JP5482985B2 - 光安定化装置、光安定化方法および印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタや複写機などの印刷装置の光源動作の安定化に用いられる光安定化装置、光安定化方法およびこれらを用いた印刷装置に関する。

従来、この種の印刷装置においては、光源としての半導体レーザは例えば図１３に示したような密閉型パッケージに搭載されている。このような光源モジュール１００は、円板型のステム１０１にヒートシンク１０２を配置したものであり、半導体レーザ１０６は、サブマウント１０５を介してこのヒートシンク１０２に搭載されると共に封止キャップ１０７によって封止されている。半導体レーザ１０６からのレーザ光は封止キャップ１０７の前面に設けられたウインドガラス１０８を通して外部に出射されるようになっている。封止キャップ１０７の内部には外部環境の温度よりも低い露点温度を有する気体が封入されている。

この光源モジュール１００では、その気密封止のために、封止キャップ１０７とステム１０１との間は電気溶接やろう付け、封止キャップ１０７とウインドガラス１０８との間は低融点ガラスやろう付けによって固着される。同じく、ステム１０１ではリードピン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが低融点ガラスにより取り付けられ、これにより封止と共に電気的絶縁が図られている。加えて、ステム１０１や封止キャップ１０７の金属部にはろう付けや低融点ガラスが接合しやすいように表面処理が施され、ウインドガラス１０８にはろう付けのためのめっき処理が施される。

また、この密封型の光源モジュール１００は、その組立工程においても、半導体レーザ１０６が搭載されたステム１０１を露点管理された気体の雰囲気中に一定時間放置する。そして、ステム表面の水分を飛ばした後、封止キャップ１０７をステム１０１に電気溶接し、最後にヘリウムリークチェッカ等の装置によってリークの有無を個々に検査している。このように密閉型のパッケージを用いた光源モジュール１００は、多くの工程を経て製造する必要があるので、組み立て・検査コストがかかり、さらに、大がかりな組み立て設備や検査装置が必要になるという問題があった。

一方、印刷装置を低温環境下において起動する場合には、電源の投入により装置内部の温度が上昇して半導体レーザの近傍やレーザ素子自身が結露するという問題がある。更に、印字する場合においても、レーザ素子の発熱した光源モジュール内部と冷たい外気が接触することによりウインドガラスが結露することもある。このようなことから，従来、上述のような気密封止のなされた高価な光源モジュールが用いられていた。

このような低温環境下における結露を防止するために、ペルチェ素子を用いてレーザ素子の温度制御を行うものが提案されている（特許文献１）。すなわち、露点温度よりも低い温度に曝されたときに、レーザ素子をペルチェ素子により露点温度以上に加熱することによって、雰囲気温度および湿度にかかわらず、ウインドガラスの結露を防止できるようにしたものである。

特開昭６１−７９２８５号公報

しかしながら、上述のペルチェ素子を用いてレーザ素子の温度制御を行う方式では、高価なペルチェ素子とそれを駆動するための電源とを備える必要があり、そのためコストが高くなるという問題があった。また、加熱対象としての上述の光源モジュール１００も部品点数が多く熱容量が大きいので、十分な加熱には長い時間を要するという問題があった。

このように、従来の印刷装置では、低温環境下において、起動即時のレーザ特性の安定化、すなわち印刷特性を安定化させることが困難であり、あるいは安定化を目的とした機構を装置に搭載する必要があり、さらに起動に長時間が必要であるという問題があった。また、主電源が投入された直後ばかりでなく、印刷待機後に再起動される場合であっても、即座に安定的なレーザ特性を得ることができないという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、安価かつ簡易な構成で、光源での結露の発生を抑制し、印刷装置の安定化を実現できる光安定化装置、光安定化方法およびこれを用いた印刷装置を提供することにある。

本発明の第１の光安定化装置は、開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、光源に対して加熱電流を供給し、光源を非発光状態で自己発熱させる加熱電源と、主電源が投入された後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して加熱電流を供給して光源の温度を露点温度よりも高くする共に、光源以外の他の電子部品に駆動電流を供給するよう制御する制御部と、光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、光源を発光させるスタート釦とを備えたものである。また、制御部は、光源以外の他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に達するように加熱電流および駆動電流を供給するよう制御することを特徴している。

本発明の光安定化方法は、開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品、これら電子部品に駆動電流を供給する主電源および光源に対するスタート釦を備えた電子機器に用いる方法であり、第１の光安定化方法では、主電源を投入した後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して加熱電流を供給して光源を非発光状態で自己発熱させると共に、光源以外の他の電子部品には光源以外の他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、加熱電流により光源の温度を露点温度よりも高くした後に、スタート釦を押下して光源を発光させることを特徴している。

本発明の第１の印刷装置は上記第１の光安定化装置を備えたものであり、開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、光源に対して加熱電流を供給し、光源を非発光状態で自己発熱させる加熱電源と、主電源が投入された後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して加熱電流を供給して光源の温度を露点温度よりも高くする共に、光源以外の他の電子部品に駆動電流を供給するよう制御する制御部と、光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、光源を発光させるスタート釦とを備えたものである。また、制御部は、光源以外の他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に達するように加熱電流および駆動電流を供給するよう制御することを特徴している。

本発明の第１の光安定化装置、光安定化方法および印刷装置では、主電源が投入されると、複数の電子部品のうちで最初に、すなわち、光源以外の他の電子部品よりも先に、あるいは他の電子部品と同時に光源に加熱電流が供給され、他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に加熱される。これにより結露の発生が抑制され、そののちスタート釦の押下により光源に対して駆動電流が供給され発光がなされる。

また、本発明の第２の光安定化装置は、開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、光源からの光の被照射対象への入射を阻止する遮光手段と、主電源が投入された後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して駆動電流を供給して光源の温度を露点温度よりも高くすると共に、遮光手段を駆動して光源から出射された光の被照射対象への入射を阻止するよう制御する制御部と、光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、光源を発光させるスタート釦とを備えるものである。また、制御部は、光源以外の他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、かつ、スタート釦が押下されたときには遮光手段の駆動を解除するよう制御することを特徴している。

本発明の第２の光安定化方法は、主電源を投入した後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して駆動電流を供給して光源以外の他の電子部品よりも先に光源の温度を露点温度以上にする一方、遮光手段により光源からの光の被照射対象への入射を阻止し、光源の温度を露点温度よりも高くした後に、スタート釦を押下して光源を発光させ、スタート釦を押下するときに遮光手段の駆動を解除することを特徴している。

本発明の第２の印刷装置は、上記第２の光安定化装置を備えたものであり、開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、光源からの光の被照射対象への入射を阻止する遮光手段と、主電源が投入された後、複数の電子部品のうちで最初に、光源に対して駆動電流を供給して光源の温度を露点温度よりも高くすると共に、遮光手段を駆動して光源から出射された光の被照射対象への入射を阻止するよう制御する制御部と、光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、光源を発光させるスタート釦とを備えるものである。また、制御部は、光源以外の他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、かつ、スタート釦が押下されたときには遮光手段の駆動を解除するよう制御することを特徴している。

本発明の第２の光安定化装置、光安定化方法および印刷装置では、主電源が投入されると、複数の電子部品のうちで最初に、すなわち光源以外の他の電子部品よりも先に、あるいは他の電子部品と同時に光源に駆動電流が供給され、これにより他の電子部品よりも先に光源が露点温度以上に加熱され結露の発生が抑制される。一方、光源から光が出射されるが、その光は感光ドラムなどの被照射対象への前段において遮光手段によって阻止される。そののち、スタート釦が押下されたときには遮光手段の駆動は解除される。

本発明の光安定化装置および光安定化方法によれば、電子機器を構成する複数の電子部品のうちで最初に光源を加熱させるようにしたので、開放型パッケージを用いることができ、安価な構成で、結露の発生を抑制し、光源特性の安定化を図ることができる。よって，この光安定化装置を適用した印刷装置ではその印刷特性が安定化する。

本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置の概略構成を表す斜視図である。 光源モジュールの斜視図である。 レーザ素子に供給される電流値と、レーザ光の光出力および印加される電圧値との関係を表す特性図である。 印刷装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る印刷装置の概略構成を表す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る印刷装置の概略構成を表す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る印刷装置の概略構成を表す斜視図である。 第１の変形例に係る光源モジュールの斜視図である。 第２の変形例に係る光源モジュールの斜視図である。 第３の変形例に係る光源モジュールの斜視図である。 第４の変形例に係る光源モジュールの斜視図である。 第５の変形例に係る光源モジュールの斜視図である。 密閉型パッケージを説明するための分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態（レーザ光を出射させない程度に通電してレーザ光源を昇温させる例）
２．第２の実施の形態（温度センサ、湿度センサおよび制御部を備えた例）
３．第３の実施の形態（補助加熱素子を併用してレーザ素子を加熱する例）
４．第４の実施の形態（レーザ光源を昇温させると共にシャッタによりレーザ光を遮断する例）
５．変形例

＜１．第１の実施の形態＞
［印刷装置の構成］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置の構成を表すものである。この印刷装置は具体的にはレーザプリンタ（あるいは複写機）であり、本発明の光安定化装置（方法）を用いたものである。印刷装置１は、主電源１１、光源モジュール１２Ａ、加熱電源１３、感光ドラム１４、制御部１５、印刷開始用のスタート釦１６および他の電子部品１７を備えている。光源モジュール１２Ａと感光ドラム１４との間の光路には、コリメータレンズ１８、ポリゴンミラー１９およびｆ−θレンズ２０が配置されている。ここでは、光源モジュール１２Ａも電子部品と称するが、この光源モジュール１２Ａ以外の、主電源１１による駆動部分、例えばスキャナなどを他の電子部品１７という。

光源モジュール１２Ａは、図２に拡大して示したように、半導体レーザ２１を開放型のパッケージ２２（オープンパッケージ）に搭載したものである。このパッケージ２２は、半導体レーザ２１の配設領域（ダイパッド２３）を含むリードフレーム２４とリード端子２５ａ，２５ｂとを樹脂２６によって一体化したものである。リードフレーム２４およびリード端子２５ａ，２５ｂは、熱伝導性が良く電気抵抗が小さな金属、例えばＣｕ（銅）あるいはＦｅ（鉄）や、それらを主成分とした合金により形成されている。

半導体レーザ２１のダイパッド２３への固着は、Ａｕ−Ｓｎ（金−錫）共晶半田やＳｎＡｇＣｕ（錫銀銅）半田、低融点のインジウム系半田、導電性接着剤等の導電性接合材によりなされる。なお、半田には、ダイパッド２３上に蒸着された半田やペレット状の半田を用いることができる。半導体レーザ２１の上（例えばｐ側電極）には、Ａｕ（金）等からなるワイヤ２７の一端が接合されており、そのワイヤ２７の他端は、一方のリード端子２５ｂに接合されている。すなわち、主電源１１および加熱電源１３からの各電流はそれぞれリード端子２５ｂおよびリードフレーム２４を通じて半導体レーザ２１に供給されるようになっている。なお、半導体レーザ２１はここでは端面発光型のレーザであり、発光部が１のシングルビームレーザでも、２以上の発光部を有するマルチビームレーザでもよい。

主電源１１は、光源モジュール１２Ａおよび他の電子部品１７に対して駆動電流を供給するものである。本実施の形態では、この主電源１１のオン操作がなされると、そのオン信号は制御部１５へ送られるようになっている。加熱電源１３は、制御部１５による制御のもとに半導体レーザ２１に対して加熱電流を供給し、半導体レーザ２１を非発光状態で露点温度以上に自己発熱させるためのものである。

図３は半導体レーザ２１に供給される電流に対する電圧と光出力との関係を表している。このように半導体レーザ２１では、通電を開始すると発振閾値電流値（Ｉｔｈ）までは全くレーザ発振が生ずることはなく、更に発振閾値以上に電流を増加させることにより初めてレーザ発振を生ずる。一方、排熱としては、発振閾値未満の電流値では全ての投入電力が熱となって排熱され、発振開始後は投入電力から発光出力を差し引いた分が排熱されることになる。ここに、本明細書においては、この発振閾値未満の電流を加熱電流といい、発振閾値以上の電流を半導体レーザ２１に対する駆動電流と称する。すなわち、加熱電流では半導体レーザ２１は発光することなく（非発光状態）で自己発熱してその温度が露点以上となる。一方、駆動電流では半導体レーザ２１は光出力を発生する。

制御部１５は、主電源１１からのオン信号およびスタート釦１６からの印刷開始信号を受けて、主電源１１および加熱電源１３をそれぞれ以下のような手順で制御するようになっている。

すなわち、この制御部１５は、主電源１１からのオン信号を受けて、複数の電子部品のうちで最初に、つまり他の電子部品１７より先に、あるいは他の電子部品１７のうちの１または２以上のものと同時に、半導体レーザ２１に対して加熱電流を供給する。これにより半導体レーザ２１の温度を露点温度よりも高くし、結露の発生を抑制する。そののち印刷開始のスタート釦１６が押下されたときには、主電源１１より閾値以上の電流（駆動電流）を供給して半導体レーザ２１を発光させ、露光などの印刷動作を開始させる。

加熱電源１３はここでは主電源１１とは別の電源として表示しているが、主電源１１の出力を例えばＤＣ／ＤＣコンバータを利用して所望のレベルまで低下させて用いれば、部品点数を削減することができる。なお、以上の構成要素のうち加熱電源１３および制御部１５により本発明の「光安定化装置」が構成されている。

コリメータレンズ１８は光源モジュール１２Ａから出射されたレーザ光を略平行光にするものである。ポリゴンミラー１９は側面に複数の反射鏡１９ａを有し、モータ駆動によりレーザ光を偏向させるものである。また、ｆ−θレンズ２０は感光ドラム１４表面にレーザ光を結像させると共に感光ドラム１４上でのレーザ光の走査速度を等速度にさせるものである。

［作用］
次に、本実施の形態の印刷装置１の作用について図４（Ａ）〜（Ｄ）のタイミングチャートを参照しつつ説明する。

まず、主電源１１が投入されてオフからオンに切り替わる（図４（Ａ））と同時に、制御部１５は加熱電源１３を駆動して加熱電流を光源モジュール１２Ａの半導体レーザ２１に供給する（図４（Ｂ））。半導体レーザ２１では、加熱電流が供給されてもその電流値は閾値未満であるのでレーザ光を出射することはなく、供給された電流は全て熱となる。また、半導体レーザ２１が昇温すると共に半導体レーザ２１が搭載されたパッケージ２２も昇温するが、熱容量が小さいことからこれらは直ちに露点温度以上に達する。

このように光源モジュール１２Ａが露点以上になると、制御部１５は、主電源１１から駆動電流をスキャナ等の他の電子部品１７に対して駆動電流を供給する（図４（Ｃ））。これにより他の電子部品１７が駆動される。このように他の電子部品１７に駆動電流が供給され、温度が上昇したとしても、半導体レーザ２１および光源モジュール１２Ａは既に加熱され露点以上となっているので、これら半導体レーザ２１および光源モジュール１２Ａが結露することがない。この状態で印刷装置１は待機状態となる。

なお、他の電子部品１７に対して主電源１１から駆動電流を供給するタイミングは、光源モジュール１２Ａに対して加熱電流が供給されるタイミングと同時であってもよい。

その後、スタート釦１６が押下されオフからオンに切り換わる（図４（Ｄ））と、制御部１５は印刷を開始する。すなわち、加熱電源１３に対して光源モジュール１２Ａへの加熱電流の供給を停止させると共に、主電源１１に対して光源モジュール１２Ａに駆動電流を供給させるよう制御を行う。ここで、駆動電流は閾値以上の電流であるので、半導体レーザ２１からはレーザ光が出射される。そのレーザ光は、コリメータレンズ１８によって略平行光にされた後、ポリゴンミラー１９に入射される。ポリゴンミラー１９はモータ（図示せず）によって回転し、その回転によって各反射鏡１９ａへのレーザ光の入射角が連続的に変化し、レーザ光を偏向させる。ポリゴンミラー１９によって反射されたレーザ光は、感光ドラム１４の軸線方向に走査される。さらに反射されたレーザ光は、ｆ−θレンズ２０によって等速度に走査され、感光ドラム１４に結像される。以後、転写工程を経て印刷が終了する。

［効果］
以上のように本実施の形態では、主電源１１からのオン信号を受けて、複数の電子部品のうちで最初に、すなわち他の電子部品１７に先立ってまたは他の電子部品１７と同時に、半導体レーザ２１に対して加熱電流を供給するようにした。これにより半導体レーザ２１を非発光状態で自己発熱させることができ、光源モジュール１２Ａの温度を露点温度よりも高くし、結露の発生を抑制することができる。

特に、本実施の形態では、光源モジュール１２Ａとして開放型のパッケージ２２を用いるようにしたので、光源モジュール１２Ａの熱容量が小さくなり、加熱電流を供給すれば直ちに光源モジュール１２Ａが露点温度以上に達する。よって、結露の抑制をより効率的に行うことができる。また、半導体レーザ２１への加熱電流の供給と同時に他の電子部品１７への駆動電流供給を行うようにしても、他の電子部品１７よりも先に光源モジュール１２Ａが露点温度以上に達するので、光源モジュール１２Ａの結露を確実に防止することができる。すなわち、低温環境下で印刷装置１を起動したときでも、即座に安定的なレーザ特性および印刷特性を得ることができるものである。

また、従来では、ウインドガラスを含めた密閉型パッケージ全体を加熱する必要があるために熱容量が大きくなり、１分程度の加熱時間を必要としていた。これに対して、本実施の形態では、上記のように光源モジュール１２Ａを露点温度以上に昇温させるまでの熱容量が小さいので、半導体レーザ２１全体を１秒以内で熱飽和させ、均一な温度に至らせることができる。よって、印刷装置１の起動時間を従来に比べて大幅に短縮することができる。

また、光源モジュール１２Ａには開放型のパッケージ２２が用いられているので、光源モジュール１２Ａの組み立てに大がかりな設備を用いる必要がなくなる。更に、光源モジュール１２Ａの製品検査にはレーザの特性評価のみを行えばよいので、検査装置の種類も少なくて済む。よって、光源モジュール１２Ａの組み立て・検査コストが従来に比べて低くなり、その結果、印刷装置１の製造コストも安くなる。

なお、光源モジュール１２Ａに対しての加熱電流は、主電源１１の投入時のみ供給するのではなく、常時、供給するようにしてもよい。これにより印刷間隔が長いときでも光源モジュール１２Ａの結露防ぐことができ、印刷装置１の再起動にかかる時間を短くすることができる。

以下、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と同じ構成要素には、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

＜２．第２の実施の形態＞
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る印刷装置の構成を表すものである。この印刷装置２は、温度センサ２８，２９および湿度センサ３０を備える点において、第１の実施の形態に係る印刷装置１と相違する。温度センサ２８は光源モジュール１２Ａの温度、温度センサ２９は光源モジュール１２Ａの周囲環境の温度、湿度センサ３０は光源モジュール１２Ａの周囲環境の湿度をそれぞれ測定するものである。

温度センサ２８，２９および湿度センサ３０の測定結果は制御部１５へ送られるようになっている。すなわち本実施の形態では、制御部１５は第１の実施の形態と同様の制御を行うものであるが、更にこれら温度センサ２９および湿度センサ３０の測定結果を考慮して、半導体レーザ２１が露点温度以下にならないように加熱電流の大きさを調整し、消費電力の最適化を行うようになっている。加熱電流の大きさの調整は、加熱電源１３として出力の異なる複数の電源を用意しておき、これら複数の加熱電源を適宜切り替えるようにすればよい。勿論、この場合においても前述のように、主電源１１の出力をＤＣ／ＤＣコンバータを利用して所望のレベルまで段階的に低下させて用いることが望ましい。

本実施の形態では、温度センサ２９および湿度センサ３０により光源モジュール１２Ａの周囲環境の露点温度を求め、その露点温度と温度センサ２８の測定結果とを比較し、温度センサ２８において測定された温度が露点温度よりも低ければ、加熱電源１３に対して加熱電流の電流値を上げるよう制御を行うものである。なお、加熱電流の電流値を上げたときでも、発光閾値以上の電流値になることはない。これにより光源モジュール１２Ａの温度が上昇して露点温度以上を維持し、結露の発生を防止することができる。その他の作用効果は第１の実施の形態と同様である。

＜３．第３の実施の形態＞
図６は本発明の第３の実施の形態に係る印刷装置の構成を表すものである。この印刷装置３は、補助加熱部（ヒータ）３１を備える点において、第１の実施の形態に係る印刷装置１と相違する。補助加熱部３１は半導体レーザ２１の近傍に配置され、制御部１５による制御によって上記加熱電流による自己加熱を補助、すなわち半導体レーザ２１および光源モジュール１２Ａの温度を外部から補助的に上昇させるものである。

この印刷装置３では、主電源１１が投入されると同時に、加熱電源１３から光源モジュール１２Ａに対して加熱電流が供給され光源モジュール１２Ａが加熱される。加えて、補助加熱部３１に電流が供給されることにより補助加熱部３１が昇温し、その結果、光源モジュール１２Ａが上記実施の形態よりもはやく加熱される。なお、印刷装置３が印刷待機状態であっても、加熱電流による自己加熱と補助加熱部３１による外部加熱とを併用するようにしてもよい。更に、印刷装置３が印刷動作を開始するときには、補助加熱部３１による光源モジュール１２Ａの加熱を停止するかまたは加熱を弱くして、光源モジュール１２Ａを所望のレーザ特性が得られる温度にすればよい。

なお、この印刷装置３にも、第２の実施の形態で説明した温度センサ２８、温度センサ２９および湿度センサ３０を備え、これらの測定結果を基に補助加熱部３１の制御を行うようにしてもよい。

また、温度センサ２８において測定される温度に予め閾値を設定しておき、温度センサ２８の測定温度がその閾値以上になると、補助加熱部３１による半導体レーザ２１の加熱を停止するようにしてもよい。これにより半導体レーザ２１の温度が過度に高くなることを防止することができる。

更に、制御部１５が温度センサ２８、温度センサ２９および湿度センサ３０の測定結果に基づいて、光源モジュール１２Ａにおける結露の発生を防止する発熱量を計算するようにしてもよい。すなわち、その発熱量が得られるように、加熱電源１３から光源モジュール１２Ａに加熱電流を供給すると共に補助加熱部３１に適宜電力を供給するものである。これにより光源モジュール１２Ａを効率的に加熱することができる。

＜４．第４の実施の形態＞
図７は本発明の第４の実施の形態に係る印刷装置の構成を表すものである。この印刷装置４は、上記加熱電流による半導体レーザ２１の加熱に代えて、上記駆動電流により半導体レーザ２１を露点温度以上に加熱し結露を防止するものである。このとき半導体レーザ２１では駆動電力によりレーザ発振が生ずることになる。そのため、本実施の形態では、そのレーザ光を遮蔽するためのシャッタ３２を備えている。このシャッタ３２は、例えばコリメータレンズ１８とポリゴンミラー１９との間に配置され、印刷を開始する、すなわち感光ドラム１４を感光させるときにはレーザ光を通過させるが、結露防止のために加熱する際にはレーザ光を遮蔽するものである。

このような印刷装置４では、主電源１１が投入されると、制御部１５の制御によりシャッタ３２を閉じると共に主電源１１から光源モジュール１２Ａに閾値以上の電流（駆動電流）を供給する。これにより半導体レーザ２１が加熱される一方、レーザ光が出射される。このときレーザ光はシャッタ３２により遮蔽され、よって感光ドラム１４が感光されることはない。なお、主電源１１の投入によりシャッタ３２を閉じて光源モジュール１２Ａに駆動電流を供給するタイミングは、光源モジュール１２Ａ以外の他の電子部品１７への通電よりもはやく、あるいは他の電子部品１７への通電と同時にすることは第１の実施の形態と共通する。なお、印刷を開始し、感光ドラム１４を感光させるときには、制御部１５の制御によりシャッタ３２が開放される。

これにより本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に光源モジュール１２Ａの結露を抑制することができる。但し、上記加熱電流よりも大きな駆動電流を供給することにより発光させつつ光源モジュール１２Ａを加熱させているので、第１〜第３の実施の形態よりも光源モジュール１２Ａが、よりはやく露点温度以上となる。よって、より低温環境下においても印刷装置４の迅速な駆動が可能になる。

なお、この印刷装置４においても、第２の実施の形態で説明した温度センサ２８、温度センサ２９および湿度センサ３０を備え、これらの測定結果を基に光源モジュール１２Ａおよびシャッタ３２の制御を行うようにしてもよい。

また、シャッタ３２は上記したような機械的なシャッタに限定されるものではなく、要は、印刷時以外に感光ドラム１４にレーザ光が到達することを阻止できるものであればよい。具体的には、例えば、感光ドラム１４の前段の光路上に反射デバイスあるいは偏光デバイスを配置し、これらデバイスにより適宜レーザ光の進行方向を切り替えるものである。

反射デバイスとしては、例えばＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）を利用して光の反射方向を切り替え可能としたものがあり、これを例えばポリゴンミラー１９とコリメータレンズ１８との間に配置する。すなわち印刷時にはレーザ光をポリゴンミラー１９に向けて反射させる一方、光源モジュール１２Ａの加熱時には他の方向に反射させるものである。偏光デバイスを用いる場合にも同様に、ポリゴンミラー１９とコリメータレンズ１８との間に配置し、印刷時にはレーザ光を透過させる一方、光源モジュール１２Ａの加熱時には偏光デバイスの偏光方向を切り替えてレーザ光の透過を阻止すればよい。

＜５．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。

上記実施の形態では、ダイパッド２３に半導体レーザ２１を直接に接合する例について説明したが、図８に示したように、サブマウント３３を介して半導体レーザ２１をダイパッド２３に接合させるようにしてもよい。サブマウント３３は半導体レーザ２１とダイパッド２３との熱膨張差によって特性が劣化する場合や信頼性に問題が生じるときに使用される。このサブマウント３３の材料としては、半導体レーザ２１と熱膨張係数が近く、熱伝導性の良い窒化アルミニウムやシリコン基板、導電性銅−タングステン合金等が用いられる。サブマウント３３とダイパッド２３との接合およびサブマウント３３と半導体レーザ２１との接合には、ダイパッド２３と半導体レーザ２１との接合に用いた導電性接合材と同じものを用いることができる。

また、取扱作業時において半導体レーザ２１およびワイヤ２７と搬送機構等との接触することを防止するために、光源モジュール１２Ａに代えて、図９に示したような光源モジュール１２Ｂあるいは図１０に示した光源モジュール１２Ｃを用いるようにしてよい。光源モジュール１２Ｂは半導体レーザ２１のその発光端面２１ａを除く部分を外枠３４で覆ったものである。光源モジュール１２Ｃは、半導体レーザ２１の発光端面２１ａを除く部分をポッティング樹脂３５によってモールドしたものである。このような光源モジュール１２Ｂ，１２Ｃでは、外枠３４やポッティング樹脂３５の熱伝導率が低いため、低温環境下では熱の移動が少なく、上記の加熱電流（または駆動電流）が供給されたときに昇温されやすくなる。

また、光源モジュールとしては、上記のリードフレーム型パッケージに限らず、図１１および図１２に示したように面発光型の半導体レーザ３６を搭載したプレート型パッケージを用いることもできる。図１１に示した光源モジュール１２Ｄはセラミックや樹脂等からなる平板３７を備えている。平板３７の上面には２つの電極３８ａ，３８ｂが形成されており、一方の電極３８ａは平板３７を貫通するビアホールによって下面に引き回され、他方の電極３８ｂは平板３７の側面を介して下面に引き回されている。半導体レーザ３６は電極３８ａ上に配置されている。半導体レーザ３６の下面電極と電極３８ａとが導通し、半導体レーザ３６の上面電極と電極３８ｂとは金等からなるワイヤ３９に電気的に接続されている。

図１２に示した光源モジュール１２Ｅは、図１１に示した光源モジュール１２Ｄに加えて、セラミックや樹脂等からなる枠部４０を備えたものである。この枠部４０により、取扱作業時の半導体レーザ３６およびワイヤ３９と搬送機構等との接触を防止するようになっている。なお、いずれの光源モジュール１２Ｄ，１２Ｅにおいてもその作用効果は上記実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。

加えて、上記実施の形態においては、本発明の光安定化装置を印刷装置に適用した例について説明したが、光源を用いるものであれば、印刷装置以外の電子機器にも適用可能である。

１〜４…印刷装置、１１…主電源、１２Ａ〜１２Ｅ…光源モジュール、１３…加熱電源、１４…感光ドラム、１５…制御部、１６…スタート釦、１７…他の電子部品、１８…コリメータレンズ、１９…ポリゴンミラー、２０…ｆ−θレンズ、２１，３６…半導体レーザ、２１ａ…発光端面、２２…パッケージ、２８，２９…温度センサ、３０…湿度センサ、３１…補助加熱部、３２…シャッタ。

Claims (8)

1. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、
   前記電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、
   前記光源に対して加熱電流を供給し、前記光源を非発光状態で自己発熱させる加熱電源と、
   前記主電源が投入された後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して加熱電流を供給して前記光源の温度を露点温度よりも高くする共に、前記光源以外の他の電子部品に駆動電流を供給するよう制御する制御部と、
   前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、前記光源を発光させるスタート釦とを備え、
   前記制御部は、前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源が露点温度以上に達するように加熱電流および駆動電流を供給するよう制御する
   光安定化装置。
2. 前記光源の温度を測定する第１温度センサと、前記光源の周囲環境の温度を測定する第２温度センサと、前記光源の周囲環境の湿度を測定する湿度センサとを備え、
   前記制御部は、前記第１温度センサおよび前記第２温度センサにより測定された温度と前記湿度センサにより測定された湿度とに基づいて、前記光源の温度が露点温度よりも大きくなるように前記加熱電流の電流値を調整する
   請求項１に記載の光安定化装置。
3. 前記光源の近傍に補助加熱部を有する、請求項１に記載の光安定化装置。
4. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、
   前記電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、
   前記光源からの光の被照射対象への入射を阻止する遮光手段と、
   前記主電源が投入された後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して駆動電流を供給して前記光源の温度を露点温度よりも高くすると共に、前記遮光手段を駆動して前記光源から出射された光の被照射対象への入射を阻止するよう制御する制御部と、
   前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、前記光源を発光させるスタート釦とを備え、
   前記制御部は、前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、かつ、前記スタート釦が押下されたときには前記遮光手段の駆動を解除するよう制御する
   光安定化装置。
5. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品、これら電子部品に駆動電流を供給する主電源および前記光源に対するスタート釦を備えた電子機器に用いる光安定化方法であって、
   前記主電源を投入した後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して加熱電流を供給して前記光源を非発光状態で自己発熱させると共に、前記光源以外の他の電子部品には前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、
   加熱電流により前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に、スタート釦を押下して前記光源を発光させる
   光安定化方法。
6. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品、これら電子部品に駆動電流を供給する主電源および前記光源に対するスタート釦を備えた電子機器に用いる光安定化方法であって、
   前記主電源を投入した後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して駆動電流を供給して前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源の温度を露点温度以上にする一方、遮光手段により前記光源からの光の被照射対象への入射を阻止し、
   前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に、スタート釦を押下して前記光源を発光させ、
   前記スタート釦を押下するときに前記遮光手段の駆動を解除する
   光安定化方法。
7. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、
   前記電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、
   前記光源に対して加熱電流を供給し、前記光源を非発光状態で自己発熱させる加熱電源と、
   前記主電源が投入された後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して加熱電流を供給して前記光源の温度を露点温度よりも高くする共に、前記光源以外の他の電子部品に駆動電流を供給するよう制御する制御部と、
   前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、前記光源を発光させるスタート釦とを備え、
   前記制御部は、前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源が露点温度以上に達するように加熱電流および駆動電流を供給するよう制御する
   印刷装置。
8. 開放型パッケージに搭載された半導体レーザからなる光源を含む複数の電子部品と、
   前記電子部品に対して駆動電流を供給する主電源と、
   前記光源からの光の被照射対象への入射を阻止する遮光手段と、
   前記主電源が投入された後、前記複数の電子部品のうちで最初に、前記光源に対して駆動電流を供給して前記光源の温度を露点温度よりも高くすると共に、前記遮光手段を駆動して前記光源から出射された光の被照射対象への入射を阻止するよう制御する制御部と、
   前記光源の温度を露点温度よりも高くした後に押下され、前記光源を発光させるスタート釦とを備え、
   前記制御部は、前記光源以外の他の電子部品よりも先に前記光源が露点温度以上に達するように駆動電流を供給し、かつ、前記スタート釦が押下されたときには前記遮光手段の駆動を解除するよう制御する
   印刷装置。

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