JPH06242387A - Laser scanning optical system - Google Patents

Laser scanning optical system

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Publication number
JPH06242387A
JPH06242387A JP2677893A JP2677893A JPH06242387A JP H06242387 A JPH06242387 A JP H06242387A JP 2677893 A JP2677893 A JP 2677893A JP 2677893 A JP2677893 A JP 2677893A JP H06242387 A JPH06242387 A JP H06242387A
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JP
Japan
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laser
laser diode
unit
laser beam
optical system
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Application number
JP2677893A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Senma
俊孝 千間
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify initial adjustment and mending work and to unitize renewal parts in the case a failure occurs. CONSTITUTION:An LD 1, a collimator lens 2, an aperture unit 3 and an LD driving circuit 51 are mounted in an LED unit 50, and further a bar code display part 50a displaying the light passing rate of the unit 50 is installed in the unit 50. The light passing rate is the ratio of the light quantity of a laser beam projected from the LD unit 50 to a laser beam projected from the LD 1, and the light passing rate is set in a control part by the bar code scanner of the device main body not shown in figure. The control part sets a driving current to the LD 1 corresponding to the light passing rate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ,デジ
タル式複写機,レーザファクシミリ等の画像形成装置に
おいて適用されるレーザ走査光学系に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser scanning optical system applied to an image forming apparatus such as a laser printer, a digital copying machine and a laser facsimile.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ走査光学系は、例えばレーザプリ
ンタにおいて適用され、画像情報に対応したレーザビー
ムを感光体に走査して静電潜像を形成するものである。
2. Description of the Related Art A laser scanning optical system is applied to a laser printer, for example, and scans a laser beam corresponding to image information on a photosensitive member to form an electrostatic latent image.

【0003】図5は従来のレーザ走査光学系の概略構成
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic structure of a conventional laser scanning optical system.

【0004】1はLD(レーザダイオード)、2はコリメ
ートレンズ、3は開口径が可変に設定されるアパーチャ
ユニットである。
Reference numeral 1 is an LD (laser diode), 2 is a collimating lens, and 3 is an aperture unit whose aperture diameter is variably set.

【0005】LD(レーザダイオード)1から出射された
レーザビームは、コリメートレンズ2により平行光にさ
れて、画素密度に対応する開口径が設定されたビーム径
設定手段であるアパーチャユニット3により余分なレー
ザビームがカットされる。第1シリンダレンズ4により
レーザビームは集光され、ポリゴンモータ6により回転
するポリゴンミラー7により主走査方向(X方向)に走査
される。そして、一対のFθレンズ8により等角運動が
等速運動に変換されると共に、像面湾曲が補正される。
レーザビームは、第1ミラー9により反射されて第2シ
リンダレンズ10に入射し、第2シリンダレンズ10に
より副走査方向(Y方向)に集光されて感光体ドラム5上
に画素密度に対応する径の光スポットを投影する。ま
た、ポリゴンミラー7により反射されたレーザビーム
は、第2ミラー11,第3シリンダレンズ12および光ファ
イバ13を介してPD(フォトダイオード)14に入射する。
PD14は、レーザビームの入射タイミングに同期して検
知信号を後述するCPU(中央処理装置)に対して出力
し、CPUは、検知信号に同期させて1走査ごとに画像
形成を開始する。
A laser beam emitted from an LD (laser diode) 1 is collimated by a collimator lens 2 and is made redundant by an aperture unit 3 which is a beam diameter setting means for setting an aperture diameter corresponding to a pixel density. The laser beam is cut. The laser beam is condensed by the first cylinder lens 4 and scanned in the main scanning direction (X direction) by the polygon mirror 7 rotated by the polygon motor 6. Then, the pair of Fθ lenses 8 converts the equiangular movement into the constant velocity movement and corrects the field curvature.
The laser beam is reflected by the first mirror 9 and enters the second cylinder lens 10, is condensed in the sub-scanning direction (Y direction) by the second cylinder lens 10, and corresponds to the pixel density on the photosensitive drum 5. Project a light spot of diameter. The laser beam reflected by the polygon mirror 7 is incident on the PD (photodiode) 14 via the second mirror 11, the third cylinder lens 12 and the optical fiber 13.
The PD 14 outputs a detection signal to a CPU (Central Processing Unit), which will be described later, in synchronization with the laser beam incident timing, and the CPU starts image formation for each scanning in synchronization with the detection signal.

【0006】図6はアパーチャユニットの要部を示す構
成図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the main part of the aperture unit.

【0007】15は基準開口部15aが形成されたアパーチ
ャ板、16はそれぞれ開口幅Wが異なる複数の開口部16a
が形成された遮蔽板、17は遮蔽板16のラック部16bに噛
合するアクチュエータ、18は遮蔽板16の位置を検出する
ポジションセンサである。
Reference numeral 15 is an aperture plate in which a reference opening 15a is formed, and 16 is a plurality of openings 16a each having a different opening width W.
A shield plate formed with a shield 17 is an actuator that meshes with the rack portion 16b of the shield plate 16, and a position sensor 18 detects the position of the shield plate 16.

【0008】レーザビームは、基準開口部15aを通過し
てビーム径が基準径になり、後述するCPUは、画素密
度の変更時にアクチュエータ17を駆動させて遮蔽板16を
移動させる。遮蔽板16はポジションセンサ18によって位
置が検知され、CPUは、ポジションセンサ18からの検
知信号によって画素密度に対応する開口幅Wを備えた開
口部16aが、基準開口部15aの位置と一致するようにアク
チュエータ17を制御する。開口部16aを通過したレーザ
ビームは、画素密度に対応するビーム径となる。
The laser beam passes through the reference opening 15a so that the beam diameter becomes the reference diameter, and the CPU, which will be described later, drives the actuator 17 to move the shielding plate 16 when the pixel density is changed. The position of the shielding plate 16 is detected by the position sensor 18, and the CPU detects the detection signal from the position sensor 18 so that the opening 16a having the opening width W corresponding to the pixel density matches the position of the reference opening 15a. To control the actuator 17. The laser beam that has passed through the opening 16a has a beam diameter corresponding to the pixel density.

【0009】図4は従来のレーザ走査光学系における制
御部の一例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control unit in a conventional laser scanning optical system.

【0010】41は装置全体を制御するCPU(中央処理
装置)、42は制御用のデータを記憶したROM(リード・
オンリー・メモリ)、43はD/A(デジタル/アナログ)
コンバータ、44は電流制御回路、45はLD1に駆動電流
を供給するドライバ、46はコンパレータである。
Reference numeral 41 is a CPU (central processing unit) that controls the entire apparatus, and 42 is a ROM (read / write unit) that stores control data.
Only memory), 43 is D / A (digital / analog)
A converter, 44 is a current control circuit, 45 is a driver for supplying a drive current to the LD 1, and 46 is a comparator.

【0011】レーザ走査光学系は、レーザプリンタ等の
画像形成装置に搭載される前に可変抵抗素子48が基準抵
抗値となるように初期調整が実行される。このとき、C
PU41はドライバ45からLD1に供給される駆動電流が
徐々に増加するようにデジタル制御信号をD/Aコンバ
ータ43に出力する。D/Aコンバータ43は、デジタル制
御信号をアナログ制御信号に変換し、アナログ制御信号
を電流制御回路44に出力する。電流制御回路44は、アナ
ログ制御信号に対応する電流をドライバ45に供給し、ド
ライバ45は、電流を増幅して駆動電流としてLD1に供
給する。CPU41がデジタル制御信号の信号レベルを徐
々に増加させることにより、LD1から出射されるレー
ザビームの光出力は徐々に増大していく。レーザ走査光
学系から出射されるレーザビームの光出力は、図示を省
略したモニタ装置によってモニタされており、モニタ装
置は、光出力が基準光出力値になったタイミングで基準
光出力検知信号をCPU41に出力する。CPU41は、基
準光出力検知信号を受けてデジタル制御信号の信号レベ
ルを固定する。このとき、コンパレータ46の正極端子に
は、定電圧回路47によって一定の電圧が印加されてお
り、またPD14は、レーザビームの光出力に比例するモ
ニタ電圧を発生する。PD14は、可変抵抗素子48および
コンパレータ46の負極端子に接続されており、可変抵抗
素子48の抵抗値を増加することにより、コンパレータ46
に印加されるモニタ電圧は昇圧する。可変抵抗素子48
は、調整前に抵抗値が最低値にセットされており、調整
時にレーザビームが基準光出力値になった状態で抵抗値
が徐々に増加される。このことにより、PD14からのコ
ンパレータ46に対するモニタ電圧が徐々に昇圧し、コン
パレータ46は、モニタ電圧と定電圧とが等しくなったタ
イミングで出力を反転させる。このタイミングで可変抵
抗素子48は、抵抗値が固定されて初期調整が完了する。
The laser scanning optical system is subjected to initial adjustment so that the variable resistance element 48 has a reference resistance value before being mounted on an image forming apparatus such as a laser printer. At this time, C
The PU 41 outputs a digital control signal to the D / A converter 43 so that the drive current supplied from the driver 45 to the LD 1 gradually increases. The D / A converter 43 converts the digital control signal into an analog control signal and outputs the analog control signal to the current control circuit 44. The current control circuit 44 supplies a current corresponding to the analog control signal to the driver 45, and the driver 45 amplifies the current and supplies it to the LD 1 as a drive current. When the CPU 41 gradually increases the signal level of the digital control signal, the optical output of the laser beam emitted from the LD1 gradually increases. The light output of the laser beam emitted from the laser scanning optical system is monitored by a monitor device (not shown), and the monitor device outputs a reference light output detection signal to the CPU 41 at the timing when the light output reaches the reference light output value. Output to. The CPU 41 receives the reference light output detection signal and fixes the signal level of the digital control signal. At this time, a constant voltage is applied to the positive terminal of the comparator 46 by the constant voltage circuit 47, and the PD 14 generates a monitor voltage proportional to the optical output of the laser beam. The PD 14 is connected to the variable resistance element 48 and the negative terminal of the comparator 46. By increasing the resistance value of the variable resistance element 48, the PD 46 is connected to the comparator 46.
The monitor voltage applied to is boosted. Variable resistance element 48
Has a resistance value set to the minimum value before adjustment, and the resistance value is gradually increased with the laser beam reaching the reference light output value during adjustment. As a result, the monitor voltage from the PD 14 to the comparator 46 is gradually increased, and the comparator 46 inverts the output at the timing when the monitor voltage and the constant voltage become equal. At this timing, the resistance value of the variable resistance element 48 is fixed, and the initial adjustment is completed.

【0012】画像形成時、CPU41は、コンパレータ46
からの比較信号に対応させてD/Aコンバータ43に対す
るデジタル制御信号の信号レベルを制御することによ
り、レーザビームを基準光出力値に保持できる。また、
画素密度の変更時に基準光出力値を変更する場合、CP
U41は、定電圧回路47に対して電圧設定信号を出力し
て、定電圧回路47によってコンパレータ46に印加される
制御電圧を変化させる。
At the time of image formation, the CPU 41 controls the comparator 46
The laser beam can be held at the reference light output value by controlling the signal level of the digital control signal to the D / A converter 43 in accordance with the comparison signal from. Also,
When changing the reference light output value when changing the pixel density,
The U41 outputs a voltage setting signal to the constant voltage circuit 47 to change the control voltage applied to the comparator 46 by the constant voltage circuit 47.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
走査光学系は大型のユニットであるため、初期調整時に
レーザ走査光学系を固定し、かつ光量を測定するための
調整治具も大型のものとなり、調整作業が非効率的であ
るという問題がある。また、構成部材においてLD1等
の1つの部材が故障した場合でもレーザ走査光学系全体
を交換しなければならず、修理作業も非効率的であり、
かつ異常のない部材も交換するため、コストが高くなる
という問題が生じる。
However, since the laser scanning optical system is a large unit, the adjustment jig for fixing the laser scanning optical system at the time of initial adjustment and measuring the light quantity is also large, There is a problem that the adjustment work is inefficient. Moreover, even if one member such as the LD1 fails in the constituent members, the entire laser scanning optical system must be replaced, and repair work is inefficient.
Moreover, since a member having no abnormality is also replaced, there arises a problem that the cost becomes high.

【0014】本発明の目的は、初期調整作業および修理
作業が簡略化され、かつ故障時の交換部品がユニット化
されたレーザ走査光学系を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser scanning optical system in which initial adjustment work and repair work are simplified and replacement parts at the time of failure are unitized.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
問題を解決するため、請求項1記載のレーザ走査光学系
は、レーザビームを出射するレーザダイオードと、この
レーザダイオードを駆動する駆動手段と、前記レーザビ
ームを平行光にするコリメートレンズと、アパーチャの
開口径を切換えてレーザビームのビーム径を設定するビ
ーム径設定手段とを備えたレーザ走査光学系において、
前記レーザダイオード,前記駆動手段,前記コリメート
レンズおよび前記ビーム径設定手段を単一のレーザダイ
オードユニットとして構成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems in the present invention, a laser scanning optical system according to claim 1 comprises a laser diode for emitting a laser beam, and a driving means for driving the laser diode. In a laser scanning optical system including a collimator lens for collimating the laser beam and a beam diameter setting means for switching the aperture diameter of the aperture to set the beam diameter of the laser beam,
The laser diode, the driving means, the collimating lens, and the beam diameter setting means are configured as a single laser diode unit.

【0016】また、請求項2記載のレーザ走査光学系
は、レーザビームを出射するレーザダイオードと、この
レーザダイオードに駆動電流を供給する駆動手段と、前
記レーザビームを平行光にするコリメートレンズと、ア
パーチャの開口径を切換えてレーザビームのビーム径を
設定するビーム径設定手段と、レーザビームの光量を検
知してモニタ信号を出力する光量検知手段と、前記モニ
タ信号に対応させて前記駆動手段に対して前記駆動電流
の電流値を設定する制御手段とを備えたレーザ走査光学
系において、前記レーザダイオード,前記駆動手段,前
記コリメートレンズおよび前記ビーム径設定手段を単一
のレーザダイオードユニットとして構成し、かつ前記制
御手段が、前記レーザダイオードユニットにおけるレー
ザダイオードから出射されたレーザビームとレーザダイ
オードユニットから出射されるレーザビームとの光量比
に対応させて前記電流値を補正することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser scanning optical system in which a laser diode for emitting a laser beam, a driving means for supplying a driving current to the laser diode, and a collimating lens for collimating the laser beam are provided. Beam diameter setting means for switching the aperture diameter of the aperture to set the beam diameter of the laser beam, light quantity detecting means for detecting the light quantity of the laser beam and outputting a monitor signal, and the driving means corresponding to the monitor signal. In contrast, in the laser scanning optical system including a control unit that sets the current value of the drive current, the laser diode, the driving unit, the collimator lens, and the beam diameter setting unit are configured as a single laser diode unit. And the control means outputs from the laser diode in the laser diode unit. In correspondence with the light amount ratio between the laser beam emitted from the laser beam and the laser diode unit which is characterized by correcting the current value.

【0017】また、請求項3記載のレーザ走査光学系
は、レーザビームを出射するレーザダイオードと、この
レーザダイオードに駆動電流を供給する駆動手段と、前
記レーザビームを平行光にするコリメートレンズと、ア
パーチャの開口径を切換えてレーザビームのビーム径を
設定するビーム径設定手段と、レーザビームの光量を検
知してモニタ信号を出力する光量検知手段と、前記モニ
タ信号を基準信号と比較して比較信号を出力する比較手
段と、前記比較信号に対応させて前記駆動手段に対して
前記駆動電流の電流値を設定する制御手段とを備えたレ
ーザ走査光学系において、前記レーザダイオード,前記
駆動手段,前記コリメートレンズおよび前記ビーム径設
定手段を単一のレーザダイオードユニットとして構成
し、かつ前記制御手段が、前記レーザダイオードユニッ
トにおけるレーザダイオードから出射されたレーザビー
ムとレーザダイオードユニットから出射されるレーザビ
ームとの光量比に対応させて前記基準信号の信号レベル
を設定することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser scanning optical system in which a laser diode for emitting a laser beam, driving means for supplying a drive current to the laser diode, and a collimating lens for collimating the laser beam are provided. A beam diameter setting means for switching the aperture diameter of the aperture to set the beam diameter of the laser beam, a light quantity detecting means for detecting the light quantity of the laser beam and outputting a monitor signal, and comparing the monitor signal with a reference signal for comparison. A laser scanning optical system comprising: a comparison unit that outputs a signal; and a control unit that sets a current value of the drive current to the drive unit in accordance with the comparison signal, the laser diode, the drive unit, The collimator lens and the beam diameter setting means are configured as a single laser diode unit, and the control means , And sets the signal level of the reference signal in correspondence with the light amount ratio between the laser beam emitted from the laser beam and the laser diode unit which is emitted from the laser diode in the laser diode unit.

【0018】さらに、請求項4記載のレーザ走査光学系
は、前記レーザダイオードユニットに前記光量比に対応
するデータをバーコードによって表示する表示部を設
け、かつ前記制御手段が前記表示部を読み取るバーコー
ドスキャナを備えたことを特徴とする。
Further, in the laser scanning optical system according to a fourth aspect of the present invention, the laser diode unit is provided with a display section for displaying data corresponding to the light quantity ratio by a bar code, and the control means is a bar for reading the display section. It is characterized by having a code scanner.

【0019】[0019]

【作用】上記の請求項1記載のレーザ走査光学系によれ
ば、レーザダイオード,駆動手段,コリメートレンズお
よびビーム径設定手段によって構成されたレーザダイオ
ードユニットによって、レーザダイオードユニットから
出射されるレーザビームを基準光量とするように初期調
整した場合、レーザ走査光学系から出射されるレーザビ
ームも誤差範囲内で基準光量に調整される。
According to the laser scanning optical system of the first aspect, the laser beam emitted from the laser diode unit is generated by the laser diode unit composed of the laser diode, the driving means, the collimating lens and the beam diameter setting means. When initially adjusted to the reference light amount, the laser beam emitted from the laser scanning optical system is also adjusted to the reference light amount within the error range.

【0020】また、請求項2記載のレーザ走査光学系に
よれば、レーザダイオードユニットと、このレーザダイ
オードユニットにおける光量比に対応させて、駆動手段
に設定する駆動電流の電流値を補正する制御手段とによ
って、基準光量に対応させて駆動電流の電流値を設定す
る初期調整を実行することなく、レーザダイオードユニ
ットから出射されるレーザビームを基準光量に制御する
ことが可能になる。
According to another aspect of the laser scanning optical system in the present invention, the laser diode unit and the control means for correcting the current value of the drive current set in the drive means corresponding to the light quantity ratio in the laser diode unit. With this, it is possible to control the laser beam emitted from the laser diode unit to the reference light amount without performing the initial adjustment for setting the current value of the drive current corresponding to the reference light amount.

【0021】また、請求項3記載のレーザ走査光学系に
よれば、レーザダイオードユニットと、このレーザダイ
オードユニットにおける光量比に対応させて、比較手段
における基準信号の信号レベルを設定する制御手段とに
よって、基準光量に対応させてモニタ信号の信号レベル
の初期値を設定する初期調整を実行することなく、レー
ザダイオードユニットから出射されるレーザビームを基
準光量に制御することが可能になる。
According to the laser scanning optical system of the third aspect, the laser diode unit and the control means for setting the signal level of the reference signal in the comparison means in correspondence with the light quantity ratio in the laser diode unit. It is possible to control the laser beam emitted from the laser diode unit to the reference light amount without performing the initial adjustment for setting the initial value of the signal level of the monitor signal corresponding to the reference light amount.

【0022】さらに、請求項4記載のレーザ走査光学系
によれば、レーザダイオードユニットに設けた表示部
と、制御手段が備えたバーコードスキャナとによって、
レーザダイオードユニットの表示部に光量比に対応する
バーコードデータが表示され、かつ制御手段に表示部を
読み取った読取信号が送出される。
Further, according to the laser scanning optical system of the fourth aspect, by the display section provided in the laser diode unit and the bar code scanner provided in the control means,
Bar code data corresponding to the light quantity ratio is displayed on the display section of the laser diode unit, and a read signal obtained by reading the display section is sent to the control means.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、図1ないし図3において、図4ないし図6
に基づいて説明した部材に対応する部材については、同
一符号を付して説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in FIGS. 1 to 3, FIGS.
The members corresponding to the members described on the basis of FIG.

【0024】図1は本発明のレーザ走査光学系の一実施
例におけるLDユニットを示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an LD unit in one embodiment of the laser scanning optical system of the present invention.

【0025】LDユニット50には、LD1,コリメート
レンズ2,アパーチャユニット3およびLD駆動回路51
が搭載されており、LD駆動回路51は電流制御回路44お
よびドライバ45が一体に構成されたものである。また、
LDユニット50には、後述するバーコードスキャナによ
って読み取られるバーコードが印字されたバーコード表
示部50aが設けられている。
The LD unit 50 includes an LD 1, a collimator lens 2, an aperture unit 3 and an LD drive circuit 51.
The LD drive circuit 51 includes a current control circuit 44 and a driver 45 which are integrated with each other. Also,
The LD unit 50 is provided with a bar code display section 50a on which a bar code read by a bar code scanner described later is printed.

【0026】本実施例においては、LDユニット50から
出射されるレーザビームをモニタ装置によって測定し
て、初期調整を実行する。一般に、ポリゴンミラー7、
シリンダレンズ4,10、Fθレンズ8およびミラー9,
11におけるレーザビームの光量ロスはわずかである。こ
のため、予め初期調整されたLDユニット50を装置に取
り付けた場合でも、感光体ドラム5におけるレーザビー
ムは、誤差範囲内で基準光出力値に制御される。
In the present embodiment, the laser beam emitted from the LD unit 50 is measured by the monitor device and the initial adjustment is executed. Generally, the polygon mirror 7,
Cylinder lenses 4 and 10, Fθ lens 8 and mirror 9,
The light loss of the laser beam at 11 is slight. Therefore, even when the LD unit 50 that has been initially adjusted in advance is attached to the apparatus, the laser beam on the photoconductor drum 5 is controlled to the reference light output value within the error range.

【0027】レーザ走査光学系全体に対してLDユニッ
ト50は小型であるため、LDユニット50を初期調整する
ための治具も小型化され、かつ調整作業が効率化され
る。またLD1が故障した場合、LDユニット50を交換
すればよいため、修理作業が効率化され、かつ交換する
部材の点数が減少する。
Since the LD unit 50 is small in size with respect to the entire laser scanning optical system, the jig for initial adjustment of the LD unit 50 is also downsized, and the adjustment work is made efficient. Further, when the LD1 fails, the LD unit 50 may be replaced, so that the repair work is made efficient and the number of members to be replaced is reduced.

【0028】またレーザ走査光学系において、アパーチ
ャユニット3のアクチュエータ17をLDユニット50から
分離して、レーザ走査光学系本体側に配置することも可
能である。このことにより、交換部品としてのLDユニ
ット50の光学的特性に影響を与えることなく、構成部材
の点数を減少できる。
In the laser scanning optical system, the actuator 17 of the aperture unit 3 can be separated from the LD unit 50 and arranged on the laser scanning optical system body side. As a result, the number of constituent members can be reduced without affecting the optical characteristics of the LD unit 50 as a replacement part.

【0029】次に、LDユニット50を交換部品としてレ
ーザ走査光学系に取り付ける場合の制御部の制御を説明
する。
Next, the control of the control unit when the LD unit 50 is attached to the laser scanning optical system as a replacement part will be described.

【0030】図2は本実施例における制御部の一例を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the control unit in this embodiment.

【0031】一般に、LD1から放射されたレーザビー
ムは、図7に示すように楕円錐状に発散する。これは、
LD1の発光領域が微小であることにより、レーザビー
ムが回折によって広がるためである。またレーザビーム
は、仮想x−y平面のx方向およびy方向において図8
(A),(B)に示すように光強度が分布する。光強度は、
ガウス曲線(正規分布曲線)に近似して分布しており、レ
ーザチップのp−n接合面に対する水平方向(x方向)
と、垂直方向(y方向)とで放射角が異なり、垂直方向の
放射角が相対的に大きな角度になる。このような、LD
1の放射特性は、例えば、光軸Lの光強度に対して1/
2の相対光強度であるレーザビームの発散角θx,θyを
パラメータとして用いる。一般に、発散角θx,θyは、
レーザチップによりばらつきがある。さらに、光軸Lに
おける光強度をレーザチップ間で比較した場合、図9
(A),(B)に示すように、駆動電流を同一にしても光強
度は異なったものになる。
In general, the laser beam emitted from the LD1 diverges in the shape of an elliptical cone as shown in FIG. this is,
This is because the laser beam spreads by diffraction because the light emitting region of the LD1 is very small. Further, the laser beam is emitted in the x and y directions of the virtual xy plane as shown in FIG.
The light intensity is distributed as shown in (A) and (B). The light intensity is
The distribution is similar to that of a Gaussian curve (normal distribution curve), and is horizontal (x direction) to the pn junction surface of the laser chip.
And the emission angle in the vertical direction (y direction) is different, and the emission angle in the vertical direction is relatively large. LD like this
The radiation characteristic of 1 is, for example, 1 / with respect to the light intensity of the optical axis L.
The divergence angles θx and θy of the laser beam, which are relative light intensities of 2, are used as parameters. Generally, the divergence angles θx and θy are
There are variations depending on the laser chip. Further, when comparing the light intensity on the optical axis L between the laser chips, FIG.
As shown in (A) and (B), the light intensities are different even if the drive current is the same.

【0032】以上のことにより、LD1の全発光光量が
同一である場合でも、開口幅Wのアパーチャユニット3
を通過したレーザビームは、LDユニット50が異なれ
ば、図9(A),(B)の斜線部の面積で示すように、光量
のばらつきが生じる。LDユニット50の初期調整は、入
力である駆動電流に対して、出力であるLDユニット50
からのレーザビームの光量にばらつきがあることによ
り、レーザビームの光量を一定にするように駆動電流の
電流値を設定するためのものである。
From the above, even if the total amount of light emitted from the LD 1 is the same, the aperture unit 3 having the opening width W is formed.
If the LD unit 50 is different, the laser beam that has passed through will have a variation in the amount of light, as shown by the shaded areas in FIGS. 9 (A) and 9 (B). The initial adjustment of the LD unit 50 is to output the LD unit 50 to the input drive current.
This is for setting the current value of the drive current so that the light quantity of the laser beam is constant because there is a variation in the light quantity of the laser beam.

【0033】本実施例のLDユニット50においては、予
め一定の駆動電流によるLD1の発光光量とLDユニッ
ト50から出射されるレーザビームの光量とを測定して、
LDユニット50における光通過率を算出する。このと
き、アパーチャユニット3において、レーザビームが基
準開口部15aを通過するように、遮蔽板16の位置を設定
して出射光量を測定する。測定された各LDユニット50
の光通過率は、対応するバーコードがバーコード表示部
50aに印字される。
In the LD unit 50 of this embodiment, the amount of light emitted from the LD 1 and the amount of laser beam emitted from the LD unit 50 are measured in advance by a constant drive current,
The light transmission rate in the LD unit 50 is calculated. At this time, in the aperture unit 3, the position of the shielding plate 16 is set so that the laser beam passes through the reference opening 15a, and the emitted light amount is measured. Each measured LD unit 50
For the light transmittance of, the corresponding bar code is
It is printed on 50a.

【0034】本実施例の制御部はバーコードスキャナ49
を備えており、バーコードスキャナ49は、バーコード表
示部50aを読み取って、読取信号をCPU61に送出す
る。装置本体に対するLDユニット50の取付け時、可変
抵抗素子48の抵抗値を予め所定の値に固定しておく。こ
のときCPU61は、前記読取信号によってLDユニット
50の光通過率を判断し、定電圧回路47に対して光通過率
に対応する電圧設定信号を出力して、定電圧回路47によ
って比較手段であるコンパレータ46に印加される制御電
圧の電圧値を光通過率に対応させて設定する。
The control unit of this embodiment is a bar code scanner 49.
The bar code scanner 49 reads the bar code display section 50a and sends a read signal to the CPU 61. When the LD unit 50 is attached to the device body, the resistance value of the variable resistance element 48 is fixed to a predetermined value in advance. At this time, the CPU 61 causes the LD unit to receive the read signal.
The voltage value of the control voltage applied to the comparator 46, which is a comparison means, by the constant voltage circuit 47 by outputting the voltage setting signal corresponding to the light transmittance to the constant voltage circuit 47. Is set according to the light transmission rate.

【0035】制御電圧をLDユニット50の光通過率に対
応させて設定することにより、LDユニット50から出射
されるレーザビームの光量を一定にするように制御でき
るため、初期調整が不要となり、かつLDユニット50の
交換部品としての互換性が確保される。
By setting the control voltage in accordance with the light transmission rate of the LD unit 50, the light amount of the laser beam emitted from the LD unit 50 can be controlled to be constant, so that initial adjustment becomes unnecessary and Compatibility as a replacement part for the LD unit 50 is ensured.

【0036】図3は本実施例における制御部の他の例を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another example of the control unit in this embodiment.

【0037】可変抵抗素子48の抵抗値は、予め所定の値
に固定されており、PD14は、可変抵抗素子48によって
検知信号が電圧信号に変換されて、A/Dコンバータ72
に対してLD1の光量に対応する電圧のモニタ信号を送
出する。A/Dコンバータ72は、モニタ信号をデジタル
信号に変換してCPU71に送出する。CPU71は、デジ
タル化されたモニタ信号の信号レベルを光出力設定基準
レベルと比較して、モニタ信号の信号レベルと光出力設
定基準レベルとのレベル差に基づいて、D/Aコンバー
タ43に対するデジタル制御信号の信号レベルを変化させ
る。ここで、CPU71は、LDユニット50の取付け時
に、バーコードスキャナ49によってバーコード表示部50
aから読み取られたLDユニット50の光通過率に対応さ
せて、光出力設定基準レベルを設定する。このことによ
り、LDユニット50から出射されるレーザビームの光量
を一定にするように制御できるので、初期調整が不要と
なり、かつLDユニット50の交換部品としての互換性が
確保される。
The resistance value of the variable resistance element 48 is fixed to a predetermined value in advance. In the PD 14, the detection signal is converted into a voltage signal by the variable resistance element 48, and the A / D converter 72 is used.
A monitor signal of a voltage corresponding to the light amount of LD1 is sent to. The A / D converter 72 converts the monitor signal into a digital signal and sends it to the CPU 71. The CPU 71 compares the signal level of the digitized monitor signal with the optical output setting reference level, and performs digital control on the D / A converter 43 based on the level difference between the signal level of the monitor signal and the optical output setting reference level. Change the signal level of the signal. Here, when the LD unit 50 is attached, the CPU 71 causes the barcode display section 50 to operate by the barcode scanner 49.
The light output setting reference level is set according to the light transmission rate of the LD unit 50 read from a. As a result, the light amount of the laser beam emitted from the LD unit 50 can be controlled to be constant, so that initial adjustment is unnecessary and compatibility as a replacement part of the LD unit 50 is ensured.

【0038】また、図3の制御部においては、光通過率
に対応させてコンパレータ46に対する制御電圧の電圧値
を設定し、図4の制御部においては、光通過率に対応さ
せて光出力設定基準レベルを設定したが、制御電圧また
は光出力設定基準レベルを固定して、LDユニット50の
光通過率に対応させて、可変抵抗素子48の抵抗値を設定
しても、LDユニット50から出射されるレーザビームの
光量を一定にするように制御できる。
In the control section of FIG. 3, the voltage value of the control voltage for the comparator 46 is set in correspondence with the light transmission rate, and in the control section of FIG. 4, the light output setting is made in correspondence with the light transmission rate. Although the reference level is set, even if the control voltage or the light output setting reference level is fixed and the resistance value of the variable resistance element 48 is set in accordance with the light transmittance of the LD unit 50, the light is emitted from the LD unit 50. It is possible to control the light amount of the laser beam to be made constant.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載のレ
ーザ走査光学系によれば、レーザダイオードユニットか
ら出射されるレーザビームを基準光量とするように初期
調整した場合、レーザ走査光学系から出射されるレーザ
ビームも誤差範囲内で基準光量に調整されることによ
り、レーザ走査光学系全体を初期調整する場合と比較し
て、レーザダイオードユニットが小型であるため、調整
作業が容易となり、かつ調整治具も小型化することがで
きる。
As described above, according to the laser scanning optical system of the first aspect, when the laser beam emitted from the laser diode unit is initially adjusted to be the reference light amount, the laser scanning optical system is operated. Since the emitted laser beam is adjusted to the reference light amount within the error range, the size of the laser diode unit is smaller than that in the case where the entire laser scanning optical system is initially adjusted, which facilitates the adjustment work. The adjustment jig can also be downsized.

【0040】また、請求項2記載のレーザ走査光学系に
よれば、基準光量に対応させて駆動電流の電流値を設定
する初期調整を実行することなく、レーザダイオードユ
ニットから出射されるレーザビームを基準光量に制御す
ることが可能になることにより、初期調整を実行するこ
となく、装置本体に対してレーザダイオードユニットを
取り付けることができるので、交換部品としてレーザダ
イオードユニットの互換性を確保でき、かつ取付作業お
よび交換作業を簡略化できる。
Further, according to the laser scanning optical system of the second aspect, the laser beam emitted from the laser diode unit is adjusted without performing the initial adjustment for setting the current value of the drive current corresponding to the reference light amount. By making it possible to control to the reference light amount, the laser diode unit can be attached to the main body of the device without performing initial adjustment, so that compatibility of the laser diode unit can be secured as a replacement part, and Installation work and replacement work can be simplified.

【0041】また、請求項3記載のレーザ走査光学系に
よれば、基準光量に対応させてモニタ信号の信号レベル
の初期値を設定する初期調整を実行することなく、レー
ザダイオードユニットから出射されるレーザビームを基
準光量に制御することが可能になることにより、初期調
整を実行することなく、装置本体に対してレーザダイオ
ードユニットを取り付けることができるので、交換部品
としてレーザダイオードユニットの互換性を確保でき、
かつ取付作業および交換作業を簡略化できる。
According to the laser scanning optical system of the third aspect, the laser beam is emitted from the laser diode unit without performing the initial adjustment for setting the initial value of the signal level of the monitor signal corresponding to the reference light amount. Since it is possible to control the laser beam to the reference light intensity, the laser diode unit can be attached to the main body of the device without performing initial adjustment, ensuring compatibility of the laser diode unit as a replacement part. You can
Moreover, the installation work and the replacement work can be simplified.

【0042】さらに、請求項4記載のレーザ走査光学系
によれば、レーザダイオードユニットの表示部に光量比
に対応するバーコードデータが表示され、かつ制御手段
に表示部を読み取った読取信号が送出されることによ
り、制御手段に対してレーザダイオードユニットの光量
比を容易に入力できるので、装置本体に対するレーザダ
イオードユニットの取付作業を簡略化できる。
Further, according to the laser scanning optical system of the fourth aspect, the bar code data corresponding to the light quantity ratio is displayed on the display part of the laser diode unit, and the read signal obtained by reading the display part is sent to the control means. By doing so, since the light quantity ratio of the laser diode unit can be easily input to the control means, the work of attaching the laser diode unit to the apparatus body can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のレーザ走査光学系の一実施例における
LDユニットを示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an LD unit in an embodiment of a laser scanning optical system of the present invention.

【図2】本実施例における制御部の一例を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control unit in this embodiment.

【図3】本実施例における制御部の他の例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another example of a control unit in the present embodiment.

【図4】従来のレーザ走査光学系における制御部の一例
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control unit in a conventional laser scanning optical system.

【図5】従来のレーザ走査光学系の概略構成を示す斜視
図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional laser scanning optical system.

【図6】アパーチャユニットの要部を示す構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a main part of an aperture unit.

【図7】LDから出射されたレーザビームの放射特性の
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of radiation characteristics of a laser beam emitted from an LD.

【図8】LDから出射されたレーザビームの光強度の分
布を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a light intensity distribution of a laser beam emitted from an LD.

【図9】LDによるレーザビームの放射特性の差の説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a difference in laser beam emission characteristics due to an LD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…LD(レーザダイオード)、 2…コリメートレン
ズ、 3…アパーチャユニット、 14…PD(フォトダ
イオード)、 46…コンパレータ、 49…バーコードス
キャナ、 50…LDユニット、 50a…バーコード表示
部、 51…LD駆動回路、 61,71…CPU(中央処理
装置)。
1 ... LD (laser diode), 2 ... Collimating lens, 3 ... Aperture unit, 14 ... PD (photodiode), 46 ... Comparator, 49 ... Bar code scanner, 50 ... LD unit, 50a ... Bar code display section, 51 ... LD drive circuit, 61, 71 ... CPU (central processing unit).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを出射するレーザダイオー
ドと、このレーザダイオードを駆動する駆動手段と、前
記レーザビームを平行光にするコリメートレンズと、ア
パーチャの開口径を切換えてレーザビームのビーム径を
設定するビーム径設定手段とを備えたレーザ走査光学系
において、前記レーザダイオード,前記駆動手段,前記
コリメートレンズおよび前記ビーム径設定手段を単一の
レーザダイオードユニットとして構成したことを特徴と
するレーザ走査光学系。
1. A laser diode for emitting a laser beam, a driving means for driving the laser diode, a collimating lens for collimating the laser beam, and an aperture diameter of an aperture to switch the beam diameter of the laser beam. In the laser scanning optical system including the beam diameter setting means, the laser scanning optical system, the laser diode, the driving means, the collimator lens, and the beam diameter setting means are configured as a single laser diode unit. system.
【請求項2】 レーザビームを出射するレーザダイオー
ドと、このレーザダイオードに駆動電流を供給する駆動
手段と、前記レーザビームを平行光にするコリメートレ
ンズと、アパーチャの開口径を切換えてレーザビームの
ビーム径を設定するビーム径設定手段と、レーザビーム
の光量を検知してモニタ信号を出力する光量検知手段
と、前記モニタ信号に対応させて前記駆動手段に対して
前記駆動電流の電流値を設定する制御手段とを備えたレ
ーザ走査光学系において、前記レーザダイオード,前記
駆動手段,前記コリメートレンズおよび前記ビーム径設
定手段を単一のレーザダイオードユニットとして構成
し、かつ前記制御手段が、前記レーザダイオードユニッ
トにおけるレーザダイオードから出射されたレーザビー
ムとレーザダイオードユニットから出射されるレーザビ
ームとの光量比に対応させて前記電流値を補正すること
を特徴とするレーザ走査光学系。
2. A laser diode for emitting a laser beam, a driving means for supplying a driving current to the laser diode, a collimating lens for making the laser beam parallel light, and an aperture diameter of an aperture for switching the laser beam beam. A beam diameter setting means for setting a diameter, a light amount detecting means for detecting a light amount of a laser beam and outputting a monitor signal, and a current value of the drive current for the drive means in correspondence with the monitor signal. In the laser scanning optical system including a control means, the laser diode, the driving means, the collimator lens, and the beam diameter setting means are configured as a single laser diode unit, and the control means includes the laser diode unit. Laser beam emitted from the laser diode in A laser scanning optical system characterized in that the current value is corrected in accordance with a light quantity ratio with a laser beam emitted from a unit.
【請求項3】 レーザビームを出射するレーザダイオー
ドと、このレーザダイオードに駆動電流を供給する駆動
手段と、前記レーザビームを平行光にするコリメートレ
ンズと、アパーチャの開口径を切換えてレーザビームの
ビーム径を設定するビーム径設定手段と、レーザビーム
の光量を検知してモニタ信号を出力する光量検知手段
と、前記モニタ信号を基準信号と比較して比較信号を出
力する比較手段と、前記比較信号に対応させて前記駆動
手段に対して前記駆動電流の電流値を設定する制御手段
とを備えたレーザ走査光学系において、前記レーザダイ
オード,前記駆動手段,前記コリメートレンズおよび前
記ビーム径設定手段を単一のレーザダイオードユニット
として構成し、かつ前記制御手段が、前記レーザダイオ
ードユニットにおけるレーザダイオードから出射された
レーザビームとレーザダイオードユニットから出射され
るレーザビームとの光量比に対応させて前記基準信号の
信号レベルを設定することを特徴とするレーザ走査光学
系。
3. A laser diode for emitting a laser beam, a driving means for supplying a driving current to the laser diode, a collimating lens for collimating the laser beam, and a beam of the laser beam by switching the aperture diameter of the aperture. Beam diameter setting means for setting a diameter, light quantity detecting means for detecting a light quantity of a laser beam and outputting a monitor signal, comparing means for comparing the monitor signal with a reference signal and outputting a comparison signal, and the comparison signal In the laser scanning optical system including a control means for setting the current value of the drive current to the drive means corresponding to the above, the laser diode, the drive means, the collimator lens, and the beam diameter setting means are united. One laser diode unit, and the control means is provided in the laser diode unit. A laser scanning optical system, wherein a signal level of the reference signal is set in correspondence with a light quantity ratio between a laser beam emitted from a laser diode and a laser beam emitted from a laser diode unit.
【請求項4】 前記レーザダイオードユニットに前記光
量比に対応するデータをバーコードによって表示する表
示部を設け、かつ前記制御手段が前記表示部を読み取る
バーコードスキャナを備えたことを特徴とする請求項2
または3記載のレーザ走査光学系。
4. The laser diode unit is provided with a display section for displaying data corresponding to the light quantity ratio by a bar code, and the control means is provided with a bar code scanner for reading the display section. Item 2
Or the laser scanning optical system described in 3.
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