエツジを検出して、フリップフロッ
プ28をリセットし、カウンター20をディスエーブル
状態に復帰させる。従って、カウンター20は、上記比
較器18の出力反転の際の計数値を保持し、従って、半
導体レーザー10の駆動電流の大きさが、そのまま保持
される。
When the voltage VM gradually changes and the magnitude relationship with Vref is reversed, the output of the comparator 18 is also color-inverted from a low level to a low level (high level and low level). At this time, edge detection circuit 22 detects the rising (or falling) edge of the output of comparator 18, resets flip-flop 28, and returns counter 20 to the disabled state. Therefore, the counter 20 holds the count value when the output of the comparator 18 is inverted, and therefore, the magnitude of the driving current of the semiconductor laser 10 is maintained as it is.

このとき実質的にVM = Vrefであり、半導体レ
ーザー10の出力強度は、基準電圧Vrefを通じて設
定された基準値に設定される。このように、半導体レー
ザー10の発光強度が基準値に設定された状態で、カウ
ンター20から出力されるデジタル信号が基準値信号で
ある。
At this time, VM=Vref substantially, and the output intensity of the semiconductor laser 10 is set to a reference value set through the reference voltage Vref. In this manner, the digital signal output from the counter 20 is the reference value signal in a state where the emission intensity of the semiconductor laser 10 is set to the reference value.

なお、エツジ検出回路22は、比較器18の出力が低レ
ベルから高レベルへ反転したときにのみ、カウンター2
0をディスエーブル状態にするように構成してもよい。
Note that the edge detection circuit 22 detects the counter 2 only when the output of the comparator 18 is inverted from low level to high level.
0 may be configured to be disabled.

このようにすると、比較器18の出力レベルが低レベル
から高レベルへ反転するときは、上記の場合と同じであ
るが、上記出力レベルが高レベルから低レベルへと反転
するときには、以下の如くになる。すなわち、高レベル
から低レベルに反転すると、カウンター20は、ディス
エーブル状態が解除されたまま、アップカウンターとし
て動作することになる。そして、半導体レーザー10の
駆動電流は増加し、比較器18の出力が低レベルから高
レベルへと反転すると、エツジ検出回路21がその立上
りエツジを検出して、カウンター20ヲデイスエーブル
状態にして、その計数値を保持させるのである。
In this way, when the output level of the comparator 18 is inverted from a low level to a high level, it is the same as the above case, but when the output level is inverted from a high level to a low level, the following is done. become. That is, when the high level is reversed to the low level, the counter 20 operates as an up counter while remaining in the disabled state. Then, when the driving current of the semiconductor laser 10 increases and the output of the comparator 18 is reversed from a low level to a high level, the edge detection circuit 21 detects the rising edge and disables the counter 20 to perform its calculation. It keeps the numerical value.

また、カウンター20は、比較器12の出力が低レベル
でダウンカウンタ−として作動し、上記出力が高レベル
でアップカウンターとして作動するようにし、その計数
値と半導体レーザー10の駆動電流が反比例するように
してもよい。
Further, the counter 20 operates as a down counter when the output of the comparator 12 is at a low level, and operates as an up counter when the output is at a high level, so that the count value and the driving current of the semiconductor laser 10 are inversely proportional. You may also do so.

なお、出力制御タイミング発生回路36は、フレーム同
期信号FSYNCによりスタンバイモードで作動し、一
定周期で出力制御タイミング信号を発生してオア回路3
4に出力することによって、半導体レーザー10のパワ
ーセットを一定周期で行なわせる。
Note that the output control timing generation circuit 36 operates in standby mode in response to the frame synchronization signal FSYNC, generates an output control timing signal at a constant cycle, and outputs the output control timing signal to the OR circuit 3.
4, the power setting of the semiconductor laser 10 is performed at a constant cycle.

感光体を走査するときは、非走査信号がなくなってアン
ド回路26がオフし、カウンター20がディスエーブル
状態となり、半導体レーザー10がスタンバイ状態の走
査時には駆動されず、半導体レーザー10のパワーセッ
トは、未了なら中断される。
When scanning the photoreceptor, the non-scanning signal disappears, the AND circuit 26 turns off, the counter 20 becomes disabled, the semiconductor laser 10 is not driven during scanning in the standby state, and the power set of the semiconductor laser 10 is set as follows. If it is not completed, it will be interrupted.

そして非走査時には上記パワーセットが再開される。上
記の如くして、半導体レーザーの発光強度が基準値に設
定されると、カウンター20から基準値信号が得られる
。この基準値信号は、パワーセットの行なわれるたびに
変動する可能性はあるが、一旦パワーセットが行なわれ
たのちは、次回まで変化することはない。
Then, during non-scanning, the power set is restarted. As described above, when the emission intensity of the semiconductor laser is set to the reference value, a reference value signal is obtained from the counter 20. This reference value signal may change each time a power set is performed, but once a power set is performed, it does not change until the next time.

次に、補正信号の発生につき説明する。Next, generation of the correction signal will be explained.

第2図は、第1図における画像走査クロック周波数制御
回路38の具体的な回路の1例を示している。
FIG. 2 shows a specific example of the image scanning clock frequency control circuit 38 in FIG. 1.

この画作走査クロック周波数制御回路38において、位
相検波回路58とローパスフィルター60、電圧制御発
振器621分周器64は、フェイズ・ロックド・ループ
回路(以下PLL回路と称する)を構成する。
In this image scanning clock frequency control circuit 38, a phase detection circuit 58, a low pass filter 60, a voltage controlled oscillator 621, and a frequency divider 64 constitute a phase locked loop circuit (hereinafter referred to as a PLL circuit).

発振器54から発せられる周波数foの基準クロックは
、分周器56によシ分周されて、周波数fo/Nの位置
制御用クロックとなり、制御回路16およびPLL回路
の位相検波回路58に入力する。
The reference clock of frequency fo generated by the oscillator 54 is frequency-divided by the frequency divider 56 to become a position control clock of frequency fo/N, which is input to the control circuit 16 and the phase detection circuit 58 of the PLL circuit.

位相検波回路58は、上記位置制御用クロックと分局器
64から入力するクロックとの位相を比較し、その位相
差をパルス信号としてローパスフィルター62に出カス
る。ローパスフィルター60を介して、上記位相差の情
報が電圧制御発振器62に入力スルト同発振″ar60
は、ローパスフィルター60ノ出力電圧に応じた周波数
のクロックを出力する。
The phase detection circuit 58 compares the phases of the position control clock and the clock input from the branching device 64, and outputs the phase difference to the low-pass filter 62 as a pulse signal. Information on the phase difference is input to the voltage controlled oscillator 62 via the low-pass filter 60.
outputs a clock whose frequency corresponds to the output voltage of the low-pass filter 60.

このクロックが画像走査クロックとなる。画像走査クロ
ックは分周器64で分周され、クロックとして位相検波
回路58へ印加され、位置制御用クロックと位相比較さ
れる。
This clock becomes the image scanning clock. The image scanning clock is frequency-divided by the frequency divider 64, applied as a clock to the phase detection circuit 58, and compared in phase with the position control clock.

分周器64の分周率は、これをMとすると固定値であシ
、この分周器64から位相検波回路58に印加されるク
ロックと位置制御用クロック(周波数器62かも発せら
れる画像走査クロックの周波数fKは、fx=fo・−
である。
The frequency division ratio of the frequency divider 64 is a fixed value, if this is M, and the clock applied from the frequency divider 64 to the phase detection circuit 58 and the position control clock (image scanning which is also emitted from the frequency divider 62) The clock frequency fK is fx=fo・−
It is.

この状態で、分周器56の分周率をNからN1にとなり
、画像走査クロックの周波数fKは、fo・−からfo
・−まで連続的かつ単調に変化する。
In this state, the frequency division ratio of the frequency divider 56 is changed from N to N1, and the frequency fK of the image scanning clock is changed from fo.- to fo.
・Changes continuously and monotonically up to -.

l 従って分周器56の分周率を段階的に切換ることにより
、周波数が連続的に変化する画像走査クロックが得られ
る。
l Therefore, by switching the frequency division ratio of the frequency divider 56 stepwise, an image scanning clock whose frequency changes continuously can be obtained.

さて、制御回路50は、分周器56における分周率のプ
リセット値を、アップ/ダウンカウンタ−52(以下、
単にカウンター52という)から出力させるためのクロ
ックCK、ディスエーブル状態ヲ解除する信号■、アッ
プ/ダウンのモードラ設定する信号U/Dを発する。な
お、制御回路50.分周器56には、受光素子86(第
3図)から得られる同期信号が印加される。
Now, the control circuit 50 sets the preset value of the frequency division ratio in the frequency divider 56 to the up/down counter 52 (hereinafter referred to as
A clock CK for outputting from the counter 52 (simply referred to as a counter 52), a signal (2) for releasing the disabled state, and a signal U/D for setting up/down modes are generated. Note that the control circuit 50. A synchronizing signal obtained from the light receiving element 86 (FIG. 3) is applied to the frequency divider 56.

アップ/ダウンのモードは、走査速度の極値近傍でアッ
プモード(もしくはダウンモード)からダウンモード(
もしくはアップモード)に切かえるように信号U/Dの
発生が行なわれる。
The up/down mode changes from up mode (or down mode) to down mode (
A signal U/D is generated so as to switch to the up mode.

クロックCKが人力するとカウンター52は、プリセッ
ト値を更新して、分周器56の分周率を切換る。切換幅
ΔNは一定である。
When the clock CK is input manually, the counter 52 updates the preset value and switches the frequency division ratio of the frequency divider 56. The switching width ΔN is constant.

さて、光走査が行なわれる走査領域は、予め、複数のブ
ロックBLI 、 BL2 、・・・r  BL’ t
・・・、 BLKに分割されておシ、各ブロックBLi
(i=1〜K)ごとに、数値Miとnl(i=1〜K)
とが定められている。
Now, the scanning area where optical scanning is performed is made up of a plurality of blocks BLI, BL2,...r BL' t in advance.
..., divided into BLK, each block BLi
For each (i=1 to K), the numbers Mi and nl (i=1 to K)
is stipulated.

そして、i番目のブロックBLiでは、位置制御用クロ
ックが、制御回路50にMiパルス人力スルごとに、制
御回路は50はクロックCKを発生させることによって
1分周器56の分周率がΔNだけ切換る。ブロック13
1iでは、クロックCKの発生はni回生fる。従って
ブロックBLiは位置制御用クロックのMt a nl
個に対応する。そしてブロックBLiを光走査する間に
、分周率ni・ΔNだけ変化する。
Then, in the i-th block BLi, the position control clock is sent to the control circuit 50 every Mi pulses manually, and the control circuit 50 generates the clock CK, so that the frequency division ratio of the 1 frequency divider 56 is increased by ΔN. Switch. Block 13
1i, the clock CK is generated by ni regeneration f. Therefore, the block BLi uses the position control clock Mt a nl
Corresponds to the individual. Then, while optically scanning the block BLi, the frequency division ratio changes by ni·ΔN.

ブロック数にや、Milniの値は、電圧制御発振器2
2から発生する画像走査クロックの周波数fxが走査速
度変化に伴う理想の周波数変化を良く近似するように、
光走査装置の設計条件に応じて実験的あるいは理論的に
定められる。
The number of blocks and the value of Milni are the voltage controlled oscillator 2
2, so that the frequency fx of the image scanning clock generated from 2 closely approximates the ideal frequency change as the scanning speed changes.
It is determined experimentally or theoretically depending on the design conditions of the optical scanning device.

第6図に1例を示す。図において曲線は、理想上の画像
走査クロックfKo(回転偏向器としては、特願昭59
−274324号で提案された特殊なポリゴンミラーが
想定されている。この回転多面鏡では、ポリゴンミラー
の回転角αに応じて、光束の偏同角θは、sinθ= 
(1−−sinα)なる関係を満足する。A、Rは、ポ
リゴンミラーの形態上の定数である。)を、また、階段
状のグラフ線は1周波数M fx+=−・foを、それぞれ示している。分周率Nを
段階的に切換ることによシ階段状に変化するのである。
An example is shown in FIG. In the figure, the curve represents the ideal image scanning clock fKo (as a rotating deflector, the
A special polygon mirror proposed in No.-274324 is envisaged. In this rotating polygon mirror, depending on the rotation angle α of the polygon mirror, the polarization angle θ of the light beam is sinθ=
The relationship (1--sin α) is satisfied. A and R are morphological constants of the polygon mirror. ), and the stepped graph line indicates one frequency Mfx+=-.fo, respectively. By switching the frequency division ratio N in stages, the frequency changes in a stepwise manner.

この折gfK+の下の数字5,6,10゜16は、図の
右端を走査開始側として、それぞれ■、 M2. M3
. M4に対応している。図から明らかなようにnl 
= 6 、  n2 = 9 、  n3 = 3 、
  n4 = 5である。この図は対称図形の半分のみ
を示しており、対称性から明らかなように、ブロック数
には7、M5 = 10 、  n5 = 3 、 M
6 = 6 、  n6 = 9 、 M7−5.n7
=6である。また、分周率Nの切換幅ΔN=1である。
The numbers 5, 6, 10°16 below this fold gfK+ are ■, M2., respectively, with the right end of the figure as the scanning start side. M3
.. Compatible with M4. As is clear from the figure, nl
= 6, n2 = 9, n3 = 3,
n4 = 5. This figure shows only half of the symmetric figure, and as is clear from the symmetry, the number of blocks includes 7, M5 = 10, n5 = 3, M
6 = 6, n6 = 9, M7-5. n7
=6. Further, the switching width ΔN of the frequency division ratio N is 1.

分周率が段階的に切換られるに従い、画像走査クロック
は連続的に変化して、理想上の周波数変化fK、良く近
似する。ちなみに、分周率Nは、走査領域の両端で69
、中央部で89である。
As the frequency division rate is switched stepwise, the image scanning clock changes continuously to closely approximate the ideal frequency change fK. By the way, the frequency division ratio N is 69 at both ends of the scanning area.
, 89 in the center.

以上が、画像走査クロック周波数制御回路の説明である
The above is the explanation of the image scanning clock frequency control circuit.

ここで、再び第2図にもどると、ローパスフィルター6
0の出力は、増幅器68を介してとり出され、補正電圧
値となる。
Now, returning to Figure 2 again, the low-pass filter 6
The output of 0 is taken out via the amplifier 68 and becomes a corrected voltage value.

この補正電圧値は、走査速度の変化に対応して連続的に
変化する。
This correction voltage value changes continuously in response to changes in scanning speed.

この補正電圧値は、第1図に示すように、qう。This corrected voltage value is q as shown in FIG.

コンバーター40に印加され、カウンター20かも同コ
ンバーター40に印加される基準値信号によシ乗算処理
される。
The signal is applied to the converter 40, and the counter 20 is also multiplied by the reference value signal applied to the converter 40.

従って、ジう、コンバーター40からは、基準値信号と
補正電圧値との積に対応する信号が出力され、この出力
信号が、半導体レーザー駆動回路に印加される。
Therefore, the converter 40 outputs a signal corresponding to the product of the reference value signal and the correction voltage value, and this output signal is applied to the semiconductor laser drive circuit.

(効 果) 以上、本発明によれば、光走査方式において、新規な光
強度制御方法を提供できる。
(Effects) As described above, according to the present invention, a novel light intensity control method can be provided in the optical scanning method.

この方法は、上記の如くに構成されているので、半導体
レーザーの温度変化や経時的劣化に伴う、I−P特性の
変化に拘らず、常に適正な光量で光走査を実現できる。
Since this method is configured as described above, it is possible to always realize optical scanning with an appropriate amount of light, regardless of changes in the I-P characteristics due to temperature changes or deterioration over time of the semiconductor laser.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明を実施するための回路の1例を示すブ
ロック図、第2図は、画像走査クロック周波数制御回路
を示すブロック図、第3図は、本発明の適用される光走
査方式を説明するだめの図、第4図は、本発明によシ解
決しようとする問題点を説明するだめの図、第5図は、
本発明を説明するための図、第6図は、画像走査クロッ
ク周波数制御回路の働きを説明するための図である。 10・・・半導体レーザー、14・・・フォトセンサー
、40・・・4勺、コンバーター。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a circuit for implementing the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an image scanning clock frequency control circuit, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of an image scanning clock frequency control circuit. FIG. 4 is a diagram for explaining the method, and FIG. 5 is a diagram for explaining the problem to be solved by the present invention.
FIG. 6, which is a diagram for explaining the present invention, is a diagram for explaining the function of the image scanning clock frequency control circuit. 10...Semiconductor laser, 14...Photo sensor, 40...4 units, converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 半導体レーザーからの変調光を回転偏向器で偏向させ、
被走査面を、fθレンズを用いることなく走査する光走
査方式において、半導体レーザーの発光強度を制御する
方法であって、 出力強度制御回路により、光書込走査時における半導体
レーザーの発光強度を基準値に設定するための、デジタ
ルの基準値信号を得、 画像走査クロック周波数制御回路により、被走査面上で
の走査速度の変化に応じて周波数が連続的に変化する画
像走査クロックを発生せしめるとともに、この画像走査
クロックの周波数に対応した補正電圧値を得、 この補正電圧値を上記基準値信号により乗算的に処理す
ることにより、走査速度の変化に比例的に対応した光出
力強度を制御するアナログ信号を得、このアナログ信号
を変調信号で変調しつつ、上記半導体レーザーを駆動す
ることを特徴とする、光強度制御方法。
[Claims] Deflecting modulated light from a semiconductor laser with a rotating deflector,
A method of controlling the emission intensity of a semiconductor laser in an optical scanning method that scans a surface to be scanned without using an fθ lens, in which the emission intensity of the semiconductor laser during optical writing scanning is set as a reference by an output intensity control circuit. A digital reference value signal is obtained for setting the value, and an image scanning clock frequency control circuit generates an image scanning clock whose frequency changes continuously according to changes in the scanning speed on the surface to be scanned. By obtaining a correction voltage value corresponding to the frequency of this image scanning clock, and processing this correction voltage value in a multiplicative manner using the reference value signal, the light output intensity is controlled proportionally to changes in the scanning speed. A light intensity control method, comprising: obtaining an analog signal, and driving the semiconductor laser while modulating the analog signal with a modulation signal.
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