JP2000183446A - Detector of degradation of semiconductor laser - Google Patents

Detector of degradation of semiconductor laser

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JP2000183446A
JP2000183446A JP10354598A JP35459898A JP2000183446A JP 2000183446 A JP2000183446 A JP 2000183446A JP 10354598 A JP10354598 A JP 10354598A JP 35459898 A JP35459898 A JP 35459898A JP 2000183446 A JP2000183446 A JP 2000183446A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To find out a degradation of a semiconductor laser in an earlier stage without being influenced by a change in a differential efficiency due to temperature and an irregular differential efficiency caused by a difference of a manufacturing lot of a semiconductor laser by providing a degradation judging means for judging the degradation of a semiconductor laser based on an initial differential efficiency and a differential efficiency at any time. SOLUTION: A CPU 14 calculates an initial differential efficiency at an environmental temperature stored in a RAM 18 based on an initial differential efficiency characteristic stored in a ROM 16. Then, the CPU 14 calculates a ration of a differential efficiency at any time to the initial differential efficiency to judge whether the ratio is at least a degradation reference value (for example, 0.75) or not. When the ratio is judged smaller than 0.75, the CPU 14 makes a display indicating that there is degradation. When the radio is 0.75 or above, and the accumulated printed number is judged less than a specified value, it is judged whether the ratio is 0.9 or above. When the ratio is 0.9 or above, the LD is judged normal, since a change of the ratio to the initial differential efficiency is less than 0.1, if the ratio is less than 0.9, the LD is judged degraded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの劣
化検出装置に係り、特に、デジタル複写機やレーザプリ
ンタ等の画像形成装置に使用される半導体レーザの劣化
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting deterioration of a semiconductor laser, and more particularly to a device for detecting deterioration of a semiconductor laser used in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、レーザプリンタや電子写真複写
機等の画像形成装置は、図5に示すように、帯電装置5
2によって表面が一様に帯電された感光体60上を、走
査装置50によって画像データに基いて変調されたレー
ザ光を走査することにより静電潜像を形成し、得られた
静電潜像にトナー供給装置52によってトナーを供給し
て顕像化した後、転写部54において記録紙などの記録
媒体48上に転写し定着ローラ55によって定着させ
る、いわゆる電子写真方式によって画像を形成してい
る。
2. Description of the Related Art Generally, an image forming apparatus such as a laser printer or an electrophotographic copying machine has a charging device 5 as shown in FIG.
An electrostatic latent image is formed by scanning a laser beam modulated on the basis of image data by the scanning device 50 on the photoreceptor 60 whose surface is uniformly charged by 2 and the obtained electrostatic latent image After the toner is supplied by a toner supply device 52 to form a visible image, the image is transferred onto a recording medium 48 such as a recording sheet in a transfer unit 54 and fixed by a fixing roller 55, so that an image is formed by a so-called electrophotographic method. .

【0003】転写後の感光体60の表面は、クリーニン
グ部56によってクリーニングされて再び帯電装置52
によって表面が一様に帯電され、上述の処理が繰り返さ
れる。
The surface of the photoreceptor 60 after the transfer is cleaned by a cleaning unit 56 and is again charged.
As a result, the surface is uniformly charged, and the above-described processing is repeated.

【0004】レーザビームを感光体上に走査する光走査
装置50は、図6に示すように、半導体レーザであるレ
ーザダイオード26(以下、LD26と称する。)、コ
リメータレンズ28、ポリゴンミラー36、fθレンズ
40、反射ミラー42、シリンダミラー44から構成さ
れている。
As shown in FIG. 6, an optical scanning device 50 for scanning a laser beam on a photoreceptor has a laser diode 26 (hereinafter, referred to as an LD 26) as a semiconductor laser, a collimator lens 28, a polygon mirror 36, and fθ. It comprises a lens 40, a reflection mirror 42, and a cylinder mirror 44.

【0005】LD26は、画像データに基いて変調され
た点滅タイミングに応じてレーザ光を出力する。LD2
6からのレーザ光はコリメータレンズ28を介してポリ
ゴンミラー36に入射する。
[0005] The LD 26 outputs a laser beam according to the blink timing modulated based on the image data. LD2
The laser beam from 6 enters the polygon mirror 36 via the collimator lens 28.

【0006】ポリゴンミラー36は、モータ駆動基板3
8上に固定された図示しない駆動モータによって等角速
度で回転される。この回転によってポリゴンミラー36
に入射したレーザ光の反射角が変更されるので、結果と
して感光体上の一方向に沿ってレーザ光が主走査される
こととなる。
[0006] The polygon mirror 36 is used for the motor driving board 3.
The motor 8 is rotated at a constant angular speed by a drive motor (not shown) fixed on the motor 8. This rotation causes the polygon mirror 36
The reflection angle of the laser light incident on the photosensitive member is changed, and as a result, the main scanning of the laser light is performed along one direction on the photoconductor.

【0007】fθレンズ40は、ポリゴンミラー36の
回転に伴って照射位置が変わるレーザ光の焦点位置を同
一平面上とし、且つ、レーザ光が等速度で前記同一平面
上を主走査するように集光する。
The fθ lens 40 sets the focal position of the laser beam, the irradiation position of which changes with the rotation of the polygon mirror 36, on the same plane, and collects the laser beam so as to main-scan the same plane at a constant speed. Light.

【0008】fθレンズ40を介したレーザ光は、反射
ミラー42により反射されてシリンダミラー44に入射
し、シリンダミラー44によって図示しない感光体上に
導かれるように光路が偏向される。なお、近年では、L
D26、コリメータレンズ28、ポリゴンミラー36、
fθレンズ40、反射ミラー42、シリンダミラー44
をユニット化したROS(Raster Output Scanner)が
提案されている。
The laser light passing through the fθ lens 40 is reflected by a reflection mirror 42 and enters a cylinder mirror 44, and the optical path is deflected by the cylinder mirror 44 so as to be guided onto a photosensitive member (not shown). In recent years, L
D26, collimator lens 28, polygon mirror 36,
fθ lens 40, reflection mirror 42, cylinder mirror 44
ROS (Raster Output Scanner) has been proposed.

【0009】一般に、このような構成の光走査装置にお
いて、画像の書き出しタイミングを得るために、主走査
開始位置に受光素子から構成されるスタートオブスキャ
ンセンサ32(以下、SOSセンサ48と称す。)が設
けられている。
In general, in the optical scanning device having such a configuration, in order to obtain an image writing timing, a start-of-scan sensor 32 (hereinafter, referred to as an SOS sensor 48) including a light receiving element at a main scanning start position. Is provided.

【0010】レーザ光の主走査開始位置に対応した光路
中には、画像の書き出しタイミング調整用の反射ミラー
46が設けられており、SOSセンサ48は、反射ミラ
ー46で反射されたレーザ光が入射する位置に配置され
ている。したがって、画像の書き出しタイミングは、S
OSセンサ48の検知信号の立下りをスタート信号と
し、SOSセンサ48の検知信号の立下り時からクロッ
クをカウントすることにより得ている。
In the optical path corresponding to the main scanning start position of the laser light, there is provided a reflection mirror 46 for adjusting an image writing timing, and the SOS sensor 48 receives the laser light reflected by the reflection mirror 46. It is arranged in the position to be. Therefore, the image writing timing is S
The falling edge of the detection signal of the OS sensor 48 is used as a start signal, and the clock is counted from the falling edge of the detection signal of the SOS sensor 48.

【0011】また、このような光走査装置において、L
D26からのレーザ光の光出力値を一定の光出力値に維
持するために、1走査間で自動出力調整(APC;オー
トパワーコントロール)が行なわれている。
In such an optical scanning device, L
In order to maintain the light output value of the laser beam from D26 at a constant light output value, automatic output adjustment (APC; auto power control) is performed during one scan.

【0012】このAPC制御は、LD26からの光を受
光し、受光量に応じた電流を出力するフォトダイオード
(以下、PDと称す。)の電流を電圧変換して得られる
モニタ電圧と、一定の光出力値に対応する所望の電圧参
照値(Vref)とを逐次比較し、常に電圧参照値(Vref)
になるようにLD26の駆動電流を調整する制御であ
る。この制御によって、画像書き込みの光出力値を必要
な光出力値に制御することができる。レーザプリンタや
複写機においては、一般的にこのようなAPC制御がな
されている。
In the APC control, a monitor voltage obtained by converting a current of a photodiode (hereinafter, referred to as PD) which receives light from the LD 26 and outputs a current corresponding to the amount of received light, and a constant monitor voltage. The desired voltage reference value (Vref) corresponding to the light output value is sequentially compared, and the voltage reference value (Vref) is always compared.
This is control for adjusting the drive current of the LD 26 so that By this control, the light output value for image writing can be controlled to a required light output value. Such APC control is generally performed in a laser printer or a copying machine.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、光
源として使用するLDは、図7に示すように、どのよう
な温度環境下に置かれていてもある閾値電流Ithまでは
レーザ発振せずにLED発光領域(自然発光領域)とな
っているため、光出力値Poもほとんど増加しないが、
閾値電流Ithを越えるとレーザ発振を開始するため、L
Dに与えられる駆動電流の大きさに比例してレーザ光の
光出力値Poが大きくなるという特性(I‐L特性)を
有している。
Generally, as shown in FIG. 7, an LD used as a light source does not oscillate until a certain threshold current Ith regardless of the temperature environment. The light output value Po hardly increases because of the LED light emitting region (natural light emitting region).
When the threshold current Ith is exceeded, laser oscillation starts.
It has a characteristic (IL characteristic) that the optical output value Po of the laser light increases in proportion to the magnitude of the drive current given to D.

【0014】そのため、LD故障はAPC制御時に決定
される駆動電流の増加率により判断することができる。
一般に、LD故障は、図8に示すように、3つのタイプ
(タイプ1〜タイプ3)に分類することができる。な
お、図8では、縦軸に一定の光出力値を得るために必要
な駆動電流If、横軸にLD点灯時間hを取り、初期の
駆動電流値Ifaの1.5倍の駆動電流値Ifbを故障
判断基準としている。
Therefore, the LD failure can be determined from the increase rate of the drive current determined during the APC control.
Generally, LD failures can be classified into three types (type 1 to type 3) as shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents the driving current If necessary to obtain a constant light output value, and the horizontal axis represents the LD lighting time h, and the driving current Ifb is 1.5 times the initial driving current Ifa. Is used as a failure criterion.

【0015】タイプ1の故障は、短い点灯間で急激に電
流が増大して故障判断基準の駆動電流値を越えるタイプ
であり、製造工程に起因して生じる初期故障である。こ
のタイプ1の故障が生じる主要因は、LDの共振器ミラ
ー傷などの光吸収部形成不良、LDの活性層内部の暗部
(ダークスポットなど)、電極短絡などのLD製造時の
欠陥である。
The type 1 fault is a type in which the current rapidly increases during a short lighting period and exceeds the drive current value of the fault determination reference, and is an initial fault caused by a manufacturing process. The main causes of this type 1 failure are defects in the formation of the light absorbing portion, such as flaws in the resonator mirror of the LD, dark portions (dark spots, etc.) inside the active layer of the LD, and defects during the production of the LD, such as electrode shorts.

【0016】また、タイプ2は、機械使用中に突然発生
して、急激に電流が増大して故障判断基準の駆動電流値
を越えるタイプであり、LDに誤って静電気を印加した
り、過電流を印加したことにより、共振器ミラー破壊を
引き起こしたり、LDの共振器ミラー製造時に存在する
微小な欠陥などによる光吸収部増殖に起因して起こる。
The type 2 is a type that suddenly occurs during use of a machine, and the current suddenly increases to exceed a drive current value of a failure judgment criterion. Is applied, the resonator mirror is destroyed, or the light absorbing portion is multiplied by a minute defect existing at the time of manufacturing the resonator mirror of the LD.

【0017】さらに、タイプ3は、磨耗故障に属するも
のであり、LDチップ製造時に基板面から熱により格子
欠陥がLDの活性層内部に転移移動するなど、LDの活
性層内部に格子不整合により暗部を形成することに起因
するもので、いずれも電流注入−発光効率が徐々に悪化
していく現象である。
Further, Type 3 belongs to a wear failure, and lattice defects are transferred to the inside of the active layer of the LD due to lattice mismatch. This is due to the formation of a dark portion, and in each case, the current injection-luminous efficiency gradually deteriorates.

【0018】これら3つのタイプのLD故障のうち、タ
イプ1のLD故障は、バーンインなどのスクリーニング
で取り除くことが可能である。また、タイプ3のLD故
障は、レーザプリンタ、複写機などに利用する際、必要
な装置寿命に対し問題のないように設計を行なうことに
より回避できる。
Of these three types of LD faults, a type 1 LD fault can be removed by screening such as burn-in. In addition, the type 3 LD failure can be avoided by designing so that there is no problem with the required device life when used in a laser printer, a copying machine, or the like.

【0019】すなわち、タイプ1のLD故障とタイプ3
のLD故障は或る程度回避することができるが、機械の
使用中に突然発生するタイプ2のLD故障は全く予測で
きないため回避することが難しく、また、このタイプ2
のLD故障が発生すると機械の動作が停止するため、画
像データの消失など大きな問題となる。
That is, type 1 LD failure and type 3
Can be avoided to some extent, but it is difficult to avoid a Type 2 LD failure that occurs suddenly during use of a machine because it cannot be predicted at all.
When the LD failure occurs, the operation of the machine stops, which causes a serious problem such as loss of image data.

【0020】したがって、タイプ2のLD故障を早期に
検知することは非常に重要であり、従来では、特開平3
−1883181号公報のように、LDに与えられる駆
動電流の変動に対するLDの光出力変動の比率である微
分効率ηの変化の検出による劣化判断法が提案されてい
る。
Therefore, early detection of a type 2 LD failure is very important.
As described in Japanese Patent No. 1883181, a deterioration judgment method has been proposed by detecting a change in differential efficiency η, which is a ratio of a change in optical output of the LD to a change in drive current supplied to the LD.

【0021】この劣化判断法は、微分効率ηがLDの正
常時には温度変化にほとんど依存せずに一定となるが、
LDの経時変化の程度に応じて変化することを利用した
方法であり、LDが経時変化する前の微分効率ηを初期
微分効率η0として予め求めて記録部に格納しておき、
装置が立ち上げられたとき、或は、LDの劣化状態をチ
ェックする必要が生じたときに、現在の状態のLDから
演算される微分効率ηを記録部に記録された初期微分効
率η0と比較して、演算された微分効率ηが許容範囲か
ら外れた場合は、劣化と判断する方法である。
In this deterioration judging method, the differential efficiency η becomes constant almost independent of the temperature change when the LD is normal.
This is a method utilizing the fact that the LD changes according to the degree of change with time, and the differential efficiency η before the LD changes with time is previously obtained as the initial differential efficiency η0 and stored in the recording unit.
When the device is started up or when it becomes necessary to check the deterioration state of the LD, the differential efficiency η calculated from the LD in the current state is compared with the initial differential efficiency η0 recorded in the recording unit. Then, when the calculated differential efficiency η falls outside the allowable range, it is a method of determining deterioration.

【0022】しかしながら、特開平3−1883181
号公報に開示された方法では、LDが正常な状態では微
分効率ηは温度変化に依存しないとしているが、実際に
は、LDの微分効率ηは、図9に示すように、温度変化
に伴なって変化し、温度が上昇するに従って微分効率η
は低下する。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-188181
According to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260, the differential efficiency η does not depend on the temperature change when the LD is in a normal state. However, the differential efficiency η of the LD actually increases with the temperature change as shown in FIG. And as the temperature increases, the differential efficiency η
Drops.

【0023】図9は、複数のLDについての微分効率η
の変化を15℃〜60℃の範囲で調べた結果を示す。図
9では、一例として、2つのLD(LD#1、LD#
2)の微分効率ηの変化及び代表値Typicalの微分効率
ηの変化を示している。なお、この温度範囲は、光走査
装置を組み込む画像出力装置の設置温度を10℃〜35
℃としたとき、LDが配置される光走査装置内の温度変
化の範囲が15℃〜60℃となることから決定されてい
る。
FIG. 9 shows the differential efficiency η for a plurality of LDs.
Is shown in the range of 15 ° C to 60 ° C. In FIG. 9, as an example, two LDs (LD # 1, LD #
2) shows the change of the differential efficiency η and the change of the differential efficiency η of the representative value Typical. Note that this temperature range is from 10 ° C. to 35 ° C.
When the temperature is set to ° C., the range of the temperature change in the optical scanning device in which the LDs are arranged is set to 15 ° C. to 60 ° C.

【0024】この温度変化の範囲(15℃〜60℃;X
軸方向の範囲)において、LDの製造ロットの違いによ
る微分効率ηのバラツキ(Y軸方向の範囲)は、図9に
示すように、1点鎖線内で示す0.1〜0.6の範囲と
なる。代表値Typicalは、1点鎖線内で示す0.1〜
0.6の範囲内の全てのLDの温度に対する微分効率η
の変化を平均化した値であり、温度が15℃のとき、微
分効率ηは0.4、温度が60℃のとき微分効率ηは
0.25となる。
The range of this temperature change (15 ° C. to 60 ° C .; X
(The range in the axial direction), the variation in the differential efficiency η (range in the Y-axis direction) due to the difference between the production lots of the LDs is in the range of 0.1 to 0.6 shown in a dashed line as shown in FIG. Becomes The typical value is 0.1 to 0.1 in the dashed line.
Differential efficiency η for all LD temperatures in the range of 0.6
Are averaged, and when the temperature is 15 ° C., the differential efficiency η is 0.4, and when the temperature is 60 ° C., the differential efficiency η is 0.25.

【0025】具体的には、LD#1で示す例では、温度
が15℃のとき微分効率ηは0.5で、温度が60℃の
とき微分効率ηは0.15となる。また、LD#2で示
す例では、温度が15℃のとき微分効率ηは0.55
で、温度が60℃のとき微分効率ηは0.42となる。
Specifically, in the example shown by LD # 1, the differential efficiency η is 0.5 when the temperature is 15 ° C., and 0.15 when the temperature is 60 ° C. In the example shown by LD # 2, when the temperature is 15 ° C., the differential efficiency η is 0.55
When the temperature is 60 ° C., the differential efficiency η is 0.42.

【0026】ここで、温度の変動によってバラツキが生
じている場合について、LD#1を使用した光学走査装
置を考えたときの上記特開平3−1883181号公報
に則した劣化判断基準について考えてみる。
Here, in the case where variation occurs due to temperature fluctuation, consider a deterioration criterion based on the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-188181 when considering an optical scanning device using LD # 1. .

【0027】まず、LD#1の温度が15℃のときに微
分効率ηを測定し、微分効率ηが0.4の初期値を得
る。この値に対し、微分効率ηが半減した場合(微分効
率η=0.2)を劣化基準と仮定する。
First, when the temperature of LD # 1 is 15 ° C., the differential efficiency η is measured, and an initial value of 0.4 is obtained. It is assumed that a case where the differential efficiency η is halved with respect to this value (differential efficiency η = 0.2) is a deterioration reference.

【0028】次に、LD#1の温度が60℃のときの微
分効率ηを測定する。得られた微分効率ηは0.15と
なる。すなわち、LD#1の温度が60℃のときの微分
効率ηは劣化基準である0.2よりも低い0.15にま
で変化するため、60℃近傍で微分効率に基いた劣化判
断を行うと、LD自身は劣化していないにもかかわら
ず、劣化状態と判断されてしまう。
Next, the differential efficiency η when the temperature of LD # 1 is 60 ° C. is measured. The obtained differential efficiency η is 0.15. That is, since the differential efficiency η when the temperature of the LD # 1 is 60 ° C. changes to 0.15, which is lower than the deterioration criterion of 0.2, when the deterioration is determined near 60 ° C. based on the differential efficiency. However, even though the LD itself has not deteriorated, it is determined to be in a deteriorated state.

【0029】この場合、誤検知を避けるためには、(微
分効率η/初期微分効率η0)<(LDの温度に対する
微分効率ηのバラツキ範囲の最低値/LDの温度に対す
る微分効率ηのバラツキ範囲の最高値)=0.1/0.
6≒0.17とする必要がある。
In this case, in order to avoid erroneous detection, (differential efficiency η / initial differential efficiency η0) <(minimum value of variation range of differential efficiency η with respect to temperature of LD / variation range of differential efficiency η with respect to temperature of LD) = 0.1 / 0.
It is necessary to make 6 ≒ 0.17.

【0030】ところで、従来の故障の判断基準となる駆
動電流値は初期駆動電流値の1.5〜3倍であり、これ
は、測定された微分効率ηが初期微分効率η0の2/3
〜1/3に低下するまで、故障として判断しないことを
意味している。
The conventional drive current value used as a criterion for determining a failure is 1.5 to 3 times the initial drive current value. This is because the measured differential efficiency η is 2/3 of the initial differential efficiency η0.
Until it is reduced to 故障, it means that it is not determined as a failure.

【0031】図10は、機械の使用中に発生するタイプ
2のLD故障とLDの磨耗により発生するタイプ3のL
D故障における初期微分効率η0に対する微分効率ηの
比とLD点灯時間hとの関係を示している。
FIG. 10 shows a type 2 LD failure occurring during use of a machine and a type 3 L occurring due to wear of the LD.
The relation between the ratio of the differential efficiency η to the initial differential efficiency η0 in the case of the D failure and the LD lighting time h is shown.

【0032】測定された微分効率ηが初期微分効率η0
の2/3〜1/3程度まで低下した状態では、初期微分
効率η0に対する微分効率ηの比は0.67〜0.34
となり、図10からわかる様に、すでに故障している状
態となっている。すなわち、図10より少なくとも初期
微分効率η0に対する微分効率ηの比が0.7(すなわ
ち、微分効率ηが初期微分効率η0の7割程度となった
状態)になるまでに劣化状態(故障発生前)であると判
断しなくては意味がなく、従来の判断基準ではこれを満
たす事ができない。
The measured differential efficiency η is equal to the initial differential efficiency η0
Is about 2/3 to 1/3, the ratio of the differential efficiency η to the initial differential efficiency η0 is 0.67 to 0.34.
As can be seen from FIG. 10, a failure has already occurred. That is, from FIG. 10, the deterioration state (before the occurrence of the failure) until at least the ratio of the differential efficiency η to the initial differential efficiency η0 becomes 0.7 (that is, the state where the differential efficiency η is about 70% of the initial differential efficiency η0). ) Is meaningless and cannot be satisfied by the conventional criterion.

【0033】このように、従来の半導体レーザ劣化検出
装置では、半導体レーザの製造ロットの違いによる微分
効率ηのバラツキ及び、温度による微分効率ηの変動に
よって、半導体レーザの劣化状態の検出に必要な精度を
確保できず、市場でのトラブル発生を未然に防ぐことが
はできない。
As described above, in the conventional semiconductor laser deterioration detection apparatus, the variation of the differential efficiency η due to the difference between the production lots of the semiconductor laser and the fluctuation of the differential efficiency η due to the temperature are required to detect the deterioration state of the semiconductor laser. Accuracy cannot be ensured, and it is not possible to prevent problems in the market from occurring.

