JPH03169571A - 画像記録方法及びその装置 - Google Patents
画像記録方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH03169571A JPH03169571A JP1306460A JP30646089A JPH03169571A JP H03169571 A JPH03169571 A JP H03169571A JP 1306460 A JP1306460 A JP 1306460A JP 30646089 A JP30646089 A JP 30646089A JP H03169571 A JPH03169571 A JP H03169571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- drive current
- semiconductor laser
- modulation
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 160
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 33
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- BJSDNVVWJYDOLK-UHFFFAOYSA-N 2-[1-[(4-chlorophenyl)-oxomethyl]-5-methoxy-2-methyl-3-indolyl]-1-(4-morpholinyl)ethanone Chemical compound CC1=C(CC(=O)N2CCOCC2)C2=CC(OC)=CC=C2N1C(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 BJSDNVVWJYDOLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101001132698 Homo sapiens Retinoic acid receptor beta Proteins 0.000 description 2
- 241001580033 Imma Species 0.000 description 2
- 102100033909 Retinoic acid receptor beta Human genes 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Color, Gradation (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
、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)。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
)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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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
。
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。
(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。
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。
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)
。
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。
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
。
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)(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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!
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1306460A JP2910103B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 画像記録方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1306460A JP2910103B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 画像記録方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03169571A true JPH03169571A (ja) | 1991-07-23 |
JP2910103B2 JP2910103B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17957279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1306460A Expired - Fee Related JP2910103B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 画像記録方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2910103B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05212900A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-08-24 | Canon Inc | 画像形成方法 |
WO2004040721A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-13 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser driving device, semiconductor laser driving method, and image forming apparatus using semiconductor laser driving device |
CN118054279A (zh) * | 2024-04-15 | 2024-05-17 | 南京晨锐腾晶激光科技有限公司 | 一种二氧化碳激光器的射频电源智能控制方法及*** |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5163116B2 (ja) | 2007-12-28 | 2013-03-13 | 株式会社リコー | 半導体レーザ駆動装置及びその半導体レーザ駆動装置を備えた画像形成装置 |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP1306460A patent/JP2910103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05212900A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-08-24 | Canon Inc | 画像形成方法 |
WO2004040721A1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-13 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser driving device, semiconductor laser driving method, and image forming apparatus using semiconductor laser driving device |
JP2004153118A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ駆動装置、半導体レーザ駆動方法及び半導体レーザ駆動装置を使用した画像形成装置 |
US7480320B2 (en) | 2002-10-31 | 2009-01-20 | Ricoh Company, Ltd | Semiconductor laser driving device, semiconductor laser driving method, and image forming apparatus using semiconductor laser driving device |
CN118054279A (zh) * | 2024-04-15 | 2024-05-17 | 南京晨锐腾晶激光科技有限公司 | 一种二氧化碳激光器的射频电源智能控制方法及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2910103B2 (ja) | 1999-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3700296B2 (ja) | 半導体レーザ駆動装置および画像記録装置 | |
US8957934B2 (en) | Light source drive circuit, optical scanning apparatus, semiconductor drive circuit, and image forming apparatus | |
US20110228037A1 (en) | Laser driving unit and image forming apparatus | |
JPH11291548A (ja) | レーザ光量補正方法、レーザ駆動装置、レーザ走査装置および画像記録装置 | |
JPS6249776A (ja) | 像形成装置 | |
KR100210982B1 (ko) | 반도체 레이저 구동회로, 반도체 레이저장치, 화상기록장치 및 광디스크장치 | |
JP3466599B1 (ja) | 半導体レーザ駆動回路及び画像形成装置 | |
JP4698086B2 (ja) | 半導体レーザ駆動回路及び画像形成装置 | |
EP0858205A1 (en) | Closed loop compensation for gray scale printing devices | |
JPH03169571A (ja) | 画像記録方法及びその装置 | |
JP3245205B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JPS6125164A (ja) | 印刷装置 | |
US5596444A (en) | Optical apparatus having laser beam diameter variable according to image data | |
JP2002321402A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH1178117A (ja) | 画像形成装置及び画像形成方法 | |
JP2009278144A (ja) | 発光素子駆動装置及び発光素子駆動システム | |
JPH10190101A (ja) | 半導体レーザ駆動装置および画像記録装置 | |
JP4374936B2 (ja) | 光量制御装置及び画像形成装置 | |
JP2002067376A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2685799B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JPH04217280A (ja) | レーザビームプリンタ | |
JP3706713B2 (ja) | 画像形成装置におけるバイアス電流設定方法 | |
JPH11216908A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004014754A (ja) | 半導体レーザ駆動装置 | |
JP2002240346A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |