JP2694989B2 - レーザスキャナ - Google Patents
レーザスキャナInfo
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- JP2694989B2 JP2694989B2 JP2133089A JP2133089A JP2694989B2 JP 2694989 B2 JP2694989 B2 JP 2694989B2 JP 2133089 A JP2133089 A JP 2133089A JP 2133089 A JP2133089 A JP 2133089A JP 2694989 B2 JP2694989 B2 JP 2694989B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ レーザリンタまたはファクシミリ等に用いられ、半導
体レーザから放射されたレーザ光をホログラムディスク
を通して被走査体上に収束照射し、ホログラムディスク
を回転させることにより照射点を被走査体上で走査させ
るレーザスキャナに関し、 半導体レーザの光出力を変えても半導体レーザの出力
光の波長が一定に保たれるようにすることを目的とし、 半導体レーザから放射されたモニタ光の強度を検出す
る光検出器と、該半導体レーザの温度を検出する温度検
出手段と、該半導体レーザを冷却する冷却手段と、該光
検出器の出力に応じて、半導体レーザを一定の目標温度
にするための設定温度を出力する温度設定手段と、検出
された該温度が該設定温度になるように該冷却器を制御
する温度調節手段と、を備えて構成する。
体レーザから放射されたレーザ光をホログラムディスク
を通して被走査体上に収束照射し、ホログラムディスク
を回転させることにより照射点を被走査体上で走査させ
るレーザスキャナに関し、 半導体レーザの光出力を変えても半導体レーザの出力
光の波長が一定に保たれるようにすることを目的とし、 半導体レーザから放射されたモニタ光の強度を検出す
る光検出器と、該半導体レーザの温度を検出する温度検
出手段と、該半導体レーザを冷却する冷却手段と、該光
検出器の出力に応じて、半導体レーザを一定の目標温度
にするための設定温度を出力する温度設定手段と、検出
された該温度が該設定温度になるように該冷却器を制御
する温度調節手段と、を備えて構成する。
［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザプリンタまたはファクシミリ等に用
いられ、半導体レーザから放射されたレーザ光をホログ
ラムディスクを通して被走査体上に収束照射し、ホログ
ラムディスクを回転させることにより照射点を被走査体
上で走査させるレーザスキャナに関する。
いられ、半導体レーザから放射されたレーザ光をホログ
ラムディスクを通して被走査体上に収束照射し、ホログ
ラムディスクを回転させることにより照射点を被走査体
上で走査させるレーザスキャナに関する。
［従来の技術］ 例えばレーザプリンタは、レーザとして半導体レーザ
を用い、光走査光学系としてホログラフィック光学系を
用いることにより、小型かつ安価に構成することがで
き、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータの普及
に伴う小型かつ安価なページプリンタに対する高い需要
に応えることができる。このホログラフィック光学系
は、例えばホログラムレンズとホログラムディスクを用
いて構成することができ、コリメートレンズ、ポリゴン
ミラー、ｆθレンズ及び倒れ補正光学系等を用いた光走
査光学系に比し光学部品点数を大幅に低減することがで
きる。
を用い、光走査光学系としてホログラフィック光学系を
用いることにより、小型かつ安価に構成することがで
き、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータの普及
に伴う小型かつ安価なページプリンタに対する高い需要
に応えることができる。このホログラフィック光学系
は、例えばホログラムレンズとホログラムディスクを用
いて構成することができ、コリメートレンズ、ポリゴン
ミラー、ｆθレンズ及び倒れ補正光学系等を用いた光走
査光学系に比し光学部品点数を大幅に低減することがで
きる。
ここで、半導体レーザの出力光の波長λと、縦モード
次数ｍと、共振器長Ｌとの間にはｍλ/2＝Ｌの関係が成
立する。
次数ｍと、共振器長Ｌとの間にはｍλ/2＝Ｌの関係が成
立する。
レーザプリンタでは、印字濃度を変える場合、半導体
レーザの光出力を変える。光出力が変化すると、半導体
レーザの温度が変化し、熱膨張により共振器長Ｌが変化
して出力光の波長λが変化する。この変化率は、例え
