JPH0629912B2 - Method for stabilizing main scanning position in optical scanning device - Google Patents

Method for stabilizing main scanning position in optical scanning device

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JPH0629912B2
JPH0629912B2 JP59089730A JP8973084A JPH0629912B2 JP H0629912 B2 JPH0629912 B2 JP H0629912B2 JP 59089730 A JP59089730 A JP 59089730A JP 8973084 A JP8973084 A JP 8973084A JP H0629912 B2 JPH0629912 B2 JP H0629912B2
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light
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wavelength
scanning
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、光走査装置における主走査位置安定化方法
に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a main scanning position stabilizing method in an optical scanning device.

(従来技術) レーザー光を偏光させて、被走査面を走査する光走査装
置が光プリンターや、情報読取装置に関連して知られて
いる。
(Prior Art) An optical scanning device that polarizes laser light to scan a surface to be scanned is known in relation to an optical printer and an information reading device.

すなわち、光導電性の感光体等、感光性の記録媒体を被
走査面とし、情報信号に応じて強度変調したレーザー光
で光走査を行なえば、記録媒体に対して情報の書込を行
うことができるし、読み取るべき原稿の原稿面を被走査
面として、これをレーザー光で走査し、原稿面からの反
射光や透過光の強度を検出すれば原稿上の情報を読み取
ることができる。
That is, if a photosensitive recording medium such as a photoconductive photoconductor is used as a surface to be scanned and optical scanning is performed with laser light whose intensity is modulated according to an information signal, information can be written on the recording medium. Information can be read on the original by scanning the original surface of the original to be read as a surface to be scanned with laser light and detecting the intensity of reflected light or transmitted light from the original surface.

このような光走査装置として、近来、光源として半導体
レーザー、偏光手段としてホログラム格子ディスクを用
いるものの実用化が意図されている。
As such an optical scanning device, a device using a semiconductor laser as a light source and a hologram grating disk as a polarizing means has recently been intended for practical use.

半導体レーザーとホログラム格子ディスクとを用いる光
走査装置を実現しようとする場合に、以下の如き問題が
ある。
There are the following problems in realizing an optical scanning device using a semiconductor laser and a hologram lattice disk.

すなわち、半導体レーザーには、波長・温度特性という
特性があり、温度変化に応じて、発光波長が階段状に変
化するのである。この波長・温度特性は、個々の半導体
レーザーごとに特性として定まる。
That is, the semiconductor laser has characteristics of wavelength / temperature characteristics, and the emission wavelength changes stepwise according to the temperature change. The wavelength / temperature characteristic is determined as a characteristic for each individual semiconductor laser.

温度に応じて、発光波長が変化すると、ホログラム格子
ディスクによる回折角が変化するところとなり、これに
応じて、主走査線すなわち、走査ビームのスポットの被
走査面上の移動軌跡の位置がずれ、良好な光走査ができ
ない。
When the emission wavelength changes according to the temperature, the diffraction angle by the hologram grating disk changes, and accordingly, the position of the main scanning line, that is, the position of the movement locus of the spot of the scanning beam on the surface to be scanned shifts, Good optical scanning cannot be performed.

このような主走査位置のずれの問題に対処する方法とし
て、半導体レーザーを保持する保持体の温度を、一定の
温度領域に制御することによって、半導体レーザーの温
度を間接的に制御する方法が意図されているが、波長・
温度特性は経時的にも変化したりするので、主走査位置
の安定化には、必らずしも十分でない。
A method of indirectly controlling the temperature of the semiconductor laser by controlling the temperature of the holding body that holds the semiconductor laser in a constant temperature region is intended as a method of dealing with the problem of the deviation of the main scanning position. However, the wavelength
Since the temperature characteristic changes with time, it is not necessarily sufficient to stabilize the main scanning position.

(目的) 本発明の目的は、上述した事情に鑑みて、より有効に、
主走査位置を安定化させうる方法の提供にある。
(Purpose) In view of the circumstances described above, the purpose of the present invention is more effective,
This is to provide a method capable of stabilizing the main scanning position.

(構成) 以下、本発明を説明する。(Structure) Hereinafter, the present invention will be described.

本発明の主走査位置安定化方法の特徴は、以下にのべる
ところに在る。
The main scanning position stabilizing method of the present invention has the following features.

光走査装置の、光走査を妨げない位置に、受光素子が配
備される。この受光素子は、走査ビームを受ける。
The light receiving element is provided at a position of the optical scanning device that does not interfere with the optical scanning. The light receiving element receives the scanning beam.

上記受光素子は、走査方向における受光幅が、走査方向
と直交する方向へ単調に変化するように受光面の形状が
定められる。
The shape of the light-receiving surface of the light-receiving element is determined so that the light-receiving width in the scanning direction monotonously changes in the direction orthogonal to the scanning direction.

そして、受光素子の出力パルスの時間幅の変化によっ
て、半導体レーザーの発光波長の変化が検知される。
Then, the change in the emission wavelength of the semiconductor laser is detected by the change in the time width of the output pulse of the light receiving element.

この検知結果にもとづいて、半導体レーザーの温度制御
を行って、半導体レーザーの発振波長を、設定波長域内
に制御することにより、主走査位置を安定化させるので
ある。
Based on this detection result, the temperature of the semiconductor laser is controlled to control the oscillation wavelength of the semiconductor laser within the set wavelength range, thereby stabilizing the main scanning position.

このように、本発明の主走査位置安定化方法では、半導
体レーザーの温度を一義的に制御するのでなく、発光波
長の変化を検知して、その検知結果をもとに温度制御す
るので、より適確な温度制御が行なわれる。
Thus, in the main scanning position stabilizing method of the present invention, the temperature of the semiconductor laser is not uniquely controlled, but the change in the emission wavelength is detected and the temperature is controlled based on the detection result. Accurate temperature control is performed.

以下、具体的な例につき、図面を参照しながら説明す
る。
Hereinafter, a specific example will be described with reference to the drawings.

第5図は、本発明を適用した光走査装置の1例を示して
いる。この例において、光走査装置は光プリンターに用
いられている。
FIG. 5 shows an example of an optical scanning device to which the present invention is applied. In this example, the optical scanning device is used in an optical printer.

図面上の右方にある符号10は、半導体レーザーを示して
いる。実際の半導体レーザーは極めて小型であるが、こ
の図においては、しかるべく大きく描いてある。
Reference numeral 10 on the right side of the drawing indicates a semiconductor laser. Although an actual semiconductor laser is extremely small, it is drawn in a large size in this figure.

半導体レーザー10を発振させると、放射される光Lは、
図示されないコリメーターレンズにより平行光束化さ
れ、シリンドリカルレンズ12、平面鏡14、16を介して、
ホログラム格子ディスク18に入射する。
When the semiconductor laser 10 is oscillated, the emitted light L is
A collimator lens (not shown) collimates the light flux, and through the cylindrical lens 12 and the plane mirrors 14 and 16,
It is incident on the hologram lattice disk 18.

ホログラム格子ディスク18は、透明な円形基板に、ホロ
グラムによる、光学的に互いに等価な直線状回折格子19
を複数個形成されたものであって、モーター20によって
回転されるようになっている。
The hologram grating disk 18 is a linear circular diffraction grating 19 that is a hologram and is optically equivalent to each other on a transparent circular substrate.
A plurality of motors are formed and are rotated by a motor 20.

さて、ホログラム格子ディスク18に入射した光Lは、回
折格子のひとつによって回折され、回折光は、平面鏡2
2、fθレンズ24、平面鏡26,28、シリンドリカルレン
ズ30を介して、光導電性のベルト状感光体32上に、スポ
ット状に入射する。モーター20によって、ホログラム格
子ディスク18を回転させると、入射光に対する回折格子
の態位が変化し、回折光は偏向し、回折光による、感光
体32上のスポットは、主走査線SL上を移動する。ホログ
ラム格子ディスク18の回転により、光Lの入射する回折
格子が切換わるごとに、回折光の偏向が周期的に繰返さ
れ、回折光のスポットは感光体32の主走査を繰返す。そ
こで、ベルト状の感光体32を回転させて副走査を行なえ
ば、感光体32の周面が面積的に走査されるので、光Lの
強度を情報信号に応じて変調すれば、情報は被走査面た
る感光体に書き込まれ、情報信号に対応する静電潜像を
感光体32に形成することができる。
Now, the light L incident on the hologram grating disk 18 is diffracted by one of the diffraction gratings, and the diffracted light is reflected by the plane mirror 2
2, through the fθ lens 24, the plane mirrors 26, 28, and the cylindrical lens 30, the light is incident on the photoconductive belt-shaped photosensitive member 32 in a spot shape. When the hologram grating disk 18 is rotated by the motor 20, the position of the diffraction grating with respect to the incident light changes, the diffracted light is deflected, and the spot on the photoconductor 32 due to the diffracted light moves on the main scanning line SL. To do. Each time the diffraction grating on which the light L enters is switched by the rotation of the hologram grating disk 18, the deflection of the diffracted light is repeated periodically, and the spot of the diffracted light repeats the main scanning of the photoconductor 32. Therefore, if the belt-shaped photosensitive member 32 is rotated to perform sub-scanning, the peripheral surface of the photosensitive member 32 is scanned in an area. Therefore, if the intensity of the light L is modulated in accordance with the information signal, the information is not covered. It is possible to form an electrostatic latent image on the photoconductor 32, which is written on the photoconductor as the scanning surface and corresponds to the information signal.

さて、感光体32の光走査を妨げない位置に、本発明の特
徴の一端をなす受光素子40が配備され、走査ビーム、す
なわち、ホログラム格子ディスク18による回折光ビーム
を受けるようになっている。
A light receiving element 40, which is one of the features of the present invention, is arranged at a position where it does not interfere with the optical scanning of the photoconductor 32, and receives the scanning beam, that is, the diffracted light beam by the hologram grating disk 18.

偏向する走査ビームは、この受光素子の受光面を一定方
向へ横切る。受光素子40の受光面を、走査ビームが横切
る方向を走査方向と称する。この受光素子40は、半導体
レーザー10における発光波長の変化を検知するものであ
るが、同時に、主走査開始のタイミングをとって、主走
査の開始点を副走査方向において揃えるためにも利用さ
れる。
The deflected scanning beam traverses the light receiving surface of the light receiving element in a certain direction. The direction in which the scanning beam crosses the light receiving surface of the light receiving element 40 is referred to as the scanning direction. The light receiving element 40 detects a change in the emission wavelength of the semiconductor laser 10, and at the same time, is also used to align the start point of the main scanning in the sub-scanning direction at the timing of starting the main scanning. .

さて、半導体レーザー10は、例えば、第6図に示す如
き、波長・温度特性を有している。前述の如く、波長・
温度特性は、個々の半導体レーザーによって異なるが、
波長・温度特性が、第6図の例の如くに、段階状となる
点は、半導体レーザーの波長・温度特性として一般的で
ある。
The semiconductor laser 10 has wavelength / temperature characteristics as shown in FIG. 6, for example. As mentioned above,
The temperature characteristics differ depending on the individual semiconductor laser,
The point where the wavelength / temperature characteristic is stepwise as in the example of FIG. 6 is general as the wavelength / temperature characteristic of a semiconductor laser.

このような段階状の波長・温度特性において、温度に対
して、波長が連続的に変化している温度領域を棚状部、
波長が不連続的に変化している部分を段差部と呼ぶこと
にする。
In such a stepwise wavelength-temperature characteristic, the temperature region where the wavelength continuously changes with respect to temperature is defined as a shelf-like portion,
The portion where the wavelength changes discontinuously is called a stepped portion.

棚状部では、温度変化に対する波長の変化は比較的少
く、温度が棚状部の一端から他端まで変化したとして
も、波長の変化は、0.3〜0.4nm程度のものである。従っ
て、温度変化が棚状部で行なわれている分には、主走査
位置のずれは、光走査の実用上、殆ど度外視することが
できる。実際には、平たんと見える棚状部にも多少の凹
凸はあるのであるが、このような凹凸にもとづく波長変
化は大きくとも0.3nm程度であり、ホログラム格子ディ
スクによる回折位置と、被走査面との間の光路長が極端
に大きくならない限り、主走査位置のずれを問題第とす
るには到らない。
In the shelf, the change in wavelength with respect to the temperature change is relatively small, and even if the temperature changes from one end to the other end of the shelf, the change in wavelength is about 0.3 to 0.4 nm. Therefore, the shift of the main scanning position can be almost ignored by the practical use of the optical scanning because the temperature change is performed in the shelf. Actually, there are some irregularities in the shelf that looks flat, but the wavelength change due to such irregularities is about 0.3 nm at most, and the diffraction position by the hologram grating disk and the scanned surface Unless the optical path length between and becomes extremely large, the deviation of the main scanning position does not cause the problem.

従って、一般的な状況においては、半導体レーザー10を
保持する補自体の温度を、例えば35℃を基準として、±
1℃程度の温度領域、すなわち、温度領域Aに、制御し
て、半導体レーザー10の温度を間接的に制御すれば、半
導体レーザー10の発光波長は、794.6〜764.9nm程度の設
定波長域に制御されることとなる。
Therefore, in a general situation, the temperature of the auxiliary itself that holds the semiconductor laser 10 is ± 35 ° C. based on, for example, 35 ° C.
If the temperature of the semiconductor laser 10 is indirectly controlled by controlling in the temperature region of about 1 ° C, that is, the temperature region A, the emission wavelength of the semiconductor laser 10 is controlled in the set wavelength region of 794.6 to 764.9 nm. Will be done.

しかしながら、波長・温度特性自体が経時的な変化を生
じた場合や、何らかの事情、例えば、半導体レーザー10
に短時間に多量の電流が流れ、発生するジュール熱で、
半導体レーザー10の温度が急激に上昇したような場合に
は、半導体レーザー10の温度自体は35℃でも、特性の経
時変化によるずれや、半導体レーザー10の温度変化によ
って、発光波長が、不連続的に変化してしまうことがあ
る。
However, if the wavelength / temperature characteristics themselves change over time, or if there are some circumstances, such as the semiconductor laser 10
In a short time, a large amount of current flows and the generated Joule heat causes
If the temperature of the semiconductor laser 10 suddenly rises, even if the temperature of the semiconductor laser 10 itself is 35 ° C., the emission wavelength may be discontinuous due to the shift of the characteristics over time or the temperature change of the semiconductor laser 10. May change to.

例えば、半導体レーザー10の温度が、40℃ともなると、
波長変化は0.6nm以上も変化するところとなり、この場
合には、もはや、主走査位置のずれを度外視することは
できない。
For example, if the temperature of the semiconductor laser 10 reaches 40 ° C,
The wavelength change is about 0.6 nm or more, and in this case, the deviation of the main scanning position can no longer be ignored.

また、波長・温度特性の経時的変化は、段階状の特性線
が温度軸方向へ平行移動的に変化するというかたちで現
れるのが一般的である。従って、例えば、第6図の特性
が経時的な変化によって、仮に左方へずれたとすると、
ついには、半導体レーザー10の温度自体は35℃であって
も、特性線との相対的関係では、温度が右隣の棚状部に
はいり込んだのと同じことになって、段差部にもとづく
不連続な、すなわち大きな波長変化が生じ、主走査位置
のずれを無視できなくなる。
In addition, changes in wavelength / temperature characteristics over time generally appear in the form of stepwise characteristic lines that change in parallel movement in the temperature axis direction. Therefore, for example, if the characteristics of FIG. 6 are displaced to the left due to changes with time,
Finally, even if the temperature of the semiconductor laser 10 is 35 ° C., the relative relationship with the characteristic line is the same as if the temperature had entered the shelf-like part on the right, which is based on the stepped part. Discontinuous, that is, large wavelength change occurs, and the deviation of the main scanning position cannot be ignored.

このように、主走査位置のずれが無視できなくなるよう
な波長変化の生ずる状態を、異常状態と呼ぶことにする
と、この異常状態は、半導体レーザーの温度を、その保
持体の温度制御により間接的に制御していても生ずるも
のであるから、このような異常状態が生じたのちは、そ
れまで通りの温度制御をつづけても、ただちには、異常
状態を除去できないし、異常状態の発生原因が、波長・
温度特性の経時変化にある場合には、もはや、それ以前
の制御では異常状態を除去できない。
In this way, a state in which a wavelength change in which the deviation of the main scanning position cannot be ignored can be called an abnormal state. This abnormal state indirectly changes the temperature of the semiconductor laser by controlling the temperature of the holder. However, even if the abnormal state is generated, the abnormal state cannot be eliminated immediately even if the temperature control is continued as before until such an abnormal state occurs, and the cause of the abnormal state is generated. ,wavelength·
If there is a change in the temperature characteristic with time, the abnormal condition can no longer be eliminated by the control before that.

上述の例では、この異常状態が生じるまでは、35℃を基
準の温度として温度制御を行っているのであるが、異常
状態が発生したときは、この基準温度を変化させて温度
制御を行うことによって、半導体レーザー10の温度を、
所定の棚状部の中央近傍へもどしてやることによって、
異常状態を除去することができる。
In the above example, temperature control is performed with 35 ° C as the reference temperature until this abnormal condition occurs, but when an abnormal condition occurs, this reference temperature should be changed to perform temperature control. The temperature of the semiconductor laser 10,
By returning it to the vicinity of the center of the specified shelf,
The abnormal condition can be eliminated.

このように、本発明では、異常状態が生じた場合、半導
体レーザーを間接的に温度制御する保持体の、温度制御
の基準温度を変化させて、異常状態を除去する。そのた
めには、まず、半導体レーザー10の発光波長の変化が検
知されねばならない。
As described above, in the present invention, when an abnormal condition occurs, the reference temperature for temperature control of the holder that indirectly controls the temperature of the semiconductor laser is changed to eliminate the abnormal condition. For that purpose, first, a change in the emission wavelength of the semiconductor laser 10 must be detected.

この発光波長の変化の検知は、第5図に示す例において
は、受光素子40を用いて行なわれる。
The detection of the change in the emission wavelength is performed using the light receiving element 40 in the example shown in FIG.

さて、第1図において、符号41は、受光素子40の受光面
を示している。
Now, in FIG. 1, reference numeral 41 indicates the light receiving surface of the light receiving element 40.

受光面41の形状は、三角形々状をしている。受光面形状
を、このようにするには、受光面自体を予め、このよう
な形状として形成してもよいし、あるいは、4角形状や
円形状の受光面に、遮光マスクを施すことによって、所
望の受光面形状、この例では、三角形々状を得てもよ
い。
The light-receiving surface 41 has a triangular shape. In order to make the light-receiving surface shape like this, the light-receiving surface itself may be formed in advance as such a shape, or a light-shielding mask may be applied to the square-shaped or circular light-receiving surface. A desired light-receiving surface shape, such as a triangular shape in this example, may be obtained.

第1図において、X方向は走査方向である。すると、曲
線1−1にて示す如きガウス型の強度分布を有する、走
査ビームが、受光面41を走査方向Xへ横切ることにな
る。このとき、走査ビームが受光面41を横切る長さを走
査方向の受光幅を称するが、受光面41は三角形状である
ので、この受光幅は、走査方向に直交する方向、第1図
では上下方向に、単調に変化している。
In FIG. 1, the X direction is the scanning direction. Then, the scanning beam having the Gaussian intensity distribution shown by the curve 1-1 crosses the light receiving surface 41 in the scanning direction X. At this time, the length of the scanning beam that crosses the light receiving surface 41 is referred to as the light receiving width in the scanning direction. Since the light receiving surface 41 has a triangular shape, this light receiving width is the direction orthogonal to the scanning direction, that is, the vertical direction in FIG. Direction, monotonically changing.

そこで、今、半導体レーザー10が、所定の設定波長をも
って発光しているとき、走査ビームが、直線Pのうえを
移動するものとする。しかるに、発光波長が設定波長か
らずれると、ホログラム格子ディスク18の回折格子によ
る回折角が変化するので、発光波長のずれに従って、走
査ビームが、受光面41を横切る位置は、第1図において
直線Qあるいは直線Qの側へ移動することになる。
Therefore, it is assumed that the scanning beam moves on the straight line P when the semiconductor laser 10 emits light with a predetermined set wavelength. However, when the emission wavelength deviates from the set wavelength, the diffraction angle by the diffraction grating of the hologram grating disk 18 changes, so the position where the scanning beam crosses the light receiving surface 41 in accordance with the deviation of the emission wavelength is the straight line Q in FIG. Or it will move to the side of the straight line Q.

そこで、受光素子の出力パルス(受光面41の左側端部で
立上り、右側端縁部で立下る)の時間幅に着目すると、
受光幅の単調変化のため、この時間幅は、走査ビーム
が、受光面41をX方向へ横切る位置によって異なったも
のとなる。従って、この時間幅の変化を検知することに
よって、半導体レーザー10における発光波長の検知をす
ることができる。
Therefore, focusing on the time width of the output pulse of the light receiving element (rising at the left end of the light receiving surface 41 and falling at the right end),
Due to the monotone change in the light receiving width, this time width varies depending on the position where the scanning beam crosses the light receiving surface 41 in the X direction. Therefore, the emission wavelength of the semiconductor laser 10 can be detected by detecting the change in the time width.

なお、本明細書中において、受光素子の出力パルスとい
うときは、受光素子から得られるパルス状の出力のみな
らず、受光素子の出力をパルス信号化したものをも含む
ものとする。
In the present specification, the output pulse of the light receiving element includes not only a pulsed output obtained from the light receiving element but also a pulse signal of the output of the light receiving element.

かくして検知された発光波長の変化に応じて、半導体レ
ーザー10の温度を、保持体を介して間接的に制御し、異
常状態を除去することができる。
Thus, the abnormal state can be eliminated by indirectly controlling the temperature of the semiconductor laser 10 via the holder according to the change in the emission wavelength detected.

以下、具体的な制御例を、第2図に示す回路例にもとづ
いて説明する。
Hereinafter, a specific control example will be described based on the circuit example shown in FIG.

まず、前提となることがらから説明する。この目的のた
め、ふたたび第6図を参照する。半導体レーザー10は、
第6図の如き波長・温度特性を有しているのであった。
そして、光走査装置の設定上の波長は、半導体レーザー
10の35℃のときの波長を用いるものとしよう。実際的に
は、半導体レーザー10の温度が棚状部6−1に対応する
温度領域にあれば、主走査位置のずれは、実用上度外視
しうるという条件で考えてみる。
First, the prerequisites will be described. To this end, reference is again made to FIG. The semiconductor laser 10 is
It had the wavelength / temperature characteristics as shown in FIG.
And the set wavelength of the optical scanning device is the semiconductor laser
Let's use the wavelength of 10 at 35 ° C. Practically, if the temperature of the semiconductor laser 10 is in the temperature region corresponding to the shelf-like portion 6-1, the deviation of the main scanning position is considered to be practically invisible.

さて、第2図にもどって、まず、光走査を始めるに先立
って、半導体レーザー10を発光させる。つづいてホログ
ラム格子ディスク18を回転させると、これによって、受
光素子40から出力パルスが周期的に得られる。
Now, returning to FIG. 2, first, before starting the optical scanning, the semiconductor laser 10 is caused to emit light. When the hologram grating disk 18 is subsequently rotated, output pulses are periodically obtained from the light receiving element 40.

そこで、第2図の回路を作動させると、発振器50が発振
して、高周波のクロックパルスが発せられる。このクロ
ックパルスは、受光素子40からの出力パルスの時間幅を
計数するためのものであって、10メガヘルツ程度の周波
数のものが用いられる。
Then, when the circuit of FIG. 2 is operated, the oscillator 50 oscillates and a high-frequency clock pulse is emitted. The clock pulse is for counting the time width of the output pulse from the light receiving element 40, and has a frequency of about 10 MHz.

クロックパルスは分周回路54とカウンター52とに印加さ
れる。
The clock pulse is applied to the frequency dividing circuit 54 and the counter 52.

分周回路54は、印加されるクロックパルスから低周波の
クロックパルスをつくり出し、これを、カウンター56に
印加する。カウンター56は印加される低周波のクロック
パルスをカウントし、このカウント値をD/A変換器58
に印加する。D/A変換器は、カウンター56の計数置に
対応するステップ状のアナログ量の電圧関数Vrefをつく
り、これを、比較器60を介して、ペルチェ素子ドライバ
ー62に印加する。
The frequency divider circuit 54 generates a low-frequency clock pulse from the applied clock pulse and applies this to the counter 56. The counter 56 counts the applied low frequency clock pulse, and counts this count value in the D / A converter 58.
Apply to. The D / A converter creates a voltage function V ref of a stepwise analog quantity corresponding to the counting position of the counter 56, and applies this to the Peltier device driver 62 via the comparator 60.

ペルチェ素子ドライバー62は、上記電圧関数Vrefに従っ
てペルチェ素子62を駆動し、ペルチェ素子62は、この電
圧関数に従って、半導体レーザー10の保持体を加熱す
る。
The Peltier device driver 62 drives the Peltier device 62 according to the voltage function V ref , and the Peltier device 62 heats the holding body of the semiconductor laser 10 according to the voltage function.

第3図(I)は、D/A変換器58から得られる、ステッ
プ状の電圧関数を示している。この電圧関数Vrefの各ス
テップの持続時間Toは、分周回路54から得られる低周波
のクロックパルスの周期に等しい。
FIG. 3 (I) shows a stepwise voltage function obtained from the D / A converter 58. The duration T o of each step of the voltage function V ref is equal to the period of the low frequency obtained from the frequency dividing circuit 54 clock pulses.

ペルチェ素子64で加熱された保持体の温度は、サーミス
タ66で検知され、増幅器68で増幅されて比較器60に印加
される。かくして、半導体レーザー10を保持する保持体
の温度は、電圧関数Vrefに従って温度制御され、これに
より間接的に半導体レーザー10の温度が同様に制御され
る。
The temperature of the holder heated by the Peltier element 64 is detected by the thermistor 66, amplified by the amplifier 68, and applied to the comparator 60. Thus, the temperature of the holding body holding the semiconductor laser 10 is temperature-controlled according to the voltage function V ref , which indirectly indirectly controls the temperature of the semiconductor laser 10 as well.

従って、半導体レーザー10の温度は、電圧Vrefのステッ
プ状の変化に応じて段階状に上昇していくことになる。
そこで、電圧関数Vrefの初期値Vo refの値を、このと
き、半導体レーザー10の温度が、例えば、29℃を与える
ように選んでおくと、電圧Vrefがステップ状に増大する
につれて、半導体レーザー10の温度も、29℃からステッ
プ状に次第に上昇する。電圧Vrefのステップは、上記温
度変化が、例えば、0.1℃きざみとなるように定めてお
く。
Therefore, the temperature of the semiconductor laser 10 increases stepwise according to the stepwise change of the voltage V ref .
Therefore, when the value of the initial value V o ref of the voltage function V ref is selected so that the temperature of the semiconductor laser 10 gives, for example, 29 ° C. at this time, as the voltage V ref increases stepwise, The temperature of the semiconductor laser 10 also gradually increases from 29 ° C. in steps. The step of the voltage V ref is set such that the temperature change is in steps of 0.1 ° C., for example.

すると、電圧Vrefがある値のとき、半導体レーザー10
は、近似的には、この電圧に応じた温度をTo時間保つ。
Then, when the voltage V ref has a certain value, the semiconductor laser 10
Holds the temperature as a function of this voltage for T o time approximately.

そこで、この時間TOを、走査ビームが、受光素子40の受
光面を所定の回数、例えば10回走査するような時間に定
めておくと、第3図(II)に示すように、このTO時間
(半導体レーザー10の温度がほぼ一定である時間に、受
光素子40からN回、今の例では10回、出力パルスが得ら
れるので、この出力パルスの時間T1,T2,……,TNを、
カウンター52で計数し、この計数の統数をCPUにとり
こみ記憶する。受光素子40からの出力パルスの時間幅
は、半導体レーザー10の温度上昇に従い、ゆるやかに増
加していくが、29℃から始った温度上昇が、第6図の段
差部6−4をこえると、これにともない、発光波長が不
連続に変化するので、これによって、出力パルスの時間
幅も大きく変化し、カウンター52の計数もはねあがる。
これは、段差部6−4が検知されたことにほかならな
い。そこで、CPU70は、このときのVrefを記憶する。
同様の手続で、段差部6−5が検出される。
Therefore, if this time T O is set to a time such that the scanning beam scans the light receiving surface of the light receiving element 40 a predetermined number of times, for example, 10 times, as shown in FIG. O time (an output pulse is obtained from the light receiving element 40 N times, in this example, 10 times during a time when the temperature of the semiconductor laser 10 is almost constant, so that the output pulse times T 1 , T 2 , ... , T N ,
The counter 52 counts, and the calculated number is stored in the CPU. The time width of the output pulse from the light receiving element 40 gradually increases as the temperature of the semiconductor laser 10 rises, but when the temperature rise starting from 29 ° C. exceeds the step 6-4 in FIG. Along with this, since the emission wavelength changes discontinuously, the time width of the output pulse also changes significantly, and the count of the counter 52 also increases.
This is nothing but the detection of the step portion 6-4. Therefore, the CPU 70 stores the V ref at this time.
By the same procedure, the step portion 6-5 is detected.

このようにすると、その時々の波長・温度特性が検知さ
れるので、波長・温度特性が経時的に変化しても、変化
した特性自体を知ることができる。すると、この場合、
温度制御の基準温度を、段差部6−4と6−5に対応す
る温度の中間に設定すればよいことが分る。
By doing so, since the wavelength / temperature characteristic at each time is detected, even if the wavelength / temperature characteristic changes with time, the changed characteristic itself can be known. Then, in this case,
It will be understood that the reference temperature for temperature control may be set at an intermediate temperature between the temperatures corresponding to the step portions 6-4 and 6-5.

後は、CPU70による保持体の温度制御を、上記の如く
して知られた波長・温度特性にもとづいて行なえばよ
い。
After that, the temperature control of the holder by the CPU 70 may be performed based on the wavelength / temperature characteristics known as described above.

すなわち、光走査中は、例えば、周期Toで、受光素子40
からの出力パルスを計数し、半導体レーザー10の温度が
棚状部6−1をはずれたことが検知されたら、保持体の
温度制御の基準温度をずらして、異常状態を除去し、異
常状態が除去されたら、上記基準温度を、もとの値にも
どすのである。受光素子の受光面形状は、第1図に示す
形状に限らず、第4図(I)〜(VI)に示す如き形状で
あり得る。とくに、第4図(V)、(VI)の例のように
形状線の一部が曲線であってもよい。また、これら形状
は、その上下を逆にして用いることもできる。第4図に
おいてもX方向は、走査ビームの走査方向を示すが、こ
の場合、第4図(II)、(III)、(IV)、(V)、(V
I)の形状では、走査方向に直交する直線上部分を出力
パルスの基準として使用できるので、信号処理が容易で
ある。
That is, in the optical scanning, for example, with a period T o, the light receiving element 40
The output pulse from is counted, and when it is detected that the temperature of the semiconductor laser 10 has deviated from the shelf-like portion 6-1, the reference temperature of the temperature control of the holder is shifted to eliminate the abnormal state, and the abnormal state is detected. When it is removed, the reference temperature is returned to the original value. The shape of the light receiving surface of the light receiving element is not limited to the shape shown in FIG. 1, but may be the shape shown in FIGS. 4 (I) to (VI). In particular, part of the shape line may be a curve as in the example of FIGS. 4 (V) and (VI). Also, these shapes can be used upside down. In FIG. 4 also, the X direction indicates the scanning direction of the scanning beam, but in this case, FIG. 4 (II), (III), (IV), (V), (V
In the shape of I), the straight line portion orthogonal to the scanning direction can be used as the reference of the output pulse, so that the signal processing is easy.

なお、実際には、発光波長の変化により回折角が変化す
るので、走査ビームの速度にも変化があり、この点を考
慮して、受光面の形状や配備態位を定めると、より効果
的に、波長変化検知が可能となる。
Actually, since the diffraction angle changes due to the change of the emission wavelength, the speed of the scanning beam also changes. Considering this point, it is more effective if the shape of the light receiving surface and the deployment position are determined. In addition, it is possible to detect the wavelength change.

(効果) 以上、本発明によれば、半導体レーザーとホログラム格
子ディスクとを用いる光走査装置において、新規な主走
査位置安定化方法を提供できる。
(Effect) As described above, according to the present invention, a novel main scanning position stabilizing method can be provided in an optical scanning device using a semiconductor laser and a hologram lattice disk.

この方法では、半導体レーザーの発光波長の変化を検知
し、その結果にもとづいて、主走査位置を安定化するの
で、極めて有効に主走査位置を安定させることができ
る。
In this method, the change in the emission wavelength of the semiconductor laser is detected, and the main scanning position is stabilized based on the result, so that the main scanning position can be stabilized very effectively.

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

第1図は、本発明における波長変化の検知を説明するた
めの図、第2図ないし第3図は、具体的な例を説明する
ための図、第4図は、受光面形状の例を示す図、第5図
は、本発明を適用した光プリンターの1例を示す図、第
6図は、波長・温度特性の1例を示す図である。 10……半導体レーザー、18……ホログラム格子ディス
ク、40……受光素子、41……受光素子の受光面、X……
走査ビームの走査方向
FIG. 1 is a diagram for explaining detection of a wavelength change in the present invention, FIGS. 2 to 3 are diagrams for explaining a specific example, and FIG. 4 is an example of a light-receiving surface shape. FIG. 5 is a diagram showing an example of an optical printer to which the present invention is applied, and FIG. 6 is a diagram showing an example of wavelength / temperature characteristics. 10 …… Semiconductor laser, 18 …… Hologram grating disk, 40 …… Light receiving element, 41 …… Light receiving surface of light receiving element, X ……
Scanning beam scanning direction

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザーからの光をホログラム格子
ディスクにより偏向して、被走査面を走査する光走査装
置において、半導体レーザーにおける、波長・温度特性
にもとづく波長変化を検知して、上記半導体レーザーの
発光波長を設定波長域に制御して、光走査における主走
査位置を安定化する方法であって、 光走査を妨げない位置に、受光素子を配して走査ビーム
を受けるようにし、 上記受光素子における、走査方向の受光幅が、走査方向
と直交する方向へ単調に変化するように上記受光素子の
受光面の形状を定め、 上記受光素子の出力パルスの時間幅の変化によって、半
導体レーザーの発光波長の変化を検知することを特徴と
する、光走査装置における主走査位置安定化方法。
1. An optical scanning device which scans a surface to be scanned by deflecting light from a semiconductor laser by a hologram grating disk to detect a wavelength change based on a wavelength / temperature characteristic in the semiconductor laser to detect the semiconductor laser. Is a method of stabilizing the main scanning position in the optical scanning by controlling the emission wavelength of the light in the set wavelength range, and arranging the light receiving element at a position that does not interfere with the optical scanning to receive the scanning beam. The shape of the light-receiving surface of the light-receiving element is determined so that the light-receiving width in the scanning direction in the element monotonously changes in the direction orthogonal to the scanning direction, and the semiconductor laser is changed by changing the time width of the output pulse of the light-receiving element. A main scanning position stabilizing method in an optical scanning device, characterized by detecting a change in emission wavelength.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55144206A (en) * 1979-04-27 1980-11-11 Mitsubishi Electric Corp Laser light deflector
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