JP2644722B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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- JP2644722B2 JP2644722B2 JP6388485A JP6388485A JP2644722B2 JP 2644722 B2 JP2644722 B2 JP 2644722B2 JP 6388485 A JP6388485 A JP 6388485A JP 6388485 A JP6388485 A JP 6388485A JP 2644722 B2 JP2644722 B2 JP 2644722B2
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- Japan
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- current
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- laser
- control signal
- bias current
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06835—Stabilising during pulse modulation or generation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザビームを走査して画像を形成する
画像形成装置に関するものである。
画像形成装置に関するものである。
半導体レーザ（以下レーザと呼ぶ）を使用して画像を
書き込むプリンタのレーザ発光量を安定化する装置とし
て、例えば特開昭56−106259号公報に示される装置が提
案されている。この装置は、レーザの光量を非画像部で
検出し、規定の光量になるように制御し、画像部ではそ
の光量を保持するようになっている。
書き込むプリンタのレーザ発光量を安定化する装置とし
て、例えば特開昭56−106259号公報に示される装置が提
案されている。この装置は、レーザの光量を非画像部で
検出し、規定の光量になるように制御し、画像部ではそ
の光量を保持するようになっている。
次に第４図を参照しながら従来の装置におけるレーザ
発射制御動作について説明する。
発射制御動作について説明する。
第４図はレーザ発光特性を説明する波形図であり、縦
軸は光量を示し、横軸は電流をそれぞれ示す。a,bはス
イッチングの異なる電流、ｃは発光出力を示す。
軸は光量を示し、横軸は電流をそれぞれ示す。a,bはス
イッチングの異なる電流、ｃは発光出力を示す。
画像を書き込む際に、レーザへの印加電流をスイッチ
ングし、消光時は電流ａのように印加電流を完全に零に
していた。この図に示されるように、レーザはスレッシ
ョルド電流Ith以上の電流が印加されると発光し、印加
電流がIaになったときに、規定光量L1に達する。すなわ
ち、印加電流がIth≦Ia状態下においてレーザは作動す
るという特性を有している。このため、電流a,bのいず
れをレーザに印加しても同様に発光出力ｃが得られるこ
とになる。
ングし、消光時は電流ａのように印加電流を完全に零に
していた。この図に示されるように、レーザはスレッシ
ョルド電流Ith以上の電流が印加されると発光し、印加
電流がIaになったときに、規定光量L1に達する。すなわ
ち、印加電流がIth≦Ia状態下においてレーザは作動す
るという特性を有している。このため、電流a,bのいず
れをレーザに印加しても同様に発光出力ｃが得られるこ
とになる。
ところが、レーザを発光させるスイッチングトランジ
スタに対して印加電流を０〜Ithまで流すと、トランジ
スタの損失が増大するため、許容損失の大きなトランジ
スタを使用しなければならない等の制約が生じる。ま
た、高速に画像を書き込むためには、スイッチングスピ
ードの早いトランジスタを使用しなければならない。こ
れらの条件を満足する、すなわち、スイッチングスピー
ドが高速で、かつ、許容損失の大きなトランジスタは非
常に効果になる等の問題点があった。
スタに対して印加電流を０〜Ithまで流すと、トランジ
スタの損失が増大するため、許容損失の大きなトランジ
スタを使用しなければならない等の制約が生じる。ま
た、高速に画像を書き込むためには、スイッチングスピ
ードの早いトランジスタを使用しなければならない。こ
れらの条件を満足する、すなわち、スイッチングスピー
ドが高速で、かつ、許容損失の大きなトランジスタは非
常に効果になる等の問題点があった。
また、印加電流を零からIthまで立ち上げるための駆
動トランジスタの立ち上げ時間を考慮すると、レーザ発
光開始までに相当の時間を要してしまう等の欠点があっ
た。
動トランジスタの立ち上げ時間を考慮すると、レーザ発
光開始までに相当の時間を要してしまう等の欠点があっ
た。
そこで、上記の問題点を解決するため、レーザにIth
以下のバイアス電流を流すことが考えられたが、第５図
に示すように、レーザ素子が環境温度の上昇に応じて、
スレッショルド電流Ith1がIth2にシフトする特有の性質
があるため、所定レベルの固定バイアスをレーザに印加
しても、環境温度が下降した場合には、過大の電流がレ
ーザに印加されて光量オーバーとなる問題が生じてしま
う。
以下のバイアス電流を流すことが考えられたが、第５図
に示すように、レーザ素子が環境温度の上昇に応じて、
スレッショルド電流Ith1がIth2にシフトする特有の性質
があるため、所定レベルの固定バイアスをレーザに印加
しても、環境温度が下降した場合には、過大の電流がレ
ーザに印加されて光量オーバーとなる問題が生じてしま
う。
また、半導体レーザは、環境温度や経年変化により、
スレッショルド電流Ithだけでなく、スロープ効率の傾
きも変化するため、単に検出した光量をバイアス電流に
フィードバックさせることもできない。
スレッショルド電流Ithだけでなく、スロープ効率の傾
きも変化するため、単に検出した光量をバイアス電流に
フィードバックさせることもできない。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされた
もので、環境変動や半導体レーザのバラツキに対して簡
単な構成で半導体レーザの光量を適正に調整することが
でき、かつ、高速に画像を書き込むことができるととも
に、半導体レーザのオン状態で光量制御して、半導体レ
ーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合、スイッ
チング電流とバイアス電流とを別々に独立して制御する
ことなくスイッチング電流及びバイアス電流の双方を最
適に制御できる画像形成装置を提供することを目的とす
る。
もので、環境変動や半導体レーザのバラツキに対して簡
単な構成で半導体レーザの光量を適正に調整することが
でき、かつ、高速に画像を書き込むことができるととも
に、半導体レーザのオン状態で光量制御して、半導体レ
ーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合、スイッ
チング電流とバイアス電流とを別々に独立して制御する
ことなくスイッチング電流及びバイアス電流の双方を最
適に制御できる画像形成装置を提供することを目的とす
る。
この発明は上記目的を達成するために、 画像を形成するために走査されるレーザビームの光量
を非画像部で検出し、規定の光量になるように制御し、
画像部ではその光量を保持する画像形成装置において、 入力画像信号に基づいて半導体レーザへの印加がオン
・オフされるスイッチング電流を出力するスイッチング
電流発生手段（後述する実施例では、定電流回路23（第
１図）に相当する）と、 前記半導体レーザに印加するためのバイアス電流を出
力するバイアス電流発生手段（同じく実施例では、定電
流回路24（第１図）に相当する）と、 前記半導体レーザの発光量を検出する検出手段（同じ
く、フォトディテクタ３（第１図）に相当する）と、 前記検出手段の出力に基づいて前記スイッチング電流
発生手段及び前記バイアス電流発生手段に、スイッチン
グ電流制御信号及びバイアス電流制御信号をそれぞれ出
力する制御信号出力手段とを有し、 前記制御信号出力手段は、前記入力画像信号に依らず
に前記半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バ
イアス電流を流している状態で前記検出手段により検出
される発光量に基づく電圧レベル信号を出力する手段
（第１図に示す符号16,,17,18,19,20,21,22等で示され
る構成に相当する）と、前記電圧レベル信号に基づいて
前記スイッチング電流信号と前記バイアス電流制御信号
とを、予め設定されている電圧レベルの比率で出力する
設定手段（ボリューム39（第１図）に相当する）を備
え、 前記半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バ
イアス電流を連続的に印加している状態で前記検出手段
により検出される発光量に基づいて前記スイッチング電
流制御信号と前記バイアス電流信号の双方を出力するよ
うに構成したものである。
を非画像部で検出し、規定の光量になるように制御し、
画像部ではその光量を保持する画像形成装置において、 入力画像信号に基づいて半導体レーザへの印加がオン
・オフされるスイッチング電流を出力するスイッチング
電流発生手段（後述する実施例では、定電流回路23（第
１図）に相当する）と、 前記半導体レーザに印加するためのバイアス電流を出
力するバイアス電流発生手段（同じく実施例では、定電
流回路24（第１図）に相当する）と、 前記半導体レーザの発光量を検出する検出手段（同じ
く、フォトディテクタ３（第１図）に相当する）と、 前記検出手段の出力に基づいて前記スイッチング電流
発生手段及び前記バイアス電流発生手段に、スイッチン
グ電流制御信号及びバイアス電流制御信号をそれぞれ出
力する制御信号出力手段とを有し、 前記制御信号出力手段は、前記入力画像信号に依らず
に前記半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バ
イアス電流を流している状態で前記検出手段により検出
される発光量に基づく電圧レベル信号を出力する手段
（第１図に示す符号16,,17,18,19,20,21,22等で示され
る構成に相当する）と、前記電圧レベル信号に基づいて
前記スイッチング電流信号と前記バイアス電流制御信号
とを、予め設定されている電圧レベルの比率で出力する
設定手段（ボリューム39（第１図）に相当する）を備
え、 前記半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バ