ば、通常の半導体レーザで0.40nm/℃程度、DFB半導体レ
ーザで0.07nm/℃程度である。
レーザの光出力を変える。光出力が変化すると、半導体
レーザの温度が変化し、熱膨張により共振器長Ｌが変化
して出力光の波長λが変化する。この変化率は、例え
ば、通常の半導体レーザで0.40nm/℃程度、DFB半導体レ
ーザで0.07nm/℃程度である。
一方、ホログラムは光の回折現象を利用しているの
で、波長が変化すると回折角が変化して感光ドラム上で
の光スポット径が大きく変化する。
で、波長が変化すると回折角が変化して感光ドラム上で
の光スポット径が大きく変化する。
そこで、ホログラフィック光学系を用いた半導体レー
ザでは、通常、レーザ光の波長変動を±0.1nm以下にす
る必要がある。したがって、温度変動を通常の半導体レ
ーザでは±0.25℃以下、DFB半導体レーザでは±1.50℃
以下にする必要があり、高精度で温度制御をしなければ
ならない。
ザでは、通常、レーザ光の波長変動を±0.1nm以下にす
る必要がある。したがって、温度変動を通常の半導体レ
ーザでは±0.25℃以下、DFB半導体レーザでは±1.50℃
以下にする必要があり、高精度で温度制御をしなければ
ならない。
この温度を一定化するために、半導体レーザの温度を
検出し、この温度が一定の目標値になるように電子冷却
素子で半導体レーザを冷却している。
検出し、この温度が一定の目標値になるように電子冷却
素子で半導体レーザを冷却している。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、温度検出素子は被検出体との熱平衡により温
度を検出するのでその応答性は一般に遅く、かつ、半導
体レーザの結晶は幅200μｍ、長さ300μｍ、厚さ100μ
ｍ程度と小さいのでそれ自体の温度を直接検出すること
ができず、このため、印字濃度を切り換えた際に高精度
の温度制御を行うことができず、光スポット径の変化や
直線性の悪化が生ずるという問題点があった。
度を検出するのでその応答性は一般に遅く、かつ、半導
体レーザの結晶は幅200μｍ、長さ300μｍ、厚さ100μ
ｍ程度と小さいのでそれ自体の温度を直接検出すること
ができず、このため、印字濃度を切り換えた際に高精度
の温度制御を行うことができず、光スポット径の変化や
直線性の悪化が生ずるという問題点があった。
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、半導体レ
ーザの光出力を変えても半導体レーザの出力光の波長を
一定に保つことができるレーザスキャナを提供すること
にある。
ーザの光出力を変えても半導体レーザの出力光の波長を
一定に保つことができるレーザスキャナを提供すること
にある。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明では、半導体レー
ザから放射されたレーザ光を、ホログラムディスクを通
して被走査体上に収束照射し、該ホログラムディスクを
回転させることにより照射点を該被走査体上で走査させ
るレーザスキャナにおいて、 該半導体レーザから放射されたモニタ光の強度を検出
する光検出器と、 該半導体レーザが固定された熱伝導体の温度、例えば
第２図のベースプレートの温度を検出する温度検出手段
と、 該半導体レーザを冷却する冷却手段と、 該光検出器の出力がモニタ光の増加を示しているとき
に設定温度を低下させて元に戻す温度設定手段と、 検出された該温度が該設定温度になるように該冷却器
を制御する温度調節手段と、 を備えている。
ザから放射されたレーザ光を、ホログラムディスクを通
して被走査体上に収束照射し、該ホログラムディスクを
回転させることにより照射点を該被走査体上で走査させ
るレーザスキャナにおいて、 該半導体レーザから放射されたモニタ光の強度を検出
する光検出器と、 該半導体レーザが固定された熱伝導体の温度、例えば
第２図のベースプレートの温度を検出する温度検出手段
と、 該半導体レーザを冷却する冷却手段と、 該光検出器の出力がモニタ光の増加を示しているとき
に設定温度を低下させて元に戻す温度設定手段と、 検出された該温度が該設定温度になるように該冷却器
を制御する温度調節手段と、 を備えている。
［作用］ 半導体レーザの光出力を変化させた場合において、設
定温度を一定にした場合には、設定温度に充分追従でき
ず半導体レーザの実際の温度は光出力変化直後において
特に大きく変動する。しかし、本発明では、光検出器の
出力に応じ設定温度が変化して、半導体レーザの温度が
一定の目標値になる。換言すれば、温度検出手段の応答
遅れを光検出器からの信号により補正することができ
る。したがって、例えばレーザプリンタの印字濃度を急
に切り換えても、半導体レーザの出力光の波長が一定に
なって、被走査体上への光スポットの径が一定になり、
かつ、その光走査方向の直線性の悪化が防止される。
定温度を一定にした場合には、設定温度に充分追従でき
ず半導体レーザの実際の温度は光出力変化直後において
特に大きく変動する。しかし、本発明では、光検出器の
出力に応じ設定温度が変化して、半導体レーザの温度が
一定の目標値になる。換言すれば、温度検出手段の応答
遅れを光検出器からの信号により補正することができ
る。したがって、例えばレーザプリンタの印字濃度を急
に切り換えても、半導体レーザの出力光の波長が一定に
なって、被走査体上への光スポットの径が一定になり、
かつ、その光走査方向の直線性の悪化が防止される。
［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図はレーザスキャナ光学系を示す。
半導体レーザモジュール10から放射された直接変調発
散光は、ホログラフィックレンズ12を通ってホログラム
ディスク14側へ回折集光され、次いでホログラムディス
ク16を通って感光ドラム16上に収束照射される。ホログ
ラムディスク14はモータ18によりその中心軸の回りに回
転され、これにより感光ドラム16上の光スポットが感光
ドラム16の母線方向に水平走査される。
散光は、ホログラフィックレンズ12を通ってホログラム
ディスク14側へ回折集光され、次いでホログラムディス
ク16を通って感光ドラム16上に収束照射される。ホログ
ラムディスク14はモータ18によりその中心軸の回りに回
転され、これにより感光ドラム16上の光スポットが感光
ドラム16の母線方向に水平走査される。
第２図に示す如く、半導体レーザモジュール10は、ベ
ースプレート10a上の前部にヒートシンク10bを介して半
導体レーザ10cが固着され、ベースプレート10a上の後部
にPINホトダイオード10d及びサーミスタ10eが固着さ
れ、ベースプレート10aの下面に電子冷却素子10fが固着
されて構成されている。
ースプレート10a上の前部にヒートシンク10bを介して半
導体レーザ10cが固着され、ベースプレート10a上の後部
にPINホトダイオード10d及びサーミスタ10eが固着さ
れ、ベースプレート10aの下面に電子冷却素子10fが固着
されて構成されている。
サーミスタ10eの出力は測温回路20に供給されて半導
体レーザ10cの温度が間接的に測定される。一方、半導
体レーザ10cの背面から放射されたモニタ光の強度はPIN
ホトダイオード10dによりモニタ電流に変換されて、温
度設定器22に供給される。このモニタ電流は半導体レー
ザ10cの光出力に比例している。温度設定器22は、この
モニタ電流に応じて、半導体レーザ10cの温度を一定の
目標値にするための設定温度を温度調節器24へ供給す
る。温度調節器24は、測温回路20からの測定温度がこの
設定温度になるように駆動回路26を介し電子冷却素子10
fに駆動電流を供給する。
体レーザ10cの温度が間接的に測定される。一方、半導
体レーザ10cの背面から放射されたモニタ光の強度はPIN
ホトダイオード10dによりモニタ電流に変換されて、温
度設定器22に供給される。このモニタ電流は半導体レー
ザ10cの光出力に比例している。温度設定器22は、この
モニタ電流に応じて、半導体レーザ10cの温度を一定の
目標値にするための設定温度を温度調節器24へ供給す
る。温度調節器24は、測温回路20からの測定温度がこの
設定温度になるように駆動回路26を介し電子冷却素子10
fに駆動電流を供給する。
PINホトダイオード10dからのモニタ電流は半導体レー
ザ光出力制御回路（不図示）に供給され、この制御回路
はモニタ電流が設定値になるように半導体レーザ10cに
電流を供給する。
ザ光出力制御回路（不図示）に供給され、この制御回路
はモニタ電流が設定値になるように半導体レーザ10cに
電流を供給する。
次に、上記の如く構成された本実施例の動作を説明す
る。
る。
印字濃度を高濃度側に切り換えるために、光出力制御
回路により半導体レーザ10cの光出力を第3A図に示す如
く変化させる。温度設定器22から温度調節器24へ供給さ
れる設定温度が従来のように一定であった場合には、半
導体レーザ10cの温度は第3B図一点鎖線で示す如く、光
出力切換直後において大きく変動する。この原因は、サ
ーミスタ10eが半導体レーザ10cの温度を直接検出してい
ないこと、及び、サーミスタ10e、ベースプレート10a、
ヒートシンク10b及び半導体レーザ10cが熱平衡状態にな
らなければ半導体レーザ10cの温度を正確に検出できな
いことによる。すなわち、半導体レーザ10cの実際の温
度に対する検出温度の応答性が遅いことによる。
回路により半導体レーザ10cの光出力を第3A図に示す如
く変化させる。温度設定器22から温度調節器24へ供給さ
れる設定温度が従来のように一定であった場合には、半
導体レーザ10cの温度は第3B図一点鎖線で示す如く、光
出力切換直後において大きく変動する。この原因は、サ
ーミスタ10eが半導体レーザ10cの温度を直接検出してい
ないこと、及び、サーミスタ10e、ベースプレート10a、
ヒートシンク10b及び半導体レーザ10cが熱平衡状態にな
らなければ半導体レーザ10cの温度を正確に検出できな
いことによる。すなわち、半導体レーザ10cの実際の温
度に対する検出温度の応答性が遅いことによる。
そこで、温度設定器22は、第3A図及び第3B図に示す如
く、PINホトダイオード10dからのモニタ電流が階段状に
上昇した場合には、例えば設定温度を一定時間低くした
後、元の設定温度に戻す。これにより、設定温度が低下
している間において駆動回路26から電子冷却素子10fへ
流れる電流量が一時的に大きくなり、半導体レーザ10c
の温度が急上昇するのが押さえられ、半導体レーザ10c
の実際の温度は第3B図実線で示す如く変化する。すなわ
ち、サーミスタ10eの応答遅れをPINホトダイオード10d
からのモニタ電流により補正することができる。
く、PINホトダイオード10dからのモニタ電流が階段状に
上昇した場合には、例えば設定温度を一定時間低くした
後、元の設定温度に戻す。これにより、設定温度が低下
している間において駆動回路26から電子冷却素子10fへ
流れる電流量が一時的に大きくなり、半導体レーザ10c
の温度が急上昇するのが押さえられ、半導体レーザ10c
の実際の温度は第3B図実線で示す如く変化する。すなわ
ち、サーミスタ10eの応答遅れをPINホトダイオード10d
からのモニタ電流により補正することができる。
したがって、レーザプリンタの印字濃度を急に切り換
えても半導体レーザ10cの温度がほぼ一定、すなわち、
半導体レーザ10cの出力光の波長が一定になり、半導体
レーザ10cからの発散光はホログラフィックレンズ12に
より所定方向に回折されて、第１図に示す感光ドラム16
上への光スポットの径が一定になり、かつ、その光走査
方向の直線性の悪化が防止される。
えても半導体レーザ10cの温度がほぼ一定、すなわち、
半導体レーザ10cの出力光の波長が一定になり、半導体
レーザ10cからの発散光はホログラフィックレンズ12に
より所定方向に回折されて、第１図に示す感光ドラム16
上への光スポットの径が一定になり、かつ、その光走査
方向の直線性の悪化が防止される。
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
例えば、ホログラフィックレンズ12の代わりに、レン
ズ、凹面鏡、またはこれらとホログラフィックレンズも
しくはホログラフィック回折格子との組み合わせを用い
てもよい。
ズ、凹面鏡、またはこれらとホログラフィックレンズも
しくはホログラフィック回折格子との組み合わせを用い
てもよい。
また、温度設定器22は、モニタ電流の微分回路の出力
に直流電圧を加えたものを出力する構成であってもよ
い。
に直流電圧を加えたものを出力する構成であってもよ
い。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るレーザスキャナに
よれば、モニタ光の強度を検出する光検出器の出力に応
じて設定温度を変えるので、半導体レーザの光出力が変
化しても半導体レーザの温度が大きく変化するのを防止
することができる。すなわち、温度検出手段の応答遅れ
を光検出器からの信号により補正することができる。し
たがって、例えばレーザプリンタの印字濃度を急に切り
換えても、半導体レーザの出力光の波長が一定になっ
て、被走査体上への光スポットの径が一定になり、か
つ、その光走査方向の直線性の悪化が防止されるという
優れた効果を奏し、印字品質の向上等に寄与するところ
が大きい。
よれば、モニタ光の強度を検出する光検出器の出力に応
じて設定温度を変えるので、半導体レーザの光出力が変
化しても半導体レーザの温度が大きく変化するのを防止
することができる。すなわち、温度検出手段の応答遅れ
を光検出器からの信号により補正することができる。し
たがって、例えばレーザプリンタの印字濃度を急に切り
換えても、半導体レーザの出力光の波長が一定になっ
て、被走査体上への光スポットの径が一定になり、か
つ、その光走査方向の直線性の悪化が防止されるという
優れた効果を奏し、印字品質の向上等に寄与するところ
が大きい。
第１図乃至第3B図は本発明の一実施例に係り、 第１図はレーザスキャナ光学系を示す斜視図、 第２図はレーザスキャナの温度制御装置を示すブロック
図、 第3A図は印字濃度切換前後の半導体レーザの光出力の変
化を示す線図、 第3B図は設定温度と半導体レーザの温度との関係を示す
線図である。 図中、 10は半導体レーザモジュール 10aはベースプレート 10bはヒートシンク 10cは半導体レーザ 10dはPINホトダイオード 10eはサーミスタ 10fは電子冷却素子 12はホログラフィックレンズ 14はホログラムディスク 16は感光ドラム 18はモータ 20は測温回路 22は温度設定器 24は温度調節器 26は駆動回路
図、 第3A図は印字濃度切換前後の半導体レーザの光出力の変
化を示す線図、 第3B図は設定温度と半導体レーザの温度との関係を示す
線図である。 図中、 10は半導体レーザモジュール 10aはベースプレート 10bはヒートシンク 10cは半導体レーザ 10dはPINホトダイオード 10eはサーミスタ 10fは電子冷却素子 12はホログラフィックレンズ 14はホログラムディスク 16は感光ドラム 18はモータ 20は測温回路 22は温度設定器 24は温度調節器 26は駆動回路
フロントページの続き (72)発明者 池田 弘之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−13217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−264774（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザから放射されたレーザ光を、
ホログラムディスクを通して被走査体上に収束照射し、
該ホログラムディスクを回転させることにより照射点を
該被走査体上で走査させるレーザスキャナにおいて、 該半導体レーザから放射されたモニタ光の強度を検出す
る光検出器と、 該半導体レーザが固定された熱伝導体の温度を検出する
温度検出手段と、 該半導体レーザを冷却する冷却手段と、 該光検出器の出力がモニタ光の増加を示しているときに
設定温度を低下させて元に戻す温度設定手段と、 検出された該温度が該設定温度になるように該冷却器を
制御する温度調節手段と、 を有することを特徴とするレーザスキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133089A JP2694989B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | レーザスキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133089A JP2694989B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | レーザスキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201412A JPH02201412A (ja) | 1990-08-09 |
| JP2694989B2 true JP2694989B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=12052127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2133089A Expired - Fee Related JP2694989B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | レーザスキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2694989B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5473451B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-04-16 | 三菱電機株式会社 | 光送信器、安定化光源およびレーザダイオードの制御方法 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2133089A patent/JP2694989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02201412A (ja) | 1990-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |