JP2001341349A - 電子写真装置の半導体レーザ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザの立ち下がり応答性が向上された
電子写真装置の半導体レーザ制御装置を提供する。 【解決手段】半導体レーザに常時流すバイアス電流値を
半導体レーザの発光を制御する印字データのＯＦＦタイ
ミングに同期して最小ドットを形成する１ドット時間以
下の範囲で強制的に前記バイアス電流値より低下させ
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、半導体レーザの発
光を制御する印字データに同期させて半導体レーザに常
時流すバイアス電流値を制御する電子写真装置の半導体
レーザ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真記録装置においての半導
体レーザの制御方法として、半導体レーザにある一定の
バイアス電流を常時流しておき、半導体レーザの高速応
答性の向上や半導体レーザ自体の発光による温度上昇の
抑制を図っていた。このバイアス電流は通常、半導体レ
ーザの発光による感光体の電位降下が生じない電流値に
設定される。

【０００３】しかし、このバイアス電流を半導体レーザ
のしきい値電流近傍に設定すると、半導体レーザは周囲
温度の変化や半導体レーザの素子劣化により特性が変動
してしまうため、半導体レーザが発光し、その結果、白
紙印刷領域において感光体の電位が降下して現像される
恐れがある。このため、周囲温度の変化や半導体レーザ
の素子劣化による特性変動に対応したバイアス電流や変
調電流の制御を行う必要がある。

【０００４】この半導体レーザ制御方法の一例として、
特開平８−１３９８６９号公報には半導体レーザに供給
する電流をステップ的に上げていき、そのときの半導体
レーザの発光光量が基準値を越えた後の２段目までの電
流値及びその発光光量値を利用して電流と発光光量の比
例関係式からしきい値電流と発光効率を算出し、その算
出結果からバイアス電流と変調電流を制御する方法が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記制御方法は半導体
レーザの立ち上がり応答性に対しては有効な手段である
が、バイアス電流を半導体レーザのしきい値電流近傍に
設定することによって半導体レーザをＯＦＦさせたとき
の半導体レーザの立ち下がり応答性が悪化してしまう。
これは半導体レーザに流している駆動電流が予め設定さ
れているバイアス電流値まで戻ろうとするときに半導体
レーザの内部インピーダンスに影響されて、駆動電流が
半導体レーザのしきい値電流以下になるのに時間がかか
ってしまうためである。つまり、半導体レーザをＯＦＦ
させたときにバイアス電流値をなるべく低く設定したほ
うが半導体レーザの立ち下がり応答性を向上させること
ができる。

【０００６】本発明の目的は、半導体レーザの立ち下が
り応答性が向上された電子写真装置の半導体レーザ制御
装置を提供することにある。また、本発明はバイアス電
流を条件によって低く設定するために消費電力を低減
し、なおかつ半導体レーザの寿命悪化を防ぐことにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、感光体と、
感光体上を帯電する帯電器と、帯電された感光体上をレ
ーザ光によって走査露光する露光光学部と、半導体レー
ザの発光光量を制御するレーザ制御装置と、走査露光し
た画像領域を現像する現像機と、現像された画像を被記
録物に転写する転写器とを有する電子写真装置の半導体
レーザ制御装置において、半導体レーザに常時流すバイ
アス電流値を半導体レーザの発光を制御する印字データ
のＯＦＦタイミングに同期して最小ドットを形成する１
ドット時間以下の範囲で強制的に前記バイアス電流値よ
り低下させることにより達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る半
導体レーザ制御装置を説明する。最初に本発明の一実施
例に係る記録装置の構成及び動作原理について図２を用
いて説明する。図２に示すように記録装置は感光体２０
１の周囲を順に帯電器２０２、半導体レーザ制御装置を
備えた露光光学部２０３、現像機２０４、転写器２０
５、クリーナ２０６、イレーザ２０７が配置された構成
となっている。帯電器２０２で感光体２０１上を一様帯
電し、露光光学部２０３でホスト２１０から送られてく
る印字データ２１１に基づき感光体２０１上を走査露光
する。次に現像機２０４により帯電したトナーを画像領
域に現像し、その後、転写器２０５でトナーを用紙２０
９上に転写する。クリーナ２０６で感光体２０１上に残
留したトナーを除去し、イレーザ２０７で一様除電し、
始めの帯電に戻る。一方、用紙２０９上に転写されたト
ナーは定着器２０８によって用紙２０９上に固着され
る。以上が本発明の一実施例に係る記録装置の構成及び
動作原理の説明である。

【０００９】次に本発明の一実施例に係る露光光学部２
０３の構成及び動作原理について図３を用いて説明す
る。図３に示すように露光光学部２０３は半導体レーザ
制御装置３０１、半導体レーザ３０２、回転多面鏡３０
３、ビーム検知器３０４で構成されている。

【００１０】半導体レーザ制御装置３０１は印字データ
２１１に基づき半導体レーザ３０２に適当な駆動電流Ｉ
Ｄを流す。半導体レーザ３０２は駆動電流ＩＤに基づき
発光し、レーザビームは回転多面鏡３０３によって偏向
され、感光体２０１上を走査露光する。この時、書き出
し位置をそろえるために書き出し直前のレーザビームを
ビーム検知器３０４に導き、書き出し位置を揃えるため
の検出信号ＢＤＴを得ている。また、半導体レーザ３０
２に内蔵されている発光光量測定用のフォトディテクタ
ーから発光光量に比例した電流ＩＰが半導体レーザ制御
装置３０１に流れる。以上が本発明の一実施例に係る露
光光学部２０３の構成及び動作原理の説明である。

【００１１】次に本発明の一実施例に係る半導体レーザ
制御装置３０１の構成及び動作原理について図１を用い
て説明する。図１に示すように半導体レーザ制御装置３
０１はサンプルホールド回路１０１、変調電流用スイッ
チング電流回路１０２、バイアス電流用定電流回路１０
３、遅延素子１０４、反転素子１０５、ＡＮＤ素子１０
６、トランジスタ１０７、抵抗器１０８で構成されてい
る。

【００１２】半導体レーザ３０２は一般的に駆動電流Ｉ
Ｄが一定でも周囲の温度や素子の劣化によって発光光量
が変動してしまう。そのため、半導体レーザ３０２に内
蔵されているフォトディテクタＰＤによって半導体レー
ザ３０２の発光光量を測定し、そのときの発光光量に比
例した電流ＩＰをサンプルホールド回路１０１によって
サンプリングを行う。サンプルホールド回路１０１は発
光光量目標値Ｐと実際の発光光量を比較し、発光光量が
目標値に比べて小さい場合は変調電流用スイッチング電
流回路１０２から出力される変調電流ＩＳＷを増加させ
るように制御を行い、発光光量が目標値に比べて大きい
場合は変調電流ＩＳＷを減少させるように制御を行う。
このような制御を行うことによって半導体レーザ３０２
を印字データ２１１に従って安定した発光光量で発光さ
せることができる。また、バイアス電流用定電流回路１
０３は半導体レーザ３０２にバイアス電流ＩＢを常時流
すための定電流発生回路である。

【００１３】次に本発明の一実施例に係るバイアス電流
強制ＯＦＦ機能について説明する。バイアス電流強制Ｏ
ＦＦ機能は遅延素子１０４、反転素子１０５、ＡＮＤ素
子１０６、トランジスタ１０７、抵抗器１０８で構成さ
れている。この機能は印字データ２１１の立ち下がりに
同期して半導体レーザ３０２に常時流しているバイアス
電流ＩＢを強制的に低下させるものであり、動作タイミ
ングチャートを図４に示す。ホスト２１０から送られて
くる印字データ２１１を遅延素子１０４、及び反転素子
１０５に入力し、遅延素子１０４によって印字データ２
１１を最小ドットを形成する１ドット時間以下の範囲で
遅延、及び反転素子１０５によって反転させ、その後Ａ
ＮＤ素子によって強制ＯＦＦ信号を作成し、トランジス
タ１０７に入力する。トランジスタ１０７は強制ＯＦＦ
信号に従って半導体レーザ３０２に常時流れているバイ
アス電流ＩＢをトランジスタ側に引き込み強制的に低下
させる。このとき、トランジスタ１０７で引き込む電流
値ＩＯＦＦは抵抗器１０８の抵抗値によって設定するこ
とができる。

【００１４】次にバイアス電流強制ＯＦＦを行ったとき
の効果について図５、図６を用いて説明する。一般的な
半導体レーザ制御方法として、半導体レーザの高速応答
性の向上や半導体レーザ自体の発光による温度上昇の抑
制をするために半導体レーザにある一定のバイアス電流
ＩＢを常時流しておく。このバイアス電流ＩＢは通常、
半導体レーザの発光による感光体の電位降下が生じない
電流値に設定されるため、半導体レーザのしきい値電流
Ｉｔｈ以下でなおかつその近傍に設定される。しかし、
バイアス電流ＩＢを半導体レーザのしきい値電流Ｉｔｈ
近傍に設定することによって駆動電流が半導体レーザの
しきい値電流Ｉｔｈに達する時間が短くなり半導体レー
ザの立ち上がり応答性は向上するものの、図６に示すよ
うに半導体レーザをＯＦＦさせたときの半導体レーザの
立ち下がり応答性は悪化してしまう。これは半導体レー
ザに流している駆動電流が予め設定されているバイアス
電流値まで戻ろうとするときに半導体レーザの内部イン
ピーダンスに影響されて、駆動電流が半導体レーザのし
きい値電流以下になるのに時間がかかってしまうためで
ある。つまり、半導体レーザをＯＦＦさせたときにバイ
アス電流値をなるべく低く設定したほうが半導体レーザ
の立ち下がり応答性を向上させることができる。そのた
め、印字データのＯＦＦタイミングに同期して半導体レ
ーザに流しているバイアス電流ＩＢを強制的に低下させ
ることによって半導体レーザの立ち下がり応答性を向上
することができる。以上が本発明の一実施例の説明であ
る。

【００１５】なお、本実施例はバイアス電流を低下させ
るために遅延素子、反転素子、ＡＮＤ素子、トランジス
タ、抵抗器を用いているが、これに限られるものではな
い。例えば、バイアス電流を流すための定電流回路を直
接制御してバイアス電流を低下させても何ら問題ない。
この場合、最小ドットを形成する１ドット時間以下で電
流を制御できる定電流回路を使用すれば十分可能であ
る。

【００１６】また、本実施例はバイアス電流を通常は固
定値として、印字データのＯＦＦタイミングに同期して
バイアス電流を強制的に低下させているが、これに限ら
れるものではない。本発明は半導体レーザをＯＦＦさせ
るときのバイアス電流値を半導体レーザを発光させると
きのバイアス電流値より低く設定することができれば、
バイアス電流は固定でなくても良い。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザの発光を
制御する印字データに同期してバイアス電流を制御する
ことにより半導体レーザの立ち下がり応答性を向上させ
ることができる。また、バイアス電流を条件によって低
くするために消費電力を低減し、なおかつ半導体レーザ
の寿命悪化も防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る半導体レーザ制御装置
の構成図。

【図２】本発明の一実施例に係る記録装置の構成図。

【図３】図１の半導体レーザ制御装置を備えた露光光学
部の構成図。

【図４】本発明の一実施例に係る動作タイミングチャー
ト。

【図５】半導体レーザの駆動電流に対する発光光量の関
係を示す説明図。

【図６】本発明の一実施例に係る効果を示す説明図。

【符号の説明】

１０１…サンプルホールド回路、１０２…変調電流用ス
イッチング電流回路、１０３…バイアス電流用定電流回
路、１０４…遅延素子、１０５…反転素子、１０６…Ａ
ＮＤ素子、１０７…トランジスタ、１０８…抵抗器、２
０１…感光体、２０２…帯電器、２０３…露光光学部、
２０４…現像機、２０５…転写器、２０６…クリーナ
ー、２０７…イレーザ、２０８…定着器、２０９…用
紙、２１０…ホスト、２１１…印字データ、３０１…半
導体レーザ制御装置、３０２…半導体レーザ、３０３…
回転多面鏡、３０４…レーザビーム検知器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA61 AA75 2H076 AB05 AB12 DA17 DA19 DA42 5C074 AA15 AA17 BB03 BB26 CC26 DD08 EE06 GG02 GG12 5F073 AB21 BA09 FA02 GA03 GA12 GA24 GA25 GA38

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、感光体上を帯電する帯電器と、
   帯電された感光体上をレーザ光によって走査露光する露
   光光学部と、半導体レーザの発光光量を制御するレーザ
   制御装置と、走査露光した画像領域を現像する現像機
   と、現像された画像を被記録物に転写する転写器とを有
   する電子写真装置の半導体レーザ制御装置において、半
   導体レーザに常時流すバイアス電流値を半導体レーザの
   発光を制御する印字データのＯＦＦタイミングに同期し
   て最小ドットを形成する１ドット時間以下の範囲で強制
   的に前記バイアス電流値より低下させることを特徴とす
   る電子写真装置の半導体レーザ制御装置。