JP2839889B2 - 半導体レーザユニツト - Google Patents

半導体レーザユニツト

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JP2839889B2
JP2839889B2 JP62284676A JP28467687A JP2839889B2 JP 2839889 B2 JP2839889 B2 JP 2839889B2 JP 62284676 A JP62284676 A JP 62284676A JP 28467687 A JP28467687 A JP 28467687A JP 2839889 B2 JP2839889 B2 JP 2839889B2
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友厚 今村
和之 島田
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【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、レーザプリンタ等の画像形成装置に光書
込み用光源として着脱自在に装着される半導体レーザユ
ニツトに関する。 従来技術 レーザプリンタ等の画像形成装置の光源ユニツトとし
て、半導体レーザからの発散性光束を平行光束に変換す
るコリメータレンズを一体的に具備した半導体レーザユ
ニツトが多用されている。 この半導体レーザユニツトから出射されたレーザ光
は、走査手段及び結像手段を経て感光体に結像走査され
て、所謂静電記録の原理に従つて画像の記録がなされ
る。 ここで、レーザ光について、半導体レーザユニツトの
出射パワーと、モニタ用フオトダイオードの出力を変換
して得られるモニタ出力増幅器の出力電圧との関係で定
まる特性は、半導体レーザの発散角のばらつき、モニタ
用フオトダイオードの配置及び感度のばらつき、コリメ
ータレンズの透過率のばらつきなどの要因により大きく
ばらつくことが知られている。 このばらつきがあると、特定の入力に対し特定の出射
パワーを感光体上で得られないため、従来は出射パワー
をその最終的照射位置である感光体上にてパワーメータ
で測定しつつ、所定の出射パワーを得るまで光源ユニツ
トと別に置かれた基板上の可変抵抗器等の利得調整部で
利得を調整して上記ばらつきの補正を行なつていた。 しかしながら、この方法だと交換すべき半導体レーザ
ユニツトが装着される画像形成装置のあるユーザーの所
まで、パワーメータが持ち込まねばならない煩わしさが
あり、しかも現地調整のため、その間画像形成装置の休
止時間も発生するという問題があつた。 そこで、例えば特開昭61−174794号公報に見られるよ
うに、半導体レーザユニツトに、半導体レーザのモニタ
出力増幅器の利得を調整する手段を具備し、このモニタ
出力増幅器の出力が標準設定電圧と一致するようにモニ
タ出力増幅器の利得を調整することによつて、上記ばら
つきを補正できるようにしたものもある。 しかし、この場合にも標準設定電圧を外部ボードから
供給していたため、その電圧調整が必要であつた。 例えば、標準電圧を2.50Vとした場合、無調整の状態
では各ボードでの電圧が2.50V±10%とばらつく。半導
体レーザ(レーザダイオード)のパワー制御(APC)で
は、この標準電圧と同じ基準電圧(Vref)に対してフイ
ードパツク制御されるので、標準電圧が±5%以上では
目的を達成できない。そのため、従来はこの標準電圧を
2.50V±1%程度に抑える調整が必要であつた。 ところで、この標準電圧を発生する外部ボードは各画
像形成装置に搭載されているが、通常はパワー調整の簡
易化のために、半導体レーザユニツト調整治具内で発生
する標準電圧を用いてパワー調整を行なつている。 このように、従来は半導体レーザユニツト交換時にパ
ワーを調整する際、外部ボードで発生する標準電圧の調
整が面倒であり、調整治具内で発生する標準電圧を用い
る場合には、標準電圧を発生できる調整治具が必要にな
るばかりか、パワー調整時の標準電圧とフイードバツク
制御時の基準電圧の供給源が異なることになるので、フ
イードバツク制御の精度が悪化するという問題も生ず
る。 目的 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、半
導体レーザユニツト交換時のパワー調整作業を不要に
し、且つ使用中におけるフイードバツク制御の精度も向
上させることを目的とする。 構成 この発明は上記目的を達成するため、導体レーザ及び
この半導体レーザからの発散性光束を平行光束に変換す
るコリメータレンズを具備した一体的なユニツトであつ
て、画像形成装置に着脱自在に装着される半導体レーザ
ユニツトにおいて、半導体レーザのモニタ出力を増幅す
る利得調整可能なモニタ出力増幅器と、内部基準電圧を
発生る基準電圧発生回路とを含む基板を具備し、上記モ
ニタ出力増幅器は、半導体レーザから出射されるレーザ
光によって標準設定パワーが得られるようにその利得が
調整されており、上記基準電圧発生回路は、上記標準設
定パワーが得られたときの上記モニタ出力増幅器の出力
電圧に相当する電圧を上記内部基準電圧として発生する
ように設定されていることを特徴とする。 そして、半導体レーザユニツトは、上記モニタ出力増
幅器の出力電圧と内部基準電圧とを入力して比較する比
較器と、その比較出力に応じて半導体レーザの駆動電流
を制御する駆動回路とを備えた画像形成装置に、着脱自
在に装着される半導体レーザユニツトであるとよい。 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第1図はこの発明の一実施例である半導体レーザユニ
ツトの構造を示す断面図である。 この図において、1半導体レーザ(レーザダイオー
ド)、2はこの半導体レーザを支持しているベース金属
板、3は電気的絶縁材、4は半導体レーザ1からの発散
性光束を平行光束に変換するコリメータレンズ、5はビ
ーム整形用のアパーチヤ、6はプリンタ回路基板(PC
B)を各々示し、これらは一体的なユニツトとして組立
られて半導体レーザユニツト7を構成している。 この半導体レーザユニツト7は、一体的な部材として
図示しないレーザプリンタ等の画像形成装置の所定の部
位に着脱自在に装着される。 そして、この半導体レーザユニツト7のプリント回路
基板6には、利得調整可能なモニタ出力増幅器8と、こ
の半導体レーザユニツト7からの出射パワーを標準設定
パワーとしたときのモニタ出力増幅器8の出力電圧に相
当する内部基準電圧を発生する基準電圧発生回路9とを
備えている。 ちなみに、従来はこの基準電圧発生回路に相当する標
準設定電圧発生器が、半導体レーザユニツト以外の例え
ばレーザプリンタ本体の適宜の部位に設けられていた。 第2図は、この半導体レーザユニツト7をレーザプリ
ンタ等の画像形成装置に装着してフイードバツク制御ル
ープを形成した状態のブロツク回路図である。 この図において、10は半導体レーザ1の発光出力をモ
ニタするためのフオトダイオードで、そのモニタ電流を
モニタ出力増幅器8に入力する。 そして、一点鎖線で囲んだ12で示す部分が半導体レー
ザユニツト7に設けられている部分である。 比較器14と駆動回路15は、レーザユニツト以外の外部
ボードに設けられており、比較器14はモニタ出力増幅器
8の出力電圧Vmと基準電圧発生回路9が出力する内部基
準電圧Vrとを比較し、両電圧が一致するように、半導体
レーザ1に駆動電流を流して発光させる駆動回路15を制
御する。 モニタ出力増幅器8は、第3図に示すように、オペア
ンプ81とその帰還回路を形成する利得調整用可変抵抗器
82によつて構成されている。 また、基準電圧発生回路9は、第4図に示すように、
電源電圧Vccが供給される電源端子とアース間に直列に
接続した抵抗91とツエナダイオード92とによつて構成さ
れ、そのツエナダイオード92のツエナ電圧を内部基準電
圧Vrとして出力する。 このように、半導体レーザユニツト7に一体的に、利
得調整可能な出力増幅器8及び基準電圧発生回路9を備
えており、予め個々の半導体レーザユニツト毎に、モニ
タ出力増幅器8の出力電圧Vmが、半導体レーザ1の出力
パワーが感光体上で所期の値(標準設定パワー)となっ
た時に、内部基準電圧Vrと一致するようにその利得を調
整すると共に、基準電圧発生回路9を設定しておく。 それによって、半導体レーザユニツト交換の際に現場
で調整をする必要がなく、簡易迅速にその交換作業を行
なうことができ、半導体レーザユニツトの互換性能を高
め得る。 第1図及び第2図に示したこの発明の実施例の特徴を
さらに詳細に説明する。 この半導体レーザユニツト7の製造段階では、個々の
半導体レーザユニツト7について次のような調整が行な
われる。 つまり、第2図において半導体レーザ1から出射した
レーザ光の一部はモニタ用フオトダイオード10にも入射
され、そのモニタ電流がモニタ出力増幅器8に入力され
る。 ここで、同じく半導体レーザ1から出射されたレーザ
光を感光体上で受光するように配置したパワーメータ13
