JP2910103B2 - Image recording method and apparatus - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザプリンタ等にて中間調画像を再現
する画像記録方法及びその装置に係り、特に、半導体レ
ーザの光量変調を行って中間調画像を再現する際に有効
な画像記録方法及びその装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recording method and apparatus for reproducing a halftone image using a laser printer or the like, and more particularly, to a method for performing halftone modulation by performing light quantity modulation of a semiconductor laser. The present invention relates to an image recording method and an apparatus effective for reproducing an image.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、レーザプリンタにて中間調画像を再現する方
式としては、複数ドットで一画素が構成されるディザマ
トリクス方式（所謂面積階調法）や各画素単位でレーザ
出力を可変にするレーザ出力変調方式が知られている。Generally, a laser printer reproduces a halftone image using a dither matrix method (a so-called area gradation method) in which one pixel is composed of a plurality of dots, or a laser output modulation method in which a laser output is made variable for each pixel. It has been known.

前者のタイプにあっては、一画素を構成するドット数
が増加すればするほど階調性を上げることはできるが、
逆に、解像度を低下させるという問題が生ずるため、解
像度を上げたいという要請下においては通常後者の方式
が採用される。In the former type, as the number of dots constituting one pixel increases, the gradation can be increased,
Conversely, since the problem of lowering the resolution arises, the latter method is usually adopted when there is a request to increase the resolution.

この場合において、後者のレーザ出力変調方式として
は、一画素の中でレーザの点灯時間を可変にするパルス
幅変調方式が主として採用されているが、他の方式とし
てレーザの光量を変調する光量変調方式も既に提供され
ており、この種の先行技術としては、例えば、ガスレー
ザ等からの出力を固定しておき、光路の途中に音響光学
変調器（以下AO変調器という）や電気光学変調器（EO変
調器）を介装し、レーザ光量を間接的に変調するものが
知られている（特開昭63−273832号公報参照）。In this case, as the latter laser output modulation method, a pulse width modulation method for varying the laser lighting time in one pixel is mainly employed, but as another method, a light amount modulation method for modulating the laser light amount is used. A prior art of this type has also been provided. As this type of prior art, for example, an output from a gas laser or the like is fixed, and an acousto-optic modulator (hereinafter referred to as an AO modulator) or an electro-optic modulator ( An EO modulator is known, which modulates the amount of laser light indirectly (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-273832).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、この種の光量変調方式としては、ガスレー
ザ、AO変調器,EO変調器自体が高価であるばかりか、装
置構成が大型化してしまう分、小型化の要請にそぐわな
いという技術的課題が生ずる。By the way, as this kind of light quantity modulation method, there is a technical problem that the gas laser, the AO modulator, and the EO modulator themselves are not only expensive but also because the size of the device is large, it does not meet the demand for miniaturization.

この種の技術的課題を解決するために、小型光源とし
て手軽に採用可能な半導体レーザに着目し、この半導体
レーザ自体の光量を直接的に変調したいという要請が高
まりつつある。In order to solve this kind of technical problem, attention has been focused on a semiconductor laser which can be easily adopted as a small light source, and there is an increasing demand for directly modulating the light amount of the semiconductor laser itself.

そこで、半導体レーザの諸特性のうち、光量変調を行
う上で重要と考えられる順電流−光出力特性に着目する
と、第42図に示すように、順電流Ｉ（以下駆動電流Ｉと
いう）の増加に伴って光出力Ｐはある閾値電流I_thから
急激に増加し始め、その後駆動電流Ｉの増加分に対し一
定の割合で増加し続ける。定格出力まではこの傾きη＝
dp/dI（微分スロープ効率）は略一定となる。Therefore, focusing on the forward current-light output characteristic, which is considered important in performing light quantity modulation, among the characteristics of the semiconductor laser, as shown in FIG. 42, the forward current I (hereinafter referred to as the drive current I) increases. with in the optical output P begins to increase from a certain threshold current I _th rapidly, continue to increase at a constant rate with respect to increase in the subsequent drive current I. Up to the rated output, this slope η =
dp / dI (differential slope efficiency) is substantially constant.

それゆえ、上記微分スロープ効率ηの一定の範囲にお
いて画像データの濃度レベルに応じて駆動電流Ｉを適宜
変調するようにすれば、画像データの濃度レベルに応じ
た光出力を得ることができるはずである。Therefore, if the drive current I is appropriately modulated in accordance with the density level of the image data within a certain range of the differential slope efficiency η, an optical output corresponding to the density level of the image data can be obtained. is there.

しかしながら、半導体レーザの光出力は、周囲温度の
変化や半導体レーザ自体の発熱により容易に変動してし
まう。However, the light output of the semiconductor laser easily fluctuates due to a change in the ambient temperature and the heat generated by the semiconductor laser itself.

すなわち、半導体レーザの閾値電流I_thは温度Ｔが上
昇すると、以下の（Ｉ）式のように指数関数的に上昇す
るため、上記半導体レーザの光出力は、第43図に示すよ
うに、閾値電流I_thが周囲温度によって大きく変動する
ことにより容易に変動してしまうのである。That is, when the temperature T rises, the threshold current I _th of the semiconductor laser rises exponentially as shown in the following equation (I), so that the optical output of the semiconductor laser becomes the threshold current as shown in FIG. This is because the current I _th easily changes due to a large change depending on the ambient temperature.

I_th=KI_th0exp(T/T₀） …（１） 但し、Ｋは比例定数、I_th0は温度T₀のときの閾値電流
を示す。I _th = KI _th0 exp (T / T ₀ ) (1) where K is a proportional constant, and I _th0 is a threshold current at the temperature T ₀ .

従って、半導体レーザにおいて、画像データの濃度レ
ベルに応じた一定の光出力を得ることは極めて困難であ
り、このことが半導体レーザの光量変調を行う上での重
要な技術的課題になっている。Therefore, it is extremely difficult for a semiconductor laser to obtain a constant light output according to the density level of image data, and this is an important technical problem in performing light quantity modulation of the semiconductor laser.

この発明は、上述した技術的課題を解決するためにな
されたものであって、画像データの濃度レベルに応じて
一定の光出力が得られるように半導体レーザの光量を変
調することができる画像記録方法及びその装置を提供す
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described technical problem, and an image recording method capable of modulating a light amount of a semiconductor laser so as to obtain a constant light output according to a density level of image data. Methods and apparatus are provided.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

すなわち、この発明に係る画像記録方法は、第１図
（ａ）に示すように、各画素の多階調画像データDTの濃
度レベルに応じて半導体レーザ１からの光量を変調し、
感光体２上に各画素対応の潜像を形成すると共に、各潜
像を現像手段３にて可視像化する画像記録方法を前提と
し、上記半導体レーザ１の光量を変調するに際し、半導
体レーザ１の閾値電流I_thの温度変動を補正して駆動電
流変調域を決定する駆動電流変調域決定工程（工程）
と、決定された駆動電流変調域内で多階調画像データDT
の濃度レベルに応じた半導体レーザ１の駆動電流を生成
する駆動電流生成工程（工程）とを備えたものであ
る。That is, the image recording method according to the present invention modulates the light amount from the semiconductor laser 1 according to the density level of the multi-tone image data DT of each pixel, as shown in FIG.
An image recording method for forming a latent image corresponding to each pixel on the photoreceptor 2 and visualizing each latent image with the developing means 3 is assumed. A drive current modulation area determining step (step) of determining a drive current modulation area by correcting a temperature variation of the threshold current I _th of 1
And the multi-gradation image data DT within the determined drive current modulation area.
And a driving current generating step (step) of generating a driving current of the semiconductor laser 1 according to the concentration level of the semiconductor laser 1.

このような方法発明において、駆動電流変調域として
は、半導体レーザ１の駆動電流全域を対象としてもよい
が、上記半導体レーザ１の閾値電流I_th以内の領域にお
いては光出力がほとんどないので、その分、濃度階調数
の低い多階調画像データDTに対する光出力はほとんどな
く、濃度階調数の低い多階調画像データについては無効
ビットになり、多階調画像データの階調再現ビット領域
が狭くなるという事態を生ずる。このため、多階調画像
データDTの無効ビット数を低減させるという観点からす
れば、適宜のバイアス電流I_BIASを重畳し、微分スロー
プ効率ηの一定の範囲を駆動電流変調域として用いるこ
とが好ましい。In such a method invention, the drive current modulation area may cover the entire drive current of the semiconductor laser 1, but since there is almost no light output in the area within the threshold current I _th of the semiconductor laser 1, There is almost no light output for the multi-gradation image data DT having a low density gradation number, and the invalid bit is set for the multi-gradation image data having a low density gradation number. Becomes narrower. Therefore, from the viewpoint of reducing the number of invalid bits of the multi-tone image data DT, it is preferable to superimpose an appropriate bias current _IBIAS and use a certain range of the differential slope efficiency η as the drive current modulation area. .

そして、上記バイアス電流I_BIASの設定ポイントとし
ては、上記微分スロープ効率ηが一定の領域にて駆動電
流を確実に変調するという観点からすれば、上記閾値電
流I_thレベル若しくはその直前近傍レベルに上記バイア
ス電流I_BIASを設定するようにすることが好ましいが、
本方法発明にあっては、閾値電流I_thの直前近傍レベル
に上記バイアス電流I_BIASを設定し、バイアス電流I_BIAS
の設定ポイントでは、半導体レーザを発振せずに自然発
光状態に保つようにしたものである。As a setting point of the bias current _IBIAS , from the viewpoint of reliably modulating the drive current in a region where the differential slope efficiency η is constant, the threshold current I _th level or the level immediately before the threshold current I _th level is set. It is preferable to set the bias current I _BIAS ,
In the present method invention sets the bias current I _BIAS immediately before the vicinity level of the threshold current I _th, the bias current I _BIAS
At the set point, the semiconductor laser is kept in a spontaneous emission state without oscillating.

また、この発明に係る画像記録装置の第一の態様（第
一の装置発明）は、第１図（ｂ）に示すように、各画素
の多階調画像データDTの濃度レベルに応じて半導体レー
ザ１からの光量を変調し、感光体２上に各画素対応の潜
像を形成すると共に、各潜像を現像手段３にて可視像化
する画像記録装置を前提とし、半導体レーザ１のフルパ
ワーに対応するフルパワー駆動電流値を半導体レーザ１
の非スキャン動作時に間欠的に検出するパワー制御手段
４と、半導体レーザ１の閾値電流I_thの最小変動値レベ
ル若しくはその直前近傍レベルにバイアス電流I_BIASを
固定的に設定する固定バイアス電流源５と、上記フルパ
ワー駆動電流値と固定バイアス電流I_BIASとの間を駆動
電流変調域として決定し、この駆動電流変調域にて多階
調画像データDTの濃度レベルに応じた駆動電流を決定す
る駆動電流変調手段６とを備えたものである。Further, in a first mode (first apparatus invention) of the image recording apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1 (b), a semiconductor device according to the density level of multi-tone image data DT of each pixel. An image recording apparatus that modulates the amount of light from the laser 1 to form a latent image corresponding to each pixel on the photoreceptor 2 and visualizes each latent image by the developing unit 3 is assumed. The full-power driving current value corresponding to the full power is set to the semiconductor laser 1
And power control means (4) for intermittently detected during the non-scanning operation, a fixed bias current source for setting the bias current I _BIAS to the minimum change value level or immediately before the vicinity level of the threshold current I _th of the semiconductor laser 1 is fixedly 5 Between the full power drive current value and the fixed bias current _IBIAS as a drive current modulation area, and a drive current corresponding to the density level of the multi-tone image data DT is determined in the drive current modulation area. And a drive current modulating means 6.

また、この発明に係る画像記録装置の第二の態様（第
二の装置発明）は、第１図（ｃ）に示すように、各画素
の多階調画像データDTの濃度レベルに応じて半導体レー
ザ１からの光量を変調し、感光体２上に各画素対応の潜
像を形成すると共に、各潜像を現像手段３にて可視像化
する画像記録装置を前提とし、半導体レーザ１の所定パ
ワーに対応する駆動電流値を半導体レーザ１の非スキャ
ン動作時に間欠的に検出するパワー制御手段７と、この
パワー制御手段７にて検出された所定の駆動電流値に基
づいて半導体レーザ１の閾値電流I_thレベル若しくはそ
の直前近傍レベルに設定されるバイアス電流I_BIASを変
化させるバイアス電流可変手段８と、この可変バイアス
電流I_BIASから一定領域を駆動電流変調域として決定
し、この駆動電流変調域にて多階調画像データDTの濃度
レベルに応じた駆動電流を決定する駆動電流変調手段９
とを備えたものである。Further, as shown in FIG. 1 (c), a second aspect of the image recording apparatus according to the present invention (second apparatus invention) is a semiconductor device according to the density level of the multi-tone image data DT of each pixel. An image recording apparatus that modulates the amount of light from the laser 1 to form a latent image corresponding to each pixel on the photoreceptor 2 and visualizes each latent image by the developing unit 3 is assumed. A power control means for intermittently detecting a drive current value corresponding to a predetermined power during a non-scanning operation of the semiconductor laser; and a power control means for controlling the semiconductor laser based on the predetermined drive current value detected by the power control means. a bias current changing means 8 for changing the bias current I _bIAS is set to the threshold current I _th level or immediately before the vicinity of level, to determine the constant region as a drive current modulation range from the variable bias current I _bIAS, the drive current modulation In the area Drive current modulation means 9 for determining a driving current corresponding to the density level of the gradation image data DT
It is provided with.

更に、この発明に係る画像記録装置の第三の態様（第
三の装置発明）は、第１図（ｄ）に示すように、各画素
の多階調画像データDTの濃度レベルに応じて半導体レー
ザ１からの光量を変調し、感光体２上に各画素対応の潜
像を形成すると共に、各潜像を現像手段３にて可視像化
する画像記録装置を前提とし、半導体レーザ１の温度を
所定温度に制御するレーザ温度制御手段10と、このレー
ザ温度制御手段10で制御された所定温度における半導体
レーザ１の閾値電流I_thレベル若しくはその直前近傍レ
ベルにバイアス電流I_BIASを固定的に設定する固定バイ
アス電流源11と、この固定バイアス電流I_BIAS以上の一
定領域を駆動電流変調域として固定し、この固定駆動電
流変調域にて多階調画像データDTの濃度レベルに応じた
駆動電流を決定する駆動電流変調手段12とを備えたもの
である。Further, a third mode of the image recording apparatus according to the present invention (third apparatus invention) is, as shown in FIG. 1 (d), a semiconductor device according to the density level of the multi-tone image data DT of each pixel. An image recording apparatus that modulates the amount of light from the laser 1 to form a latent image corresponding to each pixel on the photoreceptor 2 and visualizes each latent image by the developing unit 3 is assumed. and laser temperature control means 10 for controlling the temperature to a predetermined temperature, the bias current I _bIAS fixedly to the threshold current I _th level or immediately before the vicinity level of the semiconductor laser 1 at a predetermined temperature that is controlled by the laser temperature control means 10 A fixed bias current source 11 to be set, and a fixed region _{equal to} or higher than the fixed bias current I _BIAS is fixed as a drive current modulation region. Determine the drive current It is obtained by a regulating means 12.

このような装置発明において、第一の装置発明のパワ
ー制御手段４としては、半導体レーザ１のフルパワーに
対応するフルパワー駆動電流値を検出するものである
が、ここでいう半導体レーザ１のフルパワーとは、半導
体レーザ１の最大定格光出力を意味するものではなく、
対象となる画像記録装置において使用する最大光出力の
ことを意味する。In such a device invention, the power control means 4 of the first device invention detects a full-power drive current value corresponding to the full power of the semiconductor laser 1. Power does not mean the maximum rated light output of the semiconductor laser 1,
The maximum light output used in the target image recording apparatus.

また、第二の装置発明のパワー制御手段７及びバイア
ス電流可変手段８としては、バイアス電流I_BIASを決定
する上で必要な半導体レーザ１のパワーレベルとしては
任意に選定して差し支えない。この場合において、装置
構成の簡略化という観点からすれば、半導体レーザ１の
フルパワーに対応する駆動電流を検出し、これに基づい
てバイアス電流I_BIASを決定するようにすればよく、ま
た、バイアス電流I_BIASの決定時間の短縮化や半導体レ
ーザ１の寿命を考慮すると、半導体レーザ１の低パワー
に対応する駆動電流を検出し、これに基づいてバイアス
電流I_BIASを決定するようにすることが好ましい。Further, as the power control means 7 and the bias current variable means 8 of the second device invention, the power level of the semiconductor laser 1 required for determining the bias current _IBIAS may be arbitrarily selected. In this case, from the viewpoint of simplification of the device configuration, the drive current corresponding to the full power of the semiconductor laser 1 may be detected, and the bias current _IBIAS may be determined based on the detected drive current. In consideration of the reduction of the time for determining the current _IBIAS and the life of the semiconductor laser 1, it is possible to detect the drive current corresponding to the low power of the semiconductor laser 1 and determine the bias current _IBIAS based on this. preferable.

更に、上記各装置発明において、上記駆動電流変調域
6,9,12としては、多階調画像データDTの階調ビット数か
らそのまま駆動電流を決定するようにしてもよいし、ま
た、構成の簡略化という観点からすれば、多階調画像デ
ータDTの階調ビット数を少なくとも階調再現に必要なビ
ット数に低減させ、そのビット数から駆動電流を決定す
るようにすることが好ましい。Further, in each of the device inventions described above, the drive current modulation region
For 6, 9 and 12, the drive current may be determined as it is from the number of gradation bits of the multi-gradation image data DT, or from the viewpoint of simplification of the configuration, the multi-gradation image data DT It is preferable to reduce the number of gradation bits of the DT to at least the number of bits necessary for gradation reproduction, and determine the drive current from the number of bits.

そしてまた、駆動電流変調手段6,9,12を設計する際に
は、多階調画像データDTを所定レベルの電流値に変換す
る機能手段であれば、連続的に変調したり、段階的に変
調したり適宜設計変更することができるが、画像再現精
度を考慮すると、駆動電流を連続的に変調する必要性は
乏しく、むしろ、装置構成の簡略化という観点から駆動
電流を段階的に変調する方式が好ましい。Further, when designing the drive current modulating means 6, 9, 12, if the function means converts the multi-gradation image data DT into a current value of a predetermined level, it can be modulated continuously or stepwise. Although the modulation can be performed or the design can be changed as appropriate, it is not necessary to continuously modulate the driving current in consideration of the image reproduction accuracy. Rather, the driving current is modulated stepwise from the viewpoint of simplifying the device configuration. The system is preferred.

このような方式を採用する際の具体的態様としては、
複数個の電流源からなる駆動電流源を有し、これらの電
流源を適宜組み合わせることにより所望の駆動電流を決
定するようにする等適宜設計変更することができる。As a specific mode when adopting such a method,
It has a drive current source composed of a plurality of current sources, and the design can be changed as appropriate, such as determining a desired drive current by appropriately combining these current sources.

この場合において、上記駆動電流源の各電流源として
は、同一容量のものであってもよいし、適宜重み付けし
たものであってもよいが、駆動電流の変調レベルを任意
に調整できるという観点からすれば、適宜重み付けした
ものを用いるのが好ましい。In this case, each current source of the drive current source may be of the same capacity or may be appropriately weighted, but from the viewpoint that the modulation level of the drive current can be arbitrarily adjusted. In this case, it is preferable to use one appropriately weighted.

更に、適宜重み付けした電流源からなる駆動電流源を
用いるタイプにおいて、多階調画像データDTに対応する
駆動電流の値を微調整するという観点からすれば、各電
流源の重み付け係数を可変設定するように設計すること
が好ましい。更にまた、各電流源の重み付け係数を適宜
可変設定するように設計しておけば、重み付け係数を適
宜選定して、現像手段の画像再現特性を線形なものに補
正することにより、画像再現性をより良好に保つことが
可能になる。Further, in a type using a drive current source composed of appropriately weighted current sources, from the viewpoint of finely adjusting the value of the drive current corresponding to the multi-tone image data DT, the weighting coefficient of each current source is variably set. It is preferable to design it as follows. Furthermore, if the weighting coefficient of each current source is designed to be variably set, the weighting coefficient is appropriately selected and the image reproducibility of the developing means is corrected to a linear one, thereby improving the image reproducibility. It is possible to keep better.

また、この発明にあっては、半導体レーザ１の光量を
変調して中間調画像を再現するものを対象としている
が、パルス幅変調と適宜組み合わせることにより、中間
調画像を再現するように設計しても差し支えない。Although the present invention is directed to a device that reproduces a halftone image by modulating the amount of light of the semiconductor laser 1, it is designed to reproduce a halftone image by appropriately combining with pulse width modulation. No problem.

〔作用〕[Action]

第１図（ａ）に示すような方法発明にあっては、工程
にて、半導体レーザ１の閾値電流I_thの温度変動が補
正された状態で駆動電流変調域が決定され、工程に
て、上記決定された駆動電流変調域内で多階調画像デー
タDTに基づく駆動電流が生成される。In the process invention, as shown in FIG. 1 (a), in step, driving current modulation area in a state where temperature variations in threshold current I _th of the semiconductor laser 1 is corrected is determined, at step, A drive current based on the multi-gradation image data DT is generated within the determined drive current modulation area.

このとき、上記駆動電流変調域は半導体レーザ１の閾
値電流I_th位置に追従して設定されるため、多階調画像
データDTに基づく駆動電流を上記駆動電流変調域内で適
宜変調させるようにすれば、多階調画像データDTに基づ
く駆動電流による半導体レーザ１のパワーレベルは略一
定に維持されるのである。At this time, since the driving current modulation area is set to follow the threshold current I _th position of the semiconductor laser 1, by a drive current based on multi-gradation image data DT so as to modulate appropriately the drive current modulation region For example, the power level of the semiconductor laser 1 by the drive current based on the multi-gradation image data DT is maintained substantially constant.

また、第１図（ｂ）に示すような装置発明にあって
は、パワー制御手段４が半導体レーザ１のフルパワーに
対応したフルパワー駆動電流値を検出する一方、固定バ
イアス電流源５からは固定バイアス電流I_BIASが供給さ
れており、駆動電流変調手段６は、上記フルパワー駆動
電流値と固定バイアス電流I_BIASとの間を駆動電流変調
域とし、この駆動電流変調域にて多階調画像データDTに
基づく駆動電流を決定する。In addition, in the device invention as shown in FIG. 1B, the power control means 4 detects a full power drive current value corresponding to the full power of the semiconductor laser 1, while the fixed bias current source 5 The fixed bias current _IBIAS is supplied, and the drive current modulation means 6 sets a drive current modulation area between the full power drive current value and the fixed bias current _IBIAS, and performs multiple gradations in this drive current modulation area. The drive current based on the image data DT is determined.

そしてまた、第１図（ｃ）に示すような装置発明にあ
っては、パワー制御手段７が半導体レーザ１の所定パワ
ーに対応する駆動電流値を検出し、バイアス電流可変手
段８がこの検出駆動電流値に基づいてバイアス電流I
_BIASを決定し、駆動電流変調手段９は決定されたバイア
ス電流I_BIASからの一定領域を駆動電流変調域とし、こ
の駆動電流変調域にて多階調画像データDTに基づく駆動
電流を決定する。Further, in the device invention as shown in FIG. 1 (c), the power control means 7 detects a drive current value corresponding to a predetermined power of the semiconductor laser 1, and the bias current variable means 8 detects this drive. Bias current I based on current value
_BIAS is determined, and the drive current modulation means 9 sets a fixed area from the determined bias current _IBIAS as a drive current modulation area, and determines a drive current based on the multi-tone image data DT in the drive current modulation area.

このため、第１図（ｂ）（ｃ）に示すような装置発明
にあっては、第２図に示すように、半導体レーザ１の閾
値電流I_thが温度変動に伴って変位し、半導体レーザ１
の特性が第２図に仮想線で示すように変化したとして
も、駆動電流変調域Ａは、上記半導体レーザの閾値電流
I_thの変動分δに追従してA₁あるいはA₂のように設定さ
れることになるため、所定の多階調画像データDT（ｋ）
の駆動電流I_kは上記変動分δに対応するΔI_kだけ増加し
て設定されることになり、多階調画像データDT（ｋ）に
対する半導体レーザ１のパワーP_kは略一定に保たれる。Therefore, in the apparatus invention as shown in FIG. 1 (b) (c), as shown in FIG. 2, the threshold current I _th of the semiconductor laser 1 is displaced with temperature fluctuations, a semiconductor laser 1
Is changed as shown by the imaginary line in FIG. 2, the drive current modulation area A is equal to the threshold current of the semiconductor laser.
Since it is set as A ₁ or A ₂ following the variation δ of I _th , the predetermined multi-tone image data DT (k)
The driving current I _k of the would be set increases by [Delta] I _k corresponding to the variation [delta], the power P _k of the semiconductor laser 1 with respect to multi-gradation image data DT (k) is maintained substantially constant .

更に、第１図（ｄ）に示すような装置発明にあって
は、上記レーザ温度制御手段10が半導体レーザ１の温度
を所定レベルに制御し、一方、上記固定バイアス電流源
11は固定バイアス電流I_BIASを設定し、上記駆動電流変
調手段12が固定バイアス電流I_BIASから一定領域の駆動
電流変調域Ａにて多階調画像データDTに基づく駆動電流
を決定する。Further, in the device invention as shown in FIG. 1 (d), the laser temperature control means 10 controls the temperature of the semiconductor laser 1 to a predetermined level, while the fixed bias current source
_{Reference numeral} 11 sets a fixed bias current _IBIAS , and the drive current modulation means 12 determines a drive current based on the multi-gradation image data DT in the drive current modulation area A in a fixed area from the fixed bias current _IBIAS .

このとき、第３図に示すように、上記半導体レーザ１
の温度Ｔは略一定に保たれるため、閾値電流I_thの変動
幅δは極めて微小なものに抑えられ、半導体レーザ１の
特性は略一義的に定められる。このため、駆動電流変調
域Ａは一定領域に固定されることになり、多階調画像デ
ータDT（ｋ）に対する駆動電流I_kが略一定になる分、半
導体レーザ１のパワーP_kは略一定に保たれる。At this time, as shown in FIG.
The temperature T for kept substantially constant, is kept to the threshold current I _th fluctuation width δ is very small, the characteristics of the semiconductor laser 1 is determined substantially uniquely. Therefore, the driving current modulation zone A becomes to be fixed to a certain area, amount that the drive current I _k for the multi-tone image data DT (k) is substantially constant, the power P _k of the semiconductor laser 1 is substantially constant Is kept.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

◎実施例１ 目次 I.画像出力ユニットの全体構成 II.半導体レーザの基本構成 III.レーザ駆動回路 （１）基本構成 （２）APC回路 （３）変調回路 IV.装置の作動 （１）APC動作過程 （２）画像形成過程 I.画像出力ユニットの全体構成 この実施例は、256濃度階調（濃度零レベルを含む）
の入力画像データを記録画像として再現するレーザプリ
ンタにこの発明を適用したものである。◎ Example 1 Table of contents I. Overall configuration of image output unit II. Basic configuration of semiconductor laser III. Laser drive circuit (1) Basic configuration (2) APC circuit (3) Modulation circuit IV. Device operation (1) APC operation Process (2) Image formation process I. Overall configuration of image output unit In this embodiment, 256 density gradations (including zero density level)
The present invention is applied to a laser printer that reproduces the input image data as a recorded image.

第４図はこの実施例において用いられるレーザ走査ユ
ニット（以下、ROS［Raster Output Scanner］という）
を示す。FIG. 4 shows a laser scanning unit (hereinafter referred to as ROS [Raster Output Scanner]) used in this embodiment.
Is shown.

同図において、符号20は半導体レーザ、21は半導体レ
ーザ20からのビームBmを回転動作中の反射面21aにて反
射することにより所定の走査範囲ｌに渡ってビームBmを
導くポリゴンミラー、22はポゴンミラー21を回転駆動さ
せるためのポリゴンモータ、23はポリゴンミラー21から
のビームBmを均等な画素間隔でドラム状の感光体24上に
導くように補正するｆθレンズ、25は感光体24への入射
ビームBmの走査開始点を検出する位置検出センサ（以
下、SOSセンサ［Start Of Scan Sensor］という）、26
は感光体24の走査開始点に対応するビーム経路中に介装
されて前記SOSセンサ25にビームBmを導くミラーであ
る。In the figure, reference numeral 20 denotes a semiconductor laser, 21 denotes a polygon mirror that guides the beam Bm over a predetermined scanning range 1 by reflecting a beam Bm from the semiconductor laser 20 on a reflecting surface 21a that is rotating, and 22 denotes a polygon mirror. A polygon motor for rotating and driving the pogon mirror 21; 23, an fθ lens for correcting the beam Bm from the polygon mirror 21 so as to guide the beam Bm onto the drum-shaped photoconductor 24 at uniform pixel intervals; 25, incidence on the photoconductor 24 Position detection sensor (hereinafter referred to as SOS sensor [Start Of Scan Sensor]) for detecting the scanning start point of beam Bm, 26
Is a mirror interposed in the beam path corresponding to the scanning start point of the photoconductor 24 and guiding the beam Bm to the SOS sensor 25.

尚、上記感光体24の周囲には、感光体24が予め帯電さ
れる帯電器27、感光体24上の潜像がトナーにて可視像化
される現像器28、感光体24上のトナー像が図示外の記録
シートに転写される転写器29等の電子写真プロセスの各
種部品が配設されており、この実施例において、上記現
像器28は感光体24上の露光部を画像部として反転現像す
るようになっている。Around the photoreceptor 24, a charger 27 for pre-charging the photoreceptor 24, a developing unit 28 for visualizing a latent image on the photoreceptor 24 with toner, and a toner on the photoreceptor 24 Various components of an electrophotographic process, such as a transfer unit 29, on which an image is transferred to a recording sheet (not shown), are provided.In this embodiment, the developing unit 28 uses an exposed portion on the photoconductor 24 as an image portion. Reverse development is performed.

II.半導体レーザの基本構成 第５図はこの実施例で用いられる半導体レーザ20の詳
細を示す。II. Basic Configuration of Semiconductor Laser FIG. 5 shows details of the semiconductor laser 20 used in this embodiment.

同図において、半導体レーザ20は、ヒートシンク32が
取り付けられたステム31を有し、上記ヒートシンク32の
一部にレーザダイオードチップ（以下レーザチップとい
う）LDを配設すると共に、上記ステム31にはレーザチッ
プLDからのビームを受けるモニタダイオードチップ（以
下モニタチップという）MDを配設し、更に、上記ステム
31には頂部にビーム照射用の透孔34が開設されたキャッ
プ33を被せ、上記透孔34を透明ガラス35にて閉塞するよ
うにしたものである。In the figure, a semiconductor laser 20 has a stem 31 to which a heat sink 32 is attached. A laser diode chip (hereinafter, referred to as a laser chip) LD is provided on a part of the heat sink 32, and the stem 31 has a laser. A monitor diode chip (hereinafter referred to as a monitor chip) MD for receiving a beam from the chip LD is provided.
The top 31 is covered with a cap 33 having a through-hole 34 for beam irradiation on the top, and the through-hole 34 is closed with a transparent glass 35.

尚、第５図中、符号36,37は上記レーザチップLD及び
モニタチップMDのアノード端子であり、符号38は両者の
カソード共通端子になっている。In FIG. 5, reference numerals 36 and 37 denote anode terminals of the laser chip LD and the monitor chip MD, and reference numeral 38 denotes a cathode common terminal of both.

III.レーザ駆動回路 （１）基本構成 第６図は半導体レーザ20の光量を変調するためのレー
ザ駆動回路を示すブロック図である。III. Laser Drive Circuit (1) Basic Configuration FIG. 6 is a block diagram showing a laser drive circuit for modulating the light quantity of the semiconductor laser 20.

同図において、符号40は図示外の画像処理ユニットか
ら転送される８ビットの画像データDTをビデオクロック
VCKに同期して取り込むラッチ回路、41はラッチ回路40
からの画像データDTを通過遮断するゲート回路であり、
このゲート回路41の開閉タイミング信号としてはSOS駆
動信号SOSLDONが用いられる。このSOS駆動信号SOSLDON
はSOSセンサ25による走査開始点検出時にレーザチップL
Dを点灯させるSOS点灯区間設定信号であり、このSOS駆
動信号SOSLDONが上記ゲート回路41に入力され、SOS駆動
信号SOSLDONがローレベルのとき、言い換えれば、走査
開始点検出時以外のタイミングにて上記ケート回路41が
画像データDTを通過させ、SOS駆動信号SOSLDONがハイレ
ベルのときは、画像データDTを無条件にハイレベルに
し、レーザチップLDをフルパワー点灯させるようになっ
ている。また、43はゲート回路41からの画像データDTを
アナログデータに変換するDAコンバータ、45はDAコンバ
ータ43からの画像データのゲイン調整を行うアンプであ
る。In the figure, reference numeral 40 denotes an 8-bit image data DT transferred from an image processing unit (not shown).
Latch circuit that takes in in synchronization with VCK, 41 is a latch circuit 40
A gate circuit that passes and blocks image data DT from
The SOS drive signal SOSLDON is used as an opening / closing timing signal of the gate circuit 41. This SOS drive signal SOSLDON
Is the laser chip L when the scanning start point is detected by the SOS sensor 25.
The SOS drive signal SOSLDON is input to the gate circuit 41 when the SOS drive signal SOSLDON is at a low level, in other words, at a timing other than when the scanning start point is detected. When the KATE circuit 41 passes the image data DT and the SOS drive signal SOSLDON is at a high level, the image data DT is unconditionally set to a high level to turn on the laser chip LD at full power. Reference numeral 43 denotes a DA converter for converting the image data DT from the gate circuit 41 into analog data, and reference numeral 45 denotes an amplifier for adjusting the gain of the image data from the DA converter 43.

また、符号50は上記レーザチップLDのバイアス電流I
_BIASを固定的に設定するバイアス電流源であり、60は上
記レーザチップLDの変調電流I_MODを画像データDTの階調
レベルに応じて変化させる変調回路であり、上記レーザ
チップLDの駆動電流ＩはＩ＝I_BIAS＋I_MODになってい
る。Reference numeral 50 denotes a bias current I of the laser chip LD.
A bias current source for fixedly setting _BIAS , a modulation circuit 60 for changing the modulation current I _MOD of the laser chip LD according to the gradation level of the image data DT, and a drive current I Is I = I _BIAS + I _MOD .

更に、符号70は半導体レーザ20フルパワー時（レーザ
チップLDをフルパワーで発光させた時）においてフルパ
ワー駆動電流値が得られるように上記変調電流I_MODを調
整するオートパワーコントロール回路（以下APC回路と
いう）である。Further, reference numeral 70 denotes an auto power control circuit (hereinafter referred to as APC) for adjusting the modulation current I _MOD so as to obtain a full power drive current value when the semiconductor laser 20 is at full power (when the laser chip LD emits light at full power). Circuit).

（２）APC回路 このAPC回路70は、半導体レーザ20のモニタチップMD
からの電流を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器71と、APC動
作時、言う換えれば、上記SOS駆動信号SOSLDONがハイレ
ベルのときに一定時間回路を閉じ、APC動作時以外にお
いて回路を開いて直前の入力データ値を保持するトラッ
クホールド回路72と、上記Ｉ−Ｖ変換器71からの出力の
ゲイン調整を行うアンプ73と、このアンプ73からの出力
に基づいて変調電流I_MODを変化させ、レーザチップLDが
フルパワーで発光した際の変調電流レベルになるように
電流調整する電圧制御電流源74とからなる。(2) APC circuit The APC circuit 70 is a monitor chip MD of the semiconductor laser 20.
The circuit is closed for a certain period of time when the SOS drive signal SOSLDON is at a high level, and the circuit is opened except during the APC operation. A track and hold circuit 72 for holding the immediately preceding input data value, an amplifier 73 for adjusting the gain of the output from the IV converter 71, and a modulation current _IMOD based on the output from the amplifier 73, A voltage control current source 74 that adjusts the current so that the modulation current level when the laser chip LD emits light at full power.

（３）変調回路 上記変調回路60の基本原理は、例えば第７図に示すよ
うに、エミッタ共通の二つのトランジスタQ_AQ_Bからなる
差動電流スイッチであり、両トランジスタQ_AQ_Bのエミッ
タ間に変調電流調整用の抵抗R_AR_Bを介在させて上記電圧
制御電流源74に接続したものである。そして、上記トラ
ンジスタQ_Aのベース電圧V₀＋Vi（画像データDTの階調レ
ベルに相当）を基準電圧V₀より上下させることにより、
上記変調電流I_MODを変調するようにしたものである。(3) Basic principle of the modulation circuit the modulation circuit 60, for example as shown in FIG. 7, a differential current switch consisting of the emitter common two transistor Q _A Q _B, the emitter of the transistors Q _A Q _B This is connected to the voltage control current source 74 with a modulation current adjustment resistor R _A R _B interposed therebetween. By raising and lowering the reference voltage V ₀ (corresponding to the gray scale level of the image data DT) base voltage V ₀ + Vi of the transistor Q _A,
The modulation current I _MOD is modulated.

より具体的に述べると、簡単化のために、上記トラン
ジスタQ_AQ_Bの特性が全く同じで、しかも、上記抵抗R_A=R
_B＝Ｒと仮定し、上記Q_Aのベース電圧の基準電圧V₀から
の変位電圧V_iと変調電流I_MODとの関係を求めると、以下
の（２）式のようになる。More specifically, for the sake of simplicity, the characteristics of the transistors Q _A Q _B are exactly the same, and the resistance R _A = R
Suppose _B = R, when determining the relationship between the displacement voltage V _i from the reference voltage V ₀ which base voltage of the Q _A and the modulation current I _MOD, as follows in equation (2).

I_MOD=(a/2R)V_i+(a/2)I_c−（a/2R）ｈ・1n｛（aI_c-I_MOD)
/I_MOD｝ …（２） 但し、a:Q_AQ_Bのベース接地電流増幅率 ａ≒１ ｈ＝kT/q k:ボルツマン定数1.38×10^-23［J/K］ T:絶対温度 q:電子の電荷1.60×10^-19［Ｃ］ 常温でｈ≒26［mV］ I_c：電圧制御電流源の電流値 上記（２）式において、 右辺第３項の｛（ａI_c-I_MOD)/I_MOD｝は、トランジス
タQ_AQ_Bのコレクタ電流の比であり、Viが充分に小さい領
域（第８図中のＳ領域）ではこの値は１に近くなるた
め、上記右辺第３項は無視できる。I _MOD = (a / 2R) V _i + (a / 2) I _c − (a / 2R) h · 1n ｛(aI _c -I _MOD )
/ I _MOD ｝ (2) where a: Q _A Q _B grounded base current amplification factor a ≒ 1 h = kT / qk: Boltzmann constant 1.38 × 10 ^-23 [J / K] T: Absolute temperature q: Electron 1.60 × 10 ^-19 [C] h ≒ 26 [mV] at room temperature I _c : current value of voltage-controlled current source In the above equation (2), the third term on the right side, ｛(aI _c -I _MOD ) / I _MOD} is the ratio of the collector current of the transistor Q _a Q _B, Vi in a sufficiently small region (S region in Fig. 8) the value to become close to 1, the above third term can be ignored .

よって、この領域では、 I_MOD=(a/2R)V_i+(a/2)I_c …（２′） となり、変調電流I_MODは、第８図に示すように、V_iをパ
ラメータとしてリニアに変調されるのである。Therefore, in this region, I _MOD = (a / 2R) V _i + (a / 2) I _c (2 ′), and the modulation current I _MOD is calculated using V _i as a parameter, as shown in FIG. It is modulated linearly.

IV.装置の作動 （１）APC動作過程 上記SOSセンサ25による走査開始点を検出する際に
は、第11図に示すように、SOS駆動信号SOSLDONにて上記
半導体レーザ20のレーザチップLDが所定時間t_APCだけ点
灯し、この間、APC回路70が働いて変調電流I_MODの最大
値I_MMAXの値を調整する。IV. Operation of Apparatus (1) APC Operation Process When detecting the scanning start point by the SOS sensor 25, as shown in FIG. 11, the laser chip LD of the semiconductor laser 20 is determined by the SOS drive signal SOSLDON. The light is turned on only for the time t _APC , and during this time, the APC circuit 70 _operates to adjust the value of the maximum value I _MMAX of the modulation current I _MOD .

このとき、上記半導体レーザ20の温度がT₁であるとす
る、上記半導体レーザ20の特性は第９図中T₁で示すよう
になり、上記APC回路70は、上記レーザチップLDのフル
パワーP_MAXに対応する最大変調電流I_MMAX（１）が生成
されるように電圧制御電流源74の電流値I_cを制御する。
また、上記半導体レーザ20の温度がT₂になったとする
と、上記半導体レーザ20の特性は第９図T₂で示すように
なるが、上記APC回路70は、上記レーザチップLDのフル
パワーP_MAXに対応する最大変調電流I_MMAX（２）が生成
されるように電圧制御電流源74の電流値I_cを制御する。At this time, the temperature of the semiconductor laser 20 is assumed to be T _1, the characteristics of the semiconductor laser 20 is as shown in FIG. 9 in T _1, the APC circuit 70, the full power of the laser chip LD P controlling the current value I _c of the voltage controlled current source 74 so that the maximum modulation current I _MMAX (1) is generated that corresponds to the _MAX.
Assuming that the temperature of the semiconductor laser 20 has reached T ₂ , the characteristics of the semiconductor laser 20 are as shown in FIG. 9 T ₂ , but the APC circuit 70 has the full power P _{MAX of the} laser chip LD. maximum modulation current I _MMAX corresponding (2) controlling the current value I _c of the voltage controlled current source 74 to be generated.

従って、半導体レーザ20の温度がT₁の場合には、上記
半導体レーザ20の駆動電流変調域はI_BIAS〜I_BIAS+I_MMAX
（１）となり、また、半導体レーザ20の温度がT₂の場合
には、上記半導体レーザ20の駆動電流変調域はI_BIAS〜I
_BIAS+I_MMAS（２）となる。Therefore, a semiconductor when the temperature of the laser 20 is T _1, the drive current modulation region of the semiconductor laser 20 is I _BIAS ~I _BIAS + I _MMAX
(1), and also when the temperature of the semiconductor laser 20 is T ₂ are, drive current modulation region of the semiconductor laser 20 is I _BIAS ~I
_BIAS + _IMMAS (2)

（２）画像形成過程 上記APC動作時において、上記レーザチップLDが点灯
すると、半導体レーザ20からのビームBmがSOSセンサ25
に入射される。すると、第11図に示すように、上記SOS
センサ25からの走査開始信号SOSが生成され、図示外の
カウンタが上記走査開始信号SOSの立ち上がりからビデ
オクックVCKを所定パルス数X_nだけ計数した段階で、レ
ーザ駆動回路は半導体レーザ20の書込み動作を開始す
る。尚、このときのAPC動作過程においては、第10図に
示すように、半導体レーザ20の温度がＴであり、APC動
作にて最大変調電流がI_MMAXに設定されているとする。(2) Image Forming Process During the APC operation, when the laser chip LD is turned on, the beam Bm from the semiconductor laser 20 emits the SOS sensor 25.
Is incident on. Then, as shown in FIG.
At the stage where the scanning start signal SOS from the sensor 25 is generated and the counter (not shown) has counted the video cook VCK by the predetermined number of pulses _Xn from the rise of the scanning start signal SOS, the laser drive circuit performs the writing operation of the semiconductor laser 20. To start. In the APC operation process at this time, as shown in FIG. 10, it is assumed that the temperature of the semiconductor laser 20 is T, and the maximum modulation current is set to I _MMAX in the APC operation.

このとき、所定階調数の画像データDT（ｊ）がアンプ
45を介して変調回路60に供給されると、第10図に示すよ
うに、上記変調回路60の差動電流スイッチを構成するト
ランジスタQ_Aのベース電圧V₀+V_iが上記画像データDTの
階調数に対応して設定されることになり、上述したよう
な（２′）式に基づいて上記変調電流I_MOD（ｊ）が決定
される。このため、上記レーザチップLDにはI_BIAS+I_MOD
（ｊ）の駆動電流Ｉ（ｊ）が供給される。At this time, the image data DT (j) having a predetermined number of gradations is
When fed to the modulator circuit 60 via 45, as shown in FIG. 10, the base voltage V ₀ + V _i of the transistor Q _A of the differential current switch of the modulation circuit 60 of the image data DT The modulation current I _MOD (j) is determined based on the above-described equation (2 ′). For this reason, the laser chip LD has I _BIAS + I _MOD
The drive current I (j) of (j) is supplied.

より具体的に説明すると、、第４図に示すように、帯
電器27にて感光体24の表面電位を予め帯電した後に、上
記半導体レーザ20が画像書込み動作を開始したとする。More specifically, as shown in FIG. 4, it is assumed that the semiconductor laser 20 starts an image writing operation after the surface potential of the photoconductor 24 is previously charged by the charger 27.

今、各画素PX_i,PX_i+1,PX_i+2,PX_i+3の駆動電流ＩがI
_BIAS,I_BIAS+I_MOD(j1),I_BIAS+I_MOD(j2),I_BIAS+I_MOD（j
3）〔但し、I_MOD(j1)<I_MOD(j2)<I_MOD(j3)=I_MMAX〕であ
る場合には、夫々の半導体レーザの光出力Ｐは、夫々
P_i,P_i+1,P_i+2,P_i+3〔但し、P_i=0<P_i+1<P_i+2<P_i+3=
P_MAX〕になり、各画素PX_i,PX_i+1,PX_i+2,PX_i+3に対応す
る感光体24上には、第12図に示すような電位分布の背景
部潜像Ｈ及び画像部潜像Ｚ（具体的にはZ_i+1,Z_i+2,
Z_i+3）が形成される。Now, the driving current I of each pixel PX _i , PX _{i + 1} , PX _{i + 2} , PX _{i + 3} is I
_BIAS , I _BIAS + I _MOD (j1), I _BIAS + I _MOD (j2), I _BIAS + I _MOD (j
3) [However, if I _MOD (j1) <I _MOD (j2) <I _MOD (j3) = I _MMAX ], the optical output P of each semiconductor laser becomes
P _i , P _{i + 1} , P _{i + 2} , P _{i + 3} where P _i = 0 <P _{i + 1} <P _{i + 2} <P _{i + 3} =
P _MAX ], and on the photoreceptor 24 corresponding to each pixel PX _i , PX _{i + 1} , PX _{i + 2} , PX _{i + 3} , a background latent image H having a potential distribution as shown in FIG. And the image portion latent image Z (specifically, Z _{i + 1} , Z _{i + 2} ,
Z _{i + 3} ) are formed.

この後、上述した現像器28を所定の現像バイアスイV_B
印加条件下で動作（反転現像）させると、現像バイアス
V_Bと各画像部潜像Z_i+1,Z_i+2,Z_i+3との電位差ΔＶ（具体
的にはΔV_i+1，ΔV_i+2，ΔV_i+3）に基づいて現像度合が
段階的に変化し、上記各電位差ΔＶに応じた量のトナー
が感光体24側に転移する。すると、上記感光体24の各画
素に対応した領域には夫々上記電位差ΔＶに対応した濃
度のトナー像TZ（具体的にはTZ_i+1,TZ_i+2,TZ_i+3）が形
成される。Thereafter, the developing unit 28 is set to a predetermined developing bias V _B
When operated (reversal development) under the applied condition, the development bias
Development based on the potential difference ΔV (specifically, ΔV _{i + 1} , ΔV _{i + 2} , ΔV _{i + 3} ) between V _B and each image portion latent image Z _{i + 1} , Z _{i + 2} , Z _{i + 3} The degree changes stepwise, and an amount of toner corresponding to each potential difference ΔV is transferred to the photoconductor 24 side. Then, a toner image TZ (specifically, TZ _{i + 1} , TZ _{i + 2} , TZ _{i + 3} ) having a density corresponding to the potential difference ΔV is formed in an area corresponding to each pixel of the photoconductor 24. You.

この後、上記感光体24上のトナー像TZは転写器29にて
図示外の記録シートに転写され、図示外の定着器にて記
録シートに定着せしめられるのである。Thereafter, the toner image TZ on the photoreceptor 24 is transferred to a recording sheet (not shown) by the transfer unit 29, and is fixed to the recording sheet by a fixing unit (not shown).

◎実施例２ この実施例は、実施例１と同様に、256濃度階調（濃
度零レベルを含む）の入力画像データを記録画像として
再現するレーザプリンタにこの発明を適用したものであ
り、ROS構成及び半導体レーザ20構成は実施例１と同様
であるが、レーザ駆動回路の構成が実施例１と異なるも
のになっている。Embodiment 2 In this embodiment, as in Embodiment 1, the present invention is applied to a laser printer that reproduces input image data of 256 density gradations (including a zero density level) as a recorded image. Although the configuration and the configuration of the semiconductor laser 20 are the same as those of the first embodiment, the configuration of the laser drive circuit is different from that of the first embodiment.

以下、目次に従ってレーザ駆動回路を中心に装置の詳
細を説明する。Hereinafter, details of the apparatus will be described focusing on the laser drive circuit according to the table of contents.

目次 I.レーザ駆動回路の全体構成 II.APC回路 （１）基本構成 （２）初期調整 III.変調回路 （１）スイッチ回路 （２）駆動電流源 （３）電流合成回路 IV.装置の作動 （１）APC動作過程 （２）画像形成過程 V.光量変調実験例 （１）実験装置 （２）実験結果 I.レーザ駆動回路の全体構成 第13図はこの実施例に係るレーザ駆動回路を示す。Table of contents I. Overall configuration of laser drive circuit II. APC circuit (1) Basic configuration (2) Initial adjustment III. Modulation circuit (1) Switch circuit (2) Drive current source (3) Current synthesis circuit IV. 1) APC operation process (2) Image formation process V. Light intensity modulation experiment example (1) Experimental device (2) Experimental result I. Overall configuration of laser drive circuit FIG. 13 shows a laser drive circuit according to this embodiment.

同図において、符号81,82は半導体レーザ20のモニタ
チップMDからの出力のゲイン調整を行うゲイン調整用可
変抵抗及びアンプ、90は後述するモードコントロール信
号（Mode Cont.）及びオフセットオンオフ信号（Offset
ON/OFF）に基づいて動作し、上記モニタチップMDから
の出力に基づいてバイアス電流I_BIASを可変設定するAPC
回路、100は画像データDTの濃度レベルに応じて駆動電
流を変調する駆動電流変調回路であって、スイッチ回路
120及び駆動電流源130を有し、画像データDTの濃度レベ
ルに応じた変調電流I_MODを決定する変調電流生成回路11
0と、この変調電流生成回路110からの変調電流I_MOD及び
APC回路90からのバイアス電流I_BIASを合成する電流合成
回路140とを備えている。In the figure, reference numerals 81 and 82 denote gain adjustment variable resistors and an amplifier for adjusting the gain of the output from the monitor chip MD of the semiconductor laser 20, and 90 denotes a mode control signal (Mode Cont.) And an offset on / off signal (Offset) described later.
APC that operates based on ON / OFF) and variably sets the bias current _IBIAS based on the output from the monitor chip MD.
A circuit 100 is a drive current modulation circuit that modulates a drive current according to the density level of the image data DT, and includes a switch circuit.
And a drive current source 130, and determines a modulation current I _MOD according to the density level of the image data DT.
0, the modulation current I _MOD from the modulation current generation circuit 110 and
A current combining circuit 140 for combining the bias current _IBIAS from the APC circuit 90.

この実施例において、上記スイッチ回路120は、三つ
のスイッチ121（具体的には121_aないし121_c）を有し、
画像データDTの濃度階調数に応じて上記スイッチ121_aな
いし121_cを適宜オンオフさせるようにしたものである。
尚、この実施例においては、一般的に、レーザプリンタ
の特性として記録画像の再現濃度階調数として大体８濃
度階調（濃度零レベルを含む）程度であることを考慮
し、上記入力画像データDTをデコーダ111にて３ビット
データに変換した後、上記スイッチ回路120に入力する
ようになっている。一方、上記スイッチ回路120はSOS点
灯区間（SOS駆動信号SOSLDONがハイレベルのとき）にて
上記スイッチ121を総てオンさせるようになっている。In this embodiment, the switch circuit 120 has three switch 121 (to specifically not 121 _a 121 _c),
Depending on the density gradation number of the image data DT is obtained so as to properly off the switch 121 _a to 121 _c.
In this embodiment, in consideration of the fact that the number of reproduced density gradations of a recorded image is generally about 8 density gradations (including a zero density level) as a characteristic of a laser printer, After the DT is converted into 3-bit data by the decoder 111, it is input to the switch circuit 120. On the other hand, the switch circuit 120 turns on all the switches 121 in the SOS lighting period (when the SOS drive signal SOSLDON is at a high level).

また、上記駆動電流源130は、上記スイッチ回路120の
各スイッチ121_aないし121_cに直列接続される複数個の電
流源131（具体的には131_aないし131_cを備えている。こ
の実施例において、上記各電流源131は、パワー調整抵
抗（Power Adj.）132にて単位基準電流I₀が調整される
多数の単位電流源を有し、これらの単位電流源を任意の
数、並列に接続することによって重み付けを行うように
なっている。この実施例では、上記電流源131_aないし13
1_cが夫々I₀,2I₀,4I₀を生成するようになっている。Further, the drive current source 130, the plurality of current source 131 (specifically, which is connected in series with the switches 121 _a to 121 _c of the switch circuit 120 and a 131 _a to 131 _c. The embodiment In the above, each of the current sources 131 has a number of unit current sources whose unit reference current I ₀ is adjusted by a power adjustment resistor (Power Adj.) 132, and an arbitrary number of these unit current sources are connected in parallel. and performs weighting by connecting. in this embodiment, to the current source 131 _a no 13
1 _c is adapted to generate a respective _{I 0, 2I 0, 4I 0} .

II.APC回路 （１）基本構成 第14図はAPC回路90の基本構成を示すブロック図であ
る。II. APC Circuit (1) Basic Configuration FIG. 14 is a block diagram showing a basic configuration of the APC circuit 90.

同図において、符号91はアンプ82からの出力電圧と比
較基準電圧V_cの大小を比較してその結果を出力するコン
パレータであり、この実施例では、レーザチップLDがフ
ルパワーのとき、アンプ82の出力がV_cとなるように可変
抵抗81のボリウムが調整されている。また、92はAPC動
作中であることを示すカウントモードと、非APC動作中
であることを示すホールドモードとを選択するモードコ
ントロール信号（Mode Cont.）に応じて動作するカウン
タであり、カウントモードであるときに上記比較結果に
応じて発振器93からのクロックをカウントアップ又はカ
ウントダウンするようにしたものである。更に、符号94
は上記カウンタ92からの計数値をアナログデータに変換
するDAコンバータ、95は上記DAコンバータ94からの出力
に基づいたバイアス電流I_BIASを生成する電流源であ
る。更にまた、符号96ないし98は後述する初期調整時に
おいて使用されるオフセット電流の供給停止系を構成す
るもので、96はオフセット電流源、97はオフセット電流
値を決定するための抵抗、98はオフセット電流の供給停
止のためのスイッチである。In the figure, reference numeral 91 is a comparator which outputs the results by comparing the magnitude of the output voltage with the comparison reference voltage V _c from the amplifier 82, in this embodiment, when the laser chip LD is full power, amplifier 82 output is adjusted volume of the variable resistor 81 so that the V _c of. A counter 92 operates in response to a mode control signal (Mode Cont.) For selecting a count mode indicating that an APC operation is being performed and a hold mode indicating that a non-APC operation is being performed. In this case, the clock from the oscillator 93 is counted up or down according to the comparison result. Further, reference numeral 94
Is a DA converter that converts the count value from the counter 92 into analog data, and 95 is a current source that generates a bias current _IBIAS based on the output from the DA converter 94. Furthermore, reference numerals 96 to 98 constitute an offset current supply stop system used at the time of initial adjustment described later, 96 is an offset current source, 97 is a resistor for determining an offset current value, and 98 is an offset current value. This is a switch for stopping current supply.

（２）初期調整 上述したAPC回路90を可変バイアス電流源として用い
るためには、以下のような初期調整が必要になる（第15
図参照）。(2) Initial adjustment In order to use the above-described APC circuit 90 as a variable bias current source, the following initial adjustment is required (the fifteenth adjustment).
See figure).

先ず、上記変調電流I_MODをゼロにしておき、APC回路9
0だけ働かせて光出力が例えば1mW（光パワーメータで測
定）になるように、上記ゲイン調整用可変抵抗81のボリ
ウムを調整する。このとき、フルパワー（この実施例の
フルパワーの目標値:10mW）発光の際に上記ゲイン調整
用可変抵抗81のボリウムを大きく動かさなくてもよいよ
うにするため、上記アンプ82のゲインを10倍にしてお
く。また、所定のオフセット電流I_OS（使用するレーザ
によって値を決定する）を加えておく。First, the modulation current I _{MOD is set} to zero, and the APC circuit 9
The volume of the variable resistor 81 for gain adjustment is adjusted so that the light output becomes, for example, 1 mW (measured by an optical power meter) by operating only 0. At this time, the gain of the amplifier 82 is set to 10 so that the volume of the variable resistor 81 for gain adjustment does not need to be largely moved at the time of full power emission (the target value of the full power in this embodiment: 10 mW). Double it. Also, a predetermined offset current _IOS (the value is determined by the laser used) is added.

次に、上記APC回路90の出力電流を固定し（ホールド
モード）、加えておいたオフセット電流I_OS（この場合
約7mA）を切ると、半導体レーザ20のレーザチップLDは
消灯する。この段階で、閾値電流I_thより僅かに小さい
バイアス電流I_BIASが求められたことになる。Next, when the output current of the APC circuit 90 is fixed (hold mode) and the added offset current I _OS (about 7 mA in this case) is cut off, the laser chip LD of the semiconductor laser 20 is turned off. At this stage, will be slightly smaller bias current I _BIAS than the threshold current I _th is obtained.

この場合、閾値電流I_thを直接的に求める方法を採用
しなかった理由は、どのくらいの光出力に達したところ
を閾値電流I_thとするかの判断が難しく、また、高精度
の光検知能力が必要になることによる。In this case, the reason why the method of directly calculating the threshold current I _th was not adopted was that it was difficult to determine how much light output reached the threshold current I _th, and the high-precision light detection capability Is required.

そして、バイアス電流I_BIASを固定したまま、今度は
最大変調電流I_MMAXをかけて（スイッチ121をすべてオン
にする）、光出力が10mW（フルパワーの目標値）になる
ように、駆動電流源131のパワー調整用抵抗のボリウム
を調整する。Then, with the bias current I _BIAS fixed, the maximum current I _MMAX is applied this time (all switches 121 are turned on), and the drive current source is set so that the optical output becomes 10 mW (the target value of full power). Adjust the volume of 131 power adjustment resistors.

最後に、最大変調電流I_MMAXをかけた状態で再度APC回
路90を働かせ、光出力が10mWになるように上記ゲイン調
整用抵抗81のボリウムを調整する。Finally, the APC circuit 90 is _operated again with the maximum modulation current _IMMAX applied, and the volume of the gain adjustment resistor 81 is adjusted so that the optical output becomes 10 mW.

以上により、このバイアス電流20の閾値電流I_th、微
分スロープ効率ηにあったバイアス電流I_BIAS、最大変
調電流I_MMAXが設定できたわけである。As described above, the threshold current I _th of the bias current 20, the bias current _{IBIAS corresponding} to the differential slope efficiency η, and the maximum modulation current I _MMAX can be set.

尚、上記二つのボリウム調整は同じ半導体レーザ20で
ある限り、最初の一回だけ行うようにすればよい。The above two volume adjustments may be performed only once at the first time as long as the same semiconductor laser 20 is used.

III.変調回路 （１）スイッチ回路 （１−Ａ）基本原理 この実施例において、上記スイッチ回路120の各スイ
ッチ121の基本原理は、例えば第16図に示すように、エ
ミッタ共通の二つのトランジスタQ_AQ_Bからなる差動電流
スイッチであり、両トランジスタQ_AQ_Bのエミッタ端子を
駆動電流源130の対応する電流源131に接続したものであ
る。そして、上記トランジスタQ_Aのベース電圧V₀+V_iを
基準電圧V₀より上下させることにより、スイッチ121を
オンオフするようになっている。III. Modulation Circuit (1) Switch Circuit (1-A) Basic Principle In this embodiment, the basic principle of each switch 121 of the switch circuit 120 is, for example, as shown in FIG. a differential current switch consisting of _a Q _B, is obtained by connecting the emitter terminals of the transistors Q _a Q _B to the corresponding current source 131 of the driving current source 130. Then, by raising or lowering the base voltage V ₀ + V _i of the transistor Q _A than the reference voltage V _0, it is adapted to turn on and off the switch 121.

より具体的には、簡単化のために、上記トランジスタ
Q_AQ_Bの特性が全く同じと仮定すると、上記トランジスタ
Q_Aのベース電圧V_iとスイッチング電流I_sとの関係は以下
の（３）式のようになる。More specifically, for simplicity, the transistor
Assuming that the characteristics of Q _A Q _B are exactly the same,
Relationship between the base voltage V _i and the switching current I _s of Q _A is represented by the following equation (3).

I_s＝［（a/｛１＋exp（−V_i/h）｝］I_D …（３） 但し、a:Q_AQ_Bのベース接地電流増幅率 ｈ＝kT/q k:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:電子の電荷 I_D：駆動電流源の対応電流源電流値 である。 _{I s = [(a / {} 1 + exp (-V i / h)}] I D ... (3) where, a: Q _A Q _B grounded base current amplification factor h = kT / qk: Boltzmann constant T: absolute temperature q: Electron charge I _D : Current value of the corresponding current source of the driving current source.

第17図は上記（３）式を満足するQ_Aのベース電圧V_iと
変調電流I_sとの関係を示したグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the base voltage V _i of Q _A satisfying the above expression (3) and the modulation current I _s.

よって、トランジスタQ_Aのベースを基準電圧V₀に対し
て僅かに上下に振らせることにより、スイッチング動作
を行うことが可能になるのである。Thus, by swinging slightly above or below the base of the transistor Q _A to the reference voltage V _0, it become possible to perform the switching operation.

尚、この実施例においては、上記トランジスタQ_Aの片
側駆動を行っているのは、両トランジスタQ_AQ_Bのベース
を夫々逆相でドライブすると、スキューを生じてスイッ
チング電流が乱れてしまうという事態を回避するためで
ある。Note that in this embodiment, a situation that are doing the side driving of the transistor Q _A, when the base drive at each opposite phase of the two transistors Q _A Q _B, the switching current is disturbed occurs a skew This is to avoid.

（１−Ｂ）基本構成 第18図は上記スイッチ回路120のうち駆動電流源130の
所定の電流源131に接続されるスイッチ121の基本的構成
を示す回路図である。(1-B) Basic Configuration FIG. 18 is a circuit diagram showing a basic configuration of the switch 121 connected to a predetermined current source 131 of the drive current source 130 in the switch circuit 120.

同図において、Q_AQ_Bは差動電流スイッチを構成するト
ランジスタ、R_AR_BはトランジスタQ_Aへのベース電圧レベ
ルを調整するための抵抗、Q_Cは所謂エミッタフォロアと
して働き、トランジスタQ_Bへのベース電圧印加用の電圧
源として機能するトランジスタ、R_CはトランジスタQ_Cの
エミッタ電流を流すための抵抗、D_AないしD_Fは基準電圧
を生成するための多段ダイオード、R_Dは上記ダイオード
D_AないしD_Fに電流を流すための抵抗、C_Aはトランジスタ
Q_Cのベース電圧の変動を低減させるためのコンデンサ、
Q_DはトランジスタQ_Aの負荷として働く電流合成回路（後
述）のトランジスタ、R_EはトランジスタQ_Bの負荷抵抗で
ある。In the figure, Q _A Q _B serves transistors constituting the differential current switch, resistor for R _A R _B is to adjust the base voltage level to the transistor Q _A, Q _C is a so-called emitter follower, transistor Q _B transistor functioning as a voltage source for the base voltage applied to, R _C is the transistor Q resistor for passing an emitter current of _C, D _a through D _F multistage diode for generating a reference voltage, R _D is the diode
D _A through resistor for supplying a current to D _F, C _A transistor
Capacitor to reduce fluctuation of Q _C base voltage,
Q _D transistors of the current combining circuit acting as a load of the transistor Q _A (described later), R _E is the load resistance of the transistor Q _B.

（１−Ｃ）改良構成 第19図は上記スイッチ121構成をスイッチング歪み及
び基準電圧の変動を防止するように更に改良したもので
ある。尚、第18図と同様な構成要素については第18図と
同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略す
る。(1-C) Improved Configuration FIG. 19 shows a further improved configuration of the switch 121 so as to prevent switching distortion and fluctuation of the reference voltage. Note that components similar to those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 18, and detailed description thereof will be omitted.

同図における主な改良点は以下の通りである。 The main improvements in the figure are as follows.

トランジスタQ_E，抵抗R_Hの追加 これは、トランジスタQ_AQ_Bのベースから見たインピー
ダンスを略等しくして、トランジスタQ_AQ_Bの立ち上が
り、立ち下がりの特性を揃え、スイッチング歪みの低減
を図るものである。Transistor Q _E, additional this resistor R _H, and substantially equal to the impedance seen from the base of the transistor Q _A Q _B, the rise of the transistor Q _A Q _B, aligning the characteristics of falling, reduced switching distortion Things.

トランジスタQ_Fの追加 トランジスタQ_AQ_Bの負荷条件を同じにし、立ち上が
り、立ち下がりの特性を揃え、スイッチング歪みの低減
を図るものである。Transistor Q _F of the additional transistor Q _A Q _B load conditions the same west aligns rise, the characteristics of falling, is intended to reduce the switching distortion.

トランジスタQ_GダイオードD_Gの追加 トランジスタQ_Aがオフしたときにベース電位をゼロに
せず、スイッチング速度を向上させるものである。Without base potential to zero when the additional transistor Q _A transistor Q _G diode D _G is turned off, thereby improving the switching speed.

コンデンサC_Bの追加 コンデンサC_Bの容量は、トランジスタQ_Aの駆動波形が
きれいな方形波になるように実験的に定められるもので
あり、スイッチング歪みを低減させるものである。Amount of additional capacitor C _B of the capacitor C _B is intended to be determined experimentally so that the driving waveforms of the transistor Q _A is clean square wave so as to reduce the switching distortion.

コンデンサC_CC_Dの追加 トランジスタQ_Cのエミッタ電位の安定化を図るもので
ある。It is intended to stabilize the emitter potential of the additional transistor Q _C of the capacitor C _C C _D.

尚、符号R_FR_Gは上記トランジスタQ_Eへのベース電圧レ
ベルを調整するための抵抗、R₁はトランジスタQ_Gのエミ
ッタ電流を流すための抵抗、C_EはトランジスタQ_Gのエミ
ッタ電位の安定化を図るためのコンデンサである。Reference numeral R _F R _G is the resistance for adjusting the base voltage level to the transistor Q _E, R ₁ is the resistance for the flow of the emitter current of the transistor Q _G, C _E will stabilize the emitter potential of the transistor Q _G This is a capacitor for realizing.

（２）駆動電流源 （２−Ａ）基本構成 第20図は駆動電流源130の基本構成を示す回路図であ
り、所謂カレントミラー方式を採用したものである。(2) Drive Current Source (2-A) Basic Configuration FIG. 20 is a circuit diagram showing a basic configuration of the drive current source 130, which employs a so-called current mirror system.

同図において、Q_A及びR_Pは電流I₁を決定するためのト
ランジスタ及び可変抵抗（前述のパワー調整抵抗として
働く）、Q_BはトランジスタQ_C,Q_D,Q_E,Q_F…のベース電流
を供給するためのトランジスタ、R_EC,R_ED,R_EE,R_EF…は
上記トランジスタQ_C,Q_D,Q_E,Q_F…のベースエミッタ間電
圧V_BEのばらつきによる誤差を軽減するための抵抗であ
る。In the figure, Q _A and R _P are transistors and variable resistors (working as the above-described power adjustment resistors) for determining the current I ₁ , and Q _B is the base of transistors Q _C , Q _D , Q _E , Q _F. transistor for supplying a _{current, R EC, R ED, R} EE, R EF ... is the transistor _{Q C, Q D, Q E} , in order to reduce errors due to variations of Q _F ... base-emitter voltage V _bE of Resistance.

そして、この実施例においては、上記各トランジスタ
Q_C,Q_D,Q_E,Q_F…のコレクタ電圧I₁,I₂,I₃,I₄…は総て同一
（この実施例ではI₀）であり、第14図の電源131_aないし
131_cは、上記電流I₀の各単位電流源を１個、２個、４個
とパラレルに使って重み付けを行ったものになってい
る。In this embodiment, each of the transistors
_{Q C, Q D, Q E} , ( in this example I ₀₎ Q _F ... collector voltage I _{1 of, I 2, I 3, I} 4 ... are all the same is, to no power 131 _a in FIG. 14
131 _c is, one each unit current source of the current I _0, 2 pieces, has become that by weighting with the four and parallel.

（２−Ｂ）改良構成 第21図はスイッチ回路120が駆動電流源130に与える悪
影響をなくし、スイッチング歪みを低減させるために、
駆動電流源120を更に改良したものである。(2-B) Improved Configuration FIG. 21 shows that the switching circuit 120 eliminates adverse effects on the driving current source 130 and reduces switching distortion.
The drive current source 120 is further improved.

同図における主な改良点は以下の通りである。 The main improvements in the figure are as follows.

抵抗R_Aの追加 これは、トランジスタQ_Bに充分なエミッタ電流を流
し、トランジスタQ_A,Q_C,Q_D,Q_E…のベース電位の安定化
を図るものである。Additional resistor R _A This shed sufficient emitter current in the transistor Q _B, it is intended to reduce the transistor _{Q A, Q C, Q D} , the stabilization of Q _E ... base potential of.

コンデンサC_A,C_B,C_C…の追加 これも、トランジスタQ_A,Q_C,Q_D,Q_E…のベース電位の
安定化を図るものである。Addition of capacitors C _A , C _B , C _C ... This also stabilizes the base potential of transistors Q _A , Q _C , Q _D , Q _E.

（３）電流合成回路 （３−Ａ）基本構成 第22図は変調電流I_MODと上記バイアス電流I_BIASとを
合成する電流合成回路を示す。(3) Current Synthesizing Circuit (3-A) Basic Configuration FIG. 22 shows a current synthesizing circuit for synthesizing the modulation current I _MOD and the bias current _IBIAS .

この電流合成回路140は，ベース接地のトランジスタQ
_A（第18図，第19図のQ_Dに相当）で変調電流I_MODとバイ
アス電流I_BIASとを合成するものであって、ベース接地
で受けて各スイッチング電流が合流するラインのインピ
ーダンスを下げることにより、スイッチ回路120の各ス
イッチングトランジスタ間の相互干渉を低減し、半導体
レーザ20の電流の歪みを抑えるようになっている。尚、
符号V_Aはベース電圧用電源である。This current synthesizing circuit 140 includes a transistor Q having a common base.
_A be one that combines the modulation current I _MOD and the bias current I _BIAS in (Figure 18, corresponds to Q _D of Fig. 19), lowering the impedance of the line to the switching current is received by the base ground merges Thereby, the mutual interference between the switching transistors of the switch circuit 120 is reduced, and the current distortion of the semiconductor laser 20 is suppressed. still,
Reference sign _VA is a power supply for base voltage.

（３−Ｂ）改良構成 第23図は第22図の電流合成回路を更に改良したもので
ある。(3-B) Improved Configuration FIG. 23 shows a further improvement of the current combining circuit of FIG.

同図における主な改良点は以下の通りである。 The main improvements in the figure are as follows.

トランジスタQ_Aのパワーアップ これは、ドライブ能力を強化したもので、負荷のイン
ダクタンス成分による歪みを低減させるようにしたもの
である。Power up of the transistor Q _A This is an enhancement of the driving capability is obtained by so as to reduce distortion due to the inductance component of the load.

バイアス電流I_BIASの合成方法の変更，コイルL_Aの追
加 これは、レーザチップLDの駆動電流のAC成分（I_MOD）
とDC成分（I_BIAS）とを分離することにより、スイッチ
回路120とAPC回路90との相互干渉を抑え、スイッチング
歪みを低減させるものである。Changing the method of synthesizing the bias current I _BIAS, additional coils L _A which, AC component of the driving current of the laser chip LD (I _MOD)
By separating the DC component (I _BIAS ) from the switching circuit 120, mutual interference between the switch circuit 120 and the APC circuit 90 is suppressed, and switching distortion is reduced.

トランジスタQ_Bの追加 これは、電源電流I_Pが常に略一定になるようにし、ス
イッチング歪みを低減させるようにしたものである。
尚、R_AはトランジスタQ_Bの負荷抵抗である。Additional transistor Q _B This as power supply current I _P is always substantially constant, is obtained so as to reduce the switching distortion.
Incidentally, R _A is the load resistance of the transistor Q _B.

このトランジスタQ_Bは第19図のQ_Fに相当するものであ
り、スイッチ回路120と電流合成回路140の両方の回路の
改良に寄与している。The transistor Q _B is equivalent to a Q _F of Figure 19, and contributes to an improvement of the circuit in both of the switch circuit 120 and a current combining circuit 140.

IV.装置の作動 （１）APC動作過程 先ず、SOS点灯区間において、上記半導体レーザ20の
レーザチップLDがフルパワーで点灯すると、上記APC回
路90はバイアス電流I_BIASを微調整し、変調区間では微
調整されたバイアス電流I_BIASを固定する。IV. Device operation (1) APC operation process First, in the SOS lighting section, when the laser chip LD of the semiconductor laser 20 is turned on at full power, the APC circuit 90 finely adjusts the bias current _IBIAS, and in the modulation section, Fix the finely adjusted bias current I _BIAS .

今、第24図に示すように、上記半導体レーザ20の特性
がT_aである場合には、上記バイアス電流は閾値電流I_th
より僅かに小さいI_BIAS（ａ）に可変設定され、また、
温度が上昇し、半導体レーザ20の特性がT_bとなる場合に
は、上記バイアス電流は閾値電流I_thより僅かに小さいI
_BIAS（ｂ）に可変設定される。Now, as shown in FIG. 24, when the characteristics of the semiconductor laser 20 is T _a is the bias current is the threshold current I _th
It is variably set to slightly smaller I _BIAS (a), and
Temperature rises, if the characteristics of the semiconductor laser 20 is T _b is the bias current is slightly smaller than the threshold current I _th I
_BIAS (b) is variably set.

このとき、上記夫々の特性のうちで上記閾値電流I_th
と各バイアス電流I_BIASとの差は一定に保たれ、また、
上記半導体レーザ20のフルパワーP_MAXに対応した最大変
調電流I_MMAXはいずれも等しい大きさに設定されてい
る。At this time, among the respective characteristics, the threshold current I _th
And the bias current I _BIAS is kept constant, and
The maximum modulation currents I _MMAX corresponding to the full power P _MAX of the semiconductor laser 20 are all set to the same magnitude.

（２）画像形成過程 今、所定階調数の画像データDT（ｉ）が変調電流生成
110のスイッチ回路120に入力されると、対応するスイッ
チ121が選択的にオン動作し、変調電流生成回路110は所
定の変調電流I_MODを生成する。(2) Image forming process Now, image data DT (i) having a predetermined number of gradations generates a modulation current.
When input to the switch circuit 120 of 110, the corresponding switch 121 is selectively turned on, and the modulation current generation circuit 110 generates a predetermined modulation current _IMOD .

このとき、第24図に示すように、上記半導体レーザ20
の特性がT_aである場合には上記変調電流はI_MOD（ａ）で
あり、また、上記半導体レーザ20の特性がT_bである場合
には上記変調電流はI_MOD（ｂ）であるが、各変調電流I
_MOD（ａ），I_MOD（ｂ）はいずれも同じ大きさになり、
結局、半導体レーザ20の特性が温度によって変動したと
しても、上記バイアス電流I_BIASがその特性変動に追従
して変動することになるため、上記画像データDT（ｉ）
に対応する駆動電流Ｉも上記半導体レーザ20の特性変動
に追従して相対的に移動することになる。それゆえ、上
記画像データDT（ｉ）に対応する半導体レーザ20のパワ
ーP_iは一定に保たれるのである。At this time, as shown in FIG.
If the characteristics of a T _a is the modulation current is I _MOD (a), also, although in the case the characteristics of the semiconductor laser 20 is T _b is the modulation current is I _MOD (b) , Each modulation current I
_MOD (a) and I _MOD (b) have the same size,
As a result, even if the characteristics of the semiconductor laser 20 fluctuate due to the temperature, the bias current _IBIAS fluctuates following the characteristic fluctuation, so that the image data DT (i)
Will also relatively move following the characteristic fluctuation of the semiconductor laser 20. Therefore, it is the power P _i of the semiconductor laser 20 corresponding to the image data DT (i) is kept constant.

次に、第25図に基づいて、この実施例に係る半導体レ
ーザ20のパワーレベルについて説明する。Next, the power level of the semiconductor laser 20 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

同図において、DT（１）ないしDT（７）は３ビットの
画像データ［001］［010］［011］［100］［101］［11
0］［111］に対応したものである。そして、上記各画像
データDT（１）ないしDT（７）は、APC動作過程におい
て設定された変調域（I_BIAS〜I_BIAS+I_MMAX）を７等分し
することにより夫々対応する変調電流I_MOD（１）〜変調
電流I_MOD（７）として生成される。このため、各画像デ
ータDT（１）ないしDT（７）に対応する駆動電流Ｉは夫
々の変調電流I_MOD（１）〜I_MOD（７）にバイアス電流I
_BIASを付加したものになる。In the figure, DT (1) to DT (7) are 3-bit image data [001] [010] [011] [100] [101] [11]
0] [111]. Each of the image data DT (1) to DT (7) divides the modulation area (I _{BIAS to IBIAS} + I _MMAX ) set in the APC operation process into seven equal parts, thereby respectively corresponding modulation current I _MOD (1) to modulation current I _MOD (7). For this reason, the driving current I corresponding to each of the image data DT (1) to DT (7) includes the bias current I _MOD (1) to the modulation current I _MOD (1) to I _MOD (7).
_BIAS is added.

このとき、各駆動電流Ｉに対応する半導体レーザ20の
パワーP₁ないしP₇は上記半導体レーザ20のフルパワー出
力を略７等分したものに設定される。In this case, the power P ₁ to P ₇ of the semiconductor laser 20 corresponding to the drive current I is set to that the full power output of the semiconductor laser 20 nearly 7 equal parts.

尚、画像データ［000］の変調電流I_MODはゼロであ
り、このときの駆動電流ＩはI_BIASに設定され、そのと
きの半導体レーザ20のパワーはほとんどゼロである。Note that the modulation current I _MOD of the image data [000] is zero, the drive current I at this time is set to _IBIAS, and the power of the semiconductor laser 20 at that time is almost zero.

このように、上記半導体レーザ20の光量が画像データ
DTの階調数に応じて変調されると、実施例１と同様に、
感光体24には夫々の画像データDTの濃度に応じた電位分
布の潜像が形成されると共に、各潜像が現像器28にて可
視像化され、感光体24上のトナー像が図示外の記録シー
トに転写されて中間調画像が記録再現されるのである。Thus, the light amount of the semiconductor laser 20 is
When modulated according to the number of gradations of DT, similar to the first embodiment,
A latent image having a potential distribution corresponding to the density of each image data DT is formed on the photoconductor 24, and each latent image is visualized by a developing device 28, and a toner image on the photoconductor 24 is shown. The halftone image is transferred to an external recording sheet and recorded and reproduced.

特に、上述した記録動作過程にあっては、実施例１に
比べて画像の階調再現性が良好に保たれる。In particular, in the recording operation process described above, the tone reproducibility of the image is better maintained than in the first embodiment.

すなわち、実施例１のタイプの記録動作過程において
は、半導体レーザ20の温度変動に伴って上記最大変調電
流I_MMAXの大きさが変化するため、駆動電流変調域の大
きさ自体が変化してしまう。このとき、上記駆動電流変
調域を255段階に分割することは変わらないため、半導
体レーザ20の温度が変動すると、１ビット当たりの電流
量（光量）が異なってしまうばかりか、無効なビット
（光出力が出ない部分）の数も当然異なったものになっ
てしまい、その分、光量変調精度が若干ラフになってし
まう虞れがある。That is, in the recording operation process of the type of the first embodiment, the magnitude of the maximum modulation current I _MMAX changes with the temperature fluctuation of the semiconductor laser 20, so that the size of the drive current modulation area itself changes. . At this time, the division of the drive current modulation area into 255 steps remains unchanged. Therefore, if the temperature of the semiconductor laser 20 fluctuates, not only does the amount of current (light amount) per bit differ, but also invalid bits (light Naturally, the number of portions where no output is output is also different, and the light amount modulation accuracy may be slightly roughened accordingly.

ところが、この実施例によれば、半導体レーザ20の特
性に対する駆動電流変調域の相対位置関数を常に一定に
保つことができ、しかも、駆動電流変調域の大きさを一
定にすることができるため、１ビット当たりの電流量を
一定にすることができると共に、無効なビット数も一定
にすることができる。それゆえ、実施例１に比べて光量
変調精度を向上させることができる。However, according to this embodiment, the relative position function of the drive current modulation region with respect to the characteristics of the semiconductor laser 20 can be always kept constant, and the size of the drive current modulation region can be kept constant. The amount of current per bit can be kept constant, and the number of invalid bits can be kept constant. Therefore, the light quantity modulation accuracy can be improved as compared with the first embodiment.

V.光量変調実験例 （１）実験装置 第26図は上記実施例に係る装置の光量変調状態を測定
するための光量測定装置である。V. Light intensity modulation experiment example (1) Experimental device FIG. 26 shows a light intensity measurement device for measuring the light intensity modulation state of the device according to the above embodiment.

同図において、150は簡易的に光出力波形を観察する
ための高速ピンフォトダイオードからなる受光素子、V_m
は受光素子150に印加される電圧（この実施例では＋15
（Ｖ））、R_mは受光素子150に逆バイアス電圧を加える
ための抵抗（この実施例では1KΩ）、C_m，C_nは受光素子
150の逆バイアス電圧を安定化させるためのコンデン
サ、R_Lは受光素子150の光出力電流を電圧に変換して取
り出すための抵抗（この実施例では560Ω）、151はデジ
タイジングオシロスコープ［Digitizing Osilloscope］
（この実施例ではヒューレット・パッカード社製HP1653
0A）、152は上記デジタイジングオシロスコープ151に光
出力を取り込むためのプローブである。In the figure, reference numeral 150 denotes a light receiving element composed of a high-speed pin photodiode for simply observing an optical output waveform, V _m
Is the voltage applied to the light receiving element 150 (+15 in this embodiment)
(V)), R _m is a resistance (1 KΩ in this embodiment) for applying a reverse bias voltage to the light receiving element 150, and C _m and C _n are light receiving elements
A capacitor for stabilizing the reverse bias voltage of 150, _RL is a resistor (560 Ω in this embodiment) for converting the light output current of the light receiving element 150 into a voltage and extracting it, and 151 is a digitizing oscilloscope [Digitizing Osilloscope]
(In this example, HP1653 manufactured by Hewlett-Packard Company was used.
0A) and 152 are probes for taking the optical output into the digitizing oscilloscope 151.

この測定装置においては、抵抗R_Lとプローブ入力容量
C_INとによってポールができて波形がなまる。よって、
トランジェント特性を重視する場合にはR_Lを小さく設定
することが必要であり、また、測定のS/N比を重視する
場合にはR_Lを大きく設定することが必要である。In this measurement device, the resistance _RL and the probe input capacitance
A pole is formed by C _IN and the waveform becomes dull. Therefore,
When importance is placed on the transient characteristics, it is necessary to set _RL small, and when importance is placed on the S / N ratio of the measurement, it is necessary to set _RL large.

この測定装置において、R_L＝560ΩとしたのはS/N比を
重視したものであり、実際の光出力は観測された波形よ
りも立ち上がり、立ち下がりエッジが鋭くなっていると
考えられる。In this measuring device, the reason why R _L = 560Ω is that the S / N ratio is emphasized, and it is considered that the actual light output rises and the falling edge becomes sharper than the observed waveform.

尚、正確な光波形の測定には光オシロスコープ等を用
いることが好ましい。It is preferable to use an optical oscilloscope or the like for accurate measurement of the optical waveform.

（２）実験結果 上述した光量測定装置を用いて行う光量変調の実験、
測定は、実際の使用条件に近くするため、APC（10μ
ｓ）→消灯（50μｓ）→変調（100μｓ）→消灯（50μ
ｓ）というパターンの繰り返しで行った。また、変調部
分は、例えば（000）→（001）→（010）→（011）→
（100）→（101）→（110）→（111）のような８個のデ
ータを一組として、その繰り返しで変調を行った。(2) Experimental result An experiment of light quantity modulation performed using the above-described light quantity measuring device,
APC (10μ)
s) → light off (50μs) → modulation (100μs) → light off (50μs)
s) was repeated. Also, the modulation part is, for example, (000) → (001) → (010) → (011) →
Modulation was performed by repeating eight data such as (100) → (101) → (110) → (111) as one set.

尚、一個のデータの長さは50nsであり、上記３ビット
の入力データの左側が上位ビット（MSB），右側は下位
ビット（LSB）である。The length of one piece of data is 50 ns. The left side of the 3-bit input data is the upper bit (MSB) and the right side is the lower bit (LSB).

第27図（ａ）（ｂ）はレーザの代わりに抵抗負荷をつ
ないだ場合の電流波形を示す。第27図（ａ）は入力デー
タが（000）→（001）→（010）→（011）→（100）→
（101）→（110）→（111）のとき、第27図（ｂ）は（0
10）→（011）→（100）→（101）→（110）→（101）
→（100）→（011）のときを夫々示す。尚、第27図
（ａ）（ｂ）の点線部分領域Ｗが一つのデータ領域を示
し、また、図中の括弧付きの数字が入力データを夫々示
す（以後の第27図各図においても同様）。FIGS. 27 (a) and 27 (b) show current waveforms when a resistive load is connected instead of a laser. Figure 27 (a) shows that the input data is (000) → (001) → (010) → (011) → (100) →
When (101) → (110) → (111), FIG. 27 (b) shows (0
10) → (011) → (100) → (101) → (110) → (101)
→ (100) → (011) respectively. 27 (a) and 27 (b) indicate one data area, and the numbers in parentheses in the figure indicate the input data, respectively (the same applies to the subsequent figures in FIG. 27). ).

今、電流波形が第27図（ａ）のときの光出力波形を第
27図（ｃ）ないし（ｆ）に示す。Now, the optical output waveform when the current waveform is as shown in FIG.
27 (c) to (f).

第27図（ｃ）は変調区間の初め、第27図（ｄ）は変調
区間の終わりである。同図によれば、波形の変化はほと
んど見られず、この間の温度変化の影響はほとんどない
ことが理解される。また、第27図（ｅ）（ｆ）は第27図
（ｃ）（ｄ）と同じ部分をデジタイジングオシロスコー
プ151のアキュームレートモード（Accumlate Mode:トレ
ースを重ねていくモード）で見たものである。このモー
ドを見ても、入力データに従って光出力が階段的に変化
していく様子が把握され、３ビット精度で光量変調され
ていることが理解される。FIG. 27 (c) shows the beginning of the modulation section, and FIG. 27 (d) shows the end of the modulation section. According to the figure, it is understood that there is almost no change in the waveform, and there is almost no influence of the temperature change during this period. FIGS. 27 (e) and 27 (f) show the same parts as those in FIGS. 27 (c) and 27 (d) in the accumulation rate mode of the digitizing oscilloscope 151. . Even in this mode, it is understood that the light output changes stepwise according to the input data, and it is understood that the light quantity is modulated with 3-bit accuracy.

また、電流波形が第27図（ｂ）のときの光出力波形を
第27図（ｇ）（ｈ）に示す。27 (g) and (h) show optical output waveforms when the current waveform is as shown in FIG. 27 (b).

第27図（ｇ）は変調区間の初め、第27図（ｈ）は変調
区間の終わりである。同図によれば、若干のヒステリシ
ス現象（電流が増えていく時と減っていく時とで同じデ
ータに対する電流値が異なる現象）は見られるものの、
入力データに従って光出力が階段的に変化していく様子
が把握され、３ビット精度で光量変調されていることが
理解される。FIG. 27 (g) shows the beginning of the modulation section, and FIG. 27 (h) shows the end of the modulation section. According to the figure, although a slight hysteresis phenomenon (a phenomenon in which the current value for the same data differs when the current increases and decreases) is seen,
It is understood that the light output changes stepwise according to the input data, and it is understood that the light amount is modulated with 3-bit accuracy.

また、１ドット毎の全発光、消灯の繰り返しの場合の
光出力波形を第27図（ｉ）（ｊ）に示す。In addition, FIGS. 27 (i) and (j) show the light output waveforms in the case of repeating all light emission and extinguishing for each dot.

第27図（ｉ）は変調区間の初め、第27図（ｊ）は変調
区間の終わりである。同図によれば、１ドット毎のオン
オフは確実にできており、変調区間の初めと終わりとで
波形の変化も見られないことが理解される。尚、同図に
おいて、立ち下がりが緩やかになっているのは、上述し
たように、測定装置の問題と思われる。FIG. 27 (i) shows the beginning of the modulation section, and FIG. 27 (j) shows the end of the modulation section. According to the figure, it is understood that ON / OFF for each dot is surely performed, and no change in the waveform is observed between the beginning and the end of the modulation section. It is to be noted that the gradual fall in the figure seems to be a problem of the measuring device as described above.

また、変調区間中、全発光で連続点灯させた場合の光
出力波形を第27図（ｋ）（ｌ）に示す。27 (k) and (l) show the light output waveforms when the light is continuously lit in all the light emission during the modulation period.

第27図（Ｋ）は変調区間の始め、第27図（ｌ）は変調
区間の終わりである。同図によれば、変調区間の始めと
終わりとで、光出力の変化はほとんど見られず、この間
のドループは問題にならないことが理解される。FIG. 27 (K) shows the beginning of the modulation section, and FIG. 27 (l) shows the end of the modulation section. According to the figure, it is understood that there is almost no change in the optical output between the beginning and the end of the modulation section, and droop during this period does not matter.

尚、この実施例においては、半導体レーザの放熱は特
に考慮していない。In this embodiment, heat radiation of the semiconductor laser is not particularly considered.

◎実施例３ 目次 I.画像出力ユニットの全体構成 II.レーザ駆動回路 （１）基本構成 （２）駆動電流源の重み付け設定 III.装置の作動 I.画像出力ユニットの全体構成 この実施例は、所謂１パス２カラー（例えば赤色と黒
色）用レーザプリンタにこの発明を適用したものであ
る。◎ Third Embodiment Table of Contents I. Overall Configuration of Image Output Unit II. Laser Drive Circuit (1) Basic Configuration (2) Weight Setting of Drive Current Source III. Operation of Device I. Overall Configuration of Image Output Unit The present invention is applied to a so-called one-pass two-color (for example, red and black) laser printer.

第28図において、符号200は例えば正帯電型の感光
体、201は感光体200を予め帯電する帯電器、202はこの
実施例で用いられるROS、203は例えば正極性の赤色トナ
ーが用いられるバイアス方式の第一現像器、204は例え
ば負極性の黒色トナーが用いられるバイアス方式の第二
現像器、205は感光体200上のトナー像の極性を揃える転
写前処理帯電器、206は記録シート207に感光体200上の
トナー像を転写させる転写器、208は感光体200側に静電
付着した記録シート207を剥離するための除電器、209は
感光体200上の残留トナーを除去するクリーナ、210は感
光体200上の残留電荷を除去するイレーサランプ、211は
転写工程後の記録シート207にトナー像を定着させる定
着器である。尚、この実施例において、上記第一現像器
203及び第二現像器204の入力画像濃度と記録画像濃度と
の関係を示す再現画像特性は、第30図Y_R（第一現像器特
性），Y_B（第二現像器特性）のように、夫々異なったも
のになっている。In FIG. 28, reference numeral 200 denotes, for example, a positively charged photoreceptor, 201 denotes a charger for pre-charging the photoreceptor 200, 202 denotes a ROS used in this embodiment, and 203 denotes a bias using, for example, a positive red toner. A first developing device of a system, 204 is a second developing device of a bias system using, for example, a black toner of a negative polarity, 205 is a pre-transfer processing charger for aligning the polarity of a toner image on the photoconductor 200, and 206 is a recording sheet 207. A transfer device for transferring the toner image on the photoconductor 200 to the photoconductor 200; a static eliminator 208 for removing the recording sheet 207 electrostatically attached to the photoconductor 200; a cleaner 209 for removing residual toner on the photoconductor 200; Reference numeral 210 denotes an eraser lamp for removing the residual charges on the photoconductor 200, and reference numeral 211 denotes a fixing unit that fixes a toner image on the recording sheet 207 after the transfer process. In this embodiment, the first developing device
It reproduced image characteristics showing the relationship between the 203 and the input image density and recorded image density of the second developing unit 204, FIG. 30 Y _R (first developing device characteristics), as Y _B (second developing device characteristics) , Each one is different.

この実施例において用いられるROS202の詳細を第29図
に示す。Details of the ROS 202 used in this embodiment are shown in FIG.

同図において、221は一色目の画像形成用の半導体レ
ーザ、222は二色目の画像形成用の半導体レーザ、223は
両者のレーザ221,222からのビームB_mを異なる角度にて
反射させるポリゴンミラー、224はそのポリゴンモー
タ、225はｆθレンズ、226は一色目のレーザ221からの
ビームB_mを感光体200の第一現像器203の手前に位置する
第一露光部E₁に導くミラー、227は二色目のレーザ222か
らのビームB_mを感光体200の第二現像器204の手前に位置
する第二露光部E₂に導くミラー、228および229は一色目
及び二色目のレーザビームの走査開始位置を夫々検出す
るSOSセンサである。In the figure, 221 is a semiconductor laser for image formation of the first color, 222 semiconductor lasers for image formation of second color, a polygon mirror for reflecting by the beam B _m different angles from the laser 221, 222 of both 223, 224 the polygon motor 225 fθ lens, a mirror 226 is guided to the first exposure section E ₁ to the position of the beam B _m from the laser 221 of the first color before the first developing unit 203 of the photoreceptor 200, 227 two mirror for guiding the beam B _m from the laser 222 of the color in the second exposure section E ₂ is positioned in front of the second developing unit 204 of the photoreceptor 200, 228 and 229 scan start position of the laser beam of the first color and the second color Are SOS sensors that respectively detect.

また、上記ROS202の駆動制御系は以下のように構成さ
れている。The drive control system of the ROS 202 is configured as follows.

第28図において、符号230は一色目（赤色）及び二色
目（黒色）の256階調の多階調画像データDT_R，DT_Bをデ
コーダにて３ビットデータに変換した後に出力する画像
処理ユニット、231は画像処理ユニット230からの画像デ
ータDT_Rを一旦格納して出力する先入れ先出し方式のメ
モリである所謂FIFO、232は画像処理ユニット230からの
画像データDT_Bを上記第一露光部E₁と第二露光部E₂との
ギャップGPに相当する走査時間分だけ格納した後出力す
るギャップメモリ、233は露光部が画像部となるように
一色目のレーザ221を画像データに応じて光量変調駆動
する第一レーザ駆動回路、234は非露光部が画像部とな
るように二色目のレーザ222を画像データに応じて光量
変調駆動する第二レーザ駆動回路である。尚、上記ポリ
ゴンモータ224は図示外のモータ駆動回路にて駆動制御
される。The In Figure 28, reference numeral 230 is an image processing unit for outputting after converting first color (red) and multi-gradation image data DT _R 256 gradations of the secondary color (black), the DT _B to 3-bit data by the decoder , 231 from the image data DT so-called FIFO, 232 is the image data DT _B the first exposure portion E ₁ from the image processing unit 230 is a memory first in, first out _{scheme R} temporarily storing output from the image processing unit 230 output for gap memory after storing only the scanning time corresponding to the gap GP between the second exposure section E _2, 233 is the amount of light modulation driving according to laser 221 of the first color to the image data so that the exposed portions become image area A first laser drive circuit 234 is a second laser drive circuit that drives the laser 222 of the second color in accordance with image data in such a manner that the non-exposed portion becomes an image portion. The drive of the polygon motor 224 is controlled by a motor drive circuit (not shown).

II.レーザ駆動回路 （１）基本構成 第31図は上記第一及び第二レーザ駆動回路233,234の
基本的構成を示す回路図である。II. Laser Drive Circuit (1) Basic Structure FIG. 31 is a circuit diagram showing a basic structure of the first and second laser drive circuits 233 and 234.

この実施例に係る第一及び第二レーザ駆動回路233,23
4は、基本的に実施例２と同様に、バイアス電流I_BIASを
可変設定するAPC回路90と、画像データDTの濃度階調数
（濃度零レベルを含んで８濃度階調）に応じて駆動電流
を変調する変調回路100とを備えているが、変調回路100
のうち特に駆動電流源130の構成が実施例２と異なるも
のになっている。尚、実施例２と同様な構成要素につい
ては実施例１と同様な符号を付してここではその詳細な
説明を省略する。First and second laser drive circuits 233, 23 according to this embodiment
_{Reference numeral} 4 denotes an APC circuit 90 for variably setting the bias current _IBIAS and driving in accordance with the number of density gradations of the image data DT (8 density gradations including the zero density level), similarly to the second embodiment. And a modulation circuit 100 for modulating current.
In particular, the configuration of the drive current source 130 is different from that of the second embodiment. Note that components similar to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

この実施例において、駆動電流源130は、第21図に示
すような基本的要素からなる七つの電流源131（具体的
には131_aないし131_g）と、各電流源131に直列的に接続
される可変抵抗133（具体的には133_aないし131_g）とか
らなり、上記可変抵抗133の各抵抗値を適宜変化させる
ことにより各電流源131からの電流を夫々K₁I₀，K₂I₀…K
₇I₀（K₁〜K₇：重み付け係数）に調整できるようになっ
ている。特に、この実施例にあっては、後述するよう
に、各現像器203,204の再現画像特性を考慮して上記各
重み付け係数K₁〜K₇が設定されている。In this embodiment, the drive current source 130 is connected to seven current sources 131 (specifically, 131 _a to 131 _g ) each having a basic element as shown in FIG. Variable resistors 133 (specifically, 133 _a to 131 _g ), and the currents from the respective current sources 131 are changed to K ₁ I ₀ and K ₂ by appropriately changing the respective resistance values of the variable resistors 133. I ₀ … K
_It can be adjusted to ₇ I ₀ (K _{1 to} K ₇ : weighting coefficient). In particular, in the this embodiment, as described later, the respective weighting factors K ₁ ~K ₇ in consideration of the reproduced image characteristics of the developing devices 203 and 204 are set.

尚、この実施例において、上記スイッチ回路120は各
電流源131に接続される七つのスイッチ121にて構成され
ており、各スイッチ121が画像データDTに応じて選択的
にオン動作するようになっている。In this embodiment, the switch circuit 120 is composed of seven switches 121 connected to each current source 131, and each switch 121 is selectively turned on according to the image data DT. ing.

（２）駆動電流源の重み付け設定 （２−Ａ）第一レーザ駆動回路 第32図（ａ）は第一現像器203による露光量Ｐと画像
記録濃度Ｄとの関係を示す特性図（第30図Y_Rに相当）で
ある。(2) Weight setting of drive current source (2-A) First laser drive circuit FIG. 32 (a) is a characteristic diagram showing the relationship between the exposure amount P by the first developing device 203 and the image recording density D (FIG. 30). it is equivalent) in FIG Y _R.

同図において、上記画像濃記録濃度Ｄを等間隔で８段
階D₀ないしD₇に区分し、夫々に対応する露光量ＰをP₀な
いしP₇とする。この場合、上記露光量P₀ないしP₇は非等
分なものになっている。In the figure, to eight steps D ₀ not at equal intervals the image dark recording density D is divided into D _7, to no P ₀ the exposure amount P corresponding to each and P _7. In this case, the exposure amount P ₀ to P ₇ has become what non equal parts.

そして、第32図（ｂ）に示すように、半導体レーザ22
1の特性に対し、上記露光量P₀ないしP₇に対応する変調
電流I_MOD（０）ないしI_MOD（７）を求め、夫々の変調電
流I_MOD（０）ないしI_MOD（７）に対して夫々画像データ
DT（０）ないしDT（７）［（000）（001）（010）…（1
10）（111）］を対応させるようにすればよい。尚、画
像データDT（０）［（000）］に対応する変調電流I_MOD
（０）はゼロである。Then, as shown in FIG.
For one of the characteristics, to not the exposure amount P ₀ to the modulation current I _MOD (0) no corresponding to P ₇ obtains the I _MOD (7), with respect to modulation of the respective currents I _MOD (0) to I _MOD (7) Image data
DT (0) to DT (7) [(000) (001) (010) ... (1
10) (111)]. The modulation current I _MOD corresponding to the image data DT (0) [(000)]
(0) is zero.

このとき、各変調電流I_MOD（１）ないしI_MOD（７）が
生成されるように駆動電流源130の各電流源131の重み付
けを行うことが必要である。At this time, it is necessary to weight each current source 131 of the drive current source 130 so that each of the modulation currents I _MOD (1) to I _MOD (7) is generated.

（２−Ｂ）第二レーザ駆動回路 第33図（ａ）は第二現像器204による露光量Ｐと画像
記録濃度Ｄとの関係を示す特性図（第30図Y_Bに相当）で
ある。(2-B) the second laser driving circuit Fig. 33 (a) is a characteristic diagram showing the relationship between the exposure amount P and the image recording density D by the second developing unit 204 (corresponding to FIG. 30 Y _B).

同図において、上記画像濃記録濃度Ｄを等間隔で８段
階D₀ないしD₇に区分し、夫々に対応する露光量ＰをP₀な
いしP₇(P₇はゼロ）とする。この場合、上記露光量P₀な
いしP₇は非等分なものになっている。In the figure, to eight steps D ₀ not at equal intervals the image dark recording density D is divided into D _7, to no P ₀ the exposure amount P corresponding to the respective P ₇ (P ₇ is zero) to. In this case, the exposure amount P ₀ to P ₇ has become what non equal parts.

そして、第33図（ｂ）に示すように、半導体レーザ22
1の特性に対し、上記露光量P₀ないしP₇に対応する変調
電流I_MOD（０）ないしI_MOD（７）を求め、夫々の変調電
流I_MOD（０）ないしI_MOD（７）に対して夫々画像データ
DT（０）ないしDT（７）［（000）（001）（010）……
（110）（111）］を対応させるようにすればよい。尚、
画像データDT（０）［（000）］に対応する変調電流I
_MOD（０）はI_MMAXである。Then, as shown in FIG.
For one of the characteristics, to not the exposure amount P ₀ to the modulation current I _MOD (0) no corresponding to P ₇ obtains the I _MOD (7), with respect to modulation of the respective currents I _MOD (0) to I _MOD (7) Image data
DT (0) to DT (7) [(000) (001) (010) ……
(110) and (111)]. still,
Modulation current I corresponding to image data DT (0) [(000)]
_MOD (0) is I _MMAX .

このとき、各変調電流I_MOD（０）ないしI_MOD（６）が
生成されるように駆動電流源130の各電流源131の重み付
けを行うことが必要である。At this time, it is necessary to weight each current source 131 of the drive current source 130 so that each of the modulation currents I _MOD (0) to I _MOD (6) is generated.

尚、この実施例においては、８段階の非線形の電流変
調を行う上で、第一レーザ駆動回路233にあってはI_MOD
（１）ないしI_MOD（７）に対応する七つの電流源131
を、第二レーザ駆動回路234にあってはI_MOD（０）ない
しI_MOD（６）に対応する七つの電流源131を夫々用意
し、個々的に重み付けするようにしているが、生成すべ
き変調電流レベルが複数の電流源131を組み合わせるこ
とにより得られるような場合には、電流源131の組合せ
使用が可能になり、その分、電流源131の数を低減する
ことができる。In this embodiment, when performing eight-stage nonlinear current modulation, the first laser drive circuit 233 requires I _MOD
Seven current sources 131 corresponding to (1) to I _MOD (7)
In the second laser drive circuit 234, seven current sources 131 corresponding to I _MOD (0) to I _MOD (6) are prepared and individually weighted, but should be generated. When the modulation current level is obtained by combining a plurality of current sources 131, the combined use of the current sources 131 becomes possible, and the number of current sources 131 can be reduced accordingly.

III.装置の作動 次に、この実施例に係る画像出力ユニットの作動につ
いて説明する。III. Operation of Device Next, the operation of the image output unit according to this embodiment will be described.

上記画像処理ユニット230からの画像データDT_R，DT_B
はFIFO231あるいはギャップメモリ232を介して第一レー
ザ駆動回路233,第二レーザ駆動回路234へ送出される。Image data DT _R from the image processing unit 230, DT _B
Is transmitted to the first laser drive circuit 233 and the second laser drive circuit 234 via the FIFO 231 or the gap memory 232.

このとき、先ず、第一レーザ駆動回路233はレーザ221
を駆動し、感光体200の第一露光部E₁に第34図（ａ）に
示すような露光部が画像部となる潜像Z₁が形成される。
そして、この潜像Z₁が第一現像器203にて現像バイアスV
_B1のもとに現像されると、同図に示すように、第一トナ
ー像TN₁が形成される。At this time, first, the first laser drive circuit 233
Drives, latent image Z ₁ exposure portion as shown in FIG. 34 (a) is an image portion is formed in the first exposure portion E ₁ of the photosensitive member 200.
The developing bias V This latent image Z ₁ is at first developing unit 203
Once developed under _B1, as shown in the figure, the first toner image TN ₁ is formed.

この後、第二レーザ駆動回路234がレーザ222を駆動
し、感光体200の第二露光部E₂に第34図（ｂ）に示すよ
うな非露光部が画像部となる潜像Z₂が形成される。そし
て、この潜像Z₂が第二現像器204にて現像バイアスV_B2の
もとに現像されると、同図に示すように、第一トナー像
TN₂が形成される。Thereafter, the second laser drive circuit 234 drives the laser 222, the latent image Z ₂ of unexposed portion as shown in FIG. 34 (b) to the second exposure portion E ₂ of the photosensitive member 200 is an image portion It is formed. When the latent image Z ₂ is developed under the developing bias V _B2 by the second developing unit 204, as shown in the figure, the first toner image
TN ₂ is formed.

そして、これらのトナー像TN₁，TN₂は転写前処理帯電
器205にて極性を揃えられた後、転写器206にて記録シー
ト207に転写され、しかる後、定着器211にて定着され
る。Then, these toner images TN ₁ and TN ₂ are made uniform in polarity by the pre-transfer processing charger 205, then transferred to the recording sheet 207 by the transfer unit 206, and then fixed by the fixing unit 211. .

このような記録動作過程においては、上記半導体レー
ザ221,222の光量変調制御は各現像器203,204の画像再現
特性を補正するように行われ、第35図に示すように、入
力画像濃度に対する記録画像濃度がリニアな関係にな
る。よって、二色カラー画像は極めて良好な状態で再現
されることになる。In such a recording operation process, the light amount modulation control of the semiconductor lasers 221 and 222 is performed so as to correct the image reproduction characteristics of each of the developing devices 203 and 204, and as shown in FIG. It has a linear relationship. Therefore, the two-color image is reproduced in an extremely good state.

◎実施例４ この実施例に係るレーザ駆動回路の基本的構成は、第
36図に示すように、実施例２と略同様であるが、バイア
ス電流I_BIASを可変設定するAPC回路250が実施例２と異
なるものになっている。尚、実施例２と同様な構成要素
については実施例２と同様な符号を付してここではその
詳細な説明を省略する。Example 4 The basic configuration of the laser drive circuit according to this example is
As shown in FIG. 36, the configuration is substantially the same as that of the second embodiment, _except that the APC circuit 250 that variably sets the bias current _IBIAS is different from that of the second embodiment. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals as in the second embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.

同図において、上記APC回路250は、半導体レーザ20の
モニタチップMDからの電流を電圧に変換するＩ−Ｖ変換
器251と、このＩ−Ｖ変換器251の出力をディジタル量に
変換するAD変換器252と、このAD変換器252からのデータ
に基づいて所定の演算を行う処理ロジック253と、この
処理ロジック253からの出力をアナログ量に変換するDA
変換器254と、このDA変換器254からの出力に基づいてバ
イアス電流I_BIASを決定する電流源255とを備えている。In the figure, the APC circuit 250 includes an IV converter 251 for converting a current from a monitor chip MD of the semiconductor laser 20 into a voltage, and an AD converter for converting an output of the IV converter 251 into a digital value. 252, a processing logic 253 for performing a predetermined operation based on the data from the AD converter 252, and a DA for converting an output from the processing logic 253 into an analog quantity.
It includes a converter 254 and a current source 255 that determines a bias current _IBIAS based on an output from the DA converter 254.

この実施例において、上記処理ロジック253は、第37
図に示すように、各APC動作サイクル毎に、モニタチッ
プMDの出力が所定値（この実施例では半導体レーザ20の
特性のリニア領域の閾値電流I_th寄りにて予め設定され
る低パワーP_i）に達するまでバイアス電流増加信号を順
次増加させ、モニタチップMDの出力が所定値に達した段
階で、一定の差分電流ΔＩ（この実施例では所定パワー
P_iに対応するAPC動作時の電流源255からの電流I_APCの値
と閾値電流I_thより若干低いレベルの電流値との差）に
対応する差分信号を上記バイアス電流増加信号から減算
し、これを一定に保持して次のAPC動作サイクルまで出
力し続けるものである。In this embodiment, the processing logic 253 is
As shown in the figure, in each APC operation cycle, the output of the monitor chip MD becomes a predetermined value (in this embodiment, a low power P _i set in advance near the threshold current I _{th in} the linear region of the characteristic of the semiconductor laser 20 _). ) Until the output of the monitor chip MD reaches a predetermined value, and when the output of the monitor chip MD reaches a predetermined value, a constant difference current ΔI (in this embodiment, a predetermined power
The difference signal corresponding to the current I _APC from the current source 255 during the APC operation corresponding to P _i and the current value at a level slightly lower than the threshold current I _th ) is subtracted from the bias current increase signal, This is kept constant and output is continued until the next APC operation cycle.

従って、この実施例によれば、APC動作過程において
は、上記APC回路250は、第37図及び第38図に示すよう
に、APC区間として、モニタチップMDの出力が低パワーP
_iの所定値に達するまでバイアス電流I_BIASを順次増加さ
せ、モニタチップMDの出力が所定値に達した段階でI
_BIAS＝I_Mになったとすると、このI_Mから差分電流ΔＩを
減算した値、すなわち、I_M−ΔＩをバイアス電流I_BIAS
として設定し、以後ホールド区間としてその値を保持す
る。Therefore, according to this embodiment, during the APC operation process, the APC circuit 250 sets the output of the monitor chip MD to a low power P during the APC section as shown in FIGS. 37 and 38.
_The bias current I _BIAS is sequentially increased until the predetermined value of _i is reached, and when the output of the monitor chip MD reaches the predetermined value, I
_Assuming that _BIAS = I _M , the value obtained by subtracting the difference current ΔI from this I _M , that is, I _M −ΔI is calculated as the bias current I _BIAS
And hold the value as a hold section thereafter.

このタイプにおいては、基本的に実施例２と同様な作
用、効果を奏するが、APC動作過程において半導体レー
ザ20をフルパワーで発光させる必要がないので、実施例
２に比べて、APC動作時間が短縮されるほか、APC動作時
の半導体レーザ20の点灯時間そのものの短縮分だけ半導
体レーザ20の寿命が延びる。In this type, basically the same operation and effect as those of the second embodiment are obtained, but since it is not necessary to make the semiconductor laser 20 emit light at full power in the APC operation process, the APC operation time is shorter than that of the second embodiment. In addition to the shortening, the life of the semiconductor laser 20 is extended by the shortening of the lighting time itself of the semiconductor laser 20 during the APC operation.

尚、この実施例においては、中間調画像再現用のレー
ザプリンタに上記APC回路250を採用しているが、二値画
像再現用のレーザプリンタ等に対しても上記APC回路250
を適用できることが勿論である。In this embodiment, the APC circuit 250 is used for a halftone image reproducing laser printer. However, the APC circuit 250 is also used for a binary image reproducing laser printer or the like.
Of course can be applied.

◎実施例５ この実施例はレーザプリンタにこの発明を適用したも
のであるが、上記各実施例と異なり、第39図に示すよう
に、半導体レーザ20は温度制御系260にて一定温度に制
御されると共に、レーザ駆動回路270にて駆動制御され
ている。５Embodiment 5 In this embodiment, the present invention is applied to a laser printer. However, unlike the above embodiments, the semiconductor laser 20 is controlled to a constant temperature by a temperature control system 260 as shown in FIG. At the same time, the laser drive circuit 270 controls the drive.

この実施例において、上記温度制御系260は、上記半
導体レーザ20のステムあるいはギャップに温度センサ26
1及びペルチェ素子等の冷却素子262を取付け、上記温度
センサ261出力を温度補償回路263に入力し、この温度補
償回路263にて、温度センサ261の出力レベルに応じて上
記冷却素子262を制御し、半導体レーザ20を一定の温度T
₀に維持するようにしたものである。In this embodiment, the temperature control system 260 includes a temperature sensor 26 at the stem or the gap of the semiconductor laser 20.
1 and a cooling element 262 such as a Peltier element, and the output of the temperature sensor 261 is input to a temperature compensation circuit 263, and the temperature compensation circuit 263 controls the cooling element 262 according to the output level of the temperature sensor 261. The semiconductor laser 20 at a constant temperature T
_{This is} to keep it at ₀ .

また、上記レーザ駆動回路270は、第40図に示すよう
に、上記一定温度T₀における閾値電流I_thより僅かに低
いレベルのバイアス電流I_BIASを設定する固定バイアス
電流源271と、実施例２と同様な構成の変調回路100（ス
イッチ回路120,駆動電流源130からなる変調電流生成回
路110並びに電流合成回路140）とで構成されている。Further, the laser driving circuit 270, as shown in FIG. 40, a fixed bias current source 271 to set the bias current I _BIAS of the slightly lower level than the threshold current I _th in the constant temperature T _0, Example 2 And a modulation circuit 100 (a modulation current generation circuit 110 including a switch circuit 120 and a drive current source 130 and a current synthesis circuit 140) having the same configuration as the above.

従って、この実施例によれば、上記温度制御系260が
半導体レーザ20の温度を一定に保つことになるため、半
導体レーザ20の特性は、第41図に示すように、ほとんど
変動することなく一定に設定される。Therefore, according to this embodiment, since the temperature control system 260 keeps the temperature of the semiconductor laser 20 constant, the characteristics of the semiconductor laser 20 are kept almost unchanged, as shown in FIG. Is set to

このため、所定の階調数の画像データDT（ｉ）が変調
回路100のスイッチ回路120に入力された場合には、変調
電流生成回路110が上記画像データDT（ｉ）に対応する
変調電流I_MOD（ｉ）を生成し、変調回路100の電流合成
回路140が変調電流I_MOD（ｉ）とバイアス電流I_BIASとを
加算し，上記画像データDT（ｉ）に対応する駆動電流Ｉ
を生成することになるが、この画像データDT（ｉ）に対
する駆動電流Ｉは常時一定になり、これに伴う半導体レ
ーザ20の光出力P_iも常時一定に保たれる。For this reason, when the image data DT (i) having a predetermined number of gradations is input to the switch circuit 120 of the modulation circuit 100, the modulation current generation circuit 110 outputs the modulation current I corresponding to the image data DT (i). _MOD (i) is generated, and the current synthesizing circuit 140 of the modulation circuit 100 adds the modulation current I _MOD (i) and the bias current _IBIAS, and generates a driving current I corresponding to the image data DT (i).
Becomes to generating, the image data DT (i) drive current I for becomes always constant, the optical output P _i of the semiconductor laser 20 associated therewith is also kept constant at all times.

よって、各階調数の画像データDTに対して適宜の駆動
電流を変調するようにすれば、各画像データDTの濃度デ
ータに応じて半導体レーザ20の光量が精度良く変調され
ることになる。Therefore, if an appropriate drive current is modulated for the image data DT of each gradation number, the light quantity of the semiconductor laser 20 is accurately modulated according to the density data of each image data DT.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明しきたように、請求項１記載の画像記録方法
によれば、半導体レーザの特性が温度変動したとして
も、その温度変動分を有効に補正しながら、半導体レー
ザの特性に追従して多階調画像データの濃度レベルに応
じた駆動電流を生成し、この駆動電流に基づいて半導体
レーザの光量を変調するようにしたので、所望の多階調
画像データの濃度レベルに応じた半導体レーザの光出力
を略一定に保つことができ、その分、半導体レーザの光
量変調精度を向上させ、多階調記録画像品質を良好に保
つことができる。As described above, according to the image recording method of the present invention, even if the characteristics of the semiconductor laser fluctuate, the temperature fluctuates by following the characteristics of the semiconductor laser while effectively correcting the temperature fluctuation. A drive current corresponding to the density level of the gradation image data is generated, and the light amount of the semiconductor laser is modulated based on the drive current. The light output can be kept substantially constant, so that the light quantity modulation accuracy of the semiconductor laser can be improved and the multi-gradation recorded image quality can be kept good.

特に、請求項１記載の画像記録方法によれば、半導体
レーザの駆動電流変調域として閾値電流の直前近傍レベ
ルに設定されるバイアス電流以上を対象としたので、光
出力が得られない画像データの無効ビット数を最小限に
抑えることができることに加えて、バイアス電流の設定
ポイントでは、半導体レーザは発振せずに自然発光状態
であることから、半導体レーザからの光が感光体に照射
されて画像欠陥になる虞れを確実に回避することができ
る。In particular, according to the image recording method of the present invention, since the drive current modulation area of the semiconductor laser is set to be equal to or higher than the bias current set to the level immediately before the threshold current, the image data of which the optical output cannot be obtained is obtained. In addition to minimizing the number of invalid bits, at the set point of the bias current, since the semiconductor laser is in a spontaneous light emission state without oscillating, light from the semiconductor laser is irradiated on the photoconductor and an image is formed. Defects can be reliably avoided.

また、請求項２記載の画像記録装置によれば、半導体
レーザの特性が温度変動したとしても、半導体レーザの
フルパワーに対応した最大駆動電流に基づいて駆動電流
変調域を可変設定するようにしたので、所望の多階調画
像データの濃度レベルに応じた半導体レーザの光出力の
ばらつきを有効に抑えることができ、半導体レーザの光
量変調精度を向上させることができる。Further, according to the image recording apparatus of the second aspect, even if the characteristics of the semiconductor laser fluctuate, the drive current modulation range is variably set based on the maximum drive current corresponding to the full power of the semiconductor laser. Therefore, it is possible to effectively suppress the variation in the optical output of the semiconductor laser according to the density level of the desired multi-tone image data, and to improve the light quantity modulation accuracy of the semiconductor laser.

更に、請求項３記載の画像記録装置によれば、半導体
レーザの特性が温度変動したとしても、半導体レーザの
所定パワーに対応した駆動電流に基づいてバイアス電流
を可変設定し、この可変バイアス電流から一定領域を駆
動電流変調域として設定するようにしたので、所望の多
階調画像データの濃度レベルに応じた半導体レーザの光
出力の安定化を確実に実現することが可能となり、その
分、半導体レーザの光量変調精度を請求項２記載のタイ
プに比べて更に向上させることができる。Further, according to the image recording apparatus of the present invention, even if the characteristics of the semiconductor laser fluctuate, the bias current is variably set based on the drive current corresponding to the predetermined power of the semiconductor laser, and the variable bias current is Since the constant area is set as the drive current modulation area, the light output of the semiconductor laser can be stabilized stably in accordance with the density level of the desired multi-tone image data. The light quantity modulation accuracy of the laser can be further improved as compared with the type described in the second aspect.

特に、請求項４記載の画像記録装置によれば、半導体
レーザの低パワーに対応した駆動電流に基づいてバイア
ス電流を可変設定するようにしたので、バイアス電流を
可変設定する時間の短縮化を図ることができると共に、
バイアス電流設定時において半導体レーザのパワーを抑
えることが可能になる分、半導体レーザの寿命を延ばす
ことができる。In particular, according to the image recording apparatus of the present invention, since the bias current is variably set based on the drive current corresponding to the low power of the semiconductor laser, the time for variably setting the bias current is reduced. While being able to
When the bias current is set, the power of the semiconductor laser can be suppressed, and the life of the semiconductor laser can be extended.

更にまた、請求項５記載の画像記録装置によれば、半
導体レーザの温度変化を補正して半導体レーザの特性の
温度変動を最小限に抑えるようにしたので、駆動電流変
調域を一義的に設定することが可能となり、所望の多階
調画像データの濃度レベルに応じた半導体レーザの光出
力の安定化を容易に実現することができ、半導体レーザ
の光量変調精度を向上させることができる。Furthermore, according to the image recording apparatus of the present invention, since the temperature change of the semiconductor laser is corrected to minimize the temperature fluctuation of the characteristics of the semiconductor laser, the drive current modulation region is uniquely set. It is possible to easily stabilize the light output of the semiconductor laser according to the density level of the desired multi-tone image data, and to improve the light quantity modulation accuracy of the semiconductor laser.

また、請求項６ないし請求項９いずれか記載の画像記
録装置によれば、駆動電流変調手段として、複数個の電
流源からなる駆動電流源を有し、各電流源を適宜組み合
わせることにより駆動電流を決定するようにしたので、
連続的に駆動電流を変調する方式に比べて、駆動電流変
調手段の構成を簡略化することができる。Further, according to the image recording apparatus of any one of claims 6 to 9, a driving current modulating means includes a driving current source composed of a plurality of current sources, and the driving current is appropriately combined with each other. Was decided.
The configuration of the drive current modulating means can be simplified as compared with a method of continuously modulating the drive current.

そして、請求項６記載の画像記録装置によれば、同一
電流源の数により駆動電流を決定するようにしたので、
整数倍の駆動電流を変調する上でその構成の簡略化を実
現することができる。According to the image recording apparatus of the sixth aspect, the drive current is determined by the number of the same current sources.
In modulating the integral multiple of the drive current, the configuration can be simplified.

また、請求項７ないし請求項９いずれか記載の画像記
録装置によれば、複数個の重み付けした電流源を適宜組
み合わせることにより駆動電流を決定するようにしたの
で、駆動電流の変調レベルを任意に設定することができ
るばかりか、重み付けの異なる電流源を複数組み合わせ
て駆動電流を生成するようにすれば、少ない電流源数で
駆動電流の変調数を多く確保することが可能になる。According to the image recording apparatus of any one of claims 7 to 9, the drive current is determined by appropriately combining a plurality of weighted current sources, so that the modulation level of the drive current can be arbitrarily set. In addition to being able to set, if a drive current is generated by combining a plurality of current sources with different weights, it is possible to secure a large number of drive current modulations with a small number of current sources.

特に、請求項８記載の画像記録装置によれば、駆動電
流源の各電流源の重み付け係数を可変設定できるように
なっているので、画像データの濃度レベルに対応した駆
動電流を決定する際に駆動電流の変調幅を微調整するこ
とができる。そして、請求項９記載の画像記録装置によ
れば、現像手段の画像再現特性を線形なものに補正する
ことができるので、中間調画像の再現品質を極めて良好
に保つことができる。In particular, according to the image recording apparatus of the eighth aspect, the weighting coefficient of each current source of the drive current source can be variably set, so that when determining the drive current corresponding to the density level of the image data, The modulation width of the drive current can be finely adjusted. According to the image recording apparatus of the ninth aspect, the image reproduction characteristic of the developing means can be corrected to a linear one, so that the reproduction quality of the halftone image can be kept extremely good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図（ａ）はこの発明に係る画像記録方法の概略を示
す説明図、第１図（ｂ）ないし（ｄ）はこの発明に係る
画像記録装置の概略構成を夫々示す説明図、第２図は第
１図（ｂ）（ｃ）に係る画像記録装置の作用を示す説明
図、第３図は第１図（ｄ）に係る画像記録装置の作用を
示す説明図、第４図は実施例１に係る画像記録装置のRO
Sを示す斜視図、第５図は実施例１で用いられる半導体
レーザの構成を示す一部破断斜視図、第６図は実施例１
で用いられるレーザ駆動回路を示すブロック図、第７図
は第６図の変調回路の基本構成を示す原理回路図、第８
図はその変調回路の動作を示す説明図、第９図はレーザ
駆動回路のAPC動作過程を示す説明図、第10図はレーザ
駆動回路の画像書き込み動作過程を説明図、第11図はRO
Sの全体シーケンスを示すタイミングチャート、第12図
は感光体上での画像形成過程を示す説明図、第13図は実
施例２に係る画像記録装置で用いられるレーザ駆動回路
を示すブロック図、第14図は第13図中のAPC回路の詳細
を示すブロック図、第15図はAPC回路の初期設定動作過
程を示す説明図、第16図は実施例２に係る変調回路のス
イッチ部分の基本構成を示す原理回路図、第17図はその
動作を示す説明図、第18図は上記スイッチ部分の詳細を
示す回路図、第19図は上記スイッチ部分の改良案を示す
回路図、第20図は実施例２に係る変調回路の電流源の詳
細を示す回路図、第21図は上記電流源の改良案を示す回
路図、第22図は実施例２に係る変調回路の電流合成部分
の詳細を示す回路図、第23図は上記電流合成部分の改良
案を示す回路図、第24図は実施例２のレーザ駆動回路の
動作過程を示す説明図、第25図は各画像データに対する
駆動電流と半導体レーザの光出力との関係を示す説明
図、第26図は実施例２に係る画像記録装置の半導体レー
ザ出力を簡易に測定するための装置構成を示す回路図、
第27図（ａ）ないし（１）は第26図に係る装置を用いて
測定した各種結果を示すグラフ、第28図は実施例３に係
る画像記録装置の全体構成を示すブロック図、第29図は
実施例３で用いられるROSの詳細を示す斜視図、第30図
は実施例３で用いられる現像器の再現画像特性を示すグ
ラフ図、第31図は実施例３で用いられるレーザ駆動回路
の詳細を示す回路図、第32図（ａ）（ｂ）は第一レーザ
駆動回路の電流源の重み付け原理を示す説明図、第33図
（ａ）（ｂ）は第二レーザ駆動回路の電流源の重み付け
原理を示す説明図、第34図（ａ）（ｂ）は実施例３に係
る画像記録装置の画像記録過程を示す説明図、第35図は
実施例３の入力画像濃度と記録画像濃度との関係を示す
グラフ図、第36図は実施例４に係る画像記録装置に用い
られるレーザ駆動回路の詳細を示すブロック図、第37図
はレーザ駆動回路のバイアス電流の設定原理を示す説明
図、第38図はバイアス電流の設定過程を示すタイミング
チャート、第39図は実施例５に係る画像記録装置の要部
を示すブロック図、第40図はそのレーザ駆動回路の詳細
を示すブロック図、第41図はその動作過程を示す説明
図、第42図は半導体レーザの特性を示す説明図、第43図
は半導体レーザの特性の温度変動状態を示す説明図であ
る。 〔符号の説明〕 I_th…半導体レーザの閾値電流 I_BIAS…バイアス電流 １…半導体レーザ ２…感光体 ３…現像手段 4,7…パワー制御手段 5,11…固定バイアス電流源 6,9,12…駆動電流変調手段 ８…バイアス電流可変手段 10…レーザ温度制御手段FIG. 1 (a) is an explanatory view schematically showing an image recording method according to the present invention, FIGS. 1 (b) to 1 (d) are explanatory views each showing a schematic configuration of an image recording apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the image recording apparatus according to FIGS. 1 (b) and (c), FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the image recording device according to FIG. 1 (d), and FIG. RO of the image recording apparatus according to Example 1
S is a perspective view showing S, FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a semiconductor laser used in Embodiment 1, and FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a laser driving circuit used in FIG. 7, FIG. 7 is a principle circuit diagram showing a basic configuration of the modulation circuit shown in FIG. 6, and FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the modulation circuit, FIG. 9 is an explanatory diagram showing an APC operation process of the laser drive circuit, FIG. 10 is an explanatory diagram of an image writing operation process of the laser drive circuit, and FIG.
FIG. 12 is a timing chart showing an entire sequence of S, FIG. 12 is an explanatory diagram showing an image forming process on a photoconductor, FIG. 13 is a block diagram showing a laser drive circuit used in the image recording apparatus according to the second embodiment, 14 is a block diagram showing details of the APC circuit in FIG. 13, FIG. 15 is an explanatory diagram showing an initial setting operation process of the APC circuit, and FIG. 16 is a basic configuration of a switch portion of the modulation circuit according to the second embodiment. FIG. 17 is an explanatory diagram showing the operation thereof, FIG. 18 is a circuit diagram showing details of the switch portion, FIG. 19 is a circuit diagram showing an improvement plan of the switch portion, and FIG. FIG. 21 is a circuit diagram showing details of a current source of the modulation circuit according to the second embodiment, FIG. 21 is a circuit diagram showing an improvement plan of the current source, and FIG. 22 is a detail of a current synthesis portion of the modulation circuit according to the second embodiment. FIG. 23 is a circuit diagram showing an improvement plan of the current synthesizing part, and FIG. 24 is an embodiment. FIG. 25 is an explanatory diagram showing an operation process of the laser drive circuit of FIG. 25, FIG. 25 is an explanatory diagram showing a relationship between a drive current for each image data and a light output of a semiconductor laser, and FIG. Circuit diagram showing a device configuration for easily measuring the laser output,
27 (a) to (1) are graphs showing various results measured using the apparatus according to FIG. 26, FIG. 28 is a block diagram showing the overall configuration of the image recording apparatus according to Embodiment 3, and FIG. FIG. 30 is a perspective view showing details of the ROS used in the third embodiment, FIG. 30 is a graph showing the reproduced image characteristics of the developing device used in the third embodiment, and FIG. 31 is a laser drive circuit used in the third embodiment. 32 (a) and (b) are explanatory diagrams showing the principle of weighting the current source of the first laser drive circuit, and FIGS. 33 (a) and (b) are current diagrams of the second laser drive circuit. 34 (a) and 34 (b) are explanatory diagrams showing an image recording process of the image recording apparatus according to the third embodiment, and FIG. 35 is an input image density and recorded image of the third embodiment. FIG. 36 is a graph showing the relationship with the density. FIG. 36 shows details of a laser drive circuit used in the image recording apparatus according to the fourth embodiment. 37 is an explanatory diagram showing the principle of setting the bias current of the laser drive circuit, FIG. 38 is a timing chart showing the process of setting the bias current, and FIG. 39 is a diagram showing the image recording apparatus according to the fifth embodiment. FIG. 40 is a block diagram showing the main part, FIG. 40 is a block diagram showing the details of the laser drive circuit, FIG. 41 is an explanatory diagram showing the operation process, FIG. 42 is an explanatory diagram showing the characteristics of the semiconductor laser, FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a temperature fluctuation state of characteristics of a semiconductor laser. [Explanation of _Signs ] I _th Threshold current of semiconductor laser I _BIAS Bias current 1 Semiconductor laser 2 Photoconductor 3 Developing unit 4,7 Power control unit 5,11 Fixed bias current source 6,9,12 ... Drive current modulation means 8 ... Bias current variable means 10 ... Laser temperature control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/52 H04N 1/23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁶ , DB name) B41J 2/44 B41J 2/52 H04N 1/23

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】各画素の多階調画像データ（DT）の濃度レ
ベルに応じて半導体レーザ（１）からの光量を変調し、
感光体（２）上に各画素対応の潜像を形成すると共に、
各潜像を現像手段（３）にて可視像化する画像記録方法
であって、 上記半導体レーザ（１）の光量を変調するに際し、 半導体レーザ（１）の閾値電流（I_th）の温度変動を補
正し、上記閾値電流（I_th）の直前近傍レベルに設定さ
れるバイアス電流（I_BIAS）以上の領域を対象とした駆
動電流変調域を決定する駆動電流変調域決定工程と、 決定された駆動電流変調域内で多階調画像データ（DT）
の濃度レベルに応じた半導体レーザ（１）の駆動電流を
生成する駆動電流生成工程とを備えた画像記録方法。A light source for modulating a light amount from a semiconductor laser in accordance with a density level of multi-tone image data (DT) of each pixel;
A latent image corresponding to each pixel is formed on the photoconductor (2),
An image recording method for visualizing each latent image by a developing means (3), wherein a temperature of a threshold current (I _th ) of the semiconductor laser (1) is modulated when modulating a light amount of the semiconductor laser (1). A drive current modulation area determining step of correcting the fluctuation and determining a drive current modulation area for an area _{equal to} or greater than a bias current (I _BIAS ) set to a level immediately before the threshold current (I _th ); Image data (DT) within the driving current modulation range
A driving current generating step of generating a driving current of the semiconductor laser (1) according to the density level of the semiconductor laser (1). 【請求項２】各画素の多階調画像データ（DT）の濃度レ
ベルに応じて半導体レーザ（１）からの光量を変調し、
感光体（２）上に各画素対応の潜像を形成すると共に、
各潜像を現像手段（３）にて可視像化する画像記録装置
であって、 半導体レーザ（１）のフルパワーに対応するフルパワー
駆動電流値を半導体レーザ（１）の非スキャン動作時に
間欠的に検出するパワー制御手段（４）と、 半導体レーザ（１）の閾値電流（I_th）の最小変動値レ
ベル若しくはその直前近傍レベルにバイアス電流（I
_BIAS）を固定的に設定する固定バイアス電流源（５）
と、 上記フルパワー駆動電流値と固定バイアス電流
（I_BIAS）との間を駆動電流変調域として決定し、この
駆動電流変調域にて多階調画像データ（DT）の濃度レベ
ルに応じた駆動電流を決定する駆動電流変調手段（６）
とを備えた画像記録装置。2. The method according to claim 1, wherein the amount of light from the semiconductor laser is modulated according to the density level of multi-tone image data of each pixel.
A latent image corresponding to each pixel is formed on the photoconductor (2),
An image recording apparatus for visualizing each latent image by a developing means (3), wherein a full-power drive current value corresponding to the full power of the semiconductor laser (1) is supplied when the semiconductor laser (1) is not scanned. intermittently the power control means (4) for detecting the threshold current (I _th) minimum variation level or bias current immediately before the vicinity level of the semiconductor laser (1) (I
_BIAS ) fixed bias current source (5)
Between the full power drive current value and the fixed bias current (I _BIAS ) as a drive current modulation area, and in this drive current modulation area, drive according to the density level of multi-tone image data (DT). Drive current modulation means for determining current (6)
An image recording device comprising: 【請求項３】各画素の多階調画像データ（DT）の濃度レ
ベルに応じて半導体レーザ（１）からの光量を変調し、
感光体（２）上に各画素対応の潜像を形成すると共に、
各潜像を現像手段（３）にて可視像化する画像記録装置
であって、 半導体レーザ（１）の所定パワーに対応する駆動電流値
を半導体レーザ（１）の非スキャン動作時に間欠的に検
出するパワー制御手段（７）と、 このパワー制御手段（７）にて検出された所定の駆動電
流値に基づいて半導体レーザ（１）の閾値電流（I_th）
レベル若しくはその直前近傍レベルに設定されるバイア
ス電流（I_BIAS）を変化させるバイアス電流可変手段
（８）と、 この可変バイアス電流（I_BIAS）から一定領域を駆動電
流変調域として決定し、この駆動電流変調域にて多階調
画像データ（DT）の濃度レベルに応じた駆動電流を決定
する駆動電流変調手段（９）とを備えた画像記録装置。3. A light amount from a semiconductor laser (1) is modulated according to a density level of multi-tone image data (DT) of each pixel,
A latent image corresponding to each pixel is formed on the photoconductor (2),
An image recording apparatus for visualizing each latent image by a developing means (3), wherein a driving current value corresponding to a predetermined power of the semiconductor laser (1) is intermittently set during a non-scanning operation of the semiconductor laser (1). And a threshold current (I _th ) of the semiconductor laser (1) based on a predetermined drive current value detected by the power control means (7).
A bias current varying means (8) for changing a bias current (I _BIAS ) set to a level or a level immediately before the level, and a fixed area is determined as a drive current modulation area from the variable bias current (I _BIAS ). An image recording apparatus comprising: a drive current modulation means (9) for determining a drive current according to a density level of multi-tone image data (DT) in a current modulation area. 【請求項４】請求項３記載のものにおいて、 パワー制御手段（７）は、半導体レーザ（１）の低パワ
ーレベルの駆動電流値を検出電流値とし、バイアス電流
可変手段（８）は、上記検出電流値から予め設定されて
いる所定値を減算することにより上記バイアス電流（I
_BIAS）を決定するものであることを特徴とする画像記録
装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein the power control means (7) sets a drive current value of the semiconductor laser (1) at a low power level as a detection current value, and the bias current variable means (8) controls the bias current variable means (8). By subtracting a predetermined value from the detected current value, the bias current (I
_BIAS ) is determined. 【請求項５】各画素の多階調画像データ（DT）の濃度レ
ベルに応じて半導体レーザ（１）からの光量を変調し、
感光体（２）上に各画素対応の潜像を形成すると共に、
各潜像を現像手段（３）にて可視像化する画像記録装置
であって、 半導体レーザ（１）の温度を所定温度に制御するレーザ
温度制御手段（10）と、 このレーザ温度制御手段（10）で制御された所定温度に
おける半導体レーザの閾値電流（I_th）レベル若しくは
その直前近傍レベルにバイアス電流（I_BIAS）を固定的
に設定する固定バイアス電流源（11）と、 この固定バイアス電流（I_BIAS）以上の一定領域を固定
駆動電流変調域として決定し、この固定駆動電流変調域
にて多階調画像データ（DT）の濃度レベルに応じた駆動
電流を決定する駆動電流変調手段（12）とを備えた画像
記録装置。5. A light amount from a semiconductor laser (1) is modulated according to a density level of multi-tone image data (DT) of each pixel,
A latent image corresponding to each pixel is formed on the photoconductor (2),
An image recording apparatus for visualizing each latent image by a developing means (3), comprising: a laser temperature control means (10) for controlling a temperature of a semiconductor laser (1) to a predetermined temperature; A fixed bias current source (11) for fixedly setting a bias current (I _BIAS ) at or near a threshold current (I _th ) level of the semiconductor laser at a predetermined temperature controlled by (10); Drive current modulation means for determining a fixed area _{equal to} or higher than the current (I _BIAS ) as a fixed drive current modulation area and determining a drive current corresponding to the density level of multi-tone image data (DT) in the fixed drive current modulation area. (12) An image recording apparatus comprising: 【請求項６】請求項２ないし５いずれかに記載のものに
おいて、 上記駆動電流変調手段（6,9,12）は、複数個の同一電流
源からなる駆動電流源を有し、これらの電流源を適宜組
み合わせることにより所望の駆動電流を決定するように
したことを特徴とする画像記録装置。6. The driving current modulating means (6, 9, 12) according to claim 2, wherein said driving current modulating means (6, 9, 12) has a driving current source comprising a plurality of identical current sources. An image recording apparatus wherein a desired drive current is determined by appropriately combining sources. 【請求項７】請求項２ないし５いずれかに記載のものに
おいて、 上記駆動電流変調手段（6,9,12）は、複数個の重み付け
した電流源からなる駆動電流源を有し、これらの電流源
を適宜組み合わせることにより所望の駆動電流を決定す
るようにしたことを特徴とする画像記録装置。7. The driving current modulating means (6, 9, 12) according to claim 2, wherein the driving current modulating means (6, 9, 12) has a driving current source comprising a plurality of weighted current sources. An image recording apparatus wherein a desired drive current is determined by appropriately combining current sources. 【請求項８】請求項７記載のものにおいて、 上記駆動電流源の各電流源の重み付け係数を可変設定す
るようにしたことを特徴とする画像記録装置。8. An image recording apparatus according to claim 7, wherein a weighting coefficient of each of said driving current sources is variably set. 【請求項９】請求項７若しくは８いずれかに記載のもの
において、 上記駆動電流源の各電流源の重み付け係数は、現像手段
の画像再現特性を線形なものに補正するように設定され
ていることを特徴とする画像記録装置。9. The driving current source according to claim 7, wherein a weighting coefficient of each current source of the driving current source is set so as to correct the image reproduction characteristic of the developing means to a linear one. An image recording apparatus, comprising: