JPH03101975A - アナログ変調光書込み方法 - 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、デジタル複写機、レーザプリンタ等の感光体
への光書込み、特に中間調画像の光書込みに適し、さら
には光通信、ビデオプリンタ等に応用し得るレーザダイ
オード等を用いたアナログ変調光書込み方法に関する。

従来の技術 従来、電気信号に変換した画像データを、感光体に書込
み、電子写真方式によりハードコピーを作戒する装置に
おいて、中間調画像を形成する技術としては画像を構威
する最小単位である画素を複数個まとめた大きな画素を
想定し、大きな画素の内の、小さな画素の何個がデータ
を持つかにより表現するという、デイザ法に代表される
面積階調法が知られている。例えば、４Ｘ４Ｍの画素で
構威される大きな画素で、１６段階の階調を表現すると
いうものである．しかし、この方法は階調を増せば増す
ほど、表現するに必要な画素面積が大きくなるので、形
成される画像の分解能が低下してしまう。

中間調画像形成に際しての、このような分解能の低下を
避けるために、文字のようなＩ’０１　　ｒｌ，１画像
と、写真のような中間調を含む画像とを検出・分離し、
中間調画像領域のみを、その分解能の低下をやむを得な
いものとして、面積階調法により表現し、文字部の分解
能の低下を防止するようにしたものがある。しかし、文
字部と中間調部とを分離するための検出が難しいケース
は多々ある。

例えば、中間調画像に重なった文字や、中間調の濃度の
文字、線などの場合、検出できないことになる。

中間調を表現する別の方法として、例えば米国特許明細
書４，６２６，９２３号に記載されているように、画像
を構成する最小単位である画素を、さらに、電気的手段
により、中間調データに対応させてパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）をし、実質的に各画素毎に面積階調するようにした
ものもある。しかし、この方法の場合、中間調の階調数
に応じて、ＰＷＭの段階を増やす必要があり、元の画素
クロック周波数の、階調数倍の処理速度のＰＷＭが必要
となる。従って、画素クロックそのものを、処理用の半
導体の応答速度の上限の近くにするような、高速のハー
ドコピー装置に適用するには、高価な超高速の半導体素
子が必要となってしまう。

しかして、米国特許明細書４，６２５，３１５号によれ
ば、その応用分野についての記載はないものの、レーザ
ダイオードをアナログ変調する技術が記載されており、
アナログ変調された光出力により、中間調画像の書込み
を行うことが考えられる。即ち、変調入力を電圧データ
としてアナログ値で入力すると、この電圧を目標値とし
て、レーザダイオードの光出力を検出し、その光出力が
、目標値と一定の関係となるように、フィードバック制
御するものである。

発明が解決しようとする課題 しかし、このようにレーザダイオードをアナログ変調す
る方式を中間調画像の光書込みに適用したと仮定した場
合、その画像データの帯域が広いと、フィードバック制
御ループを構成する素子の帯域幅が広くないと、制御系
が不安定となってしまう。従って、画素クロツクの高い
高速のハードコピー装置への適用には、高価な超高速の
半導体素子が必要となってしまう。また、レーザダイオ
ードは、周知のように、レーザ発振を開始するスレッシ
ョルド電流を境に、それ以上ではレーザ発光、以下では
ＬＥＤＱ光するので、スレツショルド電流を境に、制御
系のゲインが大幅に変ってしまう。従って、ＬＥＤ発光
するような、出力の低いレベルにまで安定動作させるこ
とは，期待できないものである。つまり、スレッショル
ド電流による制約を受ける。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明では、各々の光出力が合成光学系に
より同一点に合成される複数のレーザダイオードを設け
、複数ビットのバイナリーデータによるアナログ変調入
力データを、そのビットの重み順に複数のビット群によ
り前記レーザダイオードの個数分にレンジ分けし、各レ
ーザダイオードを各駆動回路によりそのレンジ内のビッ
ト群によるバイナリーデータに応じた変調電流で駆動さ
せ、各レーザダイオードの光出力をそのレンジより上位
レンジによる最大状態数分のｌになる関係でアナログ変
調させるようにした。

請求項２記載の発明では，請求項１記載の発明において
、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ用のレーザダ
イオードの光出力が０になるアナログ変調入力データが
入力された時に、そのレーザダイオードに対するバイア
ス電流を、それ以外のアナログ変調入力データが入力さ
れた時のバイアス電流の値より、低い値に変更させるよ
うにした。

また、請求項３記載の発明では、請求項ｌ又は２記載の
発明において、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ
用のレーザダイオードに対するアナログ変調入力データ
中の最下位１ビットに相当する変調電流を、そのレーザ
ダイオードのスレッショルド電流より大きくした。

請求項４記載の発明では、請求項１．２又は３記載の発
明において、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ用
のレーザダイオードに対するパイアス電流を、そのレー
ザダイオードのスレッショルド電流に等しくした。

さらに、請求項５記載の発明では、複数のレーザダイオ
ードを設け、複数ビットのバイナリーデータによるアナ
ログ変調入力データを、そのビットの重み順に複数のビ
ット群により前記レーザダイオードの個数分にレンジ分
けし、各レーザダイオードを各駆動回路によりそのレン
ジ内のビット群によるバイナリーデータに応じた変調電
流で駆動させ、各レーザダイオードの光出力をそのレン
ジより上位レンジによる最大状態数分の１になる関係で
アナログ変調させ、これらのアナログ変調されたレーザ
ダイオードの光出力を感光体に対して主走査又は副走査
方向に１画素の整数倍ずらして照射させ同一画素の書込
みを複数回の合成書込みにより行うようにした。

請求項６記載の発明では、これらの発明において、複数
のレーザダイオードを同一基板にアレイ状に配設させた
。

また、請求項７記載の発明では、各々の光出力が合成光
学系により同一点に合成される複数のダイオード光源を
設け、複数ビットのバイナリーデータによるアナログ変
調入力データを、そのビットの重み順に複数のビット群
により前記ダイオード光源の個数分にレンジ分けし、少
なくとも光出力が小さいビット群で変調されるダイオー
ド光源をスーパールミネセッントダイオードとして各ダ
イオード光源を各駆動回路によりそのレンジ内のビット
群によるバイナリーデータに応じた変調電流で駆動させ
、各ダイオード光源の光出力をそのレンジより上位レン
ジによる最大状態数分のｌになる関係でアナログ変調さ
せるようにした。

請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明と同様で
あるが、最も光出力の大きいビット群で変調されるダイ
オード光源をレーザダイオード、それ以外のビット群で
変調されるダイオード光源をスーパールミネッセントダ
イオードとした。

請求項９記載の発明では、各々の光出力が合成光学系に
より同一点に合成される複数のダイオード光源を設け、
複数ビットのバイナリーデータによるアナログ変調入力
データを、そのビットの重み順に複数のビット群により
前記ダイオード光源の個数分にレンジ分けし、光出力が
小さいビット群で変調されるダイオード光源のビーム径
を光出力が大きいビット群で変調されるダイオード光源
のビーム径より太くして各ダイオード光源を各駆動回路
によりそのレンジ内のビット群によるバイナリーデータ
に応じた変調電流で駆動させ、各ダイオード光源の光出
力をそのレンジより上位レンジによる最大状態数分の１
になる関係でアナログ変調させるようにした。

作用 請求項１記載の発明では、レーザダイオードを複数ビッ
トのバイナリーデータによるアナログ変調入力データに
よってアナログ変調させる。この時、１つのレーザダイ
オードに全範囲の光出力の変調を受け持たせずに、光出
力のレベルを複数のレンジに分けて、複数個のレーザダ
イオードに分担させる。そして、各々のレンジ内でレー
ザダイオード毎にアナログ変調を行い、最終的にこれら
のレーザダイオードの光出力を合成光学系により合成し
て、１つの画素に光書込みを行う。ここに、下位レンジ
用のレーザダイオードは、その上位レンジによる最大状
態数分の１のアナログ変調を受け持つことにより、上位
レンジの各光出力レベル間が下位レンジにより補完され
ることになる。よって、アナログ変調による多階調化が
、高価な超高速半導体素子を用いることなく、かつ、リ
ニアリティを損なうことなく容易に実現される。

