JPS63229422A - レ−ザ光走査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 レーザ光走査装置の解像度の変更に伴ってレーザ出力を
変えた際の波長変動に起因するレーザビーム径の劣化を
、半導体レーザの温度制御または光学系の間隔制御で防
止する。

〔産業上の利用分野〕

レーザ光を走査して記録を行なう装置として、回転多面
鏡を用いるもの、ホログラムを用いるものが知られてい
るが、本発明は後者のホログラムを用いたレーザ光走査
装置における解像度の可変技術に関する。

〔従来の技術〕

第５図は、半導体レーザ光を利用して印字などを行なう
プリンタであり、半導体レーザＬＤから発生したレーザ
光１をホログラムレンズ２で細いビームに絞ってから、
回転しているホログラムディスフ３に入射させる構成に
なっている。ホログラムディスク３に入射した光は、該
回転ホログラムディスク３で回折されて走査光１ａとな
り、フォトコンドラムなどの記録媒体４上で矢印ａ１方
向に移動する。そして走査タイミングに同期して、レー
ザ光出力をオン・オフ変調することで、回転している記
録媒体４上におけるドツト印字位置を選択し、ドツトの
組合わせで、文字や画像などの記録が行なわれる。この
ように半導体レーザＬＤと２枚のホログラムのみで、レ
ーザプリンタなどに適する高精度な直線走査が可能であ
る。なお光検出ｇ５５によって、レーザビームの走査開
始位置を検出することで、走査同期が行なわれる。

このようなレーザ光走査装置において、解像度を変更で
きることが要求される。同じレーザ光走査装置において
、解像度を例えば３００ｄｐｉから２４０ｄｐｉに変更
したいということが要求されることがある。３００ｄｐ
ｉとは１インチあたり３００　　ドツト、２４０ｄｐｉ
とは１インチあたり２４０　ドツトのことであり、前者
より後者の方が解像度が低いことになる。

レーザ光走査装置は、例えばファクシミリ装置としても
、また情報出力装置や複写機としても使用することがで
きる。１台の装置で、このように複数の機能を実現する
には、用途に応じて解像度を自動的に変更できることが
要求される。

前記のように１インチ当たりのドツト数が変わると、走
査位置におけるレーザビーム径すなわちドツト径も変更
することが必要となる。すなわち解像度が低下して１イ
ンチ当たりのドツト数が減少すると、それに応じてドツ
ト径を太くすることが、印字品質を維持する上で必要と
なる。

〔発明が解決しようとする問題点］ このように解像度変更に伴って記録媒体上におけるレー
ザビーム径を変更するには、簡便な方法として、レーザ
パワーを変えることで記録媒体に照射されるビーム径を
擬似的に変更することが考えられる。すなわちレーザ出
力を強くすると、記録されるドツト径が擬似的に大きく
なる。しかしながら、このようにレーザ出力を変えると
、レーザ光の波長変動に起因してレーザビーム径が劣化
する問題が生じる。

第６図は半導体レーザのレーザ出力と波長変動との関係
を示す特性図である。レーザ出力がＰｏがらＰＩに増大
したとすると、温度上昇などのために出力光の波長がλ
。からλ、にシフトし、波長が長くなる。

第５図におけるホログラムレンズ２と半導体レーザＬＤ
の設定は、設定時の波長λ０において走査ビーム１ａが
記録媒体４上で丁度最適に絞れるようになっており、こ
れより波長がずれると記録媒体４上におけるビーム径の
劣化が生じる。すなわち記録媒体４上からずれた位置に
レーザビームの焦点を結ぶことになる。

本発明の技術的課題は、レーザ光走査装置において、こ
のように解像度を変更する際のビーム径の劣化を防止す
ることにある。

（問題点を解決するための手段〕 半導体レーザから出射するレーザ光をホログラムレンズ
で絞り、ホログラムディスクで走査する装置において、
解像度の変更に伴ってレーザ出力を変える際に、半導体
レーザの波長変動に起因する走査位置におけるレーザビ
ーム径の劣化を防止する手段を設ける。すなわち半導体
レーザの温度を、レーザ出力を変える前の温度に保つ手
段を設けたり、走査位置におけるレーザビーム径が劣化
しないように、半導体レーザとホログラムレンズとの間
隔を変える手段を設ける。

〔作用］ 半導体レーザの出力を変更すると温度変化により波長が
変動し、その結果焦点位置が変動するが、レーザ出力を
変える際に、半導体レーザの温度が元の温度となるよう
に制御することで、レーザビーム径の劣化の原因となる
波長変動を抑制できる。

また半導体レーザとホログラムレンズとの間隔を変える
ことで、焦点位置を制御できるので、レーザ出力変更に
よって波長変動を来たし焦点位置が変動するときは、波
長変動後も再びレーザ走査位置に焦点を結ぶように、半
導体レーザとホログラムレンズとの間隔を調節する機構
を設けることで、走査位置におけるレーザビーム径の劣
化を防止できる。

［実施例］ 次に本発明によるレーザ光走査装置が実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する。第１図は本発明に
よるレーザ光走査装置の第１実施例を示す斜視図である
。６は金属から成るコ字状フレームであり、その後壁６
ａに半導体レーザＬＤが取り付けられ、前壁６ｂにホロ
グラムレンズ２が取り付けられている。フレーム６には
、ペルチェ素子などのような温度制御素子７を介して放
熱フィン８が取り付けられている。　　　− このように半導体レーザＬＤとホログラムレンズ２を一
体化したホログラムレンズ・モジュールにおいて、サー
ミスタなどの温度検知素子を用いて半導体レーザＬＤの
温度変化を検出する。解像度の低下に伴って、ドツト径
を太くするためにレーザ出力を増大すると、半導体レー
ザＬＤの温度が上昇するが、これをサーミスタなどで検
出し、ペルチェ素子７などで、元の温度となるように吸
熱させる。

第２図は温度変化と波長変動の関係を示す図である。い
まレーザ出力がＰＯのときのレーザ温度がＴｏとすると
、レーザ出力が２１に増大したために、温度がＴＩまで
上昇し、その結果波長がλ０からλ１までシフトするも
のとする。そこで第１図の装置において、解像度の低下
に伴ないレーザ出力を増大してドツト径を太くする際に
、ペルチェ素子７で元の温度ＴＯとなるように制御し、
半導体レーザＬＤの温度上昇を抑制することにより、波
長がλ０からλ１にシフトするのを防止できる。その結
果、レーザ光の焦点が走査位置から外れることを未然に
防止でき、レーザ出力増大による太いビームが走査位置
に焦点を結ぶことになる。

逆に、解像度を低い状態から高い状態に変更する場合は
、レーザ出力をＰＯから低下させてビーム径を細くする
ことになり、その結果半導体レーザＬＤの温度は低下す
るので、ペルチェ素子７により、半導体レーザＬＤの温
度を元の温度Ｔｏとなるように加熱する。

なおビーム径の劣化は、第５図の装置において、レーザ
光走査位置に配設された光走査同期用の光検出器５で検
出できる。したがって光検知器５で走査ビームの光強度
をモニタし、もし光強度が所定の値より弱くなったとき
は、波長がずれ焦点が狂った結果であるから、ペルチェ
素子７に流す電流を変えて温度変化を防止することによ
り、自動的に半導体レーザＬＤの波長を元の波長λ０に
戻すことができる。

第２の実施例は、第１図における半導体レーザしＤとホ
ログラムレンズ２との間隔ｄを制御する手段を設けるも
のである。第３図はその詳細を示す図である。フレーム
後壁６ａに支持されたウオーム歯車９に駆動用のウオー
ム１０を噛み合わせると共に、ウオーム歯車９の中心に
固設した雄ねじ１１を、半導体レーザＬＤの支持板１２
に螺合させる。

いまウオーム１０を駆動してウオーム歯車９で雄ねじ１
１を回転すると、支持板１２が前後動じ、半導体レーザ
ＬＤとホログラムレンズ２との間隔ｄが変化する。

第４図はこの実施例における波長と間隔ｄとの関係を示
す図である。この図において、ｄＯが波長λ０のときの
半導体レーザＬＤとホログラムレンズ２間の最適間隔、
ｄｉが波長λ１のときの半導体レーザＬＤとホログラム
レンズ２間の最適間隔とする。

最適間隔とは、レーザビームの焦点が丁度記録媒体のレ
ーザ光走査位置に結ぶ間隔のことである。

いまレーザ出力がＰＯからＰＬに増大したために、温度
がＴ１まで上昇し、その結果波長がλ０からλ１までシ
フトするものとする。解像度の低下に伴ないレーザ出力
を増大してドツト径を太くする際に、ウオーム１０を操
作して、半導体レーザＬＤとホログラムレンズ２との間
隔をｄＯからｄｌに変更ことにより、波長がλ０からλ
１にシフトしても、焦点を再びレーザ光走査位置に結ば
すことができる。

なお第５図の光検知器５でレーザビームの光強度を検出
し、光強度が低下したら、ステップモー〜夕などでウオ
ーム１０を所定角度回転させることにより、自動的にビ
ーム径の劣化を防止することができる。またウオーム歯
車の代わりにピエゾ素子を用いた駆動系でも良い。

以上の実施例において、レーザ出力を２段階に変更する
例を説明したが、３段階以上の変更も可能であり、その
場合温度制御や半導体レーザ１、Ｄとホログラムレンズ
２との間隔ｄの制御も３段階以上となる。

〔発明の効果］ 以上のように本発明によれば、解像度の変更に伴ってレ
ーザ出力を変更する際に、半導体レーザＬＤの温度制御
や半導体レーザＬＤとホログラムレンズ２との間隔制御
などにより、レーザビームの焦点がレーザ光走査位置か
ら外れるのを未然に防止し、レーザビーム径の劣化を防
止できる。その結果、解像度を変更しても安定した記録
品質が得られ、レーザ光走査装置の多機能化が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ光走査装置の第１実施例を
示す斜視図、第２図は同実施例装置の作用を説明する図
、第３図は本発明装置の第２実施例を示す斜視図、第４
図は同実施例装置の作用を説明する図、第５図は従来の
レーザ光走査装置の斜視図、第６図は同装置における波
長変動を説明する図である。 図において、１．０は半導体レーザ、２はホログラムレ
ンズ、３はホログラムディスク、４は記録媒体、５は光
検出器、７はペルチェ素子（温度制御素子）、９はウオ
ーム歯車、１０はウオーム、１１は雄ねじ、１２は半導
体レーザ支持板をそれぞれ示す。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 第１図 勘−！Ｌ長ｖ！ｌ庄 第２図 １Ｍ２つ暖ンケ些多り ｗ＆３囚 波長−間隔特役 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、半導体レーザから出射するレーザ光をホログラ
   ムレンズで絞り、ホログラムディスクで走査する装置に
   おいて、解像度の変更に伴ってレーザ出力を変える際に
   、 波長変動に起因する走査位置におけるレーザビーム径の
   劣化（焦点位置の変動）を防止する手段を設けたことを
   特徴とするレーザ光走査装置。
2. （２）、前記のレーザビーム径の劣化を防止する手段は
   、レーザ出力の変更に起因する半導体レーザの温度変化
   を抑制する手段から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載のレーザ光走査装置。
3. （３）、前記のレーザビーム径の劣化を防止する手段は
   、走査位置においてレーザビーム径が劣化しないように
   、半導体レーザとホログラムレンズとの間隔を変える手
   段から成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載のレーザ光走査装置。