JPS6358887A - レ−ザダイオ−ドの光出力制御回路 - 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、レーザダイオードをスイッチング制御する光
出力制御回路に関するものである。

（従来の技術） 光プリンタ等のビーム走査装置における光出力制御回路
は、例えば光ビームが回転多面鏡によって走査される場
合、回転多面鏡が一ラインの印字走査を終了して、つぎ
のラインの印字走査に移行する間の画像との非対応の期
間毎のビーム検出信号と同期させて、引続く印字走査に
おけるレーザダイオードの光出力レベルを設定するよう
にしている。

その光出力レベルの設定方法としては、画像との非対応
の期間において、光検出素子によって検出した光出力レ
ベル信号を基準レベルとアナログ的に比較制御して、サ
ンプルホールドする方法や、またディジタル方式として
は、その比較信号の正・負の符号に応じて、所定の周期
のパルスを計数し、あるいはその計数を停止し、その計
数値を、Ｄ／Ａ変換して、レーザダイオードの光出力を
設定するようにしたものが使用されて来た。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、光プリンタの高速化に伴って光出力のＩ
１１１時間は益々短くする必要にせまられ、上記したよ
うな装置においては、特にアナログ方式においては比較
制御の応答が遅いために１ライン毎の制御が不能となっ
て１ページ毎の制御にせざるを得なくなったりして、レ
ーザダイオードの温度上昇等による特性の変化に充分に
対応出来ないという問題があった。

そして、ディジタル方式においては、前記の応答速度の
他に、レーザダイオードの光出力のバラツキや、レーザ
ダイオードのチップ内で光出力を検出するようにした光
検出素子のバラツキに対する補償が充分でなく、また、
制御精度を向上させるために、カウンタの１ステツプに
対する制御光口を小さくとると、Ｄ／Ａ変換器のビット
数が増大するという問題もあった。

本発明は、制御中における前記の応答速度やＬｌ制御精
度の問題点を解決づるどともに、制御の開始時において
は光出力が高速に安定するようにしｆ二制御回路を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決するために、ビデオ信号を
受けて発光するレーザダイオードの光出力を検出してな
る光出力レベル信号を所定の基準レベル値と比較して該
基準レベルとの相互差信号を出力する比較器と、前記相
互差信号を積分する積分回路と、前記レーザダイオード
の電流を前記積分回路の積分値に応じて増減して設定す
る定電流回路と、前記相互差信号が時間の経過につれて
相互に正と負の符号を反転する回数を所定数にわたって
計数するカウンタと、制御開始初期及びビデオ信号の各
休止期間の初期毎に前記定電流回路によるレーザダイオ
ードの駆動をもたらし且つ前記積分回路の積分機能を有
効になし前記カウンタが前記所定数を計数したことをも
って前記積分回路の積分機能を無効にしてその積分値を
保持せしめるスイッチング回路とを設けて構成したもの
である。

（作用） 本発明によれば、光出力レベル信号がレーザダイオード
の光出力信号より遅れ位相となることにより、ビデオ信
号の休止期間において、比較器に入力される光出力レベ
ル信号は、基準レベル値に安定することなく、基準レベ
ル値を若干越えた後、基準レベル値以下に戻され、これ
が繰り返される。

そしてカウンタがこの越えた回数を計数して、所定の回
数に達したことをもって、そのときの定電流回路の電流
設定値をつぎの印字期間中にわたって保持して、レーザ
ダイオードの光出力は、その安定後の所定のデユーティ
タイムにおいて設定された値となるものである。

また、制御の開始初期においては、比較器に入力される
光出力レベル信号が基準レベル値に到達するまでカウン
タは計数されることなく、レーザダイオードと積分回路
とがその間にわたって連続して動作してレーザダイオー
ドの光出力を立上らせる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す光出力制御回路図であ
り、第２図はその各動作を示すタイミングチャートであ
る。

１はレーザダイオード組体で、レーザダイオード２とフ
ォトダイオード３とが１チツプで構成されている。４は
定電流回路で、レーザダイオード２の電流を定電流化す
る。トランジスタ５は、ＮＯＲゲート６を介する発光制
御信号に応じてレーザダイオード２を点滅制御する。信
号ａは制御開始信号で、制御開始時にＨレベルからＬレ
ベルとなり、制御中にわたってＬレベルに保持される。

信号すは、ライン開始パルス信号で、１ラインの印字の
繰り返し周期Ｔ。を設定している。７は印字期間設定用
のタイマで、その出力信号Ｃは、信号すのパルスを起点
として、印字期間Ｔ１を設定している。８はスイッチン
グ回路としてのサンプリング期間設定用のフリップフロ
ップで、ＮＡＮＤゲート９を介して信号ａ、！：Ｃとを
受けていて該信号ａまたはＣがＬレベルとなるとセット
されて、その出力信号ｄは制御開始の初期、あるいは印
字体止期間Ｔ２の開始点を起点として、後記の積分を開
始させる。信号ｅはビデオ信号で、第２図においてＨレ
ベルは白に、Ｌレベルは黒に対応している。前記信号ｄ
は印字用ＩＴ１においてＬレベルであって、このときビ
デオ信号ｅをトランジスタ５に対して有効にする。そし
て信号ｄがＨレベルとなるとビデオ信号ｅと無関係に、
トランジスタ５をして、レーザダイオード２を発光制御
させる。信号ｆは光出力レベル信号であり、フォトダイ
オード３によってレーザダイオード２の光出力を検出し
た電気信号であって、フォトダイオード３が負の電源Ｅ
１によって逆バイアスされていて、レーザダイオード２
の光出力に比例的に且つ遅れた追従をもってそのレベル
が変化する。

１０は比較器で、電源Ｅ１に対して正の電位Ｖｒを比較
基準レベル値とし、光出力レベル信号ｆが電位■ｒを上
まわったときＨレベル信号を出力する。１１はカウンタ
で、比較器１０がＨレベルとなる立上り信号を計数して
、所定の数に達すると、フリップフロップ８をリセット
してその出力信号ｄをＬレベルにする。１２は積分回路
で、演算増幅器１３、抵抗Ｒ、Ｒ、コンデンサ０１等よ
りなり、比較器１０の出力信号を受けたとき、その正・
負のレベルに応じて、該出力信号を積分する。１４はア
ナログスイッチで、フリップフロップ８の出力信号ｄが
Ｌレベルのときは、その接点Ｓ　が開、接点Ｓ２が閉で
あって、積分回路１２の出力を保持し、出力信号ｄがＨ
レベルのときは、接点Ｓ　が閉、接点Ｓ２が開となって
、積分回路１２が比較１１０の出力信号を受けて該出力
信号を積分する。定電流回路４は、第１段目のトランジ
スター５のベースに高インピーダンスをもって、積分回
路１２の出力信号を受けて、１ラインの印字期間にわた
って該出力信号を実質的に変化させないようにしている
。トランジスター５は各端に正の電圧Ｅ２と負の電圧Ｅ
１を受けていて、積分回路１２の出力信号に応じた定電
流に設定される。

第２段目のトランジスタ１６は、そのベースにトランジ
スタ１５の電流に応じた電圧を受け、その負荷にレーザ
ダイオード２が接続されていて、レーザダイオード２は
積分回路１２の出力信号に応じた定電流に設定される。

なお、抵抗Ｒ，Ｒ２、コンデンサＣ１等で定まる積分回
路１２０時定数は、光制御の精度を向上させるために信
号ｆについて、基準レベル■ｒの近傍の微小変化に対応
させるべく比較的小に設定している。

以上の構成において、以下にその動作を説明する。

定常の制御中においては制御開始信号ａはＬレベルであ
る。印字期間Ｔ１において、フリップフロップ８の出力
信号ｄはＬレベルであって、アナログスイッチ１４は第
１図のように接点Ｓ１が開、接点Ｓ２が閉であり、積分
回路１２はその前状態に保持されている。そしてＮＯＲ
ゲート６はビデオ信号ｅを有効にしており、レーザダイ
オード２はビデオ信号ｅによって点滅制御される。フォ
トダイオード３はレーザダイオード２の光出力信号を検
出して、信号ｆは変化するが、このとき接点Ｓ１が開で
あって信号ｆは使用されない。

１ラインの印字が終了して信号Ｃの立下りで７リツプフ
ロツプ８がセットされて信号ｄがＨレベルとなると、接
点Ｓ　が開、接点Ｓ２が開となって、積分回路１２は比
較器１０の出力信号を積分開始する。同時にビデオ信号
ｅと無関係にレーザダイオード２を定電流回路４の設定
電流によって連続駆動させる。フォトダイオード３は、
レーザダイオード２の光出力を検出して、光出力レベル
信号ｆは、例えば上昇する。そして基準レベルＶｒを下
まわっている間は比較器１０はＬレベルであって、積分
回路１２はその積分値が減少して、レーザダイオード２
の光出力が増大する。光出力レベル信号ｆが基準レベル
ｖｒを越えると比較器１０はＨレベルとなり、カウンタ
ー１はその立上りを計数する。積分回路１２はその積分
値が増加してレーザダイオード２の出力が減少覆る。よ
って光出力レベル信号では減少に転する。この繰り返し
によってレーザダイオード２の光出力は、光出力レベル
ｆが基準レベル■「を中心とした変動を伴いながらレー
ザダイオード２の温度も一定になるなどで、安定状態に
なる。カウンタ１１が所定の計数値に達するとフリップ
フロップ８の出力信号ｄはしレベルとなり、接点Ｓ１が
開、接点Ｓ２が閉となって積分回路１２はそのときの積
分値に保持され、引続く印字期間Ｔ１におけるレーザダ
イオード２の電流が設定される。このようにして、定電
流回路４の設定電流は、検出された光出力レベル信号ｆ
が所定の値に達したことをカウンタ１１が複数回にわた
って確認したことによって設定されるものであるから基
準レベルｖｒあるいは信号ｆにノイズが乗ったとしても
、これが補正されたことになる。

第３図は、制御電源投入初期から定常状態に至るまでの
各部の状態を示したものである。電源投入時において制
御開始信号ａはしレベルとなる。

このとき信号すがしレベルであるかまたはその最初の立
下りがあると、フリップフロップ８はセットされる。回
転多面鏡の回転の立上りにはある程度の時間を要するの
で、電源投入時点ｔ。から前記立上りがほぼ終了する時
点ｔ１までの期間においてはカウンタ１１が計数するこ
となく、よってフリップフロップ８はセットされたまま
であり、積分回路１２は連続して積分動作される。そし
てフリップフロップ８がセットされていることにより、
レーザダイオード２はビデオ信号ｅと無関係に、且つ積
分回路１２の積分値に依存した定電流回路４の設定電流
によって連続駆動される。時点ｔ１において積分値が定
常値に達すると、第２図におけると同様に信号ｆが電位
Ｖ「に達するので、カウンタ１１が計数開始する。時点
ｔ２において所定の計数値となると、フリップフロップ
８はリセットされ、以後、前記した定常の制御が行われ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、比較器が、積分
回路による定電流の設定値の微小変化の繰り返しを検出
して、これが所定のレベルに達したことを所定の計数に
よって確認するようにしているので、構成が簡単にして
、高速制御が可能になり、検出の際のノイズによる誤り
も補正される。

モしてレープダイオードの光出力のバラツキや温度によ
る特性の変化に対しては、これがカウンタのカウント速
度に反映されて均等な光制御が可能となる。そして制御
の開始初期においては、レーザダイオードの光出力レベ
ルが基準レベルに到達づるまではレーザダイオードと積
分回 路とが連続して動作するので、レーザダイオードの光出
力は高速に立上って安定する。また光走査ユニットとし
て独立に調整できるので保守も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示１′光出力制御回路図、第
２図は第１図の各動作を示すタイミングチャート、第３
図は電源投入時における積分回路の動作特性図である。 ２・・・レーザダイオード ４・・・定電流回路 ８・・・フリップフロップ（スイッチング回路）１０・
・・比較器 １１・・・カウンタ １２・・・積分回路 特許出願人　　　コパル雷子株式会社 株式会社コバル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ビデオ信号を受けて発光するレーザダイオードの光出力
   を検出してなる光出力レベル信号を所定の基準レベル値
   と比較して該基準レベルとの相互差信号を出力する比較
   器と、 前記相互差信号を積分する積分回路と、 前記レーザダイオードの電流を前記積分回路の積分値に
   応じて増減して設定する定電流回路と、前記相互差信号
   が時間の経過につれて相互に正と負の符号を反転する回
   数を所定数にわたって計数するカウンタと、 制御の開始初期及びビデオ信号の各休止期間の初期毎に
   前記定電流回路によるレーザダイオードの駆動をもたら
   し且つ前記積分回路の積分機能を有効になし前記カウン
   タが前記所定数を計数したことをもつて前記積分回路の
   積分機能を無効にしてその積分値を保持せしめるスイッ
   チング回路とを設けてなる レーザダイオードの光出力制御回路。