JPS60163476A - 光源安定化装置 - 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】 技術分野 本発明は、レーザービーム等の発光源の出力を安定化す
る光源安定化装置に関する。

従来技術 従来この種の装置にあっては、記録中のレーザ光量を安
定化させるために光量制御を行っているものがある。例
えば、特願昭５５−７６４３号においては、レーザのバ
ックビームを検出し、その光量に応じてレーザ光量を制
御する方法が提案されている。

ところが、レーザのバックビームを検出してフィードバ
ックをかける方法では、光量は安定化できるものの、発
光波長までは安定化できなかった。これがため、レーザ
光を露光する感光体の感度が波長によって変化すると、
たとえ光量を安定化しても記録される画像の濃度が変化
し、一定濃度の画像を記録できないという欠点があった
。

さらにまた、周囲温度が変化した場合、光検出素子の感
度が変化し、レーザの光量が変化するという欠点もあっ
た。

目　的 本発明の目的はＬ述した欠点の除去にある。

本発明の他の目的は安定したビーム出力が得られる光源
安定化装置の提供にある。

本発明の他の目的はビームの光量と発光波長を共に安定
化させた光源安定化装置の提供にある。

本発明の他の目的は、発光素子と受光素子とを同時に加
熱して温度制御を行うことにより受光素子の温度ドリフ
トを防止するようにした光源安定化装置を提供すること
にある。

本発明の更なる目的は安定したビームを用いて優れた画
像記録を行なうことのできる画像記録装置の提供にある
。

本発明の他の目的は構成が簡単で安価な光源安定化装置
を提供することにある。

本発明の更なる目的は安全性の高い光源安定化装置の提
供にある。

実　施　例 以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明による光源安定化装置をビーム記録装置
に適用した実施例を示すものであり、ここで、半導体レ
ーザ発生器ｌより発生したレーザビームＬ１はコリメー
タレンズ２により平行光束Ｌ２となって、矢印Ｆ方向に
一定速度で回転する回転多面鏡の形態の偏向器３に入射
する。

この回転多面鏡３で偏向されたレーザビームＬ３は、結
像レンズ４により静電記録装置を構成する感光ドラム５
上に結像される。この結像スポットは回転多面鏡３の回
転に応じて矢印Ｐ方向に移動する。

従って、回転多面鏡３を高速度で回転させると共に、感
光ドラム５を一定方向に定速度で回転させることによっ
て感光ドラム５の全域をレーザビームＬ３で走査するこ
とが出来る。

６は感光ドラム５の情報記録領域外に配設したビーム検
出器であり、かがるビーム検出器６にレーザビームＬ３
が到来したことを検知して同期信号（ＢＤ倍信号を形成
する。この同期信号を情報処理回路７に印加して、当該
同期信号に制御されたタイミングで記録信号を半導体レ
ーザ発生器１に印加する。

従って、レーザ発生器１がらは記録信号によって変調さ
れたレーザビームＬｌが出射される。かかる制御は例え
ば特開昭５１−８９３４６号において広く知られている
ものであるのでここでの詳しい説明は省略する。

この様に記録信号により変調されたレーザビームＬ３が
感光ドラム５に照射される訳であるが、この感光ドラム
５は予め不図示の帯電器により一様に帯電されているの
で、レーザビームＬ３の照射により当咳照射に応じた静
電潜像が形成され、かかる静電潜像を不図示の現像器に
より顕像化し、この顕像を不図示の転写器により紙等に
転写し、この転写された紙を不図示の定着器により定着
することにより、記録信号に応じた画像が記録された記
録紙を得ることが出来る。尚、上述の如きシーケンスは
周知のものであるので特に詳細な説明は省略する。

半導体レーザ発生器ｌは前述の如く前方に向けてレーザ
ビーム（フロントビーム）Ｌｌを出射するのと同時に後
方に向けてバックビームＢＢを出射しているものである
が、かかるバックビームＢＢを光検出素子ｉｔで受光し
てビーム強度に応じた検出信号を形成する。尚、光検出
素子としては、例えばフォトダイオード等が好適である
。この検出信号を制御回路１２に印加して半導体レーザ
発生器ｌのビーム出射強度を制御する。

ＷｔＪｚ図は前述した制御回路１２及び情報処理回路７
の一部に含まれる光量制御装置を更に詳しく説明する回
路図であり、ここで１３は一定電位の基準信号を発生す
る基準レベル設定回路、１４は光検出素子１１を含む光
検出回路１１ａがらの検出信号と基準レベル設定回路１
３かもの基準信号との大小を比較し、検出信号の方が大
きくなったときにカウンタ１６のカウント動作を停止さ
せる比較回路である。１５は一定周波数の信号を発振す
る発振回路、１６は発振回路１５に接続して、その発振
信号を計数するカウンタであり、入力端子Ｔ１よりカウ
ンタ１６にタイミング信号が印加されることにより計数
を開始し、所定値まで計数しても比較回路１４の出力に
よりカウント動作が停止しないときは１桁あふれ信号を
信号線ＳＣＩより導出してカウンタをクリヤしでカウン
ト動作を停止すると共に、比較回路１４の比較動作を停
止する。

