JP2008072068A - Laser light emitting device and optical scanning device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ発光装置及びこれを使用した光走査装置に関する。 The present invention relates to a laser light emitting device and an optical scanning device using the same.
レーザプリンタ等の画像形成装置の露光手段として用いられているレーザ光発光装置においては、発光源であるレーザダイオードは、レーザ発光パッケージ内でレーザダイオードから出力される後端側出力光量を検出するフォトダイオードと一体となって組みつけられており、このフォトダイオードの出力(モニタ電流)を検知することにより、レーザダイオードを駆動して発光させるレーザダイオードの駆動電流を制御してレーザダイオードから出力される光量を制御、調整が行われている。 In a laser light emitting device used as an exposure unit of an image forming apparatus such as a laser printer, a laser diode that is a light source is a photo that detects a rear end side output light amount output from the laser diode in a laser light emitting package. This is integrated with the diode, and by detecting the output (monitor current) of this photodiode, the drive current of the laser diode that drives the laser diode to emit light is controlled and output from the laser diode. The amount of light is controlled and adjusted.
しかしながら、レーザダイオードの発光に伴うレーザ発光パッケージ内の温度上昇等によって、レーザ発光パッケージ内に収納されるレーザダイオードやフォトダイオードの温度変化が生じる。この温度変化により、レーザダイオードの前方、後方の出力光量の比率の変化やレーザダイオードの駆動電流の発振波長の変化やフォトダイオードの感度変化が生じる。これらの変化により、例えば、レーザ発光パッケージ内の温度が上昇したとき、レーザダイオードの発光特性が低下し、フォトダイオードのモニタ電流を一定にしてレーザダイオードを駆動していると、レーザダイオードの出力光量が低下してしまい、適切な印刷を行うことができなくなってしまうといった問題がある。 However, due to the temperature rise in the laser light emitting package accompanying the light emission of the laser diode, the temperature of the laser diode and photodiode stored in the laser light emitting package changes. Due to this temperature change, a change in the ratio of the output light quantity in front of and behind the laser diode, a change in the oscillation wavelength of the drive current of the laser diode, and a change in the sensitivity of the photodiode occur. Due to these changes, for example, when the temperature in the laser light emitting package rises, the light emission characteristics of the laser diode deteriorate, and if the laser diode is driven with a constant monitor current of the photodiode, the output light quantity of the laser diode Is reduced, and it becomes impossible to perform appropriate printing.
この問題の対策として、レーザ発光パッケージ内の温度を検出するサーミスタをレーザ発光パッケージ内に取り付けて、サーミスタによって検出されたレーザ発光パッケージ内の温度に基づいてレーザダイオードの駆動電流を制御することが提案されている(例えば特許文献1)。
しかしながら、上記特許文献1記載の方法では、サーミスタによる温度検出の出力によって直接レーザダイオードの駆動電流を制御するので、レーザ発光パッケージ内に収納されているフォトダイオードの温度変化に伴うモニタ電流の変動に対応されないため、レーザダイオードからの出力光量が安定されず、良好な印字特性を維持できないという問題がある。
However, in the method described in
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、レーザ発光パッケージ内の温度変化が生じても安定した一定の出力光量を発光することの可能なレーザ発光装置及びこれを使用した光走査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a laser light emitting device capable of emitting a stable and constant output light amount even when a temperature change in the laser light emitting package occurs, and optical scanning using the same. An object is to provide an apparatus.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、レーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージを備え、当該フォトダイオードにより検知された当該出力光量によるモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流を制御する制御手段を備えたレーザ光発光装置において、前記レーザ発光パッケージ内の温度を検知する検知手段と、該検知手段から検出された検出温度に応じて前記モニタ電流を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載のレーザ光発光装置において、前記検知手段は、前記レーザ発光パッケージ内の温度を検知する温度計測素子であり、前記補正手段は、前記レーザ発光パッケージ内の温度と当該温度におけるモニタ電流値の関係テーブルを備え、該関係テーブルに基づいて、標準光量をレーザダイオードから出力させる際の基準モニタ電流値を補正することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the laser light emitting device according to the first aspect, the detecting means is a temperature measuring element for detecting a temperature in the laser light emitting package, and the correcting means is the laser light emitting package. And a monitor current value relationship table at that temperature, and based on the relationship table, the reference monitor current value when the standard light amount is output from the laser diode is corrected.
また、請求項3の発明は、請求項1記載のレーザ光発光装置において、前記検知手段は、前記レーザダイオードの出力光量を検知する光量検知手段で検出された検出出力光量に基づいて、予め測定された検出出力光量と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1記載のレーザ光発光装置において、
前記検知手段は、前記レーザダイオードの点灯時間を計測し、計測された点灯時間に基づいて、予め測定された前記点灯時間と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the laser light emitting device according to the first aspect, the detecting means measures in advance based on the detected output light amount detected by the light amount detecting means for detecting the output light amount of the laser diode. The detected temperature is converted to a corresponding temperature from a relation table between the detected output light quantity and the temperature in the laser light emitting package.
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser light emitting device according to the first aspect,
The detecting means measures the lighting time of the laser diode, and converts the measured lighting time into a corresponding temperature from a relation table between the lighting time measured in advance and the temperature in the laser light emitting package. The detected temperature is used.
また、請求項5の発明は、請求項1記載のレーザ光発光装置において、前記検知手段は、前記レーザダイオードの出力光量を検知する光量検知手段で検出された検出出力光量とそのときのレーザダイオードの入力電流値からレーザ発光開始電流を算出し、当該レーザ発光開始電流に基づいて、予め測定されたレーザ発光開始電流と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項記載のレーザダイオードを備えたレーザ光発光装置からのレーザビームを1次元的に感光体表面上で走査させて潜像を形成することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser light emitting device according to the first aspect, the detection means detects the detected output light quantity detected by the light quantity detection means for detecting the output light quantity of the laser diode and the laser diode at that time. The laser emission start current is calculated from the input current value, and based on the laser emission start current, the laser emission start current is converted into the corresponding temperature from the preliminarily measured relationship table between the laser emission start current and the temperature in the laser emission package. The detected temperature is used.
According to a sixth aspect of the present invention, a latent image is formed by scanning a laser beam from the laser light emitting device including the laser diode according to any one of the first to fifth aspects one-dimensionally on the surface of the photosensitive member. It is characterized by forming.
また、請求項7の発明は、レーザダイオードを備えたレーザ光発光装置からのレーザビームを1次元的に感光体表面上で走査させて潜像を形成する光走査装置において、前記光走査装置は、前記レーザビームを検出する同期検出手段を備え、該同期検出手段によって、前記感光体への走査開始時期とレーザダイオードからのレーザビームの出力時期とを同期させると共に、前記同期検出手段によって検出されたレーザダイオードの出力光量からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された当該出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device for forming a latent image by one-dimensionally scanning a laser beam from a laser light emitting device having a laser diode on the surface of the photosensitive member. Synchronization detecting means for detecting the laser beam, and the synchronization detecting means synchronizes the scanning start timing to the photosensitive member and the output timing of the laser beam from the laser diode, and is detected by the synchronization detecting means. The temperature inside the laser light emitting package in which the laser diode and the photodiode for detecting the output light amount on the rear end side of the laser diode are integrally detected is detected from the output light amount of the laser diode, and is detected by the photodiode according to the detected temperature. The monitor current due to the output light amount is corrected, and the laser diode is corrected based on the corrected monitor current. Wherein the driving current is controlled.
また、請求項8の発明は、レーザダイオードを備えたレーザ光発光装置からのレーザビームを1次元的に感光体表面上で走査させて潜像を形成する光走査装置において、前記光走査装置は、前記感光体への1本の走査線の走査開始時期と走査終期のレーザビームを検出する走査時間計測手段を備え、該走査時間計測手段によって、1本の走査線の走査時間を計測すると共に、該計測された走査時間からレーザダイオードに供給される駆動電流の発信波長を算出し、該発信波長からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された当該出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device for forming a latent image by one-dimensionally scanning a laser beam from a laser light emitting device having a laser diode on the surface of the photosensitive member. And a scanning time measuring means for detecting the scanning start timing and the scanning end laser beam of the one scanning line on the photosensitive member, and the scanning time measuring means measures the scanning time of one scanning line. The laser light emission that integrally stores the laser diode and the photodiode that detects the output light amount at the rear end side of the laser diode from the transmission wavelength is calculated from the measured scanning time and the transmission wavelength of the drive current supplied to the laser diode is calculated. The temperature inside the package is detected, and the monitor current due to the output light amount detected by the photodiode is corrected according to the detected temperature, and the corrected monitor power is corrected. Drive current of the laser diode is characterized in that it is controlled on the basis of.
また、請求項9の発明は、レーザダイオードを備えたレーザ光発光装置からのレーザビームを1次元的に感光体表面上で走査させて潜像を形成する光走査装置において、前記光走査装置は、前記レーザビームを検出する同期検出手段を備え、該同期検出手段によって、前記感光体への1本の走査線の走査開始時期とレーザダイオードからのレーザビームの出力時期とを同期させると共に、前記同期検出手段によって検出された同期検出信号の検出電圧からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device for forming a latent image by one-dimensionally scanning a laser beam from a laser light emitting device having a laser diode on the surface of the photosensitive member. And a synchronization detection means for detecting the laser beam, wherein the synchronization detection means synchronizes the scanning start timing of one scanning line to the photosensitive member and the output timing of the laser beam from the laser diode, and Based on the detection voltage of the synchronization detection signal detected by the synchronization detection means, the temperature in the laser light emitting package in which the laser diode and the photodiode for detecting the output light amount on the rear end side of the laser diode are integrated is detected, and the temperature is detected. The monitor current based on the output light amount detected by the photodiode is corrected, and the laser die is corrected based on the corrected monitor current. Wherein the driving current of over de is controlled.
本発明によれば、上記構成を採用することによって、レーザ発光パッケージ内の温度変化が生じても安定した一定の出力光量を発光することの可能なレーザ発光装置及びこれを使用した光走査装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, there is provided a laser light emitting device capable of emitting a stable and constant output light amount even when a temperature change in the laser light emitting package occurs, and an optical scanning device using the same. It becomes possible to provide.
本発明においては、図1で示すように、フォトダイオードで後方側レーザ光を受光して得られるモニタ電流を一定にした場合に、このモニタ電流に基づいて駆動されるレーザダイオードの出力光量がレーザ発光パッケージ内の温度が上昇するに従い、低下することを見つけ出した。この結果に基づき、レーザ発光パッケージ内の温度変化に伴うレーザダイオードの出力光量の変動を、レーザ発光パッケージ内の温度を検知する検知手段から検出された検出温度に応じたフォトダイオードで出力されるモニタ電流に基づいてレーザダイオードの駆動電流を補正することによって、上記目的を達成するようにしたものである。 In the present invention, as shown in FIG. 1, when the monitor current obtained by receiving the backward laser beam with a photodiode is fixed, the output light quantity of the laser diode driven based on this monitor current is the laser. It has been found that the temperature in the light emitting package decreases as the temperature increases. Based on this result, a monitor output by the photodiode corresponding to the detected temperature detected from the detecting means for detecting the temperature in the laser light emitting package for the variation in the output amount of the laser diode accompanying the temperature change in the laser light emitting package. The above object is achieved by correcting the driving current of the laser diode based on the current.
この場合、前記レーザ発光パッケージ内の温度を検知する手段としては、熱電対、サーミスタ、フォトカプラ等の温度計測素子を使用して、直接レーザ発光パッケージ内の温度を検出しても良いが、後述するように、レーザ発光パッケージ内の温度変化に伴うレーザダイオードの出力光量や駆動電流の発信波長の変動を検出し、この変動から温度変化に変換して、間接的にレーザ発光パッケージ内の温度を検知する方法も採用することができる。このように、間接的にレーザ発光パッケージ内の温度を検知する方法を使用する場合には、温度計測素子等の新たな部品を使用せず、後述するように、光走査装置における同期検出手段をこの温度検知手段として兼用できる利点を有する。 