(57)【要約】【課題】電子写真装置において、温度変化、経時変化に起因する半導体レーザの応答速度変化により、１ドット相当のレーザ発光時間が変化し、印刷品質が低下することである。【解決手段】半導体レーザの駆動方法として一般に使用されているＡＰＣ実行時のレーザ供給電流の調整量を基に、１ドット相当のレーザＯＮ／ＯＦＦ時間を調整する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、半導体レーザへ電流を供給する手段と、半導体レーザの光出力を検出する手段と、半導体レーザへ供給する電流を調整する手段と、外部からの画像デ−タ信号に従って半導体レーザへの電流供給をオン／オフする手段と、半導体レーザのオン時間を調整する手段を有し、半導体レーザへ供給する電流を調整して、光出力を一定に制御する半導体レーザ駆動装置において、前記半導体レーザへ供給する電流の調整量を基にレーザオン時間を調整することを特徴とした電子写真装置の半導体レーザ駆動方法。
【請求項２】
複数個の半導体レーザを有するマルチビーム構成の電子写真装置において、前記請求項１記載の方法で各半導体レーザを駆動することを特徴とした電子写真装置の半導体レーザ駆動方法。
【請求項３】
レーザダイオードアレイを有するマルチビーム構成の電子写真装置において、前記請求項１記載の方法で各レーザ素子を駆動することを特徴とした電子写真装置の半導体レーザ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置の半導体レーザ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは温度依存性が強く、温度上昇により、閾値電流の上昇、スロ−プ効率の低下が発生するため、一定の光出力を得る手段として、レーザ光出力をフォトダイオードで検出し、この検出結果に基づいてレーザ駆動電流を制御するＡＰＣ（Auto Ｐower Control）制御が用いられている。また、半導体レーザを高速で変調する場合には、閾値電流値未満のバイアス電流を予め供給しておき、このバイアス電流に変調電流を重畳させて変調をかける方法が一般に使用されている。
【０００３】
図１を用いて、レーザ特性が変化したときの光出力変化を説明する。図１にレーザの電流−光出力特性例を示す。一定のバイアス電流Ｉｂ、変調電流ＩＬＤ＿ｒｅｆで、特性Ｉ−Ｐ＿ｒｅｆのレーザを駆動しているときに、レーザ特性がＩ−Ｐに変化すると光出力はＰ´に低下するが、ＡＰＣ制御により変調電流がΔＩＬＤだけ増加し、所望の光出力Ｐで発光することができる。しかし、変調電流の増加分ΔＩＬＤを供給するのに要する時間分だけ光出力が所望の値Ｐで発光する時間が短くなる。
【０００４】
電子写真装置の印刷速度高速化、高解像度化が進み、１ドット発光時間が短くなるに従い、レーザ特性の変化に起因する１ドット発光時間のバラツキは、印刷結果へ大きく影響するようになる。半導体レーザの駆動制御により１ドットの大きさを均一にする方法として、例えば特許文献１及び特許文献２がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５４７０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１１０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子写真装置において、温度変化、経時変化に起因する半導体レーザの応答速度変化により、１ドット相当のレーザ発光時間が変化し、印刷品質が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高精細画像の印刷が可能な電子写真装置の半導体レーザ駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、半導体レーザと、半導体レーザへ電流を供給する手段と、半導体レーザの光出力を検出する手段と、半導体レーザへ供給する電流を調整する手段と、外部からの画像デ−タ信号に従って半導体レーザへの電流供給をオン／オフする手段と、半導体レーザのオン時間を調整する手段を有し、半導体レーザへ供給する電流を調整して、光出力を一定に制御する半導体レーザ駆動装置において、半導体レーザへ供給する電流の調整量を基にレーザオン時間を調整することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１ドットの大きさが均一となり、高精細画像の印刷が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２を用いて本発明の構成を説明する。半導体レーザ１は、バイアス電流供給回路４と、供給電流量を可変できる変調電流供給回路３により、レーザ発光に必要な電流を供給される。半導体レーザ１の光出力はフォトダイオード２により検出された後、光出力検出部５で増幅され、ＡＰＣ制御部６へ送られる。
【００１１】
ＡＰＣ制御部６は、光出力検出部５から送られた光出力検出値と、光出力基準値の差分を基に、検出値と基準値が等しくなる変調電流ＩＬＤの値を算出し、変調電流供給回路３と、ＯＮ時間制御部７に対して変調電流設定値を送る。ここで、光出力基準値は半導体レーザ１が所望の光出力で発光しているときに光出力検出部５が出力する値を設定している。
【００１２】
変調電流供給回路３は、ＡＰＣ制御部６より送られた変調電流設定値に基づいて、半導体レーザ１へ供給する変調電流ＩＬＤを増減する。
【００１３】
ＯＮ時間制御部７は、ＡＰＣ制御部６より送られた変調電流設定値と、ＩＬＤ＿ｒｅｆ相当の変調電流基準値の差分を基に、レーザＯＮ時間の補正量を算出し、ＯＮ時間調整部８に対してＯＮ時間設定値を送る。ＯＮ時間調整部８は、このＯＮ時間設定に従い、レーザ変調信号ＭｒｅｆのＯＮ時間を補正した信号Ｍ１を出力する。補正後のレーザ変調信号Ｍ１に従って、変調電流供給回路３のＯＮ／ＯＦＦタイミングが制御される。
【００１４】
図１、図３を用いて本発明の効果を説明する。
【００１５】
図３にＯＮ時間補正前レーザ変調信号Ｍｒｅｆ、ＯＮ時間を延長する方向に補正したレーザ変調信号Ｍ１、レーザ供給電流Ｉｏｐ、特性Ｉ−Ｐ＿ｒｅｆのレーザを変調信号Ｍｒｅｆで駆動するときに得られる光出力Ｐｒｅｆ、特性Ｉ−Ｐのレーザを変調信号Ｍｒｅｆで駆動するときに得られる光出力Ｐ０、特性Ｉ−Ｐのレーザを変調信号Ｍ１で駆動するときに得られる光出力Ｐ１の時間変化を示す。
【００１６】
第一に、特性Ｉ−Ｐ＿ｒｅｆのレーザを、補正前変調信号Ｍｒｅｆで駆動するときの光出力Ｐｒｅｆについて説明する。
【００１７】
変調信号ＭｒｅｆがＯＮするタイミング（１）でレーザ供給電流Ｉｏｐが上昇しはじめ、Ｉｏｐが閾値Ｉｔｈ＿ｒｅｆに到達するタイミング（２）でレーザ発光が開始し、光出力Ｐｒｅｆが上昇しはじめる。レーザ供給電流Ｉｏｐが上昇を続け、Ｉｂ＋ＩＬＤ＿ｒｅｆに到達すると（タイミング（４））、光出力Ｐｒｅｆは所望の光出力Ｐでの発光を開始する。
【００１８】
変調信号ＭｒｅｆがＯＦＦするタイミング（６）で、レーザ供給電流Ｉｏｐが減少を開始すると、光出力Ｐｒｅｆも遅延なく減少を開始する。
【００１９】
つまり、レーザが所望の光出力Ｐで発光する時間Ｔｐ＿ｒｅｆは、変調信号ＭｒｅｆのＯＮ時間Ｔｏｎ＿ｒｅｆよりも、時間Ｔｔｈ＿ｒｅｆと時間Ｔｓｌｐ＿ｒｅｆの分だけ短くなる。ここで、発光時間Ｔｐ＿ｒｅｆはレーザの特性変化がない場合に得られる理想的な発光時間であり、本発明の目的は、レーザの特性が変化した場合にも、所望の光出力Ｐで発光する時間を、Ｔｐ＿ｒｅｆと等しくすることである。
【００２０】
第二に、特性Ｉ−Ｐのレーザを、補正前変調信号Ｍｒｅｆで駆動するときの光出力Ｐ０について説明する。
【００２１】
変調信号Ｍ０がＯＮするタイミング（１）でレーザ供給電流Ｉｏｐが上昇しはじめ、Ｉｏｐが閾値Ｉｔｈに到達するタイミング（３）でレーザ発光が開始し、光出力Ｐ０が上昇しはじめる。レーザ供給電流Ｉｏｐが上昇を続け、Ｉｂ＋ＩＬＤに到達すると（タイミング（５））、光出力Ｐ０は所望の光出力Ｐでの発光を開始する。変調信号ＭｒｅｆがＯＦＦするタイミング（６）で、レーザ供給電流Ｉｏｐが減少を開始すると、光出力Ｐ０も遅延なく減少を開始する。
