KR930005973B1

KR930005973B1 - 레이저빔 주사장치

Info

Publication number: KR930005973B1
Application number: KR1019840003858A
Authority: KR
Inventors: 진이찌 혼고오; 요시부미 혼마; 쇼오이찌 이또오; 기미오 다데오
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1993-06-30
Also published as: JPS6016058A; EP0134472A2; DE3483384D1; EP0134472A3; JPH0475702B2; EP0134472B1; US4612555A; KR850001424A

Abstract

내용 없음.

Description

레이저빔 주사장치

제1도는 레이저빔프린터의 개략구성도.

제2a, b도는 레이저빔강도와 유효스폿형상의 관계를 나타낸 특성도.

제3a~c도는 유효스폿형상과 기록화상의 관계를 나타낸 특성도.

제4a, b도는 회전다면경에 의한 편향설명도.

제5도는 회전다면경에서의 레이저빔 반사상태 설명도.

제6도는 회전다면경에서의 반사효율특성도.

제7도는 레이저다이오드구동전류 제어회로도.

제8도는 그 타이밍차트.

본원 발명은 레이저빔 주사장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 전자사진기술을 응용한 레이저빔프린터 또는 캐릭터리더에 사용되는 레이저빔 주사장치에 관한 것이다.

레이저빔프린터는 미합중국 특허 제4,384,297호 명세서에 개시된 바와 같이 반도체레이저 오실레이터에서 방출되는 레이저빔을 빔쉐이핑렌즈(beam shaping lens)로 정형(整形)하고, 디플렉터(deflector)로 편향하여, 집속렌즈로 기록매체에 빔스폿을 형성한다. 디플렉터는 빔스폿을 기록매체의 이동방향과 직각의 방향으로 주사하고, 기록매체에 주사선을 반복하여 그린다. 그리고, 반도체레이져 오실레이터를 비디오신호에 의거하여 구동회로에 의해 제어함으로서 구동회로에 의해 제어함으로써 기록매체에 화상을 그린다.

기록매체를 전자사진술에 있어서의 감광성 기록매체로 한 경우, 이 기록매체는 미리 대전기(帶電器)에 의해 균일하게 대전되며, 이어서 레이저빔에 의한 주사로 노광되어서 전기잠상(電氣潛像)이 형성되고, 이 전기잠상은 토너현상(現像)된다. 토너상은 기록지에 전사되어 정착된다.

캐릭터리더는 미합중국 특허 제3,787,107호에 명세서에 개시된 바와 같이 레이저 오실레이터에서 방출한 레이저빔을 디플렉터로 편향하여 원고면을 주사하고, 그 반사광을 변환기에서 비디오신호로 변환하는 것이다.

이와 같은 종래의 레이저빔프린터나 캐릭터리더는 기록화상이나 비디오신호를 상세히 검토해 보면, 화상이 충실하게 그려져 있지 않거나, 또한 화상이 충실하게 광전변환되어 있지 않다는 것을 알 수 있었다. 화상기록의 경우에는 흰바탕부분에 미세한 검은 선(이하 흑선이라고 함)이나 검은 바탕부분에 미세한 흰선(이하 백선이라고 함)이 발생하거나, 문자가 가늘어지거나 굵어지는 현상이 발생하고 있다. 또, 화상을 독해할 경우에는, 주사선상의 화상농도와 비디오신호의 크기가 정확하게 대응하고 있지 않다는 현상이다. 더욱이, 이들 현상은 레이저빔의 편향각도(레이저빔 스폿의 주사위치)에 관현하여 주기적으로 발생하고 있다.

본원 발명의 목적은 정확한 레이저빔의 편향주사를 할 수 있는 레이저빔 주사장치를 제안하는 것에 있다.

발명자는, 상세를 후술하는 바와 같이, 전술한 불합리한 현상을 초래하는 원인은 레이저빔을 편항할 때의 레이저빔의 감쇠량이 편향각도에 따라 변화하기 때문에, 주사면에 도달하는 레이저빔의 강도가 편향각도에 따라 변화하는데 있는 것을 해명했다. 따라서, 본원 발명의 더욱 구체적인 목적은 주사면에 도달하는 레이저빔의 강도가 편향각도에 의해 변화되기 어려운 레이저빔 주사장치를 제안하는 것이다.

본원 발명의 특징은 이 목적을 달성하기 위해, 레이저빔의 편향각도에 관련하여 레이저빔의 발생강도를 변화시키고, 따라서 주사면에 도달하는 레이저빔의 강도의 변화를 경감하는데 있다.

더욱 구체적으로는, 레이저빔의 발생원의 구동전류의 크기를 레이저빔의 편향각도에 따라서 제어하며 레이저빔의 발생강도를 변화시키는 것이다.

다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다.

제1도는 레이저빔 프린터의 개략구성을 나타낸 사시도이다. 제1도에 있어서, 먼저 결상광학계를 설명한다. (11)은 광원으로 되는 레이저다이오드유닛이다. 이 레이저다이오드유닛(11)에서 방출하는 광출력의 강도는 전류제어회로인 변조기(100)에 의해 레이저다이오드에 흐르게 하는 구동전류의 크기를 변화시킴으로서 제어한다. 레이저다이오드유닛(11)에서 방출된 레이저광은 폴리메이터렌즈(13)에 의해 평행한 레이저빔으로 되며, 광정형기군(15)에 의해 소정의 단면형상으로 정형(整形)된다.

다음에, 정형후의 레이저빔은 편향기인 회전다면경(50)으로 편향된다. 본 실시예에서는 편향기에 회전다면경을 사용했지만, 갈바노미러로도 실시할 수 있다.

그리고, 레이저빔은 F-θ렌즈(17)에 의해 교축되며, 실린드리컬렌즈(19)에 의해 면도현상(面倒俔象)이 보정되고, 감광드럼(1)상에 미소한 레이저빔스폿을 형성한다. 면도현상이란 회전다면경(50)의 각 반사경이 회전죽심에 대해 평행으로 되지 않기 때문에, 감광드럼상의 주사선이 사용되는 반사면에 의해 감광드럼(1)의 회전방향으로 어긋나는 현상이다. 그리고, 상기 F-θ렌즈(17)와 실린드리컬렌즈(19)는 결상광학계를 구성한다. 실린드리컬렌즈(19)는 입사되는 레이저빔이 감광드럼(1)의 회전방향으로 어긋나도, 레이저빔을 이 렌즈의 초점위치로 편향하여 이 어긋남을 보정한다. 레이저빔의 편향각도는 회전다면경(50)이 스캐너모터(60)에 의해 화살표(91)의 방향으로 회전되는 것에 대응하여 변화하며, 레이저빔스폿은 감광드럼(1)상에 화살표(93)방향으로 주사된다.

가시화상(可視畵像)기록계로서, 다음과 같은 것을 설치한다. 화살표(95)의 방향으로 회전하는 감광드럼(1)의 주위에 전자사진프로세스에 필요한 대전기(帶電器)(3), 현상기(5), 전사기(7) 등을 배치하고, 대전→노광(정전잠상형성)→현상(토너에 의한 잠상의 가시화)→전사의 프로세스를 거쳐서, 기록지(9)상에 가시상을 기록한다.

이와 같은 레이저빔프린터에 있어서의 레이저빔에 의해 감광드럼의 표면에 형성되는 레이저빔스폿 중에서 감광드럼을 감광할 수 있는 영역의 사이즈, 즉 유효스폿사이즈와 인자품질의 관계를 제2a, b도, 제3a 내지 c도에 의거하여 설명한다.

제2a도는 감광드럼(1)의 피주사면상에 결상(結像)한 레이저빔스폿의 광강도분포를 나타낸다. 통상, 레이저광의 광량분포는 가우스 분포에 따른다. 레이저빔 스폿사이즈는 일정하게 되어 있으므로 광강도분포는 레이저빔의 총광량에 비례하여 변동한다. 제2a도의 Ⅰ은 광강도 강, Ⅱ는 광강도 중, Ⅲ은 광강도 약의 경우를 나타내고, TL은 감광체의 감광레벨을 나타낸다.

제2b도는 감광체가 감광하는 유효스폿사이즈를 나타내고, A-1은 광강도가 "강"일 때의 유효스폿사이즈를 나타내고, A-2는 광강도가 "중"일때의 유효스폿사이즈, A-3는 광강도가 "약"일대의 유효스폿사이즈이다.

따라서, 제2a, b도에서 알 수 있듯이 감광체의 감광레벨 TL이 일정하다면, 인자에 유효한 스폿사이즈는 제2b도에 나타낸 바와 같이 광강도의 강약에 비례하여 변화한다.

그 관계는 광강도를 Ⅰ, 유효스폿사이즈를 d라고 하면, 광강도변화량 ΔⅠ에 대해, 유효스폿사이즈변화량 Δd은 대략 Δd ㏄

의 관계에 있다. 따라서, 예를 들면 광강도가 9% 변화함으로써 인자에 유효한 스폿사이즈는 3% 변화하게 된다.

다음에, 주사광학계를 사용하여 인자할 때의 적절한 유효스폿사이즈에 대해 제3a~c도에 의거하여 설명한다. 제1회 주사를 S₁으로 하고, 이 제1회 주사에 의한 주사선을 제3a도에서는 a-S₁, 제3b도에서는, b-S₁, 제3c도에서는 c-S₁의 참조부호로 나타낸다. 마찬가지로, 제2회 주사를 S₂로 하고, 제3회 주사를 S₃로 하고, 제4회 주사를 S₄로 한다. 그리고, 이들 주사에 의한 주사선에 b-S₁~b-S₄, c-S₁~d-S₄의 참조부호를 붙인다.

정규현상방식의 전자사진기록의 경우, 감광드럼상에 광을 조사한 부분(도면에서 온으로 표시한 영역)이 백색으로 되고, 비조사부분(도면에서 오프로 표시한 영역)이 흑색으로 된다.

광강도가 "강"일 경우는 제3a도에 나타낸 바와 같이, 유효스폿사이즈(a3)가 주사선피치(a1)보다 커지며, 흑선부분의 폭(a2)(사선영역 a2=2a1-a3)은 가늘게 되어 버린다. 그러므로, 문자가 가늘은 감소가 발생한다.

광강도가 "중", 즉 광강도가 적당할 경우, 제3b도에 나타낸 바와 같이 유효스폿사이즈(b3)와 주사선피치(b1)가 같아진다. 따라서, 문자가 가늘어지거나 후술하는 문자가 굵어지는 현상이나 선의 발생은 없다.

광강도가 "악"일 경우는 제3c도에 나타낸 바와 같이 유효스폿사이즈(c3)가 주사선피치(c1)보다 작아져서 흑선부분의 폭(c2)(사선영역 c2=2c1-c3)이 굵어지거나 주사선간에 흑선(c4=c2-c1)이 발생한다.

이와 같은 것에 의해 광강도가 변화하여 유효 스폿사이즈가 변화하면 문자가 가늘어지거나 굵어지는 현상이나, 선이 생겨 인자품질이 열화된다.

이와 같은 현상은 독취장치의 경우에는 독취주사영역이 일부 중복되어 독취과다로 되거나, 또는 독취영역에 공극이 생겨 독취부족으로 되어서, 서화(書畵)를 정확하게 독취할 수 없는 것을 의미한다.

제1도에 나타낸 레이저빔프린터에 있어서, 레이저빔을 회전다면경(50)으로 편향할 때에 레이저빔의 감쇠량은 편향각도에 따라 변화한다. 그러므로, 레이저다이오드유닛(11)에서 발생하는 레이저빔의 강도를 일정하게 해 두면, 감광드럼(1) 표면에 도달하는 레이저빔의 강도가 변화하여 전술한 바와 같은 결함을 발생한다. 따라서, 제1도에 나타낸 전류제어회로인 변조기(100)는 그 상세한 구성을 후술하는 바와 같이 감광드럼(1)의 표면에 도달하는 레이저빔의 강도가 항상 일정치로 되고, 감광드럼(1)의 표면이 제3b도에 나타낸 바와 같이 노광되는 상태로 되도록 레이저다이오드유닛(11)을 제어한다.

