JPH0445412A - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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Publication number
JPH0445412A
JPH0445412A JP15368790A JP15368790A JPH0445412A JP H0445412 A JPH0445412 A JP H0445412A JP 15368790 A JP15368790 A JP 15368790A JP 15368790 A JP15368790 A JP 15368790A JP H0445412 A JPH0445412 A JP H0445412A
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JP
Japan
Prior art keywords
correction
wavelength
holograms
hologram
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP15368790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Matsunami
松浪 隆夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP15368790A priority Critical patent/JPH0445412A/en
Publication of JPH0445412A publication Critical patent/JPH0445412A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correct the influence of variation in the wavelength of a semiconductor laser effectively over its entire range by providing plural correcting holograms which have correction effect in different wavelength ranges between a hologram and the focus position of a laser beam. CONSTITUTION:The laser light which is emitted by a semiconductor laser light source 6 is diffracted by a hologram disk 7 to make a scan along a specific scanning line on a scanned surface 9 through a hologram substrate 8 for correction. The hologram substrate 8 is constituted by arranging different striped holograms 8a, 8b, and 8c closely so that the holograms correct only laser beams with wavelengths bin determined ranges and also have the wavelength bands continuously. The boundary wavelengths of the holograms 8a, 8b, and 8c for correction are set to wavelengths where a mode hop (abrupt variation in wavelength with temperature) is caused to prevent a correcting function from not being obtained owing to the aligning of the laser beam on the border of the holograms for correction.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばレーザプリンターやレーザ複写機にお
いてレーザ光をホログラム等の回折格子により偏向し直
線走査する光走査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device for linearly scanning a laser beam by deflecting it using a diffraction grating such as a hologram in, for example, a laser printer or a laser copying machine.

従来の技術 従来より、レーザ光を偏向させ、被走査面を走査する光
走査装置が知られている。このような光走査装置の一種
として、光源に半導体レーザ、偏向手段としてホログラ
ムディスクを用いたものが提案されている(例えば、特
願昭54−147544号、特願昭57−55275号
)。以下、第3図によりレーザプリンタ用の従来の光走
査装置について簡単に説明する。
2. Description of the Related Art Optical scanning devices that scan a surface to be scanned by deflecting a laser beam have been known. As a type of such an optical scanning device, one using a semiconductor laser as a light source and a hologram disk as a deflection means has been proposed (for example, Japanese Patent Application No. 147544/1982 and Japanese Patent Application No. 55275/1983). Hereinafter, a conventional optical scanning device for a laser printer will be briefly explained with reference to FIG.

半導体レーザ光源1から射出されたレーザビームはコリ
メータレンズ2を通って、偏向手段としての第1のホロ
グラム3および第2のホログラム4により回折され、感
光体ドラム等の被走査面5に結像される。したがって、
ホログラム4を回転させることにより被走査面5のレー
ザビームスポットを走査することができる。また前記ホ
ログラム4は複数の71セツトからなり、1回転でファ
セットの数だけ走査することができる。
A laser beam emitted from a semiconductor laser light source 1 passes through a collimator lens 2, is diffracted by a first hologram 3 and a second hologram 4 as deflection means, and is imaged on a scanned surface 5 such as a photoreceptor drum. Ru. therefore,
By rotating the hologram 4, the laser beam spot on the surface to be scanned 5 can be scanned. The hologram 4 is composed of a plurality of 71 sets, and can be scanned by the number of facets in one rotation.

しかし、半導体レーザの波長は周囲温度や駆動電流によ
り絶えず変化しており、このため走査線の直線性やレー
ザビーム径が悪化したり、所定の走査ラインから上下に
ずれたり、また走査長が変化したりする。
However, the wavelength of a semiconductor laser constantly changes depending on the ambient temperature and driving current, which can cause the linearity of the scanning line and laser beam diameter to deteriorate, to deviate up or down from a predetermined scanning line, or to change the scanning length. I do things.

このような問題に対して半導体レーザの温度を制御する
ことにより解決する技術(第1の従来例)が提案されて
いる。なお、半導体レーザ自体は極めて微少でありこれ
を直接温度制御することは困難であるところから、半導
体レーザを保持する保持体を温度制御することにより間
接的に半導体レーザの温度制御を行っている。また、温
度特性の経時変化に対してフィードバック制御を行うこ
とにより対応するための簡易な波長検出機構も提案され
ている(特願昭59−89730号)。
A technique (first conventional example) has been proposed to solve this problem by controlling the temperature of the semiconductor laser. Note that since the semiconductor laser itself is extremely small and it is difficult to directly control its temperature, the temperature of the semiconductor laser is indirectly controlled by controlling the temperature of the holder that holds the semiconductor laser. Furthermore, a simple wavelength detection mechanism has been proposed to cope with changes in temperature characteristics over time by performing feedback control (Japanese Patent Application No. 89730/1982).

また、ホログラムディスクのほかにホログラム等の回折
格子を設け、半導体レーザの波長変動の影響を相殺する
技術(第2の従来例)も提案されている(特願昭54−
147544号、特願昭57−55275号)。
In addition, a technique (second conventional example) has been proposed in which a diffraction grating such as a hologram is provided in addition to the hologram disk to cancel out the effects of wavelength fluctuations of the semiconductor laser (Japanese Patent Application No. 1973-
No. 147544, Japanese Patent Application No. 57-55275).

発明が解決しようとする課題 さて、半導体レーザの温度とレーザ光の波長との関係は
、第3図に示すように、一般に階段状の線で表される。
Problems to be Solved by the Invention Now, the relationship between the temperature of a semiconductor laser and the wavelength of laser light is generally expressed by a stepped line, as shown in FIG.

この階段の部分の波長変化現象はモードホップといわれ
、約0.5nrn程度の波長変化がある。このため、第
1の従来例では瞬時に起こるこのモードホップを補償す
ることはできない。また、周囲温度の変化に対応するこ
とも困難であるという問題点を有していた。
This phenomenon of wavelength change in the step part is called a mode hop, and there is a wavelength change of about 0.5 nrn. Therefore, in the first conventional example, it is not possible to compensate for this instantaneous mode hop. Further, there was a problem in that it was difficult to respond to changes in ambient temperature.

また、第2の従来例では、走査線の所定の走査ラインか
らの上下方向のずれを補正することはできても、走査長
など、その他の変動を含めて波長変動の影響を補償する
ことは困難であるという問題があった。
Furthermore, in the second conventional example, although it is possible to correct the vertical deviation of the scanning line from a predetermined scanning line, it is not possible to compensate for the effects of wavelength fluctuations including other fluctuations such as the scanning length. The problem was that it was difficult.

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、ホログラムとレ
ーザビームの焦点位置との間に、異なる波長帯域に対し
て補正効果のある補正用ホログラムを前記波長帯域が連
続するように複数設けた構成としたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a correction hologram that has a correction effect for different wavelength bands between the hologram and the focal position of the laser beam, and the wavelength bands are continuous. The configuration is such that a plurality of them are provided.

作   用 半導体レーザの温度変化に起因する波長変動によって走
査線の直線性やレーザビーム径が悪化したり、所定の走
査ラインから上下にずれたり、また走査長が変化したり
するが、本発明によれば、例えば約3nm以下の狭い範
囲の波長変動による全ての影響の補正が行える補正用ホ
ログラムを設けることにより、特定の狭い範囲の波長に
対しては効果的に補正される。さらに大きな波長変動が
生じた場合は、前記補正用ホログラムに近接して設置さ
れ連続する波長範囲の補正を行う別の補正用ホログラム
により補正される。したがって、これら補正用ホログラ
ムを連続して複数設けたことにより半導体レーザの波長
変動の全域についてその影響が効果的に補正される。
The linearity of the scanning line and the laser beam diameter may deteriorate due to wavelength fluctuations caused by temperature changes in the semiconductor laser, the scanning line may deviate vertically from a predetermined scanning line, or the scanning length may change. According to the above, by providing a correction hologram that can correct all effects due to wavelength fluctuations in a narrow range of about 3 nm or less, for example, wavelengths in a specific narrow range can be effectively corrected. If a larger wavelength variation occurs, it is corrected by another correction hologram that is installed close to the correction hologram and performs correction in a continuous wavelength range. Therefore, by providing a plurality of these correction holograms in succession, the influence of the wavelength fluctuation of the semiconductor laser can be effectively corrected over the entire range.

実  施  例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に本実施例の光走査装置の概略構成を示す。FIG. 1 shows a schematic configuration of the optical scanning device of this embodiment.

6は半導体レーザ光源、7はホログラムディスク、8は
補正用ホログラム基板、9は感光体ドラム等の被走査面
である。
6 is a semiconductor laser light source, 7 is a hologram disk, 8 is a correction hologram substrate, and 9 is a surface to be scanned such as a photosensitive drum.

半導体レーザ光源6から出射されたレーザ光は、ホログ
ラムディスク7により回折されさらに補正用ホログラム
基板8により被走査面9上の所定の走査線に沿って走査
するようにレーザビームの波面が補正される。
The laser beam emitted from the semiconductor laser light source 6 is diffracted by a hologram disk 7, and the wavefront of the laser beam is corrected by a correction hologram substrate 8 so that it scans along a predetermined scanning line on a surface to be scanned 9. .

半導体レーザ光源6は、第2図に示すように周囲温度に
より発光波長が変化するため、ホログラムディスク7に
より回折されたレーザビームは波長によりその回折方向
や焦点位置が異なる。各波長のレーザビームき被走査面
9の近傍では副走査方向(走査線に直行する方向)の変
化が大きく現れ、その状態で補正用ホログラム基板8に
入射する。
Since the emission wavelength of the semiconductor laser light source 6 changes depending on the ambient temperature as shown in FIG. 2, the diffraction direction and focal position of the laser beam diffracted by the hologram disk 7 differ depending on the wavelength. In the vicinity of the scanned surface 9 where the laser beam of each wavelength is applied, a large change in the sub-scanning direction (direction perpendicular to the scanning line) appears, and the laser beam enters the correction hologram substrate 8 in that state.

補正用ホログラム基板8は短冊状の異なるホログラム8
a、8b、8cを近接させたもので、それぞれが決めら
れた帯域の波長のレーザビームのみを補正するように配
置されている。各短冊状の補正用ホログラム8a、8b
、8cはそれぞれ1枚で3nm以下の範囲でレーザビー
ムの補正を行えるように設計されており、5枚の場合は
それら補正用ホログラムにより計約15nm程度の波長
変動に対して補正機能を持つ。
The correction hologram substrate 8 has different strip-shaped holograms 8.
a, 8b, and 8c are arranged in close proximity to each other, each of which is arranged so as to correct only a laser beam having a wavelength in a predetermined band. Each rectangular correction hologram 8a, 8b
, 8c are each designed to be able to correct the laser beam within a range of 3 nm or less, and in the case of five holograms, these correction holograms have a correction function for wavelength fluctuations of about 15 nm in total.

第2図において温度に対して波長が急激に変化する部分
はモードホップと言われる現象であり、この間の波長の
レーザビームが安定して出てくることはない。すなわち
、前記の短冊状の各補正用ホログラム8a、8b、8c
の境界波長をこのモードホップが発生する波長に設定す
ることにより、レーザビームが各補正用ホログラム8a
In FIG. 2, the portion where the wavelength changes rapidly with respect to temperature is a phenomenon called mode hop, and laser beams with wavelengths between this period are not stably emitted. That is, each of the rectangular correction holograms 8a, 8b, 8c
By setting the boundary wavelength to the wavelength at which this mode hop occurs, the laser beam
.

8b、8.cの境界上に位置して補正機能が得られなく
なるということは避けることができる。
8b, 8. It is possible to avoid the situation where the correction function cannot be obtained due to being located on the boundary of c.

補正用ホログラム8a、8b、8cをホログラムで構成
するか計算機ホログラムを用いて作製する場合は、ホロ
グラムディスク7と補正用ホログラム8a、8b、8c
を含めて限られた波長の範囲でのみ波長に存在しない構
成を最適設計により求める必要がある。補正用ホログラ
ム8a、sb。
When the correction holograms 8a, 8b, and 8c are constructed using holograms or are produced using computer generated holograms, the hologram disk 7 and the correction holograms 8a, 8b, and 8c are
It is necessary to find a configuration that does not exist in wavelengths only in a limited wavelength range, including the wavelength range, through optimal design. Correction holograms 8a, sb.

8cはその補正波長範囲が狭いことや被走査面9に近い
ため1走査中のレーザビームが入射する面積が大きいこ
とから、従来の補正用ホログラムと比較して設計が容易
で、また補正も副走査方向のずれ以外について同時に行
うことができる。
8c has a narrow correction wavelength range and is close to the scanned surface 9, so the incident area of the laser beam during one scan is large, so it is easier to design compared to conventional correction holograms, and correction is also a side effect. This can be done simultaneously for other than the deviation in the scanning direction.

以上のように本実施例によれば、ホログラムディスク7
とレーザビームの焦点位置との間に異なる波長帯域に対
して補正効果のある補正用ホログラム8a、8b、8c
を前記波長帯域が連続するように複数設けたことにより
、半導体レーザ6の温度変化に起因する波長変動によっ
て走査線の直線性やレーザビーム径が悪化したり、所定
の走査ラインから上下にずれたり、また走査長が変化し
たりする現象を補正することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the hologram disk 7
Correction holograms 8a, 8b, 8c that have correction effects for different wavelength bands between and the focal position of the laser beam
By providing a plurality of continuous wavelength bands, the linearity of the scanning line and the laser beam diameter may deteriorate due to wavelength fluctuations caused by temperature changes in the semiconductor laser 6, or the laser beam may deviate vertically from a predetermined scanning line. , it is also possible to correct phenomena such as changes in scanning length.

なお、上記実施例では補正用ホログラムを短冊状とした
が、円弧状でも円筒状でも良いことは言うまでもない。
In the above embodiment, the correction hologram has a rectangular shape, but it goes without saying that it may have an arc shape or a cylindrical shape.

発明の効果 以上のように本発明によれば、半導体レーザの温度変化
に起因する波長変動によって走査線の直線性やレーザビ
ーム径が悪化したり、所定の走査ラインから上下にずれ
たり、また走査長が変化したすする現象を補正すること
が可能となる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the linearity of the scanning line and the laser beam diameter may deteriorate due to wavelength fluctuations caused by temperature changes in the semiconductor laser, the scanning line may deviate vertically from a predetermined scanning line, or the scanning It becomes possible to correct the sipping phenomenon where the length changes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における光走査装置を示す構
成図、第2図は半導体レーザの周囲温度に対する波長変
動を示す図、第3図は従来の光走査装置の構成図である
。 6・・・・・・レーザ光源、7・・・・・・ホログラム
ディスク、8a、8b、8c・・・・・・補正用ホログ
ラム、9・・・・・・被走査面。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing wavelength fluctuations of a semiconductor laser with respect to ambient temperature, and FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional optical scanning device. 6...Laser light source, 7...Hologram disk, 8a, 8b, 8c...Correction hologram, 9...Scanned surface.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザ光源と、このレーザ光源より出射するレー
ザビームを所定の走査線に沿って走査するホログラムと
を用いた光走査装置において、前記ホログラムとレーザ
ビームの焦点位置との間に、異なる波長帯域に対して補
正効果のある補正用ホログラムを前記波長帯域が連続す
るように複数設けたことを特徴とする光走査装置。
(1) In an optical scanning device using a laser light source and a hologram that scans a laser beam emitted from the laser light source along a predetermined scanning line, there is a difference in wavelength between the hologram and the focal position of the laser beam. An optical scanning device characterized in that a plurality of correction holograms having a correction effect on a band are provided so that the wavelength band is continuous.
(2)補正用ホログラムは、1枚の基板に形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
(2) The optical scanning device according to claim 1, wherein the correction hologram is formed on one substrate.
JP15368790A 1990-06-12 1990-06-12 Optical scanning device Pending JPH0445412A (en)

Priority Applications (1)

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JP15368790A JPH0445412A (en) 1990-06-12 1990-06-12 Optical scanning device

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JP15368790A JPH0445412A (en) 1990-06-12 1990-06-12 Optical scanning device

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JPH0445412A true JPH0445412A (en) 1992-02-14

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ID=15567952

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JP15368790A Pending JPH0445412A (en) 1990-06-12 1990-06-12 Optical scanning device

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JP (1) JPH0445412A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900955A (en) * 1993-06-16 1999-05-04 Fujitsu Limited Optical scanning system including two hologram elements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900955A (en) * 1993-06-16 1999-05-04 Fujitsu Limited Optical scanning system including two hologram elements

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