で測定して、その測定値を確認しつつ、所定の標準設定
パワーが得られるようにモニタ出力増幅器8の利得調整
用可変抵抗82を調整する。その標準設定パワーが得られ
たときのモニタ出力増幅器8の出力電圧Vmに相当する電
圧(同じ電圧)を内部基準電圧Vrとして発生するように
基準電圧発生回路9を設定する。例えば第4図に示すツ
エナダイオード92のツエナ電圧を選択しておく。 このように、調整された半導体レーザユニツト7を使
用すれば、現地ではパワーメータ13を用いることなく、
レーザプリンタ本体側に設けられている第2図の比較器
14と駆動回路15にこの半導体レーザユニツト7を接続す
るだけで、モニタ出力増幅器8の出力電圧Vmは比較器14
によつて基準電圧発生回路9によつて発生される基準電
圧Vrと比較され、これらの差を零にするように選択され
た電流が駆動回路15から半導体レーザ1に流されて、モ
ニタ出力増幅器8の出力電圧Vmが内部基準電圧Vrと一致
するように、半導体レーザ1の出力が制御され、標準設
定パワーが得られることになる。 効果 以上説明したように、この発明によれば、半導体レー
ザの特性等にばらつきがあつても、モニタ出力増幅器の
利得調整と基準電圧発生回路が発生する内部基準電圧の
設定により、予め半導体レーザユニツト全体の特性とし
てばらつきを調整しておくので、レーザプリンタ等の画
像形成装置における半導体レーザユニツトの交換作業
を、現場調整を伴なうことなく簡単且つ迅速に行なうこ
とができる。 また、従来パワー調整用にレーザプリンタ本体に設け
ていたボード上の設定標準電圧発生器が不要になるばか
りか、半導体レーザのフイードバツク制御(APC)に用
いる基準電圧と、ライン上でのパワー調整時に用いる基
準電圧とが同一の内部基準電圧となるので、フイードバ
ツク制御時の基準電圧のばらつきがなくなり、制御精度
が向上する。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザユニツ
トの断面図、 第2図はこの半導体レーザユニツトを画像形成装置に装
着してフイードバツク制御ループを形成した状態のブロ
ツク回路図、 第3図はこの実施例におけるモニタ出力増幅器の構成例
を示す回路図、 第4図は同じく基準電圧発生回路の構成例を示す回路図
である。 1…半導体レーザ、2…ベース金属板 3…電気的絶縁材、4…コリメータレンズ 6…プリント回路基板 7…半導体レーザユニツト 8…モニタ出力増幅器、9…基準電圧発生回路 10…モニタ用フオトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−239085(JP,A) 特開 昭61−174794(JP,A) 特開 昭61−224477(JP,A) 特許2672527(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/133,3/18 G03G 15/04 B41J 3/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.半導体レーザ及びこの半導体レーザからの発散性光
    束を平行光束に変換するコリメータレンズを具備した一
    体的なユニツトであつて、画像形成装置に着脱自在に装
    着される半導体レーザユニツトにおいて、 上記半導体レーザのモニタ出力を増幅する利得調整可能
    なモニタ出力増幅器と、内部基準電圧を発生する基準電
    圧発生回路とを含む基板を具備し、 前記モニタ出力増幅器は、前記半導体レーザから出射さ
    れるレーザ光によって標準設定パワーが得られるように
    その利得が調整されており、前記基準電圧発生回路が、
    上記標準設定パワーが得られたときの上記モニタ出力増
    幅器の出力電圧に相当する電圧を前記内部基準電圧とし
    て発生するように設定されていることを特徴とする半導
    体レーザユニツト。 2.特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザユニツト
    であって、前記モニタ出力増幅器の出力電圧と前記内部
    基準電圧とを入力して比較する比較器と、その比較出力
    に応じて前記半導体レーザの駆動電流を制御する駆動回
    路とを備えた画像形成装置に、着脱自在に装着される半
    導体レーザユニツト。
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