JPH02197870A - 半導体レーザ素子の発光強度制御方法 - 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、半導体レーザ素子の発光強度制御方法および
その装置に関する。

［従来の技術］ 近年、電子写真技術を利用した画像形成装置が、例えば
、普通紙ファクシミリ装置、デジタル複写機、あるいは
、プリンタなどに利用されており、かかる画像形成装置
において、記録する画像光を発生する手段として、レー
ザダイオードなどの半導体レーザ素子が用いられている
。

この画像形成装置において、記録画像を一定の濃度で記
録するためには、半導体レーザ素子の発光強度を規定値
に制御する必要があり、この制御は、通常、各ページの
記録を開始する直前に実施されて、１ページの画像記録
を行なう間保持される。

この半導体レーザ素子の発光強度制御は、マイクロコン
ピュータシステムを利用した制御装置により行なわれて
おり、従来、特開昭６２−１４０４８２号公報に開示さ
れたもの、あるいは、実開昭６２−１１６５７０号公報
に開示されたものがある。

前者は、レーザダイオードに内蔵されている出力モニタ
用の受光素子の出力を基準電圧と比較し、モニタ出力が
基準電圧よりも小さければレーザダイオードの駆動電流
を設定するＤ／Ａ変換器のデジタル入力値を最小値より
インクリメントし、モニタ出力が基準電圧を超えたとこ
ろで駆動電流値を固定するものである。

後者は、同様にモニタ出力を基準値と比較し。

モニタ出力が小さければＤ／Ａ変換器のデジタル入力値
をインクリメントし、大きければデクリメントする操作
を所定時間実行した後、そのデジタル入力値を固定する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この前者では、次の２つの不都合を生じ
ていた。

■ノイズ等によりデジタル回路が誤動作した場合、例え
ば、カウンタのＭＳＤ　（最上術）のビットの値が０か
ら１に変化した場合、レーザ光出力が過大な値に設定さ
れるおそれがある。

■レーザ光出力が離散値を取るため、モニタ出力が基準
値を超えたところでデジタル入力値を固定すると、基準
値に対する誤差が最小であるとは限らず、制御の精度が
悪い。

また、後者は、上述した前者の■の不具合を解消できる
が、■の不具合を解消できない、また。

この場合には、レーザ光出力が目標値に達するまでに要
すると予測される時間の最大値を制御の設定時間とする
必要があり、その制御に要する時間が長くなるという不
具合を生じる。

本発明は、かかる従来技術の課題を解消するためになさ
れたものであり、半導体レーザ素子の出力強度を精度よ
く、かつ、短時間で規定値に制御できる半導体レーザ素
子の発光強度制御方法を提供することを目的としている
。また、ページ単位に発光強度を制御したとき、光書き
込み期間における発光強度の変動を解消できないので、
記録画像にむらができることがあるか、かかる不都合も
解消できるようにしている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、発光強度の指令値を１ステップずつ変化する
とともに検出値と発光強度設定値との偏差を算出して保
持し、検出値と発光強度設定値との関係が変化するとそ
の関係を逆転する方向に指令値を変化し、この関係の逆
転を一定回数繰り返すと、直前に検出値が発光強度設定
値よりも大きかったときの偏差と検出値が発光強度設定
値よりも小さかったときの偏差を比較し、より小さい偏
差をもつ関係に指令値を設定するものである。また、本
発明では、記録画像光のライン単位に発光強度を制御す
るようにしている。

また、制御手段としてスリーステート出力端子を用いる
マイクロコンピュータを用い、このスリーステート出力
端子からの出力信号を積分する積分回路と、この積分回
路の出力信号に基づいた大きさの駆動電流を半導体レー
ザ素子に供給する電流供給手段を備えている。

［作用］ したがって、より偏差の小さい値に、指令値が制御され
るので、制御の精度が向上する。また、ライン単位に発
光強度を制御するので、１ページ内での記録画像のむら
が解消できる。また、制御手段として用いられているマ
イクロコンピュータのデジタル出力信号をアナログ信号
に変換するデジタル／アナログ変換器を必要としないの
で、装置コストを低減できる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照しながら１本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にがかるレーザダイオード
駆動制御装置を示している。このレーザダイオード駆動
制御装置は、例えば、レーザプリンタのレーザダイオー
ドの発光強度を制御する。

同図において、制御部１は、このレーザダイオード駆動
制御装置の制御動作を行なうものであり、レーザプリン
タのメイン制御装置（図示路）と種々の制御情報をやり
とりするとともに、レーザダイオード２の発光強度を設
定する設定値ＣＩをデジタル／アナログ変換器３に出力
する。

デジタル／アナログ変換器３は、入力した設定値ＣＩを
対応する強度設定信号ＡＩに変換するものであり、その
強度設定信号ＡＩはレーザダイオード２に駆動電流ＩＤ
を供給する電流制御部４に加えられている。

電流制御部４は、レーザダイオード２に供給する駆動電
流ＩＯを１強度設定信号ＡＩに対応した電流値に制御す
るものである。

フォトダイオード５は、レーザダイオード２と同一の外
囲器に収容されて、レーザダイオード２から出力される
レーザ光の一部を受光するものであり、その出力信号Ｐ
Ｍは、アナログｌデジタル変換器６に加えられている。

アナログ／デジタル変換器６は、入力した信号四を対応
するデジタル信号に変換するものであり、このデジタル
信号は、レーザダイオード２の出力強度モニタ信号ＤＦ
として制御部１に加えられている。

また、レーザダイオード２に並列接続されているスイッ
チングトランジスタ７は、メイン制御装置より転送され
てくる記録データＤＴによりオンオフして、レーザダイ
オード２からの出力レーザ光を、記録データＤＴで変調
するためのものである。

なお、デジタル／アナログ変換器３のビット数よりも、
アナログ／デジタル変換器６のビット数の方が、大きく
設定されていて、より細かいステップでレーザダイオー
ド２の出力強度をモニタできるようにしている。

レーザダイオード２の発光強度を規定値に制御するため
に、各ページの記録開始前に制御部ｌが実行する処理例
を第２図に示す。

制御部ｌは、メイン制御装置よりレーザ強度制御指令が
入力されると、まず、カウンタＣＣＩの値をｒＱＪに初
期設定しく処理１０１）、カウンタＣＣＩの値を設定値
ＣＩとしてデジタル／アナログ変換器２に出力しく処理
１０２）、これによって、レーザダイオード２の出力レ
ベルを「０」に初期設定する。

次に、制御系が設定値ＣＩの状態に静定するまでの時間
待ちを行ない（処理１０３）、それを終了すると、出力
強度モニタ信号ＤＦと規定値ＶＲとの大小関係を記憶す
るためのフラグＦＣＨ１および、出力強度モニタ信号Ｏ
Ｆと規定値ＶＲとの大小関係の変化回数を記憶するため
のカウンタＣＣＨの値をｒＱＪに初期設定しく処理１０
４）、出力強度モニタ信号ＤＦが規定値ＶＲよりも大き
かったときの偏差を記憶するための変数ＥＲｐ、および
、出力強度モニタ信号ＤＦが規定値ＶＲよりも小さかっ
たときの偏差を記憶するための変数ＥＲ＋ｍをそれぞれ
取りうる最大の値ＭＡＸに初期設定する（処理１０５）
。

そして、出力モニタ信号ＤＦを入力し、その値が規定値
ＶＲよりも大きいかどうかを判定する（判断１０６）。

判断１０６の結果がＮｏの場合、カウンタＣＣＩをイン
クリメントしてその値を１ステップ増大しく処理１０７
）、変数ＨＲｍに規定値ＶＲから出力モニタ信号ＤＦの
値を減じた値を代入する（処理１０８）。

そして、フラグＦＣＨが１になっているかどうかを調べ
（判断１０９）、判断１０９の結果がＹＥＳになるとき
には、出力モニタ信号ＤＦが規定ＶＲよりも大きい状態
から小さい状態に変化した場合なので、カウンタＣＣＨ
をインクリメントしく処理１１０）１判断１０９の結果
がＮＯになるときには、状態変化がない場合なのでこの
処理１１０をスキップし、フラグＦＣ）ｌの値を「０」
に設定する（処理１１１）。

また、判断１０６の結果がＹＥＳになるときには、カウ
ンタＣＣＩをデクリメントしてその値を１ステップ減じ
（処理１１２）、変数ＥＲ１１に出力モニタ信号ＯＦの
値から規定値ＶＲを減じた値を代入する（処理１１３）
。

そして、フラグＦＣＨが０になっているかどうかを調べ
（判断１１４）、判断１１４の結果がＹＥＳになるとき
には、出力モニタ信号ＤＦが規定ＶＲよりも小さい状態
から大きい状態に変化した場合なので、カウンタＣＣＨ
をインクリメントしく処理１１５）、判断１１４の結果
がＮＯになるときには、状態変化がない場合なのでこの
処理１１５をスキップし、フラグＦＣＪＩの値を「１」
に設定する（処理１１６）。

処理ｌ１１および処理１１６を終了すると、カウンタＣ
ＣＨが規定回数Ｎｃ以上になっているかどうかを調べ（
判断１１７）、判断１１７の結果がＮｏになるときには
、カウンタＣＣＩの値を設定値ＣＩとしてデジタル／ア
ナログ変換器３に出力しく処理１１８）、時間待ちの処
理を１１９を実行したのちに、判断１０６に戻る。

また、判断１１７の結果がＹＥＳになるときは、規定回
数Ｎｃだけ、レーザダイオード２の出力強度が規定値Ｖ
Ｒを挾んで上下に変化した場合なので、レーザダイオー
ド２の出力強度を設定するために、変数ＥＲρが変数Ｅ
Ｒｍよりも大きくなっているかどうかを調べる（判断１
２０）。

判断１２０の結果が’／ＥＳになるとき、フラグＦＣＨ
がｒＱＪになっているかどうかを調べる（判断１２１）
、判断１２１の結果がＮＯになるときには、変数ＥＲ−
の値が変数ＥＲｐより小さくて、前回の指令値ＣＩの方
が、現在デジタル／アナログ変換器３に設定されている
指令値ＣＩよりも誤差が小さい場合なので、カウンタＣ
ＣＩの値を指令値ＣＩとしてデジタル／アナログ変換器
３に出力しく処理１２２）　、それ以降、その指令値Ｃ
Ｉを保持する（処理１２３）。

また、判断１２１の結果がＹＥＳになるときには、現在
デジタル／アナログ変換器３に設定されている指令値Ｃ
Ｉが適正値なので、処理１２２をスキップして処理１２
３に進む。

一方、判断１２０の結果がＮＯになるときには、フラグ
ＦＣＨが「１」になっているかどうかを調べる（判断１
２４）。判断１２４の結果がＮＯになるときには、処理
１２２に進み、判断１２４の結果がＹＥＳになるときに
は、処理１２３に進む。

このようにして、制御部１は、レーザダイオード２の出
力強度を規定値ＬＲに制御する。

すなわち、第３図に示すように、制御部１は、制御開始
の時点ｔ、で指令値ＣＩを「０」にしてレーザダイオー
ド２の出力強度を「０」に初期設定し、それ以降は、一
定の時間周期で、指令値ＣＩを１ステップずつ上昇して
いく。

そして１時点上〇で出力強度が規定値ＬＲを超えると、
指令値ＣＩを１ステップ下げて規定値ＬＲよりも小さく
し、次に、１ステップ上げて規定値ＬＲよりも大きくす
る動作を規定回数繰返して行なう。

このようにして、規定値ＬＲのと指令値ＣＩの大小関係
を規定回数だけ逆転させる動作を終了すると。

その終了した時点ｔ２で、第４図に示すように、規定値
ＬＲよりも出力強度を大きくしたときの偏差ＥＲＰと、
規定値ＬＲよりも出力強度を小さくしたときの偏差ＥＰ
ｍの小さい方の状態を取るように、指令値ＣＩを設定す
る。

これにより、まず、出力強度を規定値ＬＲの近傍で上下
に変化させているために、ノイズ等の混入により、例え
ば、デジタル／アナログ変換器３の出力が異常になった
ような場合でも、その値に出力強度が規定されることが
防止される。

また、偏差ＥＲｐ、ＥＲｍの大小関係に基づいて、指令
値ＣＩを設定しているので、レーザダイオード２の出力
強度を、より誤差の小さい値に調整することができる。

また、そのときの制御系の状態によって、制御の終了が
規定されるので、レーザダイオード２の出力制御処理に
要する時間がむやみに長くなることが防止される。

ところで、例えば、２ページ目の記録開始時点では、レ
ーザダイオード２の出力強度は、１ページ目の記録開始
時に設定した状態から大きく変化していないと考えられ
るので、２ページ目以降では、第２図の処理１０４から
開始するようにすることもできる。

また、第２図の処理を一定周期で行なう場合、処理１０
３，１１０の時間待ちの処理を省略できる。

ところで、上述した実施例では、ページ単位にレーザダ
イオード２の発光強度を制御しているために、同一ペー
ジ内でレーザダイオード２の発光強度が変動したときに
対処することができない。

かかる変動は、ごく小さいものであるが、とくに、レー
ザダイオード２の環境温度が大きく変動（上昇）した場
合に顕著となる。

次に、かかる不都合を解消できる、本発明の他の実施例
について説明する。

まず、レーザビームプリンタなどの光学系について説明
する。

第５図に示すように、レーザダイオード２から出力され
る、記録データＤＴで変調されたレーザビームＬＢは、
モータｌＯにより回転駆動されるポリゴンミラー１１で
反射されて、ベルト状の感光体１２を主走査方向Ｒ３に
走査して露光する。

