JPS63147645A - 半導体レ−ザの出力制御装置 - 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】 技術分野 本発明は、レーザプリンタ等に用いられる光書込み用の
半導体レーザの出力制御装置に関する。

従来技術 一般に、レーザプリンタ等にあっては、半導体レーザか
らの画像信号に応じた光出力を感光体上に照射すること
により像を形成するようにしている。ここに、半導体レ
ーザの出力強度は温度に対して非常に不安定であるとい
う特徴を持つ。そこで、半導体レーザの周囲温度が変化
する環境下では、半導体レーザ出力制御装置等によって
半導体レーザの出力強度を安定化させる必要がある。こ
のため、例えば本出願人による特開昭６０−１７１８６
３号公報に示されるようなカウンタ方式等の出力制御装
置が提案されている。

しかし、何れの出力制御方式であっても、プリンタ等の
走査系においては、その制御のための許容時間は短い。

これは、半導体レーザの光出力が感光体を照射しない領
域部分でのタイミングで行なわなければならない等の理
由による。この結果、出力制御装置によって半導体レー
ザの光出力を所定値に制御しようとする場合に、所定の
タイミング内では所定値に設定できないことが生ずる。

しかし、従来にあってはこのように所定値に設定されて
いない場合であっても、そのまま画像形成動作を実行し
てしまうものである。このような状態で光書込み走査を
行なうと、光量の不安定さ・不十分さ等により良質の画
像が得られず、ミス画像となり、印字用紙を無駄にする
ことにもなってしまう。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光出力
の制御状態を認識することによって不良状態での光走査
を未然に防止することができる半導体レーザの出力制御
装置を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、半導体レーザの光
出力を検出する光検出手段と、この光検出手段の出力信
号に応じた電流を前記半導体レーザに対して流す半導体
レーザ駆動回路とを備えた半導体レーザの出力制御装置
において、前記半導体レーザの光出力の変更を許容する
所定のタイミング信号を設定し、このタイミング信号の
出力中に前記光出力が所定値に固定されたかを判定して
記憶する判定記憶手段を設け、ある所定タイミング信号
の発生時に前記判定記憶手段の内容によって前記光出力
が前記所定値に固定されていない異常の有無を検出する
異常検出手段を設けたことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、特開昭６０−１７１８６３号公報等に示されるよう
な、半導体レーザによる光書込み装置の基本構成及び動
作を第２図により説明する。

半導体レーザ１より発生したレーザビームはコリメータ
レンズ２によりコリメートされて回転多面鏡３及びこの
回転多面！ｌａ３を回転させる駆動モータ４等よりなる
光走査装置で偏向される。偏向されたレーザビームはｆ
θレンズ５により感光体ドラム６の帯電済み表面に結像
される。このレーザビームの結像スポットが回転多面鏡
３の回転によって矢印Ｘ方向に反復して移動する（主走
査）と同時に感光体ドラム６が回転する（副走査）。感
光体ドラム６の上方書込み領域外には光検出器７が設け
られており、回転多面鏡３によって偏向されたレーザビ
ームを検出して同期信号ＢＤを発生するものである。そ
して、信号処理回路８は情報信号を半導体レーザ駆動回
路９に印加するが、そのタイミングを前記光検出器７か
らの同期信号ＢＤにより制御する。この半導体レーザ駆
動回路９は信号処理回路８からの情報信号に応じて半導
体レーザ１を駆動する。従って、情報信号で変調された
レーザビームが感光体ドラム６上に照射されて静電潜像
が形成される。この静電潜像は電子写真プロセス等に従
い、現像部で現像された後、転写部で紙等に転写される
。

又、半導体レーザ１から後方に出射されるレーザビーム
は光検出器１０に入射し、その光強度が検出される。そ
して、制御回路１１がこの光検出器１０の出力信号に応
じて前記半導体レーザ駆動回路９を制御することで半導
体レーザ１の出力光量を一定に制御する。

しかして、第２図中の半導体レーザ駆動回路９及び制御
回路１１の詳細を第１図に示し、各部の信号のタイミン
グを第３図に示す。半導体レーザ１から後方に出射され
るレーザビームはフォトダイオードにより構成された光
検出器１ｏに入射し、フォトダイオード１０はそのレー
ザビームの強度に比例した電流を出力する。この検出電
流は増幅器１２により電圧に増幅変換され、比較器１３
ににおいて基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。ここに、比
較器１３の出力電圧はこの比較器１３に対する再入力端
子の大小関係により高レベル又は低レベルとなり、アッ
プダウンカウンタ１４のカウンタモードを制御する。例
えば、半導体レーザ１からのレーザビームの強度が基準
値より弱い時には比較器１３の出力が低レベルとなり、
アップダウンカウンタ１４はアップカウンタとして動作
する状態となる。このアップダウンカウンタ１４にはＤ
／Ａコンバータ１５を介して半導体レーザ駆動回路９が
接続されている。

そして、特開昭６０−１７１８６３号公報に示されるよ
うなエツジ検出回路１６は所定のタイミング信号Ｔ１が
入力されると、このタイミング信号Ｔ１　によりＪＫフ
リップフロップ１７がクリアされてその出力信号が低レ
ベルになることによりアップダウンカウンタ１４がイネ
ーブル状態となる。又、比較器１３の出力信号はＤフリ
ップフロップ１８で発振器１９からのクロック信号によ
りラッチされ、このＤフリップフロップ１８の出力信号
はアップダウンカウンタ１４に計数モード信号として加
えられてその計数モードを制御すると同時に、Ｄフリッ
プフロップ２ｏで発振器１９からのクロック信号により
ラッチされる。Ｄフリップフロップ１８の非反転出力及
びＤフリップフロップ２０の反転出力はノア回路２１に
入力され、ノア回路２１の出力信号により前記ＪＫフリ
ッププロップ１７がセットされる。

今、比較器１３の出力が高レベル（半導体レーザ１の光
出力が基準値より大きい）とする。このような場合には
、タイミング信号Ｔ、によりアップダウンカウンタ１４
がイネーブル状態となると、アップダウンカウンタ１４
はＤフリップフロップ１８の高レベル出力によりダウン
カウンタとして動作する。よって、半導体レーザ１の駆
動電流が減少し、増幅器１２の出力電圧が低下する。そ
して、比較器１３の出力が高レベルから低レベルに反転
すると、Ｄフリップフロップ１８の出力が低レベルにな
ってノア回路２１の出力が高レベルになり、ＪＫフリッ
プフロップ１７がセットされてアップダウンカウンタ１
４がディスエーブル状態となる。

一方、比較器１３の出力が低レベル（半導体レーザ１の
光出力が基準値より小さい）とする。このような場合に
は、タイミング信号Ｔ、によりアップダウンカウンタ１
４がイネーブル状態となると、アップダウンカウンタ１
４はＤフリップフロップ１８の低レベル出力によりアッ
プカウンタとして動作する。よって、半導体レーザ１の
駆動電流が増大し、増幅器１２の出力電圧が上昇する。

そして、比較器１３の出力が低レベルから高レベルにな
ると、Ｄフリップフロップ１８の出力が高レベルになっ
てアップダウンカウンタ１４がダウンカウンタとして動
作するようになる。この時、ノア回路２１の出力は低レ
ベルのままでＪＫフリップフロップ１７がリセットされ
ず、アップダウンカウンタ１４はイネーブル状態のまま
となる。

即ち、アップダウンカウンタ１４は半導体レーザ１の光
出力が増加して基準値を越えた時にはディスエーブルに
ならず、半導体レーザ１の光出力が減少して基準値を越
えた時にディスエーブル状態になる。従って、半導体レ
ーザｌの保持電流は常に一定となる。

ところで、信号処理回路８は外部装置（図示せず）より
情報信号の送信開始を知らせるフレーム信号Ｔ２を受は
取ると、光検出器７による検出信号を増幅器２２により
電圧に増幅変換した同期信号ＢＤによるタイミングでＤ
フリップフロップ２３によりラッチし、情報データの受
信を許可する信号Ｔ２　を出力する。次に、信号処理回
路８は同期信号ＢＤを基準とした所定タイミング後に、
情報データを要求する信号Ｌ−５ｙｎｃを出力する。

外部装置はこのＬ　−５ｙｎｃ信号を受けると、所定タ
イミング後に１ライン分の情報データを信号処理回路８
に送る。信号処理回路８はこの１ライン分の情報データ
を受取り、ラインバッファ（図示せず）に入力する。こ
こに、情報データをラインバッファに取り込まずに直接
半導体レーザ１を駆動して変調信号とし、感光体ドラム
６上に照射して静電潜像を形成する方法もある。しかる
に、外部装置の情報データの転送速度能力は各々の外部
装置によって異なるため、汎用性を持たせるためには、
本実施例のようにラインバッファを設けて一時このライ
ンバッファに格納させる方式が一般的である。より具体
的には、ラインバッファを２ライン分設け、外部装置か
らの情報データの受取りと半導体レーザ１への出力のた
めの読出しとを交互に行なう、所謂トグルラインバッフ
ァ方式が採用されている。

次に、Ｄフリップフロップ２４は同期信号ＢＤにより前
記受信許可信号Ｔ６　をラッチして光走査を許可する信
号Ｔ、を出力する。又、信号処理回路８は同期信号ＢＤ
を基準とした所定タイミングの後で光走査開始信号Ｔ　
ｌ　ｌを出力する。これにより、前述したラインバッフ
ァより情報データを読出し、この情報データを半導体レ
ーザ駆動回路９へ送り変調信号とする。なお、この時、
信号処理回路８は外部装置より２ライン目の情報データ
の受取りを並行して行なっており、もう一方のラインバ
ッファに取込む。

そして、外部装置は所定のライン分の情報データを送り
終えると、前記フレーム信号Ｔ２の出力を停止する。そ
こで、信号処理回路８は同期信号ＢＤによりフレーム信
号Ｔ２をラッチし、受信許可信号Ｔ、の出力を停止する
。つづいて、前述した場合と同様に、同期信号ＢＤより
所定タイミング経過後に光走査開始信号Ｔ　ｌ　１を出
力してラインバッファより情報データを読出し、変調信
号とする。１ライン分の光走査終了後には次の同期信号
ＢＤによりＤフリップフロップ２４で受信許可信号Ｔ、
をラッチし、光走査許可信号Ｔ、の出力を停止し、一連
の光走査を終了する。

上述した構成及び動作は、特開昭６０．−１７１８６３
号公報に示したものと同様である。

半導体レーザ１の光強度が温度によって変動するため、
上述したように光強度を検出し、所定の値に制御する訳
であるが、このような制御タイミングは半導体レーザ１
の出力光が感光体ドラム６を照射しない範囲でなければ
ならない。又、光検出器１ｏ、増幅器１２、比較器１３
及びＤ／Ａコンバータ１５の温度特性による半導体レー
ザ１の光出力の変動を考慮すると、１頁分の光走査の繰
返し中に光出力の再設定を行なうことは、前ラインの光
走査時の光強度と再設定後の光走査時の光強度とに差が
生じ、この差が画像濃度差となり画像を見にくいものと
してしまうことがある。このため、１頁分の光走査の繰
返し中には光出力の再設定を行なわないようにすること
が好ましい。そこで、本実施例では、半導体レーザ１の
出力光量を設定するために光出力の変更を許容する所定
のタイミング信号としてのタイミング信号Ｔ１　　を受
信許可信号Ｔ６と光走査許可信号Ｔ、とのアンド回路２
５による論理積信号をノット回路２６で反転させた反転
出力信号Ｔ７を作成し、この反転出力信号Ｔ７　と半導
体レーザ１が光出力時において感光体ドラム６を照射し
ない範囲のタイミング信号Ｔ、とのアンド回路２７によ
る論理積により生成しているものである。より具体的に
は、タイミング信号Ｔ１　はＪＫフリップフロップ１７
をクリアするための短いパルス信号であり、タイミング
信号Ｔ、をパルス発生器３９を通して短いパルス信号に
変換してからアンド回路２７に入力させることになる。

又、タイミング信号Ｔ１　のパルス幅は発振器１９から
出力される信号のパルス幅よすも短い方がよい。

なお、このようなタイミング信号Ｔ１の生成のためのタ
イミング信号Ｔ３は例えば第４図に示すような回路によ
り生成される。即ち、光強度の再設定を出力光が感光体
ドラム６を照射しない範囲で行なわせるために、周波数
の固定された発振器２８からのパルス出力を同期信号Ｂ
Ｄを基準としてカウンタ２９，３０によりカウントし、
このカウンタ２９，３０のカウント値を制御用ＲＯＭ３
１のアドレスデータとし、このＲＯＭ３１よりそのアド
レスに対応したデータを出力させ信号Ｔ　Ｓ　ｌを取出
している。そこで、この信号Ｔ３Ｉのタイミングにて半
導体レーザ１を発光状態とし、光検出器１ｏ、増幅器１
２及び比較器１３の状態が出力光に対応した安定した値
となる時間をおいて、ＪＫフリップフロップ１７をクリ
アして光強度の再設定を許可する信号Ｔ３を発生させる
ための短いタイミング信号Ｔ１　を出力させる。これに
より、アップダウンカウンタ１４は比較器１３の出力に
基づきアップカウンタ又はダウンカウンタとして前述し
たような動作を行なうものである。

しかして、前記エツジ回路１６のＪＫフリップフロップ
１７には判定記憶手段となるＤフリップフロップ３２が
接続されている。このＤフリップフロップ３２はタイミ
ング信号Ｔ　ｆｆ　Ｉを入力とし、タイミング信号Ｔ１
　によりアップダウンカウンタ１４をイネーブル状態と
し比較器１３の出力信号が所定の一方向に反転したこと
を検出してアップダウンカウンタ１４をディスエーブル
とするＪＫフリップフロップ１７の出力信号Ｔ、により
タイミング信号Ｔ　３１をラッチするものである。即ち
、出力光量の再設定のために与えられた所定のタイミン
グ信号Ｔ、１が発生している間に比較器１３の出力信号
が所定の一方向に反転し、ＪＫフリップフロップ１７に
よりアップダウンカウンタ１４をディスエーブル状態と
し、光出力が所定値に固定されたことを知らせる信号Ｔ
、が出力されたか否かを判定する機能を持つものである
。

このＤフリップフロップ３２での判定結果が肯定である
場合には、光出力が所定値に固定されたことを知らせる
ための信号Ｔ、が出力されるとともに、この信号Ｔ、に
より点灯するＬＥＤ等による表示器３３がドラ゛イバ３
４を介して設けられている。一方、Ｄフリップフロップ
３２での判定結果が否定である場合には、信号Ｔ、が出
力される。

ここに、光走査を開始するタイミング信号Ｔ　ｌ　１の
発生時にのみ光出力異常信号Ｔ　Ｉ　４を出力させるた
めの、異常検出手段としてのアンド回路３５及びＤフリ
ップフロップ３６が設けられている。このＤフリップフ
ロップ３６からの異常信号Ｔ　Ｉ　４により点灯して異
常発生を表示するためのＬＥＤ等による表示器３７がド
ライバ３８を介して設けられている。

即ち、光走査前の所定のタイミングＴ、において異常の
有無の検出がなされてＤフリップフロップ３２に格納さ
れ、信号Ｔ、も第３図中に仮想線で示すようにＬレベル
となっているので、実際に光走査すべき光走査開始信号
Ｔ　ｌ　１のタイミングでは異常があれば信号〒７に基
づき、信号Ｔ　＋　３、従って異常信号Ｔ　Ｉ　４が出
力されて書込み禁止等の処置がとられる。これにより、
レーザビーム光量の不安定状態のままでの不良作像等の
動作が行なわれず、不良画像発生が未然に防止される。

又、このような処置と並行して表示器３７により異常表
示がされるので、保守・点検に際しての異常箇所・原因
の発見が容易となり、保守・点検時間の短縮化を図るこ
とができる。

なお、Ｄフリップフロップ３２は情報データの受信許可
信号Ｔ６を入力としてこの信号Ｔ６の発生時に短いパル
スを発生するパルス発生器３９によりクリアされる。即
ち、光走査開始直前の光出力の再設定に備えてクリアさ
れるものである。又、前記Ｄフリップフロップ３６は異
常処理終了後に入力される復帰信号Ｔ１．によりクリア
されるように設定されている。

又、本実施例においては、光出力の変更を許容するタイ
ミング信号Ｔ１　を、受信許可信号Ｔ３、光走査許可信
号Ｔ、及びタイミング信号Ｔ３により生成したが、所定
のタイミング信号Ｔ、を入力したパルス発生器３９より
出力する短いパルス信号をそのままタイミング信号Ｔ、
　　としてもよい。

これは、例えば光検出器１０、増幅器１２、比較器１３
及びＤ／Ａコンバータ１５の温度特性による半導体レー
ザ１の光出力の変動を無視し得る場合等においては、１
ラインの光走査毎に光出力の再設定を行なった方がよい
場合もあるからである。

更には、本実施例では半導体レーザ１の光出力が減少し
て基準値を越えた時にのみアップダウンカウンタ１４を
イネーブル状態としたが、逆に半導体レーザ１の光出力
が増加して基準値を越えた時にのみアップダウンカウン
タ１４をイネーブル状態にするようにしてもよい。

効果 本発明は、上述したように温度による光出力の変動を防
止するために半導体レーザに流す電流を制御して光出力
が一定となるようにするが、この際に判定記憶手段及び
異常検出手段を設けて光出力が所定値に固定されたかを
所定タイミングでチェックするようにしたので、光出力
が所定値に固定されていないような状態での不良書込み
を未然に防止することができ、不良画像の生じない光書
込みを行なわせることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はブロッ
ク図、第２図はレーザプリンタ構成を示す概略ブロック
図、第３図はタイミングチャート、第４図はブロック図
である。 １・・・半導体レーザ、９・・・半導体レーザ駆動回路
、１０・・・光検出器（光検出手段）、３２・・・Ｄフ
リップフロップ（判定記憶手段）、３５・・・アンド回
路（異常検出回路）、３６・・・Ｄフリップフロップ（
異常検出回路） 出　願　人　　　株式会社　　リ　コ　−３３図 Ｔ、３　　　　　“

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザの光出力を検出する光検出手段と、二の光
   検出手段の出力信号に応じた電流を前記半導体レーザに
   対して流す半導体レーザ駆動回路とを備えた半導体レー
   ザの出力制御装置において、前記半導体レーザの光出力
   の変更を許容する所定のタイミング信号を設定し、この
   タイミング信号の出力中に前記光出力が所定値に固定さ
   れたかを判定して記憶する判定記憶手段を設け、ある所
   定タイミング信号の発生時に前記判定記憶手段の内容に
   よつて前記光出力が前記所定値に固定されていない異常
   の有無を検出する異常検出手段を設けたことを特徴とす
   る半導体レーザの出力制御装置。