JPS58100571A - レ−ザビ−ム走査装置 - Google Patents

レ−ザビ−ム走査装置

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JPS58100571A
JPS58100571A JP56199678A JP19967881A JPS58100571A JP S58100571 A JPS58100571 A JP S58100571A JP 56199678 A JP56199678 A JP 56199678A JP 19967881 A JP19967881 A JP 19967881A JP S58100571 A JPS58100571 A JP S58100571A
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Shinsuke Funaki
信介 舟木
Yuichi Akanabe
祐一 茜部
Hiroaki Ikeda
弘昭 池田
Masaharu Shiyudo
首藤 正治
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    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/113—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors
    • H04N1/1135—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors for the main-scan only

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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】 本発明は、半導体レーザを光源に用い、画情報に基づい
て変調されたレーザビームで像記録体上を走査して記録
を行う記録装置や、レーザビームによる原稿画像の読取
装置に用いるレーザビーム走査装置に関するものである
。
半導体レーザの光出力は著しい温度依存性があることか
ら、半導体レーザを記録装置や読取装置の光源として用
いるには、光出力の安定化を図る必要がある。従来より
、この安定化の一方法として、レーザダイオード(以下
LDと略す)の温度制御を行う方法が知られている。し
かし、温度検出点であるケース(マウント部)とLDの
チップとの間に温度差(これは一定ではない)があるた
め、光出力の変動が大きく、この方法だけで光出力を許
容変動範囲内に抑えることは困難であった。又、レーザ
プリンタ等の記録装置においては、記録時のLDの平均
出力が一定でないため、LDの平均出力でもってLDの
駆動電流を制御するという光通信用レーザにおける安定
化方法を用いることも不可能であった。
このような状況の中で、最近、記録時間内にビーム位置
検知信号に同期したサンプリング時間を設け、レーザビ
ームの一部をビームスプリッタを介してサンプリングし
、レーザビームの強度を検出してLDの駆動電流を制御
するという方法が提案された。しかし、この方法では、
記録時間内にしかも一行の走査毎に−、サンプリング時
間をとるため、サンプリング時間が極めて短く、フィー
ドバック系の周波数応答を非常に高くしなければならな
いという問題があった。
このため、画像形成処理の高速化には限界があった。又
、−行毎でなく、−頁毎にサンプリングしてLDの駆動
電流を制御する方法も試みられている。この場合も駆動
電流を決めるための電圧はサンプルホールド回路のホー
ルドキャパシタにより得ているが、一般にキャパシタに
は漏れ電流があるため、長時間同じ電圧を保持させるこ
とは不可能であり、−頁の記録中にわたって駆動電流を
一定に維持しておくことができないという問題があった
。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、そ
の目的は、高速の画像読取や画像形成が可能でしかも安
定な光出力の制御ができるレーザビーム走査装置を提供
することにある。
この目的を達成する本発明の基本的構成は、基準値とL
Dの光出力レベルを比較する比較器と、この比較器の出
力に応じて入力されるクロックを計数するカウンタと、
このカウンタの出力をアナログ変換するDA変換器と、
このDA変換器の出力に一定のオフセット量を加算する
加算器と、この加算器の出力電圧に対応した電流を出力
し前記LDを駆動するLDドライバで構成したことを特
徴とするものである。
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明に係るレーザビーム走査装置の一実施例
(レーザプリンタに適用したもの)の主要部を示す概略
構成図である。図において、1はLDを内部に有した半
導体レーザ装置、2は半導体レーザ装置1から出て光学
系8を経て入射するレーザビームを反射するための回転
多面鏡である。この回転多面12は、主走査方向Xにレ
ーザビームを走らせるために、図の矢印方向に一定速度
で回転するものである。3は副走査方向Yに回転する感
光体ドラムで、例えば中空アルミニウム円筒表面にセレ
ンを主たる成分とする光導電性絶縁層を蒸着することに
よって構成されている。4は感光体ドラム3の表面に一
様に電荷を帯電させるための帯電器で、この帯電器4で
帯電した感光体ドラム3表面に、前記回転多面鏡2で反
射したレーザビームを照射し、静電潜像を形成する。尚
、この図においては、前記潜像をハードコピーとして出
力するための現像器、熱定着器、給排紙機構等は図示し
ていない。5はLDの光出力を走査開始端で検出するた
めのフォトトランジスタ等の光検出器、6は半導体レー
ザ装置1に駆動電流を与えるなどの種々の機能を有した
電気回路部、7はt・θレンズで、レーザビームを感光
体ドラム3表面上に結像させるものである。
第2図は第1図装置の一部を示す電気的構成図で、主に
第1図中の電気回路部6の詳細を示すものである(転写
方式電子写真法を実現する部分の回路は省略されている
)。第2図において、21は一頁記録開始前の、一定時
間レーザビームの強度を検出する光検出器5を有する光
出力検出器、22は光出力検出器21より得られるレー
ザビーム強度に対応した電圧信号(モニタ信号)を適宜
に増幅する増幅器、23.24はそれぞれ比較器である
。比較器23は、増幅器22の出hvpを基準電圧vr
erと比較し、vp>Vretのときは“OITを、v
p≦V refのときは“1″を出力する。一方、比較
器24はVDをV ref+Δ■と比較し、Vp〉■r
ef+ΔVのときは′1″を、Vp≦Vref+Δ■の
ときは゛(Oflを出力するようになっている。
25はアップ・ダウン・カウンタで、クロックがアップ
端子(U)に入力されたときは加算し、ダウン端子(D
)に入力されたときは減算計数するものである。26.