また、レーザビームＬＢが感光体１２を走査する直前に
は、レーザビームＬＢを検出可能な位置に、レーザビー
ムＬＢを受光するとライン同期信号ＬＳを発生するライ
ン同期検出回路１３が設けられている。

したがって、第６図（ａ）に示すように、レーザダイオ
ード２により１ライン分の記録画像光を発生する即動期
間ＴＡでは、まず、最初の期間Ｔ１は、ライン同期検出
回路１３にレーザビームＬＢを検出させるために連続点
灯し１次の期間Ｔ２は、レーザビームＬＢがライン同期
検出回路１３から感光体１２まで移動する間なのでレー
ザダイオード２の発光を停止し、それに続く期間Ｔ３で
記録画像光を発生させ、その後、次の周期の開始までの
期間Ｔ４は発光を停止する。

これにより、期間Ｔｌにおいて、レーザビームＬＢがラ
イン同期検出回路１３の受光部を横切る期間、同図（ｂ
）のように、ライン同期検出回路１３からライン同期信
号ＬＳが発生される。

このライン同期検出回路１３は、従来は、モータ１０の
回転同期および記録データＤＴの転送タイミングを同期
するために用いられている。

そこで、本実施例では、上述した実施例と同様にしてペ
ージ記録に先立ってレーザダイオードの発光強度を制御
するとともに、ページ記録時には、ライン同期信号ＬＳ
の発生タイミングに同期してレーザダイオード２の発光
強度を制御し、それにより、ライン単位の発光強度制御
を実現している。

第７図は、かかる実施例の一例を示している。

なお、同図において、第１図と同一部分および相当する
部分には、同一符号を付している。

同図において、ライン同期検出回路１３から出力される
ライン同期信号ＬＳは、制御部１に加えられるとともに
、記録データＤＴを発生するメイン制御装置やモータ１
０の回転を制御するモータ制御手段などの図示しない外
部装置に出力されている。

この実施例では、制御部１は、各ページの記録開始前に
第２図の処理を実行するとともに、ページ記録が開始さ
れると、ライン同期信号しＳを入力する度に第８図に示
した処理を実行する。

すなわち、ライン同期信号ＬＳを入力すると、そのとき
、記録データＤＴで変調した記録画像光を感光体１２に
書き込む光書き込みモードになっているかどうかを判定
しく判断２０１）、判断２０１の結果がＹＥＳになると
きには、カウンタＣＣＩ（第２図参照）の値を設定値Ｃ
Ｉとして出力する（処理２０２）。

そして、そのときの出力モニタ信号ＤＦを入力して、出
力モニタ信号ＤＦと規定値ＶＲを比較しく判断２０３）
、出力モニタ信号ＤＦの値が規定値ＶＲよりも小さいと
きには、カウンタＣＣＩをインクリメントして１つ値を
増やしく処理２０４）、規定値ＶＲよりも大きいときに
は、カウンタＣＣＩをデクリメントして１つ値を減らし
く処理２０５）、この処理を終了する。

また、出力モニタ信号ＤＦの値が規定値ＶＲに等しいと
きには、カウンタＣＣＩの値を保持した状態で、この処
理を終了する。

これにより、次にライン同期信号ＬＳが発生したときに
は、このときに設定したカウンタＣＣ■の値が設定値Ｃ
Ｉとして出力されるので、結果的に、出力モニタ信号Ｏ
Ｆの値が規定値ＶＲに一致するように、レーザダイオー
ド２の発光強度制御がライン単位に実行される。

それにより、１ページの画像を記録しているときのレー
ザダイオード２の発光強度が一定に保たれるので、記録
画像に濃度変動などの不具合が発生することを防止する
ことができる。

なお、この実施例では、出力モニタ信号ＤＦと規定値Ｖ
Ｒを単純に比較し、その比較結果でカウンタＣＣＩの値
を調整しているが、レーザダイオード２の発光強度制御
はこれ以外の方法を用いることができる。

さて、近年では、上述した制御部１としては、マイクロ
コンピュータ装置が用いられており、また、アナログ／
デジタル変換器６を内蔵しているワンチップ型のマイク
ロコンピュータ装置が実用されているので、これらの制
御部１およびアナログ／デジタル変換ｌＩ６を、そのよ
うなワンチップ型のマイクロコンピュータ装置で実現す
ると、装置コストを低減することができる。

ところが、制御部１から出力される設定値ＣＩがデジタ
ル信号なので、そのデジタル信号を電流制御部４が入力
可能なアナログ信号に変換するデジタルｌアナログ変換
器３が必要となるため、装置コストを低減する障害とな
っていた。

このような不都合を解消できる、本発明のさらに他の実
施例を第９図に示す。なお、同図において、第１図と同
一部分および相当する部分には、同一符号を付している
。

同図において、マイクロコンピュータ装置２０は、アナ
ログｌデジタル変換器６を入力手段として備えたもので
あり、その各種制御処理を実現するデータ処理部２１の
スリーステートの入出力ポートから出力される電流制御
信号ＩＣは、積分回路２２に加えられている。

積分回路２２は、入力された電流制御信号ＩＣを積分し
て電流指令信号ＩＮを算出するものであり、演算増幅器
ＯＰＩ、入力抵抗Ｒ１、分圧抵抗Ｒ２，Ｒ３、および、
フィードバックコンデンサＣ１から構成されている。そ
の出力信号は、定電流回路２３に出力されている。

定電流回路２３は、積分回路２２から出力されている電
流指令信号ＩＭに対応した駆動電流工０をレーザダイオ
ード２に供給するものであり、演算増幅器ＯＰ２．分圧
抵抗Ｒ４，Ｒ５，帰還抵抗Ｒ６、および、出力トランジ
スタＴｒから構成されている。

電流／電圧変換回路２４は、フォトダイオード５からの
出力信号ＰＭを、対応する電圧信号に変換するものであ
り、演算増幅器ＯＰ３、抵抗Ｒ７，Ｒ８、および、帰還
抵抗Ｒ９から構成されている。この電流／電圧変換回路
２４の出力信号が、マイクロコンピュータ装置２０のア
ナログ／デジタル変換器６に入力されている。

マイクロコンピュータ装置２０のデータ処理部２１が、
入出力ポートを出力モードに設定すると、入出力ポート
のレベルが論理Ｈレベルに立上り、電流制御信号ＩＣが
論理Ｈレベルに立ち上がる。

したがって、積分回路２２が、その論理Ｈレベルの電流
制御信号ＩＣを積分するために、積分回路２２より出力
されている電流指令信号ニーの値が、積分回路２２の時
定数で一次関数的に減少する。

このようにして、電流指令信号ＩＭの値が小さくなると
、定電流回路２３のトランジスタＴｒのベース電圧が低
下するので、トランジスタＴｒのコレクタ電流が増大し
て、駆動電流ＩＤが増大する。

その状態で、データ処理部２１が入出力ポートをハイイ
ンピーダンスに設定すると、電流制御信号ＩＣが停止す
る状態となり、それにより、積分回路２２の電流出力信
号ＩＮがその時点で保持される。

また、データ処理部２１が入出力ポートを入力モードに
設定すると、入出力ポートのレベルが論理Ｌレベルに立
ち下がり、電流制御信号ＩＣが論理Ｌレベルに立ち下が
る。

したがって、積分回路２２が、その論理しレベルの電流
制御信号ＩＣを積分するために、積分回路２２より出力
されている電流指令信号ＩＮの値が、積分回路２２の時
定数で一次関数的に増大する。

このようにして、電流指令信号ＩＭの値が大きくなると
、定電流回路２３のトランジスタＴｒのベース電圧が増
大するので、トランジスタＴｒのコレクタ電流が低下し
て、駆動電流ＩＯが低下する。

その状態で、データ処理部２１が入出力ポートをハイイ
ンピーダンスに設定すると、電流制御信号ＩＣが停止す
る状態となり、それにより、積分回路２２の電流出力信
号ＩＮがその時点で保持される。

このようにして、データ処理部２１が電流制御信号ＩＣ
を論理Ｈレベルに立ち上げると、駆動電流ＩＤが増大し
、電流制御信号ＩＣを論理Ｌレベルに立ち下げると、駆
動電流ＩＯが減少し、また、データ処理部２１が電流制
御信号ＩＣを出力している入出力ポートをハイインピー
ダンス状態に設定すると、その時点で駆動電流ＩＤの値
が保持される。

レーザダイオード２の発光強度を規定値に制御するため
に、各ページの記録開始前にデータ処理部２１が実行す
る処理例を第１０図に示す、なお、第１０図において、
第２図と同一の要素には同一符号を用いている。

データ処理部２１は、メイン制御装置よりレーザ強度制
御指令が入力されると、まず、電流制御信号ＩＣを出力
している入出力ポートを一定時間ＴＶの間論理Ｈレベル
に立ち上げて（処理３０１）、レーザダイオード２に供
給している駆動電流ＩＤを増大させてから、入出力ポー
トをハイインピーダンスに設定して駆動電流ＩＤをその
時点での値に保持させる（処理３０２）。

次に、制御系が駆動電流ＩＤの値に対応した状態に静定
するまでの時間よりも長い所定時間ＴＣの待ちを行ない
（処理３０３）、それを終了すると、出力強度モニタ信
号ＤＦと規定値ＶＲとの大小関係を記憶するためのフラ
グＦＣＨ１および、出力強度モニタ信号ＤＦと規定値Ｖ
ｐとの大小関係の変化回数を記憶するためのカウンタＣ
ＣＨの値を「０」に初期設定する（処理３０４）。

そして、出力モニタ信号ＤＦを入力し、その値が規定値
ＶＲよりも大きいかどうかを判定する（判断３０５）。

判断３０５の結果がＮＯの場合、レーザダイオード２の
発光レベルが規定値よりも小さいので、入出力ポートを
一定時間Ｔｌ１ｌの間論理Ｈレベルに立ち上げて、論理
Ｈレベルの電流制御信号ＩＣを一定時間ＴＶを出力して
駆動電流ＩＤを増大させ（処理３０６）、その後、入出
力ポートをハイインピーダンス状態に設定して駆動電流
ＩＤの値を保持させる（処理３０７）。

そして、フラグＦＣＨが１になっているかどうかを調べ
（判断３０８）、判断３０８の結果がＹＥＳになるとき
には、出力モニタ信号ＯＦが規定ＶＲよりも大きい状態
から小さい状態に変化した場合なので、カウンタＣＣＨ
をインクリメントしく処理３０９）、判断３０８の結果
がＮｏになるときには、状態変化がない場合なのでこの
処理３０９をスキップし、フラグＦＣＨの値を「０」に
設定する（処理３１０）。

また、判断３０５の結果がＹＥＳになる場合、レーザダ
イオード２の発光レベルが規定値よりも大きいので、入
出力ポートを一定時間Ｔｌｌの間論理Ｌレベルに立ち下
げて、論理Ｌレベルの電流制御信号ＩＣを一定時間Ｔｗ
を出力して駆動電流ＩＤを減少させ（処理３１１）、そ
の後、入出力ポートをハイインピーダンス状態に設定し
て駆動電流ＩＤの値を保持させる（処理３１２）。

そして、フラグＦＣＨがＯになっているかどうかを調べ
（判断３１３）、判断３１３の結果がＹＥＳになるとき
には、出力モニタ信号ＤＦが規定ＶＲよりも小さい状態
から大きい状態に変化した場合なので、カウンタＣＣＨ
をインクリメントしく処理３１４）、判断３１３の結果
がＮｏになるときには、状態変化がない場合なのでこの
処理３１４をスキップし、フラグＦＣＨの値を「１」に
設定する（処理３１５）。

処理３１０および処理３１５を終了すると、カウンタＣ
ＣＩ（が規定回数Ｎｃ以上になっているかどうかを調べ
（判断３１６）、一定時間ＴＣの時間待ちの処理３１７
を実行したのちに、判断３０５に戻る。

また、判断１１７の結果がＹＥＳになるときは、規定回
数Ｎｃだけ、レーザダイオード２の出力強度が規定値Ｖ
Ｒを挾んで上下に変化した場合なので、レーザダイオー
ド２の出力強度をその状態で保持するために、この処理
を終了する。

このようにして、データ処理部２１は、レーザダイオー
ド２の出力強度を規定値ＬＲに制御する。

すなわち、第１１図に示すように、データ処理部２１は
、レーザダイオード２の出力強度が規定値ＬＲよりも小
さいときには、電流制御信号ＩＣを一定時間Ｔす論理Ｈ
レベルに設定して、駆動電流ＩＯの大きさを１ステップ
分上昇させる。

そして、電流制御信号ＩＣを一定時間ＴＣの閏年動作状
態に設定して、制御系が静定するまで待ち、この処理を
、レーザダイオード２の出力強度が規定値ＬＲを超える
まで一定周期で繰返し行ない、駆動電流ＩＯを一定の時
間周期で１ステップずつ上昇していく。

出力強度が規定値ＬＲを超えると、電流制御信号ＩＣを
一定時間ＴＶの間論理しレベルに設定して、駆動電流Ｉ
Ｄの大きさを１ステップ分低下させ、その状態で駆動電
流ＩＯを保持する。

そして、駆動電流ＩＤを１ステップ分上げてレーザダイ
オード２の出力強度を規定値ＬＲよりも大きくし、次に
、駆動電流ＩＤを１ステップ分下げてレーザダイオード
２の出力強度を規定値ＬＲよりも小さくする動作を規定
回数繰返して行なう。

このようにして、規定値ＬＲと出力強度の大小関係を規
定回数だけ逆転させる動作を終了すると、その終了した
時点で電流制御信号ＩＣを出力している入出力ポートを
ハイインピーダンス状態に設定して、駆動電流ＩＤの値
をその時点の値に保持する。

それにより、レーザダイオード２の出力強度を確実に規
定値ＬＲに設定することができる。

ところで、上述した実施例では、一定時間間隔ＴＣでレ
ーザダイオード２の出力強度を調べ、その出力強度の規
定値ＬＲとの大小関係に基づいて、定時間ＴＶの開電流
制御信号ＩＣの値を論理Ｈレベルまたは論理Ｌレベルに
設定することで、駆動電流■Ｄを１ステップ分上下させ
ているが、この駆動電流ＩＤの制御態様は、次のように
することもできる。

すなわち、レーザダイオード２の出力強度と規定値ＬＲ
との偏差を調べ、その偏差が大きい場合には、電流制御
信号ＩＣの値を論理Ｈレベルあるいは論理Ｌレベルに設
定する時間を長くし、偏差が小さい場合には、電流制御
信号ＩＣの値を論理Ｈレベルあるいは論理しレベルに設
定する時間を短くする。

また、このときには、電流制御信号ＩＣの値を論理Ｈレ
ベルあるいは論理Ｌレベルに設定する時間を終了してか
ら、制御系が静定するまでの時間が経過するまで待った
時点で、次の制御のためのレーザダイオード２の出力強
度のサンプリングを行なう。

このようにすることで、駆動電流ＩＤを無段階に制御す
ることができるので、レーザダイオード２の出力強度の
制御の精度をより向上することができる。

また、駆動電流ＩＤを上昇するときの変化率と。

駆動電流ＩＤを低下するときの変化率を、それぞれ適宜
な値に設定することができる。

例えば、マイクロコンピュータ装置２０として０ＭＯ８
型の装置を用いた場合、その入出力ポートの論理Ｈレベ
ルはほぼ電源電圧Ｖｃｃに一致し、また、論理Ｌレベル
はほぼ接地レベルに一致する。

したがって、積分回路２２の分圧抵抗Ｒ２と分圧抵抗Ｒ
３の抵抗値を等しい値に設定すると、演算増帳器ＯＰＩ
の非反転入力端および反転入力端の電位がＶｃｃ／２と
なり、したがって、入出力ポートを出力モードおよび出
力モードに設定したときに流れる電流制御信号ＩＣの値
は、それぞれ、＋（Ｖｃｃ／２ＲＬ）および−（Ｖｃｃ
／２Ｒ１）となるために、駆動電流ＩＤを上昇するとき
の変化率と、低下するときの変化率が等しくなる。

また、分圧抵抗Ｒ２の抵抗値を分圧抵抗Ｒ３の抵抗値よ
り小さく設定すると、駆動電流ＩＤの上昇時の変化率は
、低下時の変化率よりも小さくなる。

このようにして、本実施例では、レーザダイオード２の
出力強度の制御を、非常に柔軟に行なうことができる。

また、デジタルｌアナログ変換器を用いて、電流制御す
る場合に比べ、マイクロコンピュータ装Ｗ２０と積分回
路２２の間の信号線の数が大幅に減少され、また、マイ
クロコンピュータ装置２０に必要な出力ポートの数も減
少できるので、装置コストを大幅に低減することができ
る。

第１２図は、本発明のまたさらに他の実施例を示してい
る。なお、同図において、第９図と同一部分および相当
する部分には、同一符号を付している。

同図において、電流／電圧変換回路２４の出力信号は、
レーザダイオード２の出力強度を規定値ＬＲと比較する
ための比較回路２５に加えられており、この比較回路２
５から出力される比較信号ＣＰは、マイクロコンピュー
タ装置３０の１ビツトのデータ入力端に加えられている
。

ここで、比較回路２５は、演算増幅器ＯＰ４、規定値Ｌ
Ｒに対応した基準電圧ＲＥＦを発生するための分圧抵抗
ＲＩＯ，Ｒ１１、および、帰還抵抗Ｒ１２から構成され
ており、電流／電圧変換器２４から出力されるモニタ信
号ＰＭ（電圧値）が基準電圧ＲＥＦよりも大きい場合に
は、比較信号ＣＰを論理Ｌレベルに設定し、また、モニ
タ信号ＰＭ（電圧値）が基準電圧ＲＥＦよりも小さい場
合には、比較信号ＣＰを論理Ｈレベルに設定する。

したがって、この場合、マイクロコンピュータ装置３０
は、第１０図と同様の処理を行なって、レーザダイオー
ド２の駆動電流ＩＤを制御する。

このようにして、本実施例では、レーザダイオード２の
出力強度と規定値ＬＲの大小関係に基づいて駆動電流Ｉ
Ｄを制御しているので、マイクロコンピュータ装置３０
には、入力手段としてアナログ／デジタル変換器を必要
とせず、したがって、さらに装置コストを低下すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、発光強度の指令
値を１ステップずつ変化するとともに検出値と発光強度
設定値との偏差を算出して保持し。

検出値と発光強度設定値との関係が変化するとその関係
を逆転する方向に指令値を変化し、この関係の逆転を一
定回数繰り返すと、直前に検出値が発光強度設定値より
も大きかったときの偏差と検出値が発光強度設定値より
も小さかったときの偏差を比較し、より小さい偏差をも
つ関係に指令値を設定しているので、制御の精度が向上
する。また、記録画像光のライン単位に発光強度を制御
するようにしているので、１ページ内での記録画像のむ
らが解消できる。さらに、制御手段としてスリーステー
ト出力端子を用いるマイクロコンピュータを用い、この
スリーステート出力端子からの出力信号を積分する積分
回路と、この積分回路の出力信号に基づいた大きさの駆
動電流を半導体レーザ素子に供給する電流供給手段を備
えているので、デジタル／アナログ変換器を必要とせず
、装置コストを低減できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にがかるレーザダイオード駆
動制御装置を示すブロック図、第２図は制御部が実行す
る処理例を示すフローチャート、第３図はレーザダイオ
ードの出力強度制御の様子を示すグラフ図、第４図は偏
差を説明するための概略図、第５図はレーザビームプリ
ンタの光学系を例示する概略構成図、第６図はレーザダ
イオードの書き込み期間とライン同期信号の発生の関係
を示す波形図、第７図は本発明の他の実施例にかかるレ
ーザダイオード駆動制御装置を示すブロック図、第８図
はライン同期信号発生時に行なう処理例を示すフローチ
ャート、第９図は本発明のさらに他の実施例を示す回路
図、第１０図はデータ処理部の処理例を示すフローチャ
ート、第１１図は第９図の装置によるレーザダイオード
の出力強度制御の態様を示すグラフ図、第１２図は本発
明のまたさらに他の実施例を示す回路図である。 １・・・制御部、２・・・レーザダイオード、３・・・
デジタル／アナログ変換器、４・・・電流制御部、５・
・・フォトダイオード、６・・・アナログ／デジタル変
換器、７・・・スイッチングトランジスタ、１３・・・
ライン同期検出回路、２０　、３０・・・マイクロコン
ピュータ装置。 ２１・・・データ処理部、２２・・・積分回路、２３・
・・定電流回路、２４・・・電流／電圧変換回路、２５
・・・比較回路。 第 図 第３図 第 図 第６図 第 ア 図 第８ 図 第 １゜ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）各ページの記録開始前に、感光体を走査して記録
   画像光を露光する半導体レーザ素子の発光強度を検出し
   、その検出値が一定値になるように制御して保持する半
   導体レーザ素子の発光強度制御方法において、発光強度
   の指令値を１ステップずつ変化するとともに上記検出値
   と発光強度設定値との偏差を算出して保持し、上記検出
   値と発光強度設定値との関係が変化するとその関係を逆
   転する方向に指令値を変化し、この関係の逆転を一定回
   数繰り返すと、直前に上記検出値が発光強度設定値より
   も大きかったときの偏差と上記検出値が発光強度設定値
   よりも小さかったときの偏差を比較し、より小さい偏差
   をもつ関係に指令値を設定することを特徴とする半導体
   レーザ素子の発光強度制御方法。
2. （２）各ページの記録開始前に、感光体を走査して記録
   画像光を露光する半導体レーザ素子の発光強度を検出し
   、その検出値が一定値になるように制御して保持する半
   導体レーザ素子の発光強度制御方法において、記録画像
   光が感光体を主走査方向に走査する開始タイミングを検
   出する同期検出手段を備え、光書込時には、上記同期検
   出手段から同期信号が出力されるタイミングで、ライン
   単位に半導体レーザ素子の発光強度を制御することを特
   徴とする半導体レーザ素子の発光強度制御方法。
3. （３）各ページの記録開始前に、感光体を走査して記録
   画像光を露光する半導体レーザ素子の発光強度を検出し
   、その検出値が一定値になるように制御して保持する半
   導体レーザ素子の発光強度制御装置において、上記検出
   値に基づいた指令値をスリーステート出力端子より出力
   するマイクロコンピュータと、そのスリーステート出力
   端子の出力信号を積分する積分回路と、この積分回路の
   出力信号に基づいた大きさの駆動電流を半導体レーザ素
   子に供給する電流供給手段を備えたことを特徴とする半
   導体レーザ素子の発光強度制御装置。