また、請求項２記載の発明によれば、最下位レンジのみ
のビットデータでアナログ変調する場合には、上位レン
ジ用のレーザダイオードに対するバイアス電流は、これ
をＯにする等、通常時よりも低くされる。よって、スレ
ッショルド電流を流した時のＬＥＤ発光による光出力が
大きいレーザダイオードであっても、そのＬＥＤ発光が
なくされ、又は抑制されるので、最下位レンジのみで必
要とする光出力に対し、上位レンジ用のレーザダイオー
ドの光がノイズとして悪影響を及ぼすことがない。よっ
て、最下位レンジまでアナログ変調のりニアリティが悪
化しない。

また、請求項３記載の発明によれば、最下位レンジ以外
のレンジ用のレーザダイオードの最下位１ビット相当の
光出力のレベルが、レーザ発振領域となり、スレッショ
ルド電流対応の不連続箇所となることが避けられる。そ
して、このようなスレッショルド電流対応の不連続箇所
は、下位レンジのアナログ変調に割当てられるので、リ
ニアリティを確保できるものとなる。

請求項４記載の発明によれば、バイアス電流がスレッシ
ョルド電流に等しいので、直線的なレーザ発振領域のみ
を利用した変調となり、各ビットの重み毎に対応する電
流値を１：２：４のようにした時に、ビットの組合せで
表現される各レベル間のりニアリティが最もよい状態と
なる。

請求項５記載の発明によれば、アナログ変調された複数
のレーザダイオードによる光出力が同一画素に対して同
時照射されず時間的にずれたタイミングで照射され、そ
の合成光量により書込みが行われるため、複数の光出力
の同時照射の場合のような干渉縞が画素内で生ずること
がなく、ノイズのないアナログ変調が可能となる。

請求項６記載の発明によれば、レーザダイオードがアレ
イ状構造であり、複数ビーム間の位置調整や位置精度の
維持が容易で、高位置精度のレーザ光の重ね書込みによ
りノイズの少ない高精度な書込みが可能となる。特に、
同一基板上に形成されたアレイ状のレーザダイオードは
その特性が揃うので、温度変化、特性の劣化等に対して
も光量比の変動が少なく、良好なるアナログ書込みが可
能となる。

また、請求項７記載の発明によれば、ダイオード光源中
の一方を、ＬＥＤの一種であり発光点が小さく細いビー
ム化が可能であるが、共振器を持たず干渉が起こりにく
い性質を持つスーパールミネッセントダイオードとした
ので、複数ビーム間の干渉を防止でき、ノイズのないア
ナログ変調が可能となる。この際、請求項８記載の発明
によれば、大きな光出力を必要とする部分にはレーザダ
イオードを用いたので、干渉を防止しつつ、広い光量範
囲に渡って高精度なアナログ変調書込みが可能となる。

請求項９記載の発明によれば、画素内の書込み光の強度
分布が平均化される方向に変化するので、複数ビームの
強度分布に起因するノイズが低減することになり、一層
良好なる光書込みが可能となる， 実施例 本発明の第一の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。

本実施例は、６ビットのバイナリーデータをアナログ変
調入力データとして、レーザダイオードをアナログ変調
させる例である。本実施例の場合の入力データは、負論
理である。そして、本実施例では、これらの６ビットに
より表現される６４段階の光出力レベルを、２つのレン
ジに分け，２つのレーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２の合
或光出力により行わせるものである。

まず、レーザダイオードＬＤＬは光出力の下位レンジを
受け持つもので、ＤＯ，ＤＩ，Ｄ２なる下位３ビット群
のデータによりアナログ変調される。このレーザダイオ
ードＬＤＩには、抵抗Ｒ　＋　ｔＲ，によりバイアスさ
れた４つのトランジスタＱ１〜Ｑ．のコレクタ側が共通
に接続されている。また、これらのトランジスタＱ．〜
Ｑ．の各々にはトランジスタＱ．〜Ｑ．がエミツタ接続
により対となる状態で設けられており、共通接続された
各エミッタ・接地間には各々定電流源工。＠ｌ　　ｒ，
，　　ＩＩＩＩ３が接続されている。また、トランジス
タＱ．のベースは接地され、トランジスタＱ．，　Ｑ．
，　Ｑ．のベースには各々Ｄｏ，ＤＩ，Ｄ２　（何れも
負論理）なるビットデータが入力される。前記定電流源
Ｉ，．はレーザダイオードＬＤＩにバイアス電流を供給
させるためのものであり、本例では、このバイアス電流
としては、レーザダイオードＬＤＩがレーザ発振を開始
する電流であるスレッショルド電流Ｉｔｈとされ、常時
流れるように構或されている。また、定電流源Ｉ，，　
　Ｉ，，　　Ｉ，は各々下位３ビットＤＯ，ＤＩ，Ｄ２
群の重み順１，２．４に対応して、電流値の比がｌ：２
：４なる関係に？定されている。各々の電流は、下位３
ビットＤＯ，Ｄｉ，Ｄ２の入力信号に応じて、レーザダ
イオードＬＤＩに接続されたトランジスタＱ．〜Ｑ４と
，各々対をなすトランジスタＱ．〜Ｑ．どの何れかに流
れるようにスイッチングされる。これらのトランジスタ
Ｑ，〜Ｑ．、定電流源Ｉ■〜Ｉ．によリレーザダイオー
ドＬＤＩに対する駆動回路ｌが形成されている。これに
より、３ビットＤｏ，Ｄ１，Ｄ２の入力データに対応し
て、０〜７なる８段階の電流をレーザダイオードＬＤＩ
に流すことができる。ここに、スレツショルド電流Ｉｔ
ｈを越えるレーザ発振領域では、レーザダイオードＬＤ
ｌの光出力は、電流にほぼ比例するので、３ビットのデ
ータによる電流制御により、レーザダイオードＬＤＩの
光出力を８段階にアナログ変調し得ることになる。

他方のレーザダイオードＬＤ２は、光出力の上位レンジ
を受け持つもので、６ビット中、Ｄ３，？４，Ｄ５なる
上位３ビット群のデータによりアナログ変調される。基
本的な構成は、レーザダイオードＬＤＩ側の場合と同様
である。即ち、レーザダイオードＬＤ２には、抵抗Ｒ，
，　Ｒ，によりバイアスされた４つのトランジスタＱ．
〜Ｑ　＋　ｔのコレクタ側が共通に接続されている。ま
た、これらのトランジスタＱ．〜Ｑ．，の各々にはトラ
ンジスタＱ，．〜Ｑ，．がエミッタ接続により対となる
状態で設けられており、共通接続された各エミッタ・接
地間には各々定電流源Ｉ■ｌ　　Ｉｌｌ　　ｒ，，　　
ｒ，が接続されている。トランジスタＱ１■Ｑ　１４９
　Ｑ，．のベースには各々Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５　（何れも
負論理）なるビットデータが入力される。ここに、定電
流源工．はレーザダイオードＬＤ２に対するバイアス電
流供給用であり、このバイアス電流としてはレーザダイ
オードＬＤ２がレーザ発振を開始する電流であるスレッ
ショルド電流Ｉｔｈとされている。また、定電流源Ｉ，
，　　Ｉ４，　　Ｉ，は各々上位？ビットＤ３，Ｄ４，
Ｄ５群の重み順１，２．４に対応して、電流値の比がｌ
：２：４なる関係に設定されている。各々の電流は上位
３ビットＤ３，Ｄ４，Ｄ５の入力信号に応じて、レーザ
ダイオードＬＤ２に接続されたトランジスタＱ．〜Ｑ１
，と、各々対をなすトランジスタＱ　＋　ｔ〜Ｑ１．と
の何れかに流れるようにスイッチングされる。これらの
トランジスタＱ．〜Ｑ１．、定電流源■■〜Ｉ．によリ
レーザダイオードＬＤ２に対する駆動回路２が形成され
ている。これにより、３ビットＤ３，Ｄ４，Ｄ５の入力
信号に対応して、０〜７なる８段階の電流をレーザダイ
オードＬＤ２に流し、レーザダイオードＬＤ２の光出力
を８段階にアナログ変調し得ることになる。