27は前記アップ端子及びダウン端子にクロックを導く
アンドゲートで、まず共通にゲート信号Gが与えられて
いる。
このゲート信号Gは図示しない制御回路より与えられる
もので、画情報に基づく変調信号出力時又は走査開始時
のレーザビーム出力のサンプリング時にレーザビーム照
射が可能である期間中はi l ?+、その他の期間は
“OIIとなる信号である。更に、ゲート26は比較器
23の出力が入力され、比較器23の出力Aとゲート信
号Gが共に1″のときクロックを通過させるようになっ
ている。一方、ゲート27は、比較器24の出力Bが入
力され、BとGが共に“1”のときにクロックを通過さ
せるようになっている。この場合のクロックはレーザビ
ームの走査速度に比較して十分に高い周波数となってい
る。
このようなりロックを計数するアップ・ダウンカウンタ
25がオーバーフローすると(加算、減算を問わずオー
バーフローする場合がある)、エラー表示回路28の発
光ダイオードD1が点灯し、同時に制御回路にエラー信
号を送り、ユーザに警告を与えるようになっている。エ
ラー表示回路28は抵抗Rで+5v電源にプルアップさ
れた発光ダイオードD1で構成したものを示したが、他
の構成としてもよい。尚、図示しない制御回路としては
マイクロコンピュータ等が使用されている。29はアッ
プ・ダウンカウンタ25の出力値をアナログ変換するデ
ィジタル・アナログ変換器(以下DA変換器と略す)、
30はOA変換器29の出力Vcにオフセット電圧VO
3を加算する加粋器、31は加算器30の出力電圧yo
 s +Vcに対応した電流でLDを駆動すると共に、
その電流を画情報に基づく変調信号に同期してON・O
FF変調することができるLDドライバである。又、3
3は比較器23.24の出力A、Bの論理和をとるオア
ゲート、34はオアゲート33の出力とゲート信号Gの
論理積をとるアンドゲート、35はアンドゲート34の
出力と変調信号の論理和をとりLDドライバ31に出力
するオアゲートである。
以上のように構成した本実施例装習の動作を次に説明す
る。LDの光出力特性は第3図に示すようになっている
。即ち、レーザ光出力強度は、あるLD駆動電流値を越
えると急激に電流に比例して増加する。しかし、その関
係は温度に依存しており、同一電流に対しLDの温度が
高くなればなるほどレーザ強度は低くなるという特性を
呈する。さて、−頁記録開始前のサンプリング期間にゲ
ート信号Gが“1”となり、又、比較器23の出力Aが
1″となっているので、無条件にLDは点灯する。その
際LDの光出力レベルを光検出器5で検知し、増幅器2
2を介してそのレーザ強度に対応した電圧Vpを得る。
このVpがV refより低い場合は、比較器23の出
力が“1”、比較器24の出力は“0″となるため、オ
アゲート33の出力が“1”となりLDは点灯した状態
にあり、アップ・ダウンカラタン25にはアップ端子(
U)にりロックが入力される。この人力クロックを加算
計数して増加するアップ・ダウンカウンタ25の出力は
、四時にOA変換器29によりアナログ化されて、加算
器30に与えられる。LDドライバ31Gよ漸次増加す
る加算器の出力Vos+Vcに対応してその出力電流を
増加する。
駆動電流の増加により、LDの光出力強度が増幅器22
の出力に換算してV refまで上ると、比較器23の
出力は0”に反転する。これによりゲート26はクロッ
クの通過を禁止し、同時にオアゲート33の出力が“0
”となりゲート信号Gに関係なくLDは消灯する。又、
アップ・ダウンカラタン25はそれまでの計数値を保持
する。このようにしてLDの光出力強度は所定のレベル
に持も上げられ固定される。又、レーザビーム強度が増
幅器22の出力に換算してV ref十ΔVより大きい
ときは、比較器24のみの出力が1”になり、オアゲー
ト33の出力も“1″となり、LDは点灯した状態にあ
り、ゲート27を介してカウンタ25のダウン端子(D
)にはりOツクが入りされる。これにより、カウンタ2
5の出力は減少し、加算器30の出力Vos+Vcは前
述の場合とは逆に減少する。これに従いLDドライバ3
1の出力電流も低下し、LDの光出力も低下する。LD
の光出力強度に対応した増幅器22の出力がV ref
+ΔVになると、カウンタ25のクロック計数は停止し
、同時にオアゲート33の出力が“0”となりLDは消
灯し、LDの光出力強度がそのレベルに固定される。−
頁配録前の一定時間のサンプリング時間が終るのと同時
に制御回路より与えられるゲート信号GはO″となり、
比較器23.24の出力とは無関係にカアツプ・ダウン
カウンタ25へのクロック入力を禁止する。勿論、サン
プリング時間はLDの光出力が安定化づる時間より長く
設定されており、この時間内にアップ・ダウンカウンタ
25がタイミングクロックeオーバーすることはない。
このようにして1頁毎にLDの光出力強度をVref乃
至Vref+ΔVの範囲に対応したレベル内に自動調整
することができる。
尚、レーザビームを検出したとき、すでに■pがv r
erとVref+Δ■との間に入っている場合はカウン
タ25でのクロック計数は行われず同じ状態が維持され
る。