イアス電流を連続的に印加している状態で前記検出手段
により検出される発光量に基づいて前記スイッチング電
流制御信号と前記バイアス電流信号の双方を出力するよ
うに構成したものである。
また、この発明の一実施態様によれば、前記制御信号
出力手段は、前記検出手段の出力が基準レベル未満のと
き所定のクロックをカウントし、カウント値が所定値に
なっても前記検出手段の出力が前記基準レベルにならな
いときは、前記スイッチング電流及び前記バイアス電流
の双方を抑止すべくカウントを停止するカウント手段
（同じくカウンタ19（第１図）に相当する）と、前記カ
ウント値に応じた電圧レベル信号を発生するD/A変換手
段（D/A変換器16,電流−電圧変換回路22）とを有するも
のである。
出力手段は、前記検出手段の出力が基準レベル未満のと
き所定のクロックをカウントし、カウント値が所定値に
なっても前記検出手段の出力が前記基準レベルにならな
いときは、前記スイッチング電流及び前記バイアス電流
の双方を抑止すべくカウントを停止するカウント手段
（同じくカウンタ19（第１図）に相当する）と、前記カ
ウント値に応じた電圧レベル信号を発生するD/A変換手
段（D/A変換器16,電流−電圧変換回路22）とを有するも
のである。
この発明においては、制御信号出力手段は、入力信号
に依らずにスイッチング電流をオンして前記半導体レー
ザに前記スイッチング電流及び前記デバイス電流を連続
的に流した状態で前記検出手段により検出される発光量
に基づいて前記スイッチング電流制御信号と前記バイア
ス電流制御信号の双方を出力するものである。
に依らずにスイッチング電流をオンして前記半導体レー
ザに前記スイッチング電流及び前記デバイス電流を連続
的に流した状態で前記検出手段により検出される発光量
に基づいて前記スイッチング電流制御信号と前記バイア
ス電流制御信号の双方を出力するものである。
また、制御信号出力手段のカウント手段は、前記検出
手段の出力が基準レベル未満のとき所定のクロックをカ
ウントし、カウント値が所定値になっても前記検出手段
の出力が前記基準レベルにならないときは、前記スイッ
チング電流および前記バイアス電流の双方を抑止すべく
カウントを停止する。
手段の出力が基準レベル未満のとき所定のクロックをカ
ウントし、カウント値が所定値になっても前記検出手段
の出力が前記基準レベルにならないときは、前記スイッ
チング電流および前記バイアス電流の双方を抑止すべく
カウントを停止する。
第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置のレ
ーザ駆動装置の構成を示す回路図であり、１はレーザ、
２はフォトディテクタで、レーザ１と同一基板上に設け
られる。３は感度補正用の素子となるボリュームで、フ
ォトディテクタ２の感度を調整する。４は前記ボリュー
ム３の負荷抵抗器である。５〜７はオペアンプ８の利得
を決定する抵抗器である。９はコンデンサで、レーザ１
の光量がステップ状に増加する場合にオーバーシュート
が発生してコンパレータ10が誤作動するのを防止する。
コンパレータ10の反転端子には電流制限用の抵抗器11が
接続されており、非反転端子には電流制限用の抵抗器12
が接続されている。13はオペアンプOP1を使用した電圧
源で、基準電圧を抵抗器12を介してコンパレータ10に供
給している。14はコンデンサで、レーザ１の光量がステ
ップ状に増加する場合にオーバーシュートが発生してコ
ンパレータ10が誤作動するのを防止する。15はインバー
トノア回路で、コンパレータ10の出力とD/A変換器16の
出力をナンド回路で構成されるデコーダ16aを介した出
力とのインバートノアをとり、JKフリップフロップ（以
下フリップフロップを単にFFと呼ぶ）17の入力端子Ｋに
出力する。18は公知のパルスシンクロナイザで、DFF18
a,18b,インバートナンド回路18cから構成されている。1
9はカウンタで、JKFF17（電流制御手段）の出力に応じ
てチップイネーブルとなり、光量を後述するクロック信
号CLKに同期して１段階ずつ上昇させる。20,21は抵抗器
で、D/A変換器16の基準電位を決定する。22は電流−電
圧変換回路で、D/A変換器16の出力電流を所定レベルの
電圧に変換する。23は定電流回路で、オペアンプOP2と
トランジスタTr1とで構成される。24は定電流回路で、
オペアンプOP3とトランジスタTr2とで構成される。25は
コイルで、優良度Ｑを下げる抵抗器26が接続されてい
る。定電流回路23,24とでこの発明のバイアス回路が構
成される。27はコンデンサで、レーザ１のレーザ電流の
オーバーシュートを防止する。28はこの発明のスイッチ
ング回路となる差動電流スイッチで、エミッタ接続のト
ランジスタTr3,Tr4および抵抗器R1〜R3から構成されて
いる。29は抵抗器で、差動電流スイッチ28の電流バラン
スを調整する。30はダイオードで、レーザ１に逆電圧が
かかるのを防止する。31は抵抗器で、レーザ１の順方向
バイアス電圧VD近辺でレーザ電流が急変し、レーザ電流
にリンギングが発生するのを防止する。32はダンパ抵抗
器で、レーザ電流のオーバーシュートを防止する。33は
コンデンサで、ダンパ抵抗器32の直流成分をカットす
る。なお、ダンパ抵抗器32とコンデンサ33との時定数は
数10ns〜数100ns程度にセレクトする。34は入力端子
で、図示しない外部装置より送出された画像信号VIDEO
が入力される。35はノア回路で、画像信号VIDEOとJKFF1
7とのノアをとる。36は入力ポートで、クロック信号CLK
が入力される。37は入力ポートで、自動光量制御するパ
ルス信号APCSが入力される。38は入力ポートで、クリア
信号CLが入力される。39はバイアス電流を可変する素子
となるボリューム（電流比率調整手段）で、レーザ１の
スイッチング電流に対するバイアス電流の比率を可変す
る。
ーザ駆動装置の構成を示す回路図であり、１はレーザ、
２はフォトディテクタで、レーザ１と同一基板上に設け
られる。３は感度補正用の素子となるボリュームで、フ
ォトディテクタ２の感度を調整する。４は前記ボリュー
ム３の負荷抵抗器である。５〜７はオペアンプ８の利得
を決定する抵抗器である。９はコンデンサで、レーザ１
の光量がステップ状に増加する場合にオーバーシュート
が発生してコンパレータ10が誤作動するのを防止する。
コンパレータ10の反転端子には電流制限用の抵抗器11が
接続されており、非反転端子には電流制限用の抵抗器12
が接続されている。13はオペアンプOP1を使用した電圧
源で、基準電圧を抵抗器12を介してコンパレータ10に供
給している。14はコンデンサで、レーザ１の光量がステ
ップ状に増加する場合にオーバーシュートが発生してコ
ンパレータ10が誤作動するのを防止する。15はインバー
トノア回路で、コンパレータ10の出力とD/A変換器16の
出力をナンド回路で構成されるデコーダ16aを介した出
力とのインバートノアをとり、JKフリップフロップ（以
下フリップフロップを単にFFと呼ぶ）17の入力端子Ｋに
出力する。18は公知のパルスシンクロナイザで、DFF18
a,18b,インバートナンド回路18cから構成されている。1
9はカウンタで、JKFF17（電流制御手段）の出力に応じ
てチップイネーブルとなり、光量を後述するクロック信
号CLKに同期して１段階ずつ上昇させる。20,21は抵抗器
で、D/A変換器16の基準電位を決定する。22は電流−電
圧変換回路で、D/A変換器16の出力電流を所定レベルの
電圧に変換する。23は定電流回路で、オペアンプOP2と
トランジスタTr1とで構成される。24は定電流回路で、
オペアンプOP3とトランジスタTr2とで構成される。25は
コイルで、優良度Ｑを下げる抵抗器26が接続されてい
る。定電流回路23,24とでこの発明のバイアス回路が構
成される。27はコンデンサで、レーザ１のレーザ電流の
オーバーシュートを防止する。28はこの発明のスイッチ
ング回路となる差動電流スイッチで、エミッタ接続のト
ランジスタTr3,Tr4および抵抗器R1〜R3から構成されて
いる。29は抵抗器で、差動電流スイッチ28の電流バラン
スを調整する。30はダイオードで、レーザ１に逆電圧が
かかるのを防止する。31は抵抗器で、レーザ１の順方向
バイアス電圧VD近辺でレーザ電流が急変し、レーザ電流
にリンギングが発生するのを防止する。32はダンパ抵抗
器で、レーザ電流のオーバーシュートを防止する。33は
コンデンサで、ダンパ抵抗器32の直流成分をカットす
る。なお、ダンパ抵抗器32とコンデンサ33との時定数は
数10ns〜数100ns程度にセレクトする。34は入力端子
で、図示しない外部装置より送出された画像信号VIDEO
が入力される。35はノア回路で、画像信号VIDEOとJKFF1
7とのノアをとる。36は入力ポートで、クロック信号CLK
が入力される。37は入力ポートで、自動光量制御するパ
ルス信号APCSが入力される。38は入力ポートで、クリア
信号CLが入力される。39はバイアス電流を可変する素子
となるボリューム（電流比率調整手段）で、レーザ１の
スイッチング電流に対するバイアス電流の比率を可変す
る。
なお、DFF18a,18bのＤは入力端子を示し、ＱはFFの出
力端子を示し、J,KはJKFF17の入力端子を示し、CKはク
ロック信号CLKの入力端子を示し、LDはカウンタ19のロ
ード端子を示し、ENBはカウンタ19のイネーブル入力端
子を示し、01〜08はカウンタ19の出力端子で、01がLSB
で08がMSBを示す。また、I1〜I8はD/A変換器16のディジ
タル入力を示し、VR(+),VR(-)はD/A変換器16の基準電流
端子を示し、IoutはD/A変換器16の電流出力を示す。
力端子を示し、J,KはJKFF17の入力端子を示し、CKはク
ロック信号CLKの入力端子を示し、LDはカウンタ19のロ
ード端子を示し、ENBはカウンタ19のイネーブル入力端
子を示し、01〜08はカウンタ19の出力端子で、01がLSB
で08がMSBを示す。また、I1〜I8はD/A変換器16のディジ
タル入力を示し、VR(+),VR(-)はD/A変換器16の基準電流
端子を示し、IoutはD/A変換器16の電流出力を示す。
次に第２図（ａ）〜（ｊ）を参照しながら第１図の動
作について説明する。
作について説明する。
第２図（ａ）〜（ｊ）は第１図に示した回路の動作を
説明するタイムチャートで、同図（ａ）において、CLK
はクロック信号を示し、同図（ｂ）において、APCSは光
量を制御するパルス信号を示し、同図（ｃ）において、
O1はパルスシンクロナイザ18からの出力信号を示し、同
図（ｄ）において、O2はJKFF17の出力信号を示し、同図
（ｅ）において、out/1は定電流回路23の出力電流を示
し、同図（ｆ）において、out/2は定電流回路24の出力
電流を示し、同図（ｇ）において、out/3はレーザ電流
を示し、同図（ｈ）において、ΔＬは光量変化を示し、
同図（ｉ）において、O3はコンパレータ10の出力信号を
示し、同図（ｊ）において、O4はインバートノア回路15
の出力信号を示す。
説明するタイムチャートで、同図（ａ）において、CLK
はクロック信号を示し、同図（ｂ）において、APCSは光
量を制御するパルス信号を示し、同図（ｃ）において、
O1はパルスシンクロナイザ18からの出力信号を示し、同
図（ｄ）において、O2はJKFF17の出力信号を示し、同図
（ｅ）において、out/1は定電流回路23の出力電流を示
し、同図（ｆ）において、out/2は定電流回路24の出力
電流を示し、同図（ｇ）において、out/3はレーザ電流
を示し、同図（ｈ）において、ΔＬは光量変化を示し、
同図（ｉ）において、O3はコンパレータ10の出力信号を
示し、同図（ｊ）において、O4はインバートノア回路15
の出力信号を示す。
電源ON時は、図示しないリセット回路よりクリア信号
CLが入力ポート38に入力されると、パルスシンクロナイ
ザ18,JKFF17,カウンタ19がそれぞれリセットされる。第
２図（ａ）に示されるクロック信号CLKは、常時入力ポ
ート36に印加されている。
CLが入力ポート38に入力されると、パルスシンクロナイ
ザ18,JKFF17,カウンタ19がそれぞれリセットされる。第
２図（ａ）に示されるクロック信号CLKは、常時入力ポ
ート36に印加されている。
レーザ１から発射されるレーザビームがプリンタの非
画像領域を照射する時に、プリンタ制御回路（図示しな
い）より入力ポート37に対してパルス信号APCS（第２図
（ｂ）に示す）が送出され、このパルス信号APCSが次段
のパルスシンクロナイザ18で１クロック分だけ取り出さ
れ出力信号O1（第２図（ｃ）に示す）がJKFF17の入力端
子Ｊに入力されるとともに、カウンタ19のロード端子LD
に入力される。このため、JKFF17がセットされ出力端子
Ｑより出力信号O2（第２図（ｄ）に示す）がカウンタ19
のイネーブル入力端子ENBに送出されるとともに、ノア
回路35に送出される。出力信号O2はレーザ電流out/3の
上昇中を示す信号である。一方、カウンタ19はパルスシ
ンクロナイザ18の出力信号O1によりオール零にロードさ
れているが、JKFF17の出力端子Ｑより出力信号O2が送出
されると、カウント動作可能となり、１クロック毎に出
力端子01〜08からディジタル信号をD/A変換器16の入力
端子I1〜I8に送出する。これに応じてD/A変換器16の電
流出力Ioutが増加し、電流−電圧変換回路22の出力が増
加し、定電流回路23,24の出力もクロック信号CLKの１ク
ロック毎に増加する。JKFF17の出力端子Ｑより出力信号
O2が送出されると、ノア回路35の出力はＬ（Low）レベ
ルとなり、差動電流スイッチ28のトランジスタTr4がオ
ンし、レーザ１に電流が流れる状態となり、定電流回路
23,24の出力電流out/1,out/2の合計電流がレーザ電流ou
t/3となる。こうして、順次レーザ電流out/3が増加して
スレッショルドITHを越えると、レーザ１が発光する。
その出力光の変化（光量変化ΔＬ）をフォトディテクタ
２で検知し、オペアンプ８で増幅する。そして、コンパ
レータ10により、光量に応じた出力電位と電圧源13の出
力電位とを比較する。このとき、コンパレータ10の反転
入力レベルが非反転入力レベルより大きくなると、出力
信号O3（第２図（ｉ）に示す）のように、出力が反転し
て出力信号O4がJKFF17の入力端子Ｋに送出される。これ
に呼応してJKFF17の出力端子Ｑから送出されていた出力
信号O2がＬ（Low）レベルとなり、ノア回路35の出力が
Ｈ（High）レベルとなる。このため、差動電流スイッチ
28のトランジスタTr4がオフし、定電流回路23の電流は
レーザ１を流れなくなる。この状態において、入力端子
34に画像信号VIDEOがノア回路35に入力されると、この
画像信号VIDEOに応じて差動電流スイッチ28がオン，オ
フ動作するので、レーザ電流out/3に定電流回路23のス
イッチング波形が重畳され、第４図に示される電流ｂに
等しい電流波形となる。
画像領域を照射する時に、プリンタ制御回路（図示しな
い）より入力ポート37に対してパルス信号APCS（第２図
（ｂ）に示す）が送出され、このパルス信号APCSが次段
のパルスシンクロナイザ18で１クロック分だけ取り出さ
れ出力信号O1（第２図（ｃ）に示す）がJKFF17の入力端
子Ｊに入力されるとともに、カウンタ19のロード端子LD
に入力される。このため、JKFF17がセットされ出力端子
Ｑより出力信号O2（第２図（ｄ）に示す）がカウンタ19
のイネーブル入力端子ENBに送出されるとともに、ノア
回路35に送出される。出力信号O2はレーザ電流out/3の
上昇中を示す信号である。一方、カウンタ19はパルスシ
ンクロナイザ18の出力信号O1によりオール零にロードさ
れているが、JKFF17の出力端子Ｑより出力信号O2が送出
されると、カウント動作可能となり、１クロック毎に出
力端子01〜08からディジタル信号をD/A変換器16の入力
端子I1〜I8に送出する。これに応じてD/A変換器16の電
流出力Ioutが増加し、電流−電圧変換回路22の出力が増