In this case, as a means for detecting the temperature in the laser light emitting package, a temperature measuring element such as a thermocouple, thermistor, or photocoupler may be used to directly detect the temperature in the laser light emitting package. In this way, the fluctuation of the output wavelength of the laser diode and the drive current due to the temperature change in the laser light emitting package is detected, and the fluctuation is converted into a temperature change to indirectly change the temperature in the laser light emitting package. A detection method can also be employed. As described above, when using the method of indirectly detecting the temperature in the laser light emitting package, a new component such as a temperature measuring element is not used, and the synchronization detecting means in the optical scanning device is used as described later. This has the advantage that it can also be used as the temperature detecting means.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図2は、本発明による実施形態1のレーザ光発光装置のレーザ発光パッケージ部10を示す図である。図中1はレーザ光を前方側2及び後方側3に出力するレーザダイオード(以下LDという)、4は、後方側レーザ光3によってLD1の駆動電流を制御するモニタ電流を出力するフォトダイオード(以下PDという)、5は、サーミスタ等の温度計測素子、6は、上面にLD1、PD4、温度計測素子5を搭載し、下面に、LD1、PD4、温度計測素子と接続された接続端子7を有する基台、8は、基台6の上面に取り付けられ、LD1、PD4、温度計測素子5等を保護するカバー、9はカバー8の中央部に穿孔された開口をガラスで封口した前方側レーザ光2を外部に出射する窓、11、12は基台6の上面に形成された基準面及びフランジである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing the laser light
本実施形態1に係るレーザ光発光装置は、上述のレーザ発光パッケージ部10と共に、図3に示すように、LD1のレーザ光を出射するための駆動回路20を備えており、この駆動回路20は、補正回路21、制御回路22、ドライブ回路23を備えている。LD1の起動に伴って出射される後方側レーザ光3を受光してPD4からモニタ電流が出力され、このモニタ電流は、補正回路21で温度計測素子5によって検知されたレーザ発光パッケージ部10のカバー8でLD1、PD4、温度計測素子5を収納する領域13(レーザ発光パッケージ)内の温度に基づいて補正される。この補正されたモニタ電流に基づいて、制御回路22でLD1を発光させる駆動電流を制御する。このように制御された駆動電流を、ドライブ回路23に供給して画像信号24等の外部信号に基づいて同期を取りながらLD1を起動してレーザ光を出射する。
As shown in FIG. 3, the laser light emitting device according to the first embodiment includes a driving circuit 20 for emitting laser light from the
図4は、LD1から出力される前方側レーザ光2の出力光量を一定にした場合のレーザ発光パッケージ13内の温度とPD4から出力されるモニタ電流との関係を示す図で、TAは製品の製造直後時等における基準温度、TBは計測時の温度、TCは、寒冷地における使用時の温度、IA(基準モニタ電流)、IB、ICはそれぞれ、TA、TB、TCにおける温度において出力されるモニタ電流である。この図から明らかなように、計測時にレーザダイオードの発光によってレーザ発光パッケージ内の温度が昇温した場合には、IB−IA分のモニタ電流を追加補正しないと基準温度時のレーザダイオードの出力光量は同一にならず、基準モニタ電流IAのままでLD1を駆動させると光量が不足した状態になってしまう。逆に、寒冷地において使用する場合には、基準モニタ電流IAのままでレーザダイオードを駆動すると出力光量は過剰なものとなってしまうので、基準モニタ電流IAからIA−IC分を減じたモニタ電流に補正する必要があることが判明する。この場合に、基準温度としては、製品の製造直後や一定時間レーザダイオードが点灯されていない状態で点灯直後のレーザ発光パッケージ内の温度を選定し、そのときのモニタ電流を基準モニタ電流とすることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the temperature in the laser
なお、基準モニタ電流IAの設定に当たっては、図5に示すLD1の出力光量制御装置を使用して基準モニタ電流を設定する。即ち、この制御装置においては、Vccの電圧が供給されてレーザ光を出力するLD1は、トランジスタQと抵抗Rを流れる駆動電流に応じた光量でレーザ光を出力する。また、このLD1の後方側レーザ3を受光してPD4はモニタ電流を生成する。このモニタ電流を電圧Vmとして光量制御回路15の入力端子P1に供給する。一方、光量制御回路15の入力端子P2には、制御電圧Vcontが入力され、光量制御回路15では、VcontとVmを比較し、VcontとVmが同一電圧となるように端子P3から出力されるトランジスタQのベース電圧を制御してLD1の駆動電流を制御する。また、Vmとモニタ電流Imとは、Vm=VR×Imの関係があるので、モニタ電流Imと制御電圧Vcontは図6に示すような比例関係を有することになる。従って、今、標準光量としてVKの制御電圧を選定すれば、図6の比例直線と交差するImKが基準モニタ電流となる。このようにして、製品の製造直後等の装置の調整時に基準モニタ電流を設定する。なお、図5中光量制御回路の端子P4は、サンプルホールドコンデンサCと接続している。
In setting the reference monitor current IA, the reference monitor current is set using the output light quantity control device of the
図4の関係については、製品の製造直後に、図7に示すようにLD1の前面にフォトダイオード等の受光素子14を配置し、LD1からの前方側レーザ光2を受光素子14に照射させながら、レーザ発光パッケージ13内の温度を変化させ、LD1の出力光量が一定になるようにモニタ電流を変えて測定することができる。この測定結果をレーザ発光パッケージ内の温度とモニタ電流の関係テーブルとして補正回路内のLUT(ルックアップテーブル)に記憶、格納し、測定時に、レーザ発光パッケージ13内の温度計測素子5で検知された温度とこの温度に対するモニタ電流をLUT内の関係テーブルから求め、基準モニタ電流を補正してLD1の駆動電流を制御することができる。
このように、モニタ電流をレーザ発光パッケージ内の温度計測素子5で測定された温度に対応するモニタ電流に補正してLD1の駆動電流を制御するようにしているので、レーザ発光パッケージ内の温度変化が生じても安定した一定の出力光量とすることができる。