上述の実施例にお番プる具体的な数値例を示せば、次の
とおりである。、LDドライバ31は、入力電圧1Vあ
たり出力電流が251Aとなるように選定する。10〜
40℃の温度変動に対しLDの駆動電流変動は約30m
Aであるので、6ビツトのDA変換器では1ビット当り
0.5mAに対応させる。Vosは最低温度で定格出力
以下とな8J:’に4.4V、Vref G;t3V、
 Δ■は0.1V及びVcの可変レンジとして1゜2v
となるように設定する。
上記実施例では光出力強度レベルtよΔVの幅で制御さ
れるが、このΔVの幅を更に小さくするために第4図に
示す構成としてもよい。第4図において第2図と異なる
点は、比較器としてはV refと■pを比較する比較
器23のみとし、又カウンタ25に加算計数のみを行う
ようにゲート26を介してクロックを入力するようにし
た点である。このカウンタ41は1頁走査毎に制御回路
からの指令でリセットされるようになっている。従って
、LDドライバ31には毎回初期値VORより漸次増加
する電圧が与えられ、駆動されるLDは制御のたびに、
VC8に対応する強度より増加し、V refに対応す
る強度まで1拝したところで固定されるようになってい
る。
又、上記実施例ではレーザビーム出力のサンプリングを
、原稿−頁毎に行っているが、−走査線毎或いは一定時
間周期毎に行うこともできる。
更に、上記説明は感光体ドラムを用いたレーザプリンタ
についての説明であったが、他のレーザ記録或いはレー
ザ読取についても、本発明を適用できる。従って、本発
明装置における被走査面は、光導電性絶縁体(セレン、
opc。
’;lno、アモルファスシリコン等)を有する感光体
に限らず、銀塩感光材料、感光性樹脂、熱可塑性物質等
の感熱記録材等、種々のもので形成されることになる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、次のよう
な効果を得られる。
(1) ディジタルカウンタ及びDA変換器でVCを保
持するため、従来のようなキャパシタによってVCを保
持する方式に比べ、経過時間に関連する減衰がなく、長
時間光出力を一定レベルに制御することができる。
(2) 従来のアナログ式の帯金ではフィードバック系
の応答時間が長く、約2018の整定時間を要するのに
対し、本発明ではクロックを10KHzとしても最高で
6.41S程度と短く、第2図の実施例の場合2回目以
時では前回の値よりずれた分だけ補正すればよいかられ
ずか数百μsで整定できることになる。
(3) 従来のアナログ式のフィードバック制御におい
ては、LDの光出力変動率はループゲイン分の−に圧縮
され、ループゲインを大きくすればするほど変動率は小
さくなるが、ループゲインを大きくすると発振して不安
定となったが、本発明によれば発振の問題はなく変動率
も容易に小さく抑えることができる。
(4) 十分に高速のりOツクで駆動電流を適値まで蛮
化させているので整定時間が短く、高速記録を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るレーザビーム走査装置の一実施例
の主要部を示す概略構成図、第2図は第1図装置の電気
的構成図、第3図はLDの光出力特性の説明図、第4図
は本発明の一他の実施例を示す説明図である。 5・・・光検出器   21・・・光出力検出器22・
・・増幅器    23.24・・・比較器25・・・
アップ・ダウン・カウンタ 26.27.34・・・アンドゲート 29・・・DAI換器  30・・・加算器31・・・
LDドライバ 33.35・・・Aアゲート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) レーザダイオードの光出力の一部を検知し、こ
    の検知出力と基、単価との比較によって光出力を安定化
    したレーザビームによるレーザビーム走査装置において
    、前記レーザダイオードの光出力強度に対応した電圧V
    pを基準値と比較する比較器と、この比較器の出力に応
    じて入力されるクロックを計数するカウンタと、このカ
    ウンタの出力をアナログ変換するディジタル・アナログ
    変換器と、このディジタル・アナログ変換器の出力に一
    定のオフセット量を加算する加算器と、この加算器の出
    力電圧に対応し′ た電流を出力し前記レーザダイオー
    ドを駆動するレーザダイオードドライバを具備し、レー
    ザビームの走査開始時期に光出力強度を制御し、走査完
    了までその強度を維持させるようにしたレーザビーム走
    査装置。
  2. (2) 前記比較器を、互いに異なる2つの基準値と前
    記電圧vpをそれぞれ比較する2個の比較器とし、且つ
    前記カウンタをこの2個の比較器の出力に基づき入力ク
    ロックを加算又は減篩計数するアップ・ダウン・カウン
    タとしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    レーザビーム走査装置。
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