JPH07100377B2 - レ−ザ記録装置 - Google Patents

レ−ザ記録装置

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JPH07100377B2
JPH07100377B2 JP61198991A JP19899186A JPH07100377B2 JP H07100377 B2 JPH07100377 B2 JP H07100377B2 JP 61198991 A JP61198991 A JP 61198991A JP 19899186 A JP19899186 A JP 19899186A JP H07100377 B2 JPH07100377 B2 JP H07100377B2
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純一 君塚
昭久 草野
馨 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレーザ記録装置に関し、特にレーザの光量自動
制御機能を有するレーザ記録装置に関する。
[従来の技術] 従来、この種のレーザ記録装置としてはレーザビームプ
リンタが一般に知られている。このプリンタは入力した
情報に応じて変調されたレーザ光を用いて感光体を露光
走査することにより、静電潜像を形成し、この静電潜像
をトナーと呼ばれる磁性現像剤で顕画化して紙等の被記
録材に像転写している。
第7図は上述の従来のレーザビームプリンタの一例を示
す。本図において、1はハウジングH内に回転可能に支
持されたセレン、もしくは硫化カドミウム等の半導体層
を表面に有する感光ドラムであり、本図矢印Aの方向に
定速に回転している。2はレーザ光Lを射出する半導体
レーザ、2Aはその半導体レーザ2のレーザ光量および点
灯消灯を入力情報に応じて制御する制御回路である。
半導体レーザ2から射出されたレーザ光Lはビームエキ
スパンダ3に入射されて、所定のビーム径をもったレー
ザ光となる。このレーザ光は鏡面を複数個有する多面体
ミラー4に入射される。この多面体ミラー4は低速回転
モータ(スキャナモータ)5により所定速度で回転する
ので、ビームエキスパンダ3から射出されたレーザ光は
この定速回転する多面体ミラー4で反射されて実質的に
水平方向に走査される。次に、レーザ光はf−θ特性を
有する結像レンズ6により、帯電器13により所定の極性
に帯電されている感光ドラム1上にスポット光として結
像される。
7は反射ミラー8によって反射されたレーザ光を検知す
るビーム検出器である。感光ドラム1上に所望の光情報
を得るための半導体レーザ2の変調動作のタイミング
は、上述のビーム検出器7の検出信号により決定され
る。一方、感光ドラム1上には上述の入力情報に応じて
結像走査されたレーザ光により静電潜像が形成される。
この潜像は現像器9においてトナーにより顕画化された
後、カセット10,11のいずれから給送された被記録材
(一般的には用紙)上に転写される。その後、この被記
録材が定着器12を通過することにより、像は記録材に定
着され、図示しない排出部(排出トレイ)に排出され
る。
ところで、このようなレーザビームプリンタにおいて、
一般的に用いられている半導体レーザのレーザ電流(駆
動電流)に対するレーザ光量の特性(I−l特性)は、
第8図に示すようになっている。すなわち、第8図に示
すように、半導体レーザはレーザ電流Iがある閾値(I
th)まではレーザ発光は行なわないが、その閾値を越え
た時点でレーザ発光を行ない、そのレーザ発光状態にお
いてはレーザ電流Iに対するレーザ光量lがある一定の
傾きαを持っている。このαをスロープ効率と称してい
る。
レーザビームプリンタでは制御回路2Aにより半導体レー
ザ2の光量制御を行なって、規定光量lTになるようにレ
ーザ電流ITを決めている。その際、レーザ電流ITを定電
流駆動することにより、レーザ光量lTを一定に保つよう
にしている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、半導体レーザはI−l特性において第9
図に示すように、当初Aという特性を有しており、所定
の規定光量lTAに規定するためにレーザ電流をITAで定電
流駆動していた場合に、半導体レーザに電流を流してい
ることによる半導体レーザのチップ温度の上昇などに伴
ない、I−l特性がその後にBまたはCのように変化し
てしまうことがある。
従って、必要規定量lTAが感光ドラム1に走査されてい
る場合は、正常であるが、I−l特性が第14図のように
変化してしまい、レーザ電流がITにもかかわらずレーザ
光量がBのようにlTBと少なくなった場合には、上述の
潜像ができないような状態が生ずることがあり、またC
のようにlTCと多くなった場合にはレーザチップの破壊
になるおそれがある。
そこで、レーザ光量を検出する手段を設け、この検出手