１７はカウンタ１６の計数値をアナログ量に変換するＤ
／Ａ変換回路、１８はＤ／Ａ変挽変格回路１７続され、
得られたアナログ信号を増幅する電流増幅回路、１９は
入力端子Ｔ２から印加された記録信号に応じてオン／オ
フ動作するスイッチ回路であり、本装置においては端子
Ｔ２にデジタル°゛ｌ′′信号が加えられてスイッチ回
路１９がオンとなったときは信号線ＳＬＩを介して電流
を半導体レーザー発生器ｌに印加し、端子Ｔ２に≠ジタ
ル°°０°′信号が加えられてオフのときは半導体レー
ザ発生器ｌに電流を印加しない如く構成する。

上述の如き構成より成るビーム記録装置の動作について
更に説明するならば、入力端子Ｔ１よりタイミング信号
が印加されると（例えばこのタイミング信号はビーム記
録装置が１頁相当の画像の記録を完了して次の１頁の記
録に入る間の遊び時間の間に導出される）、スイッチ回
路１９をオン状態に保持すると共にカウンタ１６をクリ
ヤした後カウント動作を開始させる。

従って、カラン）１６が計数を行うのにつれて、その計
数値Ｎａは徐々に増加する訳であるから、信号線ＳＬＩ
上の電流もこれに応答して増加してゆく、これにより半
導体レーザ発生器ｌがらの出射ビームの強度も徐々に大
きくなるものであるが、検出信号が基準信号より大きく
なるまでカランｉ・動作は続けられる。

この様にしてカウンタ１６が所定の計数値Ｎａに達した
ときに検出信号が基準信号よりも大きくなったとすると
、比較回路１４の出力によりカウント動作が停止され、
カウンタ１６は次のタイミング信号が印加されるまでこ
の計数値Ｎａを保持し、スイッチ回路１９のオン保持状
態はクリヤされる。

従って、信号線Ｓ　Ｌ　ｌ　ｌにはこの計数値Ｎａに応
じた電流Ｉａが導出されており、入力端子Ｔ２に記録信
号が印加されたときに、この電流Ｉａに応じて半導体レ
ーザ発生器ｌが駆動される。

光検出回路１１ａ等における故障によりカウンタ１６が
予め設定した計数値Ｎ２に達しても比較回路１４よりカ
ウンタ停止信号が導出されないときには、カウンタ１６
は信号線Ｓ　ＣＩ　Ｊ二に桁あふれ信号を導出して比較
回路１４の動作を停止させ、かつ、スイッチ回路１９の
オン状態をクリヤし、そしてカウンタ１６をクリヤして
初期状態での計数値Ｎ１に戻す。従って信号線ＳＬＩ上
の電流が大きくなって半導体レーザ発生器１が破損しそ
うになるときは、駆動電流が減少して半導体レーザ発生
器１の破損を事前に防止することができる。

第３図は他の実施例を示すものであり、ここではｗ４２
図に示した発振回路１５．カウンタ１６、Ｄ／Ａ変換器
１７のかわりに時間の経過と共に出力レベルが上昇する
ランプ波発生回路２０を用い、入力端子Ｔ１へのタイミ
ング信号の印加によりランプ波の発生を開始し、比較回
路１４の出力でそのときの出力レベルをホールドする。

本例においてその他の回路の動作は第２図の実施例の場
合と同じであり、第２図と同じ回路には同じ番号を伺し
である。

以Ｅの第２図および第３図に示した実施例においては、
前述のタイミング信号は、レーザビームＬ１により感光
ドラム５ｆ：にある頁の記録が完了して次の頁の記録が
始まる前に導出し、光量調整の完了後に当該法の頁の記
録を開始するものとして説明してきたが、他の実施例と
して、レーザビームＬ１がビーム検出器６に到達してか
ら感光ドラム５Ｆにおける転写領域（ＷＳ、−ＷＴ）の
左端ＷＳに到達するまでにタイミング信号を導出し、か
つビームが左端ＷＳに到達する前に光量調整が完了する
如く構成してもよいものである。

また、上述の各実施例においては、光検出回路１２の入
射光としては半導体レーザ発生器ｌのバックビームＢＢ
を利用しているが、フロントビームＬ１の一部または光
量制御期間のみ光学系を用いてフロントビームＬｌを光
検出回路に導くようにすることもできる。

次に、第１図に示した温度制御回路２４について述べる
。半導体レーザ発生器ｌと光検出素子ｌｌとは、第１図
に示すように、熱伝導度の良いベース２１１．に取付け
ておく、（ベース２１としては１例えばアルミ、銅等か
ら構成される金属板が適当である。）このベース２１に
密着して加熱素子２２を取付け、さらにベース２１に温
度検出素子２３を密着して取付ける。この温度検出素子
２３は、例えばサーミスタ、熱電対とすることができる
。尚、半導体レーザの温度を正確に検出するため、温度
検出素子を半導体レーザの近傍に取付けるのが好ましい
。加熱素子２２は、例えばニクロムヒータをシリコンゴ
ムやマイカ等で絶縁したものとすることができる。

温度制御回路２４は、温度検出素子２３で検出した出力
に応じて加熱素子２２の電流を変化させる回路であるが
、この回路の詳細例を第４図に示す、第４図において、
２５および２６は温度検出素子２３を回路２４に接続す
る入力端子、２７は温度検出素子２３に電源Ｖｃｃを供
給する抵抗。

２８および２９は基準電圧を決める分圧抵抗、３０は演
算増幅器、３１はその演算増幅器３０の帰還抵抗、３２
はベース電が仁制御抵抗、３３は演算増幅器３０の出力
を抵抗３２を介して供給される電流増幅用トランジスタ
で電源Ｖｃｃに接続されている。３４および３５は加熱
素子２２をトランジスタ３３と大地電位との間に接続す
る出力端子である。

ベース２１の温度が低い時は、温度検知素子２３の抵抗
が増加し、入力端子２５の電圧が増加する。こめ電圧が
分圧抵抗２８と２９で決まる基準電圧より高くなると、
演算増幅器３０はトランジスタ３３のコレクタ電流を増
加させるように動作する。この結果、ヒータ２２の電流
が増加してベース２１の温度が一ヒ昇する。他方、ベー
ス２１の温度が高い時は４温度の低いときに比べてコレ
クタ電流は減少する。この結果、ベース２１の温度が一
定に保たれる。従って光量制御の際、光検出素子の温度
変化による感度変動を防止でき光量を安定化させられる
。また同時に温度変化による発光素子の発光波長の変動
を防止できる。このため感光体の波長感度特性にばらつ
きがあっても安定した画像濃度を確保できる。ところで
この一定温度を制御温度と呼ぶ。しかして、この制御温
度は分圧抵抗２８と２９で決まる。半導体レーザは熱に
は弱いので、加熱温調する場合には、制御温度を最高周
囲温度（例えば４５℃）とほぼ等しい温度とする。

ここで最高周囲温度とは半導体レーザを使用した場合の
装置（半導体レーザ）の周囲温度の最高値を言う。

ところで、ベルチェ効果を使用【７た素子でレーザの加
熱とｎ却の双方な一素子で行う方法も鷹えれるが、この
場合、ベルチェ素子は高価であり。

またベルチェ素子は電流の方向を切換えなければ加熱、
冷却を切換えられないのでその制御が複雑であったが、
本発明の場合には加熱だけでよいので、安いヒータを使
用でき、かつ駆動回路も簡単な構成でよく、従って装置
を安価に構成できる。

以上詳述した様に、同一ベースとに配置した発光素子と
光検出素子を同時に最高周囲温度にて温度制御するとと
もに光量制御を行なうことにより、安価な構成で発光素
子の光量と発光波長を安定化させることができた。

本発明による他の実施例として第５図に示す如く第４図
の抵抗２９を可変抵抗２９′とし、その装置が使用され
る地域に応じて例えばサービスマンが抵抗値を切換え、
制御温度を切換える様に構成しても良い。例えば気温の
低い地域で装置を使用する場合、制御温度を低く設定し
てやることにより、半導体レーザ及び光検出素子をより
早く制御温度に到達させることができる。従って装置を
短時間でレディ（使用可能）状態にすることができる。

又、制御温度を切換えたときは同時に光量を切換えても
良い。この光量の切換えは、第２図に示す基準レベル設
定回路１３を可変抵抗２９′と連動させ、可変抵抗２９
′の抵抗値の変化に応じて基準信号を切換えれば良い。

通常、感光ドラムの感度は温度によって変わるので、地
域に応じて制御温度と同時に光量を切換えることにより
安定した画像を得ることができる。

また−ヒ述の全ての実施例においては、半導体レーザ及
び光検出素子が制御温度に達した後光量制御を行なうの
が好ましい、何故なら本例の如く１頁の画像記録を完了
して次の１頁の記録に入る間の遊び時間に光量を調整す
る装置においては、半導体レーザ及び光検出素子が一定
温度（制御温度）に達していないので光量制御を行なっ
てしまうと、１頁の画像記録の最中に半導体レーザの温
度が変化し、それにともない光量が変化し、画像濃度が
変化する危険性があるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したビーム記録装置の構成の１例
を示す図、第２図および第３図は光量制御回路の２例を
示す図、第４図は本発明による温度制御回路の１例を示
す図、第５図は他の実施例における温度制御回路の構成
例を示す図である。 ここで１は半導体レーザ、２はコリメータレンズ、３は
回転多面鏡、５は感光ドラム、７は情報処理回路、１１
は光検出素子、ｌｌａは光検出回路、２１はベース、２
２は加熱素子、２３は温度検出素子、２４は温度制御回
路である。 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光手段と前記発光手段を加熱するための加熱手段と、
   前記発光手段の温度を検出するだめの温度検出手段と、
   前記温度検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制御す
   る温度制御手段と、前記温度制御手段の制御温度を切換
   える切換手段とを具えたことを特徴とする光源安定化装
   置。