JPS61289366A - 画像形成装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は被記録信号に対応して変調されるレーザービー
ムによって感光体上を走査して情報を記録する装置いわ
ゆるレーザービームプリンタに関し、特に半導体レーザ
ーを使用したレーザーど−ムプリンタに関する。

（従来の技術） 従来、上記レーザービームプリンタにおいて、半導体レ
ーザーの使用温度の変化に伴う発振波長の変動による画
質の低下を補償するものとして次に示すようなものがあ
る。即ち、ベルチェ効果を用いた電子冷却装置（以下ペ
ルチェ素子と言う）によって、半導体レーザーを常に一
定温度に保ち１発振波長を安定化させて画質の安定化を
図ったり、ヒータを用いて半導体レーザーを使用環境温
度の上限付近で一定温度に温度制御を行なう方法が提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記従来技術の場合には、半導体レーザーの温
度調節を行なうためにペルチェ素子やヒータを用いてい
るので、これらの駆動のために特殊な回路や電源を必要
とし、コストが高くなるという問題点がある。また、半
導体レーザーが所定の温度になるまでの時間、すなわち
ウェイトタイムが必要となり、ヒータを用いる場合には
２分前後もプリントを待たなければならないという問題
点がある。

そこで、上記の問題点を解決するために、特開昭５６−
１０４４８６号公報に記載されているように、半導体レ
ーザーの温度を検知し、使用温度の変化に応じて半導体
レーザーの出力を連続して変化させ、画質の向上を図っ
たものも提案されている。

しかし、斯かる従来技術の場合には、半導体レーザーの
出力を使用温度の変化によって連続して変化させている
ため、一枚の転写紙上で濃度が変化し、濃淡のムラが生
じて画質が低下するという問題点があった。

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、特別な温度調
節手段を必要とせず安価であってウェイトタイムを必要
とせず、一枚の転写材上で濃淡のムラが生せず良質な画
像が得られるレーザービームプリンタを提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、被記録情報信
号に対応して駆動される半導体レーザーより射出される
レーザービームにより感光体上を走査して情報を転写材
上に記録するレーザービームプリンタにおいて、前記半
導体レーザーのビーム出力を検出する出力検出手段と、
前記半導体レーザーの温度を検出する温度検知手段と、
前記半導体レーザーの温度に応じて該半導体レーザーの
ビーム出力を制御する制御手段とを備え、半導体レーザ
ーのビーム出力の制御を、１枚の転写材の記録動作を開
始する以前に行なうように構成されている。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する０本発
明に係るレーザービームプリンタを示す第１図乃至第３
図にあって、ｌはコンピュータ、ワードプロセッサ、フ
ァクシミリ送信機等からの被記録情報信号によって点滅
変調駆動される半導体レーザーユニットである。半導体
レーザーユニットｌの発振したレーザービーム２は、モ
ータ３によって回転駆動される多面鏡４により偏向走査
され、レンズ５により矢印方向に回転する電子写真感光
体ドラム６にスポット状に結像され、キのドラム６を走
査する。尚、７はビーム２を下方に反射してドラム方向
に指向させるミラーである。

上記感光体は半導体レーザーの発値波長域に感度のある
感光体例えば金属フタロシアニン系有機光導電体、アモ
ルファスシリコン光導電体、セレン系光導電体、硫化カ
ドミウム等を用いる。

８は帯電器であり、上記有機光導電体等に被覆された感
光体ドラム６上に一様帯電を行なう。

この帯電器８によって帯電された感光体ドラム６は、前
述のレーザービーム２によって走査され、静電潜像が形
成される。この実施例ではトナーを付着させる部分（つ
まり顕像化される部分）をレーザービームで照射する。

即ち、レーザービームが照射された部分を現像するいわ
ゆるイメージスキャン方式を用いている。なぜなら。

イメージスキャン方式はバックグラウンドスキャン方式
に較べて画質が鮮明であり、レーザーの発光時間が少く
てすみ、半導体レーザーの寿命に対し有利であるからで
ある。

この静電潜像は１次の現像器９によって顕像化される。

−力積載台Ｓ上のシー）Ｐは、給送ローラ１０と感光体
ドラム６上の画像と同期するようタイミングをとって回
転するレジストローラ１１によって、感光体ドラム６上
に送り込まれる。モして、転写帯電器１２によって感光
体ドラム６上のトナー像は、シートＰ上に転写される。

その後、分離手段１３ａによって感光体ドラム６から分
離されたシートＰは、ガイド１３によって定着装置１４
に導かれシー）Ｐ上のトナー像が定着された後に、排出
ローラ１５によりトレイ１６上に排出される。

一方、転写後の感光体ドラム表面はクリーニング装置１
７によってクリーニングされる。

前記半導体レーザーユニット１は、第２図に示すように
、半導体レーザー１８を備えており、該半導体レーザー
１８はレーザーパッケージ１９によって密封されている
。このレーザーパッケージ１９はアルミニウム等の熱伝
導性の良好な材料よりなるベース２０にビス止めされて
いる。また、レーザーパッケージ１９の表面には、半導
体レーザー１８の温度を検知する温度検知手段としての
サーミスタ２１が取付けられており、該レーザーパッケ
ージ１９の内部にはレーザービーム光の出力を検出する
出力検出手段としてのピンフォトダイオード２２が、半
導体レーザー１８の後方から射出されるレーザービーム
光を受光可能に配置されている。さらに、上記半導体レ
ーザー１８から射出されたビーム光を平行化するコリメ
ータレンズ２３は、ナツト２４によってホルダ２５に固
定され、該ホルダ２５はベース２０にビスにより固定さ
れている。

第３図は本実施例の制御回路を示すものである。上記半
導体レーザー二二ッ）ｌに装着されたサーミスタ２１及
びピンフォトダイオード２２は、Ａ−Ｄ変換器２６．２
７を介して制御手段としてのＣＰＵ２８に接続されてお
り、該ＣＰＵ２８にはプリントスイッチ２９からの信号
も入力される。このＣＰＯ２８は半導体レーザー１８を
駆動するレーザ、−駆動回路３０に接続されている。Ｃ
ＰＵ１８は、第４図のフローチャートに示すように、サ
ーミスタ２１、ピンフォトダイオード２２及びプリント
スイッチ２９からの信号に基づいて、レーザー駆動回路
３ｏを制御し、半導体レーザー１８に流れる駆動電流Ｉ
を変化させる。

次に、半導体レーザーの温度特性及びレーザービームプ
リンタに用いられる感光体の特性について述べる。

第５図に半導体レーザーの温度特性を示す、半導体レー
ザーは使用温度Ｔによりその発振するレーザー光の波長
λがある直線に沿ってステップ状に変動し、その変化率
Δλ／ΔＴはおよそ０．２〜０．３　ｎ＋ｗ／ｄｅｇで
ある。従って、温度Ｔにおける半導体レーザーの発振波
長λは、ある温度Ｔｏにおける発振波長が入・であれば
、λ＝入０　＋Δλ／ΔＴ・　（Ｔ−Ｔｏ　）　・・・
（Ｉ）で芋えちれる。

また、感光体の感度特性は、レーザー波長λを横軸、感
光体の表面電位Ｖを縦軸にとった場合。

レーザー光出力Ｐ＋　　、　Ｐ２　　、　Ｐ３　　（Ｐ
＋　＜Ｐ２　＜Ｐ３　）に対し第６図に示すような変化
を示し、レーザー光の波長が７９０＋塵を越えると、感
度が急激に低下する特性を持っている。また、感光体の
表面上で同一電位を得るのに、レーザー光の波長が長い
程大きなレーザー光出力Ｐが必要となる。

以上の構成において、本発明に係るレーザービームプリ
ンタでは次のようにして半導体レーザーの出力制御が行
なわれる。ＣＰＵ２８には、予め、第６図に示す関係が
入力されている。すなわち、レーザービームプリンタに
おいて良好な画質を得るのに感光体の電位としてＶＯ程
度必要であるとすると、同第６図及び（Ｉ）式よりレー
ザー波長の短い低温域では、感光体の電位をＶＯとする
のに低いレーザー光出力で良く、温度が高くなりレーザ
ー波長が長くなるにしたがって、感光体の電位をｖｏと
するのに必要なレーザー光出力は急速に増大することが
わかる。そこで、ＣＰＵ２８には、半導体レーザー１８
の使用温度が変化してレーザー波長が変化した場合でも
、感光体の電位を良好な画質を得るのに必要な値に保つ
ことのできるレーザー出力値が、半導体レーザー１Ｂの
使用温度毎に入力されている。

しかして、まず、第２図に示すように、レーザーパッケ
ージ１９に取付けられたサーミスタ２１により半導体レ
ーザー１８の温度を検出し。

ＣＰ０２Ｂによって当該温度に対応したレーザー出力値
が演算される。ＣＰＵ２８は、半導体レーザー１８の出
力が上記レーザー出力値と等しくなるように、レーザー
パッケージ１９内のピンフォトダイオード２２で実際の
レーザー出力をモニターしながら、レーザー駆動回路３
０を介して半導体レーザー１８の駆動電流Ｉを制御する
。

ところで、上述の半導体レーザー１８の温度測定、レー
ザー光出力制御は、１枚の転写材の記録動作を開始する
以前に行なわれる。即ち、プリントスイッチ２９が押さ
れてから転写材に印字されるまでの間に、ＣＰＵ２８は
温度測定に伴ってレーザー光出力の制御を行なうもので
あり１図を用いて説明すると、第７図に示すように、上
記レーザー光の出力制御は、感光体３１上の１枚の転写
紙３２に相当する画像領域３３に、レーザー光によって
潜像形成を行なう以前の非画像領域３４にて行なわれる
。

上記の如く、１枚の転写紙３２に対応した画像領域３３
でレーザー光の出力制御を行なわないので、１枚の転写
紙に相当する感光体の画像領域に潜像を形成する間に、
レーザー光の出力が変化し、同一の転写紙上で印字の濃
度が変化して画質が低下することはない。

なお、実際には、半導体レーザー１８の波長一温度変化
率Δλ／ΔＴは、半導体レーザー１８毎に異なるため補
正する必要がある。この補正は、使用環境温度の上限と
下限の２点で半導体レーザー毎に波長を測定してΔλ／
ΔＴを求め、この値をＣＰＯ２８に入力しておく方法の
他、予め設定されたΔ入／ΔＴの値に等しいレーザー光
出力特性となるように、ピンフォトダイオード２２に直
列に接続された可変抵抗の値を補正する方法によって達
成される。

また、感光体の感度特性の補正も同様に、ピンフォトダ
イオードの可変抵抗の値を補正することで達成される。

さらに、半導体レーザー１８には最大許容出力があり、
これを越えて半導体レーザー１８を駆動すると破損する
虞れがある。そのため、ピンフォトダイオード２２によ
って検出される半導体レーザー１８の出力が、上記の最
大許容出力値に達した時には、この値を越えない出力値
で使用を続けるか、または半導体レーザー１８の劣化と
見なし、オペレータに警告するなどの処置が必要となる
。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので。

特別な温調手段を必要としないため、安価でしかもウェ
イトタイムが不要なのはもちろんのこと、１枚の転写材
上でレーザー光の出力制御に伴う濃度ムラが生じること
がなく、良好な画質が得られるレーザービームプリンタ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザービームプリンタの一実施
例を示す縦断正面図、第２図はレーザーユニットを示す
縦断正面図、第３図は同レーザーユニットの制御回路を
示すブロック図、第４図は同制御回路によって実行され
るプログラムを示すフローチャート、第５図は半導体レ
ーザーの温度と出射波長との関係を示すグラフ、第６図
はレーザー波長と感光体電位との関係を示すグラフ、第
７図は感光体上でのレーザーの出力制御のタイミングを
示す説明図である。 符号の説明 １８・・・半導体レーザー　２１・・・サーミスタ２２
・・・ピンフォトダイオード ２８・・・ＣＰＵ　　　　　　３２・・・転写紙第２０ 第３図 第４図 第５図 菰展ｒ”ｃ 第６図 、−チ仮長入ｎｍ 第７図 手続補正書（ｊｊ力 昭和６０年１０月２３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被記録情報信号に対応して駆動される半導体レーザーよ
   り射出されるレーザービームにより感光体上を走査して
   情報を転写材上に記録するレーザービームプリンタにお
   いて、前記半導体レーザーのビーム出力を検出する出力
   検出手段と、前記半導体レーザーの温度を検出する温度
   検知手段と、前記半導体レーザーの温度に応じて該半導
   体レーザーのビーム出力を制御する制御手段とを備え、
   前記半導体レーザーのビーム出力の制御を、１枚の転写
   材の記録動作を開始する以前に行なうことを特徴とする
   レーザービームプリンタ。