加し、定電流回路23,24の出力もクロック信号CLKの１ク
ロック毎に増加する。JKFF17の出力端子Ｑより出力信号
O2が送出されると、ノア回路35の出力はＬ（Low）レベ
ルとなり、差動電流スイッチ28のトランジスタTr4がオ
ンし、レーザ１に電流が流れる状態となり、定電流回路
23,24の出力電流out/1,out/2の合計電流がレーザ電流ou
t/3となる。こうして、順次レーザ電流out/3が増加して
スレッショルドITHを越えると、レーザ１が発光する。
その出力光の変化（光量変化ΔＬ）をフォトディテクタ
２で検知し、オペアンプ８で増幅する。そして、コンパ
レータ10により、光量に応じた出力電位と電圧源13の出
力電位とを比較する。このとき、コンパレータ10の反転
入力レベルが非反転入力レベルより大きくなると、出力
信号O3（第２図（ｉ）に示す）のように、出力が反転し
て出力信号O4がJKFF17の入力端子Ｋに送出される。これ
に呼応してJKFF17の出力端子Ｑから送出されていた出力
信号O2がＬ（Low）レベルとなり、ノア回路35の出力が
Ｈ（High）レベルとなる。このため、差動電流スイッチ
28のトランジスタTr4がオフし、定電流回路23の電流は
レーザ１を流れなくなる。この状態において、入力端子
34に画像信号VIDEOがノア回路35に入力されると、この
画像信号VIDEOに応じて差動電流スイッチ28がオン，オ
フ動作するので、レーザ電流out/3に定電流回路23のス
イッチング波形が重畳され、第４図に示される電流ｂに
等しい電流波形となる。
また、光量増加中にフォトディテクタ２の出力側の接
触不良等で出力が途切れると、レーザ光量が規定光量に
なってもレーザ電流out/3は増加されて行く。そこで、
一定レベル以上のレーザ電流out/3が流れないように、
デコーダ16aがカウンタ19の出力をチェックし、上記一
定レベル以上のレーザ電流out/3が流れたら、JKFF17
（電流制御手段をなす）の入力端子Ｋに出力パルスが送
出され、出力端子Ｑから送出されている出力信号O2のレ
ベルをLowにして、レーザ電流out/3がそれ以上流れない
ようにホールドしてしまう。この電流制限はレーザ１の
スイッチング電流とバイアス電流の両者を同時に制限す
るものである。
触不良等で出力が途切れると、レーザ光量が規定光量に
なってもレーザ電流out/3は増加されて行く。そこで、
一定レベル以上のレーザ電流out/3が流れないように、
デコーダ16aがカウンタ19の出力をチェックし、上記一
定レベル以上のレーザ電流out/3が流れたら、JKFF17
（電流制御手段をなす）の入力端子Ｋに出力パルスが送
出され、出力端子Ｑから送出されている出力信号O2のレ
ベルをLowにして、レーザ電流out/3がそれ以上流れない
ようにホールドしてしまう。この電流制限はレーザ１の
スイッチング電流とバイアス電流の両者を同時に制限す
るものである。
なお、ボリューム39はスイッチング電流に対するバイ
アス電流の比率を可変するもので、レーザ１のスレッシ
ョルド電流は感度バラツキがあるから、このボリューム
39により最適に調整する。このボリューム39と感度補正
用のボリューム３とをレーザ1,フォトディテクタ２のペ
アと同一の基板上に組み込めるように構成することによ
り、故障時のメインティナンスを簡素化できる。また、
フォトディテクタ２の感度バラツキに比べてスレッショ
ルド電流のバラツキは少ないので、同一基板上に組み込
むのはボリューム３のみとしてもよい。
アス電流の比率を可変するもので、レーザ１のスレッシ
ョルド電流は感度バラツキがあるから、このボリューム
39により最適に調整する。このボリューム39と感度補正
用のボリューム３とをレーザ1,フォトディテクタ２のペ
アと同一の基板上に組み込めるように構成することによ
り、故障時のメインティナンスを簡素化できる。また、
フォトディテクタ２の感度バラツキに比べてスレッショ
ルド電流のバラツキは少ないので、同一基板上に組み込
むのはボリューム３のみとしてもよい。
第３図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例を示す画
像形成装置のレーザユニットの配置構成図であり、同図
（ａ）はレーザ1,フォトディテクタ2,ボリューム3,39を
同一基板41に組み込んだ場合の配置状態を示し、同図
（ｂ）は同図（ａ）の回路図を示し、同図（ｃ）はレー
ザ1,フォトディテクタ2,ボリューム３を同一基板41に組
み込んだ場合の配置状態を示している。
像形成装置のレーザユニットの配置構成図であり、同図
（ａ）はレーザ1,フォトディテクタ2,ボリューム3,39を
同一基板41に組み込んだ場合の配置状態を示し、同図
（ｂ）は同図（ａ）の回路図を示し、同図（ｃ）はレー
ザ1,フォトディテクタ2,ボリューム３を同一基板41に組
み込んだ場合の配置状態を示している。
以上説明したように、この発明によれば、制御信号出
力手段は、前記半導体レーザに前記スイッチング電流及
び前記バイアス電流を連続的に印加している状態で前記
検出手段により検出される発光量に基づいて前記スイッ
チング電流制御信号と前記バイアス電流制御信号の双方
を出力するので、環境変動や半導体レーザのバラツキに
対して簡単な構成で半導体レーザの光量を適正に調整す
ることができ、かつ、高速に画像を書き込むことができ
る。
力手段は、前記半導体レーザに前記スイッチング電流及
