JPS63184460A - レ−ザ光量の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は写真感光材料、すなわち、フィルム等の画像記
録担体を露光して画像等を記録する際に用いられるレー
ザ光源の制御方法および装置に関し、一層詳細には、画
像記録担体の一主走査区間の任意の点の露光量を一定と
するために前記画像記録担体の一主走査区間に対応して
レーザダイオードの発光光量を略正弦的に変化させるこ
との必要な共振型偏向器用のレーザ光量の制御方法およ
び装置において、複数の光量値設定手段を配設し、前記
画像記録担体の一主走査区間を露光する際、先ず、前記
複数の光量値設定手段により前記レーザダイオードのス
ロープ効率（レーザ発振領域における単位駆動電流光た
りの光出力の平均増加値、ΔＰ／Δ■）に係る変調電流
を設定し、次に、当該変調電流を基準に一主走査区間の
間、前記レーザダイオードの発光光量の変化を略正弦状
に調節制御するように構成し、その結果、前記レーザダ
イオードのスロープ効率の経年変化や温度変化を自動的
に排除することを可能とするレーザ光量の制御方法およ
び装置に関する。

一般に、共振型偏向器は高速の画像書込装置として使用
されているが、−主走査区間内での走査速度が、第１図
ａに示すように、略正弦状であって一定ではない。そこ
で、フィルムに対する単位時間当たりの露光量を一定に
してフィルムの露光むらを排除するために、第１図すの
破線に示すように、露光用レーザダイオードの発光光量
出力を前記共振型偏向器の走査速度に対応させて変化さ
せている。つまり、走査速度の遅い主走査区間の両端部
では発光光量出力を低下させ、一方、走査速度の早い中
央部では発光光量出力を増大させることにより、全体と
してフィルムに対する単位時間当たりの露光量が均一に
なるように構成している。

そして、この発光光量出力、すなわち、レーザパワーは
、例えば、第１図すに示すように、中央部で最大値３ｍ
Ｗ、端部で最小値１．２ｍＷになるように調整されてい
る。なお、第１図すにおいてハツチングで示す部分はレ
ーザダイオードに電流が供給されていてレーザダイオー
ドが発光している部分を示す。

ここで、レーザダイオードについてその供給電流とレー
ザパワーの特性例を第１図Ｃに示す。

第１図Ｃに示す特性例の横軸は供給電流を示し、縦軸は
レーザパワーを示す。

今、第１図Ｃの実線で示される特性につい　−て考察す
ると、供給電流Ｉ’ｒ　　（レーザパワー変調電流）に
対してレーザパワーは３ｍＷと１．２　ｍＷの量変化す
ることが判る。この場合においては、レーザパワーの最
大出力３ｍＷ点に係る電流ＩＡ（図中、Ａ点に係る電流
）と変調電流ＩＴを設定することにより、レーザパワー
は３ｍＷと１．２ｍＷの間を制御可能であることが、容
易に諒解出来る。

ところで、前記制御はスロープ効率の値が一定の場合に
は成立するが、例えば、第１図Ｃの破線で示すように、
温度変化や経年変化によりスロープ効率が減少した場合
には、レーザパワーの最大出力設定点３ｍＷ点に係る電
流Ｉ。

（図中、Ｂ点に係る電流）と変調電流Ｉｔを指定しても
、レーザパワーの最小出力値が２ｍＷとなってしまい、
この場合においては、最早、フィルムに対する単位時間
当たりの露光量が一定にならず、結局、フィルムに露光
むらを惹起する虞が存在する。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、共振型偏向器を介して露光されるフィルムの一
主走査区間の任意の点の露光量を一定とするため、複数
の光量値設定手段を配設し、前記画像記録担体の一主走
査区間を露光する際、先ず、前記複数の光量値設定手段
により前記レーザダイオードのスロープ効率に係る変調
電流を設定し、次に、当該変調電流を基準に一主走査区
間の間、前記ダイオードの発光光量の変化を略正弦状に
調節制御することにより、前記レーザダイオードのスロ
ープ効率の経年変化や温度変化を自動的に排除すること
が可能なレーザ光量の制御方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明はレーザ光源の光
量を制御する方法であって、画像記録担体の一主走査区
間をレーザダイオードの導通／非導通により露光して走
査する際、先ず、第１の光量設定手段と第２の光量設定
手段によりレーザダイオードの所定の発光量範囲に係る
変調電流を設定し、次に、当該設定した変調電流に係る
所定の光量を前記画像記録担体の一主走査区間に対応し
て変化させて走査することを特徴とする。

さらにまた、本発明は画像記録担体の一主走査区間に対
応してレーザダイオードの発光量を略正弦的に変化させ
る共振型偏向器のレーザ光源の制御装置において、レー
ザダイオードを駆動する電圧−電流変換手段と、複数の
光量値設定手段を配設し、当該複数の光量値設定手段に
より前記レーザダイオードの所定の発光量範囲に係る電
圧を検出して当該検出した電圧により前記電圧−電流変
換手段の出力電流値を制御するよう構成することを特徴
とする。

次に、本発明に係るレーザ光量の制御方法についてそれ
を実施するための装置との関係において好適な実施態様
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第２図は本発明を実施するための基本ブロック図であっ
て、その中、参照符号１０は一主走査区間に係るゲート
信号、所謂、スキャン信号が接続される端子であって、
当該スキャン信号の接続端子１０はカウンタ１４のリセ
ット入力端子Ｒに接続される。一方、カウンタ１４のク
ロック入力端子にはグリッドパルス導入端子１２からグ
リッドパルスが導入され、その時、カウンタ１４はグリ
ッドパルス毎にカウントアツプされ、その出力信号はル
ックアップテーブルとしてのメモｌ７１６のアドレス入
力端子に導入される。

メモリ１６の出力デジタル信号（本実施態様ではＯＯ乃
至ＦＦ信号）は乗算型Ｄ／Ａ変換器１８のデジタル入力
端子に導入される。当該乗算型Ｄ／Ａ変換器１８のアナ
ログ入力端子Ｍには第１オペアンプ２０の出力端子が接
続され、当該Ｄ／Ａ変換器１８のアナログ出力端子Ａに
はデジタル入力端子り並びにアナログ入力端子Ｍに導入
される信号の積信号が出力される。

前記Ｄ／Ａ変換器１８のアナログ出力端子Ａは第２オペ
アンプ２２の第１入力端子に接続される。

第２オペアンプ２２の出力端子は第１のトランジスタ２
４のベース端子に接続され、当該第１トランジスタ２４
のエミッタは前記第２オペアンプ２２の第２入力端子と
接続されると共に抵抗２６を介して電源＋Ｖに接続され
る。

次に、第１基準電流Ｉ、の流れる第１トランジスタ２４
のコレクタは第２基準電流Ｉ２が流れる第２トランジス
タ２８のコレクタと第３トランジスタ３０のコレクタお
よびレーザダイオード３２のアノードに接続される。レ
ーザダイオード３２のカソードは接地される。そして、
前記第２トランジスタ２８のエミッタは抵抗３４を介し
て＋■電源に接続される。また、当該第２トランジスタ
２８のベースは第３オペアンプ３６の出力端子と接続さ
れる。次いで、前記第３トランジスタ３０のエミッタは
抵抗３８を介して−Ｖ電源に接続される。当該第３トラ
ンジスタ３０のベースに係る端子４０にはフィルム露光
用の導通／非導通信号が導入される。

一方、前記レーザダイオード３２はＰＩＮフォトダイオ
ード４２によってその光出力が検出される。そして、当
該ＰＩＮフォトダイオード４２のアノードは抵抗４４を
介して一■電源に接続されると共に、バッファとしての
第４オペアンプ４６の入力端子に接続される。前記ＰＩ
Ｎフォトダイオード４２のカソードは接地される。前記
第４オペアンプ４６の出力端子は第１のサンプルホール
ド回路４８のアナログ入力端子に接続されると共に、第
２サンプルホールド回路５０のアナログ入力端子に接続
される。ここで、第１のサンプルホールド回路４８のゲ
ート端子ＧＩには第１のサンプリングゲートパルス５２
が導入される。また、前記サンプルホールド回路５０の
ゲート端子Ｇ２には第２のサンプリングゲートパルス５
４が導入される。そして、前記第１サンプルホールド回
路４８のホールド出力端子は前記第３オペアンプ３６の
一方の入力端子に接続され、前記第２サンプルホールド
回路５０の出力端子は前記第１オペアンプ２０の一方の
入力端子に接続される。

そして、第３オペアンプ３６および第１オペアンプ２０
の他方の入力端子には夫々基準光量３ｍＷに係る第１可
変基準電圧源■、と基準光量１．２ｍＷに係る第２可変
基準電圧源Ｖ２が接続される。

本実施態様に係るレーザ光量の制御方法を実施するため
の装置は基本的には以上のように構成されるものであり
、次にその作用並びに効果について説明する。

第３図は第２図に示す基本ブロック図に係る波形図であ
る。第３図ａは一主走査区間に係るスキャン信号を示し
、当該スキャン信号のハイレベルによりカウンタ１４が
動作する。この時、カウンタ１４に導入される図示しな
いグリッドパルス毎にカウンタ１４はカウントアツプす
る。カウンタ１４の出力信号がメモリ１６のアドレス入
力端子に導入されると、メモリ１６のデジタル出力は予
め定められた第３図ｆに示すデジタルパターン値を出力
する。第３図ｆに示すデジタル値は第３図すに示すＳＭ
ＰＬＩのハイレベル部でＦＦ値となり、次に、第３図ｅ
に示すＳＭＰＬ２のハイレベル部でＯＯとなり、次いで
、スキャン信号の略中央部でＦＦ、両端部でＯＯとなる
ように正弦的に増減する。

そこで、今、前記第１可変基準電圧源■１が第１基準光
量、例えば、３ｍＷに係る電圧に調整され、また、第２
可変基準電圧源■２が第２基準光量１．２ｍ　Ｗに係る
電圧に調整されているとする。そして、この場合におい
て、先ず、第３図すに示す第１サンプリングゲートパル
ス５２がハイレベル状態、すなわち、図中、ＳＭＰ　Ｌ
１区間では前記乗算型Ｄ／Ａ変換器１８のアナログ入力
電圧端子Ｍに導入される電圧は無視されるので、第１ト
ランジスタ２４からレーザダイオード３２に供給される
電流は、第３図ｄに示すように、５５ｍＡでピークにな
るように抵抗２６が調整されているものとする。そして
、当該ＳＭＰＬＩ時には、第３図Ｃに示すように、第２
トランジスタ２８からレーザダイオード３２に供給され
る電流Ｉ２は徐々に増加する。そして、１．＋Ｉ　２　
＝７５ｍＡ、すなわち、ＰＩＮフォトダイオード４２の
端子間電圧がレーザダイオード３２のレーザパワーが３
ｍＷに係る電圧になった時に第１サンプルホールド回路
４８がホールドされ（図中、Ｓ１点）、その結果、第２
トランジスタ２８からレーザダイオード３２に供給され
る第２トランジスタ電流■２の値は次の第３図すのＳＭ
ＰＬ１信号がハイレベルになるまでの間２０ｍＡに保た
れる。以上の動作により第１基準光量３ｍＷに係る電圧
がサンプルホールド回路４８によりサンプルホールドさ
れる。

次に、第３図ｅに示す第２サンプリングゲート５４がハ
イレベル状態にある区間の動作、すなわち、図中、ＳＭ
ＰＬ２区間での第２基準光量１．２ｍ　Ｗ点に係るサン
プルホールド動作について説明する。この場合、第２ト
ランジスタ電流Ｉ２は２０ｍＡと一定であるので、第３
図ｄに示すように、第１トランジスタ２４の第１トラン
ジスタ電流■、が制御される。然るに、前述したように
第１トランジスタ電流１．は第１オペアンプ２０の出力
電圧であるＤ／Ａ変換器１８のアナログ入力端子Ｍに加
えられる電圧とＤ／Ａ変換器１８のデジタル入力端子り
に加えられるメモリ１６の出力電圧、すなわち、この場
合においてはＳＭＰＬ２区間の出力信号ＯＯに係る電圧
との積により決定される。従って、この場合、ＳＭＰＬ
２区間で第３図ｄに示す第１トランジスタ電流１．が徐
々に減少し、Ｉ　＋　＋　Ｉ　ｚ　＝６５ｍＡ。

すなわち、ＰＩＮフォトダイオード４２の端子間電圧が
レーザダイオード３２のレーザパワーが１．２ｍＷに係
る電圧に至った時に第２サンプルホールド回路５０はホ
ールドされる（図中、８２点）。その結果、第１トラン
ジスタ２４からレーザダイオード３２に供給される第１
トランジスタ電流■、の値は４５ｍＡにホールドされる
。

以上の動作により第２の基準光量１．２ｍＷに係る電圧
がサンプルホールドされる。

そして、第３図ｅに示すＳＭＰＬ２区間以降ではメモリ
１６の出力値はカウンタ１４の出力値により制御され、
第３図ｆに示すように、１０．２０．４０・・・ＦＯｌ
ＦＦ、ＦＯ・・・４０．２０．１０．００と略正弦状に
出力されるので、この場合、第１トランジスタ２４を流
れる電流も第３図ｄの３２点以降に示すように略正弦状
に変化する。これらによりレーザダイオード３２の光量
は、第３図りに破線で示すように、最大値３ｍＷ、最小
値１．２ｍＷと略正弦状に出力される。これは前記共振
型偏向器の走査速度に反比例した値であり、結果として
、図示しないフィルムに対する単位時間当たりの露光時
間が均一になるように動作する。

なお、この場合、第３トランジスタ３０のベース端子に
フィルム露光用の導通／非導通信号が第３図ｇに示すよ
うに加えられると、レーザダイオード３２からトランジ
スタ３０のＯＦＦ期間、フィルムに対して第３図りに示
すように規定の光量が照射されることになる。

そこで、次に、経年変化や温度変化等によりレーザダイ
オード３２のスロープ効率が減少して、第４図の実線に
示す特性から第４図の破線で示す特性に変化したとする
。この場合、第４図から容易に諒解出来るように、レー
ザパワー３ｍＷ時の必要電流は９０ｍＡとなり１．２ｍ
Ｗ時の必要電流は７０ｍＡとなる。

この変化に対して、第２図に示す本発明の実施態様に示
す回路構成では１スキヤンの開始時に必ず１回、２度の
サンプルホールド動作を行うので、この場合において前
記と同様の考察によりＳＭＰＬＩ区間の時に、Ｉ　２　
＝　３５　ｍ　Ａ　、従って、レーザダイオード３２に
流れる合成電流Ｉ　＋　＋　Ｉ　ｚ　＝９０ｍＡとなり
、ＳＭＰＬ２区間の時にはＩ　ｌ＝３５ｍＡとなるので
、合成電流■。

＋　１２　＝７０ｍＡとなり、結果として、レーザダイ
オード３２のスロープ効率が減少しても同一の光量幅、
すなわち、３ｍＷ乃至１．２ｍＷの出力を得ることが出
来る。

以上が本発明の第１の実施態様であり、次に本発明の他
の実施態様を第５図に示し、その作用を説明する。なお
、第５図において、第２図に示す第１の実施態様で示し
た構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し
、その詳細な説明は省略する。

第５図において、参照符号６０はＤ／Ａ変換器であって
、当該Ｄ／Ａ変換器６０は第１出力設定端子０１、第２
出力設定端子０２およびデジタル入力端子りに導入され
る夫々の値により出力のＶ　ＩＩＥＦ値が決定される。

例えば、０１端子の電圧が３ｖ、０２端子の電圧が５■
である時、Ｄ端子のデジタル値が００．ＦＦ、８０．１
０．００と変化すると、■ＲＥＦ値は３■、５Ｖ、４Ｖ
、３．１２５　Ｖ、３ｖと変化する。すナワち、Ｄ／Ａ
変換器６０の２つの出力設定端子０１．０□の電圧によ
り前記第２図に示す第１の実施態様におけるレーザダイ
オード３２の電流供給用トランジスタの数を２個から１
個に減らすことが可能である。そして、第５図に示す他
の実施態様においては、第１のサンプルホールド回路４
８により第１基準光量３ｍＷに係る光量を決定し、第２
のサンプルホールド回路５０により第２基準光量１．２
ｍＷに係る光量を一義的に決定出来ることになる。

以上のように、本発明によれば、複数の光量値設定手段
を配設し、画像記録担体の一主走査区間を露光する際、
先ず、前記複数の光量値設定手段により前記レーザダイ
オードのスロープ効率に係る変調電流を設定し、次に、
当該変調電流を基準に一主走査区間の間、前記レーザダ
イオードの発光光量の変化を略正弦状に調節制御出来る
ため、前記レーザダイオードの発光効率の経年変化や温
度変化を自動的に排除することが可能なレーザ光量の制
御方法および装置が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、レーザダイオードの電流供給用トランジスタの
極性を反転し、ボルテージフォロワやエミッタフォロワ
とした上で供給電流を設定するための抵抗を前記フォロ
ワの出力端とレーザダイオードとの間に挿入するように
構成し、あるいはスロープ効率検出回路は１スキヤン毎
にサンプルホールドするのではなく電源入力時のみ作動
するようにし、その結果をマイクロコンピュータ等によ
り読み取って電流値を設定することも可能である等、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は共振型偏向器の光量制御に係る説明図、 第２図は本発明によるレーザダイオードの光量制御回路
の第１の実施態様に係るブロック図、第３図は第２図に
示す光量制御回路の波形説明図、 第４図はレーザダイオードの光量出力変化の説明図、 第５図は本発明の他の実施態様の回路ブロック図である
。 １０・・・接続端子 １２・・・グリッドパルス導入端子 １４・・・カウンタ　　　　　　　１６・・・メモリ１
８・・・乗算型Ｄ／Ａ変換器　２０．２２・・・オペア
ンプ３２・・・レーザダイオード ４２・・・ＰＩＮフォトダイオード ４６・・・オペアンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源の光量を制御する方法であって、画像
   記録担体の一主走査区間をレーザダイオードの導通／非
   導通により露光して走査する際、先ず、第１の光量設定
   手段と第２の光量設定手段によりレーザダイオードの所
   定の発光量範囲に係る変調電流を設定し、次に、当該設
   定した変調電流に係る所定の光量を前記画像記録担体の
   一主走査区間に対応して変化させて走査することを特徴
   とするレーザ光量の制御方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、所定
   の発光量範囲に係る変調電流の設定は装置の電源投入時
   の所定時にのみ行うことからなるレーザ光量の制御方法
   。
3. （３）画像記録担体の一主走査区間に対応してレーザダ
   イオードの発光量を略正弦的に変化させる共振型偏向器
   のレーザ光源の制御装置において、レーザダイオードを
   駆動する電圧−電流変換手段と、複数の光量値設定手段
   を配設し、当該複数の光量値設定手段により前記レーザ
   ダイオードの所定の発光量範囲に係る電圧を検出して当
   該検出した電圧により前記電圧−電流変換手段の出力電
   流値を制御するよう構成することを特徴とするレーザ光
   量の制御装置。