JPH01105588A - 半導体レーザ出力調整装置 - 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） 本発明は半導体レーザの出力制御装置における半導体レ
ーザ出力調整方法に関する。

（従来技術） 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
ある為、半導体レーザの周囲温度が変化する環境下では
半導体レーザの出力制御装置等により半導体レーザの出
力強度を安定化させる必要がある。半導体レーザの出力
制御装置にはカウンタを用いる方式があり、第２図はそ
の方式の一例を採用したレーザプリンタの一例を示す。

半導体レーザ１より前方に射出されたレーザビームはカ
ップリングレンズ、例えばコリメータレンズ２を介して
回転多面鏡よりなる光走査装置３で偏向され、ｆθレン
ズ４により感光体ドラム５の帯電された表面に結像され
てその結像スポットが回転多面鏡３の回転で矢印Ｘ方向
に反復して移動すると同時に感光体ドラム５が回転する
。光検出器６は情報書き込み領域外に設けられ、＠転多
面鏡３で偏向されたレーザビームを検出して同期信号を
発生する。信号処理回路７は光検出器６からの同期信号
により情報信号をタイミング制御して半導体レーーザ駆
動”回路８に変調信号として印加する。゛半導体レーザ
駆動回路８は信号処理回路７からの変調信号により半導
体レーザ１を駆動し、したが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
で紙等に転写される。また半導体レード１から後方に出
射されたレーザビームは光検出器９に入射してその光強
度が検出され、制御回路１０が光検出器９の出力信号に
応じて半導体レーザ駆動回路８を制御して半導体レーザ
１の出力強度を一定に制御する。

第３図は上記半導体レーザ駆動回路８及び制御回路１０
を詳細に示す。

半導体レーザ１から後方に射出されたレーザビームは半
導体レーザ１と一緒に一つのユニットに構成されている
フォトダイオードよりなる光検出器９に入射し、フォト
ダイオード９はそのレーザビームの強度に比例した電流
を出力する。この電流は増幅器１１により電圧に変換さ
れ、比較器１２で可変基準電源からの基準電圧Ｖ　ｒｅ
ｆと比較される。゛比較器１２の出力電圧は比較器１２
の面入力電圧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１３のカウントモードを
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１２の出力が低レベ
ルになり、アップダウンカウンタ１３はアップカウンタ
として動作する状態となる。タイミング信号Ｔ□により
エツジ検出回路１４がアップダウンカウンタ１３へのデ
ィスエーブル状態を解除すると、半導体レーザ１のパワ
ーセット（出力強度の設定）が行われる。即ちアップダ
ウンカウンタ１３は発振器１５からのクロック信号によ
りその計数値が増加して行く。このアップダウンカウン
タ１３の計数出力はディジタル／アナログ変換器１６で
アナログ量に変換されて半導体レーザ駆動回路８に入力
される。半導体レーザ駆動回路８は信号処理回路７から
の変調信号により半導体レーザ１を駆動するが、その駆
動電流をディジタル／アナログ変換器１６の出力に応じ
て変化させる。したがってアップダウンカウンタ１３の
計数値が徐々に増、加することにより半導体レーザ１か
らのレーザビームの強度が徐々に増加し、増幅器１１の
出力が増加する。そして比較器１２の出力が低レベルか
ら高レベルに反転すると、エツジ検出回路１４が比較器
１２の出力の立上りエツジを検出してアップダウンカウ
ンタ１３をディスエーブル状態にする。よってアップダ
ウンカウンタ１３は計数値を保持し、半導体レーザ１の
駆動電流の大きさがそのまま保持される。またタイミン
グ信号Ｔ□によりエツジ検出回路１４がアップダウンカ
ウンタ１３のディスエーブル状態を解除した時に比較器
１２の出力が高レベルであれば（半導体レーザの出力強
度が強ければ）アップダウンカウンタ１３はダウンカウ
ンタとして動作し、発振器１５からのクロック信号によ
り計数値が減少して゛行く。よってディジタル／アナロ
グ変換器１６の出力が減少して半導体レーザ１の駆動電
流が減少し、増幅器１１の出力が減少する。そして増幅
器１１の出力が基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなって比較
器１２の出力が高レベルから低レベルに反転すると、エ
ツジ検出回路１４は比較器１２の出力の立ち下がりエツ
ジを検出してアップダウンカウンタ１３をディスエーブ
ル状態にする。

したがってアップダウンカウンタ１３が計数値を保持す
ることになり、半導体レーザ１の駆動電流の大きさがそ
のまま保持される。ζこにエツジ検出回路１４．ｊよタ
イミング信号Ｔ１によりアップダウンカウンタ１３のデ
ィスエーブル状態を解除して比較器１２の出力が低レベ
ルから高レベルに反転した時にのみアップダウンカウン
タ１３をディスエーブル状態にするように構成しておけ
ば比較器１２の出力が低レベルでタイミング信号Ｔ工に
より、アップダウンカウンタ１３のディスエーブル状態
が解除さ九ている時に比較器１２の出力が低レベルから
高レベルに反転すると、アップダウンカウンタ１３はデ
ィスエーブル状態になって計数値を保持する。比較器１
２の出力が高レベルでタイミング信号Ｔユによりアップ
ダウンカウンタ１３のディスエーブル状態が解除されて
いる時に比較器１２の出力が高レベルから低レベルにな
ると、アップダウンカウンタ１３はディスエーブル状態
が解除されたままで比較器１２の出力によりアップカウ
ンタとして動作することになる。そして半導体レーザ１
の駆動電流が増加して比較器１２の出力が低レベルから
高レベルに反転すると、エツジ検出回路１４がその立上
りエツジを検出してアップダウンカウンタ１３をディス
エーブル状態にし、その計数値を保持させる。上記タイ
ミング信号Ｔ工はフレーム同期信号の立上りエツジを検
出して作ったプリントエンド信号等が用いられ、フレー
ム記録時等に半導体レーザのパワーセット（出力強度の
設定）が行われる。また半導体レーザ１の出力強度は基
準信号Ｖｒａｆを可変することによって調整される。

このレーザプリンタにおける半導体レーザの出力制御装
置にあっては半導体レーザ１と光検出器９とが１つのユ
ニットになっているが、半導体レーザ１の取り付は位置
や後方出力光の広がり角にバラツキがあり、かつ光検出
Ｉｍ９の感度にもバラツキがあって半導体レーザ１の出
力強度と光検出器９の出力電流との関係にバラツキがあ
った。このためユーザが上記ユニットを劣化により交換
する時などには感光体ドラム３の位置にパワーメータを
設置してこのパワーメータで半導体レーザ１の出力強度
を測定しながら基準信号Ｖ　ｒｅｆを可変して半導体レ
ーザｌの出力強度を調整するという方法を採っていた。

しかしこの方法では調整が面倒であり、またユーザの使
用する市販のパワーメータ自体のバラツキにより半導体
レーザの出力強度を正確に調整することができない。

（目　的） 本発明は上記欠点を改善し、半導体レーザの出力強度の
調整を簡単かつ正確に行うことができる半導体レーザ出
力調整方法を提供することを目的とする。

（構　成） 本発明は出力光をカップリングレンズを介して出力する
半導体レーザと、この半導体レーザの出力強度を検出す
る光検出器と、この光検出器の出力信号が入力される増
Ｍ器と、基準信号を発生する基準信号発生器と、この基
準信号発生器からの基準信号と上記増幅器の出力信号を
比較する比較器と、この比較器の出力信号に応じて上記
半導体レーザの駆動電流を増減させて上記半導体レーザ
の出力強度を制御する手段とを有する半導体レーザの出
力制御装置において、少なくとも上記半導体レーザ、光
検出器、増幅器及び基準信号発生器と、上記増幅器の出
力信号を可変する調整手段とを１つのユニットに構成し
、上記調整手段により°上記半導体レーザの出力強度を
調整する。

第１図は本発明を適用した半導体レーザの出力制御装置
の一例を示す。

この例は前記レーザプリンタにおける半導体レーザの出
力制御装置において、半導体レーザ１゜光検出器９、増
幅器１１及び調整手段１７と、基準信号Ｖ　ｒｅｆを発
生する基準信号発生器２１とを１つのユニット１８に構
成してこのユニット１８をその劣化などにより交換でき
るようにし、増幅器１１の出力信号及び基準信号発生５
３２１からの基準信号Ｖ　ｒｅｆを比較器１２に印加す
るようにしたものである。

調整手段１７は増幅ａ１１のゲインを可変するもので、
増幅器１１の出力端子と反転入力端子との間に接続され
た可変抵抗よりなる。ユニット１８はメーカが生産して
半導体レーザ１の出力強度を調整してからユーザに渡さ
れ、その調整では半導体レーザ１の出力強度をパワーメ
ータで測定しながら可変抵抗１７により増幅器１１のゲ
インをｌ１１１Ｌ、て半導体レーザ１の出力が所要の強
度になった時に増幅器１１の出力信号が基準信号Ｖｒｅ
ｆと一致するようにする。したがってこの調整はメーカ
が同一のパワーメータを用いて正確に行うことができ、
又ユーザはユニット１８の劣化による交換時などには半
導体レーザ１の出力強度を調整する必要がなくなり、半
導体レーザ１の出力強度の調整が簡単になる。また基準
信号発生器２１は第６図に示すように電源Ｖｃｃとアー
スとの間に抵抗２２とツェナーダイオード２３を直列に
接続してその接続点から基準信号Ｖ　ｒｅｆを得るもの
である。この基準信号発生器２１をユニット１８内に設
けたので、ユーザは基準信号Ｖ　ｒｅｆを調整する必要
がなくなり、その調整誤差を排除できる。

第４図は本発明を適用した半導体レーザの出力制御装置
の他の例を示す、この例は上記第１図の例において半導
体レーザ１．光検出器９、増幅器１１、可変抵抗１７、
基準信号発生器２１の他にカップリングレンズ２も含め
て１つのユニット１９に構成してこのユニット１９を交
換可能にしたものである。ユニット１９はメーカが生産
してカップリングレンズ２の出力強度を調整してからユ
ーザに渡され、その調整ではカップリングレンズ２の出
力強度をパワーメータで測定しながら可変抵抗１７によ
り増幅器１１のゲインを調整してカップリングレンズ２
の出力光が所要の強度になった時に増幅器１１の出力信
号が基準信号Ｖ　ｒｅｆと一致するように半導体レーザ
１の出力強度を調整する。このようにすれば半導体レー
ザ１の出力光発散角のバラツキによるカップリングレン
ズ２の出力強度のバラツキも除去することができる。

上述の第１図、第４図の例において増幅器１１のゲイン
を調整する可変抵抗１７の代りに第５図に示すように増
幅器１１の入力信号を調整する可変抵抗２０を調整手段
として設け、この可変抵抗２０で同様に出力光を所要の
強度に調整するようにしてもよい。

（効　果） 以上のように本発明によれば出力光をカップリングレン
ズを介して出力する半導体レーザと、この半導体レーザ
の出力強度を検出する光検出器と、この光検出器の出力
信号が入力される増幅器と、基準信号を発生する基準信
号発生器と、この基準信号発生器からの基準信号と上記
増幅器の出力信号を比較する比較器と、この比較器の出
力信号に応じて上記半導体レーザの駆動電流を増減させ
て上記半導体レーザの出力強度を制御する手段とを有す
る半導体レーザの出力制御装置において、少なくとも上
記半導体レーザ、光検出器、増幅器及び基準信号発生器
と、上記増幅器の出力信号を可変する調整手段とを１つ
のユニットに構成し、上記調整手段により上記半導体レ
ーザの出力強度を調整するので、半導体レーザの出力強
度の調整を簡単かつ正確に行うことがで゛きる。またユ
ニット内の基準信号発生器から基準信号を供給するので
、ユーザによる基準信号の調整が不必要となり、安価に
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した半導体レーザの出力制御装置
の一例を示すブロック図、第２図はレーザプリンタの一
例を示すブロック図、第３図は同レーザプリンタの一部
を詳細に示すブロック図、第４図は本発明を適用した半
導体レーザの出力制御装置の他の例を示すブロック図、
第５図は本発明の詳細な説明するための回路図、第６図
は基準信号発生器の一例を示す回路図である。 １・・・半導体レーザ、８・・・半導体レーザ駆動回路
、９・・・光検出器、１１・・・増幅器、１２・・・比
較器、１３・・・アップダウンカウンタ、１４・・・エ
ツジ検出回路、１５・・・発振器、１６・・・ディジタ
ル／アナログ変換器、１７．２０・・・調整手段、１８
．１９・・・ユニット、２１・・・基準信号発生器。 ％　５　図 第６図 手続補正書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力光をカップリングレンズを介して出力する半導体レ
   ーザと、この半導体レーザの出力強度を検出する光検出
   器と、この光検出器の出力信号が入力される増幅器と、
   基準信号を発生する基準信号発生器と、この基準信号発
   生器からの基準信号と上記増幅器の出力信号を比較する
   比較器と、この比較器の出力信号に応じて上記半導体レ
   ーザの駆動電流を増減させて上記半導体レーザの出力強
   度を制御する手段とを有する半導体レーザの出力制御装
   置において、少なくとも上記半導体レーザ、光検出器、
   増幅器及び基準信号発生器と、上記増幅器の出力信号を
   可変する調整手段とを１つのユニットに構成し、上記調
   整手段により上記半導体レーザの出力強度を調整するこ
   とを特徴とする半導体レーザ出力調整方法。