【0034】以上のことから本発明は、温度による微分
効率ηの変動や半導体レーザの製造ロットの違いによる
微分効率ηのバラツキに左右されずに、半導体レーザの
劣化状態を早期に判断可能な半導体レーザの劣化検出装
置を提供することを目的とする。
From the above, the present invention provides a semiconductor device that can judge the state of deterioration of a semiconductor laser at an early stage without being affected by fluctuations in the differential efficiency η due to temperature and variations in the differential efficiency η due to differences in the production lot of the semiconductor laser. An object of the present invention is to provide a laser deterioration detection device.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明の半導体レーザの劣化検出装置は、半
導体レーザが配置された環境の温度を検知する温度検知
手段と、駆動電流の変動に対する劣化前の半導体レーザ
の光出力変動の比率である初期微分効率と半導体レーザ
が配置された環境の温度との関係を表す初期微分効率特
性を用いて、前記検知された温度における初期微分効率
を算出する初期微分効率算出手段と、前記温度検知手段
により検知された温度において半導体レーザに与えられ
る駆動電流の変動に対する半導体レーザの光出力変動の
比率である微分効率を演算する演算手段と、前記初期微
分効率と前記微分効率とに基いて半導体レーザの劣化を
判断する劣化判断手段と、を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser deterioration detecting apparatus for detecting a temperature of an environment in which a semiconductor laser is disposed. The initial differential efficiency at the detected temperature is obtained by using an initial differential efficiency characteristic representing a relationship between the initial differential efficiency, which is a ratio of the optical output fluctuation of the semiconductor laser before the fluctuation to the fluctuation, and the temperature of the environment where the semiconductor laser is arranged. An initial differential efficiency calculating means for calculating; a calculating means for calculating a differential efficiency which is a ratio of a light output fluctuation of the semiconductor laser to a fluctuation of a driving current given to the semiconductor laser at the temperature detected by the temperature detecting means; A deterioration determining means for determining deterioration of the semiconductor laser based on the initial differential efficiency and the differential efficiency.

【0036】すなわち、請求項1の発明では、初期微分
効率算出手段は、初期微分効率特性を用いて初期微分効
率を算出している。すなわち、初期微分効率特性は、駆
動電流の変動に対する劣化前の半導体レーザの光出力変
動の比率である初期微分効率と、半導体レーザが配置さ
れた環境の温度とを一対一で対応付けたものであり、初
期微分効率算出手段は、温度検知手段が検知した温度と
対応する初期微分効率を初期微分効率特性から求めるこ
とによって、半導体レーザが配置された環境の温度での
初期微分効率を算出する。
That is, in the first aspect of the present invention, the initial differential efficiency calculating means calculates the initial differential efficiency using the initial differential efficiency characteristics. That is, the initial differential efficiency characteristic is a one-to-one correspondence between the initial differential efficiency, which is the ratio of the optical output fluctuation of the semiconductor laser before the deterioration to the drive current fluctuation, and the temperature of the environment in which the semiconductor laser is arranged. The initial differential efficiency calculating means calculates the initial differential efficiency corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means from the initial differential efficiency characteristic, thereby calculating the initial differential efficiency at the temperature of the environment where the semiconductor laser is arranged.

【0037】また、演算手段は、前記温度検知手段によ
り検知された温度での半導体レーザの微分効率を、半導
体レーザに与えられる駆動電流の変動に対する半導体レ
ーザの光出力変動の比率から演算する。劣化判断手段
は、初期微分効率算出手段が算出したと初期微分効率
と、円損手段が演算した微分効率とに基いて半導体レー
ザの劣化を判断する。
The calculating means calculates the differential efficiency of the semiconductor laser at the temperature detected by the temperature detecting means from the ratio of the light output fluctuation of the semiconductor laser to the fluctuation of the driving current applied to the semiconductor laser. The deterioration determining means determines deterioration of the semiconductor laser based on the initial differential efficiency calculated by the initial differential efficiency calculating means and the differential efficiency calculated by the circular loss means.

【0038】すなわち、請求項1の発明では、半導体レ
ーザが配置された環境の温度変化に応じて算出される初
期微分効率と半導体レーザの微分効率とに基いて劣化判
断手段が劣化状態かどうかを判断するため、半導体レー
ザが配置された環境の温度変化に伴なって初期微分効率
が変動しても、常に精度のよい劣化判断ができる。
That is, according to the first aspect of the present invention, it is determined whether or not the deterioration judging means is in a deteriorated state based on the initial differential efficiency calculated according to the temperature change of the environment in which the semiconductor laser is disposed and the differential efficiency of the semiconductor laser. Therefore, even if the initial differential efficiency fluctuates due to a change in the temperature of the environment in which the semiconductor laser is arranged, a highly accurate deterioration determination can always be made.

【0039】なお、初期微分効率特性は各半導体レーザ
に対応して決定されるため、半導体レーザの製造ロット
の違いによる微分効率のバラツキがあっても、常に精度
のよい劣化判断ができる。
Since the initial differential efficiency characteristic is determined in correspondence with each semiconductor laser, even if there is a variation in differential efficiency due to a difference in the production lot of the semiconductor laser, it is possible to always judge the deterioration with high accuracy.

【0040】なお、劣化判断手段は、請求項2のよう
に、前記初期微分効率に対する前記微分効率の比が所定
値未満のときに劣化と判断するとよい。
The deterioration judging means may judge deterioration when the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency is less than a predetermined value.

【0041】また、初期微分効率特性は、請求項3のよ
うに、前記初期微分効率特性は、半導体レーザの製造時
または半導体レーザを使用する光学装置の製造時に算出
するとよい。
Further, the initial differential efficiency characteristic may be calculated at the time of manufacturing a semiconductor laser or at the time of manufacturing an optical device using the semiconductor laser.

【0042】さらに、請求項1〜請求項3に記載の半導
体レーザの劣化検出装置では、請求項4のように、前記
劣化判断手段は、前記初期微分効率に対する前記微分効
率の比が前記所定値以上で、且つ、前記比と予め定めた
期間以前の初期微分効率に対する前記微分効率の比との
比が予め定めた一定値未満のときに劣化と判断するよう
にしてもよい。
Furthermore, in the semiconductor laser deterioration detecting device according to any one of claims 1 to 3, the deterioration judging means may determine that a ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency is the predetermined value. As described above, when the ratio between the ratio and the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency before a predetermined period is less than a predetermined constant value, the deterioration may be determined.

【0043】また、請求項2〜請求項4のいずれか1項
に記載の半導体レーザの劣化検出装置では、請求項5の
ように、前記劣化判断手段は、半導体レーザの使用時間
が増加するに従って前記所定値を大きくするようにして
もよい。
Further, in the semiconductor laser deterioration detecting device according to any one of claims 2 to 4, as in claim 5, the deterioration judging means is adapted to increase as the operating time of the semiconductor laser increases. The predetermined value may be increased.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体レーザの
劣化検出装置の実施の形態の概略構成を示す説明図であ
る。図1に示すように、この半導体レーザの劣化検出装
置は、温度検知手段である温度計12と、CPU14と
ROM16とRAM18とを含む判断部10とから構成
されており、判断部10は本発明の初期微分効率算出手
段、演算手段及び劣化判断手段を構成する。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a semiconductor laser deterioration detecting apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, this semiconductor laser deterioration detecting device includes a thermometer 12 as a temperature detecting means, and a judging unit 10 including a CPU 14, a ROM 16, and a RAM 18. , An initial differential efficiency calculating means, a calculating means and a deterioration determining means.

【0045】温度計12は、LD26が配置された環境
と同じ環境下に設けられており、LD26が配置された
環境の温度を測定して入出力ポートに入力する。温度計
12により測定された温度データは、A/D変換器11
によってデジタルデータに変換された後、入出力ポート
20を介して一旦RAM18に記憶される。
The thermometer 12 is provided under the same environment as the environment where the LD 26 is arranged, and measures the temperature of the environment where the LD 26 is arranged and inputs the measured temperature to the input / output port. The temperature data measured by the thermometer 12 is stored in the A / D converter 11.
After being converted into digital data, the data is temporarily stored in the RAM 18 via the input / output port 20.

【0046】判断部10の入出力ポート20の出力側に
は、D/A変換器22、半導体レーザ駆動回路24(以
下、LD駆動回路24と称す。)、半導体レーザ26
(以下、LD26と称す。)が順に接続されている。
On the output side of the input / output port 20 of the judgment unit 10, a D / A converter 22, a semiconductor laser drive circuit 24 (hereinafter, referred to as an LD drive circuit 24), and a semiconductor laser 26.
(Hereinafter, referred to as LD 26).

【0047】D/A変換器22は、後述するCPUから
出力されたデジタルデータをアナログデータに変換して
LD駆動回路24に出力する。LD駆動回路24は、入
力されたアナログデータに基いてLD駆動電流を生成し
てLD26に供給する。LDは、供給された駆動電流の
大きさに対応する光強度のレーザ光を照射する。
The D / A converter 22 converts digital data output from a CPU described later into analog data and outputs the analog data to the LD drive circuit 24. The LD drive circuit 24 generates an LD drive current based on the input analog data and supplies the LD drive current to the LD 26. The LD emits a laser beam having a light intensity corresponding to the magnitude of the supplied drive current.

【0048】判断部10の入出力ポート20の入力側に
は、A/D変換器34、I/V変換器32、フォトダイ
オード30(以下、PD30と称す。)が順に接続され
ると共に、温度計12が接続されている。
An A / D converter 34, an I / V converter 32, and a photodiode 30 (hereinafter referred to as PD 30) are sequentially connected to the input side of the input / output port 20 of the judging unit 10, and the temperature is also changed. A total of 12 are connected.

【0049】PD30は、LD26からのレーザ光を受
光すると、受光したレーザ光の光出力値に応じた大きさ
の電流をモニタ電流としてI/V変換器32に出力す
る。
Upon receiving the laser beam from the LD 26, the PD 30 outputs a current having a magnitude corresponding to the optical output value of the received laser beam to the I / V converter 32 as a monitor current.

【0050】I/V変換器32は、入力されたモニタ電
流を電圧値に変換しアナログ電圧としてA/D変換器3
4に出力する。A/D変換器34は、入力されたアナロ
グ電圧をデジタルデータに変換して判断部10の入出力
ポート20に入力する。
The I / V converter 32 converts the input monitor current into a voltage value and converts it into an analog voltage.
4 is output. The A / D converter 34 converts the input analog voltage into digital data and inputs the digital data to the input / output port 20 of the determination unit 10.

【0051】判断部10を構成するCPU14は、RO
M16に記憶されている初期微分効率特性を呼び出し、
RAM18に記憶された温度に対応した初期微分効率η
0を算出する。
The CPU 14 constituting the determination unit 10
Recall the initial differential efficiency characteristic stored in M16,
Initial differential efficiency η corresponding to temperature stored in RAM 18
Calculate 0.

【0052】ここで、ROM16に記憶されている初期
微分効率特性について説明する。この初期微分効率特性
は、レーザ走査装置の製造ラインでレーザ光源を組み込
む際に記憶されたものであり、例えば、以下のように算
出される。
Here, the initial differential efficiency characteristics stored in the ROM 16 will be described. This initial differential efficiency characteristic is stored when a laser light source is incorporated in a manufacturing line of a laser scanning device, and is calculated, for example, as follows.

【0053】まず、図2に示すように、ROSに組み込
まれたLD26の環境温度がt1℃のときに、LD26
の光出力が最大光出力値Pmax(mW)となるように与え
た駆動電流値If2と、LD26の光出力値が最大光出力
値Pmax(mW)の60%P60となるように与えた駆動電
流値If1とを測定する。次に、LD26の光出力値
P6 0、Pmaxと駆動電流値If1、If2とにより初期微分効
率η0(t1)≒(Pmax−P 60)/(If2‐If1)を求
める。
First, as shown in FIG.
When the ambient temperature of the LD 26 is t1 ° C., the LD 26
Is given so that the light output of the light source becomes the maximum light output value Pmax (mW).
The driving current value If2 and the light output value of the LD 26 are the maximum light output.
60% P of the value Pmax (mW)60Drive power given to
The flow value If1 is measured. Next, the light output value of the LD 26
P6 0, Pmax and the drive current values If1, If2
Rate η0 (t1) ≒ (Pmax−P 60) / (If2-If1)
Confuse.

【0054】LD環境温度をt2℃に変更し、上記と同
様にLD26の光出力値が最大光出力値Pmax(mW)と
なるように与えた駆動電流値If4と、LD26の光出力
値が最大光出力値Pmax(mW)の60%P60となるよ
うに与えた駆動電流値If3とを測定し、これら駆動電流
値If3、If4により初期微分効率η0(t2)≒(Pmax
−P60)/(If4‐If3)を求める。
When the LD ambient temperature is changed to t2 ° C., the drive current If4 given so that the light output value of the LD 26 becomes the maximum light output value Pmax (mW), and the light output value of the LD 26 becomes The drive current value If3 given so as to be 60% P60 of the optical output value Pmax (mW) is measured, and the initial differential efficiency η0 (t2) P (Pmax) is obtained from these drive current values If3 and If4.
−P 60 ) / (If4-If3).

【0055】図3に示すように、横軸にLD環境温度
(℃)、縦軸に初期微分効率η0を取り、上記の2つの
温度値t1、t2と、これら2つの温度値t1、t2に
それぞれ対応して得られた微分効率η0(t1)、η0
(t2)とから、初期微分効率特性η0(t)=(η0
(t2)−η0(t1)/t2−t1)t+B=At+
Bを算出し、これをROMに記憶させる。
As shown in FIG. 3, the horizontal axis represents the LD environment temperature (° C.), and the vertical axis represents the initial differential efficiency η 0, and the above two temperature values t 1 and t 2 and these two temperature values t 1 and t 2 are obtained. Differential efficiencies η0 (t1), η0 obtained correspondingly
(T2), the initial differential efficiency characteristic η0 (t) = (η0
(T2) −η0 (t1) / t2−t1) t + B = At +
B is calculated and stored in the ROM.

【0056】なお、ここでは、初期微分効率特性η0
(t)=At+Bを記憶させるようにしたが、上記の2
つの温度値t1、t2と、これら2つの温度値t1、t
2にそれぞれ対応して得られた微分効率η0(t1)、
η0(t2)とを記憶させるように構成できる。
Here, the initial differential efficiency characteristic η0
(T) = At + B is stored.
Temperature values t1, t2 and these two temperature values t1, t2
2, the differential efficiency η0 (t1) obtained corresponding to
η0 (t2) can be stored.

【0057】ここで、図4を用いて判断部10の判断ル
ーチンについて説明する。ここでは、光走査装置をプリ
ンタに組み込み、所定枚数(本実施の形態では1000
枚)のプリントが終了すると劣化の判断を行うように設
定した場合について説明する。なお、ステップ108は
初期微分効率算出手段に対応し、ステップ110は演算
手段に対応し、ステップ114、ステップ116、ステ
ップ118及びステップ120は劣化判断手段に対応す
る。
Here, the determination routine of the determination unit 10 will be described with reference to FIG. Here, the optical scanning device is incorporated in a printer, and a predetermined number (1000 in the present embodiment) is used.
A description will be given of a case where the setting is made so as to determine the deterioration when the printing of (sheets) is completed. Step 108 corresponds to the initial differential efficiency calculating means, step 110 corresponds to the calculating means, and steps 114, 116, 118 and 120 correspond to the deterioration determining means.

【0058】まず、ステップ100において、判断部1
0は1000枚のプリントが終了したかを判断する。ス
テップ100において1000枚のプリントが終了した
と判断した場合は、ステップ102においてカウント値
nを1インクリメントしてステップ104に移行し、温
度計12(温度検知手段)により検知されデジタル変換
されたLD26の環境温度tnを取り込む。ステップ1
06では、温度計12により検知されデジタル化された
環境温度tnをRAM18に記憶する。
First, in step 100, the judgment unit 1
0 determines whether printing of 1000 sheets has been completed. If it is determined in step 100 that printing of 1000 sheets has been completed, the count value n is incremented by one in step 102, and the process proceeds to step 104, where the temperature of the LD 26 detected and digitized by the thermometer 12 (temperature detecting means) is converted. The environmental temperature tn is taken. Step 1
At 06, the environmental temperature tn detected and digitized by the thermometer 12 is stored in the RAM 18.

【0059】ステップ108では、CPU14がROM
16に記憶された初期微分効率特性η0(t)=At+
Bに基いてRAM18に記憶された環境温度tnにおけ
る初期微分効率η0(tn)=Atn+Bを算出する。
At step 108, the CPU 14
16 is stored as the initial differential efficiency characteristic η0 (t) = At +
Based on B, the initial differential efficiency η0 (tn) = Atn + B at the environmental temperature tn stored in the RAM 18 is calculated.

【0060】ステップ110では、RAM18に記憶さ
れた環境温度tnにおける微分効率η(tn)を演算す
る。CPU14は、LD26に対して少なくとも2種類
の大きさの駆動電流If5、If6を供給し、これら少なく
とも2種類の大きさの駆動電流If5、If6と、夫々の駆
動電流If5、If6に対応してPD30により受光された
光出力値Pf5、Pf6とから環境温度tnにおける微分効
率η(tn)≒(Pf6−Pf5)/(If6‐If5)を演算
する。
In step 110, the differential efficiency η (tn) at the environmental temperature tn stored in the RAM 18 is calculated. The CPU 14 supplies at least two types of drive currents If5 and If6 to the LD 26, and the PD 30 corresponding to the at least two types of drive currents If5 and If6 and the respective drive currents If5 and If6. Then, the differential efficiency η (tn) ≒ (Pf6−Pf5) / (If6−If5) at the environmental temperature tn is calculated from the light output values Pf5 and Pf6 received by the above.

【0061】ここでは、LDが最大Pmaxの光出力となる
ときの駆動電流Ifmaxと、LDが60%の光出力P60
となるときの駆動電流If60とを測定して、微分効率η
(tn)≒(Pmax−P60)/(Imax‐I60)を演算す
る。
Here, the drive current Ifmax when the LD has the maximum light output of Pmax and the light output P 60 at which the LD is 60%.
The drive current If 60 at which
(Tn) calculates ≒ the (Pmax-P 60) / ( Imax-I 60).

【0062】ステップ112では、CPU14が初期微
分効率η0(tn)=Atn+Bに対する微分効率η
(tn)の比η(n、tn)とを演算し、ステップ11
4において、前記比η(n、tn)が劣化判断基準(例
えば、0.75)以上かを判断する。なお、図3に、一
例として、LD#1の初期微分効率η0(tn)=At
n+Bと、劣化判断基準の微分効率η0(tn)×0.
75とを示す。
In step 112, the CPU 14 determines the differential efficiency η with respect to the initial differential efficiency η0 (tn) = Atn + B.
(Tn) and the ratio η (n, tn) are calculated, and step 11 is performed.
At 4, it is determined whether the ratio η (n, tn) is equal to or greater than a deterioration determination criterion (for example, 0.75). FIG. 3 shows, as an example, the initial differential efficiency η0 (tn) = At of LD # 1.
n + B and the differential efficiency η0 (tn) × 0.
75.

【0063】ステップ114では、0.75を劣化判断
基準として設定したが、この劣化判断基準は、前述した
図10の初期微分効率η0(tn)に対する微分効率η
(tn)の比とLD点灯時間hとの関係に基いて決定し
たものであり、0.75に限定するものではない。好ま
しくは、図10において前記比が急激に減少し始める
0.7前後であればよく、より好ましくは0.75とす
るとよい。
In step 114, 0.75 is set as a deterioration judgment criterion. The deterioration judgment criterion is based on the differential efficiency η0 (tn) shown in FIG.
It is determined based on the relationship between the ratio (tn) and the LD lighting time h, and is not limited to 0.75. Preferably, in FIG. 10, the ratio should be around 0.7 at which the ratio starts to decrease sharply, and more preferably 0.75.

【0064】ステップ114において、前記比η(n、
tn)が0.75よりも小さいと判断すると、ステップ
122に移行して図示しない表示装置に劣化有りの表示
を行いこのルーチンを終了する。
In step 114, the ratio η (n,
If it is determined that (tn) is smaller than 0.75, the routine proceeds to step 122, where a display indicating deterioration is displayed on a display device (not shown), and this routine ends.

【0065】ステップ114において、前記比η(n、
tn)が0.75以上と判断すると、ステップ116に
移行して累積プリント枚数が所定枚数(例えば、1万
枚)未満か(n<10?)を判断する。
In step 114, the ratio η (n,
If it is determined that (tn) is 0.75 or more, the process proceeds to step 116 to determine whether the accumulated number of prints is less than a predetermined number (for example, 10,000) (n <10?).

【0066】ステップ116において累積プリント枚数
が1万枚未満である(n<10)と判断した場合は、ス
テップ118に移行する。ステップ118では、前記比
η(n、tn)が0.9以上かを判断する。即ち、前記
比η(n、tn)が0.9以上であれば初期微分効率に
対する微分効率の比の変化量が0.1よりも小さいので
LDは正常、逆に前記比η(n、tn)が0.9未満で
あれば初期微分効率に対する微分効率の比の変化量が
0.1よりも大きくなるのでLDは劣化状態と判断する
ことができる。ここでは、一例として前記比η(n、t
n)が0.9以上であるかの判断によって、LDが正常
か、劣化状態かを判断している。
If it is determined in step 116 that the accumulated number of prints is less than 10,000 (n <10), the process proceeds to step 118. In step 118, it is determined whether the ratio η (n, tn) is 0.9 or more. That is, if the ratio η (n, tn) is 0.9 or more, the change in the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency is smaller than 0.1, so that the LD is normal, and conversely, the ratio η (n, tn). ) Is less than 0.9, the change amount of the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency becomes larger than 0.1, so that the LD can be determined to be in a deteriorated state. Here, as an example, the ratio η (n, t
It is determined whether the LD is normal or deteriorated by determining whether n) is 0.9 or more.

【0067】なお、初期微分効率に対する微分効率の比
の変化量を0.1以上であれば劣化状態とするという劣
化判断基準を決定したのは、累積プリント枚数が1万枚
未満である場合は、LDの磨耗故障の可能性が低く、従
って、LDが正常な状態であれば前記比η(n、tn)
は1に近い値となるが、LDが何らかの理由で劣化し始
めると急激に前記比η(n、tn)が小さくなるという
理由からである。従って、ここで劣化判断基準とした
0.1は、限定的なものではない。
The deterioration criterion for determining the deterioration state when the change amount of the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency is 0.1 or more is determined when the cumulative number of prints is less than 10,000. , LD is less likely to wear out, and therefore the ratio η (n, tn) if the LD is in a normal state.
Is close to 1, because the ratio η (n, tn) suddenly decreases when the LD starts to deteriorate for some reason. Therefore, the 0.1 used here as the deterioration judgment criterion is not limited.

【0068】ステップ118において、前記比η(n、
tn)が0.9以上と判断した場合は、再びステップ1
00に戻り、上述の動作を繰り返す。また、ステップ1
18において、前記比η(n、tn)が0.9以上でな
い(すなわち、0.9未満である。)と判断すると、ス
テップ122に移行して図示しない表示装置に劣化有り
の表示を行い、このルーチンを終了する。
In step 118, the ratio η (n,
If tn) is determined to be 0.9 or more, step 1 is performed again.
Returning to 00, the above operation is repeated. Step 1
If it is determined in step 18 that the ratio η (n, tn) is not equal to or greater than 0.9 (that is, less than 0.9), the process proceeds to step 122, and a display indicating deterioration is displayed on a display device (not shown). This routine ends.

【0069】また、ステップ116において累積プリン
ト枚数が1万枚未満でない(すなわち、1万枚以上であ
る)と判断した場合は、ステップ120に移行して、1
万枚前の初期微分効率η0(t(n−10))に対する
微分効率η(t(n−10))の比η(n−10、t
(n−10))と、環境温度tnにおける初期微分効率
η0(tn)に対する微分効率η(tn)の比η(n、
tn)との比が所定値(例えば、0.9)未満かを判断
する。
If it is determined in step 116 that the accumulated number of prints is not less than 10,000 (that is, it is equal to or more than 10,000), the process proceeds to step 120 and 1
The ratio η (n-10, t) of the differential efficiency η (t (n-10)) to the initial differential efficiency η0 (t (n-10))
(N−10)) and the ratio η (n, n) of the differential efficiency η (tn) to the initial differential efficiency η0 (tn) at the environmental temperature tn.
tn) is determined to be less than a predetermined value (for example, 0.9).

【0070】即ち、前記比η(n、tn)/η(n−1
0、t(n−10))が0.9未満であれば1万枚前の
初期微分効率に対する微分効率の比η(n−10、t
(n−10)と現在の初期微分効率に対する微分効率の
比η(n、tn)との変化量が0.1以上も大きくなる
のでLDは劣化状態と判断することができ、逆に、前記
変化量が0.1よりも小さいのでLDは正常と判断する
ことができる。
That is, the ratio η (n, tn) / η (n−1
0, t (n−10)) is less than 0.9, the ratio η (n−10, t) of the differential efficiency to the initial differential efficiency 10,000 sheets earlier
Since the amount of change between (n−10) and the ratio η (n, tn) of the differential efficiency to the current initial differential efficiency increases by 0.1 or more, the LD can be determined to be in a deteriorated state. Since the amount of change is smaller than 0.1, the LD can be determined to be normal.

【0071】すなわち、LDの仕様を超える大きさの静
電気等をLDに放電すると、図8に示す様に、放電され
たときから2〜5時間のLD点灯時間経過後に光走査装
置が故障することが確認されている。
That is, when static electricity or the like having a size exceeding the LD specifications is discharged to the LD, the optical scanning device may fail after 2 to 5 hours of the LD lighting time from the discharge, as shown in FIG. Has been confirmed.

【0072】例えば、プリンタの場合では、2〜5時間
のLD点灯時間で1万枚〜10万枚のプリントを行うこ
とができるため、1万枚前の初期微分効率η0(t(n
−10))と比較して経時的な劣化状態の検出を行うよ
うに設定することによって、LDの故障を早期に検知す
ることができる。
For example, in the case of a printer, it is possible to print 10,000 to 100,000 sheets with an LD lighting time of 2 to 5 hours, so that the initial differential efficiency η0 (t (n (n
By setting to detect the deterioration state over time as compared with -10)), a failure of the LD can be detected early.

【0073】なお、変化の判断基準として、ここでは、
1万枚前の初期微分効率η0(t(n−10))に対す
る微分効率η(t(n−10))との比η(n−10、
t(n−10))に対する前記比η(n、tn)の比η
(n、tn)/η(n−10、t(n−10))が0.
9未満としたが、この値は比の変化が0.1程度以上で
あれば、LDの劣化の可能性が高いことから決定した値
であり、特に0.9に限定するものではない。
As a criterion for determining the change, here,
The ratio η (n−10) of the differential efficiency η (t (n−10)) to the initial differential efficiency η0 (t (n−10)) of 10,000 sheets before
t (n-10)) to the ratio η (n, tn)
(N, tn) / η (n−10, t (n−10)) is equal to 0.
The value is determined to be less than 9, but is not particularly limited to 0.9 when the change in the ratio is about 0.1 or more, since the possibility of LD deterioration is high.

【0074】ステップ120において、1万枚前の初期
微分効率η0(t(n−10))に対する微分効率η
(t(n−10))との比η(n−10、t(n−1
0))に対する前記比η(n、tn)の比が0.9未満
でないと判断した場合は、再びステップ100に戻り、
上述の動作を繰り返す。
At step 120, the differential efficiency η with respect to the initial differential efficiency η0 (t (n−10))
(T (n-10)) and the ratio η (n-10, t (n-1)
0)), if it is determined that the ratio of the ratio η (n, tn) is not less than 0.9, the process returns to step 100 again.
The above operation is repeated.

【0075】また、ステップ120において、1万枚前
の初期微分効率η0(t(n−10))に対する微分効
率η(t(n−10))との比η(n−10、t(n−
10))に対する前記比η(n、tn)の比が0.9未
満であると判断した場合は、ステップ122に移行して
図示しない表示装置に劣化有りの表示を行い、このルー
チンを終了する。
In step 120, the ratio η (n-10, t (n-10) of the differential efficiency η (t (n-10)) to the initial differential efficiency η0 (t (n-10)) of 10,000 sheets before −
If it is determined that the ratio of the ratio η (n, tn) to 10)) is less than 0.9, the routine proceeds to step 122, where a display indicating deterioration is displayed on a display device (not shown), and this routine ends. .

【0076】以上説明した判断ルーチンでは、1000
枚のプリントが終了すると(すなわち、予め定めた期間
毎に)劣化の判断を行うように設定した場合について説
明したが、例えば、図示しない指示部から指示されたと
きに劣化の判断を行うように設定したり、予め定めた期
間毎に劣化の判断を行うと共に図示しない指示部から指
示されたときに劣化の判断を行うように設定することが
可能である。
In the determination routine described above, 1000
A case has been described in which the determination of deterioration is made when printing of a sheet is completed (that is, every predetermined period). For example, the determination of deterioration may be made when instructed by an instruction unit (not shown). It is possible to make settings so that deterioration is determined at predetermined intervals and that deterioration is determined when instructed by an instruction unit (not shown).

【0077】このように光走査装置に組み込まれたLD
毎にLDが配置された環境温度に合わせてLDの劣化状
態を検出できるので、精度よくLDの劣化状態を検知す
ることができる。
The LD incorporated in the optical scanning device as described above
Since the deterioration state of the LD can be detected in accordance with the environmental temperature in which the LD is disposed every time, the deterioration state of the LD can be accurately detected.

【0078】また、このような劣化状態の判断に基い
て、図示しない表示装置にLD26の劣化有り表示がさ
れたときに、LDの交換を行うようにすることで、突然
のLD故障によるデータの消失、機械の停止などのトラ
ブル未然に防ぐことができる。
Further, based on the judgment of the deterioration state, when the display device (not shown) indicates that the LD 26 is degraded, the LD is replaced, whereby the data of the sudden LD failure can be lost. Troubles such as disappearance and machine stoppage can be prevented.

【0079】また、光走査装置のキーパーツであるLD
を交換すれば、再び光走査装置の使用が可能となるの
で、光走査装置のリサイクル化を実現できる。したがっ
て、部品コスト、再調整コストを低く押さえることがで
きるので、高信頼性に加えて、低コスト、環境保護対応
商品の製造が可能となる。
The LD which is a key part of the optical scanning device
Is replaced, the optical scanning device can be used again, so that the optical scanning device can be recycled. Therefore, parts costs and readjustment costs can be kept low, and in addition to high reliability, low-cost, environmentally-friendly products can be manufactured.

【0080】さらに、光走査装置に組み込まれたLD毎
にLDの置かれている環境温度に合わせてLDの劣化状
態を検出できることから、例えば半導体レーザアレイの
ように、複数の光源を備えたLDにおいて微分効率の変
動要因として問題となる光源間の熱的クロストークに起
因する誤検知を回避でき、精度よくLDの劣化状態を検
出することが可能である。
Further, since the deterioration state of the LD can be detected in accordance with the environmental temperature where the LD is placed for each of the LDs incorporated in the optical scanning device, an LD provided with a plurality of light sources such as a semiconductor laser array can be detected. In this case, it is possible to avoid erroneous detection due to thermal crosstalk between light sources, which is a problem as a factor of fluctuation of the differential efficiency, and to accurately detect the deterioration state of the LD.

【0081】なお、以上の実施の形態では、独立した構
成の半導体レーザの劣化検出装置について説明している
が、例えば、APC制御を行うプログラム等他のプログ
ラム上に半導体レーザの劣化検出装置を組み込んだ構成
とする事も可能である。
In the above embodiment, the semiconductor laser deterioration detecting device having an independent structure is described. However, the semiconductor laser deterioration detecting device is incorporated in another program such as a program for performing APC control. It is also possible to adopt a configuration.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度による微分効率ηの変動や半導体レーザの製造ロット
の違いによる微分効率ηのバラツキに左右されずに、半
導体レーザの劣化状態を早期に判断可能な半導体レーザ
の劣化検出装置を提供できる、という効果がある。
As described above, according to the present invention, the deterioration state of the semiconductor laser can be quickly controlled without being influenced by the fluctuation of the differential efficiency η due to the temperature or the variation of the differential efficiency η due to the difference in the production lot of the semiconductor laser. It is possible to provide a semiconductor laser deterioration detection device which can be determined in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の半導体レーザの劣化検出装置の実施
の形態の概略構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a semiconductor laser deterioration detection device of the present invention.

【図2】 LDの環境温度がt1℃のときとt2℃のと
きの駆動電流Ifと光出力Pとの関係を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a drive current If and an optical output P when the ambient temperature of the LD is t1 ° C. and t2 ° C.

【図3】 横軸をLD環境温度t(℃)、縦軸を微分効
率ηとしたときに得られる初期微分効率特性と、この初
期微分効率特性対して決定される劣化判断基準とを示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing initial differential efficiency characteristics obtained when the horizontal axis represents LD environmental temperature t (° C.) and the vertical axis represents differential efficiency η, and a deterioration determination criterion determined for the initial differential efficiency characteristics. It is.

【図4】 判断部の劣化判断の制御ルーチンである。FIG. 4 is a control routine for determining deterioration of a determination unit.

【図5】 画像形成装置の一般的な構成を示す説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a general configuration of an image forming apparatus.

【図6】 光走査装置の一般的な構成を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a general configuration of an optical scanning device.

【図7】 LDの光出力Pと駆動電流Ifとの温度毎の
関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an optical output P of an LD and a drive current If for each temperature.

【図8】 LDの光出力Pが一定となるように調整した
場合のタイプ2とタイプ3の故障における駆動電流If
とLDの点灯時間hとの関係を示すグラフである。
FIG. 8 shows a drive current If in a type 2 and type 3 fault when the optical output P of the LD is adjusted to be constant.
6 is a graph showing the relationship between the power consumption and the lighting time h of the LD.

【図9】 LDの製造ロット毎の微分効率のバラツキを
示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing variations in differential efficiency for each LD production lot.

【図10】 LDの初期微分効率η0に対する微分効率
ηの比とLDの点灯時間との関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the ratio of the differential efficiency η to the initial differential efficiency η0 of the LD and the lighting time of the LD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 判断部 11、34 A/D変換器 12 温度計 14 CPU 16 ROM 18 RAM 20 入出力ポート 22 D/A変換器 24 LD駆動回路 26 半導体レーザ 30 スタートオブスキャンセンサ 32 I/V変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Judgment part 11, 34 A / D converter 12 Thermometer 14 CPU 16 ROM 18 RAM 20 Input / output port 22 D / A converter 24 LD drive circuit 26 Semiconductor laser 30 Start of scan sensor 32 I / V converter

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザが配置された環境の温度を
検知する温度検知手段と、 駆動電流の変動に対する劣化前の半導体レーザの光出力
変動の比率である初期微分効率と半導体レーザが配置さ
れた環境の温度との関係を表す初期微分効率特性を用い
て、前記検知された温度における初期微分効率を算出す
る初期微分効率算出手段と、 前記温度検知手段により検知された温度において半導体
レーザに与えられる駆動電流の変動に対する半導体レー
ザの光出力変動の比率である微分効率を演算する演算手
段と、 前記初期微分効率と前記微分効率とに基いて半導体レー
ザの劣化を判断する劣化判断手段と、 を備えた半導体レーザの劣化検出装置。
A temperature detecting means for detecting a temperature of an environment in which the semiconductor laser is arranged; Initial differential efficiency calculating means for calculating an initial differential efficiency at the detected temperature using an initial differential efficiency characteristic representing a relationship with the temperature of the environment; A calculating means for calculating a differential efficiency, which is a ratio of a light output fluctuation of the semiconductor laser to a fluctuation in the driving current; Semiconductor laser deterioration detection device.
【請求項2】 前記劣化判断手段は、前記初期微分効率
に対する前記微分効率の比が所定値未満のときに劣化と
判断する請求項1に記載の半導体レーザの劣化検出装
置。
2. The deterioration detecting device for a semiconductor laser according to claim 1, wherein said deterioration judging means judges deterioration when a ratio of said differential efficiency to said initial differential efficiency is less than a predetermined value.
【請求項3】 前記初期微分効率特性は、半導体レーザ
の製造時または半導体レーザを使用する光学装置の製造
時に算出される請求項1又は2に記載の半導体レーザの
劣化検出装置。
3. The deterioration detecting device for a semiconductor laser according to claim 1, wherein the initial differential efficiency characteristic is calculated when a semiconductor laser is manufactured or when an optical device using the semiconductor laser is manufactured.
【請求項4】 前記劣化判断手段は、前記初期微分効率
に対する前記微分効率の比が前記所定値以上で、且つ、
前記比と予め定めた期間以前の初期微分効率に対する前
記微分効率の比との比が予め定めた一定値未満のときに
劣化と判断する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記
載の半導体レーザの劣化検出装置。
4. The deterioration determining means, wherein a ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency is equal to or greater than the predetermined value, and
4. The method according to claim 1, wherein when the ratio between the ratio and the ratio of the differential efficiency to the initial differential efficiency before a predetermined period is less than a predetermined constant value, it is determined that deterioration has occurred. Device for detecting deterioration of semiconductor laser.
【請求項5】 前記劣化判断手段は、半導体レーザの使
用時間が増加するに従って前記所定値を大きくする請求
項2〜請求項4のいずれか1項に記載の半導体レーザの
劣化検出装置。
5. The semiconductor laser deterioration detecting device according to claim 2, wherein said deterioration determining means increases said predetermined value as the operating time of said semiconductor laser increases.
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