JPH022036A - 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、ピンホールとから成り、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偏
向した後、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
ものもある。

［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、
高い周波数で変調をすることはできないという問題点を
存していた。

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
１週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、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信号とを加算す
る加算手段とを備え、該加算手段の加算結果により前記
信号発生手段を制御するようにした変調装置において、
前記信号発生手段により発生する信号の強度を検出する
検出手段と、基準信号を発生する基準信号発生手段と、
所定の制御信号に従って前記基準信号発生手段の発生す
る基準信号を前記変調入力信号と切り換えて前記加算手
段に入力する切換手段と、該切換手段により前記加算手
段に基準信号が入力されている状態における前：ｉｌｌ
！検出手段により検出される信号の強度に基き前記バイ
アス信号を加減するバイアス信号調整手段とを有したこ
とを特徴とするものである。

［作用コ 上記構成を有する本発明において、変調入力信号は加算
手段によりバイアス信号と加算される。

励振手段はその加算値に応じて信号発生手段を励振する
。

制御信号により切換手段が切り換えられ、加算手段に基
準信号が入力されると、バイアス信号調整手段は、検出
手段により検出された信号の強度を基にバイアス信号を
加減する。

［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、回転多面鏡１３により反射さ
れて感光ドラム１１に至る。この回転多面鏡１３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。回転多面鏡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、
二個の入力端子を有する切換スイッチ２１の一方の入力
端子に入力されている。この切換スイッチ２１の他方の
入力端子には、定電圧電源２０により基／＄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２１
は、電界効果トランジスタにより構成されたもので、制
御回路２２に接続され、該制御回路２２より出力される
制御信号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２１の出力端子は、加算回路２３の一
方の入力端子に接続されている。この加算回路２３は、
前記切換スイッチ２１の出力端子に表れる電圧と、他方
の入力端子に接続される後述する積分回路２４の出力す
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２３の出力端子には、ドライブ回路２５が
接続されている。このドライブ回路２５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２５は
前記加算回路２３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）を越えると
、その越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
を越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
記回転多面鏡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２
６に受光される。

このフォトダイオード２６はコンパレータ２７に接続さ
れており、フォトダイオード２６に流れる光電流は電圧
（以下１１１１１定電圧と称す）に変換され、コンパレ
ータ２７に入力されている。

該コンパレータ２７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と同一の電圧が印加され
ている。このコンパレータ２７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ＯＶにする。

このコンパレータ２７の出力端子は、アンドゲート２８
の一方の入力端子に接続され、該アンドゲート２８を介
して積分回路２４に接続されている。このアンドゲート
２８は、前記制御回路２２の出力する制御信号に関連し
て、前記コンパレータ２７の出力する電圧の信号を選択
して通過させる。

前記積分回路２４は、前記アンドゲート２８を通過した
信号の電圧値を積分し、その積分された電圧値（バイア
ス電圧）を出力する。このバイアス電圧は後述する作用
により前記Ｉｔｈと対応するように調整されている。ま
た、この積分回路は、前記制御回路２２よりリセット信
号が入力されると出力電圧がＯｖにリセットされる。こ
の積分回路２４の出力端子は前述のように加算回路２３
に接続されている。

前記制御回路２２は、外部からの補正指令信号を入力し
、その補正指令信号を基に制御信号及びリセット信号を
作成するように構成されている。

制御信号は補正指令信号が入力された後、最初にコンパ
レータ２７の出力端子の電圧がＯｖとなるまでの時間だ
け所定の正電圧となっており、他の時点ではＯＶとなっ
ている。また、前記リセット信号は、前記補正指令信号
の入力後、微小時間だけ所定の電圧となっており、他の
時点ではＯｖとなっている。

この補正指令信号は、前記光センサ１５にレーザ光が照
射された時点で発生するようになっている。

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２１は変調入力信号を出力する。

この出力は加算回路２３において積分回路２４の出力す
るバイアス電圧と加算される。この加算回路２３の出力
は、ドライブ回路２５に入力される。ドライブ回路２５
はこの加算回路２３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１２より放
射されるレーザ光は回転多面鏡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。

一般に半導体レーザ素子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、−主走査が完了するとレーザ光が光センサ１５に
当たり、第５図の（ａ）に示すような補正指令信号が発
生する（第５図における時点ａ）。

この補正指令信号が発生すると制御回路２２は第５図の
（ｂ）に示すようなリセット信号を発生する。すると第
５図の（ｅ）に示すようにその間のバイアス電圧がＯｖ
にリセットされる。それと同時に制御回路２２は第５図
の（Ｃ）に示すように制御信号として所定の電圧を出力
する。すると前記切換スイッチ２１が切り換わり、加算
回路２３の一方の入力端子に基準電圧が印加される。ま
た、同時にアンドゲート２８はコンパレータ２７の出力
する正電圧を通過し、その電圧は積分回路２４に印加さ
れる。

すると、前記加算回路２３は、基準電圧と積分回路２４
から出力されるバイアス電圧を加算し、ドライブ回路２
５はその加算結果に応じて半導体レーザ素子１２を励振
するが、現状態では、バイアス電圧がリセットされて初
期値がＯｖであるため、励振電流が１ｔｈに至らず発光
しない。そのため測定電圧は比較電圧よりも小さくなり
、コンパレータ２７は所定の正電圧を出力する。積分回
路は、前記リセット信号によるリセットが解除された後
（第５図における時点ｂ）、コンパレータ２７の出力す
る正電圧をアンドゲート２８を介して入力し、その電圧
を積分していく。この積分値がバイアス電圧となる。そ
のため、バイアス電圧は、リセットの解除された後に第
５図の（ｅ）に示すように時間と共に増大していく。そ
してこのバイアス電圧と前記基準電圧との和に対応する
励振電流が１ｔｈを越えると（第５図における時点ｃ）
、半導体レーザ素子１２が発光し、その光出力が増加し
ていく。それと同時にコンパレータ２７に入力される測
定電圧も増大していく。そして測定電圧が比較電圧を上
回ると（第５図における時点ｄ）、第５図の（ｄ）に示
すようにコンパレータ２７の出力がＯＶとなる。すると
、制御回路２２はそれを感知し、制御信号をＯＶとする
。すると前記切換スイッチ２１が切り換わり、加算回路
２３に変調入力信号が入力される。また、アンドゲート
２８の作用により、それ以後は積分回路２４に電圧が入
力されず、前記バイアス電圧は、次の補正指令信号が発
生するまで保持される。

以上のバイアス電圧の補正の処理は、レーザ光が光セン
サ１５に当った後、回転多面鏡１３の回転に従いレーザ
光が感光ドラム１１に当るまでの間に終了する。この後
、新たに設定されたバイアス電圧により次の主走査が行
われる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、基準電圧は変調入力信号
の最大値である必要はなく、比較電圧を調整することに
より他の電圧を用いることができる。また、本実施例で
はバイアス信号調整手段を、積分器を核として構成して
いるが、記憶素子（リードオンリメモリ）に変換テーブ
ルを記憶させ変換テーブルを参照してバイアス電圧を決
めることもできる。

また、本発明の利用分野もレーザプリンタの変調回路に
限定されるものではなく、同期式の通信機の送信装置等
にも利用できる。

［発明の効果〕 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、（ａ）は補正指令信号
の発生のタイミングを示す図、（ｂ）はリセット信号の
発生のタイミングを示す図、（ｃ）は制御信号の発生の
タイミングを示す図、（ｄ）はコンパレータの出力を示
す図、（ｅ）は加算回路の出力及び光出力を示す図であ
る。 図中、１２は信号発生手段に対応する半導体レーザ素子
、２０は基準信号発生手段に対応する定電圧電源、２１
は切換手段に対応する切換スイッチ、２３は加算手段に
対応する加算回路、２６は検出手段に対応するフォトダ
イオード、２４，２７．２８はそれぞれバイアス信号調
整手段に対応する積分回路、コンパレータ、アンドゲー
トである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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信号とを加算する加算手段とを
   備え、 該加算手段の加算結果により前記信号発生手段を制御す
   るようにした変調装置において、前記信号発生手段によ
   り発生する信号の強度を検出する検出手段と、 基準信号を発生する基準信号発生手段と、 所定の制御信号に従って、前記基準信号発生手段の発生
   する基準信号を前記変調入力信号と切り換えて前記加算
   手段に入力する切換手段と、該切換手段により前記加算
   手段に基準信号が入力されている状態時に、前記検出手
   段により検出される信号の強度に基き、前記バイアス信
   号を加減するバイアス信号調整手段とを有したことを特
   徴とする変調装置。