もっとも、この上位レンジ用のレーザダイオードＬＤ２
にあっては、下位レンジ用のレーザダイオードＬＤＩ側
と異なり、バイアス電流ＩＢ＋を常時流すものではない
。即ち、定電流源Ｉ＠ｌＩ４１■．が揃って流れないよ
うな変調データ、つまり、上位３ビットＤ３，Ｄ４，Ｄ
５による光出力がＯとなるデータが入力された時には、
このようなデータ状態をトランジスタＱｌ．のベースに
接続したＡＮＤゲート３により検出し、レーザダイオー
ドＬＤ２に流れないようにしている。

ここで、レーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２の光出力関係
を、第２図を参照して説明する。まず、第２図（ａ）に
上位レンジ用のレーザダイオードＬＤ２の電流一光出力
特性を示す。図示する特性の直線部分がレーザ発光領域
であり、この直線を延長して、電流軸（横軸）と交差す
る点の電流値がスレッショルド電流Ｉｔｈである。この
スレツショルド電流Ｉｔｈに等しい電流が定電流源■，
１によるバイアス電流とされている。このようなレーザ
ダイオードＬＤ２につき％　ｌ：２：４の重みつきの電
流Ｉ，，　　Ｉ，，　　Ｉ，を、上位３ビットＤ３，Ｄ
４，Ｄ５のバイナリーデータで駆動するので、図示する
ように、Ｏ〜７の８段階の光出力が可能である．この時
、３ビットのデータが全てｌ　（負論理）の場合に、バ
イアス電流をオフさせないと、Ｏに相当する光出力がＬ
６として出力されてしまう。しかるに、本実施例では，
ＡＮＤゲート３によりバイアス電流をオフさせて完全に
０としているので、８段階の光出力はリニアになる。

即ち、レーザダイオードは、一般に、第３図に示すよう
な電流（順方向駆動電流）一光出力特性があり、スレッ
ショルド電流Ｉしｈ以下の電流が流れている時にはレー
ザ発振しないものの、ＬＥＤとして発光する。これを、
レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２で考えると、レーザダ
イオードＬＤ２がＬＥｒ）Ｊｌ）光すると、下位レンジ
のレーザダイオードＬＤｌから出力される変調光のレベ
ルに対し、大きなノイズ光となってしまう。そこで墳本
実施例では、レーザダイオードＬＤ２については、この
ようなＬＥＤ発光を防止するため、Ｏ段階の出力時には
バイアス電流ＩＢ＋を流さないようにしている。もちろ
ん、この目的を達或できる範囲で、レーザダイオードＬ
Ｄ２に対するバイアス電流をＯとはせずに、所定の小さ
な値にし、レーザダイオードＬＤ２の熱的な変動範囲を
狭くするようにしてもよい（レーザダイオードは、周知
のように、温度によって光出力特性が第３図に示すよう
に変動する）。即ち、レーザダイオードＬＤ２について
Ｏ段階の光出力となるデータが入力された時には、少な
くとも通常のバイアス電流Ｉ８．よりも低い値（０を含
む）のバイアス電流となるようにすればよい。

一方、下位レンジ用のレーザダイオードＬＤＩの電流一
光出力特性を第２図（ｂ）に示す。この特性は、光出力
がレーザダイオードＬＤ２の光出力の１７８となるよう
にされるので、同図（ａ）に示した特性を縦軸方向にＬ
／８に圧縮した形となっている。つまり、レーザダイオ
ードＬＤ２のアナログ変調データ３ビットの最下位１ビ
ット分の出力光量（第２図（ａ）中の縦軸のｌ目盛相当
の光量）を、さらに、アナログ変調データ３ビットでリ
ニアに分解した光量を出力する。

従って、２つのレーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２の光量
の和をとれば、上位３ビットで変調された光量の全ての
出力レベル間に、さらに、下位３ビットに分解された光
量レベルをとることができ、全体としては、合計６ビッ
トのアナログ変調入力データによりアナログ変調された
Ｏ〜６３レベルなる６４段階の多階調の光出力が得られ
ることになる。

ここに、本実施例では、２つのレーザダイオードＬＤＩ
，ＬＤ２としては、同じ特性の物を使用している。今、
説明を簡単にするため、２つのレーザダイオードＬＤＩ
，ＬＤ２の電流一光出力特性が揃っているとする。特性
が同じであるので、電流Ｉ．，，　　Ｉ，，　　Ｉ，と
電流Ｉ，，　　Ｉ，，　　Ｉ，の各々のビット順の組毎
に、同じ電流値とする。従って、このままでは、２つの
レーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２は、同じ光出力レベル
となり、第２図（ａ）（ｂ）の関係とはならない。

そこで、本実施例では、下位レンジに割当てたレーザダ
イオードＬＤＩの光出力を、フィルタ４により光学的に
１／８に減衰させる。このように、レーザダイオードＬ
ＤＩ側については、その光出力をフィルタ４により光学
的に減衰させているので、スレッショルド電流１ｔｈ以
下のＬＥＤ発光による光出力や、変調データ変更時の過
渡応答によるオーバーシュートやアンダーシュートも、
同じように減衰させることができる。よって、複数のレ
ーザダイオードを用いて多階調化を図っても、変調特性
が悪くなることがない。特に、バイアス電流による光出
力も小さくなり、変調した光出力レベルに大きな影響を
与えない。よって、レーザダイオードＬＤＩ側について
は、レーザダイオードＬＤ２側のように、バイアス電流
を選択的にオフさせる処理を行わないものである。しか
し、必要に応じて、レーザダイオードＬＤＩ側について
も、同様にバイアス電流を処理するようにしてもよい。

レーザダイオードＬＤ２の光出力と、レーザダイオード
ＬＤＩのフィルタ４により１／８に減衰された光出力と
は、例えばコリメートレンズ、ポリゴンスキャナ、ｆθ
レンズ、シリンドリカルレンズなどの合成光学系により
、最終的に、１つの画素を書込むようにし、６ビットの
変調データに対応する光量の書込みを、感光体に対して
行う。

なお、２つのレーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２の光出力
の合成方式としては、例えば特公昭６０−５３８５７号
公報や、特開昭６　１−５２２６号公報等に示されるよ
うに、２つのレーザ光を偏光面を合わせて偏光ビームス
プリツタにより１つのレーザビームとして合成させるよ
うにしてもよい．本実施例によるレーザダイオードＬＤ
Ｉ側についての減衰ｆｆｉｌ／８は、レーザダイオード
ＬＤ２の変調入力データが３ビットでリニアな８つの状
態をとり（最大状態数）、これに対し、レーザダイオー
ドＬＤＩの光出力がリニアにレーザダイオードＬＤ２の
各出力間を補完できるように選ばれたものである。

実際には、レーザダイオードＬＤＩ，ＬＤ２間の特性の
相違は避けられないが、電流値の設定又はフィルタ４の
減衰量を調整することにより、対応し得る。

また、本実施例では、６ビットのアナログ変調入力デー
タを、上位、下位各々３ビットとし、レーザダイオード
ＬＤＩ，ＬＤ２の特性がほぼ同じものとしたが、必ずし
も両者間の特性が揃っている必要はない。特に、下位ビ
ットにより変調されるレーザダイオードＬＤＩとしては
、定格出力の小さいものであっても、それに応じて、減
衰量を変更したり、設定する電流値を変更することによ
り、対応できる。

ちなみに、レーザダイオードは、一般に第３図に示すよ
うに、定格出力の８％内外の出力レベルでレーザ発振を
停止し、それ以下ではＬＥＤとして機能するという、特
性上の不連続が存在する。

このレベルは、レーザダイオードの通電状況に応じて変
化する素子の温度変化によっても変化する。

上位レンジ用のレーザダイオードの変調データが３ビッ
トであれば、最下位ビットに対応する光出力レベルは、
最大値のｌ／８、即ち、１２．５％となり、８％程度の
不連続点に対して余裕がある。

よって、常に特性曲線のリニアな部分にあることを保証
できるので、上位レンジ用のレーザダイオードＬＤ２の
変調データを３ビットとしているものである。

このように、上位レンジ用のレーザダイオードの特性曲
線のリニアな部分を使うことができれば、２個のレーザ
ダイオードＬＤＩ，ＬＤ２のアナログ変調入力データに
よるレンジ分けを、上位２ビット、下位４ビットとする
こともできる。さらに、レーザダイオードの数を増やし
、上位レンジ、中位レンジ、下位レンジのようにレンジ
数を拡張し、変調段数を増やすことも、各々の減衰量、
電流値を適宜設定することにより可能である。この場合
、上位レンジ、中位レンジ、下位レンジの各々に３ビッ
トずつのバイナリーデータを割当てると、中位レンジが
上位レンジにおける光出力の１／８、下位レンジが中位
レンジにおける光出力の１／８、従って、上位レンジに
おける光出力の１／６４となり、全体で５１２段階の変
調が可能となる。

また、本実施例では，下位レンジ用のレーザダイオード
の光出力を減衰させるために、光学的なフィルタ及びレ
ーザダイオードの電流を調整することで対処したが、ス
レッショルド電流ｒｔｈの小さなレーザダイオードを用
いれば、光学的な減衰手段を使用せずに、電流値の設定
だけで、所定の出力を得ることも可能である。

つづいて、本発明の第二の実施例を第４図により説明す
る。本実施例は、アナログ変調入力データがアナログ値
の場合に適用したので、このアナログ値はＡ／Ｄ変換器
５によってデジタル値に変換される。デジタル値に変換
された６ビットのバイナリーデータの上位、下位３ビッ
トずつを、前，記実施例で説明した、レーザダイオード
ＬＤ２，ＬＤＩに対するアナログ変調入力データとして
、アナログ変調させるものである。第４図中、下位ＬＤ
変調回路６は第１図中のレーザダイオードＬＤＩ，駆動
回路１からなる回路に相当する。また、上位ＬＤ変調回
路７は第１図中のレーザダイオードＬＤ２、駆動回路２
、ＡＮＤゲート３からなる回路に相当する。

さらに、本発明の第三の実施例を第５図により説明する
。本実施例も、まず、前記実施例と同様に、アナログ入
力信号をＡ／Ｄ変換器５により一旦デジタル信号に変換
し、上位３ビットＤ３〜Ｄ５のバイナリーデータと下位
３ビットＤｏ〜Ｄ２のバイナリーデータとに分離する。

この後、これらの３ビットのバイナリーデータを各々Ｄ
／Ａ変換器８，９によりアナログ変換する。このＤ／Ａ
変換器８，９のアナログ出力を、レーザダイオードＬＤ
２，ＬＤＩに接続したトランジスタＱ　＋　ｖ　ｌＱ，
．のベースに与え、レーザダイオードＬＤ２，ＬＤＩを
変調駆動させるものである。これらのトランジスタＱＩ
？Ｉ　Ｑｌ＠には、各々抵抗Ｒ，，Ｒ１Ｒ，，　Ｒ，に
よりベースバイアスされたトランジスタＱ　＋ｓｅ　Ｑ
ｍｓが対をなすように接続されている。

これにより、本実施例にあっては、Ｄ／Ａ変換器８、ト
ランジスタＱ　＋ｖｔ　Ｑ＋ｅによりレーザダイオード
ＬＤ２に対する駆動回路１ｏが形成され、Ｄ／Ａ変換器
９、トランジスタＱｌ＠ｌ　Ｑ１ｍにょリレーザダイオ
ードＬＤＩに対する駆動回路１１が形成されている。ま
た、本実施例にあっても、上位レンジ用については、上
位３ビットのデータが全てＬレベルの時には、ゲート回
路ｌ２によりレーザダイオードＬＤ２に対するバイアス
電流をオフさせるようにしている。

さらに、本発明の第四の実施例を第６図により説明する
。前述した実施例のように複数、例えば２つのレーザダ
イオードＬＤＩ，ＬＤ２の光出力を感光体上の同一画素
に対して同時に照射した場合、レーザの特性上、２つの
レーザ光が干渉し、照射面に干渉縞を生ずる。これは、
同一画素内での干渉縞として現れ、前述したアナログ変
調による中間調表現においてノイズが付加されたことに
なり、画質劣化の一因となる。本実施例はこのようなレ
ーザ光間の干渉を防止するようにしたものである。この
ため、複数のレーザダイオードによる光出力を感光体上
に対して、同一タイミングでは主走査又は副走査力向に
１画素の整数倍の画素間隔だけずらした位置に照射させ
るようにしたものである。よって、同一画素で考えれば
、複数の光出力が同時には照射されず異なるタイミング
にて複数回照射されることになり、それらの合成光量に
て必要なアナログ変調分の書込みが行われることになる
。

本実施例は、複数のレーザダイオードの光出力を感光体
上で主走査方向にずらして照射させる場合の実施例を示
す。ここでは、レーザビーム（光出力）は第一の実施例
等と同様に２つであり、各画素のアナログ変調データは
６ビット＝６４段階であり、各々のレーザビームは前述
した実施例と同様に各々上位３ビット、下位３ビットに
より変調される。また、電子写真方式めレーザ書込みに
よる記録装置は、ネガ・ポジ現像方式によることが多く
、本実施例もネガ・ポジ現像方式のものに適用したもの
である。ちなみに、画像読取装置で読取る画像データは
、通常文字部が黒又は濃い色で白色のシートに書かれて
いるので、背景部のデータは反射光が大きいものに相当
し、文字部のデータは反射光の小さいものに相当する。

つまり、反射光の大小で考えれば、背景部に相当する明
るいデータが、より上位のビットを含むことになる。

この点，ネガ・ポジ現像方式では、強度の強い光で書込
んだ部分が濃く記録されるので、読取装置の画素データ
の補数を使って書込みを行うことになる。観点を変える
と、読取装置の画素データのビット順を逆転したような
ものとなる。本実施例で説明する上位ビット、下位ビッ
トはこのようなデータ変換を行った結果を意味するもの
である。

つまり、下位ビットはレーザの書込みエネルギーが小さ
く、上位ビットはレーザの書込みエネルギーが大きいも
のである。

本実施例の２つのレーザビームは、主走査方向に１画素
に相当する間隔だけ離れた異なる位置にて感光体上に照
射されるように光路が設定されている。また、各画素に
対するデータは、Ｄ５，Ｄ４，Ｄ３，Ｄ２，Ｄｌ，Ｄｏ
の６ビットで表現され、その上位３ビットをＡ、下位３
ビットをＢで表すものとする。すると、劇素の主走査方
向の画素データ列は、Ａ，Ｂを用いると、 Ａ，Ｂ，，Ａ，Ｂ，，Ａ，Ｂ，，−，ＡｎＢｎの如く示
すことができる。添字に示す数字は、主走査方向の画素
位置を示し、同一数字は同一画素を表す。

そして、本実施例では隣接する画素データを、Ａ，Ｂ，
Ａ，Ｂ，，Ａ，Ｂ，Ａ，Ｂ，，・・・のように、書込み
クロックに同期させて順次読込み、第１図に示すように
、最初の書込みクロックｌでは下位のレーザダイオード
の変調入力としてＢ．を用い（上位のレーザダイオード
の変調入力はＯデータとされる）、次のクロック２では
上位はＡ１、下位はＢ３　を用い、同様に、クロック３
では上位はＡ．、下位はＢ．を用いる。このような動作
をクロックに同期してクロック毎に順次繰返すものであ
る。

つまり、第１図では主走査方向は感光体をレーザビーム
が走査していく方向を示し、クロック１、２、３，・・
・は各々のクロックにおけるレーザを変調するデータを
示す。よって、各画素毎の書込みを見ると、各々の画素
で上位と下位のデータが１クロック時間ずれた状態で書
込まれることになり、２回の書込みの和の光が、その画
素の変調光量に一致することになる。このように本実施
例によれば、２つのレーザビームが同時に感光体上の同
一画素に照射されないので、ビーム間の干渉が起こらず
、ノイズが防止される。

なお、上記の説明はレーザビーム間隔が１クロックの場
合であるが、間隔がこの整数倍（画素の整数倍）の場合
にも同様に、感光体上の同一画素位置に、画素の変調デ
ータが重なるようにすればよい。これは、レーザビーム
が３本以上の場合も同様である。

ところで、本実施例の場合、レーザダイオードとして同
一基板上に配置させたレーザダイオードアレイを用いる
のがよい。レーザダイオードアレイを用いて変調する場
合を説明する。一般に、レーザダイオードアレイの素子
間の間隔は、ｌＯＯμであることが多く、必ずしも画素
間隔と一致しない。しかし、素子間隔が画素間隔より広
い場合には、上述した上位ビットの変調データを変調回
路の入力端子に与える時に所定時間遅延させて、画素の
上位データと下位のデータとを重ねるようにすればよい
。逆に、素子間隔が画素間隔よりも狭い場合には、同様
にして、下位データ側を遅延させて重ねるようにすれば
よい。何れにしても、このようなアレイによれば、個別
のレーザダイオードを使って複数のビームを画素間隔に
合うように面倒な調整を行うよりも、アレイが固有に持
つビーム間隔にすることのほうがコリメート調整するだ
けでよく容易であり、これを画素間隔に一致させるのは
信号の電気的遅延処理で済むという利点があるからであ
る。また、個別であると各々のレーザダイオードが機械
的な振動や熱膨張の影響を受けてビーム間の位置ずれが
起きやすいが、アレイ構成によればこのような不都合は
ない。

つづいて、本発明の第五の実施例を第７図及び第８図に
より説明する。本実施例は、基本的には前記実施例と同
様のものであるが、２つのレーザビームが、主走査方向
には同一で副走査方向に１画素分の間隔だけずれて感光
体上に照射させるように光路を設定したものである。つ
まり、２つのレーザビームにより第１，２の副走査ライ
ンなる２ラインずつ同特に照射するものである。各画素
のデータ構成は前記実施例の場合と同様である。

第７図は主走査、副走査方向の画素データの配置を行列
的に示すものである。

本実施例の場合、まず、副走査方向に隣接する第１，２
の副走査ラインの画素データ列を主走査？向に１画素ず
つ順次読込む。例えば、Ａ，，ＢＡオＩ　Ｂ，＋　Ｔ　
Ａ．Ｂ，，Ａ，，　Ｂａｔｅ・・・の如くである。

そして、第ｌの副走査ラインの上位データにより上位の
レーザダイオードを変調し、第２の副走査ラインの下位
データにより下位のレーザダイオードを変調する。例え
ば、第８図に破線で囲んで示す組合せのように、最初の
ライン信号ｌでは下位のレーザダイオードを書込みクロ
ツク毎にＢ，．，８１■Ｂ　Ｉ　ｍ　ｌ・・・により順
に変調する（上位のレーザダイオードの変調入力は全て
Ｏとされる）。次のライン信号２では書込みクロック毎
に上位、下位のレーザダイオードをＡ，，，Ｂ■、Ａ　
＋ｓ＊　Ｂｔｕ、・・・Ａ，ｎＢ，ｎにより変調する。

次のライン信号３でも同様にして書込みクロック毎に上
位、下位のレーザダイオードをＡ■，Ｂ．１、Ａ　＊＊
ｇ　　Ｂａｔ、・・・Ａ，ｎＢ，ｎにより変調する。こ
のような動作を各ライン信号毎に繰返すものである。よ
って、各画素毎の書込みを見ると、各々の画素で上位と
下位のデータがｌ副走査ラインの時間分ずれた状態で書
込まれることになり、２回の書込みの和の光が、その画
素の変調光量に一致することになる。この場合も、２つ
のレーザビームが同時に感光体上の同一画素に照射され
ないので、ビーム間の干渉は生じない。

ところで、本実施例にあっても、レーザダイオードとし
てレーザダイオードアレイを用いた場合、ビーム間隔が
副走査方向のライン間隔と一致しないときには感光体上
での書込み間隔がライン間隔と一致するようにシリンド
リカルレンズなどで光路を補正して一致させる必要があ
る。もっとも、アレイは固有のビーム間隔を持つので比
較的容易に一致させることができる。

本実施例の場合も、ビームが３本以上であってもよい。

また、第四，五の実施例に限らず、これらを組合せて、
複数のビームを主走査方向と副走査方向との双方にずら
して光路を設定してもよい。この場合にレーザダイオー
ドアレイを用いるときには、第五の実施例の方式とはせ
ず、アレイの副走査方向の間隔が画素の整数倍となるよ
うに、アレイを副走査方向に対して斜めにし、斜めにす
ることにより生ずる主走査方向の画素間隔とのずれを、
第四の実施例で示した電気的な遅延処理により補正する
ようにすればよい。これによれば、シリンドリカルレン
ズによる光路補正を要しないものとなる。

つづいて、本発明の第六の実施例を第９図及び第１０図
により説明する。本実施例は、複数のレーザダイオード
、例えばＬＤＩ，ＬＤ２をアレイ構成することを基本と
し、かつ、このアレイ構成の場合に、光出力が小さいビ
ット群で変調されるレーザダイオードＬＤＩの光出力を
光学的に減衰させる手段に関するものである。光源をア
レイ構成した場合であっても、基本的には第ｌ図等に示
したようにレーザダイオードＬＤＩの出力光路中にフィ
ルタ４を設ければよい。ところが、アレイ構成のレーザ
ダイオード間の間隔は１００μ程度であり、レーザ共振
器からの出射ビームの広がりが大きいので、コリメート
後のビーム径は数十μとなる。よって，コリメート後に
特定ビームだけを光学的な減衰手段、例えばフィルタ４
で光量を低下させるためには、他のビームに影響を与え
ないように配設させなければならず、フィルタの位置調
整及びその精度の維持が困難となる。そこで、本実施例
では第９図及び第１０図に示すように、レーザダイオー
ドＬＤＩ，ＬＤ２を同一チップ上に形成したレーザアレ
イチツブｌ３とこれを収容する容器１４の窓ｌ５との間
において、レーザダイオードＬＤＩの出射位置にフィル
タ４を配設させるものである。即ち、レーザ共振器とビ
ームを出射する窓１５の間という、レーザビームがあま
り広がらない位置にフィルタ４を設けるものである。こ
れによれば、フィルタ４について精度の高い位置調整を
要しない。また、これは光源素子単独で予め減衰量を設
定できるので、光書込み装置の光学系の組立て、調整に
おける煩雑さを軽減できる。なお、フィルタ４としては
レーザ共振器への戻り光の影響を防止するため、偏光フ
ィルタ又は吸収形のフィルタを用いるのがよい。また、
容器ｌ４はステム１４ａとキャップ１４ｂとがらなる。

