JPH07335986A - レーザ光量制御装置 - Google Patents

レーザ光量制御装置

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JPH07335986A
JPH07335986A JP13160294A JP13160294A JPH07335986A JP H07335986 A JPH07335986 A JP H07335986A JP 13160294 A JP13160294 A JP 13160294A JP 13160294 A JP13160294 A JP 13160294A JP H07335986 A JPH07335986 A JP H07335986A
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JP
Japan
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laser
drive current
slope efficiency
amount
light amount
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JP13160294A
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English (en)
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Hidehiro Wakamiya
秀洋 若宮
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 A/D変換による量子化誤差をなくしてスロ
ープ効率を正確に求めること。 【構成】 画像形成を行うための感光体に照射するレー
ザを発生する半導体レーザへの駆動電流を粗調整する第
1制御手段と、前記駆動電流を微調する第2制御手段
と、前記半導体レーザの発光量をアナログ/デジタル変
換してモニタするモニタ手段と、前記第1および第2制
御手段によって前記駆動電流を制御することによって、
前記モニタ手段がモニタした発光量が変化したときの当
該発光量と前記駆動電流値とを用いてスロープ効率を算
出するスロープ効率算出手段とを具えたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光量の変化を検出し
半導体レーザの駆動電流を制御することによって半導体
レーザの光量を調整するレーザ光量制御装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のレーザ光量制御装置は、
電子写真装置に使用されており、半導体レーザへ供給す
る駆動電流を制御する手段、半導体レーザの発光強度を
検出する手段、及び、検出した光量値と目標光量値を比
較する手段を有している。例えば、特開昭63−560
59号に記載されている光量制御装置は、駆動電流に対
応するカウント値を「0」から一定量ずつ増加させ、半
導体レーザの発光量が目標光量を越えたとき、発光量が
目標光量から一定の範囲内であれば終了、一定範囲外で
あればカウント値「0」から上述した動作を繰り返すと
いう方法で光量制御を行う。
【0003】また、段階的に駆動電流の量を変化させて
光量調整を行う際に効率を向上するために、USP4,
837,787に記載の光量制御装置では一回に増加さ
せる駆動電流の量が大きい粗調と、小さい微調とに分
け、目標光量の一定割合までを粗調で、それ以降を微調
で行うという方法も提案されている。
【0004】さらにまた、一般的に用いられている半導
体レーザの駆動電流に対するレーザ光量の特性(I−1
特性)は、図6に示すように、半導体レーザは駆動電流
Iがあるしきい値(Ith)まではレーザ発光は行なわ
ず、発光状態においては駆動電流Iに対するレーザ光量
Iがある一定の傾きα(=Δ1/ΔI)を持っている。
このαをスロープ効率と称していて、このスロープ効率
を計算してこの傾きをもとにして目標光量を得ている。
また、この値(スロープ効率)はレーザ光量の検出値を
A/D変換した値を用いて計算をおこなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではスロープ効率を、レーザ光量の検出値をA/D
変換した値を用いて計算しているため、A/D変換の量
子化誤差によって正確なスロープ効率が得られず、これ
によって正確なレーザ光量が得られない。
【0006】そこで本発明の目的は以上のような問題を
解消したレーザ光量制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、画像形成を行うための感光体に照射するレー
ザを発生する半導体レーザへの駆動電流を粗調整する第
1制御手段と、前記駆動電流を微調する第2制御手段
と、前記半導体レーザの発光量をアナログ/デジタル変
換してモニタするモニタ手段と、前記第1および第2制
御手段によって前記駆動電流を制御することによって、
前記モニタ手段がモニタした発光量が変化したときの当
該発光量と前記駆動電流値とを用いてスロープ効率を算
出するスロープ効率算出手段とを具えたことを特徴とす
る。
【0008】さらに本発明においては、好ましくは前記
スロープ効率算出手段は、複数のスロープ効率算出値の
平均値を求めることを特徴とする。
【0009】
【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。
【0010】図2は本発明の一実施例であるレーザビー
ムプリンタの光量制御装置を示す。
【0011】図2において、12は中央処理装置(CP
U)、18は駆動電流制御回路、19は発光定電流回
路、20は駆動電流スイッチング回路、21はレーザ装
置、22はレーザ光量モニタ回路、24はドラム感度ス
イッチ、25は画像信号出力部、26はオアゲートであ
る。
【0012】また、中央処理装置12は状態管理手段1
3、レーザ光量比較制御手段1、目標光量値設定手段1
4、A/D(アナログデジタル)変換回路15、D/A
(デジタルアダプタ)変換回路16,17等から構成さ
れ、レーザ装置21は半導体レーザ27、およびこの半
導体レーザ27の発光量を検出するフォトダイオード2
8で構成される。
【0013】中央処理装置12はレーザビームプリンタ
の状態管理、レーザ光量制御等のプリンタ全般の制御を
行うものであって、図4,図5の如き制御手順を格納し
た記憶手段を有し、同制御手順は、後述する光量調整管
理手段2が主として実行する。
【0014】状態管理手段13はパワーオン時の各部の
立ち上げ処理、待機状態、印字状態、故障状態等のレー
ザビームプリンタの状態の管理を行い、レーザ光量比較
制御手段1等の各種制御手段に対してレーザビームプリ
ンタの制御状態STATUSを知らせる。そして、各部
の立ち上げ処理中の所定のタイミング、及び、印字処理
中の所定のタイミングでレーザ光量比較制御手段1に対
してレーザ光量の制御開始を指示するAPCREQ信号
を送出する。
【0015】レーザ光量比較制御手段1は、レーザ光量
モニタ回路22からA/D変換回路15を介してデジタ
ル値に変換されたレーザ光量モニタ値DPDと目標光量
値設定手段14から与えられる最終目標光量値APCT
GTとを比較しつつ、出力値DRLD,DDLDをD/
A変換回路16,17を介してアナログ出力RLD,D
LDに変換して出力し、駆動電流制御回路18をコント
ロールしてレーザ27の発光量が目標光量になるように
調整する。そして、DPDとAPCTGTとによって、
レーザの発光量が目標光量に達したと判断したら状態管
理手段13に対してレーザ光量調整の終了を知らせるA
PCRDY信号を送出する。レーザ光量比較制御手段1
の光量制御について後に詳述する。
【0016】駆動電流制御回路18はレーザ光量比較制
御手段1からの出力RLD,DLDに応じて発光定電流
回路19の電流値を制御する。レーザ光量比較制御手段
1からの出力はRLD(D/A変換回路16)、DLD
(D/A変換回路17)の2系統になっているが、駆動
電流制御手段18は入力RLDとDLDを8対1の割合
で加算し駆動電流の値を決定する。すなわち、DLDは
RLDの8倍の精度でレーザ駆動電流を調整でき、レー
ザ光量比較制御手段1はRLDをレーザ光量の粗調に、
DLDをレーザ光量の微調に使用することができる。ま
た、A/D変換によって得られたレーザの発光量が変化
するときの駆動電流値をこれらのRLD,DLDを用い
て検出する駆動電流検出手段が設けられていて、この変
化点の検出された電流値に調整し、検出することもでき
る。
【0017】発光定電流回路19は前記駆動電流制御回
