JPH04328591A - Laser printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a laser printer which can suppress the defocus of an optical system caused by the change of the wavelength of light emitted from a laser diode due to the change of temperature within a practical tolerance range. CONSTITUTION:A laser light source unit is constituted by installing a laser diode at the focus of a Fresnel lens utilizing a refraction phenomenon and a diffraction phenomenon. The emitted light quantity of the laser diode 23 is monitored by a photodiode 28 and the feedback thereof is executed to a driving current value. The driving current value (i0) corresponding to the case of the image data '0' is controlled by a minimum light quantity adjustment circuit 56 and the driving current (i1) corresponding to the case of the image data '1' is controlled by a maximum light quantity adjustment circuit 55. Such driving current values (i0) and (i1) are set so that the defocus of an image surface based on the change of the focal distance of the Fresnel lens in according with the change of the oscillating wavelength caused by the temperature change of the laser diode is suppressed within the prescribed range.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、特に
光源として使用されるレーザダイオードの駆動電流制御
機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser printer, and more particularly to a drive current control mechanism for a laser diode used as a light source.

【０００２】0002

【発明の背景】従来、電子写真方式によるレーザプリン
タでは、感光体上へ画像を書き込むためのレーザビーム
走査光学系として、レーザダイオードを光源としたもの
が広く使用されている。レーザダイオードから放射され
るレーザビームは一定の広がり角を有する拡散光である
ため、レーザダイオードの正面に集光レンズ（コリメー
タレンズ）を設け、平行光又は収束光に集光している。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, in electrophotographic laser printers, systems using a laser diode as a light source have been widely used as a laser beam scanning optical system for writing an image on a photoreceptor. Since the laser beam emitted from the laser diode is diffused light having a certain spread angle, a condensing lens (collimator lens) is provided in front of the laser diode to condense the light into parallel or convergent light.

【０００３】一方、ミクロンオーダの周期を持つ格子状
同心円パターンの集合で、その断面が鋸歯状となったフ
レネルレンズが開発されている。このフレネルレンズは
屈折現象と回折現象を利用し、平行な光が入射すると格
子の各部分で光が曲がり、入射光を一点に集束する。逆
に、焦点から放射された拡散光を格子の各部分で平行化
する。On the other hand, a Fresnel lens has been developed which is a set of lattice-like concentric circular patterns having a period on the order of microns and whose cross section is sawtooth-like. This Fresnel lens uses refraction and diffraction phenomena, and when parallel light enters it, the light bends at each part of the grating and focuses the incident light on a single point. Conversely, the diffused light emitted from the focal point is collimated at each part of the grating.

【０００４】そこで、前記フレネルレンズを従来のコリ
メータレンズに代えてレーザ光源ユニットを構成するこ
とが考えられる。しかし、ここではレーザダイオードの
発振波長の変化に起因するデフォーカスが最大の問題点
となる。即ち、レーザダイオードは自身の温度変化に応
じて発振波長が変化する。また、環境温度が上昇すると
発光出力が低下するため、これを補償するために駆動電
流値を増大させる必要がある。そして、このような出力
補償によって発熱量が増大し、波長が長波長側へシフト
する。一方、回折現象を利用しているフレネルレンズは
、前記発振波長の変化に対して不安定であり、僅かな波
長変化に対して敏感に焦点距離が変動する。プリンタの
レーザビーム走査光学系にあっては、その僅かな焦点距
離の変動が走査光学系を通して数百倍に拡大され、像面
（感光体）上でのデフォーカスを引き起こす。[0004] Therefore, it is conceivable to construct a laser light source unit by replacing the Fresnel lens with a conventional collimator lens. However, the biggest problem here is defocus caused by changes in the oscillation wavelength of the laser diode. That is, the oscillation wavelength of the laser diode changes in response to changes in its own temperature. Furthermore, as the environmental temperature rises, the light emission output decreases, so it is necessary to increase the drive current value to compensate for this. Then, due to such output compensation, the amount of heat generated increases, and the wavelength shifts to the longer wavelength side. On the other hand, a Fresnel lens that utilizes a diffraction phenomenon is unstable with respect to changes in the oscillation wavelength, and its focal length changes sensitively to slight changes in wavelength. In the laser beam scanning optical system of a printer, a slight change in focal length is magnified hundreds of times through the scanning optical system, causing defocus on the image plane (photoreceptor).

【０００５】[0005]

【発明の目的、構成、作用】そこで、本発明の目的は、
前記フレネルレンズをレーザダイオードと組み合わせて
使用する一方で、感光体上でのデフォーカスを実用上問
題とならない程度に小さくできるレーザプリンタを提供
することにある。以上の目的を達成するため、本発明に
係るレーザプリンタは、レーザダイオードと回折効果を
有する集光レンズとを組み合わせたレーザビーム走査光
学系を備え、レーザダイオードの駆動電流制御手段は、
以下の三つの機能を有している。[Object, structure, and operation of the invention] Therefore, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a laser printer that uses the Fresnel lens in combination with a laser diode and can reduce defocus on a photoreceptor to an extent that does not pose a practical problem. In order to achieve the above object, a laser printer according to the present invention includes a laser beam scanning optical system that combines a laser diode and a condensing lens having a diffraction effect, and a drive current control means for the laser diode includes:
It has the following three functions.

【０００６】（１）レーザダイオードの発光出力の低下
を補償するためにその駆動電流値を増大させる機能、（
２）画像データが「０」のときに対応する駆動電流値ｉ
０を、発光出力が現像しきい値に対応する駆動電流値よ
りも小さく設定する一方、画像データが「１」のときに
対応する駆動電流値ｉ１を、発光出力が所定濃度の画像
を形成するのに必要な駆動電流値よりも大きく設定する
機能、 （３）レーザダイオードの発振波長の変化に伴う前記集
光レンズの焦点距離の変動に基づく像面デフォーカスを
所定の範囲に収めるように、前記電流値ｉ０，ｉ１を設
定する機能。(1) A function of increasing the drive current value of the laser diode in order to compensate for the decrease in the light emission output of the laser diode, (
2) Corresponding drive current value i when the image data is “0”
0 is set to be smaller than the drive current value corresponding to the light emission output and the development threshold value, while the drive current value i1 corresponding to when the image data is "1" is set such that the light emission output forms an image with a predetermined density. (3) to keep image plane defocus based on fluctuations in the focal length of the condensing lens in accordance with changes in the oscillation wavelength of the laser diode within a predetermined range; A function to set the current values i0 and i1.

【０００７】前記集光レンズは薄い平板状をなし、その
焦点距離は１〜１０ｍｍ程度であり、焦点又はその近傍
にレーザダイオードを設置することで一つのパッケージ
に高密度実装した光源ユニットが得られる。レーザダイ
オードから放射された拡散光は集光レンズの屈折効果、
回折効果によって平行光あるいは収束光に集光される。 レーザダイオードから放射されるビームの波長は、環境
温度の上昇あるいは発光出力の低下を補償するための駆
動電流値の増大による発熱量の増加で長波長側にシフト
する傾向にあり、これに起因して集光レンズの焦点距離
が変動する。しかし、レーザダイオードの駆動電流制御
手段が前記（３）の機能を発揮することにより、駆動電
流値ｉ０，ｉ１が適切に設定され、最終的に走査光学系
のデフォーカスが実用上問題とならない程度に抑えられ
る。ここで、重要なのは電流値ｉ０，ｉ１の変化量Δｉ
の値であり、必要であれば電流値ｉ０のバイアス電流を
レーザダイオードへ供給する。[0007] The condensing lens has a thin flat plate shape, and its focal length is about 1 to 10 mm, and by installing a laser diode at or near the focal point, a light source unit that is densely packaged in one package can be obtained. . The diffused light emitted from the laser diode is affected by the refraction effect of the condenser lens,
The light is focused into parallel or convergent light by the diffraction effect. The wavelength of the beam emitted from a laser diode tends to shift toward longer wavelengths due to an increase in heat generation due to an increase in drive current value to compensate for an increase in environmental temperature or a decrease in light emission output. The focal length of the condensing lens changes. However, since the driving current control means of the laser diode performs the function (3) above, the driving current values i0 and i1 are appropriately set, and the defocusing of the scanning optical system is finally set to an extent that does not pose a practical problem. can be suppressed to Here, the important thing is the amount of change Δi in the current values i0, i1
If necessary, a bias current of current value i0 is supplied to the laser diode.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、本発明に係るレーザプリンタの実施例
につき、添付図面に従って説明する。 ［第１実施例、図１〜図８参照］図１は本発明の第１実
施例であるレーザプリンタを示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the laser printer according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment, See FIGS. 1 to 8] FIG. 1 shows a laser printer according to a first embodiment of the present invention.

【０００９】このレーザプリンタは、本体１の略中央部
分に感光体ドラム２が矢印ａ方向に回転駆動可能に設置
され、その周囲に帯電チャージャ３、現像器４、転写チ
ャージャ５、残留トナーのクリーナ６を配置したもので
ある。レーザビーム走査光学系２０は感光体ドラム２の
上方に設置され、帯電チャージャ３によって所定の電位
に均一に帯電された感光体ドラム２の表面にレーザビー
ムを照射し、所定の画像を潜像として形成する。この潜
像は現像器４で現像され、トナー画像とされる。In this laser printer, a photoreceptor drum 2 is installed approximately at the center of a main body 1 so as to be rotatable in the direction of arrow a, and around it are a charger 3, a developer 4, a transfer charger 5, and a cleaner for residual toner. 6 is arranged. A laser beam scanning optical system 20 is installed above the photoreceptor drum 2, and irradiates a laser beam onto the surface of the photoreceptor drum 2, which has been uniformly charged to a predetermined potential by the charger 3, to form a predetermined image as a latent image. Form. This latent image is developed by a developing device 4 to form a toner image.

【００１０】一方、記録用シートは本体１の下段に設置
した給紙カセット１０から１枚ずつ自動的に給紙され、
タイミングローラ１１を経て転写部へ搬送される。シー
トはここでトナー画像を転写され、定着器１２でトナー
の定着を施された後、排出ローラ１３から本体１の上面
に排出される。図２はレーザビーム走査光学系２０を示
す。On the other hand, recording sheets are automatically fed one by one from a paper feed cassette 10 installed at the bottom of the main body 1.
It is conveyed to the transfer section via the timing roller 11. Here, the toner image is transferred to the sheet, and after the toner is fixed in a fixing device 12, the sheet is discharged onto the upper surface of the main body 1 from a discharge roller 13. FIG. 2 shows a laser beam scanning optical system 20. As shown in FIG.

【００１１】この光学系２０は、光源ユニット２１、シ
リンドリカルレンズ３０、ポリゴンミラー３１、ｆθレ
ンズ３２、平面ミラー３３、画像書き込みスタート位置
検出センサ４５（以下、ＳＯＳセンサと称する）このＳ
ＯＳセンサ４５へレーザビームを導くミラー４１，４２
を図示しないハウジングに取り付けたものである。光源
ユニット２１（その構成は後述する）から出射されたレ
ーザビームは、シリンドリカルレンズ３０を透過するこ
とによりポリゴンミラー３１の反射面付近にその偏向面
に一致する直線状に収束される。ポリゴンミラー３１は
矢印ｂ方向に一定速度で回転駆動され、レーザビームを
連続的に等角速度で偏向走査する。走査されたレーザビ
ームはｆθレンズ３２を透過した後、平面ミラー３３で
反射され、図示しないハウジングのスリットを通じて感
光体ドラム２上で結像する。このとき、レーザビームは
感光体ドラム２の軸方向に等速で走査され、これを主走
査と称する。また、感光体ドラム２の矢印ａ方向への回
転に基づく走査を副走査と称する。The optical system 20 includes a light source unit 21, a cylindrical lens 30, a polygon mirror 31, an fθ lens 32, a plane mirror 33, and an image writing start position detection sensor 45 (hereinafter referred to as an SOS sensor).
Mirrors 41 and 42 that guide the laser beam to the OS sensor 45
is attached to a housing (not shown). A laser beam emitted from the light source unit 21 (the configuration of which will be described later) passes through the cylindrical lens 30 and is focused near the reflective surface of the polygon mirror 31 in a straight line that coincides with its deflection surface. The polygon mirror 31 is driven to rotate at a constant speed in the direction of arrow b, and deflects and scans the laser beam continuously at a constant angular speed. The scanned laser beam passes through the fθ lens 32, is reflected by the plane mirror 33, and forms an image on the photoreceptor drum 2 through a slit in the housing (not shown). At this time, the laser beam is scanned at a constant speed in the axial direction of the photoreceptor drum 2, and this is called main scanning. Furthermore, scanning based on the rotation of the photosensitive drum 2 in the direction of arrow a is referred to as sub-scanning.

【００１２】以上の構成において、光源ユニット２１か
らのレーザビームのオン，オフと、前記主走査、副走査
とによって感光体ドラム２上に画像（静電潜像）が形成
される。ｆθレンズ３２は主走査方向に対するレーザビ
ームの走査速度を走査域の中心部から両端部にわたって
均等となるように（歪曲収差を）補正する。シリンドリ
カルレンズ３０は、ｆθレンズ３２と共働してポリゴン
ミラー３１の面倒れ誤差を補正する。In the above configuration, an image (electrostatic latent image) is formed on the photosensitive drum 2 by turning on and off the laser beam from the light source unit 21 and the main scanning and sub-scanning. The fθ lens 32 corrects (distortion aberration) so that the scanning speed of the laser beam in the main scanning direction is equalized from the center to both ends of the scanning area. The cylindrical lens 30 works together with the fθ lens 32 to correct the surface tilt error of the polygon mirror 31.

【００１３】一方、ポリゴンミラー３１で偏向走査され
たレーザビームのうち一部は、ミラー４１，４２からシ
リンドリカルレンズ４６を介してＳＯＳセンサ４５へ入
射し、その検出信号に基づいて１ラインごとの画像書き
込みスタート位置が制御される。ここで、光源ユニット
２１について説明する。On the other hand, a part of the laser beam deflected and scanned by the polygon mirror 31 enters the SOS sensor 45 from the mirrors 41 and 42 via the cylindrical lens 46, and an image is generated line by line based on the detection signal. The writing start position is controlled. Here, the light source unit 21 will be explained.

【００１４】図３に示すように、光源ユニット２１は、
ベース２２、レーザダイオード２３、フレネルレンズ２
４、金属製のカバー２５及び光量モニタ用フォトダイオ
ード２８にて構成されている。カバー２５には保護ガラ
ス２６を備えた出射窓部２５ａが形成されている。レー
ザダイオード２３は所定の電流を供給することにより接
合面から拡散光を放射する。フレネルレンズ２４は、ミ
クロンオーダの周期を持つ格子状同心円パターンの集合
で、その断面を鋸歯状に成形したものである。このフレ
ネルレンズ２４は屈折効果と回折効果を有し、格子の各
部分で光が曲げられる。平行光が入射すると一点（焦点
）に収束され、焦点から放射された拡散光は平行光とさ
れる（図４参照）。As shown in FIG. 3, the light source unit 21 includes:
Base 22, laser diode 23, Fresnel lens 2
4. Consists of a metal cover 25 and a photodiode 28 for monitoring the amount of light. The cover 25 has an exit window 25a provided with a protective glass 26. The laser diode 23 emits diffused light from its junction surface by supplying a predetermined current. The Fresnel lens 24 is a collection of lattice-like concentric circular patterns having a period on the order of microns, and has a sawtooth cross section. This Fresnel lens 24 has a refraction effect and a diffraction effect, and light is bent at each part of the grating. When parallel light is incident, it is converged to one point (focal point), and the diffused light emitted from the focal point is made into parallel light (see FIG. 4).

【００１５】従って、レーザダイオード２３の発光部を
フレネルレンズ２４の焦点に設置することにより、レー
ザダイオード２３から放射された拡散光はフレネルレン
ズ２４で平行光に集光され、光源ユニット２１から前記
シリンドリカルレンズ３０へ向かって出射される。ここ
で使用されているフレネルレンズ２４はポリカーボネイ
トからなり、波長７８０ｎｍのレーザビームに対応する
ように設計されている。Therefore, by placing the light emitting part of the laser diode 23 at the focal point of the Fresnel lens 24, the diffused light emitted from the laser diode 23 is condensed into parallel light by the Fresnel lens 24, and is transmitted from the light source unit 21 to the cylindrical The light is emitted toward the lens 30. The Fresnel lens 24 used here is made of polycarbonate and is designed to accommodate a laser beam with a wavelength of 780 nm.

【００１６】フレネルレンズ２４は極めて小型、軽量で
、レーザダイオード２３、モニタ用フォトダイオード２
８等と共に一つのパッケージ内に高密度実装できる。 従来はコリメータレンズとしてガラスモールドの単玉非
球面レンズを用いていたのであるが、これと比較して光
源部が小型化し、光学系ハウジングへの組み込みに際し
てレーザダイオードとフレネルレンズとを互いに位置調
整する必要がなくなる。また、フレネルレンズは成形法
で量産でき、研摩工程も不要であるという利点を有する
。The Fresnel lens 24 is extremely small and lightweight, and is compatible with the laser diode 23 and the monitor photodiode 2.
It can be mounted in high density together with 8 etc. in one package. Conventionally, a glass-molded single aspherical lens was used as a collimator lens, but compared to this, the light source section has become smaller, and the positions of the laser diode and Fresnel lens must be adjusted relative to each other when incorporated into the optical system housing. There will be no need. Further, Fresnel lenses have the advantage that they can be mass-produced by a molding method and do not require a polishing process.

【００１７】さらに、今日では、レーザプリンタの低速
化が進むと共に、感光体の感度が改善され、像面上で必
要な光量は０．２ｍＷ程度で十分な場合がある。この場
合、通常の光学系では光透過率が２５〜３０％程度であ
るため、レーザダイオードの出力は０．８ｍＷ程度とな
る。しかし、これではレーザダイオードはＬＥＤ発光か
らＬＤ発光へ切り替わる領域でのシュレッシュホールド
出力程度となり、応答性が悪くなる。しかし、フレネル
レンズは光透過効率が５０％あるいはそれ以下のものを
製作でき、レーザダイオードをＬＤ発光の領域で駆動さ
せ、応答性を上げることができる。Furthermore, today, as the speed of laser printers continues to decrease, the sensitivity of photoreceptors has improved, and in some cases, the amount of light required on the image plane is about 0.2 mW. In this case, since the light transmittance of a normal optical system is about 25 to 30%, the output of the laser diode is about 0.8 mW. However, in this case, the laser diode only has a threshold output in the region where LED light emission is switched to LD light emission, resulting in poor response. However, a Fresnel lens with a light transmission efficiency of 50% or less can be manufactured, and a laser diode can be driven in the LD emission region to improve responsiveness.

【００１８】しかし、レーザダイオードは発光部の発熱
量の増加、環境温度の上昇により発振波長が変化する特
性を有している。そして、回折効果を利用しているフレ
ネルレンズは波長の変化に対して不安定であり、僅かな
波長変化に対して敏感に焦点距離が変動する。レーザビ
ーム走査光学系全体として考慮すると、僅かな焦点距離
の変動が前述の光学素子３０，３１，３２，３３を通し
て数百倍に拡大され、像面（感光体ドラム表面）上での
デフォーカスを発生させる。However, a laser diode has a characteristic that its oscillation wavelength changes due to an increase in the amount of heat generated by the light emitting part or an increase in the environmental temperature. A Fresnel lens that utilizes the diffraction effect is unstable with respect to changes in wavelength, and its focal length changes sensitively to slight changes in wavelength. Considering the laser beam scanning optical system as a whole, a slight change in focal length is magnified several hundred times through the aforementioned optical elements 30, 31, 32, and 33, and defocusing on the image plane (photoreceptor drum surface) is prevented. generate.

【００１９】以下、この問題点を解析する。回折効果を
利用しているフレネルレンズは、レーザダイオードの発
振波長に対して以下の式に示す関係で焦点距離が変動す
る。 　　　　ｆλ＝ｆ’λ’　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
…（１）　　　　ｆ’＝（λ／λ’）ｆ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
……（１ａ）λ：レーザダイオード発振波長 λ’：変化後のレーザダイオード発振波長ｆ：フレネル
レンズ焦点距離 ｆ’：変動後のフレネルレンズ焦点距離以上の焦点距離
の変動による像面上でのデフォーカスは以下の式（２）
，（３）に示す関係で拡大される。This problem will be analyzed below. A Fresnel lens that utilizes the diffraction effect has a focal length that varies with respect to the oscillation wavelength of the laser diode according to the relationship shown in the following equation. fλ=f'λ'
…
...(1) f'=(λ/λ')f

...(1a) λ: Laser diode oscillation wavelength λ': Laser diode oscillation wavelength after change f: Fresnel lens focal length f': Defect on the image plane due to a change in focal length greater than or equal to the Fresnel lens focal length after change. The focus is the following formula (2)
, (3).

【００２０】主走査方向： 　　　　ΔＸＨ＝（ｆＨ／ｆＣＯ）２Δｘ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
…（２）ΔＸＨ：主走査方向像面デフォーカス量Δｘ：
光源部デフォーカス量 ｆＨ：走査光学系主走査方向焦点距離 ｆＣＯ：フレネルレンズ焦点距離 副走査方向 　　　　ΔＸＶ＝β２（ｆＣＹ／ｆＣＯ）２Δｘ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……
（３）ΔＸＶ：副主走査方向像面デフォーカス量β：走
査光学系副走査方向横倍率 ｆＣＹ：シリンドリカルレンズ焦点距離さらに、デフォ
ーカス量とビーム径との関係は以下の式（４）で示され
る。Main scanning direction: ΔXH=(fH/fCO)2Δx
…
...(2) ΔXH: Main scanning direction image plane defocus amount Δx:
Light source defocus amount fH: Scanning optical system main scanning direction focal length fCO: Fresnel lens focal length sub-scanning direction ΔXV=β2(fCY/fCO)2Δx
……
(3) ΔXV: image plane defocus amount in the sub-main scanning direction β: scanning optical system lateral magnification in the sub-scanning direction fCY: cylindrical lens focal length Furthermore, the relationship between the defocus amount and the beam diameter is expressed by the following equation (4). It will be done.

【００２１】[0021]

【数１】[Math 1]

【００２２】 　　　　　　　　ＤＯ：λの波長による像面上のビーム
径（１／ｅ２値）　　　　　　　　Ｄ：ΔＸＨだけデフ
ォーカスしたときの像面上のビーム径（１／ｅ２値）λ
＝７８０ｎｍ、ｆＣＯ＝６ｍｍ、ｆＨ＝１５０ｍｍ、β
＝３、ｆＣＹ＝４．０ｍｍ、像面上でのビーム径（１／
ｅ２値）を主走査方向１００μｍ、副走査方向１５０μ
ｍとして、波長λの変化による影響をみると、表１に示
す通りである。DO: Beam diameter on the image plane due to the wavelength of λ (1/e2 value) D: Beam diameter on the image plane when defocused by ΔXH (1/e2 value) λ
=780nm, fCO=6mm, fH=150mm, β
=3, fCY=4.0mm, beam diameter on the image plane (1/
e2 value) to 100 μm in the main scanning direction and 150 μm in the sub-scanning direction.
Table 1 shows the effect of changing the wavelength λ, where m is taken as m.

【００２３】[0023]

【表１】[Table 1]

【００２４】表１から明らかなように、波長の変化は副
走査方向よりも主走査方向に大きく影響する。ビーム径
の太りは感光体上でのエネルギー密度の低下を招き、電
子写真プロセスを経た最終画像では、ラインの細り、画
像濃度の低下となる。この問題点を解決するには、レー
ザダイオードの発振波長変化そのものを抑える方法、波
長変化に対して像面上でのデフォーカスを抑える方法が
考えられる。As is clear from Table 1, the change in wavelength has a greater effect on the main scanning direction than on the sub-scanning direction. An increase in the beam diameter causes a decrease in energy density on the photoreceptor, resulting in thinner lines and a decrease in image density in the final image that has undergone the electrophotographic process. Possible solutions to this problem include a method of suppressing the change in the oscillation wavelength of the laser diode itself, and a method of suppressing defocus on the image plane due to the wavelength change.

【００２５】本実施例では、レーザダイオードの駆動電
流値を適切な値に設定することにより、発振波長を一定
の範囲に抑え、ひいてはフレネルレンズの焦点距離の変
動、即ち、像面上でのデフォーカスを実用上問題となら
ない値に抑えることとした。そして、前記表１から明ら
かなように、主走査方向のデフォーカス（ビーム径）が
大きくならないように考慮すればよい。In this embodiment, by setting the drive current value of the laser diode to an appropriate value, the oscillation wavelength is suppressed within a certain range, and the fluctuation of the focal length of the Fresnel lens, that is, the deviation on the image plane, is suppressed. We decided to keep the focus to a value that does not pose a practical problem. As is clear from Table 1, consideration should be given so that the defocus (beam diameter) in the main scanning direction does not become large.

【００２６】そこで、前記式（４）において、実用上許
容できるビーム径の上限をＤ１とすると、波長変化した
ときにもＤ＜Ｄ１が満たされればよい。即ち、Therefore, in the above equation (4), if the upper limit of the beam diameter that is practically allowable is D1, it is sufficient that D<D1 is satisfied even when the wavelength changes. That is,

【００２
７】002
7]

【数２】[Math 2]

【００２８】一方、レーザダイオードの発振波長がλか
らλ’に変化したとき光源部でのデフォーカス量Δｘは
、以下の式（５）で表わされる。 　　　　Δｘ＝（λ’−λ）／λ’・ｆＣＯ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（５）式
（５）を前記式（２）に代入すると、以下の式（２ａ）
が得られる。 　　　　ΔＸＨ＝（ｆＨ／ｆＣＯ）２（λ’−λ）／λ
’・ｆＣＯ　　　　　　　　……（２ａ）式（２ａ）を
式（４ａ）に代入すると、以下の式（６）が得られる。On the other hand, when the oscillation wavelength of the laser diode changes from λ to λ', the defocus amount Δx at the light source section is expressed by the following equation (5). Δx=(λ'-λ)/λ'・fCO
...(5) When formula (5) is substituted into the above formula (2), the following formula (2a) is obtained.
is obtained. ΔXH=(fH/fCO)2(λ'-λ)/λ
'·fCO...(2a) By substituting equation (2a) into equation (4a), the following equation (6) is obtained.

【００２９】[0029]

【数３】[Math 3]

【００３０】本実施例において問題とするのは、波長変
化量Δλであるから、式（６）を変形すると、Since the problem in this embodiment is the amount of wavelength change Δλ, transforming equation (6) gives the following:

【００３
１】003
1]

【数４】[Math 4]

【００３２】波長変化量Δλが式（６ａ）の右辺の値よ
り小さくなるようにレーザダイオードの駆動電流値を制
御すればよい。なお、実用上許容できるビーム径Ｄ１は
波長λによるビーム径Ｄ０に対して１．２５倍程度であ
る。次に、レーザダイオードの駆動電流について説明す
る。図５は、駆動電流値Ｉとレーザダイオードの発光出
力Ｐとの関係を示し、Ａは温度Ｔ１のときの発光出力特
性、Ｂは温度Ｔ２のときの発光出力特性を示す。温度は
Ｔ１＜Ｔ２の関係にある。また、発光出力Ｐ０は現像し
きい値に対応し、現像されない最大の発光出力を意味す
る。発光出力Ｐ１は所定濃度の画像（例えば、ＩＤ＝１
．５）を得るために必要とされる発光出力を意味する。The drive current value of the laser diode may be controlled so that the amount of wavelength change Δλ is smaller than the value on the right side of equation (6a). Note that the beam diameter D1 that is practically acceptable is about 1.25 times the beam diameter D0 due to the wavelength λ. Next, the driving current of the laser diode will be explained. FIG. 5 shows the relationship between the drive current value I and the light emission output P of the laser diode, where A shows the light emission output characteristic at temperature T1, and B shows the light emission output characteristic at temperature T2. The temperature has a relationship of T1<T2. Furthermore, the light emission output P0 corresponds to the development threshold and means the maximum light emission output that is not developed. The light emission output P1 is an image of a predetermined density (for example, ID=1
．． 5) means the luminous output required to obtain.

【００３３】それぞれの特性曲線から明らかなように、
温度が上昇すると発光出力が低下し、それを補償するた
めに駆動電流値を増大させる必要がある。即ち、画像を
形成するには、温度がＴ１からＴ２へ上昇すれば、駆動
電流値はＩ１（Ｔ１）からＩ１（Ｔ２）へ増大させる必
要がある。従って、画像形成を正常に行なうためには、
画像形成時の温度Ｔに対して、以下の式（１０），（１
１）に示す条件が満たされる必要がある。As is clear from the respective characteristic curves,
As the temperature rises, the light emission output decreases, and in order to compensate for this, it is necessary to increase the drive current value. That is, in order to form an image, if the temperature increases from T1 to T2, the drive current value needs to increase from I1 (T1) to I1 (T2). Therefore, in order to perform image formation normally,
For the temperature T during image formation, the following equations (10) and (1
The conditions shown in 1) need to be met.

【００３４】 　　　　ｉ０≦Ｉ０（Ｔ）　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　……（１０）　　　　ｉ１≧Ｉ１（Ｔ）　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　……（１１）ｉ０：画像データが
「０」のときに対応する駆動電流値ｉ１：画像データが
「１」のときに対応する駆動電流値式（１０）はトナー
のかぶりを防止するための条件であり、式（１１）は画
像を必要な濃度で形成するための条件である。i0≦I0(T)

...(10) i1≧I1(T)

...(11) i0: Drive current value corresponding when the image data is "0" i1: Drive current value corresponding when the image data is "1" Equation (10) is for preventing toner fogging. Equation (11) is a condition for forming an image with a required density.

【００３５】集光レンズとしてフレネルレンズではなく
通常のコリメータレンズを用いるプリンタにあっては、
前記式（１０），（１１）を満足することを考慮すれば
よい。しかし、フレネルレンズを用いている本実施例に
おいては、前述した温度上昇によるレーザダイオードの
発振波長変化、それに基づくフレネルレンズの焦点距離
の変動、さらには感光体上でのデフォーカスの発生（ビ
ーム径の太り）といった問題点を解決する必要が生じる
。即ち、電流変化量Δｉ＝ｉ１−ｉ０の値を小さな範囲
とする必要がある。For printers that use a normal collimator lens instead of a Fresnel lens as a condensing lens,
It is sufficient to consider that the above equations (10) and (11) are satisfied. However, in this embodiment using a Fresnel lens, the oscillation wavelength of the laser diode changes due to the temperature rise mentioned above, the focal length of the Fresnel lens changes accordingly, and defocus occurs on the photoreceptor (beam diameter It becomes necessary to solve problems such as weight gain. That is, the value of the amount of current change Δi=i1-i0 needs to be within a small range.

【００３６】そこで、前記式（６ａ）で示した波長変化
Δλと電流変化量Δｉとの関係を考察する。レーザダイ
オードの温度Ｔと発振波長λとの間には、以下の式（１
２）で示す関係にあることが知られている。 　　　　Δλ／ΔＴ＝ｋ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　……（１２）ｋ：レーザダイオード個有の定数 一方、レーザダイオードの温度Ｔと環境温度Ｔａと発光
出力Ｐとの間には、以下の式（１３）で示す関係にある
。Therefore, the relationship between the wavelength change Δλ and the current change amount Δi shown in equation (6a) will be considered. The following equation (1
It is known that the relationship shown in 2) exists. Δλ/ΔT=k

(12) k: Constant unique to the laser diode On the other hand, the temperature T of the laser diode, the environmental temperature Ta, and the light emission output P have a relationship expressed by the following equation (13).

【００３７】 　　　　Ｔ＝ＲｔｈＰ＋Ｔａ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　……（１３）Ｒｔｈ：熱抵抗値 レーザダイオードの駆動電圧値をｖ（一定）、駆動電流
値をｉとすると、前記式（１３）は以下の式（１４），
（１５）へ展開される。 　　　　Ｔ＝Ｒｔｈｖｉ＋Ｔａ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
……（１４）　　　　ΔＴ＝ＲｔｈｖΔｉ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　……（１５）式（１２），（１５）を前
記式（６ａ）へ代入して変形すると、以下の式（１６）
が得られる。T=RthP+Ta

...(13) Rth: Thermal resistance value When the drive voltage value of the laser diode is v (constant) and the drive current value is i, the above equation (13) is converted to the following equation (14),
This is expanded to (15). T=Rthvi+Ta

...(14) ΔT=RthvΔi

...(15) By substituting and transforming equations (12) and (15) into the above equation (6a), the following equation (16) is obtained.
is obtained.

【００３８】[0038]

【数５】[Math 5]

【００３９】即ち、ビーム径Ｄを所定の許容値に抑える
ためには、Δｉ（ｉ１−ｉ０）を前記式（１６）の右辺
の値以下に設定すればよい。ここで、具体的数値例を示
すと、Ｄ１／Ｄ０＝１．２、Ｄ０＝０．１０８ｍｍ（３
００ＤＰＩ）、ｆＨ＝１６０ｍｍ、ｆＣＯ＝５ｍｍ、Ｒ
ｔｈ＝０．０７℃／ｍＷ（通常０．０５〜０．１℃／ｍ
Ｗ）、ｖ＝２．０Ｖ（通常１．８〜２．５Ｖ）、ｋ＝０
．３ｎｍ／℃（通常０．４ｎｍ／℃、ＤＦＢ０．０７ｎ
ｍ／℃）の場合、Δｉ＝２９ｍＡ以内に収まるように駆
動電流値ｉ０，ｉ１を制御する。That is, in order to suppress the beam diameter D to a predetermined allowable value, Δi(i1-i0) may be set to be less than or equal to the value on the right side of equation (16). Here, to give a specific numerical example, D1/D0=1.2, D0=0.108mm (3
00DPI), fH=160mm, fCO=5mm, R
th=0.07℃/mW (usually 0.05-0.1℃/m
W), v=2.0V (usually 1.8-2.5V), k=0
．． 3nm/℃ (usually 0.4nm/℃, DFB0.07n
m/° C.), the drive current values i0 and i1 are controlled so that Δi is within 29 mA.

【００４０】図６は駆動電流制御回路の一例を示す。こ
の回路は、光源ユニット２１に内蔵されている光量モニ
タ用フォトダイオード２８の出力を用いてコンティニュ
アス・フィードバックループを形成し、１ドットごとに
発光出力を多値に制御する。データ発生回路５０から出
力された画像データはＤ／Ａコンバータ５１に入力され
、その出力値はアンプ５２，５３を経てレーザダイオー
ド２３の駆動電流値を制御する。最大光量調整回路５４
は最大発光出力値Ｐ１を設定するためのもので、その出
力はＡ／Ｄコンバータ５１に入力される。最小光量調整
回路５６は最小発光出力値Ｐ０を設定するためのもので
その出力はアンプ５３に入力される。そして、レーザダ
イオード２３の駆動電流値は多値の画像データに対応し
た値として１ドットごとに制御される。FIG. 6 shows an example of a drive current control circuit. This circuit forms a continuous feedback loop using the output of the light amount monitoring photodiode 28 built into the light source unit 21, and controls the light emission output dot by dot in a multi-value manner. Image data output from the data generation circuit 50 is input to a D/A converter 51, and its output value controls the drive current value of the laser diode 23 via amplifiers 52 and 53. Maximum light intensity adjustment circuit 54
is for setting the maximum light emission output value P1, and its output is input to the A/D converter 51. The minimum light amount adjustment circuit 56 is for setting the minimum light emission output value P0, and its output is input to the amplifier 53. The driving current value of the laser diode 23 is controlled for each dot as a value corresponding to multivalued image data.

【００４１】図７は駆動電流制御回路の他の例を示す。 この回路は、データ発生回路６０から出力される２値の
画像データに基づいてレーザダイオード２３の電流値を
制御するものである。最大発光出力値Ｐ１は光量モニタ
用フォトダイオード２８の出力を用いて最大光量調整用
ボリュウム抵抗６１によって調整され、レーザダイオー
ド２３へ供給する総電流が決められる。最小発光出力値
Ｐ０はレーザダイオード２３と並列に接続された最小光
量調整用ボリュウム抵抗６２によって調整され、レーザ
ダイオード２３へ供給するバイアス電流値が決められる
。FIG. 7 shows another example of the drive current control circuit. This circuit controls the current value of the laser diode 23 based on binary image data output from the data generation circuit 60. The maximum light output value P1 is adjusted by the maximum light amount adjusting volume resistor 61 using the output of the light amount monitoring photodiode 28, and the total current supplied to the laser diode 23 is determined. The minimum light emission output value P0 is adjusted by a minimum light amount adjustment volume resistor 62 connected in parallel with the laser diode 23, and the bias current value supplied to the laser diode 23 is determined.

【００４２】図８は駆動電流制御回路のさらに他の例を
示す。この回路においては、まず、最小発光出力値Ｐ０
を光量モニタ用フォトダイオード２８の出力を用いて最
小光量調整用ボリュウム抵抗７１で調整し、この最小発
光出力値Ｐ０で自動光量制御を行なう。また、定電流発
生部７３では｜ｉ１−ｉ０｜の範囲内で所定値の電流を
発生させる。ここでは最大光量調整用ボリュウム抵抗７
２で電流値が調整される。以上の構成により、待機中レ
ーザダイオード２３は最小発光出力値Ｐ０で自動光量制
御が実行され、データ発生回路７０から印字信号が出力
されると、自動光量制御中の電流値ｉ０に定電流発生部
７３からΔｉに相当する電流が加えられ、最大発光出力
値Ｐ１がレーザダイオード２３に供給される。レーザダ
イオード２３のスロープ効率は温度変化に対してその変
化量が小さいので、以上の構成で問題は生じない。FIG. 8 shows still another example of the drive current control circuit. In this circuit, first, the minimum light emission output value P0
is adjusted by the minimum light amount adjusting volume resistor 71 using the output of the light amount monitoring photodiode 28, and automatic light amount control is performed using this minimum light emission output value P0. Further, the constant current generating section 73 generates a current of a predetermined value within the range of |i1-i0|. Here, the volume resistor 7 for adjusting the maximum light amount
2, the current value is adjusted. With the above configuration, the standby laser diode 23 executes automatic light amount control at the minimum light emission output value P0, and when a print signal is output from the data generation circuit 70, the constant current generation section changes to the current value i0 during automatic light amount control. A current corresponding to Δi is applied from 73, and the maximum light emission output value P1 is supplied to the laser diode 23. Since the slope efficiency of the laser diode 23 changes by a small amount with respect to temperature change, no problem occurs with the above configuration.

【００４３】なお、本第１実施例における以上の解析は
、レーザダイオード２３をその発光部がフレネルレンズ
２４の焦点に設置され、光源ユニット２１から平行光が
出射される場合である。レーザダイオード２３の発光部
をフレネルレンズ２４の焦点よりも僅かに遠い位置に設
定すると、光源ユニット２１からは収束光が出射される
。この場合、前記式（６），（６ａ）の右辺は異なる。 また、ポリゴンミラー３１の後段にｆθレンズ系に代え
てｆθミラー系を設置した場合も同様である。The above analysis in the first embodiment is based on the case where the laser diode 23 has its light emitting part placed at the focal point of the Fresnel lens 24, and parallel light is emitted from the light source unit 21. When the light emitting part of the laser diode 23 is set at a position slightly farther than the focal point of the Fresnel lens 24, convergent light is emitted from the light source unit 21. In this case, the right sides of equations (6) and (6a) are different. Further, the same applies when an fθ mirror system is installed in place of the fθ lens system after the polygon mirror 31.

【００４４】［第２実施例、図９〜図１１参照］そこで
、第２実施例として、光源ユニット２１’から収束光を
出射し、かつ、ｆθミラー系を設けたレーザビーム走査
光学系２０’について説明する。図９において、レーザ
ビーム走査光学系２０’はポリゴンミラー３１の後段に
設けたトーリックレンズ３５、球面ミラー３６、平面ミ
ラー３７を通じてポリゴンミラー３１で偏向走査された
レーザビームを感光体ドラム２上へ結像するように構成
されている。ＳＯＳセンサ４５に対しては一つのミラー
４３でレーザビームを導く。[Second Embodiment, See FIGS. 9 to 11] Therefore, as a second embodiment, a laser beam scanning optical system 20' is provided which emits convergent light from a light source unit 21' and is provided with an fθ mirror system. I will explain about it. In FIG. 9, the laser beam scanning optical system 20' focuses the laser beam deflected and scanned by the polygon mirror 31 onto the photoreceptor drum 2 through a toric lens 35, a spherical mirror 36, and a plane mirror 37 provided after the polygon mirror 31. It is configured to image. A laser beam is guided to the SOS sensor 45 by one mirror 43.

【００４５】ここで、トーリックレンズとは、入射側又
は射出側のいずれか一方の面がトロイダル面で他方の面
が球面、平面又はシリンドリカル面であるレンズをいう
。本実施例において、トーリックレンズ３５は入射側の
面がトロイダル面、射出側の面が球面にて構成されてい
る。トロイダル面とは二つの主経線がそれぞれ異なった
曲率中心を有する面をいう。[0045] Here, the toric lens refers to a lens in which either the entrance side or the exit side is a toroidal surface and the other surface is a spherical, flat, or cylindrical surface. In this embodiment, the toric lens 35 has a toroidal surface on the incident side and a spherical surface on the exit side. A toroidal surface is a surface whose two principal meridians have different centers of curvature.

【００４６】球面ミラー３６はｆθレンズに代わって、
トーリックレンズ３５と共に主走査方向に対する走査速
度を走査域中心からその両端部にわたって均等となるよ
うに（歪曲収差を）補正すると共に、感光体ドラム２上
での主走査方向の像面湾曲を補正する。また、トーリッ
クレンズ３５のトロイダル面は、ポリゴンミラー３１の
面倒れ誤差を補正すると共に、感光体ドラム２上での副
走査方向の像面湾曲を補正する。本実施例ではシリンド
リカルレンズ３０によってビームをポリゴンミラー３１
に集光する一方、トーリックレンズ３５のトロイダル面
によってポリゴンミラー３１の各反射面と集光面とが共
役関係を保持するようにしている。一方、トーリックレ
ンズ３５の球面は、主として主走査方向の像面湾曲を補
正すると共に、歪曲収差の補正を行なう。The spherical mirror 36 replaces the fθ lens,
Together with the toric lens 35, it corrects (distortion aberration) so that the scanning speed in the main scanning direction is equal from the center of the scanning area to both ends thereof, and also corrects the curvature of field on the photosensitive drum 2 in the main scanning direction. . Further, the toroidal surface of the toric lens 35 corrects the surface tilt error of the polygon mirror 31 and also corrects the curvature of field on the photoreceptor drum 2 in the sub-scanning direction. In this embodiment, a cylindrical lens 30 directs the beam to a polygon mirror 31.
On the other hand, the toroidal surface of the toric lens 35 maintains a conjugate relationship between each reflecting surface of the polygon mirror 31 and the light collecting surface. On the other hand, the spherical surface of the toric lens 35 mainly corrects field curvature in the main scanning direction and also corrects distortion.

【００４７】次に、収束光（ｆθミラー系）での像面デ
フォーカスを解析する。主走査方向については、図１０
において、 ａ１：フレネルレンズからその物点までの距離ｂ１：フ
レネルレンズからその像点までの距離Ｌ１：フレネルレ
ンズから走査レンズまでの距離ｂ２：走査レンズからそ
の像面までの距離と設定すると、デフォーカス量ΔＸＨ
は以下の式（２ｂ）で表わされる。Next, image plane defocus in convergent light (fθ mirror system) will be analyzed. For the main scanning direction, see Figure 10.
If we set a1: distance from the Fresnel lens to its object point, b1: distance from the Fresnel lens to its image point, L1: distance from the Fresnel lens to the scanning lens, b2: distance from the scanning lens to its image plane, then Focus amount ΔXH
is expressed by the following equation (2b).

【００４８】[0048]

【数６】[Math 6]

【００４９】例えば、ａ１＝６ｍｍ、ｂ１＝６００ｍｍ
、Ｌ１＝２００ｍｍ、ｂ２＝１５０ｍｍとすると、ΔＸ
Ｈは１３７８．３ΔｆＣＯとなる。一方、副走査方向に
ついては、図１１において、図１０に追加して、Ｌ２：
フレネルレンズからシリンドリカルレンズまでの距離 ｂ３：シリンドリカルレンズからその像点までの距離β
：走査光学系副走査方向横倍率 と設定すると、デフォーカス量ΔＸＶは以下の式（３ｂ
）で表わされる。For example, a1=6mm, b1=600mm
, L1=200mm, b2=150mm, ΔX
H becomes 1378.3ΔfCO. On the other hand, regarding the sub-scanning direction, in FIG. 11, in addition to FIG. 10, L2:
Distance b3 from Fresnel lens to cylindrical lens: Distance β from cylindrical lens to its image point
: When setting the horizontal magnification of the scanning optical system in the sub-scanning direction, the defocus amount ΔXV is calculated using the following formula (3b
).

【００５０】[0050]

【数７】[Math. 7]

【００５１】例えば、ａ１＝６ｍｍ、ｂ１＝６００ｍｍ
、Ｌ２＝５０ｍｍ、ｂ３＝５０ｍｍ、β＝２とすると、
ΔＸＶは７２９ΔｆＣＯとなる。また、デフォーカス後
の主走査方向ビーム径ＤＨ（１／ｅ２値）と副走査方向
ビーム径ＤＶ（１／ｅ２値）は以下の式（２０）、式（
２１）であらわされる。For example, a1=6mm, b1=600mm
, L2=50mm, b3=50mm, β=2,
ΔXV becomes 729ΔfCO. In addition, the main scanning direction beam diameter DH (1/e2 value) and the sub-scanning direction beam diameter DV (1/e2 value) after defocusing are determined by the following formula (20), formula (
21).

【００５２】[0052]

【数８】[Math. 8]

【００５３】θＨ：レーザビーム主走査方向拡がり角θ
Ｖ：レーザビーム副走査方向拡がり角ΔＤＨ：θＨとフ
レネルレンズの開口径ＮＡとの関係から求まる係数 ΔＤＶ：θＶとフレネルレンズの開口径ＮＡとの関係か
ら求まる係数θH: Laser beam main scanning direction spread angle θ
V: Laser beam sub-scanning direction spread angle ΔDH: Coefficient determined from the relationship between θH and the aperture diameter NA of the Fresnel lens ΔDV: Coefficient determined from the relationship between θV and the aperture diameter NA of the Fresnel lens

【００５４】[0054]

【数９】[Math. 9]

【００５５】前記第１実施例と同様に、主走査方向のビ
ーム径の太りを問題とすると、主走査方向での像面デフ
ォーカス量ΔＸＨを示す前記式（２ｂ）とビーム径を示
す前記式（４）とから、以下の式（２２）が得られる。As in the first embodiment, if the problem is the increase in the beam diameter in the main scanning direction, the above formula (2b) representing the image plane defocus amount ΔXH in the main scanning direction and the above formula representing the beam diameter. (4), the following equation (22) is obtained.

【００５６】[0056]

【数１０】[Math. 10]

【００５７】ここで、式（２２）を変形して波長変化量
Δλを求めると、Here, when formula (22) is modified to find the amount of wavelength change Δλ, we get

【００５８】[0058]

【数１１】[Math. 11]

【００５９】従って、本第２実施例においては波長変化
量Δλが式（２２ａ）の右辺の値より小さくなるように
レーザダイオードの駆動電流値を制御すればよい。実用
上許容できるビーム径Ｄ１は波長λによるビーム径Ｄ０
に対して１．２５倍程度である。次に、レーザダイオー
ドの駆動電流との関係を考察すると、前記第１実施例で
説明したのと同様に、前記式（１２），（１５）を式（
２２ａ）へ代入すると、以下の式（２３）が得られる。Therefore, in the second embodiment, the driving current value of the laser diode may be controlled so that the amount of wavelength change Δλ is smaller than the value on the right side of equation (22a). The practically acceptable beam diameter D1 is the beam diameter D0 depending on the wavelength λ.
It is about 1.25 times that of the previous year. Next, considering the relationship with the drive current of the laser diode, the equations (12) and (15) can be replaced by the equation (
By substituting into 22a), the following equation (23) is obtained.

【００６０】[0060]

【数１２】[Math. 12]

【００６１】即ち、ビーム径Ｄを所定の許容値に抑える
ためには、Δｉ（ｉ−ｉ０）を前記式（２３）の右辺の
値以下に設定すればよい。 ［他の実施例］なお、本発明に係るレーザプリンタは前
記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲で種
々に変更することができる。That is, in order to suppress the beam diameter D to a predetermined permissible value, Δi(i−i0) may be set to be less than or equal to the value on the right side of equation (23). [Other Embodiments] Note that the laser printer according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the gist.

【００６２】例えば、光源ユニットを第１実施例の如く
平行光を出射するものとし、ポリゴンミラーの後段を第
２実施例の如くｆθミラー系を設置して走査光学系を構
成してもよい。また、プリンタやレーザビーム走査光学
系の機構は前記実施例に示したもの以外に任意の構成を
採用することができる。For example, a scanning optical system may be constructed by using a light source unit that emits parallel light as in the first embodiment, and installing an fθ mirror system as in the second embodiment after the polygon mirror. Further, the mechanism of the printer and the laser beam scanning optical system may have any configuration other than those shown in the above embodiments.

【００６３】[0063]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、回折効果を有する集光レンズをレーザダイオー
ドと組み合わせて用いたため、小型、軽量の光源ユニッ
トを得ることができ、無調整で走査光学系に組み込むこ
とができる。しかも、レーザダイオードの駆動電流値を
所定の範囲で制御するようにしたため、レーザダイオー
ドの温度上昇に伴う波長変化及びこれに起因する集光レ
ンズの焦点距離の変動を極力抑えることができ、最終的
には走査光学系のデフォーカスを実用上問題とならない
程度に抑えることができる。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, since a condensing lens having a diffraction effect is used in combination with a laser diode, it is possible to obtain a small and lightweight light source unit, which requires no adjustment. can be incorporated into the scanning optical system. Furthermore, since the drive current value of the laser diode is controlled within a predetermined range, it is possible to suppress wavelength changes due to temperature rise of the laser diode and fluctuations in the focal length of the condensing lens due to this as much as possible. In this case, the defocus of the scanning optical system can be suppressed to a level that does not pose a practical problem.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】本発明に係るレーザプリンタの概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer according to the present invention.

【図２】第１実施例を構成するレーザビーム走査光学系
の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a laser beam scanning optical system constituting the first embodiment.

【図３】図２に示されているレーザ光源装置の一部を切
り欠いた斜視図。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the laser light source device shown in FIG. 2;

【図４】図３に示されているフレネルレンズの集光作用
を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing the light focusing effect of the Fresnel lens shown in FIG. 3;

【図５】駆動電流値とレーザ発光出力との関係を示すチ
ャート図。FIG. 5 is a chart showing the relationship between drive current value and laser emission output.

【図６】駆動電流制御回路の一例を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing an example of a drive current control circuit.

【図７】駆動電流制御回路の他の例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing another example of the drive current control circuit.

【図８】駆動電流制御回路のさらに他の例を示すブロッ
ク図。FIG. 8 is a block diagram showing still another example of the drive current control circuit.

【図９】第２実施例を構成するレーザビーム走査光学系
の斜視図。FIG. 9 is a perspective view of a laser beam scanning optical system constituting a second embodiment.

【図１０】図９に示したレーザビーム走査光学系での主
走査方向におけるビームの収束状態を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of beam convergence in the main scanning direction in the laser beam scanning optical system shown in FIG. 9;

【図１１】図９に示したレーザビーム走査光学系での副
走査方向におけるビームの収束状態を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of beam convergence in the sub-scanning direction in the laser beam scanning optical system shown in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０，２０’…レーザビーム走査光学系２１，２１’…
レーザ光源ユニット ２３…レーザダイオード ２４…フレネルレンズ ２８…光量モニタ用フォトダイオード ５５…最大光量調整回路 ５６…最小光量調整回路 ６１，７１…最小光量調整用ボリュウム抵抗６２，７２
…最大光量調整用ボリュウム抵抗７３…定電流発生部20, 20'...Laser beam scanning optical system 21, 21'...
Laser light source unit 23...Laser diode 24...Fresnel lens 28...Photodiode for light intensity monitoring 55...Maximum light intensity adjustment circuit 56...Minimum light intensity adjustment circuit 61, 71...Volume resistor for minimum light intensity adjustment 62, 72
...Volume resistor 73 for adjusting maximum light intensity...Constant current generation section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】　　画像データに応じてレーザダイオード
から放射されたレーザビームを、回折効果を有する集光
レンズを透過させて集光し、偏向器、光学素子を介して
感光体上を走査するレーザプリンタであって、前記レー
ザダイオードの駆動電流制御手段は、レーザダイオード
の発光出力の低下を補償するためにその駆動電流値を増
大させる機能を有し、画像データが「０」のときに対応
する駆動電流値ｉ０を、発光出力が現像しきい値に対応
する駆動電流値よりも小さく設定する一方、画像データ
が「１」のときに対応する駆動電流値ｉ１を、発光出力
が所定濃度の画像を形成するのに必要な駆動電流値より
も大きく設定する機能を有し、レーザダイオードの発振
波長の変化に伴う前記集光レンズの焦点距離の変動に基
づく像面デフォーカスを所定の範囲に収めるように、前
記電流値ｉ０，ｉ１を設定する機能を有すること、を特
徴とするレーザプリンタ。1. A laser that focuses a laser beam emitted from a laser diode according to image data by passing through a condensing lens having a diffraction effect, and scans it on a photoreceptor via a deflector and an optical element. In the printer, the laser diode drive current control means has a function of increasing the drive current value in order to compensate for a decrease in the light emission output of the laser diode, and corresponds to when image data is "0". The drive current value i0 is set to be smaller than the drive current value corresponding to the luminescence output corresponding to the development threshold value, while the drive current value i1 corresponding to when the image data is "1" is set to an image with the luminescence output of a predetermined density. It has a function to set the drive current value larger than the value required to form the laser diode, and keeps the image plane defocus based on the change in the focal length of the condensing lens due to the change in the oscillation wavelength of the laser diode within a predetermined range. A laser printer characterized in that it has a function of setting the current values i0 and i1.