さらに、本発明の第七の実施例を第１１図及び第ｌ２図
により説明する。本実施例も、第四，五の実施例等と同
様に、２本のビームの干渉による画素内の干渉を防止す
るようにしたものであるが、そのために、一方のレーザ
ダイオードＬＤＩに代えて、スーパールミネッセントダ
イオードＳＬＤ１を用いるようにしたものである。

スーパールミネッセントダイオードはＬＥＤの一種で、
発光点が小さく、レーザダイオードのように細いビーム
にすることが容易であるという特徴を持つ。また、レー
ザダイオードのように共振器を持たないので、発光波長
のスペクトルの幅は広いが、コヒーレンシーが小さく、
干渉が起こりにくい。さらに、レーザダイオードの発振
を開始する電流であるＩｔｈに相当するものがなく、電
流と発先出ノノとの関係が連続であるため、光量の制御
が容易であり、低い発光光量での使用が可能という特徴
も持つ。しかし、現在の技術レベルでは、電流一光の変
換効率がレーザダイオードより低く、光出力を多く必要
とする用途ではレーザダイオードのほうが経済的に有利
である。そこで、本実施例では２つの光源中、光出力を
多く必要とする上位ビット群で変調されるダイオード光
源としてはレーザダイオードＬＤ２のままとするが、下
位ビット群で変調されるダイオード光源としてスーパー
ルミネッセントダイオードＳＬＤＩを用いるようにした
ものである。

また、上位ビット群、下位ビット群で変調されるダイオ
ード光源をともにスーパールミネッセントダイオードと
しても、所要の発光光量が得られる場合であればよい。

さらに、変調するビット群を３以上に分ける場合であれ
ば、最上位ビット群で変調されるものをレーザダイオー
ドとし、それ以外のダイオード光源をスーパールミネッ
セントダイオードとしても、レーザダイオードが１つだ
けであれば、これらのビーム間の干渉を防止できる。

駆動制御については、前述した第一の実施例等に準ずる
ものでよいが、スーパールミネッセントダイオードＳＬ
ＤＩとレーザダイオードＬＤ２とにより多階調のアナロ
グ変調ができる点について説明する。

本実施例も、６ビットのバイナリーデータをアナログ変
調入力データとして、ダイオードＳＬＤＩ，ＬＤ２をア
ナログ変調させる例である。木実施例の場合の入力デー
タは、負論理である。まず、スーパールミネッセントダ
イオードＳＬＤＩは光出力の下位レンジを受け持つもの
で、Ｄｏ，ＤＩ，Ｄ２なる下位３ビット群のデータによ
りアナログ変調される。即ち、前述した実施例のレーザ
ダイオードＬＤＩに相当するものであり、第１図の抵抗
Ｒ，，　Ｒ，、トランジタＱ１〜Ｑ．、定電流源■，．
，Ｉ　　−Ｉ，に対応させて、第１１図に示すように抵
抗ＲｌｌＲ＋ｓ、　トランジタＱＲ　ｌ〜Ｑｆ．、定電
流源Ｉ　Ｂｔｌ　　ｒ，〜Ｉ１を対応させてスーパール
ミネツセントダイオードＳＬＤＩに対する駆動回路１６
として設ければよい。動作的にも同様であるが、前記定
電流源Ｉ’ｍはスーパールミネツセントダイオードＳＬ
ＤＩにバイアス電流を供給させるためのものである。こ
れは、スーパールミネツセントダイオードＳＬＤＩの電
流一光出ノノ特住（後述する）の原点近くの低感度領域
を補正し、全体としてリニアな特性を使えるようにバイ
アス電流が常時流れるように構成されている。

いずれにても、３ビットＤｏ，ＤＩ，Ｄ２の入力データ
に対応して、Ｏ〜７なる８段階の電流をスーパールミネ
ッセントダイオードＳＬＤＩに流すことができる。ここ
に、スーパールミネッセントダイオードＳＬＤＩの光出
力は、電流にほぼ比例するので、３ビットのデータによ
る電流制御により、スーパールミネッセントダイオード
ＳＬＤＩの光出力を８段階にアナログ変調し得ることに
なる。

他方のレーザダイオードＬＤ２は、光出力の上位レンジ
を受け持つもので、前述した第一の実施例の場合と同様
である。

ここで、スーパールミネッセントダイオードＳＬＤＩ、
レーザダイオードＬＤ２の光出力関係を、第ｌ２図を参
照して説明する。まず、第ｌ２図（ａ）に上位レンジ用
のレーザダイオードＬＤ２の電流一光出力特性を示す。

これは、第２図（ａ）と同じである。一方、下位レンジ
用のスーパールミネッセントダイオードＳＬＤＩの電流
一光出力特性を第１２図（ｂ）に示す。この特性は、光
出力がレーザダイオードＬＤ２の光出力の１／８となる
ようにされるので、同図（ａ）に示した特性を縦軸方向
に１／８にほぼ圧縮した形となっている。つまり、レー
ザダイオードＬＤ２のアナログ変調データ３ビットの最
下位１ビット分の出力光量（第１２図（ａ）中の縦軸の
１目盛相当の光量）を、さらに、アナログ変調データ３
ビットでリニアに分解した光量を出力する。従って、２
つのレーザダイオードＬＤ２、スーパールミネッセント
ダイオードＳＬＤＩの光量の和をとれば、上位３ビット
で変調された光量の全ての出力レベル間に、さらに、下
位３ビットに分解された光量レベルをとることができ、
全体としては、合計６ビットのアナログ変調入力データ
によりアナログ変調されたＯ〜６３レベルなる６４段階
の多階調の光出力が得られることになる。ここに、スー
パールミネッセントダイオードＳＬＤＩ側ではレーザダ
イオードＬＤ２のようなバイアス処理を行わないのは、
■ｔｈのような不連続特性を持たず、大きなバイアス電
流が不必要であり、変調光量のレベルに大きな影響がな
いからである。

本実施例の場合も、レーザダイオードＬＤ２の光出力と
、スーパールミネッセントダイオードＳＬＤＩの光出力
とは、例えばコリメートレンズ，ポリゴンスキャナ、ｆ
θレンズ、シリンドリカルレンズなどの合成光学系によ
り、最終的に、１つの画素を書込むようにし、６ビット
の変調データに対応する光量の書込みを、感光体に対し
て行う。

ところで、スーパールミネッセントダイオードＳＬＤＩ
を用いる場合も、前述した第二，三の実施例に準じて、
第１３図や第１４図に示すように構成してもよい。第１
３図は第４図に対応し、アナログ変調入力データがアナ
ログ値の場合に適用したものである。下位ＬＤ変調回路
６に代えて、下位ＳＬＤ変調回路ｌ７が用いられている
。第１４図は第５図に相当する。まず、アナログ入力信
号をＡ／Ｄ変換器５により一旦デジタル信号に変換し、
上位３ビットＤ３〜Ｄ５のバイナリーデータと下位３ビ
ットＤｏ−Ｄ２のバイナリーデータとに分離する。この
後、これらの３ビットのバイナリーデータを各々Ｄ／Ａ
変換器８，９によりアナログ変換する。以下、下位側に
ついて、このＤ／Ａ変換器９のアナログ出力をスーパー
ルミネッセントダイオードＳＬＤＩに接続したトランジ
スタＱ　ｓ　ｓのベースに与え、スーパールミネッセン
トダイオードＳＬＤＩを変調駆動させるものである。

このトランジスタＱｇｅには、各々抵抗Ｒ　＋＋ｔ　Ｒ
＋ｍによりベースバイアスされたトランジスタＱ．．が
対をなすように接続されている。これにより、Ｄ／Ａ変
換器９、トランジスタＱＳ＠？　Ｑｓ＋によりスーパー
ルミネッセントダイオードＳＬＤＩに対する駆動回路ｌ
８が形成されている。

また、スーパールミネッセントダイオードＳＬＤを用い
る場合も、２ビームを感光体上の同じ位置に同時に書込
みせずに、第五の実施例等と同様に、所定間隔で配置さ
せビーム間隔に相当する時間差を持たせて同一位置に対
する書込みを行わせ、結果として２ビームの和の光量に
よる書込みとしてもよい。

さらに、本発明の第八の実施例を第１５図を参照して説
明する。前述した実施例によれば、複数個のダイオード
光源として、レーザダイオード又はスーパールミネッセ
ントダイオードを用いて書込みを行うようにしている。

この場合、これらのダイオード光源の出力ビームをコリ
メートし、平行化すると、ビーム内の光強度分布はガウ
ス分布でよく近似できることが知られている。従って、
前述したようにアナログ変調して複数のビーム強度を変
えると、見掛け上のビームの太さも変ったようになる。

ところが、アナログ変調して光書込みを行う場合の画像
データは、読取り装置で画素の平均光量として読取った
もの、或いは、それを画像処理したもの、又は電子的に
生成されたデータであり、何れもｌ画素内では均一な濃
度を持つものと想定されている。従って、アナログ変調
書込みに際しては、ｌ画素内での光強度が均一であるこ
とが望まれる。

そこで、本実施例ではガウス分布を持つ複数のビームを
重ねてアナログ変調書込みを行う際に、その変調レベル
の大小により複数のビーム径の太さ関係を異ならせるこ
とにより、重ねた結果としての光強度分布が、ｌ画素内
でガウス分布より均一なものとなるようにしたものであ
る。

その方法について、以下に説明する。ここでは、前述し
た実施例に準じて、６ビットの画像データを、３ビット
ずつの上位ビット群と下位ビット群とに分け、２つのレ
ーザダイオード（一方がス−パールミネッセントダイオ
ードでもよい）を変調して光書込みを行うものとする。

即ち、下位ビット群は３ビットで、状態数が８であるの
で、各々のＬＳＢで変調した時の光出力の比は８：１と
されている。

まず、第１５図はビームの中心を通る線で切った時の、
ビーム内の光強度分布をガウス分布として示したもので
ある。一般に、レーザダイオード、スーパールミネッセ
ントダイオードのコリメート後のビームのパワー密度は
、ガウス分布で良く近似できる。ここに、パワー密度が
中央のｌ　／　ｅになる中央からの距離をビーム半径と
定義する。

図において、Ａは上位ビット群で変調されるダイオード
光源、例えばＬＤ２のビーム強度分布を示し、Ｂは下位
ビット群で変調されるダイオード光源、例えばＬＤＩ（
又はＳＬＤＩ）のビーム強度分布を示す。即ち、ＢはＡ
の１７８の強度のビームの場合であり、ビーム半径の定
義から、強度は違っているが、ビーム径は同じＲで示さ
れる。このような状態でビームを重ね合わせた場合や、
２度に分けて書込みを行いそれらの和の光強度とした場
合も、上記ビーム径の定義から、ビーム径は変らない。

つまり、２つのビームの径が同じ場合には、重ね合わせ
てもビームの強度分布は変らず、分布の改良とはならな
い。これは、ビーム数が増えても同じである。

ところが、第１５図中のｔｔｉａｃは下位ビット群で変
調するビームについて、その径をＲ′に太くした場合の
強度分布を示す。つまり、Ｂ，Ｃは同じ光強度を持つが
、ビーム径が違う場合の強度分布を示す。

上述のように、ＡとＢとを重ねて書込みを行っても重ね
た結果のビーム径は変化しないが、ＡとＣとを重ねて書
込みを行うと、相対的にビームの周辺部のパワー密度が
上がり、分布は均一化の方向に変化する。この変化は下
位ビット群により変調されるビームを太くすればするほ
ど、顕著に現れるが、あまり太くすると、隣接画素の領
域に影響を及ぼし、高精度の書込みができなくなる。逆
にいえば、隣接画素に影響しない範囲で、できるだけ太
いビームで書込むのがよい。

図示例では、ＢはＡのｌ／８になっている。分布のビー
ム径の位置での密度も同様に１／８になっている。これ
を半分の１７４程度になるように、下位ビット群で変調
されるビーム径を太くしても、下位ビット群で変調され
るビーム出力は小さいので、隣接画素に影響せず、良好
なる結果が得られたものである。このことは、出力の小
さいほうの光源のビーム径を太くしても、その出力が小
さいために、隣接画素への影響が小さく、がっ、書込み
を行う画素内の強度分布を平均化する方向に変化させる
ことを示す。

具体的にビーム径を変える手段としては、例えばビーム
光路中にアパーチャを入れ、このアバーチャの窓を変え
るようにすればよい。

また、上述した説明は、ビームがガウス分布を持つ場合
を想定したが、これに限らず、要は、中心部の密度が高
く、周辺部にいくに従い密度が下がる分布を持つもので
あれば、同様に適用できる。

また、ビーム数が３以上の場合であっても、隣接ビット
群で変調されるビームの太さに同様の関係があれば、同
様に適用できる。

発明の効果 本発明は、上述したように構威したので、請求項Ｉ記載
の発明によれば、レーザダイオードを複数ビットのバイ
ナリーデータによるアナログ変調入力データによってア
ナログ変調させるが、１つのレーザダイオードに全範囲
の光出力の変調を受け持たせず、光出力のレベルを複数
のレンジに分けて、複数個のレーザダイオードに分担さ
せ、各々のレンジ内でアナログ変調を行い、最終的にこ
れらのレーザダイオードの光出力を合成して、１つの画
素に光書込みを行い、この際に、下位レンジ用のレーザ
ダイオードが、その上位レンジによる最大状態数分の１
のアナログ変調を受け持つので、上位レンジの各光出力
レベル間が下位レンジにより補完されることになり，よ
って、アナログ変調による多階調化を、高価な高速半導
体素子を用いることなく、かつ、リニアリテイを損なう
ことなく容易に実現できる。

また、請求項２記載の発明によれば、最下位レンジのみ
のビットデータでアナログ変調する場合には、上位レン
ジ用のレーザダイオードに対するバイアス電流を、これ
を０にする等、通常時よりも低くさせるので、スレッシ
ョルド電流を流した時のＬＥＤＪ’３光による光出力が
大きいレーザダイオードであっても、そのＬＥＤ発光が
なくされ、又は抑制されることになり、最下位レンジの
みで必要とする光出力に対し，上位レンジ用のレーザダ
イオードの光がノイズとして悪影響を及ぼすことがなく
、最下位レンジまでアナログ変調のりニアリティを確保
できる。

請求項３記載の発明によれば、最下位レンジ以外のレン
ジ用のレーザダイオードの最下位１ビット相当の光出力
のレベルが、レーザ発振領域となり、スレッショルド電
流対応の不連続箇所となることが避けられ、このような
スレツショルド電流対応の不連続箇所に、下位レンジの
アナログ変調を割当てられるので、良好なるリニアリテ
イを確保でき、スレツショルド電流に制限されないダイ
ナミックレンジの広い変調が可能となる。

請求項４記載の発明によれば、バイアス電流がスレッシ
ョルド電流に等しいので、直線的なレーザ発振領域のみ
を利用した変調となり、各ビットの重み毎に対応する電
流値を１：２：４のようにすれば、ビットの組合せで表
現される各レベル間のリニアリテイを最もよい状態とす
ることができる。

さらに、請求項５記載の発明によれば、上記の如くアナ
ログ変調された複数のレーザダイオードによる光出力が
同一画素に対して同時には照射されず時間的にずれたタ
イミングで照射され、その合成光量により変調分の光書
込みが行われるので、複数の光出力の同時照射の場合の
ようなビーム干渉による干渉縞が画素内で生ずることが
なく、ノイズのないアナログ変調を可能とすることがで
き、高品質の中間調表現が可能となるものである。

請求項６記載の発明によれば、レーザダイオードがアレ
イ状構造であるので、複数ビーム間の位置調整や位置精
度の維持が容易であり、高位置精度のレーザ光の重ね書
込みによりノイズの少ない高精度な書込みを可能とし、
特に、同一基板上に形成されたアレイ状のレーザダイオ
ードはその特性が揃いやすいので、温度変化、特性の劣
化等に対しても光量比の変動が少なく、良好なるアナロ
グ書込みが可能となる。

また、請求項７記載の発明によれば、ダイオード光源中
の一方を、ＬＥＤの一種であり発光点が小さく細いビー
ム化が可能であるが、共振器を持たず干渉が起こりにく
い性質を持つスーパールミネッセントダイオードとした
ので、複数ビーム間の干渉を防止でき、ノイズのないア
ナログ変調が可能となる。加えて、請求項８記載の発明
によれば、大きな光出力を必要とする部分にはレーザダ
イオードを用いたので，干渉を防止しつつ、広い光量範
囲に渡って高精度なアナログ変調書込みが可能となる。

請求項９記載の発明によれば、下位ビット群で変調され
るダイオード光源のビーム径のほうを太くしたので、画
素内の書込み光の強度分布が平均化される方向に変化す
ることになり、異なるレベル変調に際して複数ビームの
強度分布に起因するノイズを低減でき、一層良好なる光
書込みを可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す回路図、第２図（
ａ）はレーザダイオードＬＤ２側の電流一光出力特性図
、第２図（ｂ）はレーザダイオードＬＤｌ側の電流一光
出力特性図、第３図はレーザダイ゛オードの一般的な電
流一光出力特性図、第４図は本発明の第二の実施例を示
すブロック図、第５図は本発明の第三の実施例を示すブ
ロック図、第６図は本発明の第四の実施例を模式的に示
す説明図、第７図及び第８図は本発明の第五の実施例を
模式的に示す説明図、第９図は本発明の第六の実施例を
示す光源構造の概略斜視図、第１０図はその一部を切欠
いて示す正面図、第１１図は本発明の第七の実施例を示
す回路図、第１２図（ａ）はレーザダイオードＬＤＺ側
の電流一光出力特性図、第１２図（ｂ）はスーパールミ
ネッセントダイオードＳＬＤＩ側の電流一光出力特性図
、第１３図は変形例を示すブロック図、第１４図は異な
る変形例を示すブロック図、第１５図は本発明の第八の
実施例を示す光強度分布特性図である。 １，２・・・駆動回路、ＬＤＩ，ＬＤ２・・・レーザダ
イオード、ＳＬＤＩ・・・スーパールミネッセントダイ
オード −８ ３ Ｚ退 （ａ） （ｂ） 滉 ６断 エえ受２向 １７ 閃 ３０現 ３ Ｕ図 ｒ ３ ５芭 こ第 ９ 図 し Ｊ），／０断 ３コＺ面 （ａ） （ｂ） Ｊ　Ｊ３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各々の光出力が合成光学系により同一点に合成され
   る複数のレーザダイオードを設け、複数ビットのバイナ
   リーデータによるアナログ変調入力データを、そのビッ
   トの重み順に複数のビット群により前記レーザダイオー
   ドの個数分にレンジ分けし、各レーザダイオードを各駆
   動回路によりそのレンジ内のビット群によるバイナリー
   データに応じた変調電流で駆動させ、各レーザダイオー
   ドの光出力をそのレンジより上位レンジによる最大状態
   数分の１になる関係でアナログ変調させるようにしたこ
   とを特徴とするアナログ変調光書込み方法。 ２、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ用のレーザ
   ダイオードの光出力が０になるアナログ変調入力データ
   が入力された時に、そのレーザダイオードに対するバイ
   アス電流を、それ以外のアナログ変調入力データが入力
   された時のバイアス電流の値より、低い値に変更させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載のアナログ変
   調光書込み方法。 ３、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ用のレーザ
   ダイオードに対するアナログ変調入力データ中の最下位
   １ビットに相当する変調電流を、そのレーザダイオード
   のスレッショルド電流より大きくしたことを特徴とする
   請求項１又は２記載のアナログ変調光書込み方法。 ４、少なくとも、最下位レンジ以外のレンジ用のレーザ
   ダイオードに対するバイアス電流を、そのレーザダイオ
   ードのスレッショルド電流に等しくしたことを特徴とす
   る請求項１、２又は３記載のアナログ変調光書込み方法
   。 ５、複数のレーザダイオードを設け、複数ビットのバイ
   ナリーデータによるアナログ変調入力データを、そのビ
   ットの重み順に複数のビット群により前記レーザダイオ
   ードの個数分にレンジ分けし、各レーザダイオードを各
   駆動回路によりそのレンジ内のビット群によるバイナリ
   ーデータに応じた変調電流で駆動させ、各レーザダイオ
   ードの光出力をそのレンジより上位レンジによる最大状
   態数分の１になる関係でアナログ変調させ、これらのア
   ナログ変調されたレーザダイオードの光出力を感光体に
   対して主走査又は副走査方向に１画素の整数倍ずらして
   照射させ同一画素の書込みを複数回の合成書込みにより
   行うようにしたことを特徴とするアナログ変調光書込み
   方法。 ６、複数のレーザダイオードを同一基板にアレイ状に配
   設させたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
   記載のアナログ変調光書込み方法。 ７、各々の光出力が合成光学系により同一点に合成され
   る複数のダイオード光源を設け、複数ビットのバイナリ
   ーデータによるアナログ変調入力データを、そのビット
   の重み順に複数のビット群により前記ダイオード光源の
   個数分にレンジ分けし、少なくとも光出力が小さいビッ
   ト群で変調されるダイオード光源をスーパールミネッセ
   ントダイオードとして各ダイオード光源を各駆動回路に
   よりそのレンジ内のビット群によるバイナリーデータに
   応じた変調電流で駆動させ、各ダイオード光源の光出力
   をそのレンジより上位レンジによる最大状態数分の１に
   なる関係でアナログ変調させるようにしたことを特徴と
   するアナログ変調光書込み方法。 ８、各々の光出力が合成光学系により同一点に合成され
   る複数のダイオード光源を設け、複数ビットのバイナリ
   ーデータによるアナログ変調入力データを、そのビット
   の重み順に複数のビット群により前記ダイオード光源の
   個数分にレンジ分けし、最も光出力の大きいビット群で
   変調されるダイオード光源をレーザダイオード、それ以
   外のビット群で変調されるダイオード光源をスーパール
   ミネッセントダイオードとして各ダイオード光源を各駆
   動回路によりそのレンジ内のビット群によるバイナリー
   データに応じた変調電流で駆動させ、各ダイオード光源
   の光出力をそのレンジより上位レンジによる最大状態数
   分の１になる関係でアナログ変調させるようにしたこと
   を特徴とするアナログ変調光書込み方法。 ９、各々の光出力が合成光学系により同一点に合成され
   る複数のダイオード光源を設け、複数ビットのバイナリ
   ーデータによるアナログ変調入力データを、そのビット
   の重み順に複数のビット群により前記ダイオード光源の
   個数分にレンジ分けし、光出力が小さいビット群で変調
   されるダイオード光源のビーム径を光出力が大きいビッ
   ト群で変調されるダイオード光源のビーム径より太くし
   て各ダイオード光源を各駆動回路によりそのレンジ内の
   ビット群によるバイナリーデータに応じた変調電流で駆
   動させ、各ダイオード光源の光出力をそのレンジより上
   位レンジによる最大状態数分の１になる関係でアナログ
   変調させるようにしたことを特徴とするアナログ変調光
   書込み方法。