제어계로서, 회전다면경(50)과 변조기(100)의 동기를 취하기 위해 빔위치검출용 반사경(200), 광검출기(300), 동기신호발생기(400), 인자신호제어기(500), 스캐너모터제어기(600)를 설치한다. 스캐너모터제어기(600)는 스캐너모터(60)를 정속회전시켜서, 레이저빔을 반복하여 편향한다. 반사경(200)은 레이저빔이 편향개시 기준위치에 달했을 때에 이 레이저빔을 광검출기(300)에 반사한다. 동기신호발생기(400)는 레이저빔이 광검출기(300)에 입사되었을 때에 동기신호를 발생한다. 인자신호제어기(500)는 동기신호에 의거하여 기록정보신호를 변조기(100)에 부여한다.

회전다면경(50)의 회전에 따라 레이저빔스폿에서 하나의 주사선을 기록할 경우의 편향주사동작에 대해 제4a, b도에 의거하여 설명한다. 제4a도는 주사개시위치에 있을 때의 회전다면경(50)에 의한 레이저빔편향상태를 나타낸다. 제4b도는 주사종료위치에서의 회전다면경(50)에 의한 레이저빔 편향상태를 나타낸다.

즉, 회전다면경(50)이 1면에서 하나의 주사선을 기록하도록 레이저빔을 편형주사할 경우, 편향주사의 중심축 z에 대해 편향주사각도는 θ₀~θ₁이고, 그 경우 회전다면경(50)에 대한 광빔의 입사각은 반사면에 수직인 면에 대해 Ψ₀~Ψ₀'까지 변화한다. 예를 들면, 회전다면경(50)을 8면체, 그 내접원경을 60㎜, 입사하는 레이저빔경을 5㎜로 한 경우, θ₀=θ₁≒30°, Ψ₀=30°, Ψ₀=60°정도로 된다. 즉, 회전다면경(50)에 대한 레이저빔의 입사각도는 30~60°까지 연속적으로 변화한다.

그런데, 회전다면경(50)의 반사율은 반사면에 대한 레이저빔의 입사각에 따라 변동한다. 즉, 주사위치에 따라서 반사율이 변화하므로, 제2a~제3c도에서 기술한 광강도가 변화하며, 유효스폿사이즈도 그것에 따라서 변화하게 되어 인자품질에 악영향을 준다.

다음에, 제5도 및 제6도에 의거하여 반사율변화의 내용을 기술한다. 화전다면경(50)은 기재(53) 그 자체를 경면화(鏡面化)하여 경면체로 하거나, 또는 기재상에 경면체를 배설하고, 다시 그위에 보호막(51)으로 덮은 것이다. 본 실시예에서는 A1기재를 경면 가공하고, 보호막으로서 SiO₂를 사용한 회전다면경(50)에 대해 기술한다. 제5도는 기재(53)와 보호막(51)을 확대하여, 레이저빔에 대한 반사율을 해석한 것이다.

공기(1000)와 보호막(51)의 경계면에 공기중에서 입사각 Ψ₀으로 입사된 레이저빔은 Ψ₁으로 굴절된다. 그러나, 레이저빔은 완전하게는 굴절되지 않으며, 그 일부는 경계면에서 반사된다. 이로써, 레이저빔의 광강도는 떨어진다. 경계면에서의 반사율은 입사각 Ψ₀에 따라서 변화한다.

보호막(51)과 기재(53)의 경계면에 보호막(51)에서 입사각 Ψ₁으로 입사된 레이저빔은 반사각 Ψ₁으로 반사된다. 그러나, 레이저빔은 완전하게 반사되는 것은 아니다. 레이저빔의 일부는 경계면을 통과하여 기재(53)내에 입사된다. 이로서, 레이저빔의 광강도는 더욱 떨어진다. 이 경계면에서의 반사율도 입사각에 따라서 변화한다.

보호막(51)과 공기(1000)의 경계면에 보호막(51)에서 입사각 Ψ₁으로 입사된 레이저빔은 굴절각 Ψ₂으로 굴절된다. 레이저빔의 일부는 이 경계면에서도 반사되고, 레이저빔의 광강도는 더욱 감소된다. 이 반사율도 입사각에 따라서 변화한다.

전술한 바와 같이, 회전다면경(50)에 의한 레이저빔의 반사율은 입사각에 따라서 변화한다. 보호막(51)의 굴절율은 n₁, 기재의 굴절율은 n₂, 보호막의 두께를 d₁이라고 하면, 회전다면경의 반사율 R은 R=f(n₁,n₂,Ψ₀,d₁)로 된다. n₁, n₂는 사용하는 재질에 따라서 결정되므로, 반사율 R은 입사각 Ψ₀과 보호막 두께 d₁의 관계로 된다. 이것을 제6도에 나타낸다.

제6도는 보호막재질율 SiO₂, 기재재질을 A1로 하고, SiO₂의 굴절율은 1.46, A1의 굴절율을 1.08-i 5.08, 레이저파장 λ을 7800 Å, SiO₂의 투과율을 1.0, 입사각을 30°, 45°, 60°로 변화시킨 경우의 예이다.

제6도에 의하면,

(1) 반사율은 R은

근방에서 극대치를 취하며, Ψ₀의 변화에 수반되는 반사율의 변화도 극대치를 취한다.

(2) Ψ₀의 변화에 의한 반사율 R의 변화는 d₁=2100Å근방에서 극소치를 취하며, D₁의 변화에 의한 반사율의 변화는 이 근방에서 상당히 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 입사각의 변화에 수반되는 반사율의 변화에 의한 유효스폿사이즈의 변화를 극소로 하여 인자품질을 유지하는데는 d₁=2100Å의 막두께를 선정하면 된다. 그러나, 그 경우 회전다면경(50)도 반사율 R은 극대치를 취할 수 없으며, 또한 제작오차에 의한 보호막 d₁의 불균일에 의해 반사율이 크게 변화한다고 하는 문제가 있다.

(1) 회전다면경(50)의 반사율이 높은 점.

(2) 회전다면경(50)의 보호막두께 d₁의 변동에 대해 반사율의 변화가 작은 점.

(3) 회전다면경(50)에 대한 레이저빔의 입사각의 변화에 관계없이 반사율이 일치하는 점.

이 있으면, 입사각에 관계없이 주사방향의 각 위치에 있어서 균일한 유효스폿사이즈를 얻을 수 있고, 또 회전다면경(50)을 고반사율로 사용할 수 있는 광빔 주사장치를 제공할 수 있다.

막두께 d₁를 2100Å로 하면, 비교적 높은 반사율로, 더욱이 입사각의 변화에 대한 반사율의 차를 최소로할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 막두께 변화에 수반되는 회전다면경(50)의 반사율의 변화가 지나치게 크다. 그러므로, 이 막두께로 사용하는 것은 보호막을 형성할 때에 오차가 생겼을 경우, 영향이 지나치게 크므로 바람직하지 않다.

그래서, 본 실시예에서는 보호막 형성시에 두께의 오차가 있더라도, 회전다면경(50)의 반산율이 R이 안정되고, 더욱이 반사율이 높은 최초의 극대점 부근의 막두께를 사용하도록 한다. 본 실시예에서는, 3000Å정도의 막두께로 한다. 극대점은 이외에도 몇개소가 있지만, 제6도와 같이 막두께가 레이저파장 λ에 대해,

를 넘은 영역에서는 각 입사각의 반사율변화특성이 공통되어 있는 극대점을 발견하기는 곤란하다. 또, 실제로는 SiO₂의 보호막(51)의 투과율은 1.0으로는 되지 않으므로, 보호막(51)내를 통과중에 레이저빔은 감쇠된다. 그러므로 반사율은 막두께 d₁가 증가함에 따라 서서히 낮아진다고 생각된다. 이와 같은 이유에 의해, 막두께 d₁는 최초의 극대점으로 되는 3000Å 정도를 하는 것이 바람직하다.

그리고, 회전다면경(50)에 대한 레이저빔의 입사각 Ψ₀이 변화함으로써 반사율이 R이 변화하는 것에 따라서 레이저빔의 광강도가 감쇠하는 양이 변화하는 것을 보상하기 위해, 변조기(100)에 의해 반도체 레이저다이오드에 흐르는 구동전류, 즉 광출력을 보정제어한다.

변조기(100)에 구성 및 그 동작특성을 제7도 및 제8도에 의거하여 설명한다.

제7도는 변조기(100)의 상세를 나타낸 블록도, 제8도는 변조에 관한 신호를 나타낸 것이다.

바이어스전류제어회로(101)는 바이어스용 전류원(103)의 전류용량을 제어하여 바이어스전류 I₁를 적정치로 제어한다. 바이어스전류제어회로(101)와 바이어스용 전류원(103)은 구동전류제어회로를 구성한다. 이 적정치제어는 회전다면경(50)에 대한 레이저빔의 입사각 변화에 따라서 변화하는 감광드럼상의 유효스폿사이즈의 변화를 보상하도록 반도체레이저다이오드 LD에의 바이어스전류 I₁를 제어하는 것이다.

광출력제어회로(105)는 수광소자 PD에 의해 광전변환되는 반도체레이저다이오드 LD의 발광량을 검출하고, 이 발광량에 의거하여 정전류원(107)의 정전류원전류 I₂를 제어하여 발광시의 반도체레이저다이오드 LD의 광출력을 일정치로 유지하는 기능을 갖는다.

스위칭트랜지스터(109), (111)는 반도체레이저다이오드 LD의 구동전류를 기록정보신호에 따라 펄스 변조하기 위해 설치된다. 양 트랜지스터는 차동적으로 온·오프하며, 트랜지스터(109)가 온일 때 트랜지스터(111)는 오프로 된다. 기록정보신호는 토너를 부착시키는 위치에서는 트랜지스터(111)를 오프하여 반도체레이저다이오드 LD의 발광을 정지한다. 토너를 부착시키지 않는 위치에서는 스위칭트랜지스터(111)가 온 된다. 이 때에 스위칭트랜지스터(111)에 흐르는 전류 I₂는 광출력제어회로(105)에 의해 정전류원(107)에 설정된 값으로 된다. 여기서, 광출력제어회로(105), 정전류원(107), 스위칭트랜지스터(111)는 인자전류제어회로를 구성한다.

따라서, 반도체레이저다이오드 LD에는 전류 I₁, I₂가 중첩한 구동전류가 흐르며, 이로써 반도체레이저다이오드 LD의 발광은 기록정보신호에 따라서 점멸(點滅)하는 펄스변조와 회전다면경(50)의 반사광의 강도가 일정치로 되도록 하는 점등강도 보정제어가 동시에 행해진 것으로 된다.

이 구동전류를 제어하는 상기 회로는 다음의 설명으로부터 바이어스전류제어회로(101)와 광출력제어회로(105)로 나누어 각각의 전류 I₁, I₂를 독립하여 제어할 수 있다.

반도체레이저다이오드 LD의 발광강도는 구동전류에 비례하지만, 어떤 구동전류(스레숄드전류) 이하에서는 발광하지 않는다. 반도체레이저다이오드 LD의 이 스레숄드전류는 40~100㎃정도이다. 이것에 대해, 바이어스전류 I₁의 최대치를 I_Bmax=10㎃정도로 설정하면 그 범위내에서 30% 이상의 광출력보정을 얻을수 있다. 이로써, 구동전류를 바이어스전류 I₁와 펄스변조전류 I₂로 나누어 무관계로 흐르게 하였다고 해도, 바이어스전류 I₁는 스레숄드전류 이하로 되므로 광출력의 펄스변조에는 악영향을 주지 않는다. 따라서, 반도체레이저다이오드 LD의 광출력보정을 위한 구동전류제어는 바이어스전류 I₁와 펄스변조전류 I₂레이저빔를 독립하여 제어할 수 있다.

제8도에 나타낸 바와 같이 1주사주기는 T이고, 이 사이에 있어서 회전다면경(50)에 의한 레이저빔반사율은 86%에서 93%까지 변화한다.

반도체레이저다이드 LD를 구동하는 바이어스전류 I₁를 적정치로 제어하기 위해 바이어스전류제어회로(101)의 출력회로에 바이어스용 전류원(103)이 접속된다.

이 바이어스전류제어회로(101)는 프리셋가능한 업다운카운터와 D/A변환기를 구비하고, 인자신호제어기(500)로부터의 리셋신호에 의해 바이어스전류 I₁가 기준치로 되도록 이 업다둔카운터가 리셋된다. 레이저변조신호 S₁의 빔위치검출용 레이저점등기간을 τ_B로 하면, 이 τ_B의 개시시와 동시에 상기 리셋신호가 들어온다. 그리고 동기신호 S₂가 들어오기까지 바이어스전류 I₁는 기준치로 유지된다. 동기신호 S₂가 들어오는것과 동시에, 업다운카운터는 다운모드로서 감산을 개시한다. 이 카운터의 값을 D/A변환기로 아날로그량으로 변환하여 바이어스용 전류원(103)의 전류용량을 제어하고, 바이어스전류 I₁를 제어한다. 바이어스전류 I₁는 본 실시예에서는 제8레이저빔도에 나타낸 바와 같이 반사빔의 광의 유효스폿사이즈의 변화에 대응하여 3각파로 근사하여 제어된다. 고정밀도를 요할 때는 반사빔광의 유효스폿사이즈 변화에 더욱 정확하게 대응시켜서 바이어스전류 I₁를 제어하면 된다.

광출력제어회로(105)는 콤퍼레이터와 업다운카운터와 증폭기와 D/A변환기를 내장하고 있다. 반도체레이저다이오드 LD의 광출력은 포토다이오드 PD에 의해 검출되고, 증폭기에 의해 증폭되며, 콤퍼레이터로 기준치와 비교된다. 그 결과, 광출력이 부족하면 업다운카운터를 업모드로서 가산하고, 역으로 출력오버이면 다운모드로서 감산한다. 이카운터의 값을 D/A변환기에서 아날로그량으로 변환하여 정전류원(107)의 전류용량을 제어하고, 정전류원전류 I₂를 제어한다. 이 제어는 빔위치검출용 레이저점등기간 τ_B과 동시에 개시되고, 동기신호발생기(400)로부터의 동기신호 S₂가 입력되는 동시에 그 때의 내용이 유지된다.

동기신호발생기(400)는 광검출기(300)로부터의 신호를 입력하여, 동기신호 S₂를 바이어스전류제어회로(101)와 인자신호발생기(500)로 보낸다.

인자신호발생기(500)는 동기신호발생기(400)로부터의 동기신호 S₂를 근거로, 그 후의 시간관리에 의해 기록기간τ_D동안 레이저변조신호 S₁를 스위칭트랜지스터(109)로 보내며, 또 기간 τ_B의 개시와 동시에 바이어스전류제어회로(101)에 전술한 리셋신호를 보낸다.

이상을 종합하면 본 실시예의 동작은 다음과 같이 된다. 광빔위치검출용 레이저점등기간 τ_B의개시와 동시에 바이어스전류 I₁는 최대치로 설정된다. 이 상태에서 반도체레이저다이오드 LD의 광출력이 소정치로 되도록 정전류원(107)의 포토다이오드 PD와 광출력제어회로(105)에 의해 피드백제어된다.

그리고, 레이저빔이 광검출기(300)에 입력되면 동기신호 S₂가 발생하고, 이로써 상기 정전류원(107)의 피드백제어에 의한 정전류원전류 I₂가 고정된다. 이때, 회전다면경(50)에 대한 광빔의 입사각 Ψ₀은 30°이고, 반사율은 R은 86%이다. 이와 동시에, 바이어스전류 제어회로(101)의 카운터감산을 개시하므로, 바이어스전류 I₁는 점차 감소되고, 이에 따라서 반도체레이저다이오드 LD의 광출력도 감소된다. 그러나, 이에 반해서 회전다면경(50)에 대한 광빔의 입사각 Ψ₀이 커져서 반사율이 R이 커지므로, 회전다면경(50)에서 반사되는 레이저빔의 광강도는 변화하지 않는다. 따라서, 감광드럼(1)의 표면에 형성되는 광빔스폿의 유효스폿사이즈는 주사위치에 따라서 변화하지 않는다.

기간 τ_D중, 반도체레이저다이도 LD의 구동전류로 되는 I₂는 스위칭트랜지스터(111)에 의해 정보기록신호에 따라서 온·오프되지만, 오프일 때에 구동전류로서 흐르는 바이어스전류 I₁는 전술한 바와 같이 스레숄드전류 이하이므로, 화상기록을 위한 광출력의 온·오프에 영향은 없다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 주사위치에 관계없이 균일한 유효스폿사이즈로 주사노광을 할 수 있으며, 인자품질이 향상된다. 더욱이, 반도체레이저다이오드에의 구동전류를 제어하는 제어회로를 발광강도보정용의 바이어스전류를 흐르게 하는 바이어스제어회로와 인자용의 신호전류를 흐르게 하는 광출력 제어회로로 나누어 독립하여 전류를 제어하도록 했으므로, 서로 영향을 받는 일 없이 바이어스 전류제어와 인자신호전류를 자유로 제어할 수 있다.

그리고, 회전다면경(50)을 가장 반사율이 높은 영역에서 사용할 수 있으므로, 레이저빔 광량의 감소가 적으며, 반도체레이저다이오드의 부담이 경감된다.

또, 회전다면경(50)이 극대반사율을 얻을 수 있는 보호막두께의 근방에서는 보호막두께 변화에 의한 반사율변화가 완만하고, 다면경의 제작시 품질관리가 용이해진다.

본 실시예에서는 레이저빔의 반사율 변화의 보상을 3각파의 바이어전류로 근사적으로 행했지만, 더욱 높은 정밀도가 요구될 경우에는 바이어스전류파형의 근사를 더욱 정확하게 함으로서, 더욱 좋은 인자품질을 얻을 수 있다.

상기 실시예는 주사형의 기록장치이지만, 본원 발명의 광빔 주사장치는 주사형의 화상독취장치에도 적용할 수 있다.

Claims

레이저다이오드(LD)를 구비한 레이저다이오드유닛(11)과, 상기 레이저다이오드에의 공급전류의 크기를 제어하여 레이저빔의 발생을 제어하는 전류제어회로(100)과, 상기 레이저다이오드에서 방출된 레이저빔을 편향시키는 편향기(50)와, 주사면상에 레이저빔스폿을 형성시키는 결상광학제(17,19)를 구비한 레이저빔 주사장치에 있어서, 상기전류제어회로(100)는 레이저다이오드에서 레이저빔을 발생시키기 위해 레이저다이오드에 흐르는 구동전류의 크기를 상기 편향기(50)에 의한 레이저빔 편향량에 대응시켜 변화시키는 구동전류제어회로(101,103)를 구비한 것을 특징으로 하는 레이저빔 주사장치.
제1항에 있어서, 상기 편향기(50)는 경면체(53)를 구비하고, 그 경면에는 입사하는 레이저빔의 입사각 Ψ₀의 변화의 범위에 있어서 반사율이 극대치 부근으로 되는 두께의 보호막(51)을 형성한 것을 특징으로 하는 레이저빔 주사장치.
제1항에 있어서, 상기 구동전류제어회로(100)는 레이저다이오드에 반사빔광량의 변화를 보상하기 위한 바이어스전류(I₁)를 흐르게 하는 바이어스전류제어회로(101,103)와 인자신호전류(I₂)를 흐르게 하는 인자전류제어회로(105,107,111)을 구비하고, 상기 바이어스전류제어회로와 인자전류제어회로는 독립하여 상기 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저빔 주사장치.
제3항에 있어서, 상기 바이어스전류제어회로(101,103)는 바이어스전류(I₁)를 3각파로 근사시켜서 반사빔광량의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 레이저빔 주사장치.
제1항에 있어서, 상기 편향기(50)는 회전다면경(51,53)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저빔 주사장치.