JPH01105272A - プリンタの半導体レーザーの出力制御装置 - 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】 狭五分立 本発明は半導体レーザービームプリンタ、例えばデジタ
ルコピー、レーザープリンタ、ファクシミリ等に関する
ものである。

ｌ米狭歪 半導体レーザーと、該半導体レーザーの出力強度を検出
するフォトダイオード等の光検出手段と、該光検出手段
の出力信号を基準信号と比較する比較手段と、該比較手
段からの出力信号に応じて半導体レーザーの出力強度を
制御する制御装置とを有し、半導体レーザーの出力強度
を一定とするように制御する半導体ビームプリンタは知
られている。

光検出手段からの出力に応じてレーザーに注入する電流
値を変えてレーザビームのパワーを一定にすることをパ
ワーチエツクと呼ぶ。

パワーチエツクは感光体に画像を形成しないときに、あ
る短い時間、レーザーを点灯した状態で行うのが普通で
あるがミ回路の構成や光学系のを効走査期間率によって
はレーザーを点灯した状態が画像形成のために感光体上
を走査する期間にまで及ぶことがある。パワーチエツク
が感光体が停止した状態で行われると、感光体の同一場
所に光が照−寸されることになり、感光体はレーザービ
ームが照射される場所において劣化現象を生じ、画像形
成時に白すじ或いは黒すじを発生するという悪影響を生
じる。

亘負 本発明は上記の従来の問題点を解消し、半導体レーザー
ビームプリンタにおけるパワーチエツク。

による感光体劣化を解消する半導体レーザーの出力制御
装置を提供することを目的とする。

構成 本発明は上記の目的を達成するために、光検出手段の出
力信号と基準信号とを比較する比較手段とは別に上限値
と下限値とを設定可能であり、前記光検出手段に接続さ
れ、該光検出手段からの出力が設定範囲内であるか否か
を示す信号を出力する第２比較手段を設け、該第２比較
手段の出力を制御装置に入力して第２比較手段の出力信
号に応じて半導体レーザーの出力強度を制御することを
特徴とする。

本発明の構成及び作用の詳細を図に示す実施例に基づい
て説明する。

本発明の説明に先立ち従来の例を説明する。

第１０図に示すレーザープリンタの例において、半導体
レーザー１より発生したレーザービームはコリメータレ
ンズ２により平行ビームにされ、回転多面鏡よりなる光
走査装置ｉｆ３で偏向され、ｆθレンズ４により感光体
５の帯電された表面に結像され、その結像スポットが回
転多面鏡３の回転にしたがい矢印Ｘ方向に反復移動する
と同時に感光体５が回転する。

第１光検出手段６は情報書込領域外に設けられ、回転多
面鏡３で偏向されたレーザービームを検出して同期信号
を発生する。信号処理回路７は情報信号（ビデオデータ
）をレーザー駆動回路８に印加するが、そのタイミング
を第１光検出手段６からの同期信号により制御する。

レーザー駆動回路８は信号処理回路７からの情報信号に
応じて半導体レーザー１を駆動し、情報信号で変調され
たレーザービームが感光体５に照射されて静電潜像が形
成される。この静電潜像は現像器で現像されて転写器で
記録紙等に転写される。

半導体レーザー１から後方に出射されるレーザービーム
は第２光検出手段９に入射して光強度が検出され、制御
回路１０が第２光検出手段９の出力信号に応じてレーザ
ー駆動回路８を制御して半導体レーザー１の出力光量を
一定に制御する。半導体レーザー１より後方に出射され
るレーザービームを第２光検出手段９に入射して光強度
を検出する例を説明したが、この場合前記の通り、半導
体レーザー１のパッケージ内に封入された第２光検出手
段９を利用した場合に相当する。この方法では前方に出
射されるレーザービームの一部を第２光検出手段９に導
（方法のように、実際に利用できるレーザービームの光
強度を低下させることがないので有利である。

前記レーザープリンタのレーザー駆動回路８と制御回路
１０の詳細を示す第１１図において、第２光検出手段９
により検出され、増幅器１１により増幅されたレーザー
ビームの強度に比例した出力Ｖｐｄは比較手段１２にお
いて基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、その結果に応じて高
レベル又は低レベルの信号出力をする。Ｖｐｄ＜Ｖｒｅ
ｆのとき低レベル、Ｖｐｄ≧Ｖｒｅｆのとき高レベルで
ある。

比較手段１２の出力が高レベルである場合、すなわち半
導体レーザーｌの光出力Ｖｐｄが基準電圧Ｖ　ｒｅｆよ
り大きい場合には、タイミング信号ＰＣＨＫによりアッ
プダウンカウンタ１４のカウント動作が許可されると、
アップダウンカウンタ１４はダウンカウンタとして動作
する。

アップダウンカウンタ１４の出力はデジタルアナログ変
換器１５によりアナログ出力に変換され、その出力に応
じてレーザー駆動回路８から半導体レーザー１への電流
が変えられる。この場合半導体レーザー１の駆動電流が
減少し、増幅器１１の出力電圧が低下する。

比較手段１２の出力が高レベルから低レベルに反転する
と、アップダウンカウンタ１４のカウント動作を禁止す
る。

比較手段１２の出力が低レベルである場合、すなわち半
導体レーザー１の光出力Ｖｐｄが基準電圧Ｖｒｅｆより
小さい場合には、タイミング信号ＰＣＨＫによりアップ
ダウンカウンタ１４のカウント動作が許可されると、ア
ップダウンカウンタ１４はカウンタとして動作し、半導
体レーザーｌの駆動電流が増加し、増幅器１１の出力電
圧が上昇する。

光検出手段９の出力を基準電圧と比較し、比較手段１２
の出力が高レベルと低レベルの間で反転した時点で光出
力を保持することにより、半導体レーザー１の保持電流
は常に一定となる。

比較手段１１からの出力の高レベルと低レベルとの間の
変わり目を検出し、アップダウンカウンタ１４のカウン
ト動作の許可或いは禁止する回路としてエツジ検出回路
１５が設けである。アップダウンカウンタ１４の出力信
号はＤ／Ａコンバータ１３を介してレーザー駆動回路８
に送られる。

前記の従来の装置ではパワーチエツク時にレーザーが感
光体上にまで及んで感光体を劣化させることは回避でき
ない。これはコピー動作をしない期間であるコピー待機
時にもコピー動作時と同じ頻度でパワーチエツクを行う
ことになるからである。又そのために半導体レーザーの
点灯時間が長くなり半導体レーザー自体の劣化にもつな
がる。

本発明の半導体レーザー出力制御装置は第１図において
、半導体レーザー１のレーザービームは光検出手段９（
従来の第１０図の第２光検出手段に対応する）により検
出され、増幅器１１により増幅される。増幅器１１によ
り増幅されたレーザービームの強度に比例した出力は第
１比較手段１２とサンプルホールド回路１６に入力され
る。

第１比較手段１２の出力はレーザーパワーフィードバッ
ク回路１８に入力され、サンプルホールド回路１６の出
力は第２比較手段１７において基準値Ｖｒｅｆを基に予
め設定された上限値及び下限値と比較され、第２比較手
段１７の出力はパワーチエツク起動回路１９に入力され
る。

パワーチエツク起動回路１９の出力信号はレーザーパワ
ーフィードバック回路に入力される。

レーザーパワーフィードバンク回路１８はパワーチエツ
ク起動回路よりの起動信号に応じてレーザー駆動回路８
に制御信号を送る。パワーチエツク駆動回路にはコピー
動作／待機検知信号であるＣＧＡＴＥ信号と画像形成期
間を示す信号であるＦＧＡＴＥ信号が入力される。

第２図には第１図の装置における各信号の関係を示す。

感光体ドラムが回転する間、例えば複写機ではスタート
ボタンを押してから次の複写が可能になるまでの期間を
ＣＧＡＴＥ信号のＨレベルが示し、例えば３頁分の画像
形成を連続動作で行う場合には、　ＣＧＡＴＥ信号のＨ
レベルの間に特定サイズの画像形成期間を示すＦＧＡＴ
Ｅ信号のＨレベルが３回繰り返される。

パワーチエツク起動信号であるＰＣＨＫ信号は１枚のコ
ピーが終わり、次のコピーを開始する間に出されてパワ
ーチエツクが行われる。

コピー動作時は半導体レーザー１の出力は光検出手段９
で光強度を検出され、増幅器１１で増幅され、第１比較
手段１２で基準電圧信号Ｖｒｅｆと比較され、レーザー
パワーフィードバック回ｉｆ８により基準電圧信号Ｖ　
ｒｅｆに近ずく方向に更生する信号がレーザー駆動回路
８に送られる。

コピー待機時は各信号の関係は第３図に示す如くである
。第３図においてＬＳＹＮＣ信号はライン同期信号で、
第１１図の第１光検出手段６に対応する光検出手段の出
力で回転多面鏡に同期する信号であり、ＢＭＩ−信号は
半導体レーザー１の駆動信号であり、ＢＭＯ信号は半導
体レーザー１の出力を検出する光検出手段９の出力信号
であり、ＲＥＳＥＴ信号はサンプルホールド回路１６の
サンプル期間を示す信号であり、５１１０信号はサンプ
ルホールド回路出力信号であり、ＥＲＲ信号は第２比較
手段１７の出力信号である。

待機時にも常に第１１図め第１光検出手段６にレーザー
ビームを当ててＬＳＹＮＣ信号を出力すると、ＢＭＩ信
号は第１光検出手段６に当たる時点より少し前に点灯し
、検出後ＯＦＦになるような信号である。このＢＭＩ信
号により半導体レーザーがレーザービームを発し、光検
出手段９で検出される。

サンプルホールド回路１６ではＢＭＩ信号がＨの期間に
各ライン毎に又は予め設定した複数ライン毎にＢＭＯ信
号をサンプルするようにＲＥＳＥＴ信号が入力されてい
る。サンプルホールド回路１６の出力のＳＨＯ信号は第
２比較手段１７において上限値と下限値の範囲内である
許容範囲を越えたか否かを判断され、越えたときはＦＲ
Ｒ信号が出される。

このＥＲＲ信号によりパワーチエツク起動回路１９は待
機時におけるパワーチエツクを開始する。

待機状態では第２比較手段１７の許容値を越えない限り
パワーチエツクは行われず、感光体及び半導体レーザー
の劣化が抑制される。

前記の待機状態のパワーチエツクによりレーザーパワー
は許容範囲内に保持され、コピー動作に入ったとき、す
ぐに安定した状態に移行することができる。

第２比較手段１７の具体的な構成は例えば第４図に示す
如（にすることができる。

基準信号Ｖｒｅｆは第１加算器２０により電圧上限値十
Ｖ、。と加算され、第１コンパレータ２２に入力される
。基準信号Ｖｒｅｆは一方では第２加算器２１で電圧下
限値−Ｖ８−と加算され、第２コンパレータ２３に入力
される。サンプルボールド回路１６の出力のＳＨＯ信号
はコンパレータ２２．２３に入力され、ＳＨＯ信号がＶ
ｒｅｆ　＋Ｖ、、とＶ　ｒｅｆ−Ｖ、の範囲内にあると
き、コンパレータ２２．２３は第５図に示すように高レ
ベルの出力をし、範囲外にあるときは低レベルの出力を
する。

パワーチエツク起動回路１９としては例えば第６図に示
すような回路が使用される。第７図は第６図における各
信号の関係を示すものである。第６図において、ＦＧＡ
ＴＥ信号とクロック信号であるＰＣＣＬＫ信号とＣＧＡ
ＴＥ信号のＡＮＤ出力としてＰＣＨＫ　２信号が得られ
、ＰＣＣＬＫ信号とＣＧＡＴＥ信号とＥＲＲ信号のＡＮ
Ｄ出力としてＰｃｔ（Ｋ　３信号が得られ、ＰＣ）ＩＫ
　２信号とＰＣＨＫ　３信号のＯＲ信号としてパワーチ
エツクを一定間隔で行うためのクロック信号としてのＰ
ＣＨＫ信号が得られる。

待機時には第２比較手段１７で定めた許容範囲を越えた
レーザー出力の場合にはＥＲＲ信号がＨになりＰＣＨＫ
信号がレーザーパワーフィードバック回路１８に入力さ
れ、パワーチエツクが起動し、レーザー信号を安定の方
向に修正する。レーザー出力が許容範囲内の場合はＥＲ
Ｒ信号はＬになりＰＣＨＫ信号は出されず、レーザーパ
ワーフィードバック回路ではそのときの出力をラッチし
て次のＰＣＨに信号を待つ。

画像形成状態のときは画像形成領域外、つまりＦＧＡＴ
Ｅ信号がＨ（ＦＧＡＴＥ信号がＬ）でありＰＣＣＬＫ信
号がＨのときに出されるＰＣＨに２信号がＰＣＨＫ信号
としレーザーパワーチエツク回路１８に送られパワーチ
エツクが起動する。これにより画像形成領域においては
パワーチエツクが起動することはない。

第１図の変形として第８図に示すようにサンプルホール
ド回路１６を省略し、ＢＭＩ信号がＨの期間のみ第２比
較手段１７を働かせるようにすることもできる。第９図
は第８図の例における各信号の関係の一例を示すもので
ある。待機状態でもパワーチエツクの期間だけはレーザ
ーを点灯した状態に保っている。

四果 本発明によりレーザー光出力の許容範囲を設定し、その
範囲を越えた場合にのみパワーチエツクが行われるので
、待機状態で感光体が停止している際のレーザー点灯時
間を極力少なくすることができ、感光体及び半導体レー
ザーの劣化を抑制することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体レーザー出力制御装置のブ
ロック図、第２図は第１図の装置による画像形成作動時
の各出力のタイムチャートの一例を示す図、第３図は第
１図の装置による待機状態における各信号のタイムチャ
ートの一例を示す図、第４図は第２比較手段の一例の回
路図、第５図は第４図の回路における入力と出力の関係
を示す図、第６図はパワーチエツク起動回路の一例の回
路図、第７図は第６図による各信号のタイムチャートの
一例を示す図、第８図は半導体レーザー出力制御装置の
変形例のブロック図、第９図は第８図による各信号のタ
イムチャートの一例を示す図、第１０図は従来のレーザ
ープリンタの書込系のブロック図、第１１図は従来の半
導体レーザー出力制御装置のブロック図である。 １・・・半導体レーザー　８・・・レーザー駆動回路９
・・・光検出手段　　　１２・・・第１比較手段１７・
・・第２比較手段 １８・・・レーザーパワーフィードバック回路１９・・
・パワーチエツク起動回路 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザーと、該半導体レーザーの出力強度
   を検出する光検出手段と、該光検出手段からの出力信号
   と基準信号とを比較する比較手段と、該比較手段の出力
   信号に応じて前記半導体レーザーの出力強度を制御する
   制御装置とを有するプリンタの半導体レーザー出力制御
   装置において、前記比較手段とは別に、上限値と下限値
   とを設定可能であり、前記光検出手段に接続され、該光
   検出手段からの出力が設定範囲内であるか否かを示す信
   号を出力する第２比較手段を設け、該第２比較手段の出
   力が前記制御装置に入力され、該第２比較手段の出力信
   号に応じて半導体レーザー出力強度を制御することを特
   徴とするプリンタの半導体レーザー出力制御装置。