JPS61248658A - レ−ザプリンタ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は画像情報に応じて変調させたレーザビームによ
り、感光体その他の像形成体に所定画像を形成するレー
ザプリンタに係り、更に詳細には周囲温度その他により
変動するレーザビーム発生手段の光出力の安定化を図っ
たレーザプリンタに関する。

「従来の技術」 従来より、例えば半導体レーザを用いたレーザプリンタ
は周知であり、この種のプリンタ１士第２図に示す如く
、プリンタに入力される画像情報に応じて変調させたレ
ーザビームを回転多面鏡２からなる走査光学系に入射さ
れ、該多面鏡２で反射−偏向された１／−ザービームが
焦点レンズ３を通して感光体ドラム４」二にスポットと
して結像し、そして該レーザービームは回転多面鏡２の
回転により主走査方向（感光体軸方向）に主走査され、
−力感光体ドラム４は前記主走査方向と直交する方向（
副走査方向）に回転している為に、前記主走査の繰り返
しにより感光体ドラム４面に画像情報に対応した画素か
らなる潜像が）１００次−ラインドントづつ形成される
こととなる。そして該潜像は図示しない現像装置により
可視像化され、転写装置（図示せず）により所定の記録
媒体に転写されるものである。尚、前記感光体ドラム４
はドラム状ではなくシート状又はベルト状に形成される
場合もある。

ところで前記レーザビームの発生手段として一般に半導
体の単結晶を用いてレーザビームを発生させる、光励起
式又は電子ビーム励起式の半導体レーザ１、又は近年東
京工業大学で開発された一体集積型半導体レーザ１を用
いることが出来るが、この種の半導体レーザ１の光出力
は、駆動電流に比例して増減するのみでなく、周囲温度
及び半導体レーザの経年変化によっても変動することが
よく知られており、この為前記変動誤差を吸収して安定
した光出力が得られるように、前記感光体ドラム４の主
走査開始点近傍にフォトダイオードその他の受光素子５
を配置し、該受光素子５により光電変換された電気信号
に基づいて半導体レーザ１の駆動電流を制御する、出力
安定化回路を付設する必要がある。

第３図はかかる出力安定化回路の公知例を示し、その構
成を簡単に説明すると、先づ回転多面鏡２により走査さ
れた半導体レーザ１よりのレーザビームがフォトダイオ
ード５に入用すると、直流型＠ｉ、５ａによりレーザ光
出力に対応した光電流が流れ、該光電流はオペアンプよ
りなる増幅器６により電圧変換−増幅されてピークホー
ルド回路７に入力される。このピークホールド回路７で
は付設されたタイミング回路７ａのタイミング信号に基
づいてフォトダイオード５がレーザ光出力を十分受光し
且つ安定している間、増幅した電圧波形のピーク値を検
出−保持し、そのピーク電圧を比較器８に出力する。そ
して該比較器８では適正レーザ光出力と対応する基準電
圧と比較し、その差信号を半導体レーザｌの駆動回路に
入力させ、主走査毎にレーザ光出力を制御し、その安定
化を図るものである。（特開昭５９−１０５８８２他）
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、かかる出力安定化回路においてはピーク
ホールド回路７によりレーザ光出力に対応する電圧波形
のピーク値を検出する構成の為に、温度変動その他によ
り、前記フォトダイオード５及び増幅器６にオフセット
電圧その他のノイズが発生する場合があり、第４図Ａに
示す如く、かかるノイズが前記レーザ光出力に対応する
電圧波形に重畳されて印加された場合は、レーザ光出力
が所定の値であったとしても前記電圧波形のピーク値が
見かけ上増減し、その分レーザ光出力に変動が生じるこ
ととなる。特に半導体レーザは一般的に僅かな駆動電流
の増減によりそのレーザ光出力が大幅に変動し、而もそ
の過電流によっては半導体レーザ自体が破壊する危険性
を包含するものであるために、前記ノイズが例え微小電
圧であっても画像品質に与える影響は極めて犬である。

かかる欠点を解消する為、従来技術では例えばピークホ
ールド回路７に付設されたタイミング回路７ａのタイミ
ング信号に基づいてフォトダイオード５がレーザ光出力
を十分受光し且つ安定している間のみ電圧波形のピーク
値を検出するよう構成したもの（特開昭５９−１０５８
６２）も存在するが、前記ノイズは必ずしも電圧波形立
上がり初期のみ発生するとは限らず、前記欠点の解消に
はつながらず、且つ回路構成自体も複雑化する。

又前記従来技術に使用されるピークホールド回路７はす
くなく共相数のオペアンプから構成されるものであり、
而も主走査毎に前記保持されたピーク電圧を解除する為
のリセット信号を、前記タイミング回路に入力させねば
ならず、回路構成が複雑化するのみならず、前記ホール
ド信号及びリセット信号のタイミングずれその他の誤動
作によりやはり正しいピーク電圧を検知し得ない場合が
ある。

このような欠点を解消する為にペルチェ素子よりなる温
度補償回路を用いて前記半導体レーザの周囲温度を制”
御し、そのレーザ光出力を安定化する方法が提案されて
いるが、かかる技術においては単にレーザ光出力の一変
動要素である温度のみしか制御し得す、而もペルチェ素
子自体が高価である故に低価格のレーザプリンタには適
用し得ないという欠点を有す。

本発明が解決しようとする技術的課題は前記受光素子や
増幅器等にノイズが発生してもこれと無関係に常にレー
ザビームの光出力に対応する正しい電圧値を検知し、安
定したレーザビームを出力し得るレーザプリンタを提供
することを１］的とする。

又本発明の他の目的とする所は簡単な回路構成で而も安
価に前記出力安定化回路を構成し得ると共に、前記タイ
ミング回路を用いることなく出力制御を可能にし、この
結果、該回路から生ずる誤動作を除去し得るレーザプリ
ンタを提供することにある。

「問題点を解決する為の手段」 本発明はかかる技術的課題を解決する為に、画像情報に
応じて変調させたレーザビームが像形成体を繰り返し走
査する度に該レーザビームを受光する光電変換手段と、
該光電変換手段により得られた電気信号を所定電圧レベ
ルにおいてスライスしてパルス化するパルス化回路と、
該パルスを積分し、そのパルス幅に対応する波高値（電
圧レベル）を有する電気信号に変換する積分回路とを有
し、該電気信号の電圧レベルと基準電圧とを比較して得
られた制御信号に基づいて前記レーザビームの出力を制
御するよう構成した技術手段を提案する。

この場合前記パルス化回路は、一般に単一のオペアンプ
及びコンパレータで構成されるが、上記光電変換手段に
おいて受光素子に高抵抗を直列接−ズ 続し、その接続点からコンパレータの件拳＃の入力とし
て取りだせばオペアンプは省くことも出来る。

そして前記電気信号の電圧変化は、一般に微小変化であ
る為に、出力側にオペアンプその他の増幅器を介在させ
るのがよい。

「作用」 かかる技術手段によれば、パルス化回路により得られた
パルスは、レーザビームの出力に対応する電気信号の電
圧波形をスライスして形成されるものである為に、その
パルス幅は当然に前記光電変換手段が受光したレーザビ
ームの入用出力と対応して変化しく第４図Ｃ参照）、従
って該パルスを積分することにより該パルス幅に対応し
た波高値（電圧レベル）の電圧波形を有する電気信号が
形成（第４図り参照）され、該波高値は、前記従来技術
のような成る一時点におけるピーク電圧にではなく、レ
ーザビームの各走査毎の受光素子に対する入射出力の平
均値に相当する電圧レベルである為に、前記レーザビー
ムの出力に対応する電気信号の電圧波形の一部にノイズ
が発生してもこれと無関係に常にレーザビームの光出力
に対応する正しい電圧レベルを有する電気信号を得るこ
とが出来、この結果、該電圧レベルを基準電圧と比較し
て得られた制御信号を、半導体レーザの駆動回路に入力
することにより、レーザビームの出力を所望レベルに制
御することが出来る。

又前記積分回路により得られた電気信号の波高値（電圧
レベル）は単に基準電圧との比較の為に用いられるもの
である為に、増幅器による増幅手段は必要であっても高
精度である必要はない。

更にパルス化回路においても、単一のオペアンプと帰還
抵抗とからなるコンパレータにより簡単に構成出来、而
も該パルス化回路は、レーザビームの変調開始位置と終
了時点を定める水平（主走査）同期信号を得る回路の一
部として兼用させることが可能の為に、その回路構成が
簡単に目、っ安価に構成することが可能となる。

更に又、木技術手段は前記パルスを積分することにより
自動的にレーザビームの光出力に対応する波高値（電圧
レベル）を有する電気信号が得られる為に、公知のピー
クホールド回路のようにリセット回路やタイミング回路
を用いる必要がなく、この結果、回路構成の一層の簡単
化と共に、これらの回路から生ずる誤動作を除去するこ
とが可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図は第２図に示すレーザプリンタに本発明を適用し
た場合に用いられる出力安定化回路のブロック図を示し
、作用を中心に各部構成を詳細に説明する。

１０は半導体レーザで、オペアンプ、トランジスタ、可
変抵抗器（いずれも図示せず）等よりなるによって所望
強度のレーザビームが出力される。

１２はアノード側に直流電源が接続されたフォトダイオ
ードで、回転多面鏡２により走査された半導体レーザ１
よりのレーザビームが該ダイオード１２に入射されるこ
とにより、レーザ光出力に対応した光電流が増幅器１３
に出力される。

増幅器１３はオペアンプ１３ａ及び帰還抵抗１３ｂ等よ
り構成され、前記光電流を電圧変換−増幅し、第４図Ａ
に示す波形電圧をコンパレータ１４（パルス化回路）に
出力する。

コンパレータ１４は他の入力端子側に所定電圧Ｖｒｅｆ
が印加された前記増幅器１３より出力された電気信号の
電圧波形を、所定電圧Ｖｒｅｆレベルでスライスして、
第４図Ｃに示す如く、増幅器１３よりの出力電圧の平均
値に対応するパルス幅ｔｌ　、ｔ２＋ｔ３・・・・・・
を有する矩形波パルスを出力させる。

該矩形波パルスは前記半導体レーザの変調開始位置と終
了時点を定める水平（主走査）同期信号として用いられ
ると共に、後記するローパスフィルタ１５（積分回路）
に入力し、該パルス幅Ｅの大小、言い変えれはレーザ光
出力に対応する波高値を有する直流の電気信号を形成す
る。

即ちローパスフィルタ１５はコンデンサーと抵抗（いず
れも図示せず）よりなる積分回路として構成され、前記
矩形波パルスを積分することにより、そのパルス幅ｔｌ
、ｔ２．ｔ３・・・・・・に対応する波高値を有する鋸
歯状の電気信号が得られるが、回路定数を適当に選ぶ事
により第４図　Ｄに示すようなパルス幅ｔｌ、ｔ２．ｔ
３・・・・・・に対応する電圧レベルを有する直流波に
形成する車が出来る。そして該電気信号の波高値の変化
は微小な為に、増幅器１６によりその電気信号を増幅し
た後、差動増幅器１７に入力させる。

差動増幅器１７は、他の入力端子側に所望レーザ光出力
と対応する基準電圧Ｖｓｔを印加して構成され、前記電
気信号の電圧レベルと基準電圧Ｖｓｔを比較し、その差
動増幅信号を半導体レーザ１０の駆動回路１１に入力さ
せる。尚、前記基準電圧Ｖｓｔは所望の画像濃度に応じ
て増減可能に構成することじて駆動電流を制御し、適正
画像濃度に対応させたレーザビームが出力されることと
なる。

かかる実施例によれば前述した通り、本発明の作用効果
が円滑に達成し得る。

「発明の効果」 以−１一記載した如く、本発明によればパルス化回路の
入力側の、受光素子や増幅器等にノイズが発生してもこ
れと無関係に常にレーザビームの光出力に対応する正し
い電圧値を検知し、安定したレーザビームを出力するこ
とが出来る為、常に良好な画像品質を得ることが出来る
。

又本発明は回路構成が簡単で且つ安価であり、故障がす
くなく、且つ小形のレーザプリンタに適用した場合その
実用価値は極めて大きい。

又リセット手段やタイミング手段を用いることがない為
に、誤動作が生じる恐れが大幅に減少する、等の種々の
著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明の実施例に適用されるレーザプリンタの
概略構成図、第１図は本発明の実施例に係る出力安定化
回路のブロック図、第３図は従来技術に係る出力安定化
回路のブロック図、第４図は本発明及び前記従来技術の
作用を説明するグラフ図である。 １０：半導体レーザ（ダイオード） １１：駆動回路　　１２：受光素子　１３：増幅器１４
：コンパレータ　　１５：ローパスフィルタ１６：増幅
器　　１７：差動増幅器 ロ１１／１ 手続補正書　（自発） 昭和６０年８月、２を日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像情報に応じて変調させたレーザビームが像形成体を
   繰り返し走査する度に該レーザビームを受光する光電変
   換手段と、該光電変換手段により得られた電気信号を所
   定電圧レベルにおいてスライスしてパルス化するパルス
   化回路と、該パルスを積分し、そのパルス幅に対応する
   電圧レベルを有する電気信号に変換する積分回路とを有
   し、該電気信号の電圧レベルと基準電圧とを比較して得
   られた制御信号に基づいて前記レーザビームの出力を制
   御するよう構成した事を特徴とするレーザプリンタ