段により検出される光量が所望の値となる様に半導体レ
ーザに印加すべき電流を決定する方法が考えられてい
る。
しかしながら、前記検出手段へのノイズの混入等により
適正な電流が決定されないことがあり、半導体レーザに
決定された電流を印加しても、所望の光量が得られると
は限らないという問題が生じる。
本発明の目的は、上記問題を解決し、ノイズ等に起因し
て、半導体レーザが不所望の光量で発光されることを防
止することができる記録装置を提供することである。
[問題点を解決するための手段及び作用] 上記目的を達成するために、本発明に従う記録装置は、 半導体レーザを用いて記録を行う記録手段と、 前記半導体レーザから出力されるレーザの光量を検出す
る検出手段と、 前記半導体レーザへの印加電流を増加させ、前記半導体
レーザから出力されるレーザの光量が所定に範囲に入る
ように前記半導体レーザに印加すべき電流を決定し、決
定された電流を前記半導体レーザに印加した状態で前記
検出手段によって検出された光量が前記所定の範囲に入
っていない場合には、前記半導体レーザから出力される
レーザの光量が前記所定の範囲よりも小さくなるように
前記半導体レーザに印加する電流を減少させた後、再び
前記半導体レーザへの印加電流を増加させ、前記半導体
レーザから出力されるレーザの光量が前記所定の範囲に
入るように前記半導体レーザに印加すべき電流を決定す
る制御手段とを具備したことを特徴とする。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明実施例の要部回路構成を示す。
第1図において、101は中央処理装置(CPU)であり、情
報記録処理の全体制御を行う。102はレーザ光量比較制
御回路であり、A/D(アナログデジタル)変換回路を内
蔵したワンチップマイクロコンピュータからなり、後述
の第3図の制御手順に従って、レーザ光量に関する第2
図に示すような制御を行う。103はレーザ光量比較制御
回路102の一方の出力B1〜Bnに接続するD/A(デジタルア
ナログ)変換回路を有するバイアス電流制御回路であ
る。104はその回路103により制御されるバイアス定電流
回路であり、バイアス電流IBが入力する。また、105は
レーザ光量比較制御回路102の他方の出力D1〜Dnに接続
するD/A変換回路を有する発光電流制御回路である。106
はその回路105により制御される発光定電流回路であ
り、発光電流スイッチング回路107を介して発光電流ID
が入力される。
108は半導体レーザ、109はレーザ108のレーザ光を受光
するフォトダイオードである。110はフォトダイオード1
09からの検出信号を供給されるレーザ光量モニタ回路で
あり、検出した光量に相当する電圧VMがレーザ光量比較
制御回路102に出力される。111はレーザ光量を設定する
レーザ光量設定回路である。121はアンドゲート、122は
オアゲートである。
次に、第3図のフローチャートを参照して上述のレーザ
光量比較制御回路102の動作を説明する。
中央処理装置(CPU)101から自動光量調整開始信号(AP
CST)113が送られると(ステップ201)、レーザ光量比
較制御回路102はステップ202において発光電流制御回路
105およびバイアス電流制御回路103のD/A変換回路の入
力信号D1〜Dn、B1〜Bnを全てクリアし、それにより発光
定電流回路106とバイアス定電流回路104とを通じて、半
導体レーザ108に流れているレーザ電流Il(発光電流ID
+バイアス電流IB)を十分に小さな値にする(例えば、
レーザ光領域内にレーザ電流Ilを設定する)。次のステ
ップ203において画像信号であるビデオ信号(Video(LO
N)信号)116をTRUE(真)として、半導体レーザ108に
発光電流が流れるように、スイッチング回路107のゲー
トを開ける。
ここで、発光電流制御回路105およびバイアス電流制御
回路103は上述のようにD/Aコンバータ等のディジタル値
をアナログ値に変換する回路を有しており、レーザ光量
比較制御回路102からの出力信号D1〜DnおよびB1〜Bn
より構成されるディジタル値をカウントアップ又はカウ
ントダウンすることにより、発光定電流回路106又はバ
イアス定電流回路104を介してレーザに流れるレーザ電
流Ilを上述のカウントアップまたはカウントダウンに相
当する電気量(アナログ値)だけ変化させることができ
る回路構成となっている。
本実施例においては、第4図(A)に示すように、バイ
アス電流制御回路103でカウントされるバイアスカウン
ト値XBはレーザ光量比較制御回路102の出力B1を最下位
ビット(LSB)とし、Bnを最上位ビット(MSB)とするn
ビットの2進数と考え、バイアスカウント値XBをカウン
トアップ,カウントダウンするという表現を用いる。第
4図(A)はバイアスカウント値XBをカウントアップす
る状態を示している。ここで、“0"はlow(ロー)レベ
ル:FALSE(偽)とし、“1"はHigh(ハイ)レベル:TRUE
(真)とする。また上述のバイアスカウント値XBとバイ
アス電流IBの関係は第4図(B)に示すようにバイアス
カウント値XBの増加に伴ないバイアス電流IBが増加する
ものとする。また、発光カウント値XDと発光電流IDも第
4図(B)に示すと同様な関係にあるものとする。
また、半導体レーザ108の発光状態はレーザ装置112に内
蔵されているフォトダイオード109により光電変換さ
れ、レーザ光量モニタ回路110により処理されて、第5
図に示すような光量−電圧特性のモニタ電圧VMとして、
レーザ光量比較制御回路102にフォードバックされる。
さて、上述のステップ202においてバイアスカウント値X
Bおよび発光カウント値XDを共に“0"にした後、ステッ
プ203以降のステップでバイアス電流制御を行う。
そのバイアス電流制御では第2図(A),(B)のA領
域で示すように、発光電流カウントXDを“0"とした状態
で、バイアス電流カウント値XBを“1"づつカウントアッ
プすることにより(ステップ204)、そのカウントアッ
プされたカウント値XBに相当する電流(レーザ電流)を
バイアス定電流回路104により半導体レーザ108に流す。
そのレーザ電流に伴なうレーザ光量の検出値をレーザ光
量モニタ回路110を通じてレーザ光量比較制御回路102に
フィードバックしている。
半導体レーザ108はレーザ電流がしきい値電流Ithを越え
た時点で、レーザ発光を行なう。さらに、バイアス電流
カウント値XBをカウントアップして、半導体レーザ108
に流れる電流を増加させる。この後、モニタ電圧VMがバ
イアス電流規定電圧VBOに達した時点でバイアス電流カ
ウント値XBのカウントアップを終わらせる(ステップ20
5)。
この時のバイアス電流カウント値をXBO(バイアス電流
規定カウント値)とする。XBがXBOである状態では、レ
ーザ108はレーザ発光を行なっており、感光ドラム1上
に潜像を形成するのに十分な光量を出している場合も存
在するので、バイアス電流はバイアス電流規定カウント
値XBOにある一定の割合(例えば80%など)を乗算した
値にし、その値をXBTとする(ステップ206)。
レーザ108は上述のXBT(バイアス電流設定カウント値)
に相当する電流が流れているが、この時の電流をバイア
ス設定電流IBTとする。半導体レーザ108にバイアス設定
電流IBTが流れている状態で、モニタ電圧VMの確認を行
ない、モニタ電圧VMをバイアス電流規定電圧VBOから減
算した値の絶対値が電圧VBOにある一定の割合(α)を
かけた値VBO×αを越えていた場合には(ステップ20
7)、ステップ202に戻ってバイアス電流カウント値XB
“0"クリアにしてレーザ電流を止め、バイアス電流制御
を始めからやりなおす。すなわち、半導体レーザ108に
バイアス設定電流IBTを流した状態で、発光電流制御を
行なう。この時のVideo信号をTRUEとし、発光電流スイ
ッチング回路107のゲートを開けておき、発光電流ID
半導体レーザ108に流れる状態にしておく。
次に、|VBO−VM|≦VB×αの計算式が成立したら、ステ
ップ207からステップ208へ進む。
このときの発光電流制御は第2図(A),(B)のB領
域で示すように、バイアス電流カウント値XBをバイアス
電流設定カウント値XBTとし、半導体レーザ108にバイア
ス設定電流IBTを流した状態で行なう。発光電流カウン
ト値XDを“0"状態から“1"づつカウントアップする(ス
テップ208)。このカウントアップにより得られたその
カウント値XDに相当する電流IDを発光定電流回路106に
よりバイアス規定電流IBTに上乗せする。したがって、
レーザ電流Ilはバイアス規定電流IBTと発光電流IDを加
算したもの(Il=IBT+ID)となる。
レーザ電流Ilに伴なうレーザ光量は半導体レーザ装置11
2の内部に内蔵されているフォトダイオード109により光
電変更され、レーザ光量モニタ回路110により、レーザ
光量比較制御回路102にフォードバックしている。その
ため、発光電流カウント値XDを“1"づつカウントアップ
して行くことにより、発光電流IDが増加し、レーザ光量
が増えることとなる。
次に、そのレーザ光量が増えたことをモニタ電圧VMが増
加することにより検知する。すなわち、発光電流カウン
ト値XDをカウントアップし、レーザ光108に流れる電流
を増加させて、モニタ電圧VMが発光光量規定電圧VDに達
した時点で、発光電流カウント値XDのカウントアップを
終了させる(ステップ209)。
この時の発光電流カウント値をXDT(発光電流設定カウ
ント値)とする。半導体レーザ108にはXDT(発光電流設
定カウント値)に相当する電流が流れているが、この時
の発光電流を発光設定電流IDTとする。半導体レーザ108
に発光設定電流IDTが流れている状態で、モニタ電圧VM
の確認を行なう。すなわち、モニタ電圧VMが発光光量規
定電圧VDに対してある一定の領域(例えば±5%)内に
入っていない場合(ステップ210)には、発光電流カウ
ント値XDをクリアして(ステップ211)、発光電流ID
止め、ステップ208に戻って発光電流制御をやりなお
す。
モニタ電圧VMが発光光量規定電圧VDに対してある一定領
域に入っている場合で、中央処理装置101からのAPCST信
号がFALSEである場合は、発光電流設定カウント値XDT
よびバイアス電流設定カウント値XBTを保持したまま
で、発光電流スイッチング回路107のゲートを閉じて、
半導体レーザ108への電流をバイアス設定電流IBTのみと
する。また、上述のAPCST信号がTRUEの場合には、発光
電流スイッチング回路107のゲートは開けたままにして
おき、APCST信号がFALSEになった時点でゲートを閉じ
る。
上述の発光光量規定電圧VDは次のように求められる。ま
ずレーザ光量設定回路111によりレーザ光量設定電圧VO
が決められる。この電圧VOは、第6に示すように、抵抗
分割による電圧が考えられる。レーザ光量比較制御回路
102に入力された設定電圧VOは、記録装置内の感光ドラ
ム1のレーザ感度の差により補正される。感光ドラム1
の感度は中央処理装置1からCSEN1、CSEN2で示す信号11
4で入力される。VOに対する補正値は中心値のVOに対し
て例えば+10%、または−10%の値となり、VOを補正し
た値を発光光量規定電圧VDとする。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、ノイズ等に起因し
て、半導体レーザが不所望の光量で発光されることを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例のレーザ駆動電流制御回路の構成
を示すブロック図、 第2図は第1図のレーザ駆動電流制御回路の動作を示す
特性図、 第3図は第1図のレーザ光量比較制御回路の動作を示す
フローチャート、 第4図(A),(B)は本発明実施例のバイアスカウン
ト値(または発光カウント値)とバイアス電流(または
発光電流)との関係を示す図、 第5図は本発明実施例のレーザ光量とモニタ電圧の関係
を示す特性図、 第6図は第1図のレーザ光量設定回路の構成例を示す回
路図、 第7図は従来のレーザ記録装置の構成を示す斜視図、 第8図は半導体レーザの電流に対する光量の関係を示す
特性図、 第9図は半導体レーザの電流に対する光量の関係を示す
特性図である。 101……中央処理装置、 102……レーザ光量比較制御回路、 103……バイアス電流制御回路、 104……バイアス定電流回路、 105……発光電流制御回路、 106……発光定電流回路、 107……発光電流スイッチング回路、 108……半導体レーザ、 109……フォトダイオード、 110……レーザ光量モニタ回路、 111……レーザ光量設定回路。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 馨 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザを用いて記録を行う記録手段
    と、 前記半導体レーザから出力されるレーザの光量を検出す
    る検出手段と、 前記半導体レーザへの印加電流を増加させ、前記半導体
    レーザから出力されるレーザの光量が所定に範囲に入る
    ように前記半導体レーザに印加すべき電流を決定し、決
    定された電流を前記半導体レーザに印加した状態で前記
    検出手段によって検出された光量が前記所定の範囲に入
    っていない場合には、前記半導体レーザから出力される
    レーザの光量が前記所定の範囲よりも小さくなるように
    前記半導体レーザに印加する電流を減少させた後、再び
    前記半導体レーザへの印加電流を増加させ、前記半導体
    レーザから出力されるレーザの光量が前記所定の範囲に
    入るように前記半導体レーザに印加すべき電流を決定す
    る制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ記録装
    置。
JP61198991A 1986-08-27 1986-08-27 レ−ザ記録装置 Expired - Lifetime JPH07100377B2 (ja)

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EP87307608A EP0258060B1 (en) 1986-08-27 1987-08-27 Light quantity control device

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