JPS6065659A - 半導体レ−ザ光源装置 - Google Patents
半導体レ−ザ光源装置Info
- Publication number
- JPS6065659A JPS6065659A JP58173005A JP17300583A JPS6065659A JP S6065659 A JPS6065659 A JP S6065659A JP 58173005 A JP58173005 A JP 58173005A JP 17300583 A JP17300583 A JP 17300583A JP S6065659 A JPS6065659 A JP S6065659A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser
- current
- temperature
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はレーザビームプリンタ等に用いられるレーザ光
源装置に係シ、特に半導体レーザの自己発熱による光出
力変動を減するに好適な半導体レーザ光源装置に関する
。
源装置に係シ、特に半導体レーザの自己発熱による光出
力変動を減するに好適な半導体レーザ光源装置に関する
。
半導体レーザは閾値特性を有する素子であり、なおかつ
そのスレッショルド電流は第１図に示すように温度によ
って変動する。そのだめ定電流駆動では定出力動作を得
られない。電子写真を用いたレーザビームプリンタでは
、レーザビームの出力変動は電子写真感光体上での有効
スポット径の変動となシ印字品質を劣化させる。
そのスレッショルド電流は第１図に示すように温度によ
って変動する。そのだめ定電流駆動では定出力動作を得
られない。電子写真を用いたレーザビームプリンタでは
、レーザビームの出力変動は電子写真感光体上での有効
スポット径の変動となシ印字品質を劣化させる。
従来の半導体レーザ光源装置では、前述の半導体レーザ
の温度特性の影響を除去しレーザ光出力の安定化を計る
だめに、ペルチェ素子等により、半導体レーザの周囲温
度を一定に保つことで、スレッショルド電流を安定化す
る方法や、半導体レーザの光出力をＰＩＮフォトダイオ
ード等の光電変換素子で検出し、検出出力が一定となる
ように駆動電流を制御する方法、およびこの両者を組み
合わせた方法が用いられてきた。
の温度特性の影響を除去しレーザ光出力の安定化を計る
だめに、ペルチェ素子等により、半導体レーザの周囲温
度を一定に保つことで、スレッショルド電流を安定化す
る方法や、半導体レーザの光出力をＰＩＮフォトダイオ
ード等の光電変換素子で検出し、検出出力が一定となる
ように駆動電流を制御する方法、およびこの両者を組み
合わせた方法が用いられてきた。
しかし前者の半導体レーザの温度を均一に保つ方法では
、半導体レーザのチップ自体の熱時定数が数十ｎ５ｅｃ
でちるのに対し、チップと温度制御素子の間に数秒〜数
分の熱時定・紋を有する半導体レーザチップ固定用のマ
ウント及びケースが存在するため半導体レーザチップの
自己発熱による出力変動を阻止できず、第２図に示すよ
うな出力変動を生じる。
、半導体レーザのチップ自体の熱時定数が数十ｎ５ｅｃ
でちるのに対し、チップと温度制御素子の間に数秒〜数
分の熱時定・紋を有する半導体レーザチップ固定用のマ
ウント及びケースが存在するため半導体レーザチップの
自己発熱による出力変動を阻止できず、第２図に示すよ
うな出力変動を生じる。
後者の光出力のフィードバック制＠を行う方法では常に
フィードバックを行えば周囲温度、自己発熱の両者を補
正可能であるが、レーザビームプリンタでは、数十ｎ５
ｅｃ〜数百ｎ５ｅｃの基本クロックで半導体レーザをＯ
Ｎ、ＯＦＦ変調しているため、連続的なフィードバック
は不可能であ）、半導体レーザが点灯している間に基本
クロック時間ごとにフィードバック制御を行えば、連続
制御と同等の効果を得られるが、前述したように基本ク
ロックは、数十ｎ５ｅｃ〜数百ｎ５ｅｃと高速であるた
め、この時間内で充分な精度を持つフィードバック系は
コスト及び安定性の面から実際的でない。そのためレー
ザビームの変調開始以前、あるいは変調のあい間にレー
ザ光出力検出用のレーザ連続点灯期間を設けて、その間
にレーザ光出力を設定して次のレーザ連続点灯期間まで
保持する方法がとられている。ここでレーザの変調時間
は印字における１ラスターに相当し、数百μＳｅｃ〜数
ｍ５ｅｃであり、半導体レー′すの熱時定数よシ充分太
きいだめ、この方式におけるレーザ光出力も第２図に示
すような変動を示す。
フィードバックを行えば周囲温度、自己発熱の両者を補
正可能であるが、レーザビームプリンタでは、数十ｎ５
ｅｃ〜数百ｎ５ｅｃの基本クロックで半導体レーザをＯ
Ｎ、ＯＦＦ変調しているため、連続的なフィードバック
は不可能であ）、半導体レーザが点灯している間に基本
クロック時間ごとにフィードバック制御を行えば、連続
制御と同等の効果を得られるが、前述したように基本ク
ロックは、数十ｎ５ｅｃ〜数百ｎ５ｅｃと高速であるた
め、この時間内で充分な精度を持つフィードバック系は
コスト及び安定性の面から実際的でない。そのためレー
ザビームの変調開始以前、あるいは変調のあい間にレー
ザ光出力検出用のレーザ連続点灯期間を設けて、その間
にレーザ光出力を設定して次のレーザ連続点灯期間まで
保持する方法がとられている。ここでレーザの変調時間
は印字における１ラスターに相当し、数百μＳｅｃ〜数
ｍ５ｅｃであり、半導体レー′すの熱時定数よシ充分太
きいだめ、この方式におけるレーザ光出力も第２図に示
すような変動を示す。
本発明の目的は、簡単かつ安価な構成で、半導体レーザ
の自己発熱による。光出力変動を小さくしたレーザビー
ムプリンタの半導体レーザ光源装置を提供することにあ
る。
の自己発熱による。光出力変動を小さくしたレーザビー
ムプリンタの半導体レーザ光源装置を提供することにあ
る。
半導体レーザの自己発熱は、素子で消費される電力によ
り生じる。半導体レーザは閾値素子であるから閾値以下
の＠流を流しても、レーザ発光はしない。レーザ発光は
しなくても、電流による自己発熱は生じ、チップ温度は
上昇する。この状態から、半導体レーザを変調すると、
すてにＢｉａｓ電流によシ温度上昇しているため、変化
温度が小さく、シたがって光出力変動も小さくなる。
り生じる。半導体レーザは閾値素子であるから閾値以下
の＠流を流しても、レーザ発光はしない。レーザ発光は
しなくても、電流による自己発熱は生じ、チップ温度は
上昇する。この状態から、半導体レーザを変調すると、
すてにＢｉａｓ電流によシ温度上昇しているため、変化
温度が小さく、シたがって光出力変動も小さくなる。
以下、本発明の一実施例を第３図〜第５図を用いて説明
する。第３図は、レーザビームの変調タイミングを表わ
す図で、半導体レーザ１よりでたレーザ光はカップリン
グレンズ２で平行光とされ回転多面鏡３で感光体ドラム
５上を走査する。回転多面鏡３と感光体ドラム５の間に
は、レーザビームの走査速度補正及び、絞り込み用のＦ
−０レンズ４が設置されている。■〜の′までが回転多
面鏡３によるレーザの走査周期で、第３図に示す印字領
域とすれば、レーザの印字データ変調域は■で示す領域
となる。本実施例のｌ／−ザビームプリンタでは現１象
方式は正規現像であるので感光体ドラム５上の非印字領
域は露光する必要があわ、■および■′がそのだめの非
印字領域消し込み用レーザ点灯期間でちる。本実施例で
は、レーザ光出力の定出力制御としてフィードバック器
側１を行っているので、光出力設定用に連続点灯期間■
。
する。第３図は、レーザビームの変調タイミングを表わ
す図で、半導体レーザ１よりでたレーザ光はカップリン
グレンズ２で平行光とされ回転多面鏡３で感光体ドラム
５上を走査する。回転多面鏡３と感光体ドラム５の間に
は、レーザビームの走査速度補正及び、絞り込み用のＦ
−０レンズ４が設置されている。■〜の′までが回転多
面鏡３によるレーザの走査周期で、第３図に示す印字領
域とすれば、レーザの印字データ変調域は■で示す領域
となる。本実施例のｌ／−ザビームプリンタでは現１象
方式は正規現像であるので感光体ドラム５上の非印字領
域は露光する必要があわ、■および■′がそのだめの非
印字領域消し込み用レーザ点灯期間でちる。本実施例で
は、レーザ光出力の定出力制御としてフィードバック器
側１を行っているので、光出力設定用に連続点灯期間■
。
■′を設けている。
第４図は本実施例の半導体レーザ光源装置のブロック図
である。半導体レーザ１の駆＠紅流は、スイッチング用
電流源１０とＢｉ ａ ５ 電流源８より与えられ、１
３ｉａｓ電流源８の電流容置は、第１図に示すような閾
値特性を有する半導体レーザ１のスレッショルド電流値
以下に設定され、Ｖｉｄｅｏ信号が＠ Ｌ Ｍで、トラ
ンジスタ９がオフしている状態では、光出力が数十μＷ
以下で、感光体ドラム５の露光レベル（本実施例では２
〜４ｍＷ）に対し、十分小さく、影響を生じない。トラ
ンジスタ７は（３ｒａ５電流のオン、オフに用いる。フ
ォトダイオード６は、半導体レーザ１の光出力を検出し
保持回路１２に伝える。第３図に示すレーザ連続点灯期
間のにサンプリング信号を与えて、フォトダイオード６
の検出出力を保持させ、その出力を比較演算回路１１で
、設定光出力と比較演算しスイッチング用電流源１０の
電流容量を制御する。
である。半導体レーザ１の駆＠紅流は、スイッチング用
電流源１０とＢｉ ａ ５ 電流源８より与えられ、１
３ｉａｓ電流源８の電流容置は、第１図に示すような閾
値特性を有する半導体レーザ１のスレッショルド電流値
以下に設定され、Ｖｉｄｅｏ信号が＠ Ｌ Ｍで、トラ
ンジスタ９がオフしている状態では、光出力が数十μＷ
以下で、感光体ドラム５の露光レベル（本実施例では２
〜４ｍＷ）に対し、十分小さく、影響を生じない。トラ
ンジスタ７は（３ｒａ５電流のオン、オフに用いる。フ
ォトダイオード６は、半導体レーザ１の光出力を検出し
保持回路１２に伝える。第３図に示すレーザ連続点灯期
間のにサンプリング信号を与えて、フォトダイオード６
の検出出力を保持させ、その出力を比較演算回路１１で
、設定光出力と比較演算しスイッチング用電流源１０の
電流容量を制御する。
ＢｉａＳ電流のオン、オフはＢｉａｓ ｏｎ信号によっ
て行なわれるが、第５図に示す如く、プリント開始より
先に１３ｉａ５電流をオンし平衡温度のに達してからレ
ーザ変調ヲオンし、１ノ−サ変調がオフされてレーザが
？肖り登している間もＢｉａ６電流を流し続けることに
よりレーザ温＃は、平衡温度■より下がることはない。
て行なわれるが、第５図に示す如く、プリント開始より
先に１３ｉａ５電流をオンし平衡温度のに達してからレ
ーザ変調ヲオンし、１ノ−サ変調がオフされてレーザが
？肖り登している間もＢｉａ６電流を流し続けることに
よりレーザ温＃は、平衡温度■より下がることはない。
レーザ変調がオンとなりレーザダイオードにスイッチン
グ電流が印加さ九た時のレーザ温度を平衡温度■とすれ
ば、各プリントサイクルの初め（第１図レーザ連続点灯
期間■）ではレーザ温度は平衡温度■に達しているため
、レーザ変調に伴う温度変化は、平衡温度■、■間の値
となシ、バイアス献流の印加を［−なかった場合の初期
温度と平衡温度■との差よシ小さくなることは明らかで
あり、従ってレーザ温度の変動に伴うレーザ光出力の変
動も小さくなる。本実施例で用いたレーザダイオードの
代表特性値では、バイアスｍｉ５０ｍＡスイッチング電
流１５ｍＡであり、′電流と発熱量が比例するものとす
れば、駆動電流をスイッチング電流とバイアス電流に分
離した場合のレーザ瀧度変励ｌ−１ｓ１分離しなかった
場合の約１／４に改善される。レーザ温度変動と光出力
変動もほぼ比例するとすれば、光出力変動も約１／４と
なる。
グ電流が印加さ九た時のレーザ温度を平衡温度■とすれ
ば、各プリントサイクルの初め（第１図レーザ連続点灯
期間■）ではレーザ温度は平衡温度■に達しているため
、レーザ変調に伴う温度変化は、平衡温度■、■間の値
となシ、バイアス献流の印加を［−なかった場合の初期
温度と平衡温度■との差よシ小さくなることは明らかで
あり、従ってレーザ温度の変動に伴うレーザ光出力の変
動も小さくなる。本実施例で用いたレーザダイオードの
代表特性値では、バイアスｍｉ５０ｍＡスイッチング電
流１５ｍＡであり、′電流と発熱量が比例するものとす
れば、駆動電流をスイッチング電流とバイアス電流に分
離した場合のレーザ瀧度変励ｌ−１ｓ１分離しなかった
場合の約１／４に改善される。レーザ温度変動と光出力
変動もほぼ比例するとすれば、光出力変動も約１／４と
なる。
また、本実施例では、プリントがとだえた時には、回転
多面鏡の回転を停止させて駆動モータの寿命の延長を計
っている。第５図に示すように連続プリント中は停止さ
せず、３０秒以上プリント命令が途絶えた時停止する。
多面鏡の回転を停止させて駆動モータの寿命の延長を計
っている。第５図に示すように連続プリント中は停止さ
せず、３０秒以上プリント命令が途絶えた時停止する。
ここで、回転多面鏡の回転速度が安定するまでの時間が
、レーザ温度が平衡温度■に達する時間に対して充分大
きいため回転多面鏡の制御タイミングで１３ｉａｓｇ流
をオン、オフすることで、ＢｊａＳ篭流制両用のタイミ
ング管理を不要としている。
、レーザ温度が平衡温度■に達する時間に対して充分大
きいため回転多面鏡の制御タイミングで１３ｉａｓｇ流
をオン、オフすることで、ＢｊａＳ篭流制両用のタイミ
ング管理を不要としている。
本実施例によれば、簡単な構成でレーザダイオードの自
己発熱によるレーザ光出力の変動全低下させるとともに
、Ｂｉａｓ電流を制御するだめのタイミング管理が不要
となる。
己発熱によるレーザ光出力の変動全低下させるとともに
、Ｂｉａｓ電流を制御するだめのタイミング管理が不要
となる。
なお、本実施例では。プリント命令受信からプリント開
始までの時間は、回転多面鏡の回転速度が安疋化するま
での時間でｈＩＬ定されたが、レーザ温四の時定数が大
きな場合には、レーザ温度が平衡温度■となるまでの時
間で規定すれば、実施例と同じ効果が得られる。
始までの時間は、回転多面鏡の回転速度が安疋化するま
での時間でｈＩＬ定されたが、レーザ温四の時定数が大
きな場合には、レーザ温度が平衡温度■となるまでの時
間で規定すれば、実施例と同じ効果が得られる。
本発明によれば、簡単かつ安価な構成でプリント動作中
のレーザ温度変動を小さくすることができるので、レー
ザ光出力変動を低下させることができる。
のレーザ温度変動を小さくすることができるので、レー
ザ光出力変動を低下させることができる。
第１図は半導体レーザの光出力の温度特性図、第２図は
半導体−レーザの自己発熱による光出力後Ｉｂを示す図
、第３図は実施例の概略構成およびレーザ変調タイミン
グを示す図、第４図は本実施例の半導体レーザ光源装置
のブロック図、第５図は本実施ｆｌＪのバイアス電流制
御タイミングおよびレーザ温度変動を示す図である。 １・・・半ノｊｇ体レーザ、２・・・カップリングレン
ズ、３・・・回転多面鏡、４・・・Ｆ−０レンズ、５・
・・感光体ドラム、６・・・フォトダイオード、７・・
・トランジスタ、８・・・Ｂｉａｓ電流源、９・・・ト
ランジスタ、１０・・・スイッチング用電流源、１１・
・・比較演算回路、１２第 １ 図 Ｓ動宅凌傾Ａ 第 ２ 目 ’ＪｉｄｅＯ 第 ３ 図
半導体−レーザの自己発熱による光出力後Ｉｂを示す図
、第３図は実施例の概略構成およびレーザ変調タイミン
グを示す図、第４図は本実施例の半導体レーザ光源装置
のブロック図、第５図は本実施ｆｌＪのバイアス電流制
御タイミングおよびレーザ温度変動を示す図である。 １・・・半ノｊｇ体レーザ、２・・・カップリングレン
ズ、３・・・回転多面鏡、４・・・Ｆ−０レンズ、５・
・・感光体ドラム、６・・・フォトダイオード、７・・
・トランジスタ、８・・・Ｂｉａｓ電流源、９・・・ト
ランジスタ、１０・・・スイッチング用電流源、１１・
・・比較演算回路、１２第 １ 図 Ｓ動宅凌傾Ａ 第 ２ 目 ’ＪｉｄｅＯ 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 レーザビームプリンタのレーザ光源装置で、半導
体レーザを直接変調する半導体レーザ光源装置で、半導
体レーザの駆動電流をスイッチング電流とバイアス電流
に分離した装置において、プリント状態以外にもバイア
ス電流を与え、半導体レーザの温度をバイアス電流によ
る自己発熱で平衡状態に保つことを特徴とする半導体レ
ーザ光源装置。 ２、特許請求のｑｉΩ囲第１項において、半導体レーザ
光源装ｆｉｋ有するレーザビームプリンタで、非プリン
ト時には回転多面鏡の回転を停止させる構成とし、半導
体レーザ光源装置においてバイアス電流のオン、オフの
タイミングを回転多面鏡の制御タイミングと一致させる
ことを特徴とする半導体レーザ光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173005A JPS6065659A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 半導体レ−ザ光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58173005A JPS6065659A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 半導体レ−ザ光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065659A true JPS6065659A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15952421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58173005A Pending JPS6065659A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 半導体レ−ザ光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065659A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356451A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-11 | Canon Inc | 記録装置 |
| JPS63175573A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | レ−ザ記録装置 |
| JPH09183254A (ja) * | 1996-12-16 | 1997-07-15 | Canon Inc | 情報記録装置 |
| JP2009224693A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Noritsu Koki Co Ltd | レーザ露光装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS546703A (en) * | 1977-06-17 | 1979-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Laser equipment for optical communication |
| JPS548423A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-22 | Canon Inc | Recording device |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP58173005A patent/JPS6065659A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS546703A (en) * | 1977-06-17 | 1979-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Laser equipment for optical communication |
| JPS548423A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-22 | Canon Inc | Recording device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356451A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-11 | Canon Inc | 記録装置 |
| JPS63175573A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | レ−ザ記録装置 |
| JPH0771176B2 (ja) * | 1987-01-14 | 1995-07-31 | 富士写真フイルム株式会社 | レ−ザ記録装置 |
| JPH09183254A (ja) * | 1996-12-16 | 1997-07-15 | Canon Inc | 情報記録装置 |
| JP2009224693A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Noritsu Koki Co Ltd | レーザ露光装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4695714A (en) | Light source stabilizer with intensity and temperature control | |
| US4856011A (en) | Semiconductor laser control circuit | |
| JPS61175656A (ja) | 半導体レ−ザの出力制御装置 | |
| US5369272A (en) | Laser beam scanning apparatus having beam intensity control | |
| KR100498666B1 (ko) | 발광 제어 장치 및 화상 형성 장치 | |
| JPH03202807A (ja) | レーザ発振器の光量制御装置 | |
| JPS6065659A (ja) | 半導体レ−ザ光源装置 | |
| KR930000694B1 (ko) | 광학빔(beam) 주사장치 | |
| JPH0313586B2 (ja) | ||
| JP3695413B2 (ja) | 発光素子駆動装置および画像形成装置 | |
| US4862466A (en) | Laser emitting apparatus with temperature intensity control | |
| EP0993089B1 (en) | Laser control apparatus, image forming apparatus and copier | |
| JP2521674B2 (ja) | 半導体レ−ザ出力制御装置 | |
| JPH0530314A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2606097Y2 (ja) | 光量補正回路 | |
| JP2542879Y2 (ja) | 光記録装置 | |
| JP3511627B2 (ja) | 画像露光装置 | |
| JP2672527B2 (ja) | 半導体レーザ出力調整装置 | |
| JPS63267908A (ja) | 光走査装置 | |
| JP2003191520A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH08258334A (ja) | 光量制御装置 | |
| JPS63287163A (ja) | 半導体レ−ザ駆動回路 | |
| JPS6327161A (ja) | 半導体レ−ザ光量制御装置 | |
| JPH11101947A (ja) | レーザ駆動方式及び調整方法とこれを用いる画像形成装置 | |
| JPH09193459A (ja) | 発光素子制御装置及び画像露光装置 |