JPH02165974A - 変調装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は変調装置に関するものである。

［従来技術〕 従来、この種の装置として、レーザ光を発生する光源と
、音響光学効果素子と、ピンホールとがら成り、光源よ
り得られた一定光量のレーザ光を音響光学素子により変
更した後、ピンホールを通過させることにより変調を行
うものがある。

また、半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子の点灯
時の出力を一定に制御するオートパワーコントローラ（
ＡＰＣ回路）と、半導体レーザを点灯させるか否かを制
御するスイッチング回路とを有し、パルス幅変調を行う
ものがある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前者の方法では、音響光学効果素子やピ
ンホールのために装置が大きくなってしまったり、振動
に影響されてしまうという問題点を有していた。

また、後者の方法では、変調動作が離散的であるので、
高い周波数で変調することはできないという問題点を有
していた。

そのため、半導体レーザ素子等を用い、その励振信号を
変調して、直接振幅変調を得る方式が研究されているが
、半導体レーザ素子の外因による特性変化のため、不安
定であり実用に向かなかった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、この発明の第１の目的は小型で振動に影響され
ない変調装置を提供することにある。

また、この発明の第２の目的は高い周波数でも変調が行
え、安定で連続的な出力の変調値を得ることができる変
調装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、励振により信号を
発生する信号発生手段と、変調入力信号とバイアス値と
を加算する加算手段とを有し、該加算手段の加算結果に
より前記信号発生手段を励振する変調装置であって、基
準信号を発生する基準発生手段と、補正指令信号の発生
に関連して前記変調入力信号に換えて前記基準信号発生
手段の発生する基準信号を前記加算手段に入力する切換
手段と、前記信号発生手段の発生する信号の強度を検出
する検出手段と、該検出手段により検出された信号の強
度と基準値とを比較する比較手段と、前記補正指令信号
の発生時に前記バイアス値より所定の値を減算する減算
手段と、前記切換手段により前記基準信号が加算手段に
入力されている状態においてバイアス値を徐々に増加さ
せる増加手段と、前記比較手段による比較結果に応じて
前記増加手段によるバイアス値の増加を停止させる停止
手段とを有すことを特徴とするものである。

［作用］ 上記構成を有す本発明において、通常時は切換手段は変
調入力信号を加算手段に入力する。加算手段はその変調
入力信号とバイアス信号を加算し、その加算結果を基に
信号発生手段を励振する。信号発生手段はこの励振に応
じて信号を発生する。

−旦補正指令信号が発生すると、減算手段はバイアス値
より所定量減算する。また切換手段は変調入力信号に換
えて基準信号を加算手段に入力する。

そして増加手段はバイアス値を徐々に増加させいていく
。このバイアス値の増加は、前記切換手段により加算手
段に変調入力信号が入力されるか、若しくは前記検出手
段により検出される強度が比較手段により比較され、基
準値より大きいと判断されることにより停止手段が作用
するまで続けられる。

［実施例］ 以下に本発明をレーザプリンタに応用した一実施例を図
面を参照して説明する。

先ず、レーザプリンタの光学系について第２図を参照し
て説明する。感光ドラム１１は、図示しない帯電器によ
り帯電されるように構成されている。この感光ドラム１
１にレーザ光を照射することにより、潜像が形成される
。このレーザ光を放射する半導体レーザ素子１２は、所
定位置に固定されており、該半導体レーザ素子１２より
放射されるレーザ光はコリメータレンズ１６により平行
光にビーム整形された後、ポリゴンミラー１３により反
射されて感光ドラム１１に至る。このポリゴンミラー１
３が回転することにより感光ドラム１１におけるレーザ
光の照射位置が移動し、主走査が行われる。ポリゴンミ
ラー１３から感光ドラム１１に至る光路にはＦθレンズ
１４が設けられており、感光ドラム１１上では、レーザ
ビームは等速で移動する。また、感光ドラム１１の脇に
は、光センサ１５が設けられている。

次に、前記半導体レーザ素子１２を励振する装置につい
て第１図を参照して説明する。

前記半導体レーザ素子１２は、変調入力信号に従って放
射するレーザ光の光量を変える。この変調入力信号は、
デジタルデータの型で本レーザプリンタの外部より入力
される。この変調入力信号はデジタル／アナログコンバ
ータ（以下Ｄ／Ａコンバータと称す）３１の入力端子に
入力されている。このＤ／Ａコンバータ３１の出力する
アナログ化された変調入力信号は、二個の入力端子を有
する切換スイッチ３２の一方の入力端子に入力されてい
る。この切換スイッチ３２の他方の入力端子には、定電
圧電源３３により基準電圧が印加されている。この基準
電圧は、前記変調入力信号の最大となる電圧に設定され
ている。また、切換スイッチ３２は、電界効果トランジ
スタにより構成されたもので、制御信号３４に従って前
記二個の入力端子の一方を出力端子に電気的に接続する
ように構成されている。

前記切換スイッチ３２の出力端子は、加算回路３５の一
方の入力端子に接続されている。この加算回路３５は、
前記切換スイッチ３２の出力端子に表れる電圧と、他方
の入力端子に印加されるバイアス電圧とを加算し、その
加算結果に対応する電圧を出力端子に出力する。

この加算回路３５の出力端子には、ドライブ回路３６が
接続されている。このドライブ回路３６には前記半導体
レーザ素子１２が接続されており、ドライブ回路３６は
前記加算回路３５の出力端子に表れる電圧に応じて半導
体レーザ素子１２に電流を流す。

半導体レーザ素子１２は、この電流に関連してレーザ光
を出力する。この半導体レーザ素子１２の電流−光出力
特性は第３図に示すようになっている。即ち、該半導体
レーザ素子１２に流れる電流が所定の値（１ｔｈ）に至
るまでは発光せず、電流が前記値（１ｔｈ）を超えると
、その超えた電流値に比例してレーザ光を出力する。こ
のまま電流を増加していき、レーザ光が最大定格光出力
を超えると該半導体レーザ素子１２は破壊される。

従って本実施例では利用光出力範囲の上限を最大定格光
出力の６０％とし、その光出力を最大励振光出力と称す
。半導体レーザ素子１２より出力されるレーザ光は、前
記ポリゴンミラー１３に向うと共に、その一部は前記半
導体レーザ素子１２と一体に形成されたフォトダイオー
ド２６に受光される。このフォトダイオード２６に流れ
る光電流は電圧（以下測定電圧と称す）に変換された後
、増幅器（Ａｍｐ）３７に入力される。この増幅器３７
の出力端子はコンパレータ３８に接続されている。

該コンパレータ３８には、比較電圧として、前記半導体
レーザ素子１２に通常条件において最大励振光出力を発
光させた場合における測定電圧を前記増幅器３８で増幅
した電圧と同一の電圧が印加されている。このコンパレ
ータ３８は、測定電圧が比較電圧よりも低ければ所定の
正電圧を出力端子に出力し、同−若しくは高ければ出力
端子を０■にする。

前記コンパレータ３８の出力端子は、アンドゲータ３９
の一方の入力端子に接続されている。このアンドゲート
３９の出力端子には、アンドゲート４０の一方の入力端
子が接続され、このアンドゲート４０の出力端子はカウ
ンタ４１のカウントアツプのためのトリガー入力端子（
Ｕ）に接続されている。

