JPH10190115A - マルチビーム書込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの基準電圧で２つの半導体レーザのＡＰ
Ｃ制御を行っているので半導体レーザの特性のバラツキ
によって画像の濃度ムラを生じる。 【解決手段】 複数のレーザ光源２，３を備え、各々の
レーザ光源を画像信号に応じて駆動し、各々のレーザ光
源から発した複数のレーザ光を感光ドラム上に同時に走
査することによって、光書き込みを行うマルチビーム書
込装置において、各々のレーザ光源から発したレーザ光
の一部を検出する光検出器４と、各々のレーザ光源に対
応して設けられ、各レーザ光源ごとに予め独立して調整
された基準電圧Ｖ３，Ｖ４を発生する基準電圧発生回路
とを備え、各々のレーザ光源ごとに光検出器の出力信号
と対応する基準電圧発生回路の基準電圧を比較すること
によって、各々のレーザ光源の光量を所望の光量に制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやデジタル複写機などに使用される光書込装置、特
に、複数の光ビームを用いて光書き込みを行うマルチビ
ーム書込装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複数のレーザ光源を用い、各々の
レーザ光源のレーザビームを感光体上に同時に走査する
ことによって光書き込みを行うマルチビーム書込方式が
研究されている。このようなマルチビーム書込方式は、
複数の走査線を同時に感光体に照射するため、高速印字
が可能であるばかりでなく、回転多面鏡の回転速度を遅
くできるので、スキャナモータの速度制御を容易に行う
ことができるなどの利点がある。

【０００３】図２はこのようなマルチビーム書込方式の
一例を示している。図２において、１は２つの半導体レ
ーザ２，３を有する半導体レーザアレー、４は半導体レ
ーザ２，３のレーザビームを検知するフォトダイオード
などの光検知器である。半導体レーザアレー１と光検出
器４は図３に示すようにレーザチップとして一体化され
ており、半導体レーザアレー１及び光検出器４は各々基
台５上に近接して配置されている。

【０００４】半導体レーザアレー１は所定間隔を置いて
形成された２つの半導体レーザ２，３からなっていて、
半導体レーザ２，３から発したバックビーム２ｂ，３ｂ
は各々光検出器４で検出される。レーザ駆動回路１１，
１２は各々ＭＰＵ１３から供給される画像信号に応じて
半導体レーザ２，３を駆動する回路であり、半導体レー
ザ２，３から発したレーザ光２ａ，３ａを回転多面鏡
（図示せず）で直線状に走査し、感光ドラム（図示せ
ず）に照射することによって、潜像を形成し光書き込み
を行う。

【０００５】また、増幅器６、サンプルホールド回路
７，８、比較器９，１０は半導体レーザ２，３の光量を
一定に制御するための回路である。半導体レーザ２，３
の光量の検知は光書き込みを行わないブランキング期間
（非画像領域）にＭＰＵ１３の制御によって行う。具体
的には、ＭＰＵ１３は非画像領域でレーザ駆動回路１１
と１２を順次制御して半導体レーザ２，３を時系列的に
発光させる。半導体レーザ２が発光すると、そのバック
ビーム２ｂが光検知器４で検知され、電気信号に変換さ
れる。光検知器４の出力信号は増幅器６で増幅された
後、サンプルホールド回路７に出力される。

【０００６】比較器９ではサンプルホールド回路７の出
力電圧Ｖ１と予め可変抵抗器によって調整された基準電
圧Ｖｓを比較し、その差に応じた制御信号をレーザ駆動
回路１１に出力する。レーザ駆動回路１１では制御信号
に応じて半導体レーザ２の駆動電流を増減し、半導体レ
ーザ２の光量が基準電圧として与えられた目標の光量と
なるように制御を行う。即ち、サンプルホールド回路７
の出力電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｓよりも大きければ半導体
レーザ２の駆動電流を小さくし、出力電圧Ｖ１が基準電
圧Ｖｓよりも小さければ半導体レーザ２の駆動電流を大
きくすることによって半導体レーザ２の光量を一定に制
御する。

【０００７】また、半導体レーザ３が発光すると、同様
にそのバックビーム３ｂが光検知器４で検知され、電気
信号に変換して増幅器６に出力される。増幅器の出力信
号は同様にサンプルホールド回路８に出力される。比較
器１０ではサンプルホールド回路８の出力電圧Ｖ２と基
準電圧Ｖｓを比較し、その差に応じた制御信号をレーザ
駆動回路１２に出力する。レーザ駆動回路１２では同様
に制御信号に応じて半導体レーザ３の駆動電流で増減
し、半導体レーザ３の光量が一定となるように制御を行
う。

【０００８】このようにして非画像領域において各々の
半導体レーザ２、３を時分割で点灯してＡＰＣ制御（Au
tomatic Power Contorol）を行う。一方、画像領域にお
いては、サンプルホールド回路７，８にそれぞれ半導体
レーザ２，３の光量信号がホールドされており、レーザ
駆動回路１１，１２では各々ホールドされた光量信号を
用いて半導体レーザ２，３の光量を目標の光量に制御す
る。このように従来においては、２つの半導体レーザ
２，３の光量を周囲の温度変化などによらず、一定に制
御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、以上の説明のように１つの基準電圧Ｖｓを用いて各
々の半導体レーザのＡＰＣ制御を行っている。ところ
で、基準電圧Ｖｓを決定するには、２つの半導体レーザ
のうちいずれか１つの半導体レーザの特性に合わせて基
準電圧Ｖｓを調整し、以後調整された基準電圧で２つの
半導体レーザのＡＰＣ制御を行っている。従って、もう
１つの半導体レーザは、他方の半導体レーザの特性に合
わせて調整された基準電圧でＡＰＣ制御を行っている。
しかしながら、このような調整方法では、２つの半導体
レーザの特性が異なるので、一方の半導体レーザの特性
に合わせて調整された基準電圧を用いて２つの半導体レ
ーザのＡＰＣ制御を行うと、半導体レーザの特性の違い
によって画像濃度にバラツキを生じる。

【００１０】例えば、２つの半導体レーザの発光波長は
必ずしも同じではないので、発光波長に対して感度特性
を有する感光ドラムに光書き込みを行うと、感光ドラム
表面に形成される潜像の電荷量に差を生じ、印字された
画像に半導体レーザの間隔で画像濃度の違い現われ、濃
度ムラを生じる。また、半導体レーザのレーザ光は出射
したときの広がりに差があるので、レーザ光を光学系で
絞り込むと、個々の半導体レーザのレーザ光の広がりの
違いによってビームスポット径にバラツキを生じる。従
って、このような場合も、ビームスポット径のバラツキ
によって印字された画像に濃度ムラを生じるという問題
があった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、レー
ザ光源の固有特性によらず、濃度ムラのない良質の画像
を得ることができるマルチビーム書込装置を提供するこ
とを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、複数の
レーザ光源を備え、各々のレーザ光源を画像信号に応じ
て駆動し、各々のレーザ光源から発した複数のレーザ光
を像担持体上に同時に走査することによって、像担持体
上に光書き込みを行うマルチビーム書込装置において、
前記各々のレーザ光源から発したレーザ光の一部を検出
するための検出素子と、各々のレーザ光源に対応して設
けられ、各レーザ光源ごとに予め独立して調整された基
準電圧を発生する基準電圧発生回路とを備え、各々のレ
ーザ光源ごとに前記検出素子の出力信号と対応する基準
電圧発生回路の基準電圧を比較することによって、各々
のレーザ光源の光量を所望の光量に制御することを特徴
とするマルチビーム書込装置によって達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のマル
チビーム書込装置の一実施形態の構成を示したブロック
図である。なお、図１においては図２の従来装置と同一
部分は同一符号を付している。図１において、１は２つ
の半導体レーザ２，３を有する半導体レーザアレー、４
はフォトダイオードなどの光検出器である。半導体レー
ザアレー１と光検出器４は図３のように一体化されたも
のを用いている。即ち、図３に示すように基台５上に半
導体レーザアレー１が固着され、その背面に光検出器４
が固着されている。半導体レーザ２，３のバックビーム
２ｂ，３ｂはそれぞれ光検出器４で検出され、詳しく後
述するように光検出器４の出力信号を用いて半導体レー
ザ２，３のＡＰＣ制御を行う。

【００１４】また、増幅器６、サンプルホールド回路
７，８、比較器９，１０、レーザ駆動回路１１，１２は
いずれも図２のものと同じである。増幅器６は光検出器
４の出力信号を増幅し、サンプルホールド回路７，８で
はそれぞれ増幅器６で増幅された半導体レーザ２，３の
光量信号をサンプルホールドし、比較器９，１０では各
々サンプルホールド回路７，８の出力信号と所定の基準
電圧を比較し、その差に応じた制御信号をレーザ駆動回
路１１，１２に出力する。

【００１５】レーザ駆動回路１１，１２では各々制御信
号に応じて半導体レーザ２，３の光量が目標の光量とな
るように駆動電流を制御する。ＭＰＵ１３は装置全体を
制御するプロセッサ回路であり、非画像領域においては
２つの半導体レーザ２，３を時分割で点灯し、各々の半
導体レーザのＡＰＣ制御を行う。一方、画像領域におい
ては、レーザ駆動回路１１，１２に画像データを供給
し、感光ドラム（図示せず）に光書き込みを行う。画像
領域においては、サンプルホールド回路７，８に半導体
レーザ２，３の光量信号がホールドされていて、ホール
ドされた光量信号を用いてＡＰＣ制御を行う。

【００１６】また、本実施形態では、半導体レーザ２，
３に各々対応して基準電圧を発生する基準電圧発生回路
を設けている。半導体レーザ２の基準電圧発生回路は、
可変抵抗器１５，１６、ＭＯＳトランジスタなどのスイ
ッチ素子１８の直列回路からなっていて、予め安定化さ
れた電源電圧Ｖを可変抵抗器１５，１６で調整してい
る。そして、調整された基準電圧Ｖ３を半導体レーザ２
のＡＰＣ制御の基準電圧として比較器９に入力してい
る。また、半導体レーザ３の基準電圧発生回路は、可変
抵抗器１５，１７、ＭＯＳトランジスタなどのスイッチ
素子１９の直列回路から構成され、電源電圧Ｖを可変抵
抗器１７で調整することによって所望の基準電圧Ｖ４を
得ている。調整された基準電圧Ｖ４は半導体レーザ３の
目標の光量として比較器１０へ入力される。

【００１７】ここで、基準電圧Ｖ３とＶ４は、装置の調
整時に予め半導体レーザ２，３の個々の特性に合わせて
独立して調整されている。具体的に説明すると、まず、
半導体レーザ２の光量を調整する場合は、ＭＰＵ１３の
制御によってスイッチ素子１８をオン、スイッチ素子１
９をオフとしておく。この状態で、ＭＰＵ１３の制御に
よってレーザ駆動回路１１を稼動状態とし、半導体レー
ザ２を点灯する。このとき、可変抵抗器１５，１６を調
整して半導体レーザ２の光量が所望の光量となるように
調整する。即ち、半導体レーザ２を点灯するとＡＰＣ制
御が働き、半導体レーザ２の光量信号が比較器９にフィ
ードバックされるので、このときに可変抵抗器１５，１
６を調整することによって、半導体レーザ２の光量が所
望の光量となるように基準電圧Ｖ３を調整している。

【００１８】基準電圧Ｖ３の調整を終了すると、スイッ
チ素子１８をオフし、スイッチ素子１９をオンする。こ
の状態で、レーザ駆動回路１２を稼動状態とし、半導体
レーザ３を点灯する。このとき、同様の方法で可変抵抗
器１７を調整することによって、半導体レーザ３の光量
が所望の光量となるように基準電圧Ｖ４を調整する。こ
のように本実施形態では、半導体レーザ２，３の基準電
圧を半導体レーザ２，３ごとに特性に合わせて独立して
調整している。

【００１９】次に、本実施形態のマルチビーム書込装置
の具体的な動作について説明する。まず、ＭＰＵ１３は
光書き込みを行わない非画像領域でレーザ駆動回路１
１，１２を制御し、半導体レーザ２，３を一定時間づつ
時分割で点灯する。また、これに同期してスイッチ素子
１８，１９を時分割でオンさせる。半導体レーザ２が点
灯すると、光検出器４でそのバックビームが検出され、
光検出器４の出力信号は増幅器６、サンプルホールド回
路７を介して比較器９に入力される。

【００２０】一方、このとき、スイッチ素子１８がオン
しており（スイッチ素子１９はオフ）、前述のように半
導体レーザ２の特性に合わせて調整された基準電圧Ｖ３
が比較器９に入力される。比較器９ではサンプルホール
ド回路７の出力信号と基準電圧Ｖ３を比較してその差に
応じた制御信号を出力し、レーザ駆動回路１１では制御
信号に応じて半導体レーザ２の駆動電流を制御する。こ
のようにしてＡＰＣ制御が働き、このときの半導体レー
ザ２の光量信号はサンプルホールド回路７にホールドさ
れる。

【００２１】また、半導体レーザ３が点灯すると、同様
に光検出器４でバックビームが検知され、検知された光
量信号は増幅器６、サンプルホールド回路８を介して比
較器１０に入力される。一方、このとき、ＭＰＵ１３の
制御によってスイッチ素子１９がオンしており（スイッ
チ素子１８はオフ）、半導体レーザ３の特性に合わせて
調整された基準電圧Ｖ４が比較器１０に入力される。比
較器１０ではその差に応じた制御信号を出力し、レーザ
駆動回路１２では制御信号に応じて半導体レーザ３の駆
動電流を制御する。このようにしてＡＰＣ制御が働き、
このときの光量信号は同様にサンプルホールド回路８に
ホールドされる。

【００２２】画像領域になると、ＭＰＵ１３はレーザ駆
動電流１１，１２にそれぞれ画像データを供給する。ま
た、ＭＰＵ１３はスイッチ素子１８，１９を各々画像デ
ータに同期してオンさせる。これによって、半導体レー
ザ２，３は各々画像データに応じて駆動され、半導体レ
ーザ２，３からの画像データに応じて変調されたレーザ
光は各々偏向器（図示せず）によって直線状に感光ドラ
ム（図示せず）に照射される。

【００２３】また、この場合、前述のようにサンプルホ
ールド回路７，８に光量信号がホールドされており、一
方スイッチ素子１８，１９は画像データに同期してオン
するので、ホールドされた光量信号と各スイッチ素子１
８，１９がオンしたときに供給される基準電圧Ｖ３，Ｖ
４によってＡＰＣ制御が働き、半導体レーザ２，３の光
量はそれぞれ目標の光量に制御される。このようにして
ＭＰＵ１３は順次レーザ駆動回路１１，１２に画像デー
タを供給し、感光ドラム上にレーザ光を走査することに
よって光書き込みを行い、感光ドラム上に１頁分の潜像
を形成する。この後、潜像をトナーを用いて現像し、ト
ナー像を記録紙に転写し、転写されたトナー像を定着す
ることによってプリントを行う。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
々のレーザ光源ごとにレーザ光源の特性に応じて独立し
て基準電圧を調整するようにしたので、レーザ光源の波
長のバラツキやレーザ光の広がりのバラツキなどを、レ
ーザ光源ごとの特性に応じた基準電圧の調整によって吸
収することができる。従って、レーザ光源の特性のバラ
ツキによって生じる画像の濃度ムラを防止することがで
き、レーザ光源の固有特性によらず、濃度ムラのない良
質の画像を得ることができる。また、各レーザ光源の基
準電圧を個別に調整できるので、感光ドラムの交換時な
どに感光ドラムの感度に応じて調整することによって、
感光ドラムの感度バラツキに対しても一定の画質を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチビーム書込装置の一実施形態を
示した回路図である。

【図２】従来例のマルチビーム書込装置を示した回路図
である。

【図３】図２の半導体レーザと光検出器の構成を示した
斜視図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザアレー ２，３ 半導体レーザ ４ 光検出器 ６ 増幅器 ７、８ サンプルホールド回路 ９，１０ 比較器 １１，１２ レーザ駆動回路 １３ ＭＰＵ １５〜１７ 可変抵抗器 １８〜１９ スイッチ素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレーザ光源を備え、各々のレーザ
   光源を画像信号に応じて駆動し、各々のレーザ光源から
   発した複数のレーザ光を像担持体上に同時に走査するこ
   とによって、像担持体上に光書き込みを行うマルチビー
   ム書込装置において、前記各々のレーザ光源から発した
   レーザ光の一部を検出するための検出素子と、各々のレ
   ーザ光源に対応して設けられ、各レーザ光源ごとに予め
   独立して調整された基準電圧を発生する基準電圧発生回
   路とを備え、各々のレーザ光源ごとに前記検出素子の出
   力信号と対応する基準電圧発生回路の基準電圧を比較す
   ることによって、各々のレーザ光源の光量を所望の光量
   に制御することを特徴とするマルチビーム書込装置。