路18からの制御に従い、駆動電流スイッチング回路2
0を介して半導体レーザ27に所定の電流を流す。
【0018】レーザ装置21では駆動電流によって発光
する半導体レーザ27のレーザ光をフォトダイオード2
8が受光し対応する信号をレーザ光量モニタ回路22に
送る。
【0019】レーザ光量モニタ回路22はフォトダイオ
ード28からの検出信号が供給され、検出した光量に相
当する電圧PDをA/D変換回路5を介してデジタル値
DPDに変換し前記レーザ光量比較制御手段1に供給す
る。
【0020】ドラム感度スイッチ24はこのレーザビー
ムプリンタに装着される感光ドラムの感度の段階を設定
する。本実施例においては2つのスイッチCSENS
0,CSENS1を有し、これら2つのスイッチのO
N,OFFの組合せにより手動またはドラム装着時に自
動的にドラム感度を4段階に設定できる。
【0021】目標光量値設定手段14はドラム感度スイ
ッチ24で設定されるドラム感度に応じた最終目標光量
値APCTGTをレーザ光量比較制御手段1に出力す
る。
【0022】次に、レーザ光量比較制御手段1の制御に
ついて詳述する。
【0023】図1は本実施例のレーザ光量比較制御手段
1の構成を示すブロック図である。レーザ光量比較制御
手段1は光量調整管理手段2、入力モニタ値処理手段
3、モニタ値記憶手段4、出力光量予測手段5、出力値
設定手段6、目標光量到達出力値算出手段7、初期値記
憶手段8、制御光量記憶手段9、スロープ効率記憶手段
10、スロープ効率算出手段11から構成される。
【0024】光量調整管理手段2は前記状態管理手段1
3からのAPCREQ信号を受けると入力モニタ値処理
手段3、出力光量予測手段5、出力値設定手段6、目標
光量到達出力値算出手段7、制御光量記憶手段9、スロ
ープ効率算出手段11等の動作を管理して光量調整を行
う。
【0025】入力モニタ値処理手段3は光量調整管理手
段2からの指示に応じて光量モニタ値記憶手段4の記憶
内容を書き換える。光量調整管理手段2から入力処理の
指示を受けると、入力モニタ値処理手段3はモニタ値記
憶手段4にデータを書き込む。
【0026】スロープ効率算出手段11として動作する
ときは、光量調整管理手段2からの指示に応じてスロー
プ効率の算出、補正を行なう。スロープ効率の算出が指
示されていれば、CPU12はまずモニタ値記憶手段4
に記憶されているデータに基づきスロープ効率の収束の
有無の判断を行ない、スロープ効率記憶手段10に保存
する。
【0027】出力光量予測手段5として動作するとき発
光量調整管理手段2からの指示により発光量予測値を求
める。光量到達算出手段7として動作するときは光量調
整管理手段2からの指示により、光量モニタ値記憶手段
4,制御光量記憶手段9およびスロープ効率記憶手段1
0からそのときの出力に対応する光量モニタ値PD,ス
ロープ効率,制御光量を取り込む。また、CPUはその
ときの出力値を初期値記憶手段8から得て目標光量に到
達するための粗調の出力値DRLD,微調の出力値DD
LDを算出し、算出結果を出力値設定手段6に出力す
る。
【0028】図3はレーザ駆動電流とレーザ光量(発光
量)の関係を示すグラフである。
【0029】この図3において実際のレーザ光量特性グ
ラフ(アナログ値)とこのアナログレーザ光量をA/D
変換したときのグラフ(デジタル値)との交点をL1
2,Ln とし、この各交点のレーザ光量における電流
値をI1 ,I2 ,In とする(nは任意の数)。
【0030】また、スロープ効率は以下の式を用いて算
出することができる。
【0031】α=(Ln −Ln-1 )/(In −In-1 ) 次に、本実施例の制御を図4のフローチャートをもとに
説明する。
【0032】まず、レーザ光量比較制御手段1からRL
Dを出力してレーザ駆動電流を粗調し(ステップS
1)、次にDLDを出力して微調し(ステップS2)、
入力モニタ値処理手段3、モニタ値記憶手段4を介して
モニタしたレーザ発光量が変化したか否かを判断し(ス
テップS3)、一致していなければステップS2に戻
り、一致していれば、制御光量記憶手段9にそのときの
n-1 ,In-1 を記憶し(ステップS4)、再び、レー
ザ駆動電流を粗調し(ステップS5)、次に微調し(ス
テップS6)、同様にモニタしたレーザ発光量が変化し
たか否かを判断し(ステップS7)、一致していなけれ
ばステップS6に戻り、一致していればステップS4と
同様に、制御光量記憶手段9にそのときのLn ,In
記憶し(ステップS8)、このLn-1 ,Ln ,In-1
n を用いてスロープ効率算出手段12によりスロープ
効率αを算出する(ステップS9)。
【0033】以上のように本発明の制御により非常に正
確なレーザ光量調整が可能である。
【0034】次に他の実施例について説明する。
【0035】本実施例の構成は図1,図2,図3に示さ
れたものとほぼ同様であるが、異なる部分は前記実施例
ではスロープ効率を求めるためにレーザ光量、駆動電流
値を2箇所検出して計算しているが、本実施例では、こ
の点を2s箇所以上検出してこの平均値をとることでよ
り正確なスロープ効率を求めるものである。
【0036】次に、本実施例の制御を図5のフローチャ
ートをもとに説明する。
【0037】2s箇所この点を検出するとすると、ま
ず、中央処理装置12内のカウンタ2sをセットし(ス
テップS10)、レーザ駆動電流を粗調し(ステップS
11)、次に微調し(ステップS12)、モニタしたレ
ーザ発光量が変化したか否かを判断し(ステップS1
3)、一致していなければステップS12に戻り、一致
していれば、制御光量記憶手段9にそのときの発光量L
n-(2s-1)、および駆動電流In-(2s-1)を記憶し(ステッ
プS14)、再び、レーザ駆動電流を粗調し(ステップ
S15)、次に微調し(ステップS16)、モニタした
レーザ発光量が変化したか否かを判断し(ステップS1
7)、一致していなければステップS16に戻り、一致
していれば、制御光量記憶手段9にそのときの発光量L
n-(2s-2)および駆動電流In-(2s-2)を記憶し(ステップ
S18)、このLn-(2s-1),Ln-(2s-2),In-(2s-1)
n-(2s-2)を用いてスロープ効率算出手段12によりス
ロープ効率αn-(2s-1)を算出する(ステップS19)。
次にカウンタを2s−2とし(ステップS20)、2s
−2=0かいなか判断し0でなければステップS11に
戻り(ステップS21)、0ならばスロープ効率平均値
αを以下の式より求める(ステップS22)。
【0038】
【数1】
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
A/D変換による量子化誤差をなくしてスロープ効率を
正確に求めることができ、半導体レーザの光量制御を効
率よくおこない、常に正確な半導体レーザの発光量を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるレーザ光量比較制御手段のブロ
ック図である。
【図2】本発明におけるレーザ光量制御装置のブロック
図である。
【図3】レーザ駆動電流とレーザ発光量との関係を示す
図である。
【図4】制御の一例を示すフローチャートである。
【図5】制御の他の一例を示すフローチャートである。
【図6】レーザ光量の特性を示す図である。
【符号の説明】
2 光量調整管理手段 3 入力モニタ値処理手段 4 モニタ値記憶手段 6 出力値設定手段 11 スロープ効率算出手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成を行うための感光体に照射する
    レーザを発生する半導体レーザへの駆動電流を粗調整す
    る第1制御手段と、前記駆動電流を微調する第2制御手
    段と、前記半導体レーザの発光量をアナログ/デジタル
    変換してモニタするモニタ手段と、前記第1および第2
    制御手段によって前記駆動電流を制御することによっ
    て、前記モニタ手段がモニタした発光量が変化したとき
    の当該発光量と前記駆動電流値とを用いてスロープ効率
    を算出するスロープ効率算出手段とを具えたことを特徴
    とするレーザ光量制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記スロープ効率算
    出手段は、複数のスロープ効率算出値の平均値を求める
    ことを特徴とするレーザ光量制御装置。
JP13160294A 1994-06-14 1994-06-14 レーザ光量制御装置 Pending JPH07335986A (ja)

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