また、前記光センサ１５の出力する信号（補正指令信号
）は、単安定マルチバイブレーク４２のトリガー入力端
子に接続されている。この単安定マルチバイブレータ４
２は、前記トリガー入力端子の電圧が立上った時点、つ
まり前記光センサ１５にレーザー光が照射された時点で
出力端子の電圧を立上げ、所定の時間Ｔ１が経過した後
ロウに戻す。この単安定マルチバイブレータ４２の出力
端子は単安定マルチバイブレータ４３のトリガー入力端
子及びアンドゲート４４の一方の入力端子に接続されて
いる。この単安定マルチバイブレータ４３はトリガー入
力端子の電圧がロウとなった時点で、出力端子の電圧を
立上げ、所定の時間Ｔ２（Ｔ２−Ｔｔ　＄２）だけ経過
した後ロウに戻す。

この単安定マルチバイブレータ４３の出力端子は、前記
アンドゲート３９の他方の入力端子及び前記切換スイッ
チ３２に接続されている。この単安定マルチバイブレー
タ４３の出力は、この切換スイッチ３２に対し制御信号
３４として働く。

前記アンドゲート４０の他方の入力端子及び前記アンド
ゲート４４の他方の入力端子には発振器４５が接続され
ている。この発振器４５は周期がＴ＋　／１６のパルス
列を発生する。また前記アンドゲート４４の出力端子は
カウンタ４１のカウントダウンのトリガー入力端子（Ｄ
）に接続されている。　前記カウンタ４１の出力端子は
Ｄ／Ａコンバータ４６を介して、前記加算器３５の他方
の入力端子に入力されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

前記制御信号は主走査時にはＯｖとなっている。

この時、切換スイッチ３２はＤ／Ａ変換器３１によりア
ナログ化された変調入力信号を出力する。

この出力は加算回路３５においてＤ／Ａコンバータ４６
の出力するバイアス電圧と加算される。この加算回路３
５の出力は、ドライブ回路３６に入力される。ドライブ
回路３６はこの加算回路３５の出力電圧に応じた電流で
半導体レーザ素子１２を励振する。半導体レーザ素子１
２より放射されるレーザ光はポリゴンミラー１３により
反射して感光ドラム１１に至り感光ドラム１１上に潜像
を形成する。

一般に半導体１ノーザ素子１２は、周辺温度の変化等で
特性が変化する。半導体レーザ素子１２は例えば周辺温
度が変化すると第４図に示すようにＩｔｈの値が変化す
る。そのため主走査が完了する毎に次に示すようにして
バイアス電圧の補正が行われる。

先ず１ライン分の主走査が終了すると、ポリゴンミラー
１３により反射したレーザー光が光センサ１５に照射さ
れる。光センサ１５はこの時点でパルスを発生する（第
５図中のａ）。このパルスは補正指令信号として単安定
マルチバイブレータ４２に入力される。この単安定マル
チバイブレーク４２は前記補正指令信号のパルスの立上
り時点より時間Ｔ、の間だけ出力電圧をハイにする（第
５図中のｂ）。このためアンドゲート４４はその間だけ
発振器４５の出力するパルス列を通過する。

この間に前記発振器４５は１６回パルスを発生するため
、カウンタ４１のカウント値はこの間に１６回デクリメ
ントされる。従ってＤ／Ａコンバータ４６の出力するバ
イアス電圧は、階段状に１６段階下がる（第５図中のＣ
）。この単安定マルチバイブレータ４２の出力端子の電
圧がロウとなると、次は単安定マルチバイブレータ４３
が時間Ｔ２の間だけハイとなる。従って信号３４がハイ
゛となり、切換スイッチ３２は基準信号を出力する（第
５図中のｄ）。

この状態では、前述のようにバイアス電圧が１６段階分
下っているため、通常は増幅器３７で増幅された信号は
比較電圧に満たない。そのためコンパレータ３８はハイ
の電圧を出力する（第５図中のｆ）。また前述のように
単安定マルチバイブレータ４３の出力はハイであるので
アンドゲート３９の出力はハイとなる。そのため発振器
４５の出力するパルス列はアンドゲート４０を通過する
。

このためカウンタ４１のカウント値はインクリメントさ
れていく。つまりバイアス電圧は階段状に上っていく（
第５図中のｅ）。そしてそれに伴い半導体レーザー素子
１２の出力するレーザー光の強度も増し、フォトダイオ
ード２６の出力する電圧が増加する。そしてコンパレー
タ３８に入力される電圧が比較電圧に達すると、その出
力がロウとなる（第５図中のｇ）。するとアンドゲート
３９及びアンドゲート４０が遮断され、カウンタ４１に
パルスが届かなくなり、インクリメントが中止されその
値が保持される。この保持されるカウント値をデジタル
−アナログ変換した電圧値（バイアス電圧）はこの時点
において最適なものとなる。

前記時間Ｔ２の間に、発振器４５は３２個のパルスを発
生する。そのため本実施例の構成では、補正指令信号の
発生の直前のバイアス値に対し、前記Ｄ　／　Ａコンバ
ータ４６における量子化幅の最大プラスマイナス１６段
階分の電圧の補正が可能である。この後切換スイッチ３
２は再び切換わり変調入力信号を出力する。尚、この補
正の期間（Ｔ、　十Ｔ２）は、補正指令信号が発生した
後、次のラインの走査が開始されるまでの期間より小さ
く設定される。

前述のように本実施例の構成では、Ｄ／Ａコンバーク４
６における最大プラス−マイナス１６段階分のバイアス
電圧の補正が可能であるが電源立上げ時や、外因等によ
り最適なバイアス電圧が大きく変動する場合では、−回
の補正では追従できない。しかしそのような場合におい
ても、・プラス或いはマイナス１６段階分の補正は行わ
れるため、本レーザープリンタにより形成される画像は
視覚的にほとんど違和感のないものとなる。また次の補
正時には、そのバイアス電圧を基にして補正が行われる
ため、略確実に追従できる。

［発明の効果コ 以上詳述したことから明らかなように、本発明の変調装
置では、変調入力信号に換えて基準信号を入力し、その
時の信号を基にバイアス信号を加減するため、安定した
信号を得ることが可能である。また、本変調装置は振動
等に影響されず、更に、高い周波数で安定に連続的に変
調光出力を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本実施例を説明するためのもので、
第１図は本実施例の半導体レーザ素子を励振する装置の
ブロック図、第２図は本実施例の光学系の構成を示す斜
視図、第３図は半導体レーザ素子の特性を示す図、第４
図は半導体レーザ素子の特性の変動を示す図、第５図は
本実施例の動作タイミングを示す図である。 図中、１２は信号発生手段に対応する半導体レーザー素
子、２６は検出手段に対応するフォトダイオード、３２
は切換手段に対応する切換スイッチ、３３は基準信号発
生手段に対応する定電圧電源、３５は加算手段に対応す
る加算回路、３８は比較手段に対応するコンパレータ、
３９は停止手段を構成するアンドゲート、４０は増加手
段を構成するアンドゲート、４２は減算手段を構成する
単安定マルチバイブレータ、４４は減算手段を構成する
アンドゲート、４５は減算手段及び増加手段を構成する
発振器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、励振により信号を発生する信号発生手段と、変調入
   力信号とバイアス値とを加算する加算手段とを有し、 該加算手段の加算結果により前記信号発生手段を励振す
   る変調装置であって、 基準信号を発生する基準信号発生手段と、 補正指令信号の発生に関連して前記変調入力信号に換え
   て前記基準信号発生手段の発生する基準信号を前記加算
   手段に入力する切換手段と、前記信号発生手段の発生す
   る信号の強度を検出する検出手段と、 該検出手段により検出された信号の強度と基準値とを比
   較する比較手段と、 前記補正指令信号の発生時に前記バイアス値より所定の
   値を減算する減算手段と、 前記切換手段により前記基準信号が加算手段に入力され
   ている状態においてバイアス値を徐々に増加させる増加
   手段と、 前記比較手段による比較結果に応じて前記増加手段によ
   るバイアス値の増加を停止させる停止手段とを有したこ
   とを特徴とする変調装置。