Regarding the relationship of FIG. 4, immediately after manufacturing the product, a light receiving element 14 such as a photodiode is disposed on the front surface of the
As described above, the monitor current is corrected to the monitor current corresponding to the temperature measured by the temperature measuring element 5 in the laser light emitting package to control the drive current of the
本実施形態2においては、前述の実施形態1の場合と相違して、レーザ発光パッケージ部10に温度計測素子5を設けることなく、間接的にレーザ発光パッケージ13内の温度を検出してモニタ電流を補正するようにしたものである。
即ち、前述の図1で説明したように、一定のモニタ電流、例えば、基準モニタ電流でLD1を駆動したとき、LD1の出力光量がレーザ発光パッケージ13の温度と共に変化することに着目し、この出力光量と温度との関係を補正回路21内のLUTに関係テーブルとして記録させて格納しておく。計測時に、図7に示すように、LD1の前面に受光素子14を設置して、計測時のLD1の出力光量を測定し、この出力光量からLUTに格納されている出力光量と温度との関係テーブルから温度を求め、この温度に基づいて実施形態1の場合と同様にしてモニタ電流と温度の関係テーブルからモニタ電流の補正量を求める。この補正量を加味したモニタ電流に基づいてLD1の駆動電流を制御するようにしている。この場合に、受光素子14は、常時レーザ光発光装置に取り付ける必要はなく、必要時に取り付けることができる。
このようなレーザ光発光装置とした場合には、実施形態1で使用されるレーザ発光パッケージ部10のような温度計測素子5を組み込んだ特殊なものを使用しないので、汎用のレーザ発光パッケージ部10を使用することが可能となり、安価なものとすることができる。
In the second embodiment, unlike the case of the first embodiment described above, the temperature in the laser
That is, as described with reference to FIG. 1 above, when the
In the case of such a laser light emitting device, since a special device incorporating the temperature measuring element 5 such as the laser light emitting
本実施形態3は、前述の実施形態2と同様に、レーザ発光パッケージ13内の温度を間接的に検知する例で、LD1の点灯時間の長短によってレーザ発光パッケージ13内の温度が変化することに着目し、LD1の点灯時間を計測して温度を検知するようにしたものである。
図8は、LD1の点灯時間とレーザ発光パッケージ13内の温度との関係を示し、点灯時間が長くなるにつれ温度が上昇する。この関係を実施形態2の場合と同様に、LUTに関係テーブルとして格納し、計測時に点灯時間を計測して温度を求め、以下実施形態2の場合と同様にして、モニタ電流の補正量を求める。
このようなレーザ光発光装置とすることによって、簡便な方法でレーザ発光パッケージ内の温度を検出できるので、より安価な装置とすることができる。
The third embodiment is an example in which the temperature in the laser
FIG. 8 shows the relationship between the lighting time of the
By using such a laser light emitting device, the temperature in the laser light emitting package can be detected by a simple method, so that a cheaper device can be obtained.
本実施形態4においては、前述の実施形態2と同様に、レーザ発光パッケージ13内の温度を間接的に検知する例で、LD1を駆動するパルス駆動電流のパルス発信開始電流がレーザ発光パッケージ13内の温度変化に応じて変動することに着目し、当該パルス発信開始電流を計測して温度を検知するようにしたものである。
図9は、LD1のパルス駆動電流と出力光量の関係を示す図で、曲線1は温度が10℃の場合、曲線2は25℃の場合、曲線3は60℃の場合の例を示す。この図から明らかなように、これらの各温度における曲線の延長部分で外挿して光量0とした場合のパルス駆動電流(発信開始電流Ith)I10、I25、I60は、温度に応じて変化し、温度上昇と共に、Ithが上昇することが判明する。この関係から図10に示すように、発信開始電流と温度との関係グラフを求めることができる。この発信開始電流と温度との関係テーブルをLUTに格納し、これを使用して計測時の温度を求めることができる。この求めた温度によって、実施形態2と同様にしてモニタ電流の補正量を求める。
In the fourth embodiment, similarly to the second embodiment described above, the temperature in the laser
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the pulse drive current of the
なお、この計測時の発信開始電流を求める場合には、図11に示すように、パルス駆動電流を変えた2点の測定点a、bにおける光量を測定し、これらの測定点とパルス電流値から外挿してその温度における発信開始電流Ithを求めることができる。この場合も、前述の実施形態3と同様に、温度計測素子等を使用せずに温度を検出することが可能となるので、安価にレーザ光発光装置を製造することができる。 In addition, when calculating | requiring the transmission start current at the time of this measurement, as shown in FIG. 11, the light quantity in two measurement points a and b which changed the pulse drive current is measured, and these measurement points and pulse current values are measured. The transmission start current Ith at that temperature can be obtained by extrapolating from the above. Also in this case, as in the above-described third embodiment, the temperature can be detected without using a temperature measuring element or the like, so that the laser light emitting device can be manufactured at low cost.
図12は、本発明による実施形態5に係る光走査装置の概略構成を示す図で、101は画像信号等の外部信号をパルス幅変調信号に変調し、外部信号に応じてレーザ光発光装置109のレーザ光の出力を制御するLD変調装置、102は一定速度で回転するポリゴンスキャナ、103はfθレンズ、104は回転される感光体ドラム、105は、ポリゴンスキャナ102によって矢印A方向に走査される走査レーザビーム110の先行ビームを受光して先行同期信号を検知する先行同期検知手段、106は、走査レーザビーム110の後行ビームを受光して後行同期信号を検知する後行同期検知手段、107は、先行同期検知手段105からの検知信号DETP1と後行同期検知手段106からの検知信号DETP2とのよって、走行時間を測定する時間差測定部である。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the optical scanning device according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態5による光走査装置においては、画像信号が供給されたLD変調装置101で画像信号がパルス幅変調信号に変調され、この変調信号に基づいてレーザ光発光装置109からレーザ光が出射され、ポリゴンスキャナ102で偏光されたレーザビーム110が走査され、fθレンズ103で等速度運動に変換されて感光体ドラム104上を走査して静電潜像を作製する。このようにして作製された静電潜像は、図示しない現像装置によって可視化像とされ、この可視化像は転写紙に転写して印刷が行われる。
この際、走査線を形成する走査ビーム110の先行部分と後行部分とが先行同期検知手段105及び後行同期検知手段106によって検知され、同期信号DETP1及びDETP2が出力される。これらの同期信号DETP1、DETP2から時間差測定部107で時間差を測定する。この測定された時間差をLD変調装置に入力し、この時間差に基づいてパルス変調信号を形成する際の発信波長を調整するようになっている。同時に、先行同期検知手段105で検知された同期信号DETP1をLD変調装置101に入力して画像信号を感光体ドラム104上への走査時期に同期するように調整している。
In the optical scanning device according to the fifth embodiment, the image signal is modulated into a pulse width modulation signal by the
At this time, the leading and trailing portions of the
本実施形態5においては、時間差測定部107で計測された時間差によって調整されるパルス信号の発信波長がレーザ発光パッケージ13内の温度によって変動することに着目し、この発信波長λからレーザ発光パッケージ13内の温度を検知し、この温度から実施形態1で述べたように、レーザ光発光装置の補正回路21のLUTに格納している温度とモニタ電流との関係テーブルでモニタ電流の補正量を求め、補正したモニタ電流に基づいてLD1の駆動電流を制御したものである。
図13は、前記発信波長λとレーザ発光パッケージ13内の温度との関係を示す図で、レーザ発光パッケージ13内の温度が上昇するにつれ発信波長λが上昇することが明らかである。この関係から、前記時間差測定部107で計測された時間差から発信波長を求め、この発信波長からレーザ発光パッケージ13内の温度を検知することが可能となる。
In the fifth embodiment, focusing on the fact that the transmission wavelength of the pulse signal adjusted by the time difference measured by the time
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the transmission wavelength λ and the temperature in the laser
以上のように、本実施形態5における光走査装置においては、時間差測定手段部107における時間差を利用してレーザ発光パッケージ13内の温度を検知し、この検知温度に基づいてモニタ電流を補正してLD1の駆動電流を制御するレーザ光発光装置109を使用して感光体ドラム104上に静電潜像を作製するようにしたので、レーザ発光パッケージ13内の温度変動があったとしても、常に安定した一定の出力光量で静電潜像を作製することが可能となる。しかも、レーザ光発光装置109として、パルス変調信号のパルス波長を調整する時間差測定部107を利用するので、安価な光走査装置とすることができる。
As described above, in the optical scanning device according to the fifth embodiment, the temperature in the laser
上記実施形態5においては、時間差測定部107を利用したが、この光走査装置の先行同期検知手段105や後行同期検知手段106を利用し、これらの同期検知手段105、106で受光するレーザビーム110の光量を検出し、前述の実施形態2の場合と同様に、同期検知手段で受光された光量からレーザ発光パッケージ13内の温度を検知し、この温度からモニタ電流の補正を行って、LD1の駆動電流を制御するようにすることもできる。
この場合には、前記時間差測定部107の利用の場合と同様に、同期検知手段を兼用してレーザ発光パッケージ13内の温度を検出するので、安価な光走査装置を製造することができる。この場合には、同期検知手段105、106のいずれか一方のみ使用すればよい。
また、上記実施形態5では時間測定部107や同期検知手段105、106を利用してレーザ発光パッケージ13内の温度を検知する方法としたが、前述の実施形態1、実施形態3、4で説明した方法でレーザ発光パッケージ13内の温度を検知する方法によっても、同様に、レーザ光発光装置109から安定した一定の出力光量のレーザビーム110を感光体ドラム104に照射することが可能である。
In the fifth embodiment, the time
In this case, as in the case of using the time
In the fifth embodiment, the
本実施形態6においては、前記実施形態5で述べた同期検知手段105、106で検知される検知信号DETP1、DETP2のいずれか一方の検知信号を利用してモニタ電流を補正するものである。
図14は、前記検知信号DETP1、DETP2の波形図を示し、これらの検知信号においては、図14で示すパルス16が生成され、通常、このパルス16を検知して同期信号として利用されるが、本実施形態6においては、このパルス16の降下電圧Vdに着目したものである。この降下電圧Vdは、レーザ発光パッケージ13内の温度変動によって変動する。従って、基準温度におけるこの降下電圧Vdcを予め測定し、この基準降下電圧Vdcと測定時の降下電圧とを比較し、測定時の降下電圧が基準降下電圧Vdcと同一になるように、モニタ電流を調整してLD1の駆動電流を制御することによって、適正に安定した一定の出力光量のレーザビーム110を得ることができる。
本実施形態6による光走査装置においては、前述のような温度換算を必要としないので、より簡便にLD1の駆動電流を制御することが可能となる利点を有する。
In the sixth embodiment, the monitor current is corrected using one of the detection signals DETP1 and DETP2 detected by the synchronization detection means 105 and 106 described in the fifth embodiment.
FIG. 14 shows waveform diagrams of the detection signals DETP1 and DETP2. In these detection signals, the
The optical scanning device according to the sixth embodiment does not require temperature conversion as described above, and thus has an advantage that the drive current of the
1 レーザダイオード、2 前方側レーザ光、3 後方側レーザ光、4 フォトダイオード、5 温度計測素子、6 基台、8 カバー、10 レーザ発光パッケージ部、13 レーザ発光パッケージ、14 受光素子、15 光量制御回路、20 駆動回路、21 補正回路、22 制御回路、23 ドライブ回路、24 画像信号、101 LD変調装置、102 ポリゴンスキャナ、103 fθレンズ、104 感光体ドラム、105 先行同期検知手段、106 後行同期検知手段、107 時間差測定部、109 レーザ光発光装置、110 レーザビーム
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レーザ発光パッケージ内の温度を検知する検知手段と、該検知手段から検出された検出温度に応じて前記モニタ電流を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とするレーザ光発光装置。 A laser light emitting package that integrally houses a laser diode and a photodiode that detects the output light amount on the rear end side of the laser diode, and the drive current of the laser diode is determined based on a monitor current based on the output light amount detected by the photodiode. In the laser light emitting device provided with the control means for controlling,
A laser light emitting device comprising: detecting means for detecting a temperature in the laser light emitting package; and correcting means for correcting the monitor current in accordance with a detected temperature detected from the detecting means.
前記検知手段は、前記レーザ発光パッケージ内の温度を検知する温度計測素子であり、前記補正手段は、前記レーザ発光パッケージ内の温度と当該温度におけるモニタ電流値の関係テーブルを備え、該関係テーブルに基づいて、標準光量をレーザダイオードから出力させる際の基準モニタ電流値を補正することを特徴とするレーザ光発光装置。 The laser light emitting device according to claim 1,
The detecting means is a temperature measuring element that detects a temperature in the laser light emitting package, and the correcting means includes a relationship table between the temperature in the laser light emitting package and a monitor current value at the temperature, and the relationship table includes And a reference monitor current value when the standard amount of light is output from the laser diode.
前記検知手段は、前記レーザダイオードの出力光量を検知する光量検知手段で検出された検出出力光量に基づいて、予め測定された検出出力光量と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とするレーザ光発光装置。 The laser light emitting device according to claim 1,
The detection means corresponds from a relation table between the detected output light quantity measured in advance and the temperature in the laser light emitting package based on the detected output light quantity detected by the light quantity detection means for detecting the output light quantity of the laser diode. A laser light emitting device characterized by converting the temperature to the detected temperature.
前記検知手段は、前記レーザダイオードの点灯時間を計測し、計測された点灯時間に基づいて、予め測定された前記点灯時間と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とするレーザ光発光装置。 The laser light emitting device according to claim 1,
The detecting means measures the lighting time of the laser diode, and converts the measured lighting time into a corresponding temperature from a relation table between the lighting time measured in advance and the temperature in the laser light emitting package. A laser light emitting device having the detected temperature.
前記検知手段は、前記レーザダイオードの出力光量を検知する光量検知手段で検出された検出出力光量とそのときのレーザダイオードの入力電流値からレーザ発光開始電流を算出し、当該レーザ発光開始電流に基づいて、予め測定されたレーザ発光開始電流と前記レーザ発光パッケージ内の温度との関係テーブルから対応する温度に換算して前記検出温度とすることを特徴とするレーザ光発光装置。 The laser light emitting device according to claim 1,
The detection means calculates a laser light emission start current from the detected output light quantity detected by the light quantity detection means for detecting the output light quantity of the laser diode and the input current value of the laser diode at that time, and based on the laser light emission start current The laser light emitting device is characterized in that the detected temperature is converted into a corresponding temperature from a relation table between a laser light emission starting current measured in advance and a temperature in the laser light emitting package.
前記光走査装置は、前記レーザビームを検出する同期検出手段を備え、該同期検出手段によって、前記感光体への走査開始時期とレーザダイオードからのレーザビームの出力時期とを同期させると共に、前記同期検出手段によって検出されたレーザダイオードの出力光量からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された当該出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that forms a latent image by scanning a laser beam from a laser light emitting device including a laser diode on a surface of a photosensitive member in a one-dimensional manner,
The optical scanning device includes synchronization detection means for detecting the laser beam, and the synchronization detection means synchronizes the scanning start timing to the photoconductor and the output timing of the laser beam from the laser diode, and the synchronization The temperature in the laser light emitting package in which the laser diode and the photodiode for detecting the output light amount on the rear end side of the laser diode are integrated is detected from the output light amount of the laser diode detected by the detecting means, and the photo is detected according to the detected temperature. An optical scanning device characterized in that a monitor current due to the output light amount detected by a diode is corrected, and a drive current of the laser diode is controlled based on the corrected monitor current.
前記光走査装置は、前記感光体への1本の走査線の走査開始時期と走査終期のレーザビームを検出する走査時間計測手段を備え、該走査時間計測手段によって、1本の走査線の走査時間を計測すると共に、該計測された走査時間からレーザダイオードに供給される駆動電流の発信波長を算出し、該発信波長からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された当該出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that forms a latent image by scanning a laser beam from a laser light emitting device including a laser diode on a surface of a photosensitive member in a one-dimensional manner,
The optical scanning device includes a scanning time measuring unit that detects a scanning start timing and a scanning end laser beam of one scanning line on the photosensitive member, and the scanning time measuring unit scans one scanning line. The time is measured, the transmission wavelength of the drive current supplied to the laser diode is calculated from the measured scanning time, and the laser diode and the photodiode for detecting the output light amount on the rear end side of the laser diode are integrated from the transmission wavelength. The temperature in the laser light emitting package housed in the sensor is detected, and the monitor current based on the output light amount detected by the photodiode is corrected according to the detected temperature, and the drive current of the laser diode is corrected based on the corrected monitor current Is controlled, an optical scanning device.
前記光走査装置は、前記レーザビームを検出する同期検出手段を備え、該同期検出手段によって、前記感光体への1本の走査線の走査開始時期とレーザダイオードからのレーザビームの出力時期とを同期させると共に、前記同期検出手段によって検出された同期検出信号の検出電圧からレーザダイオード及びレーザダイオードの後端側出力光量を検知するフォトダイオードを一体に収納したレーザ発光パッケージ内の温度を検出し、該検出温度に応じてフォトダイオードで検知された出力光量によるモニタ電流を補正し、該補正されたモニタ電流に基づいて前記レーザダイオードの駆動電流が制御されることを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that forms a latent image by scanning a laser beam from a laser light emitting device including a laser diode on a surface of a photosensitive member in a one-dimensional manner,
The optical scanning device includes synchronization detection means for detecting the laser beam, and the synchronization detection means determines the scanning start timing of one scanning line to the photosensitive member and the output timing of the laser beam from the laser diode. Synchronize and detect the temperature in the laser light emitting package integrally housing the laser diode and the photodiode for detecting the output light amount on the rear end side of the laser diode from the detection voltage of the synchronization detection signal detected by the synchronization detection means, An optical scanning device characterized in that a monitor current based on an output light amount detected by a photodiode is corrected according to the detected temperature, and a drive current of the laser diode is controlled based on the corrected monitor current.
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