JPS62246737A - レ−ザビ−ムプリンタにおけるレ−ザダイオ−ドの駆動方法 - 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】 皮果上■剋■分野 本発明は、アナログ信号でレーザダイオードを直接駆動
するタイプのレーザビームプリンタに好適したレーザダ
イオードの駆動方法に関する。

従ｍ歪 レーザダイオード（以下、ＬＤと略す。）は微小な温度
変動で発振波長のジャンプが生じ、それに起因してモー
ドホッピング雑音と称される雑音を生じる。この雑音を
生じる温度、光パワーは同一ロットのＬＤ間でもまちま
ちである。

前記モードホッピング雑音は光ディスクの読み取りにも
問題とされるが、その場合の光パワーは一般に低レベル
でかつ一定であるため、その雑音を回避する余地は多い
。これに対して、レーザビームブリンクにおいては、Ｌ
Ｄの定格出力まで使い、かつ光出力をアナログ変調する
ので、使用するしＤは全て定格パワーまで安定していな
ければ画質に致命的欠陥を与える結果となるので、光デ
ィスクの場合に比べてモードホッピング雑音の影響は深
刻であるし、それを回避するための自由度も低い。

とごろで、モードホッピング雑音はＬＤの温度変動に起
因しているので、その雑音を防止するためにＬ　Ｄを温
度制御しようとする考えがある。しかし、±０．１℃程
度の精度での温度制御では効果がなく、少なくともそれ
より一桁下の制御が必要となり、実用的でないことが確
認された。

又、モードホッピング雑音を防止する他の手段に、ＬＤ
へのバイアス電流として、直流電流に高周波成分を重畳
したものを用いる方法がある。この方法は、光ディスク
等の分野で用いられるものであり、特公昭５９−１３０
４９４号公報、同５９−１７１０３７号公報、同６０−
３５３４４号公報、同６０−１７００４１号公報、同５
６−８３０８９号公報に開示されている。

又団が解決ルようとするためｑ肌販点 しかしながら、上記の高周波成分を直流成分に重畳した
ものをＬ　Ｄのバイアス電流とする方法は、いずれも、 ■　ＬＤの構造によって重畳すべき周波数が異なってい
るので、その日周整が難しい。

■　高周波（例えば５０Ｍ１ｌｚ〜ＩＧＨｚと高い）の
周波数制御が難しく、また高周波数に電波障害を起こし
やすい。

といった問題がある。

本発明は上記問題を悉く解消し得、レーザビームプリン
タにとって頗る有用なレーザダイオードの駆動方法を提
供することを目的としている。

０Ｉ　　声を解ンするための　段 上記目的を達成するための本発明は、レーザビームプリ
ンタにおいて、レーザダイオードを駆動するアナログ信
号のレベルを、画像上の１ピクセルに相当する周波数で
短時間低減することを特徴としている。

昨二−−−−里 アナログ信号レベルの低減には、信号レベルがゼロ（オ
フ状態）も含む。どの程度のレベルまで低減すればよい
かは後述する。

１ピクセルは画像を表現する最低単位である１ドソドに
対応している。１ピクセルに相当する周波数は、レーザ
ビームの走査速度、感材の感度等と関係するので一律に
定めることはできないが、例えば数ＭＨｚ程度に設定さ
れる。但し、冒頭に述べたように従来の高周波重畳方式
のような高周波は用いかい。■ピクセルに相当する周波
数をこのような高周波に定めることはプリント技術上不
可能である。

上記のように１ピクセルに相当する周波数を数Ｍ　Ｉｌ
ｚ程度に定めると、モードホッピング雑音が防止される
が、次にその理由につき説明する。

モードホッピング雑音が防止できる理由については本発
明者が次のような試験を行い確認したものである。

第６図は試験に供したレーザビームプリンタの概略構成
を示し、■はＬＤ駆動回路２に入力されるアナログ信号
、３はＬＤである。ＬＤから発したレーザビーム４はビ
ームスプリッタ５で透過光６と反射光７とに分けられる
。透過光６は光学系８を通り、感材９上に結像する。一
方、反射光７は光センサ１０で光−電変換され、ＬＤ駆
動回路２に負帰還される。１）は前記感材９上の画像の
濃淡を検出する光センサで、その検出信号は増幅器１２
を経てオシロスコープ１３で観測される。

このプリンタにおいて、アナログ信号１に代えて第７図
（ａ）に示す１００　Ｈｚの矩形波信号を加え、そのと
きの感材９上の画像をオシロスコープ１３で観測した。

観測結果を図（ｂ）に示す。但し、このデータはＬＤの
最低発光パワーをゼロミリワット、最大発光パワーを最
大定格の７０％とし、ＬＤの周囲温度を人為的に変動さ
せたときのデータである。図（ｂ）から光パワーがフラ
ットでなく、ランダムに変調されていることがわかる。

このランダムな変調はモードホッピング雑音に起因し、
ＬＤ周囲温度の変動の他に、発光に伴なうＬＤの自己発
熱によっても誘起され、また外部光学部品からのもどり
光によって増幅される傾向がある。

尚、ＬＤ駆動回路２の負帰還回路は光パワーの変動を防
止する機能をもち、その周波数応答性は約２０ＭＨｚ程
度もあるが、モードホッピング雑音に対しては全く無力
であることがわかった。第８図（ａ）は上記第７図（ｂ
）の観測データを得た場合の感材９上の画像を再現した
図である。同図（ｂ）に示すモードホッピング雑音のな
い均一な画像（本発明方法によって実現される。）と比
較すればわかるようにモードホッピング雑音によって画
像に濃淡があられれ、画質が著しく低下している。

第７図（ｂ）の波形に関し、ＬＤ発光の立ち上がり部分
を時間軸上１０倍ずつ拡大すると、第７図（Ｃ）（ｄ）
（ｅ）（ｆ）に示すようになる。これらの図（Ｃ）〜（
ｆ）よりＬＤ発光の立ち上がりから０．５μｓ位までは
モードホッピング雑音がゼロとはいわないまでもほとん
ど生じていないことがわかる。

そこで、これらのことがらＭＨｚオーダの周期で一旦Ｌ
　Ｄの発光を止めることでモードホッピング雑音を防止
し、画質の向上を図ることができる。

但し、ＬＤの発光を停止させなくても、短時間だけ最大
定格パワーの半分以下に相当するレベルまでＬＤの入力
信号レベルを低減させることによっても同様な効果があ
ることが他の実験によって確認された。

以上の理由から、アナログ信号をＭ　Ｈｚオーダの周期
で短時間レベルダウンすればモードホ・７ピング雑音が
防止できるのであるが、このＭＨｚオーダの周期は１ピ
クセルに相当するものでなければならない。即ち、仮に
２ピクセル単位で１回アナログ信号を短時間だけレベル
ダウンするとしたなら、画像上の２ドツト分をレーザビ
ームが照射する間に光パワーが１回低減するので、２ド
ツトのうち光パワーが低減しない時間帯で照射された１
ドツトと、光パワーが短時間低減する時間帯で照射され
た１ドツトとで濃度に差が生じるという不都合がある。

これに対して、１ピクセル単位に１回アナログ信号を短
時間レベルダウンする本発明方法によれば、上記不都合
はなく、光パワーの強さが一定である限り各ドツトとも
濃度が均一になる。

大−」Ｌ−桝 第１図は本発明方法の一実施例を示す図である。

この実施例では、レーザビームプリンタは第６図に示し
たと同じものを用いている（但し、光学系、感材は省略
している。）。そのため、アナログ信号】は、適当なパ
ルス化回路（図外）によって図（ｂ）に示すようパルス
変調されてから、ＬＤ駆動回路２に入力される。パルス
変調周波数は画像上の１ピクセルに相当する周波数であ
る。このようにアナログ信号を１ピクセルに相当する周
波数でパルス変調すると、画像はパルスの高さに比例し
た濃度で階調表現される。

次に、第２図は本発明方法の他の例を示している。この
実施例においては、ＬＤ駆動回路２の入力側に、アナロ
グ入力をパルス信号に変換する回路１４を設けている。

アナログ信号を図（ａ）に、パルス信号に変換された波
形を図（ｂ）に示す、以上の実施例ではアナログ信号１
をパルス変調しているが、第３図（ａ）（ｂ）に示すよ
うにサイン波、三角波で変調してもかまわない。また、
パルス変調する場合も、ゼロレベルまで低下させなくて
も第４図に示すようアナログ信号レベルの半分まで低下
させるようにしてもよい。ＬＤのモードホッピング出現
頻度は温度、光パワー、ＬＤ個々で異なるので、アナロ
グ信号を変調した場合の低レベル側はＬＤの発光をとめ
るレベルであることが基本であるが、一般にＬＤは最大
定格パワーの半分以上のパワーでモードホッピング雑音
が顕著になるので、第４図に示すように低レベル側を変
調信号の最大値の半分以下に設定してもモードホッピン
グ雑音を防止する効果はある。

第５図は本発明方法による一実施例で、パルス変調を行
うための具体的な回路図を示している。

即ち、図は、８ｂｉｔの画像データによって２５６階調
の画像出力を得るようにしたプリンタ回路を示し、２１
は例えば３２ＭＨｚのクロックパルス発生器。

２２は分周器として例えば４ｂｉｔのバイナリカウンタ
である。この分周器によってクロックパルス発生器は１
／１６に分周されるので、１ピクセルに相当する周波数
として好ましい２ＭＨｚのパルス（ピクセルクロック）
が作られる。２３はアドレスデコーダ、２４は画像デー
タを２値化された状態で記憶しているダイナミックメモ
リ、２５ａ・・・２５ｈはアンドゲート、２６はインバ
ータ、２７はＤＡ変換器、２８はアンプで、その出力は
図外のＬＤ駆動回路に加えられている。

上記構成によれば、２ＭＨｚのピクセルクロックに同期
してアドレスデコーダ２３にて指定されたアドレスの画
像データがダイナミックメモリ２４から読み出され、ア
ンドゲート２５ａ〜２５ｈに加えられる。

アンドゲート２５ａ〜２５ｈはピクセルクロックによっ
てゲート開閉を行っている。ゲート閉時には出力データ
が零となるので、ＤＡ変換後のアナログ信号もその期間
ゼロレベルとなる。従って、前記アンドゲートの開閉に
よってアナログ信号のパルス変調が行われることになる
。本実施例において、ゲー１−２５ａ〜２５ｈの閉は、
画像上の各ドツトの始まりから１／１６の時間だけ行っ
ている。

尚、第５図においては、１ピクセルに相当する周波数と
して２ＭＨｚを用いているが、本発明方法がその周波数
に限られないことはいうまでもない。

黄Ｕ−効果 本発明方法は以上の如〈実施されるので次のような効果
がある。

■　１ピクセルに相当する周波数でＬＤを駆動するアナ
ログ信号を短時間レベルダウンするので、モードホッピ
ング雑音が効果的に防止でき、奇麗な画像のレーザプリ
ントが行える。

■　１ピクセルに相当する周波数は、レーザビームプリ
ンタの構成上決まるものであり、ＬＤによって個別的に
異なるものでないから、周波数の調整は原則的に不要で
あり、従来のような調整作業の困難性がない。

■　１ピクセルに相当する周波数は数ＭＨｚ程度という
ように低い周波数であるので、電波障害の問題はないし
、周波数変調制御も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を示し、図（ａ）はアナログ
信号の波形図、図（ｂ）パルス変調された波形図、図（
Ｃ）は使用するレーザビームプリンタを示す構成図、第
２図は本発明方法の他の一例を示し、図（ａ）はアナロ
グ信号の波形図、図（ｂ）はパルス変調された波形図、
図（Ｃ）は使用するレーザビームプリンタを示す構成図
、第３図（ａ）（ｂ）は夫々アナログ信号を変調する場
合の変調信号として使用可能な他の例を示す図、第４図
はアナログ信号をパルス変調する場合の他の例を示す図
、第５図は本発明方法による一実施例で、パルス変調を
行うための具体的な回路図、第６図は従来より存するレ
ーザビームプリンタの概略構成図、第７図は本発明方法
の成立の基礎となった試験データを示す図、第８図（ａ
）（ｂ）はレーザビームプリンタによるプリント状況を
示す図であり、図（ａ）はモードホッピング雑音がある
場合、図（ｂ）は前記雑音のない本発明方法の場合を夫
々示している。 １・・・アナログ信号、３・・・レーザダイオード。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社第１図 （ａ） 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アナログ信号でレーザダイオードを直接駆動する
   レーザビームプリンタにおいて、画像上の１ピクセルに
   相当する周波数で前記アナログ信号レベルを短時間低減
   させることを特徴とするレーザダイオードの駆動方法。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、アナログ信
   号が１ピクセルに相当する周波数で短時間低減されたと
   きの該アナログ信号レベルはゼロであることを特徴とす
   るレーザダイオードの駆動方法。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、アナログ信
   号が１ピクセルに相当する周波数で短時間低減されたと
   きの信号レベルは、レーザダイオードの最大定格パワー
   の半分以下のパワーに相当するレベルであることを特徴
   とするレーザダイオードの駆動方法。