【００２２】
レーザ特性変化がない場合の発光時間Ｔｐ＿ｒｅｆと、レーザ特性変化がある場合の発光時間Ｔｐ０を比較すると、時間Ｔｄだけレーザ特性変化がある場合の発光時間Ｔｐ０の方が短くなっている。Ｔｄは閾値電流値上昇とスロープ効率低下により、光出力Ｐで発光するために必要なレーザ供給電流が増加するために発生するから、
Ｔｄ＝（Ｔｔｈ＋Ｔｓｌｐ）−（Ｔｔｈ＿ｒｅｆ＋Ｔｓｌｐ＿ｒｅｆ）
＝Ｔｐ＿ｒｅｆ−Ｔｐ０  ・・・  式（１）
＝（レーザ供給電流がΔＩＬＤだけ増加するのに要する時間）  ・・・  式（２）
と表すことができる。
【００２３】
第三に、特性Ｉ−Ｐのレーザを、補正後変調信号Ｍ１で駆動するときの光出力Ｐ１について説明する。
【００２４】
変調信号Ｍ１がＯＮするタイミング（１）でレーザ供給電流Ｉｏｐが上昇しはじめ、Ｉｏｐが閾値Ｉｔｈに到達するタイミング（３）でレーザ発光が開始し、光出力Ｐ１が上昇しはじめる。
【００２５】
レーザ供給電流Ｉｏｐが上昇を続け、Ｉｂ＋ＩＬＤに到達すると（タイミング（５））、光出力Ｐ１は所望の光出力Ｐでの発光を開始する。変調信号Ｍ１がＯＦＦするタイミング（７）で、レーザ供給電流Ｉｏｐが減少を開始すると、光出力Ｐ１も遅延なく減少を開始する。
【００２６】
以上、説明したように、光出力Ｐ１の変化は、光出力が減少しはじめるタイミング（７）を除いて、補正なし変調信号Ｍｒｅｆでレーザを駆動したときの光出力Ｐ０の変化と同じである。
【００２７】
光出力Ｐ０が減少をはじめるタイミング（６）と、光出力Ｐ１が減少をはじめるタイミング（７）の時間差ΔＴｏｎは、レーザ変調信号のＯＮ時間補正分である。このとき、レーザが所望の光出力Ｐで発光する時間はΔＴｏｎだけ延長されているから、
Ｔｐ１＝Ｔｐ０＋ΔＴｏｎ  ・・・  式（３）
である。また、式（１）より、
Ｔｐ＿ｒｅｆ＝Ｔｐ０＋Ｔｄ  ・・・  式（４）
である。
【００２８】
式（３）と式（４）を比較すると、実際の発光時間Ｔｐ１と目標とする発光時間Ｔｐ＿ｒｅｆが等しくなるのは、ΔＴｏｎとＴｄが等しい場合であることが分かる。
【００２９】
ここで、式（２）より、レーザＯＮ時間短縮分ＴｄはＡＰＣ制御によるレーザ変調電流ＩＬＤの増分ΔＩＬＤに依存しているが、本発明においてはΔＩＬＤを基にレーザＯＮ時間の補正分ΔＴｏｎを決定しているため、ＯＮ時間補正分ΔＴｏｎがＯＮ時間短縮分Ｔｄに等しくなるように制御することができる。
【００３０】
すなわち、レーザ特性変化のある実際の発光時間Ｔｐ１をレーザ特性変化がない場合の発光時間Ｔｐ＿ｒｅｆに等しくなるように制御することが可能である。
【００３１】
ここまで、レーザの閾値電流値上昇とスロープ効率低下により発光時間が短くなる場合について説明したが、環境温度低下等の原因でレーザの閾値電流値低下とスロープ効率上昇により発光時間がＴｐ＿ｒｅｆよりも長くなる場合にも、ΔＩＬＤの値に従ってレーザ変調信号ＭｒｅｆのＯＮ時間を短縮することにより、発光時間をレーザ特性変化がない場合の発光時間Ｔｐ＿ｒｅｆに等しくなるように制御することが可能である。
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、レーザ特性（閾値電流値とスロープ効率）に関係なく、１ドット発光時間を一定にすることができるため、高精細画像の印刷が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】半導体レーザの電流−光出力特性の説明図である。
【図２】本発明の実施例を示した説明図である。
【図３】本発明の実施例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体レーザ
２  フォトダイオード
３  変調電流供給回路
４  バイアス電流供給回路
５  光出力検出部
６  ＡＰＣ制御部
７  ＯＮ時間制御部
８  ＯＮ時間調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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