び前記バイアス電流を連続的に印加している状態で前記
検出手段により検出される発光量に基づいて前記スイッ
チング電流制御信号と前記バイアス電流制御信号の双方
を出力するので、環境変動や半導体レーザのバラツキに
対して簡単な構成で半導体レーザの光量を適正に調整す
ることができ、かつ、高速に画像を書き込むことができ
る。
また、半導体レーザのオン状態で光量制御して、半導
体レーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合、ス
イッチング電流とバイアス電流とを別々に独立して制御
することなくスイッチング電流多びバイアス電流の双方
を最適に制御できる等の効果を奏する。
体レーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合、ス
イッチング電流とバイアス電流とを別々に独立して制御
することなくスイッチング電流多びバイアス電流の双方
を最適に制御できる等の効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置のレー
ザ駆動装置の構成回路図、第２図（ａ）〜（ｊ）は第１
図に示した回路の動作を説明するタイムチャート、第３
図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例を示す画像形成
装置のレーザユニットの配置構成図、第４図はレーザ発
光特性を説明する波形図、第５図はレーザのしきい値特
性を説明する波形図である。 図中、１はレーザ、２はフォトディテクタ、3,39はボリ
ューム、16aはデコーダ、17はJKFF、18はパルスシンク
ロナイザ、19はカウンタ、23,24は定電流回路、28は差
動電流スイッチである。
ザ駆動装置の構成回路図、第２図（ａ）〜（ｊ）は第１
図に示した回路の動作を説明するタイムチャート、第３
図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例を示す画像形成
装置のレーザユニットの配置構成図、第４図はレーザ発
光特性を説明する波形図、第５図はレーザのしきい値特
性を説明する波形図である。 図中、１はレーザ、２はフォトディテクタ、3,39はボリ
ューム、16aはデコーダ、17はJKFF、18はパルスシンク
ロナイザ、19はカウンタ、23,24は定電流回路、28は差
動電流スイッチである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 野口 泰孝 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 (56)参考文献 特開 昭58−102583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−100487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−112089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18964（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−129757（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】画像を形成するために走査されるレーザビ
ームの光量を非画像部で検出し、画像部ではその光量を
保持する画像形成装置において、 入力画像信号に基づいて半導体レーザへの印加がオン・
オフされるスイッチング電流を出力するスイッチング電
流発生手段と、 前記半導体レーザに印加するためのバイアス電流を出力
するバイアス電流発生手段と、 前記半導体レーザの発光量を検出する検出手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記スイッチング電流発
生手段及び前記バイアス電流発生手段に、スイッチング
電流制御信号及びバイアス電流制御信号をそれぞれ出力
する制御信号出力手段とを有し、 前記制御信号出力手段は、前記入力画像信号に依らずに
前記半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バイ
アス電流を流している状態で前記検出手段により検出さ
れる発光量に基づく電圧レベル信号を出力する手段と、
前記電圧レベル信号に基づいて、前記スイッチング電流
制御信号と前記バイアス電流制御信号とを、予め設定さ
れている電圧レベルの比率で出力する設定手段とを備え
たことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】前記制御信号出力手段は、前記検出手段の
出力が基準レベル未満のとき所定のクロックをカウント
し、カウント値が所定値になっても前記検出手段の出力
が前記基準レベルにならないときは、前記スイッチング
電流及び前記バイアス電流の双方を抑止すべくカウント
を停止するカウント手段と、前記カウント値に応じた電
圧レベル信号を発生するD/A変換手段とを有することを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画像形成装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6388485A JP2644722B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 画像形成装置 |
| US07/256,122 US4985896A (en) | 1985-03-29 | 1988-10-11 | Laser driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6388485A JP2644722B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224478A JPS61224478A (ja) | 1986-10-06 |
| JP2644722B2 true JP2644722B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=13242156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6388485A Expired - Lifetime JP2644722B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644722B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7856039B2 (en) | 2007-11-30 | 2010-12-21 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device and semiconductor laser driving device |
| US8379681B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-02-19 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode driving device and image forming apparatus including the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2897831B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1999-05-31 | 富士写真フイルム株式会社 | 光ビーム記録方法 |
| JP2000218865A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-08-08 | Canon Inc | レ―ザ駆動装置とその駆動方法及びそれを用いた画像形成装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277846A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Circuit for stabilizing the output of an injection laser |
| JPS57112089A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Light output control circuit |
| JPS58102583A (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 検波形レ−ザ・ダイオ−ド消光比制御回路 |
| JPS58129757U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-02 | 日本電気株式会社 | 光出力制御回路 |
| JPS58212256A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Hitachi Ltd | レ−ザ光源装置 |
| JPS5918964A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | レ−ザ−ダイオ−ド駆動回路 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6388485A patent/JP2644722B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7856039B2 (en) | 2007-11-30 | 2010-12-21 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device and semiconductor laser driving device |
| US8379681B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-02-19 | Ricoh Company, Ltd. | Laser diode driving device and image forming apparatus including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61224478A (ja) | 1986-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |