JPH03169571A - 画像記録方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来の技術〕

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或されるディザマト
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。

前者のタイプにあっては、一画素を構或するドット数が
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。

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６　３−２　７　３　８３２号
公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

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一光出力特性に着目すると
、第４２図に示すように、順電流■　（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１＋ｈ
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／ｄｌ（微分スロープ効率）は略一定となる。

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。

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。

すなわち、半導体レーザの閾値電流１＋ｈは渥度Ｔが上
昇すると、以下の（１）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１　１ｈ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。

Ｉ　＋ｈ＝　Ｋ　Ｉ　＋ｈｏｅｘｐ（Ｔ／Ｔｏ）−　（
　１　）但し、Ｋは比例定数、Ｉ　＋ｈＧは温度Ｔ０の
ときの閾値電流を示す。

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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広を前提とし
、上記半導体レーザｌの光量を変調するに際し、半導体
レーザｌの閾値電流Ｉ．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（工程の）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ｌの駆動電流を生成
する駆動電流生或工程（工程■）とを備えたものである
。

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ｌ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ｌの閾値電流Ｉ．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ＩＢｌｘＳを重畳し、微分
スロープ効率ηの一定の範囲を駆動電涼変調域として用
いることが好ましい。

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　＋ｈ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。

また、上記方法発明を具現化する第一の装置発明は、第
ｌ図（ｂ）に示すように、各画素の多階調画像データＤ
Ｔ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ｌのフルパワーに対応するフル
パヮー駆動電流値を半導体レーザ１の非スキャン動作時
に？欠的に検出するパワー制御手段４と、半導体レーザ
ｌの閾値電流Ｉ　ｌｈ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１Ｂ＋■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。

また、上記方法発明を具現化する第二の装置発明は、第
１図（Ｃ）に示すように、各画素の多階調画像データＤ
Ｔ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ｚ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ｌ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？　＋ｈ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ＩＢ
ＩＡＳ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。

更に、上記方法発明を具現化する第三の装置発明は、第
１図（ｄ）に示すように、各画素の多階調画像データＤ
Ｔの濃度レベルに応して半導体レーザ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ｌ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Ｉ
Ｏで制御された所定温度における半導体レーザｌの閾値
電流１　＋ｈ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＃１１と、この固定バイアス電流■８え，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。

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ｌ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ｌ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。

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ｌ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ｌ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　Ｂ
ＩＡＳ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。

更に、上記各装置発明において、上記駆動電流変調手段
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。

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、装置構或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。

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。

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。

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。

また、この発明にあっては、半導体レーザｌ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。

〔作用〕

第１図（ａ）に示すような方法発明にあっては、王程■
にて、半導体レーザｌの閾値電流Ｉ１ゎの温度変動が補
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。

このとき、上記駆動電流変調域は半導体レーザｌの閾値
電流１＋ｈ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ｌのパワーレベルは
略一定に維持されるのである。

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
じたフルパヮ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、上記フルパヮー駆
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。

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ｌ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　Ｂ
ＩＡＳ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。

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１　１ｈが温度変動に伴って変位し、半導体レ
ーザｌ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１　１ｈ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Ｄ　Ｔ　（ｋ）の駆動電流Ｉｋは上記変動分δに対
応するΔＩｋだけ増加して設定されることになり、多階
調画像データＤ　Ｔ　（ｋ）に対する半導体レーサ１の
パワーＰ，は略一定に保たれる。

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ＩＯ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１
１が固定バイアス電流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。

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　＋ｈ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ｌ
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Ｄ　Ｔ　（ｋ）に対する駆
動電流■，が略一定になる分、半導体レーザ１のパワー
Ｐｋは略一定に保たれる。

〔実施例〕

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。

◎実施例１ 目次 ■．画像出力ユニットの全体構成 ■．半導体レーザの基本構成 ■．レーザ駆動回路 （１）基本構成 （２）ＡＰＣ回路 （３）変調回路 ■．装置の作動 （１）ＡＰＣ動作過程 （２）画像形成過程 ■．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。

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、Ｒ　Ｏ　Ｓ　［Ｒａｓｔｅｒ　Ｏｕｔｐｕ
ｔ　Ｓｃａｎｎｅｒ］　という）を示す。

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２１
ａ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−　２２はポゴンミラ−２
１を回転駆動させるためのポリゴンモー夕、２３はポリ
ゴンミラ−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［Ｓｔａ
ｒｔ　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。

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。

■．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。

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３ｌ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。

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。

■．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。

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をビデオクロツ
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ＬＤ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Ｓ
ＯＳＬＤＯＮ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ゲー
ト回路４ｌ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Ｄ
Ｔ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４ｌ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。

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■９。，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Ｉ，Ｄの駆動電流■はＩ二Ｉ
　ＢＩＡＳ＋　Ｉ　ＭＯＤになっている。

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。

（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■Ｖ変換器７１と
、ＡＰＣ動作時、言い換えれば、上記ＳＯＳ駆動信号Ｓ
ＯＳＬＤＯＮ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７ｌからの出力のゲイン調整を行うアンプ７
３と、このアンプ７３からの出力に基づいて変調電流■
１。，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。

（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ＱＡＱＢから
なる差動電流スイッチであり、両トランジスタＱＡＱＢ
のエミッタ間に変調電流調整用の抵抗ＲＡＲＢ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ＱＡ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Ｖ。

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。

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ＱＡＱ８の特性が全く同じで、しかも、上記抵抗Ｒ
Ａ　＝Ｒａ　＝Ｒと仮定し、上記ＱＡのベース電圧の基
準電圧Ｖ。からの変位電圧Ｖ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。

Ｌｏｏ　　＝（ａ／２Ｒ）Ｖ＋　　十（ａ／２）　　Ｉ
ｃ（ａ／２Ｒ）ｈ−Ｉｎ　（（ａＩ　，　−Ｉ　ＭＯＤ
　）／　Ｉ　ＭＯＤ　ｌ・・・　（２） 但し、ａ：ＱＡＱＢ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　Ｘ１０−２３［Ｊ／Ｋｌ Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 １．６０　ｘ　１０−”［Ｃ］ 常温でｈ＃２６［ｍＶ］ ｌｃ：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（（ａ　Ｉｃ　ｌ　ｕｏＤ）／　Ｉ　ＭＯ
Ｄ　ｌ　は、トランジスタＱＡＱＢ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。

よって、この領域では、 Ｉｙｏｏ　＝（ａ／２Ｒ）Ｖ，　＋（ａ／２）　ＩＣ　
　　　−．ｃ　２　’　）となり、変調電流ＩＭｏｎは
、第８図に示すように、■１をパラメータとしてリニア
に変調されるのである。

？．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ＳＯＳＬＤ
ＯＮ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１　ｙｏｏの最大値Ｉ　ＭＭＡＸの値
を調整する。

このとき、上記半導体レーザ２０の温度がＴであるとす
ると、上記半導体レーザ２０の特性は第９図中ＴＩ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ＰＭＡ８に対応する最大変調電流Ｉ
ＭＭ■（１）が生成されるように電圧制御電流源７４の
電流値１ｃ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ＰＭＡＸに
対応する最大変調電流ＩＭＭＡＸ（２）が生成されるよ
うに電圧制御電流源７４の電流値■。を制？する。

従って、半導体レーザ２０の温度がＴ．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　Ｂ＋Ａｓ−　Ｉ　Ｂｌ
＾Ｓ＋Ｉ■Ａｘ（２）となる。

（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Ｂｆｆ，がＳ
ＯＳ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ＳＯ
Ｓが生成され、図示外のカウンタが上記走査開始信号Ｓ
ＯＳの立ち上がりからビデオクロツタＶＣＫを所定パル
ス数Ｘ。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Ａ
ＰＣ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。

？のとき、所定階調数の画像データＤ　Ｔ　（ｊ）がア
ンプ４５を介して変調回路６０に供給されると、第ｌＯ
図に示すように、上記変調回路６０の差動電流スイッチ
を構或するトランジスタＱＡのペース電圧Ｖ。＋Ｖ＋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ＩＭＯＤ　（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１（ｊ）が供給される。

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。

今、各画素ＰＸ．　　ＰＸｌ＋，，ＰＸｌヤ２，ＰＸ０
の駆動電流ＩがＩ　ＢＩＡＳＩ　　Ｉ　ＢＩＡＳ＋　Ｉ
　ＭＯＤ　（ｊＩＬＩＢＩＡＳ＋　Ｉ　ＭＯＤ　（ｊ２
）．　　Ｉ　ＢＩＡＳ　＋　Ｉ　ＭＯＤ　（ｊ３）　Ｃ
但し、Ｉ　ＭＯＤ　（ｊｌ）＜　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＋ｌ　＋　　Ｐ　１４２　＋　　Ｐ　ｉ
■　〔但し、Ｐ　＋　＝　０　＜　Ｐ　１＋ｌ　＜ｐ　
：　−２　＜　Ｐ　＋＋３＝Ｐ　ＭＡＸ　〕になり、各
画素ｐｘ，，ｐｘ．．，，ｐｘ．＋２，ｐｘ，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　ｌ＋
ｌ　Ｊ　Ｚ　＋＋２　＋　Ｚ　＋＋１　）が形成される
。

この後、上述した現像器２８を所定の現像バイアスＶＩ
ｌ印加条件下で動作（反転現像）させると、現像バイア
スＶＢと各画像部潜像Ｚ　１＋ｌ　＋　　Ｚ　ｉ＋２Ｚ
１，との電位差ΔＶ（具体的にはΔｖ１＋１ΔＶ　＋＋
２．ΔＶ１＋，）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の各画素に対応じ
た領域には夫々上記電位差ΔＶに対応じた濃度のトナー
像ＴＺ（具体的にはＴＺ１ヤ．，ＴＺ，．２．ＴＺｌ＋
８　）が形成される。

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。

◎実施例２ この実施例は、実施例ｌ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ｌと異な
るものになっている。

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。

目次 ■．レーザ駆動回路の全体構或 Ｕ．ＡＰＣ回路 （１）基本構成 （２）初期調整 ■．変調回路 （１）スイッチ回路 （２）駆動電流源 （３）電流合成回路 ■．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 ■．レーザ駆動回路の全体構成 第ｌ３図はこの実施例に係るレーザ駆動回路を示す。

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、１
００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１２
０及び駆動電流源ｌ３０を有し、画像データＤＴの濃度
レベルに応じた変調電流１ｙｏｐを決定する変調電流生
成回路１ｌＯと、この変調電流生或回路１１０からの変
調電流Ｉ　ＭＯＤ及びＡＰＣ回路９ｏからのバイアス電
流ＩＢＩ＾Ｓを合成する電流合成回路１４０とを備えて
いる。

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ｌ２１（具体的には１２１１ないし１　２　
１，　）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１２ｌ，ないし１２１ｃ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
、上記入カ画像データＤＴをデコーダＩｌｌ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。

また、上記駆動電流源１３０は、上記スイッチ回路１２
０の各スイッチｌ２１，ないし１２１ｃに直列接続され
る複数個の電流′＃．ｌ３ｌ　（具体的には１３１．な
いし１３１ｅ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　Ａｄ
ｊ．）　　ｌ　３　２にて単位基準電流Ｉｏ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ｌ３１，な
いし１３１。

が夫々Ｉ，，２Ｉ，，４１．を生成するようになってい
る。

ＩＩ．ＡＰＣ回路 （１）基本構成 第１４図はＡＰＣ回路９０の基本構戊を示すブロック図
である。

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Ｖｃの大小を比較してその結果を出力する
コンパレー夕であり、この実施例では、レーザチップＬ
Ｄがフルパワーのとき、アンプ８２の出力がＶＣとなる
ように可変抵抗８ｌ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　Ｃｏｎ
ｔ．　）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
のクロツ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９
２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を生或する電流源である
。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、９Ｔ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。

（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）。

先ず、上記変調電流ＩＭＯＤをゼロにしておき、ＡＰＣ
回路９０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８
１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、上記アンブ８２のゲインをＩＯ倍にしておく。また
、所定のオフセット電流Ｉ。，（使用するレーザによっ
て値を決定する）を加えておく。

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Ｉ０，（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■１ゎより
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。

この場合、閾値電流Ｉ　ｌｈ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１＋ｈ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。

そして、バイアス電流１　１１１Ａｓ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ｌ
２ｌをすべてオンにする）、光出力がｌＯｍＷ（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。

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８ｌのボリウムを調整する。

以上により、この半導体レーザ２０の閾値電流Ｉ　＋ｈ
、微分スロープ効率ηにあったバイアス電流Ｉ　ＢＩＡ
Ｓ、最大変調電流Ｉ　ＭＭＡエが設定できたわけである
。

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？ばよい。

■．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シスタＱＡＱ．からなる
差動電流スイッチであり、両トランジスタＱＡＱＢのエ
ミッタ端子を駆動電滝源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ＱＡ
のべ−ス電圧Ｖ。＋Ｖｌ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。

より具体的には、簡単化のために、上記トランジスタＱ
ＡＱ８の特性が全く同じと仮定すると、上記トランジス
タＱＡのベース電圧Ｖ１とスイッチング電流Ｉ３との関
係は以下の（３）式のようになる。

Ｉｓ　■［（ａ／　　ｆｌ＋ｅｘｐ（−Ｌ　／ｈ）　］
　ｌｌｏ　　−　（３）但し、ａ：ＱＡＱＢのベース接
地電流増幅率ｈ＝ｋＴ／ｑ　　ｋニボルッマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ二電子の電荷 ＩＯ＝駆動電流源の対応電流源電流値 である。

第１７図は上記（３）式を満足するＱＡのベース電圧Ｖ
１と変調電流■，との関係を示したグラフである。

よって、トランジスタＱＡのベースを基準電圧ｖｏ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。

尚、この実施例においては、上記トランジスタＱＡの片
側駆動を行っているのは、両トランジスタＱＡＱＢ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。

（１−Ｂ）基本構成 第ｌ８図は上記スイッチ回路１２０のうち駆動電流源１
３０の所定の電流＃．ｌ　３　１に接続されるスイッチ
１２１の基本的構或を示す回路図である。

同図において、ＱＡＱＢは差動電流スイッチを構或する
トランジスタ、ＲＡＲＢはトランジスタＱＡへのベース
電圧レベルを調整するための抵抗、Ｑｃは所謂エミッタ
フォロアとして働き、トランジスタＱ８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、Ｒｃはト
ランジスタＱｃのエミッタ電流を流すための抵抗、ＤＡ
ないしＤＦは基準電圧を生成するための多段ダイオード
、ＲＤは上記ダイオードＤＡないしＤＦに電流を流すた
めの抵抗、ＣＡはトランジスタＱｃのベース電圧の変動
を低減させるためのコンデンサ、Ｑ，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、ＲＥはトランジスタＱＢの負荷抵抗である。

（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ｌ
８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。

同図における主な改良点は以下の通りである。

■　トランジスタＱ！．抵抗Ｒ．の追加これは、トラン
ジスタＱＡＱＢ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ＱＡＱＢ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。

■　トランジスタＱ，の追加 トランジスタＱＡＱ８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。

■　トランジスタＱ。ダイオードＤ６の追加トランジス
タＱＡ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。

■　コンデンサＣ８の追加 コンデンサＣ８の容量は、トランジスタＱＡ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。

■　コンデンサＣＣＣＤの追加 トランジスタＱｃのエミッタ電位の安定化を図るもので
ある。

尚、符号ＲＦＲＧは上記トランジスタＱＥ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
６のエミッタ電流を流すための抵抗、ＣＦ．はトランジ
スタＱ６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。

（２）駆動電流源 （２−Ａ）基本構戊 第２０図は駆動電流源１３０の基本構或を示す回路図で
あり、所謂カレントミラ一方式を採用したものである。

同図において、ＱＡ及びＲ，は電流■１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）、ＱＢはトランジスタＱ．．ＱＤ．Ｑ．．Ｑ
，・・・のベース電流を供給するためのトランジスタ、
Ｒ　Ｅｌ：＋　Ｒ　Ｅｌ）ｌ　Ｒ　ＥＥＩ　Ｒ　Ｅｒ−
は上記トランジスタＱ。．　Ｑ　ｏ．　Ｑ　Ｅ．　Ｑ　
，・・・のベースエミッタ間電圧ＶＢＨのばらつきによ
る誤差を軽減するための抵抗である。

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．．Ｑ．．Ｑ，・・・のコレクタ電流■Ｌ．！．
．Ｉ．・・・は総で同一（この実施例ではＩｅ）であり
、第１４図の電源ｌ３１，ないしｌ３ｌｃは、上記電流
Ｉ。の各単位電流源をＩＷＡ、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。

（２−Ｂ）改良構成 第２ｌ図はスイッチ回路１２０が駆動電流源ｌ３０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。

同図における主な改良点は以下の通りである。

■　抵抗ＲＡの追加 これは、トランジスタＱＢに充分なエミッタ電流を流し
、トランジスタＱＡ．Ｑｃ．ＱＤ．Ｑ−・・・のべ一ス
電位の安定化を図るものである。

■　コンデンサｃＡ．ｃＢ，ｃｃ・・・の追加これも、
トランジスタＱＡ．Ｑｃ．Ｑｏ．Ｑ．・・・のベース電
位の安定化を図るものである。

（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或回路を示す。

この電流合成回路１４０は，ベース接地のトランジスタ
ＱＡ　（第１８図，第ｌ９図のＱｒ）に相当）で変調電
流Ｉ　ＭＯＤとバイアス電Ｉ７ｔＩＢＩＡｓ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ｖＡはベース電圧
用電源である。

（３−８）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。

同図における主な改良点は以下の通りである。

■　トランジスタＱＡ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
クタンス或分による歪みを低減させるようにしたもので
ある。

■　バイアス電流Ｉ　ＢＩＡＳの合成方法の変更，コイ
ルＬＡの追加 これは、レーザチップＬＤの駆動電流のＡＣ成分（ＩＭ
ＯＤ）とＤＣ戊分（　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
。

■　トランジスタＱ８の追加 これは、電源電流Ｉ，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
、ＲＡはトランジスタＱ，の負荷抵抗である。

このトランジスタＱａは第１９図のＱ，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。

■．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Ａ
ＰＣ回路９０はバイアス電流１ａ９，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。

今、第２４図に示すように、上記半導体レーサ２０の特
性がＴ．である場合には、上記バイアス電流は閾値電流
Ｉ．より僅かに小さい■，Ａｓ（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，と
なる場合には、上記バイアス電流は閾値電流Ｉ　ｌｈよ
り僅かに小さいＩ　ＢＩＡＳ（ｂ）に可変設定される。

このとき、上記夫々の特性のうちで上記閾値電流■．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のフルバワーＰＭＡＸに対応
じた最大変調電流Ｉ　ＭＭＡＸはいずれも等しい大きさ
に設定されている。

（２）画像形成過程 今、所定階調数の画像データＤ　Ｔ　（ｉ）が変調電流
生成回路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■２。０を生成する
。

このとき、第２４図に示すように、上記半導体レーザ２
０の特性がＴ．である場合には上記変調電流はＩ　ＭＯ
Ｄ　（ａ）であり、また、上記半導体レーザ２０の特性
がＴｂ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）．Ｉｕｏｏ
（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　ｎＩＡＳ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，は一定に保たれるのである。

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。

同図において、ＤＴ（１）ないしＤ　Ｔ　（７）は３ビ
ットの画像データ［００１１　［０１０１　［０１１１
　［１００］　［１０１］　［１１０１　［１１１］に
対応じたものである。そして、上記各画像データＤＴ（
１）ないしＤ　Ｔ　（７）は、ＡＰＣ動作過程において
設定された変調域（　Ｉ　ＢＩＡＳ−　ＩＢＩＡＳ＋Ｉ
　Ｍｌ４ＡＸ）を７等分しすることにより夫々対応する
変調電流Ｉ　Ｍｏｌ）　（１）〜変調電流Ｉ　ＭＯ［）
　（７）として生威される。このため、各画像データＤ
Ｔ（１）ないしＤ　Ｔ　（７）に対応する駆動電流Ｉは
夫々の変調電流Ｉ　ＭＯＤ　（１）　〜Ｉ　，ｌｏｏ　
（７）にバイアス電流Ｉ　ＢＩＡＳを付加したものにな
る。

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。

尚、画像データ［０００１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。

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２
８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。

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。

すなわち、実施例ｌ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？フになってしまう虞れがある。

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係を常に一定に
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。

■．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。

同図において、１５０は簡易的に光出力波形を観察する
ための高速ビンフォトダイオードからなる受光素子、ｖ
ｆｆｉは受光素子１５０に印加される電圧（この実施例
では＋１５ｍ）、Ｒ■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ＩＫΩ）、Ｃ■
．Ｃ５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、ＲＬ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）　、．１　５　１はデジタイジングオシロ
スコープ［Ｄｉｇｉｔｉｚｉｎｇ　Ｏｓｉｌｌｏｓｃｏ
ｐｅ］　（この実施例ではヒューレット・パッカード社
製ＨＰｌ６５３０Ａ）、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。

この測定装置においては、抵抗ＲＬとプローブ入力容量
ＣＩＮとによってポールができて波形がなまる。よって
、トランジエント特性を重視する場合にはＲＬ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ＲＬを大きく設定することが必要である
。

この測定装置において、Ｒ．＝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。

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。

（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、Ａ　Ｐ　Ｃ　（
１０μｓ）→消灯（　５０，ｍ　）→変調（ｌｏＯｕ）
→消灯（５０μｓ）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。

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），右側が
下位ビット（ＬＳＢ）である。

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（０１０）→（０１１）→（
１００）→（１０１）→（１１０）→（１０１）→（１
００）→（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）
。

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。

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（Ａｃｃｕｍ
ｌａｔｅ　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
。

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。

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りていく時とで同じ
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。

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。

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。

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）（１）に示す。

第２７図（Ｋ）は変調区間の始め、第２７図（１）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。

尚、この実験例においては、半導体レーザの放熱は特に
考慮していない。

◎実施例３ 目次 ■．画像出力ユニットの全体構成 ■．レーザ駆動回路 （１）基本構戒 （２〉駆動電流源の重み付け設定 ■．装置の作動 ■．画像出力ユニットの全体構戊 この実施例は、所謂ｌ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。

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、２０
２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
一ト２０７を剥離するための除電器、２０９は感光体２
００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、２１
１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）．ｙａ（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。

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。

同図において、２２１は一色目の画像形或用の半導体レ
ーザ、２２２は二色目の画像形成用の半導体レーザ、２
２３は両者のレーザ２２１，２２２からのビームＢ．を
異なる角度にて反射させるポリゴンミラ−　２２４はそ
のポリゴンモー夕、２２５はｆθレンズ、２２６は一色
目のレーザ２２ｌからのビームＢｗｌ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．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。

また、上記ＲＯＳ　２　０　２の駆動制御系は以下のよ
うに構成されている。

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Ｄ　ＴＲ
　，　Ｄ　Ｔａ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２３ｏからの画像データＤＴＲ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ＦＩＦ０，
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Ｅ．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。

■．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２３３，２
３４の基本的構成を示す回路図である。

この実施例に係る第一及び第二レーザ駆動回路２３３，
２３４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ｌ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。

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．ないし１３１，）と、各電流源１３１
に直列的に接続される可変抵抗ｌ３３（具体的にはｌ３
３．ないしｌ３３，）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ＫＩＩＯ，Ｋ！Ｉ。・・・Ｋｒｌｏ　
（Ｋ＋〜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。

尚、この実施例において、上記スイッチ回路ｌ２０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は画像データＤＴに応
じて選択的にオン動作するようになっている。

（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Ｙ７に相
当）である。

同図において、上記画像濃記録濃度Ｄを等間隔で８段階
Ｄ。ないしＤ７に区分し、夫々に対応する露光量ＰをＰ
０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。

そして、第３２図（ｂ）に示すように、半導体レーザ２
２１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　（ｏ）ないし■Ｍ
ＯＤ　（７）に対して夫々画像データＤ　Ｔ　（０）な
いしＤ　Ｔ　（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）はゼロである。

このとき、各変調電流■、。Ｄ（ｌ）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。

（２−８）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Ｙａに相
当）である。

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Ｄ，に区分し、夫々に対応する露光量ＰをＰ
０ないしＰｌ　　（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。

そして、第３３図（ｂ）に示すように、半導体レーザ２
２１の特性に対し、上記露光量Ｐ０ないしＰ，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闘
。Ｄ（７〉に対して夫々画像データＤ　Ｔ　（０）ない
しＤ　Ｔ　（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ＩＭＭＡ
Ｘである。

このとき、各変調電流Ｉ。ＯＤ　（ｏ）ないしＩ　ＭＯ
Ｄ（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。

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。

ｏｏ　（ｔ）ないし■９。，（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ｌ３ｌ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。

■．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。

上記画像処理ユニット２３０からの画像データＤＴＲＤ
ＴＢ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。

このとき、先ず、第一レーザ駆動回路２３３はレーザ２
２１を駆動し、感光体２００の第一露光部Ｅ，に第３４
図（ａ）に示すような露光部が画像部となる潜像Ｚｌ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ＶＢのもとに現像されると、同図に示
すように、第一トナー像ＴＮ，が形成される。

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Ｖｅｘのもとに現像されると、同図に示すよ
うに、第一トナー像ＴＮ．が形成される。

そして、これらのトナー像ＴＮ，．ＴＮ！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
て記録シ一ト２０７に転写され、しかる後、定着器２１
１にて定着される。

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２０３，２０
４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はリニ
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。

◎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３
６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
様な構或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。

同図において、上記ＡＰＣ回路２５′ｏ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−■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Ａ
Ｄ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　ＩＩＩＡｓを決定する電流源２５５とを備えている
。

この実施例において、上記処理ロジック２５３は、第３
７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．寄りにて予め
設定される低パワーＰ．）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Δ■　（この実施例
では所定パワーＰ，に対応するＡＰＣ動作時の電流源２
５５からの電流Ｉ　ＡＰＣの値と閾値電流■．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
。

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Ｐｌ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ＩＢＩＡＳ＝ＩＭになったとする
と、この■。から差分電流Δ■を減算した値、すなわち
、ＩＭ一Δ■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。

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、ＡＰ
Ｃ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。

尚、こめ実施例においては、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を適用できることは勿論である。

◎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。

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のステムあるいはキャップに温度センサ
２６１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。に維持するようにしたも
のである。

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１　＋　ｈよ
り僅かに低いレベルのバイアス電流■８＾Ｓ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ｌ００（スイッチ回路１２０，駆動電流源１３
０からなる変調電流生戊回路１１０並びに電流合成回路
ｌ４０）とで構成されている。

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。

このため、所定の階調数の画像データｐ　Ｔ　（ｉ）が
変調回路ｌ００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Ｄ　Ｔ
　（ｉ）に対応する変調電流ＩＭｏｏ（ｉ）を生威し、
変調回路１００の電流合成回路１４［）が変調電流ＩＭ
ＯＤ　（ｉ）とバイアス電流Ｉ　ＩＩＩＡＳとを加算し
，上記画像データＤ　Ｔ　（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Ｐ１も常時一定に保たれる。

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。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、請求項ｌ若しくは２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。

特に、請求項２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レベル若しくはそ
の直前近傍レベル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。

また、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、半導体レーザのフ
ルパワーに対応じ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。

更に、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
定パワーに対応じ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ａ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になり、その分
、半導体レーザの光量変調精度を請求項３記載のタイプ
に比べて更に向上させることができる。

特に、請求項５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じ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。

更にまた、請求項６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になり、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。

また、請求項７ないしｌＯ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
の構或を簡略化することができる。

そして、請求項７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或の簡略化を実現
することができる。

また、請求項８ないしＩＯ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
電流を生或するようにすれば、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。

特に、請求項９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じた駆動
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ＩＯ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。

【図面の簡単な説明】

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ｌに係る画像記録装置のＲ
ＯＳを示す斜視図、第５図は実施例ｌ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ｌＯ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１
１図はＲＯＳ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ｌ５図はＡ
ＰＣ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１
８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２ｌ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図は上記電流合或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２
６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威を示す回路図、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〕 １　１ｈ・・・半導体レーザの閾値電流Ｉ　［ｌｌＡＳ
・・・バイアス電流 ｌ・・・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 ｌＯ・・・ルーザ温度制御手段 第 １ 図（ａ） 第 ２ 図 Ｐ 第 ３ 図 第 ５ 図 第 ７ 図 第８図 Ｏ Ｖｉ 第９図 Ｐ 第１０図 Ｔ 第１１図 第１２ 図 第１５図 ロ 第１６ 図 第１８図 第１９図 第２０図 第２１ 図 第２２図 Ｉｆ） 第２３図 第２４図 Ｐ 一一ＩＭＭＡＸ　−一 第２５図 ρ １）Ｔ（７冫 ＩＭＯＯ（７），　　　　　　　　　　　　．第２６図 第２７図（ａ） 第２７図（ｂ） 第２７図（Ｃ） 第２７図（ｄ） 第２７図（ｅ） 第２７図（ｆ） 第２７図（ｇ） 第２７図（ｈ） 第２７図（ｉ） 第２７図（ｊ） 第２７図（ｋ） 第２７図（！２） 第３０図 ＹＢ 人力画像濃度 第３２図（ａ） Ｄ 露光量 Ｄ　Ｔ（７　） 第３２図（ｂ） 露光量 第３３図（ｂ） ？ＩＭＭＡＸ−一一七 第３４図 第３５図 入力画像濃度 第３７図 第３８図 第３９図 第４１ 図 第４２図 Ｐ １＋ｂ 順電流■ 第４３図 Ｐ 頓電流！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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＿ｔ＿ｈ）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。 ２）請求項１記載の方法において、 駆動電流変調域は上記閾値電流（Ｉ＿ｔ＿ｈ）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＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）以上の領域を対象としていること
   を特徴とする画像記録方法。 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＿ｔ＿ｈ）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＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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＿Ｂ
   ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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。 ４）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＿ｔ＿ｈ）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＿Ｂ
   ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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。 ５）請求項４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＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）
   を決定するものであることを特徴とする画像記録装置。 ６）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＿ｔ＿ｈ）レベル
   若しくはその直前近傍レベルにバイアス電流（Ｉ＿Ｂ＿
   Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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＿Ｂ＿Ｉ＿Ａ＿Ｓ）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。 ７）請求項３ないし６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。 ８）請求項３ないし６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。 ９）請求項８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。 １０）請求項８若しくは９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。