JPS63293565A

JPS63293565A - レ−ザ−ビ−ムプリンタ

Info

Publication number: JPS63293565A
Application number: JP62127886A
Authority: JP
Inventors: Hidejiro Kadowaki; 門脇　秀次郎; Takeshi Doi; 健土井; Kenichi Matsumoto; 憲一松本; Akihito Hosaka; 保坂　昭仁; Hideaki Mitsutake; 英明光武
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1988-11-30

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、半導体レーザービームを走査して画像を形成
するレーザービームプリンタに係り、特に半導体レーザ
ー出力の制御系の改良を図フだものである。

［従来の技術］高速記録が可能で、騒音の少ないプリンタとして、電子
写真感光体上にレーザービームを走査することにより静
電潜像を形成し、この静電潜像を現像し、記録媒体に転
写して顕画像を得るレーザービームプリンタが実用化さ
れてきている。特に近年このようなレーザービームプリ
ンタのレーザー光源として、小型化や変調の容易さから
半導体レーザーが多く用いられている。

さらに、半導体レーザーは、容易にパルス幅変調が可能
であることから、高解像度で階調性のある画像を出力す
ることが可能となる利点を有している。

［発明が解決しようとする問題点］半導体レーザーは、一般に第５図のような順方向電流−
光出力特性を有する。すなわち、同図に示すように、半
導体レーザーは大きなしきい電流（ＵＩｓｈを有し、さ
らにこのしきい電流値■、は大きな温度依存性を有して
いる。このため、半導体レーザーには大きな駆動電流が
必要であり、また高速にパルス幅変調を行う場合、温度
条件によっては人力信号のパルス幅よりもレーザー出力
のパルス幅が小さくなり、十分な階調性が確保てきなく
なることがある。

これに対処するため、レーザーの発光以下の一定のバイ
アス電流ＩＢを半導体レーザーに予め流しておくように
したものが知られている。

また、レーザーの出力を安定させるものとして、半導体
レーザー素子の温度を一定に保つ手段を設けたものと、
半導体レーザー素子と一体に構成した光検出器によって
レーザー出力を監視し、これに応じてレーザー電流を制
御することにより出力を一定に保つようにしたものとが
従来より一般的である。

しかしながら、前者はレーザー出力を一定に保つために
は精密な温度検出および温度制御を必要とする。これに
対して後者は、レーザーの波長が温度変化によって変化
する範囲で感光体の感度が一定であれば、構成を簡単化
できるのでコスト並びに寸法上有利であり、しかもレー
ザー出力の経時変化に対しても効果的である。しかし、
後者の如きレーザー出力制御を行った場合、上述したよ
うにレーザー発光のしきい電流値Ｉｓｈは温度に応じて
変化するので、バイアス電流Ｉ８を流しておいても、Ｊ
ＩＢ−１，ｈｌの変化に伴ってレーザー出力のパルス幅
が変化することになる。従って、画像の階調表現を行う
場合にもこれが影響を及ぼすことになり、安定した階調
表現を行う上で問題が生じるものである。

本発明は、かかる問題点を解決し、レーザー出力を安定
させるとともにレーザー出力幅を安定させることにより
、安定した階調表現が可能なレーザービ−ムプリンタを
１是イ共することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］そのために、本発明では、感光体に半導体レーザービー
ムを走査し画像を形成するレーザービームプリンタにお
いて、半導体レーザービームの発生装置と、画像信号の
供給に応じて発生装置の駆動を行うレーザー変調回路と
、発生装置に対してレーザー変調回路と並列に配設され
、発生装置にレーザー発振電流以下の値のバイアス電流
の通電を行うバイアス電流回路と、半導体レーザービー
ムの出力が予め設定された値となるようにバイアス電流
の値を決定する制御手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］本発明によれば、制御手段の制御の下にバイアス電流回
路は温度等によらず所定のレーザー出力が得られるよう
にバイアス電流を変更する。これにより、レーザー発振
のしきい電流値とバイアス電流値との差は温度等によら
ずほぼ一定となり、画像記録時の入力信号に応じたレー
ザー出力を安定させることが可能となる。

［実施例１以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明レーザービームプリンタの一実施例を示
す。ここで、１１はレーザー光源としての半導体レーザ
ー装置、１２および１３は、それぞれ、ホトダイオード
およびアンプであり、半導体レーザー装置が出力するレ
ーザー光のモニタリングを行うレーザー出力モニタを構
成する。１４は制御部であり、第３図につき後述する手
順等を実行するＣＰＩ１１４ａ、その処理手順等に対応
したプログラムや後述のバイアス電流値１６制御用のデ
ータ等を格納したＲＯＭ１４ｂ、　アンプ１３の出力を
取込むためのＡ／Ｄ変換器１４ｃ等を有する。

１７は半導体レーザー装置１１にレーザー発振以下のバ
イアス電流１ａを供給するためのバイアス電流回路であ
り、制御部１４がバッファ１５に設定した値のＤ／Ａ変
換を行うＤ／Ａ変換器１６のアナログ量の制御電圧に応
じて電流値ｉａを変更する。

２１は半導体レーザー装置１１から照射されたレーザー
ビームＩを偏光するためのポリゴンミラーであり、不図
示のモータ軸に固定されて図中矢印方向への回転を行い
、感光ドラム２３上にビームＩを走査する。２２は当該
偏光されたレーザービームＩを感光ドラム２３上に集光
するｆ−θレンズである。

２４はレーザービームＩによる感光ドラム２３上の情報
書込み開始位置を検出するための受光ダイオードから成
るビームディテクタ、２５はそのビームディテクタ２４
の出力を増幅するアンプである。２６はブランキング回
路であり、ビームディテクタ２４がレーザービーム■を
検出したときに所定期間レーザービームＩの照射をオフ
とさせるブランキング信号ＢＬを発生し、これを制御部
１４と重畳回路３５とに供給する。

３０は半導体レーザー装置に対しバイアス電流回路１７
と並列に設けたレーザー変調回路であり、定電流電源回
路３１．差動スイッチ３２等を有する。信号重畳回路３
５は、制御部１４もしくは不図示の画像信号供給源より
供給されるパルス幅変調された画像信号Ｖとブランキン
グ信号ＢＬとを重畳して変調信号Ｓを生成する。差動ス
イッチ３２は、パルス幅変調された画像信号Ｖにブラン
キング信号８Ｌを重畳した変調信号Ｓによって、半導体
レーザー装置１１をオン／オフする。定電流電源回路３
１は、オン時の電流を一定にするもので、オフ時には抵
抗Ｒにこの電流か流れる。

第２図はレーザービームＩのオン／オフ状態を示す波形
図であり、本図を用いて第１図示の装置の動作を説明す
る。

半導体レーザー装置１１から放射されたレーザービーム
■は、ポリゴンミラー２１によって偏光され、ｆ−θレ
ンズ２２によ）て感光ドラム２３上に集光、走査される
。レーザービームＩは、第２図のように、感光ドラム２
３上に画像形成を行う画像期間では画像信号■に従って
パルス幅変調され、非画像期間ではブランキング信号Ｂ
Ｌによフて点灯が可能であり、当該点灯がなされている
ブランキング期間において半導体レーザー装置１１の出
力のモニタおよびレーザービーム走査の検出がなされる
。ブランキング回路２６はビームディテクタ２４によっ
てレーザービームＩが検出されたときに所定期間ｔｄに
わたってブランキング信号８Ｌを消勢し、従ってこの期
間中におけるレーザービームＩのオン／オフは画像期間
における信号Ｖの人力のみに依存する。

制御部１４は、ブランキング期間においてホトタイオー
ド１２よりアンプ１３およびＡ／Ｄ変換器１４ｃを介し
て供給されるレーザー出力モニタ値を取込み、その値が
予め設定した値に近づくようにバッファ１５の出力値、
すなわちバイアス値■８の変更設定を行う。

第３図は制御部１４によるバイアス値制御手順の一例を
示す。まず、ステップＳ１にてブランキング信号ＢＬの
立上りに応じて手順を起動し、ステップＳ３にてホトダ
イオード１２の出力を増幅、Ａ／Ｄ変換した値（モニタ
値）を読込む。次に、ステップＳ５にてモニタ値と予め
ＲＯＭ１４ｂに格納しである所定値とを比較し、両者が
一致ないしはほぼ等しければ手順を終了する。

一方、ステップＳ５にて否定判定がなされた場合にはス
テップＳ７に移行し、両者の偏差量に応じたＩＩ　ｉｔ
ｌ量をバッファ１５にセットしてバイアス電流ＩＢの値
を変更せしめ、ステップＳ３に復帰してステップＳ５で
肯定判定がなされるまて手順を繰返す。

ここに、所定値は、第５図示の曲線は温度変化してもほ
ぼ相似の形状を有するものであるから、温度によらず一
定の値とすることができる。すなわち、本例では、しき
い電流値１ｇｈとそれに対するバイアス電流値１Ｂとの
差がほぼ一定となるように、モニタ値に応じたバイアス
電流値Ｉ８の制御を行うものである。

半導体レーザー出力は、前述したようにその温度変化に
非常に敏感で、また経時的にも変化するが、その主な変
化はレーザー発振のしきい電流値Ｉｉｈの変化である。

本例によれば、レーザー出力をレーザー変調回路３０に
並設したバイアス電流回路１７によってバイアス電流■
８を制御することによって、例えば第４図に示すように
、レーザー出力特性が（１）から（２）に変化してしき
い電流値が■、からＩｔｈｏに変化したとき、バイアス
電流値も■、から１Ｂ’　に変化する。すなわち、Ｉ−
ｈ−１゜とＩ、ｈ”’ｌａ’とをほぼ等しくすることが
でき、また１！ｈ−Ｉａを小さくすることが可能である
から、人力信号のパルス幅に対してレーザー出力は忠実
で常に安定した幅の変調が可能となる。

また、以上の説明から明らかなように、狭いパルス幅の
人力信号を高速にしかも安定に変調できることにより、
高解像の階調画像を安定して得ることが可能となる。

なお、上例においては、ＣＰＵ等を含む制御部１４とバ
ッファ１５とにより■♂値の制御をディジタルに行うも
のとしたが、上記構成は適宜の論理回路により行うこと
も可能であり、あるいはコンパレータ等を用い、ブラン
キング期間において■８値を変更設定すること、すなわ
ちアナログ的に制御を行うこともできる。

また％　１Ｂ値の制御は、上例にのみ限られず、例えば
、 ■　温度センサと、温度に応じたｒａ値のテーブルとを
設け、温度に応じてテーブルを参照することにより■８
値を制御する。

■　モニタ値（ホトダイオード１２の出力）とそのとき
の■８値とから曲線の状態（温度に対応）を得、■と同
様のテーブル参照により１Ｂ値を制御する。

ことも可能である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、レーザーのしきい
電流値Ｌｈとバイアス電流値Ｉ、との差を常に所定量に
保ち、レーザーパワーを一定に制御するようにしたので
、ｌ　Ｉ−ｈ−１ａ　ｌの値を十分に小さくでき、人力
パルスに対して出力パルスが安定に再現できる。また、
ブランキング期間においてレーザーパワーを監視して制
御するようにしたので、画像期間においてレーザーパワ
ーを安定させることができる。これらのことにより、高
速で、かつ安定した階調画像を高解像度で出力できるレ
ーザービームプリンタを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レーザービームプリンタの一実施例を示
すブロック図、第２図は＄１図示の実施例によるレーザービームのオン
／オフ状態を示す波形図、第３図は第１図示の実施例によるバイアス電流制御手順
の一例を示すフローチャート、第４図は第１図示の実施
例による効果を説明するための電流とレーザー出力との
関係を示す特性曲線図、第５図は従来例によるレーザー出力制御を説明するため
の電流とレーザー出力との関係を示す特性曲線図である
。１１・・・半導体レーザー、１２・・・ホトダイオード、１３・・・アンプ、１４−・・制御部、１４ａ　・・・ＣＰＩＪ　。１４ｃ・・・Ａ／Ｄ変換器、ｌ５・・・バッファ、１６・・・Ｄ／Ａ変換器、１７・・・バイアス電流回路、２１・・・ポリゴンミラー、２２・・・ｆ−θレンズ、２３・・・感光トラム、２４・・・ビームディテクタ、２５・・・アンプ、２６・・・ブランキング回路、３０・・・レーザー変調回路、３１・・・定電流源、３２・・・差動スイッチ。第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１）感光体に半導体レーザービームを走査し画像を形成
するレーザービームプリンタにおいて、前記半導体レー
ザービームの発生装置と、画像信号の供給に応じて前記発生装置の駆動を行うレー
ザー変調回路と、前記発生装置に対して前記レーザー変調回路と並列に配
設され、前記発生装置にレーザー発振電流以下の値のバ
イアス電流の通電を行うバイアス電流回路と、前記半導体レーザービームの出力が予め設定された値と
なるように前記バイアス電流の値を決定する制御手段とを具えたことを特徴とするレーザービームプリンタ。２）特許請求の範囲第１項記載のレーザービームプリン
タにおいて、前記発生装置の出力を検知するレーザー出
力モニタ回路を具え、前記制御手段は前記レーザー変調
回路による前記発生装置の駆動期間外に、前記レーザー
出力モニタ回路の出力に応じて当該出力が予め設定され
た値となるように前記バイアス電流の値を決定すること
を特徴とするレーザービームプリンタ。