JPS62285570A - Semiconductor laser protection circuit - Google Patents

Semiconductor laser protection circuit

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JPS62285570A
JPS62285570A JP61129382A JP12938286A JPS62285570A JP S62285570 A JPS62285570 A JP S62285570A JP 61129382 A JP61129382 A JP 61129382A JP 12938286 A JP12938286 A JP 12938286A JP S62285570 A JPS62285570 A JP S62285570A
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light
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敏洋 武末
Takashi Murahashi
村橋 孝
Toshihiko Nakazawa
利彦 中沢
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Abstract

PURPOSE:To surely protect a laser even if a microcomputer runs away by providing a forced light means lighting a semiconductor laser for a prescribed time and a light inhibition means inhibiting the lighting of the semiconductor laser. CONSTITUTION:An input control means 90 to a light signal of the laser 31 is provided to the input stage of a current generating circuit 48. A forced light signal Sc from a forced light means 80 and a light inhibition signal Sf from a light inhibition means 100 activated at runaway of the microcomputer 52 are fed respectively to the input control means 90. The forced light signal Sc is used to light the laser 31 forcibly for a prescribed period only from the occurrence of runaway and the light inhibition signal Sf is used to detect the level of the laser 31 before destruction depending on the laser light quantity as the result of drive by the signal Sc and to inhibit the lighting of the laser 31 forcibly. Thus, the destruction of the laser 31 due to an overcurrent is prevented in advance.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 [産業上の利用分野] この発明は電子写真式カラー複写機あるいはレーザプリ
ンタなどに使用きれる半導体レーザ駆動回路に適用して
好適な半導体レーザ保護回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention is a semiconductor laser protection device suitable for application to a semiconductor laser drive circuit that can be used in electrophotographic color copying machines, laser printers, etc. Regarding circuits.

[発明の背景] 電子写真式カラー複写機などては、原稿に対応した画像
信号により感光性の像形成体上に静電潜像を形成する手
段として、半導体レーザを使用するものがある。
[Background of the Invention] Some electrophotographic color copying machines use a semiconductor laser as a means for forming an electrostatic latent image on a photosensitive image forming member using an image signal corresponding to a document.

第6図はこのようなカラー複写機1’Oの一例を示す構
成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of such a color copying machine 1'O.

同図は簡易型のカラー複写機の一例である。この複写機
はカラー原稿の色情報を3種類程度の色情報に分解して
カラー画像を記録しようとするものである。分離すべき
色情報として、この例では、黒BK、赤R及び青Bの3
色を例示する。
The figure shows an example of a simple color copying machine. This copying machine attempts to record a color image by separating the color information of a color original into approximately three types of color information. In this example, the color information to be separated is black BK, red R, and blue B.
Illustrate colors.

同図において、11はドラム状をなす像形成体を示し、
その表面にはセレンなどの光導電性感光体表層が形成さ
れ、光学像に対応した静電像(静電潜像)が形成できる
ようになされている。
In the figure, 11 indicates a drum-shaped image forming body,
A photoconductive photoreceptor surface layer made of selenium or the like is formed on its surface, so that an electrostatic image (electrostatic latent image) corresponding to an optical image can be formed.

像形成体11の周面にはその回転方向に向かって順次以
下述べるような部材が配置きれる。
The following members are sequentially arranged on the circumferential surface of the image forming body 11 in the direction of rotation thereof.

像形成体11の表面は帯電器12によって、一様に帯電
きれる。帯電された像形成体11の表面には各色分解像
に基づく像露光(その光を14で示す)がなきれる。
The surface of the image forming body 11 is uniformly charged by the charger 12. The surface of the charged image forming body 11 is no longer subjected to image exposure (the light is indicated by 14) based on each color separation image.

像露光後は所定の現佇器によって現像きれる。After the image is exposed, the image can be developed using a predetermined development stand.

現像器は色分解像に対応しt:数tこけ配置される。The developing units are arranged at several t intervals corresponding to color separated images.

この例では、赤のトナーの現像剤が充填された現像器1
5と、青のトナーの現像剤が充填された現像器16と、
黒のトナーの現像剤が充填された現像器17とが、像形
成体11の回転方向に向かってこれらの順で、順次像形
成体11の表面に対向して配置される。
In this example, developing device 1 filled with red toner developer
5, a developing device 16 filled with a blue toner developer,
The developing devices 17 filled with a black toner developer are sequentially arranged facing the surface of the image forming body 11 in this order in the rotational direction of the image forming body 11.

現像器15〜17は像形成体11の回転に同期して順次
選択され、例えば現像器17を選択することにより、黒
の色分解像(通常の白黒像)が現像される。
The developing devices 15 to 17 are sequentially selected in synchronization with the rotation of the image forming body 11. For example, by selecting the developing device 17, a black color separated image (ordinary monochrome image) is developed.

現像器17側には転写前帯電器19と転写前露光ランプ
20とが設けられ、これらによってカラー画像を記録体
P上に転写しやすくしている。ただし、転写前帯電器1
9及び転写前露光ランプは必要に応じて設けられる。
A pre-transfer charger 19 and a pre-transfer exposure lamp 20 are provided on the developing device 17 side, and these make it easy to transfer the color image onto the recording medium P. However, the pre-transfer charger 1
9 and a pre-transfer exposure lamp are provided as necessary.

像形成体11上に現像されたカラー画像は転写器21に
よって、記録体P上に転写される。
The color image developed on the image forming body 11 is transferred onto the recording medium P by the transfer device 21.

転写された記録体Pは後段の定着器22によって定着処
理がなきれ、その後、記録体Pが排紙される。
The transferred recording medium P undergoes the fixing process by the fixing device 22 at the subsequent stage, and then the recording medium P is discharged.

なお、除電器23は除電器ランプと除電用のコロナ放電
器の一方または両黄の組合せからなる。
The static eliminator 23 includes one or a yellow combination of a static eliminator lamp and a corona discharger for static elimination.

クリーニング装置24はクリーニングブレードやファー
ブラシで構成され、これらによって像形成体11のカラ
ー画像を転写した後のドラム表面ニ付着している残留ト
ナーを除去するようにしている。
The cleaning device 24 is composed of a cleaning blade and a fur brush, and is used to remove residual toner adhering to the drum surface after the color image of the image forming member 11 has been transferred.

上述した帯電器12としてはスコロトロンコロナ放電a
gなどを使用することができる。これは、先の帯電によ
る影響が少なく、安定した帯電を像形成体11上に与え
ることができるからである。
As the charger 12 described above, a scorotron corona discharge a is used.
g etc. can be used. This is because stable charging can be applied to the image forming body 11 with less influence from previous charging.

像露光としてtよ、レーザ光走査装置によって得られる
像露光を利用するようにしている。
As the image exposure, image exposure obtained by a laser beam scanning device is used.

レーザ光走査装置による場合には、画像記録装置の光源
として、小型で安価な半導体レーザを使用することかで
きることに加え、鮮明なカラー画像を記録することがで
きるからである。
This is because when a laser beam scanning device is used, a small and inexpensive semiconductor laser can be used as the light source of the image recording device, and a clear color image can be recorded.

第7図に示す像露光手段はこのレーザ光走査装置30の
一例を示す。
The image exposure means shown in FIG. 7 is an example of this laser beam scanning device 30.

レーザ光走査装置30は、半導体レーザ31を有し、レ
ーザ31は色分解像(例えば、2値データ)に基づいて
光変調される。
The laser beam scanning device 30 includes a semiconductor laser 31, and the laser 31 is optically modulated based on a color separation image (for example, binary data).

レーザ31から出射されたレーザビームはコリメータレ
ンズ32及びシリンドリカルレンズ33を介して回転多
面鏡(ポリゴン)からなるミラースキャナ34に入射す
る。
A laser beam emitted from a laser 31 enters a mirror scanner 34 made of a rotating polygon mirror via a collimator lens 32 and a cylindrical lens 33.

このミラースキャナ34によってレーザピームが偏向さ
れ、これが結像用のf−θレンズ35及びシリンドリカ
ルレンズ36を通して像形成体11の表面に照射される
A laser beam is deflected by the mirror scanner 34 and irradiated onto the surface of the image forming body 11 through an f-θ lens 35 and a cylindrical lens 36 for imaging.

ミラースキャナ34によってレーザビームは像形成体1
1の表面を一定速度で所定の方向aに走査されることに
より、このような走査により色分解像に対応した像露光
がなきれることになる。
The laser beam is directed to the image forming body 1 by the mirror scanner 34.
1 is scanned at a constant speed in a predetermined direction a, such scanning eliminates the image exposure corresponding to the color separation image.

なお、39はフォトセンサを示し、ミラー38で反射さ
れたレーザビームを受けることにより、レーザビームの
走査開始を示すインデックス信号が得られ、このインデ
ックス信号を基準にして1ラインの画像データの書き込
みが行なわれることになる。
In addition, 39 indicates a photosensor, and by receiving the laser beam reflected by the mirror 38, an index signal indicating the start of laser beam scanning is obtained, and one line of image data is written based on this index signal. It will be done.

レーザ光走査装置30を使用する場合には、色分解像ご
とに静電像をずらしながら形成することができるから、
鮮明なカラー画像を記録することができる。
When using the laser beam scanning device 30, it is possible to form electrostatic images while shifting them for each color separation image.
Capable of recording clear color images.

第8図は上述したようなカラー複写機に使用して好適な
レーザ駆動回路40の一例を示す要部の系統図である。
FIG. 8 is a system diagram of essential parts showing an example of a laser drive circuit 40 suitable for use in the above-mentioned color copying machine.

レーザ駆動回路40には、変調信号によってレーザを駆
動する回路の他に、レーザの光量を安定化して適正な光
量値とするための光量安定化回路が設けられている。
The laser drive circuit 40 is provided with a light amount stabilizing circuit for stabilizing the laser light amount to a proper light amount value in addition to a circuit that drives the laser using a modulation signal.

このように光量の安定化回路を設けたのは、レーザの温
度特性が非常に悪いからであり、周囲温度が変化する環
境下での使用を考慮すると、レーザ光量を安定化する光
量安定化回路が必要になるからである。
The reason for providing this light intensity stabilization circuit is that the temperature characteristics of lasers are very poor, and considering that the laser is used in an environment where the ambient temperature changes, a light intensity stabilization circuit that stabilizes the laser light intensity is required. This is because it becomes necessary.

なお、この例はマイクロコンピュータによって光量適正
値を制御するようにした場合である。
Note that this example is a case where the appropriate light amount value is controlled by a microcomputer.

さて、レーザ31は電流発生回路48から出力された駆
動電流(励起電流)により励起きれて、その駆動電流に
対応した光量で発光される。レーザ31より発せられた
レーザビームはフォトセンサ(フォトダイオード等)4
1によってその光量が検出され、その光量に対応した電
流が電流・電圧変換手段42に供給されることによって
、光量に対応した電圧信号に変換される。従って、フォ
トセンサ41及び電流・電圧変換手段器42は光量モニ
タ回路6oとして機能する。
Now, the laser 31 is excited by a drive current (excitation current) output from the current generation circuit 48, and emits light with an amount of light corresponding to the drive current. The laser beam emitted from the laser 31 is sent to a photosensor (photodiode, etc.) 4
1 detects the amount of light, and a current corresponding to the amount of light is supplied to the current/voltage conversion means 42, thereby converting it into a voltage signal corresponding to the amount of light. Therefore, the photosensor 41 and the current/voltage converter 42 function as a light amount monitor circuit 6o.

電圧信号がA/D変換器51でデジタル信号に変換され
たのちマイクロコンピュータ52に供給されることによ
り、デジタル信号の値に対応した予め定められた電流制
御用の出力信号が出力きれる。
The voltage signal is converted into a digital signal by the A/D converter 51 and then supplied to the microcomputer 52, whereby a predetermined current control output signal corresponding to the value of the digital signal can be output.

この制(卸信号はラッチ回路53でラッチされたのち、
D/A変換器47に供給されることによりその出力信号
に応じたアナログ制御信号(電流制御信号)に変換され
る。この電流制御信号が電流発生回路48に供給される
ことにより、この電流制御信号に基づきレーザ31の励
起状態が制i卸されて、その光量が変化する。
After this control (the wholesale signal is latched by the latch circuit 53,
By being supplied to the D/A converter 47, the output signal is converted into an analog control signal (current control signal) according to the output signal. By supplying this current control signal to the current generation circuit 48, the excitation state of the laser 31 is controlled based on this current control signal, and the amount of light thereof is changed.

ところで、レーザ31に供給きれる駆動電流と発光光量
との関係は第9図に示すように、所定の駆動電流値It
hまでは光量は極めて微小しか増大しない。しかし、こ
の駆動電流Ithを越えると急激に光量が増加する特性
を持つ。
By the way, as shown in FIG. 9, the relationship between the drive current that can be supplied to the laser 31 and the amount of emitted light is determined by a predetermined drive current value It.
The amount of light increases only extremely slightly up to h. However, when the driving current Ith is exceeded, the amount of light increases rapidly.

従って、駆動電流が零からこの変曲点Ithに至るまで
は、電流発生回路48に供給される割面電流の値の変化
幅を大きくとり、それ以後は小ざなステップで制御した
方が光量適正値に収束させるまでの時間を大幅に短縮す
ることができるからである。
Therefore, it is better to increase the range of change in the value of the cross-sectional current supplied to the current generation circuit 48 until the drive current reaches this inflection point Ith from zero, and then control it in small steps to achieve an appropriate amount of light. This is because the time it takes to converge to a value can be significantly shortened.

このようなことを考慮して、マイクロコンピュータ52
では、これに供給される入力デジタル信号の値によって
、次のような信号が出力される。
Taking this into consideration, the microcomputer 52
Then, depending on the value of the input digital signal supplied to this, the following signal is output.

すなわち、第10図に示すように、データ書き込みに必
要なレーザ光量の最大値をP max、最小値をPm1
nとした場合、この最小値P winより所定の値だけ
小ざな光量をPlとする。Pmin=Pmax間の光量
が適正光量値となる。
That is, as shown in FIG. 10, the maximum value of the amount of laser light required for data writing is P max, and the minimum value is Pm1.
In the case of n, let Pl be a light amount smaller than this minimum value P win by a predetermined value. The light amount between Pmin and Pmax becomes the appropriate light amount value.

検出光量が21以下であるときには、D/A変換器47
に与えるデジタル値の増加分ΔVをAとする。そして、
21以上で且つPm1n以下であるときには、増加分Δ
V@Bとし、それ以外の場合には、ΔV’z−B(従っ
て、この場合には減少分)に設定される。たt二し、A
、Bの関係はA>B>○ のようにJ距定されているものとする。
When the detected light amount is 21 or less, the D/A converter 47
Let A be the increase in digital value ΔV given to . and,
When it is 21 or more and Pm1n or less, the increase Δ
V@B, and in other cases, it is set to ΔV'z-B (therefore, in this case, the decrease). T2, A
, B are assumed to have a J distance such that A>B>○.

そして、前回のD/A変換器47に出力したデジタル値
Vより、 V+ΔV を算出して、これを新しいVとしてD/A変換器47に
出力されるように制御される。
Then, V+ΔV is calculated from the digital value V that was previously output to the D/A converter 47, and this is controlled to be output to the D/A converter 47 as a new V.

な・お、■は電源オン時のイニシャライズルーチンにお
いて、初期値0にセットされるものとする。
Note that ■ is set to an initial value of 0 in the initialization routine when the power is turned on.

このようなことから、光量安定化のための制御ルーチン
がスタートすると、レーザ31は初期値ΔVに対応する
電流11によって励起され、次のステップでは、2ΔV
が新たな出力信号としてD/A変換器47側に出力され
、これに伴いレーザ31は2ΔVに対応した電流I2に
よって励起きれることになる。
For this reason, when the control routine for stabilizing the light amount starts, the laser 31 is excited by the current 11 corresponding to the initial value ΔV, and in the next step, the laser 31 is excited by the current 11 corresponding to the initial value ΔV.
is output as a new output signal to the D/A converter 47 side, and accordingly, the laser 31 is excited by the current I2 corresponding to 2ΔV.

以下、同様な制御動作が繰返され、検出光量がP1以以
下m1n以下になると、今度はAに代えてBがΔVとし
て使用される。
Thereafter, similar control operations are repeated, and when the detected light quantity becomes less than or equal to P1 or less than m1n, B is used instead of A as ΔV.

その結果、今までよりは電流変化分が少なくなるが、制
御ルーチンが繰返されるに伴って、検出光量が次第に増
加し、最大光量値Pmaxを越えると、今度は−Bによ
って励起電流が制御されることになる。
As a result, the amount of current change is smaller than before, but as the control routine is repeated, the detected light amount gradually increases, and when it exceeds the maximum light amount value Pmax, the excitation current is controlled by -B. It turns out.

かくして、検出光量はPninからPmaxの付近の値
に落ち着くことになる。
In this way, the amount of detected light settles down to a value around Pnin to Pmax.

A及びBは次のように設定することができる。A and B can be set as follows.

すなわち、まず、電量制御ステップをn回繰返したとき
に、Pm1nを若干越えるような値にAが設定され、B
は1回若しくは数回電流制御ステップを繰返したときに
P maxを越えるような値に設定される。
That is, first, when the electricity amount control step is repeated n times, A is set to a value that slightly exceeds Pm1n, and B is set to a value that slightly exceeds Pm1n.
is set to a value that exceeds P max when the current control step is repeated once or several times.

A、Bがあまり大きいときにはPmin=Pmaxに収
束させることができず、あまり小きいときには、収束ま
での時間がかかってしまうからである。
This is because when A and B are too large, it is impossible to converge to Pmin=Pmax, and when A and B are too small, it takes a long time to converge.

続いて、第12図を参照して、上述した光量安定化のた
めの制御プログラムの一例を説明する。
Next, an example of the control program for stabilizing the amount of light described above will be explained with reference to FIG.

まず、光量安定化のための制1alTルーチンがコール
されると、光量制御要求の有無がチェックされる。光量
制御要求の有無は、装置本体の制御を司どる制御ルーチ
ンから得られるフラグの有無によって判断することがで
きる。要求がないならば、この制御ルーチンから抜ける
(ステ ッ プロ 1.62)。光量制御モードである
場合には、レーザ31のオフ状態が判断され、オフであ
るときにはレーザ31が点灯するように制御卸されたの
ちAこの制御ルーチンから抜ける(ステラ プロ 3〜
65)。
First, when the control routine for stabilizing the amount of light is called, it is checked whether there is a request for controlling the amount of light. The presence or absence of a light amount control request can be determined by the presence or absence of a flag obtained from a control routine that controls the main body of the apparatus. If there is no request, exit from this control routine (step 1.62). If it is in the light amount control mode, the off state of the laser 31 is determined, and when it is off, the laser 31 is controlled so that it turns on, and then exits from this control routine (Stella Pro 3~
65).

レーザ31がオン状態にあるときには、検出光量に対応
したA/D変換データが入力きれたのち、検出光量の適
正範囲の有無が判断される(ステップ66.67)。こ
の場合、検出光量が適正範囲(Pmin=Pmax)に
ある場合には、レーザ31をオフにすると共に、光量制
御要求フラグをリセットしたのち、制御ルーチンからメ
インの処理用制御ルーチンに戻る(ステップ68.69
)。
When the laser 31 is in the on state, after the A/D conversion data corresponding to the detected light amount has been inputted, it is determined whether the detected light amount is within the appropriate range (steps 66 and 67). In this case, if the detected light amount is within the appropriate range (Pmin=Pmax), the laser 31 is turned off and the light amount control request flag is reset, and then the control routine returns to the main processing control routine (step 68 .69
).

検出光量が適正範囲にない時には、検出光量のレベルが
設定した光量P1と比較され、Pl以下であるときには
、増加分AをΔVとしてセットし、しかるのち、V+Δ
VをVとしてD/A変換器47に出力する(ステップ7
1〜73)。
When the detected light amount is not within the appropriate range, the level of the detected light amount is compared with the set light amount P1, and if it is less than Pl, the increase A is set as ΔV, and then V + Δ
V is output to the D/A converter 47 as V (step 7
1-73).

ここで、最初の制御ルーチンでは、■=○にイニシャラ
イズされている。
Here, in the first control routine, ■=○ is initialized.

検出光量が21以上になったことが検出されると、適正
範囲(P m1n= P max)にあるかどうかが判
断される。Pm1n以下であるときには、増加分BをΔ
Vとしてセットし、しかるのち、V+ΔVを■としてD
/A変換器47に出力する(ステップ74.75)。
When it is detected that the detected light amount is 21 or more, it is determined whether it is within the appropriate range (P m1n = P max). When Pm1n or less, the increase B is
Set it as V, then set V + ΔV as ■ and set it as D.
/A converter 47 (steps 74 and 75).

このような制御の結果、検出光量がPmax以上になる
と、今度はステップ76に移行し、減少分−BがΔVと
してセットされたのち、D/A変換N47にV−ΔVが
出力される。従って、この制御ルーチン74がコールさ
れた状態では、レーザ31の光量はPm1nからPma
xの間で制御i11されることになる。
As a result of such control, when the detected light amount exceeds Pmax, the process moves to step 76, where the decrease -B is set as ΔV, and then V-ΔV is output to the D/A converter N47. Therefore, when this control routine 74 is called, the light intensity of the laser 31 varies from Pm1n to Pma.
It will be controlled i11 between x.

従って、レーザ31の光量は常に、Pm1nからPma
xの間の何れかの光量値(適正光量値)をもって励起さ
れることになる。
Therefore, the light intensity of the laser 31 is always from Pm1n to Pma
It will be excited with any light amount value (appropriate light amount value) between x.

制御ルーチンは、タイマ割込みによって行なオ)れろ。Control routines should be performed using timer interrupts.

この場合、このタイマ割込みルーチン内に上述した光量
割部プログラムが置かれるか、あるいは、タイマ割込時
にフラグをセットし、メインルーチン内でフラグをチェ
ックし、フラグがセットされているときだけ、制御ルー
チンを実行する。
In this case, either the light intensity division program described above is placed in this timer interrupt routine, or a flag is set at the timer interrupt, the flag is checked in the main routine, and only when the flag is set, control is performed. Run the routine.

ここで、D/A変換器47の出力はグリッジ(ひげ状の
ノイズ)が出やすいので、D/A変換器の出力段にロー
パスフィルタを用いることが多い。そのため、回路の応
答が遅く、ざらにA/D変換器の変換時間が必要なので
タイマ速度の割込みによって光量制御処理を行うと都合
がよい。
Here, since the output of the D/A converter 47 is prone to glitches (whisker-like noise), a low-pass filter is often used at the output stage of the D/A converter. Therefore, the response of the circuit is slow and the conversion time of the A/D converter is required, so it is convenient to perform the light amount control process by interrupting the timer speed.

光量割部は零からスタートしたが、光量P1より低い所
定の値からスタートするように制御ルーチンを構成する
こともできる。
Although the light amount dividing section starts from zero, the control routine can also be configured to start from a predetermined value lower than the light amount P1.

すなわち、初期値をv=Oとするのではなく、V=VO
(○<VO<Vl)に設定することもできる。ここで、
Vlはある温度での光量P1に対応したD/A変換器に
与えるべきデータである。
In other words, instead of setting the initial value to v=O, V=VO
(○<VO<Vl) can also be set. here,
Vl is data to be given to the D/A converter corresponding to the amount of light P1 at a certain temperature.

この場合には、第11図に示すようになるから、光量適
正値に安定化させるまでの制御時間をざらに短縮するこ
とができる。
In this case, as shown in FIG. 11, the control time required to stabilize the light amount to an appropriate value can be significantly shortened.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、上述したように、光量適正値を得る安定化処
理をマイクロコンピュータ52を使用して実行する場合
、マイクロコンピュータ5′2に外部からノイズが飛び
込んだりすると、このマイクロコンピュータ52が暴走
する場合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, as described above, when the microcomputer 52 is used to perform the stabilization process to obtain the appropriate light amount value, if noise enters the microcomputer 5'2 from the outside, , this microcomputer 52 may run out of control.

マイクロコンピュータ52が暴走すると、その出力値は
光量安定化時の光量レベルを保持することができない。
If the microcomputer 52 goes out of control, its output value will not be able to maintain the light amount level when the light amount is stabilized.

この場合、暴走によってマイクロコンピュータ52の出
力値が異常に高くなると、電流発生回路48でLよレー
ザ駆動電流が正常動作時よりも電量が太き(なるように
制(卸されてしまう。
In this case, when the output value of the microcomputer 52 becomes abnormally high due to runaway, the current generation circuit 48 limits the laser drive current to a value larger than that during normal operation.

従って、若しこの駆動電流がレーザ31に対し過大電流
であるようなときには、この過大電流によってレーザ3
1が破壊されるおそれがある。
Therefore, if this drive current is an excessive current for the laser 31, this excessive current may cause the laser 3
1 may be destroyed.

第8図に示す駆動回路40では、このような暴走による
レーザ保護手段が全くないため、マイクロコンピュータ
52が暴走したようなときには、レーザ31を有効に保
護することができない。
The drive circuit 40 shown in FIG. 8 has no means for protecting the laser against such runaway, and therefore cannot effectively protect the laser 31 when the microcomputer 52 goes out of control.

そこで、この発明ではこのような問題点を解決したもの
であって、マイクロコンピュータ52が暴走したような
場合であっても、レーザ31を確実に保護することがで
きる半導体レーザ保護回路を提案するものである。
Therefore, the present invention solves these problems and proposes a semiconductor laser protection circuit that can reliably protect the laser 31 even if the microcomputer 52 goes out of control. It is.

[問題点を解決するための技術的手段]上述の問題点を
解決するため、この発明では、半導体レーザの発光光量
をモニタする光量モニタ回路と、この光量モニタ回路の
出力電圧をデジタル量に変換するA/D変換手段と、デ
ジタル量をアナログ信号に変換するD/A変換手段と、
このアナログ信号に応じて半導体レーザに所定の駆動電
流を流す電流発生手段と、A/D変換出力が一定の範囲
内にあるようにD/A変換手段に与えるデジタル量を制
御するマイクロコンピュータとを有する。
[Technical means for solving the problem] In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a light amount monitor circuit that monitors the amount of light emitted from a semiconductor laser, and converts the output voltage of this light amount monitor circuit into a digital amount. A/D conversion means for converting a digital quantity into an analog signal;
A current generating means for passing a predetermined drive current through the semiconductor laser according to this analog signal, and a microcomputer for controlling the digital amount given to the D/A converting means so that the A/D converted output is within a certain range. have

ざらに、この発明では、D/A変換出力がある一方向に
変化したことを検出したとき、半導体レーザを一定時間
点灯させる強制点灯手段と、光量モニタ回路の出力電圧
が一定値以上になったことを検出しt:とき、半導体レ
ーザの点灯を禁止する点灯禁止手段とを設けたことを特
徴とするものである。
Roughly speaking, the present invention includes forced lighting means for turning on a semiconductor laser for a certain period of time when a change in the D/A conversion output in a certain direction is detected, and an output voltage of a light amount monitoring circuit that exceeds a certain value. The present invention is characterized in that it is provided with a lighting prohibition means for detecting the occurrence of the occurrence of the irradiation of the semiconductor laser and prohibiting the semiconductor laser from being lit at the time t:.

[作用1 マイクロコンピュータが暴走するような場合には、電流
発生回路に供給される電流割部信号はそのレベルか急激
に変化することになるから、この変化時点が強制点灯手
段によって検出されて、変調信号の有無に拘らず、レー
ザが強制点灯される。
[Effect 1] If the microcomputer goes out of control, the level of the current divider signal supplied to the current generation circuit will change rapidly, so the point of this change is detected by the forced lighting means, The laser is forcibly turned on regardless of the presence or absence of the modulation signal.

また、この強制点灯によって、点灯禁止手段ではレーザ
の光量が所定値以上になったことを検出することができ
る。所定値以上のレベルが検出されると、レーザの点灯
状態が強制的に禁止され、これによって過大電流に起因
するレーザの破壊を未然に防止することができる。この
禁止@路は強制点灯回路よりも優先度が高い。
Further, by this forced lighting, the lighting prohibiting means can detect that the amount of laser light has exceeded a predetermined value. When a level equal to or higher than a predetermined value is detected, the lighting state of the laser is forcibly prohibited, thereby making it possible to prevent damage to the laser due to excessive current. This prohibition @ road has a higher priority than the forced lighting circuit.

[実施例] 続いて、この発明に係る半導体レーザ保護回路の一例を
、上述した半導体レーザ駆動回路に適用した場合につケ
、第1図以下を参照して詳細に説明する。
[Embodiment] Next, an example of the semiconductor laser protection circuit according to the present invention, when applied to the above-described semiconductor laser drive circuit, will be described in detail with reference to FIG. 1 and subsequent figures.

第1図に示す実施例は、第8図に示した半導体レーザ駆
動回路に適用した場合であるので、第8図に示す構成と
同一の部分はその説明を省略する。
Since the embodiment shown in FIG. 1 is applied to the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. 8, the explanation of the same parts as the structure shown in FIG. 8 will be omitted.

第1図は、レーザ保護回路を含むレーザ駆動回路40の
一例である。
FIG. 1 is an example of a laser drive circuit 40 including a laser protection circuit.

第1図において、D/A変換器49から得られる電流制
御信号Saはローパスフィルタ55を介して電流発生回
路48に供給される。
In FIG. 1, a current control signal Sa obtained from a D/A converter 49 is supplied to a current generation circuit 48 via a low-pass filter 55.

電流発生回路48の入力段には、レーザ31の点灯信号
に対する入力制御手段90が設けられる。
An input control means 90 for controlling the lighting signal of the laser 31 is provided at the input stage of the current generating circuit 48 .

この入力制御手段9oには、画像データに対応した変調
信号や光量安定化時にに使用される点灯制御用信号のほ
かに、マイクロコンピュータ52の暴走時に動作する強
制点灯手段80からの強制点灯信号Sc及び点灯禁止手
段100からの点灯禁止信号S「が夫々供給される。
In addition to a modulation signal corresponding to the image data and a lighting control signal used for stabilizing the light quantity, the input control means 9o receives a forced lighting signal Sc from the forced lighting means 80 that operates when the microcomputer 52 runs out of control. and a lighting prohibition signal S'' from the lighting prohibition means 100 are supplied, respectively.

強制点灯信号Scは暴走発生時から一定の期間だけレー
ザ31を強制点灯させるために使用するものであり、点
灯禁止信号Sfは強制点灯信号Scによって駆動された
結果のレーザ光量から、レーザ31が破壊される前のレ
ベルを検出して、レーザ31の点灯を強制的に禁止させ
るために使用される。点灯禁止信号Sfは暴走状態の判
別信号としてマイクロコンピュータ52にも供給される
The forced lighting signal Sc is used to force the laser 31 to turn on for a certain period of time after the runaway occurs, and the lighting prohibition signal Sf is used to prevent the laser 31 from being destroyed based on the amount of laser light as a result of being driven by the forced lighting signal Sc. It is used to detect the level before the laser 31 is turned on and forcibly prohibit the lighting of the laser 31. The lighting prohibition signal Sf is also supplied to the microcomputer 52 as a signal for determining a runaway state.

第2図は、強制点灯手段80と入力制御手段90の具体
例を示す。
FIG. 2 shows a specific example of the forced lighting means 80 and the input control means 90.

強制点灯手段80はエツジ検出回路81と、パルス発生
部82とで構成され、エツジ検出回路81には電流側m
信号Saが供給されて、マイクロコンピュータ52の暴
走時に生ずる信号レベルの変化時点が検出される。
The forced lighting means 80 is composed of an edge detection circuit 81 and a pulse generator 82, and the edge detection circuit 81 has a current side m.
The signal Sa is supplied, and the time point at which the signal level changes, which occurs when the microcomputer 52 goes out of control, is detected.

通常の使用状態では、電流制御信号Saは一定のレベル
である。しかし、マイクロコンピュータ52が暴走した
ときには、電流制御信号Saのレベルは急激に変化する
(第5図A)。このレベル変化時点が検出され、そのと
きに得られるエツジ検出信号sbでパルス発生部82が
駆動されて一定パルス幅の強制点灯信号Scが生成され
る(同図B、C)。
In normal use, the current control signal Sa is at a constant level. However, when the microcomputer 52 goes out of control, the level of the current control signal Sa changes rapidly (FIG. 5A). This level change time point is detected, and the edge detection signal sb obtained at that time drives the pulse generator 82 to generate a forced lighting signal Sc with a constant pulse width (see B and C in the same figure).

入力制御手段90はオアゲート91と、アンドゲート9
2とで構成され、オアゲート91には変調信号のほかに
、マイクロコンピュータ52側から送出きれた点灯制御
信号及び上述の強制点灯信号Scが供給され、これらの
信号の何れかが供給されたときには、オア出力が得られ
る。
The input control means 90 includes an OR gate 91 and an AND gate 9.
In addition to the modulation signal, the OR gate 91 is supplied with the lighting control signal completely sent out from the microcomputer 52 side and the above-mentioned forced lighting signal Sc, and when any of these signals is supplied, OR output is obtained.

オア出力と点灯禁止信号Srとはアンドゲート92に供
給され、第5図Fに示す点灯禁止信号Sfがハイレベル
のとき、すなわち通常の動作モードでは、オア出力がそ
のまま点灯信号として電流発生回路48に供給されるこ
とになる。
The OR output and the lighting prohibition signal Sr are supplied to the AND gate 92, and when the lighting prohibition signal Sf shown in FIG. will be supplied to

これに対して、マイクロコンピュータ52の暴走状態が
検出きれると、点灯禁止信号S「がローレベルに反転す
るので、これによってアンドゲート92が閉じ、レーザ
31の駆動が強制的に禁止きれる。
On the other hand, when the runaway state of the microcomputer 52 is successfully detected, the lighting prohibition signal S'' is inverted to a low level, thereby closing the AND gate 92 and forcibly prohibiting the driving of the laser 31.

第3図はローパスフ、イルタ55の一例を示し、この例
では抵抗器56とコンデンサ57とのRC時定数回路が
使用され、その時定数は強制点灯信号Scのパルス幅T
以下に設定される。
FIG. 3 shows an example of a low pass filter 55, in which an RC time constant circuit consisting of a resistor 56 and a capacitor 57 is used, and the time constant is the pulse width T of the forced lighting signal Sc.
It is set as below.

ところで、上述したように強制点灯手段80のほかに、
ローパスフィルタ55を設けたのは次のような理由に基
づく。
By the way, in addition to the forced lighting means 80 as described above,
The reason for providing the low-pass filter 55 is as follows.

すなわち、変調信号が0の状態のとき、つまりレーザ3
1が駆動停止状態にあるとき、マイクロコンピュータ5
2が暴走した場合には、電流制御信号Saが第5図Aに
示すように通常時よりも相当高いレベルになっているよ
うなときには、電流発生回路48からは相当大きな駆動
電流が出力される状態に制御Iされていることになる。
That is, when the modulation signal is 0, that is, when the laser 3
When microcomputer 1 is in a stopped state, microcomputer 5
2 goes out of control, when the current control signal Sa is at a much higher level than normal as shown in FIG. 5A, a considerably large drive current is output from the current generating circuit 48. This means that it is controlled by the state.

この状態のとき、変調信号が1になると、レーザ31に
は、瞬時に過大電流が流れることになる。
In this state, if the modulation signal becomes 1, an excessive current will instantly flow through the laser 31.

このような状態を点灯禁止手段100で即座に検出てき
れば、電流発生回路48への点灯信号が零になるので、
特に問題はない。
If such a state is detected immediately by the lighting inhibiting means 100, the lighting signal to the current generating circuit 48 will become zero.
There are no particular problems.

しかし、点灯禁止手段100系の回路応答速度が遅いよ
うな場合には、レーザ31が過大電流によって破壊きれ
る可能性が高い。
However, if the circuit response speed of the lighting inhibiting means 100 system is slow, there is a high possibility that the laser 31 will be destroyed by excessive current.

また、ローパスフィルタ55の出力Sl(第5図A)が
電流制御信号Saの最大レベルまで到達した状態のとき
に変調信号が1になったようなときにも、電流発生回路
48からは過大電流がレーザ31に供給きれる状態に制
御されているため、上述と同様にレーザ31が破壊され
るおそれが強いO そこで、暴走時は変調信号の有無に拘らず、レーザ31
に所定の点灯信号が供給されるようにすると共に、これ
に同期してローパスフィルタ55を用いて電流制御信号
Saのレベルを徐々に立上げるようにする。
Furthermore, even when the modulation signal becomes 1 while the output Sl (FIG. 5A) of the low-pass filter 55 has reached the maximum level of the current control signal Sa, the current generation circuit 48 generates an excessive current. Since the laser 31 is controlled to be fully supplied to the laser 31, there is a strong possibility that the laser 31 will be destroyed as described above.Therefore, in the event of runaway, the laser 31
A predetermined lighting signal is supplied to the current control signal Sa, and in synchronization with this, the level of the current control signal Sa is gradually raised using a low-pass filter 55.

こうすれば、暴走時でもレーザ31が強制点灯きれると
共に、このレーザ31には、駆動電流が急激に流れるこ
とがない。駆動電流が次第に増加していく途中において
点灯禁止手段100がこの暴走状態を検出し、レーザ3
1を破壊するに足る過大電流が流れる前に、点灯禁止信
号Sfによってレーザ31の駆動を停止させることか可
能になるからである。
In this way, the laser 31 can be forcibly turned on even in the event of runaway, and a driving current will not suddenly flow through the laser 31. While the drive current is gradually increasing, the lighting prohibition means 100 detects this runaway state and stops the laser 3.
This is because the driving of the laser 31 can be stopped by the lighting prohibition signal Sf before an excessive current sufficient to destroy the laser 31 flows.

このように、ローパスフィルタ55を使用して電流制御
信号Saの立上りを緩やかにすることによって、点灯禁
止手段100系及び強制点灯手段8oとしては、応答速
度の遅い回路素子を使用しても、十分に実用に供する。
In this way, by using the low-pass filter 55 to make the rise of the current control signal Sa gradual, even if circuit elements with slow response speeds are used as the lighting prohibition means 100 system and the forced lighting means 8o, it is possible to put it into practical use.

そのため、レーザ保護手段全体として応答速度の遅い回
路素子を使用することができるようになり。これによっ
て、回路全体を安価に構成することができる。
Therefore, circuit elements with slow response speed can be used as the entire laser protection means. This allows the entire circuit to be constructed at low cost.

ざらに、ローパスフィルタ55を設けることによって、
レーザ31にサージ電流が流れにくくなり、レーザ31
の早期劣化を防止できる。
Roughly, by providing the low-pass filter 55,
Surge current becomes difficult to flow through the laser 31, and the laser 31
can prevent early deterioration.

第4図は点灯禁止手段100の一例を示す。FIG. 4 shows an example of the lighting prohibition means 100.

光量に比例した電圧信号Sdは基準電圧源110の基準
電圧REFと比較回路101で電圧比較される(第5図
D)。図示の例では、基準電圧REF以上に電圧信号S
dが上昇したとき、始めて比較出力Seがハイレベルに
反転する(同図E)。
The voltage signal Sd proportional to the amount of light is compared with the reference voltage REF of the reference voltage source 110 by the comparison circuit 101 (FIG. 5D). In the illustrated example, the voltage signal S is higher than the reference voltage REF.
When d rises, the comparison output Se is inverted to a high level for the first time (E in the figure).

基準電圧REFはPmax以上で、レープ31を破壊す
るに足るレベル以下に設定される。
The reference voltage REF is set to be higher than Pmax and lower than a level sufficient to destroy the rape 31.

比較出力SeはD形フリップフロップ102のクロック
端子に供給される。このフリップフロップ102°は装
置電源のオン時にクリヤーされているので、ハイレベル
の比較出力Seが得られたときその反転出力端子Qから
ローレベルの点灯禁止信号Sfが出力される(同図F)
The comparison output Se is supplied to the clock terminal of the D-type flip-flop 102. Since this flip-flop 102° is cleared when the device power is turned on, when a high-level comparison output Se is obtained, a low-level lighting prohibition signal Sf is output from its inverted output terminal Q (FIG. F).
.

その結果、マイクロコンピュータ52の暴走状態がこの
ようにして検出されると、点灯禁止信号Sfのレベルが
反転してレーザ31の点灯状態が強制的にオフせしめら
れることになる。これによって、図示するように電圧信
号Sdは零になる。
As a result, when the runaway state of the microcomputer 52 is detected in this manner, the level of the lighting prohibition signal Sf is reversed, and the lighting state of the laser 31 is forcibly turned off. As a result, the voltage signal Sd becomes zero as shown in the figure.

なお、上述した実施例において、マイクロコンピュータ
52は、光量安定化のための専用マイクロコンピュータ
として設けることもできれば、装置本体の制御を司どる
マイクロコピュータを利用してもよい。
In the embodiments described above, the microcomputer 52 may be provided as a dedicated microcomputer for stabilizing the amount of light, or may be a microcomputer that controls the main body of the apparatus.

また、マイクロコンピュータ52自イ本にA/D変換機
能があるものについては、適正光量値をA/D変換する
A/D変換器51は省略することができる。
Furthermore, if the microcomputer 52 itself has an A/D conversion function, the A/D converter 51 for A/D converting the appropriate light amount value can be omitted.

同様に、マイクロコンピュータ52自体にラッチ機能が
付加されていたり、D/A変換器47にラッチ機能があ
るものを使用する場合にも、当然のことながら、ラッチ
回路53を省略することができる。
Similarly, if the microcomputer 52 itself has a latch function or the D/A converter 47 has a latch function, the latch circuit 53 can of course be omitted.

[発明の効果1 以上説明したように、この発明によれば、強制点灯手段
80と点灯禁止手段100とを設けたので、マイクロコ
ンピュータ52がノイズなどによって暴走した結果、レ
ーザ31に過大な電流が流れても、これを即座に検出し
てレーザ31の駆動状態を強制的に禁止することかでき
る。
[Effect of the Invention 1] As explained above, according to the present invention, since the forced lighting means 80 and the lighting inhibiting means 100 are provided, excessive current is not applied to the laser 31 as a result of the microcomputer 52 going out of control due to noise or the like. Even if it flows, it can be detected immediately and the driving state of the laser 31 can be forcibly prohibited.

その結果、マイクロコンピュータ52の暴走に基づくレ
ーザ31の破壊を未然に防止できる効果がある。
As a result, it is possible to prevent damage to the laser 31 due to runaway of the microcomputer 52.

従って、この発明では、上述したように、簡易型のカラ
ー複写機あるいはレーザプリンタなどに使用されるレニ
ザ駆動回路などに適用して極めて好適である。
Therefore, as described above, the present invention is extremely suitable for application to lens drive circuits used in simple color copying machines, laser printers, and the like.

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

第1図はこの発明に係るレーザイ呆護回路を含む半導体
レーザの駆動回路の一例を示す要部の系統図、第2図は
強制点灯手段と入力制御手段の一例を示す系統図、第3
図はローパスフィルタの一例を示す接続図、第4図は点
灯禁止手段の一例を示す系統図、第5図はマイクロコン
ピュータ暴走時の動作説明に供する波形図、第6図はこ
の発明に適用して好適な簡易型カラー複写機の一例を示
す要部の構成図、第7図はこの発明の説明に供するレー
ザ光走査装置の一例を示す構成図、第8図は半導体レー
ザの駆動回路の系統図、第9図はレーザの励起電流と発
光光量との関係を示す特性図、第10図及び第11図は
夫々光量の安定化調整の動作説明に供する線図、第12
図はレーザ光量の安定化制御動作の一例を示す制御フロ
ーチャートである。 1o・・・カラー複写機 11・・・像形成体たるドラム 30・・・レーザ光走査装置 31・・・半導体レーザ 40・・・駆動回路 41・・・フォトセンサ 42・・・電流・電圧変換手段 47・・・D/A変換器 51・・・A/D変換器 52・・・マイクロコンピュータ 53・・・ラッチ回路 6o・・・光量モニタ回路 80・・・強制点灯手段 90・・・入力制御手段 100・・点灯禁止手段 55・・・ローバスフィルタ 第2図 第3図 第5図 F、唾iJ丁葉」ニイ菖号Si   −一一一一−−−
−−=し一−−−−−−−−−−−−−−−−−−一一
第7図 ZQ;レーr尤定Jトにコr 第8図 釦:wL歓膿4 第12図 第10図 第11  図
FIG. 1 is a system diagram of essential parts showing an example of a semiconductor laser drive circuit including a laser protection circuit according to the present invention, FIG. 2 is a system diagram showing an example of forced lighting means and input control means, and FIG.
The figure is a connection diagram showing an example of a low-pass filter, FIG. 4 is a system diagram showing an example of a lighting prohibition means, FIG. FIG. 7 is a block diagram showing an example of a laser beam scanning device used to explain the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a system of a semiconductor laser drive circuit. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the excitation current of the laser and the amount of emitted light, FIGS.
The figure is a control flowchart showing an example of a stabilization control operation for the amount of laser light. 1o...Color copying machine 11...Drum 30 as an image forming body...Laser beam scanning device 31...Semiconductor laser 40...Drive circuit 41...Photo sensor 42...Current/voltage conversion Means 47...D/A converter 51...A/D converter 52...Microcomputer 53...Latch circuit 6o...Light amount monitor circuit 80...Forced lighting means 90...Input Control means 100...Lighting prohibition means 55...Low-pass filter Fig. 2, Fig. 3, Fig. 5
--=Shiichi----- Figure 10 Figure 11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体レーザと、 この半導体レーザの発光光量をモニタする光量モニタ回
路と、 この光量モニタ回路の出力電圧をデジタル量に変換する
A/D変換手段と、 デジタル量をアナログ信号に変換するD/A変換手段と
、 このアナログ信号に応じて上記半導体レーザに所定の駆
動電流を流す電流発生手段と、 上記A/D変換出力が一定の範囲内にあるように上記D
/A変換手段に与える上記デジタル量を制御するマイク
ロコンピュータとを有すると共に、上記D/A変換出力
がある一方向に変化したことを検出したとき、上記半導
体レーザを一定時間点灯させる強制点灯手段と、 上記光量モニタ回路の出力電圧が一定値以上になったこ
とを検出したとき、上記半導体レーザの点灯を禁止する
点灯禁止手段とを有したことを特徴とする半導体レーザ
の保護回路。
(1) A semiconductor laser, a light amount monitor circuit that monitors the amount of light emitted from this semiconductor laser, an A/D conversion means that converts the output voltage of this light amount monitor circuit into a digital amount, and a D that converts the digital amount into an analog signal. /A converting means; current generating means for causing a predetermined drive current to flow through the semiconductor laser according to the analog signal;
a microcomputer for controlling the digital amount given to the D/A conversion means, and forced lighting means for lighting the semiconductor laser for a certain period of time when detecting that the D/A conversion output has changed in one direction; 2. A protection circuit for a semiconductor laser, comprising lighting prohibiting means for prohibiting lighting of the semiconductor laser when it is detected that the output voltage of the light amount monitor circuit has exceeded a certain value.
(2)上記強制点灯手段はD/A変換出力の立上りを検
出するエッジ検出手段と、そのエッジ検出信号から一定
の時間だけ強制点灯信号を発生させるパルス発生部とで
構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体レーザの保護回路。
(2) The forced lighting means is characterized by comprising an edge detection means for detecting a rising edge of the D/A conversion output, and a pulse generating section that generates a forced lighting signal for a certain period of time from the edge detection signal. A protection circuit for a semiconductor laser according to claim 1.
(3)上記点灯禁止手段は、上記光量モニタ回路の出力
電圧と基準電圧とを比較する比較回路と、その比較出力
が変化したときに所定のパルスを発生させるパルス発生
手段部で構成されてなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体レーザの保護回路。
(3) The lighting prohibition means is composed of a comparison circuit that compares the output voltage of the light amount monitor circuit with a reference voltage, and a pulse generation means section that generates a predetermined pulse when the comparison output changes. A protection circuit for a semiconductor laser according to claim 1, characterized in that:
(4)上記電流発生回路の入力段には、少なくとも上記
強制点灯信号と点灯禁止信号及び画像信号に対応したレ
ーザ変調信号とが供給される入力制御手段が設けられて
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項記
載の半導体レーザの保護回路。
(4) A patent characterized in that the input stage of the current generating circuit is provided with input control means to which at least the forced lighting signal, the lighting prohibition signal, and the laser modulation signal corresponding to the image signal are supplied. A protection circuit for a semiconductor laser according to claims 1 to 3.
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