JPS6381317A - ダイオ−ドレ−ザのモ−ドホップを検出除去する装置及び方法 - Google Patents
ダイオ−ドレ−ザのモ−ドホップを検出除去する装置及び方法Info
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- JPS6381317A JPS6381317A JP62159563A JP15956387A JPS6381317A JP S6381317 A JPS6381317 A JP S6381317A JP 62159563 A JP62159563 A JP 62159563A JP 15956387 A JP15956387 A JP 15956387A JP S6381317 A JPS6381317 A JP S6381317A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B26/106—Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
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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】
(産業上の利用分野)
本発明はレーザダイオードとホログラフィック走査ディ
スクを備えたラスター出力スキャナに関し、特にレーザ
ダイオードのモードホップを検知し制御する制御装置に
関する。
スクを備えたラスター出力スキャナに関し、特にレーザ
ダイオードのモードホップを検知し制御する制御装置に
関する。
(従来の技術と問題点)
しばしばRO3と呼ばれるラスター出力スキャナの技術
が発展するにつれ、問題となっている1つの大きな改良
は、走査用多面体と通常これに付設される比較的複雑な
円筒状補正光学系をホログラフィック走査系と交換する
ことである。このような走査系では、周面に沿って一連
の格子刻面を有するホログラフィックディスクが、多面
体に代え記録部材を横切って作像ビームをラスター走査
するのに使われる。これに伴う更なる改良は、比較的高
ぼるガスレーザと付設の変調器を比較的小型の内部変調
形レーザダイオードと置換することである。
が発展するにつれ、問題となっている1つの大きな改良
は、走査用多面体と通常これに付設される比較的複雑な
円筒状補正光学系をホログラフィック走査系と交換する
ことである。このような走査系では、周面に沿って一連
の格子刻面を有するホログラフィックディスクが、多面
体に代え記録部材を横切って作像ビームをラスター走査
するのに使われる。これに伴う更なる改良は、比較的高
ぼるガスレーザと付設の変調器を比較的小型の内部変調
形レーザダイオードと置換することである。
しかし、レーザダイオードをホログラフィック走査系と
組み合せることは少なくとも1つの大きな問題、すなわ
ちレーザダイオードはダイオードの固有周波数の不安定
のためモードホップを生じる傾向を持つという問題を伴
う。レーザダイオードのこの傾向は、レーザダイオード
の非常に広い利得曲線と、温度の変化により周波数シフ
トを起こし易いことに基因している。この結果、通常単
一縦モードレーザとして作動するレーザでも、温度また
は同義のデユーティサイクルまたは電力レベルが変化す
ると、1つの縦モードから他の縦モードへとシフトして
しまう。
組み合せることは少なくとも1つの大きな問題、すなわ
ちレーザダイオードはダイオードの固有周波数の不安定
のためモードホップを生じる傾向を持つという問題を伴
う。レーザダイオードのこの傾向は、レーザダイオード
の非常に広い利得曲線と、温度の変化により周波数シフ
トを起こし易いことに基因している。この結果、通常単
一縦モードレーザとして作動するレーザでも、温度また
は同義のデユーティサイクルまたは電力レベルが変化す
ると、1つの縦モードから他の縦モードへとシフトして
しまう。
従来、安定化されたレーザ周波数を与える同調形レーザ
は、レーザビームのエネルギー分布を検知するのに検出
器が使われる米国特許第4.103.254号(che
ka+wi) %レーザ出力ビームが分割され周波数調
整エレメントを制御するのに使われる振巾比較を可能と
する米国特許第3,588.738号(Goodwin
)、及びレーザ周波数を調整する較正系がレーザヒータ
を利用して設けられる米国特許第3.588.254号
(Rhoades)に例証されているごとく周知である
。
は、レーザビームのエネルギー分布を検知するのに検出
器が使われる米国特許第4.103.254号(che
ka+wi) %レーザ出力ビームが分割され周波数調
整エレメントを制御するのに使われる振巾比較を可能と
する米国特許第3,588.738号(Goodwin
)、及びレーザ周波数を調整する較正系がレーザヒータ
を利用して設けられる米国特許第3.588.254号
(Rhoades)に例証されているごとく周知である
。
更に、訃ite等の米国特許第3.790,901号が
2重偏光レーザを電気光学的に作製する方式を開示する
一方、Terada等の米国特許第3,902,135
号は過度の変化に関わりなくレーザ波長を制御して安定
化する調整可能なミラー面を備えたレーザを記している
。
2重偏光レーザを電気光学的に作製する方式を開示する
一方、Terada等の米国特許第3,902,135
号は過度の変化に関わりなくレーザ波長を制御して安定
化する調整可能なミラー面を備えたレーザを記している
。
また米国特許第4.309,671号(Malyon)
は、レーザダイオードの放射波長に応答するフィードバ
ック制御装置を開示している。この構成では、ビームス
プリフタがレーザビームの一部を一対のフォトダイオー
ドに入射させ、一方のフォトダイオードへのビームが周
波数依存フィルタを介して濾波される。フォトダイオー
ド対からの岡山力信号が増巾され相互に減算されてフィ
ードバック信号を与え、該フィードバック信号が増巾後
温度等のレーザ動作パラメータを制御し一定の波長を保
持する。これに関連して興味深いその他の従来技術は、
レーザの周波数とモードの安定性をレーザミラーの間隔
及び角度配向によって制御することの重要性を論じたC
、P、Wang、 R,L、Varwig及びp、J、
/1ckn+anの論文「音響光学法によるオングスト
ローム以下のミラー変位の測定及び制御J (Rev、
Sci、In5tru+++。
は、レーザダイオードの放射波長に応答するフィードバ
ック制御装置を開示している。この構成では、ビームス
プリフタがレーザビームの一部を一対のフォトダイオー
ドに入射させ、一方のフォトダイオードへのビームが周
波数依存フィルタを介して濾波される。フォトダイオー
ド対からの岡山力信号が増巾され相互に減算されてフィ
ードバック信号を与え、該フィードバック信号が増巾後
温度等のレーザ動作パラメータを制御し一定の波長を保
持する。これに関連して興味深いその他の従来技術は、
レーザの周波数とモードの安定性をレーザミラーの間隔
及び角度配向によって制御することの重要性を論じたC
、P、Wang、 R,L、Varwig及びp、J、
/1ckn+anの論文「音響光学法によるオングスト
ローム以下のミラー変位の測定及び制御J (Rev、
Sci、In5tru+++。
53 (7) 、1982年7月、pp963〜966
)と、レーザ温度の効果及びレーザしきい電流の効果を
論じたJ、P、Wittke、 D、R,Patter
son及び■。
)と、レーザ温度の効果及びレーザしきい電流の効果を
論じたJ、P、Wittke、 D、R,Patter
son及び■。
Ladany著のRCA刊行物「C−注入レーザの安定
化」(RCAテクニカル・ノート、l1h1005 .
1975年4月9日)とに見い出される。後者のRCA
の論文では、一定のレーザ出力パワーを達成するために
レーザ駆動電流と動作温度の両方が制御されねばならな
いこと、及びこの制御は、光検出器を用いてレーザビー
ムの強度を検知し、光検出器の信号出力が標準信号と比
較されて熱電気的ターラ用の制御信号を与えるフィード
バック系を用いて成し得ることが結論付けられている。
化」(RCAテクニカル・ノート、l1h1005 .
1975年4月9日)とに見い出される。後者のRCA
の論文では、一定のレーザ出力パワーを達成するために
レーザ駆動電流と動作温度の両方が制御されねばならな
いこと、及びこの制御は、光検出器を用いてレーザビー
ムの強度を検知し、光検出器の信号出力が標準信号と比
較されて熱電気的ターラ用の制御信号を与えるフィード
バック系を用いて成し得ることが結論付けられている。
(問題点を解決するための手段)
これに対し本発明は、プリントすべき像が露光を介して
表面上に形成される記録部材で、第1の走査方向に沿っ
て移動可能な記録部材;像信号に基づき前記記録部材を
露光するための高強度光のビームを発生するレーザ;一
連のビーム回折格子刻面を備えた回転可能なホログラフ
ィックディスクで、前記レーザから放射されるビームが
前記ホログラフィックディスクの回転路中に位置し、ホ
ログラフィックディスクが回転するにつれ前記ビームが
前記格子刻面へ連続的に入射して記録部材を第2の方向
に走査するための露光ビームを与えるようにレーザダイ
オードに対して配設されたホログラフィックディスク;
温度によって誘起される前記第1の走査方向におけるビ
ームのモードホップを補償する波長補償手段で、該波長
補償手段がレーザとホログラフィックディスクの間に位
置し、前記ホログラフィックディスクの回折格子刻面と
協働して非露光ビームを与える;ビーム位置検出器;前
記ビーム位置検出器が該ビーム位置検出器に非露光ビー
ムが入射する現地点を表す信号を出力する;前記ビーム
位置検出器の信号出力を、レーザビームの非モードホッ
プ領域内の予め設定された地点を表す標準信号と比較し
、前記ビーム位置検出器に入射するビームの現地点と予
め設定された地点が異なるとき制御信号を出力する比較
手段;前記非露光ビームをビーム位置検出器に集束する
手段;前記レーザの温度を制御する温度制御手段;及び
前記制御信号に応答して温度制御手段を動作し、前記非
露光ビームがビーム位置検出器上の前記予め設定された
地点にほぼ入射して前記レーザビームのモードホップが
回避されるように、前記レーザの温度を調整する制御手
段;を有するプリンタを提供する。
表面上に形成される記録部材で、第1の走査方向に沿っ
て移動可能な記録部材;像信号に基づき前記記録部材を
露光するための高強度光のビームを発生するレーザ;一
連のビーム回折格子刻面を備えた回転可能なホログラフ
ィックディスクで、前記レーザから放射されるビームが
前記ホログラフィックディスクの回転路中に位置し、ホ
ログラフィックディスクが回転するにつれ前記ビームが
前記格子刻面へ連続的に入射して記録部材を第2の方向
に走査するための露光ビームを与えるようにレーザダイ
オードに対して配設されたホログラフィックディスク;
温度によって誘起される前記第1の走査方向におけるビ
ームのモードホップを補償する波長補償手段で、該波長
補償手段がレーザとホログラフィックディスクの間に位
置し、前記ホログラフィックディスクの回折格子刻面と
協働して非露光ビームを与える;ビーム位置検出器;前
記ビーム位置検出器が該ビーム位置検出器に非露光ビー
ムが入射する現地点を表す信号を出力する;前記ビーム
位置検出器の信号出力を、レーザビームの非モードホッ
プ領域内の予め設定された地点を表す標準信号と比較し
、前記ビーム位置検出器に入射するビームの現地点と予
め設定された地点が異なるとき制御信号を出力する比較
手段;前記非露光ビームをビーム位置検出器に集束する
手段;前記レーザの温度を制御する温度制御手段;及び
前記制御信号に応答して温度制御手段を動作し、前記非
露光ビームがビーム位置検出器上の前記予め設定された
地点にほぼ入射して前記レーザビームのモードホップが
回避されるように、前記レーザの温度を調整する制御手
段;を有するプリンタを提供する。
(実施例)
図面中の第1図を参照すると、像入力信号に従って変調
された高強度のレーザビーム10が記録部材12を横切
って走査され、記録部材12を選択的に露光するラスタ
ー出力スキャナつまりRO3が示しである。記録部材1
2上に生じた像がその後現像され、可視像を与える。
された高強度のレーザビーム10が記録部材12を横切
って走査され、記録部材12を選択的に露光するラスタ
ー出力スキャナつまりRO3が示しである。記録部材1
2上に生じた像がその後現像され、可視像を与える。
記録部材12は、電子写真式作像方式の受光体等任意の
適切な記録媒体で構成し得る。この種の方式では、受光
体がまず一様に帯電され、次いでレーザビーム10で露
出され、像信号入力で表わされた帯電潜像を形成する。
適切な記録媒体で構成し得る。この種の方式では、受光
体がまず一様に帯電され、次いでレーザビーム10で露
出され、像信号入力で表わされた帯電潜像を形成する。
その後静電潜像が現像され、現像済の像が紙等適切なコ
ピー基材に転写される。転写後、像は定着によって固定
され永久像を形成する。自明なごとく、記録部材12は
ドラム、ウェブ、ベルト等任意の適切な形状でよい。
ピー基材に転写される。転写後、像は定着によって固定
され永久像を形成する。自明なごとく、記録部材12は
ドラム、ウェブ、ベルト等任意の適切な形状でよい。
ビーム10は、例えば日立製11&に7801E型ダイ
オードから成る適切なレーザダイオード15によって発
生される。内部の変調回路が、ダイオード15からのビ
ームを像信号入力によって変調可能とする。メモリ、入
力スキャナ、通信チャネル、文字発生器等から成る任意
の適切な信号源17から得ることのできる像信号がライ
ン18を介して入力される。
オードから成る適切なレーザダイオード15によって発
生される。内部の変調回路が、ダイオード15からのビ
ームを像信号入力によって変調可能とする。メモリ、入
力スキャナ、通信チャネル、文字発生器等から成る任意
の適切な信号源17から得ることのできる像信号がライ
ン18を介して入力される。
ダイオード15から出力された変調ビーム10は、適切
なコリメータレンズ20と平面状の線形補償回折格子2
7を通過し、回転するホログラフィックディスク22の
格子刻面24上にほぼ45゜の角度で入射する。ディス
ク22はその周面に沿って一連の格子刻面24を有し、
モータ25によるディスク22の回転に応じ、−次のビ
ーム1O−1が各刻面24によって記録部材12を横切
りX方向に走査される。同時に、記録部材12は適切な
駆動手段(不図示)によってY方向(第1図中実線の矢
印で示した方向)に移動される。ディスク22の下流側
に適切なレンズ23が設けられ、ビーム10を記録部材
12上の一点に集束する。
なコリメータレンズ20と平面状の線形補償回折格子2
7を通過し、回転するホログラフィックディスク22の
格子刻面24上にほぼ45゜の角度で入射する。ディス
ク22はその周面に沿って一連の格子刻面24を有し、
モータ25によるディスク22の回転に応じ、−次のビ
ーム1O−1が各刻面24によって記録部材12を横切
りX方向に走査される。同時に、記録部材12は適切な
駆動手段(不図示)によってY方向(第1図中実線の矢
印で示した方向)に移動される。ディスク22の下流側
に適切なレンズ23が設けられ、ビーム10を記録部材
12上の一点に集束する。
Koyの米国特許第4.428.643号に記されてい
るように、回折格子27はディスク22の表面上に形成
された刻面回折格子と同等な特性を持つ波長補償装置で
ある。つまり、ディスク刻面24がホログラフィ−で形
成されていれば、回折格子27も同じ光記録方式を用い
てホログラフィ−で形成される。従って、回折格子27
はディスクの格子・面と同じ周期を持ち、ディスク22
と同じ高い回折効率を有する0回折格子27は、ディス
ク22の平面と平行なわずかに離れた平面内に置かれて
“いる。
るように、回折格子27はディスク22の表面上に形成
された刻面回折格子と同等な特性を持つ波長補償装置で
ある。つまり、ディスク刻面24がホログラフィ−で形
成されていれば、回折格子27も同じ光記録方式を用い
てホログラフィ−で形成される。従って、回折格子27
はディスクの格子・面と同じ周期を持ち、ディスク22
と同じ高い回折効率を有する0回折格子27は、ディス
ク22の平面と平行なわずかに離れた平面内に置かれて
“いる。
ダイオード15がその公称波長で動作しているとすると
、ビーム10は入射角θ11で回折格子27に向かい、
回折角θld (実線路)で回折される。
、ビーム10は入射角θ11で回折格子27に向かい、
回折角θld (実線路)で回折される。
尚、角度θ11及びθ1dは回折格子平面の法線に対し
て測定したものである0回折格子27とディスク22は
平行なので、対称関係からビーム10は刻面24の中心
にθ21−θ1dの角度で入射する。
て測定したものである0回折格子27とディスク22は
平行なので、対称関係からビーム10は刻面24の中心
にθ21−θ1dの角度で入射する。
刻面24は回折角θ2dでビームを回折し、この回折光
は回折格子27へのビームlOの入射路と平行、ずなわ
ちθ2d=θliである。
は回折格子27へのビームlOの入射路と平行、ずなわ
ちθ2d=θliである。
例えば温度誘起によるモードホップのためダイオード1
5の波長シフトが生じた場合、ビーム10はそのまま角
度θliで回折格子27に入射するが、点線で表わした
わずかに異なる経路に沿い角度θ’ldで回折される。
5の波長シフトが生じた場合、ビーム10はそのまま角
度θliで回折格子27に入射するが、点線で表わした
わずかに異なる経路に沿い角度θ’ldで回折される。
(この経路は図示の目的上誇張したふれ角で示しである
。)ビームは刻面24に角度θ12iで入射し、角度θ
’2dで回折され、上記のごとくθ’2d−θ11であ
る。しかし、回折ビームは最初のビーム位置から横方向
に距離Sだけシフトしてい為。ここで、レンズ23はそ
こへ平行に入射する像光線を全て記録部材12の平面上
の同一地点に集束するので、わずかな横方向の変位は重
要でない。
。)ビームは刻面24に角度θ12iで入射し、角度θ
’2dで回折され、上記のごとくθ’2d−θ11であ
る。しかし、回折ビームは最初のビーム位置から横方向
に距離Sだけシフトしてい為。ここで、レンズ23はそ
こへ平行に入射する像光線を全て記録部材12の平面上
の同一地点に集束するので、わずかな横方向の変位は重
要でない。
従って第1図の構成では、回折格子27によるクロス走
査つまりY方向の誤差について走査ラインは補正される
。しかし、高速走査つまりX方向の誤差はゼロの走査角
度、すなわちディスク22の刻面24の中心角度回転位
置にビームがあるときにのみ補正される。
査つまりY方向の誤差について走査ラインは補正される
。しかし、高速走査つまりX方向の誤差はゼロの走査角
度、すなわちディスク22の刻面24の中心角度回転位
置にビームがあるときにのみ補正される。
第2図には、ダイオード15等レーザダイオードの代表
的な波長挙動が温度を関数として示しである。初めにダ
イオード15が周囲の温度条件で作動しているとすれば
、ダイオードが像信号人力17に基づき変調されると(
ダイオード15はしきい値のわずか下にDCバイアスさ
れているとする)、変調が周囲温度からそれより高いあ
る温度への温度偏倚ΔTを生じる。温度偏倚ΔTがモー
ドホップの起きる温度Thl5Th!、・・−Th、%
にまで及ぶと、レーザは異なる波長へとジャンプつまり
モードホップする0例えば、温度偏倚ΔTが温度Tht
に及べば、波長−n3から−04へのモードホップが生
じる。一方温度偏倚ΔTが2つのモードホツブ温度間、
例えばTh、とTh!の間にあれば、モードホップは生
じず、レーザダイオード15がらの出力ビームは単波長
に安定する。
的な波長挙動が温度を関数として示しである。初めにダ
イオード15が周囲の温度条件で作動しているとすれば
、ダイオードが像信号人力17に基づき変調されると(
ダイオード15はしきい値のわずか下にDCバイアスさ
れているとする)、変調が周囲温度からそれより高いあ
る温度への温度偏倚ΔTを生じる。温度偏倚ΔTがモー
ドホップの起きる温度Thl5Th!、・・−Th、%
にまで及ぶと、レーザは異なる波長へとジャンプつまり
モードホップする0例えば、温度偏倚ΔTが温度Tht
に及べば、波長−n3から−04へのモードホップが生
じる。一方温度偏倚ΔTが2つのモードホツブ温度間、
例えばTh、とTh!の間にあれば、モードホップは生
じず、レーザダイオード15がらの出力ビームは単波長
に安定する。
第3図では、第1図に示したスキャナが本発明の教示に
基づきレーザのモードホップを検知して防ぐように変更
されている。すなわち、ディスク22の刻面24を通過
する0次つまり非回折ビームl O−0と共に、ダイオ
ード15のモードホップによって生じたシフトビーム(
ここでは0次ビーム10−nとして示す)を途中で捕え
るためのビックオフミラー50が設けられる。この例で
は、1次ビーム10−1が記録部材12を露光するのに
使われる一方、0次ビーム10−0は一般ニビームスト
ッパに入射する。ここでは、ミラー50がビームストッ
パの位置にある。
基づきレーザのモードホップを検知して防ぐように変更
されている。すなわち、ディスク22の刻面24を通過
する0次つまり非回折ビームl O−0と共に、ダイオ
ード15のモードホップによって生じたシフトビーム(
ここでは0次ビーム10−nとして示す)を途中で捕え
るためのビックオフミラー50が設けられる。この例で
は、1次ビーム10−1が記録部材12を露光するのに
使われる一方、0次ビーム10−0は一般ニビームスト
ッパに入射する。ここでは、ミラー50がビームストッ
パの位置にある。
0次ビーム10−0と生じたシフトビーム10−nは、
本目的のため拡大されたレンズ23を通過し、別のミラ
ー53上に入射する。ミラー53が0次ビーム10−O
とシフトビーム10−nを、フォトダイオード57−1
.57−nの形のフォトサイト列またはアレイを有する
線形センサ55として図示した適切なビーム位置検出器
の表面56上に反射する。ラテラルフォトダイオード等
その他の種類の検出器も、代りに考えられる。
本目的のため拡大されたレンズ23を通過し、別のミラ
ー53上に入射する。ミラー53が0次ビーム10−O
とシフトビーム10−nを、フォトダイオード57−1
.57−nの形のフォトサイト列またはアレイを有する
線形センサ55として図示した適切なビーム位置検出器
の表面56上に反射する。ラテラルフォトダイオード等
その他の種類の検出器も、代りに考えられる。
レンズ23は、レーザダイオード15のモードホップな
しの状態を表わす0次ビームl O−0を、センサアレ
イ55の表面56上の所定地点に集束する。ビーム10
−0がセンサアレイ55の表面56上に入射する地点は
、走査光学系特にミラー50.52及びレンズ23の特
性によって決まることが理解されよう。
しの状態を表わす0次ビームl O−0を、センサアレ
イ55の表面56上の所定地点に集束する。ビーム10
−0がセンサアレイ55の表面56上に入射する地点は
、走査光学系特にミラー50.52及びレンズ23の特
性によって決まることが理解されよう。
レーザダイオード15におけるモードホップの結果体じ
たシフトビーム10−nは、0次ビーム10−0の集束
地点から離れたセンサアレイ55の表面56上の地点へ
レンズ23によって集束される。すなわち、レーザダイ
オードの温度偏倚ΔTがモードホップ温度(第2図中の
Th、 、Th2等)に及んでモードホップが起きると
、異なる波長にシフトした(−n、から−IJ 、Wn
2から−n3等)ビーム10−nはセンサアレイ55の
表面56上の異なる地点に入射する。センサアレイ55
の出力はライン60によって比較回路65に導かれ、比
較回路65は自明であろうが、センサアレイ55で検出
された現在のビーム波長を予じめ設定された所望のビー
ム波長と比較し、比較結果に応じた制御信号を適切な温
度制御エレメント70に出力する。
たシフトビーム10−nは、0次ビーム10−0の集束
地点から離れたセンサアレイ55の表面56上の地点へ
レンズ23によって集束される。すなわち、レーザダイ
オードの温度偏倚ΔTがモードホップ温度(第2図中の
Th、 、Th2等)に及んでモードホップが起きると
、異なる波長にシフトした(−n、から−IJ 、Wn
2から−n3等)ビーム10−nはセンサアレイ55の
表面56上の異なる地点に入射する。センサアレイ55
の出力はライン60によって比較回路65に導かれ、比
較回路65は自明であろうが、センサアレイ55で検出
された現在のビーム波長を予じめ設定された所望のビー
ム波長と比較し、比較結果に応じた制御信号を適切な温
度制御エレメント70に出力する。
例えばレーザダイオード15と熱交換の関係で配置され
たベルティエつまり熱電ヒータ/クーラで構成し得る温
度制御エレメント70が、ダイオード15の動作温度を
調整する。温度制御エレメント70用の制御装置71が
ライン72によって比較回路65の出力に接続され、制
御装置71は比較回路65の信号出力に応答してダイオ
ード15を加熱または冷却し、ダイオードを非モードホ
ップ動作領域内に低く維持する。
たベルティエつまり熱電ヒータ/クーラで構成し得る温
度制御エレメント70が、ダイオード15の動作温度を
調整する。温度制御エレメント70用の制御装置71が
ライン72によって比較回路65の出力に接続され、制
御装置71は比較回路65の信号出力に応答してダイオ
ード15を加熱または冷却し、ダイオードを非モードホ
ップ動作領域内に低く維持する。
モードホップが生じない温度領域内にレーザダイオード
15を維持するため、比較回路65は幾つかの機能を実
施しなければならない。まず比較回路65は、装置の始
動時に(第2図に示すごとく)モードホップが生じる波
長またはフォトダイオードの位置を求めるまたは実測し
なければならない。これには、センサアレイ55のフォ
トダイオード上でビーム10−0の大きな偏倚が生じる
波長に注目しながら、例えば周囲温度からlO。
15を維持するため、比較回路65は幾つかの機能を実
施しなければならない。まず比較回路65は、装置の始
動時に(第2図に示すごとく)モードホップが生じる波
長またはフォトダイオードの位置を求めるまたは実測し
なければならない。これには、センサアレイ55のフォ
トダイオード上でビーム10−0の大きな偏倚が生じる
波長に注目しながら、例えば周囲温度からlO。
〜20℃という−様な温度偏倚を生せしめる装置の設定
サイクルの実施が含まれる。次いで比較回路65が、モ
ードホップ間の最も大きい温度領域を選んだ後、レーザ
ダイオードの温度をその選定レンジ内に留まるように制
御する。
サイクルの実施が含まれる。次いで比較回路65が、モ
ードホップ間の最も大きい温度領域を選んだ後、レーザ
ダイオードの温度をその選定レンジ内に留まるように制
御する。
これらの機能は、例えば第4図に示すデジタル回路65
等、比較的筒車なアナログまたはデジタル回路で実施で
きる0次に第4及び5図を参照すると、フォトダイオー
ドアレイ55は一体状のデジタルシフトレジスタ75を
有し、その出力がライン60でシフトレジスタ82に接
続されている。
等、比較的筒車なアナログまたはデジタル回路で実施で
きる0次に第4及び5図を参照すると、フォトダイオー
ドアレイ55は一体状のデジタルシフトレジスタ75を
有し、その出力がライン60でシフトレジスタ82に接
続されている。
別のシフトレジスタ84がスイッチ83を介し、シフト
レジスタ82と直列に接続されている。バス88(R)
がシフトレジスタ82をデジタル比較器90の一人力に
接続する。バス89(R/W)がシフトレジスタ84を
比較器90の抽入力と、スイッチ92を介してデジタル
減算器93の一人力とに接続する。スイッチ92′がバ
ス88を減算器93の抽入力に接続する。m算器93の
出力はライン94によって別のデジタル比較器95の一
人力に接続される一方、比較器95の抽入力はライン9
7によって所定のデジタル標準数値REF(Z)に接続
されている。比較器95の出力はライン101によって
、例えばマイクロプロセッサ(μP)から成る適切な制
御装置110に接続される。制御装置110はそれぞれ
MEM−WP及びMEM−Rライン112.114を介
して、適切なデジタルメモリ100への及びそこからの
数値の書込み及び読出しを制御する。バス8B(R)と
バス89(R/W)がメモリ100のデータ入/出力ゲ
ートをシフトレジスタ82.84にそれぞれ接続する。
レジスタ82と直列に接続されている。バス88(R)
がシフトレジスタ82をデジタル比較器90の一人力に
接続する。バス89(R/W)がシフトレジスタ84を
比較器90の抽入力と、スイッチ92を介してデジタル
減算器93の一人力とに接続する。スイッチ92′がバ
ス88を減算器93の抽入力に接続する。m算器93の
出力はライン94によって別のデジタル比較器95の一
人力に接続される一方、比較器95の抽入力はライン9
7によって所定のデジタル標準数値REF(Z)に接続
されている。比較器95の出力はライン101によって
、例えばマイクロプロセッサ(μP)から成る適切な制
御装置110に接続される。制御装置110はそれぞれ
MEM−WP及びMEM−Rライン112.114を介
して、適切なデジタルメモリ100への及びそこからの
数値の書込み及び読出しを制御する。バス8B(R)と
バス89(R/W)がメモリ100のデータ入/出力ゲ
ートをシフトレジスタ82.84にそれぞれ接続する。
適切なりロック76がクロックリード77を介し、シフ
トレジスタ75.82及び84を駆動するクロックパル
スΦ31を含め、センサアレイ55を作動するクロック
パルスを与える。またクロック76はクロックリード7
8を介し比較器90、減算器93及び比較器95にクロ
ックエネーブルパルスΦ□を与え、このクロックパルス
Φ。Hが比較器90.95及び減算器93の動作を制御
する。
トレジスタ75.82及び84を駆動するクロックパル
スΦ31を含め、センサアレイ55を作動するクロック
パルスを与える。またクロック76はクロックリード7
8を介し比較器90、減算器93及び比較器95にクロ
ックエネーブルパルスΦ□を与え、このクロックパルス
Φ。Hが比較器90.95及び減算器93の動作を制御
する。
クロック駆動及びエネーブルパルスΦ!11%ΦINの
例を第5図に示す。
例を第5図に示す。
装置の設定サイクル中、スイッチ83.92及び92′
が閉じられ、レーザダイオード15の温度が、例えば周
囲温度の上方0゛から約20℃等設定した温度範囲にわ
たってサイクルされる。同時に、ダイオード15がしき
い値よりわずか下のDCバイアスで、平常動作において
見込まれるのと同様なデエーティサイクルで動作される
。この設定サイクル中、各調整期間毎に、フォトダイオ
ード57のアレイ上におけるビーム10−0の現地点を
表わす数値(A)が、センサアレイ55のシフトレジス
タ75からシフトレジスタ82内にロードされる。セン
サアレイ55次の続出サイクルで、シフトレジスタ82
内の数値(A)がシフトレジスタ84にシフトされる(
シフト後の数値を8.9称する)一方、新たな数値(A
)がシフトレジスタ82内にシフトされる。
が閉じられ、レーザダイオード15の温度が、例えば周
囲温度の上方0゛から約20℃等設定した温度範囲にわ
たってサイクルされる。同時に、ダイオード15がしき
い値よりわずか下のDCバイアスで、平常動作において
見込まれるのと同様なデエーティサイクルで動作される
。この設定サイクル中、各調整期間毎に、フォトダイオ
ード57のアレイ上におけるビーム10−0の現地点を
表わす数値(A)が、センサアレイ55のシフトレジス
タ75からシフトレジスタ82内にロードされる。セン
サアレイ55次の続出サイクルで、シフトレジスタ82
内の数値(A)がシフトレジスタ84にシフトされる(
シフト後の数値を8.9称する)一方、新たな数値(A
)がシフトレジスタ82内にシフトされる。
両シフトレジスタ82.84内の数値(ASB)の差が
減算器90によって計算され、差(A−B)は絶対的な
位置の差が得られるように正しく位置調整される。差(
A−B)は比較器95によって、所定のデジタル標準数
値(Z)と比較される0例えば16に等しい標準数値(
Z)は、モードホップに伴う大きな不連続のフォトダイ
オード位置の変化と対応している。差(A−B)が標準
数値(Z)より大きいと、比較器95からプロセッサ1
10への信号がプロセッサ110から書込信号(MEM
、WRl)を発生し、モードホップ波長Wnに対応した
シフトレジスタ82.84からの現数値をメモリ100
内にストアする。一般に、20℃という例示の温度偏倚
は5または6のモードホップ波長縁nを含む。
減算器90によって計算され、差(A−B)は絶対的な
位置の差が得られるように正しく位置調整される。差(
A−B)は比較器95によって、所定のデジタル標準数
値(Z)と比較される0例えば16に等しい標準数値(
Z)は、モードホップに伴う大きな不連続のフォトダイ
オード位置の変化と対応している。差(A−B)が標準
数値(Z)より大きいと、比較器95からプロセッサ1
10への信号がプロセッサ110から書込信号(MEM
、WRl)を発生し、モードホップ波長Wnに対応した
シフトレジスタ82.84からの現数値をメモリ100
内にストアする。一般に、20℃という例示の温度偏倚
は5または6のモードホップ波長縁nを含む。
メモリ100内における対応した隣り合うモードホップ
波長間(つまり−n+/Wnzと−n3/Wnn ;W
ns/Wn4と−n、/Wn、等)の温度差(つまり第
2図のT11+−Tht 、 Tht−Thz 、Tt
+5−Tha等)がプロセッサlOによって比較され、
最大の差(例えば温度範囲Th、−Thtに対応した一
n+/Wn2と−n、/Wn、の間)が選ばれる。モー
ドホップの波長境界−n+/WnzとWn、/Wn、の
間のほぼ中央の波長つまりフォトダイオード位置が、対
照地点として選ばれる(第2図中−n6及びtheで表
わしである)0選ばれた対照位置(つまりTh、 )を
表わすデジタル数値がバス89(R/W)を介してシフ
トレジスタ84内にロードされ、スイッチ83.92.
92′が開かれて設定サイクルを終了する。
波長間(つまり−n+/Wnzと−n3/Wnn ;W
ns/Wn4と−n、/Wn、等)の温度差(つまり第
2図のT11+−Tht 、 Tht−Thz 、Tt
+5−Tha等)がプロセッサlOによって比較され、
最大の差(例えば温度範囲Th、−Thtに対応した一
n+/Wn2と−n、/Wn、の間)が選ばれる。モー
ドホップの波長境界−n+/WnzとWn、/Wn、の
間のほぼ中央の波長つまりフォトダイオード位置が、対
照地点として選ばれる(第2図中−n6及びtheで表
わしである)0選ばれた対照位置(つまりTh、 )を
表わすデジタル数値がバス89(R/W)を介してシフ
トレジスタ84内にロードされ、スイッチ83.92.
92′が開かれて設定サイクルを終了する。
動作時には、シフトレジスタ82内の連続的に更新され
る数値(A)をシフトレジスタ84内の標準数値(B)
と比較するのにデジタル比較器9゜が使われ、ライン7
2に導かれる比較器90の信号出力がダイオードの温度
制御エレメント70を制御するのに使われる0両数値が
異なると、比較器90から温度制御エレメント70への
信号出力が温度制御エレメント70を付勢し、レーザダ
イオード15の温度を維持するようにダイオード15を
加熱もしくは冷却して、シフトレジスタ82内の数値(
A)がシフトレジスタ84内の数値(B)と等しく保た
れるように、すなわち が成立するように成す。
る数値(A)をシフトレジスタ84内の標準数値(B)
と比較するのにデジタル比較器9゜が使われ、ライン7
2に導かれる比較器90の信号出力がダイオードの温度
制御エレメント70を制御するのに使われる0両数値が
異なると、比較器90から温度制御エレメント70への
信号出力が温度制御エレメント70を付勢し、レーザダ
イオード15の温度を維持するようにダイオード15を
加熱もしくは冷却して、シフトレジスタ82内の数値(
A)がシフトレジスタ84内の数値(B)と等しく保た
れるように、すなわち が成立するように成す。
この結果、選定された対照波長(Wno)における温度
制御が与えられる。
制御が与えられる。
好ましくは、レーザ変調のデユーティサイクル変化によ
る非常に小さい温度変化に対し、選定波長(Wno)を
中心としたわずかな偏倚範囲(+C)が許容される。つ
まり、A>B+CまたはA<B−Cの場合にのみ制御信
号が発生され、レーザダイオードの動作点は非モードホ
フプ領域の中心である選定された対照波長(Wno)に
正確に維持される。
る非常に小さい温度変化に対し、選定波長(Wno)を
中心としたわずかな偏倚範囲(+C)が許容される。つ
まり、A>B+CまたはA<B−Cの場合にのみ制御信
号が発生され、レーザダイオードの動作点は非モードホ
フプ領域の中心である選定された対照波長(Wno)に
正確に維持される。
温度制御エレメント70は、モードホップを防ぐ所定の
上昇温度レベルにレーザダイオード15の動作温度を維
持するように設計された薄膜抵抗等の加熱素子だけで構
成してもよいことが理解されよう、この場合には、ダイ
オード15の動作波長がダイオード15のさらされる平
常の周囲温度レベルより高い所定の動作温度におけるも
のとなり、ダイオード15が所望波長のビームを出力す
る所定の温度へと加熱素子がダイオードの温度レベルを
上昇させる。ダイオードの温度レベルが上昇した場合に
は、加熱素子による加熱が終了されるか削減され、周囲
雰囲気との熱交換を通じてダイオードが冷却するのを可
能とする。ダイオード15の温度レベルが漢定した所定
の動作温度より下がると、加熱素子が付勢される。
上昇温度レベルにレーザダイオード15の動作温度を維
持するように設計された薄膜抵抗等の加熱素子だけで構
成してもよいことが理解されよう、この場合には、ダイ
オード15の動作波長がダイオード15のさらされる平
常の周囲温度レベルより高い所定の動作温度におけるも
のとなり、ダイオード15が所望波長のビームを出力す
る所定の温度へと加熱素子がダイオードの温度レベルを
上昇させる。ダイオードの温度レベルが上昇した場合に
は、加熱素子による加熱が終了されるか削減され、周囲
雰囲気との熱交換を通じてダイオードが冷却するのを可
能とする。ダイオード15の温度レベルが漢定した所定
の動作温度より下がると、加熱素子が付勢される。
同様に、温度制御エレメント70は冷却素子だけで構成
してもよ(、その動作は加熱素子に関連して上記したも
のの逆となる。
してもよ(、その動作は加熱素子に関連して上記したも
のの逆となる。
通常、レーザダイオード15はスキャナのその他の構成
部品より長い寿命を持つと見込まれる。
部品より長い寿命を持つと見込まれる。
恐らく、ダイオード15の老化につれてモード構造にわ
ずかな変化は生じるが、これらの変化は小さいものと見
込まれ、本発明のモードホップ制御及び装置の設定サイ
クルにおいて充分考慮に入れなければならなくなるのは
稀である。万一変調時にレーザダイオードのモードホッ
プを引き起こすほど充分に大きいモード構造の変化がプ
リント中に生じた場合、あるいはレーザ温度がモードホ
ップ温度を横切って上下するようなデユーティサイクル
のときには、何らか幾分のコピー品質の劣化が走査ライ
ンの終りで生じることがある。しかし、走査の中心は影
響されず、またこの場合には前記の設定サイクルを再実
行し、新たなモードホップスベクトルについての制御を
較正し直すことによってコピー品質を復元できる。
ずかな変化は生じるが、これらの変化は小さいものと見
込まれ、本発明のモードホップ制御及び装置の設定サイ
クルにおいて充分考慮に入れなければならなくなるのは
稀である。万一変調時にレーザダイオードのモードホッ
プを引き起こすほど充分に大きいモード構造の変化がプ
リント中に生じた場合、あるいはレーザ温度がモードホ
ップ温度を横切って上下するようなデユーティサイクル
のときには、何らか幾分のコピー品質の劣化が走査ライ
ンの終りで生じることがある。しかし、走査の中心は影
響されず、またこの場合には前記の設定サイクルを再実
行し、新たなモードホップスベクトルについての制御を
較正し直すことによってコピー品質を復元できる。
レーザダイオードの温度を制御してモードホップを防ぐ
第3図のような方式は一般に、モードホップの存在を検
出するため出力ビームがモニターされるフィードバック
方式として分類できる。モードホップが検出されると、
温度制御エレメント70が付勢されてレーザダイオード
15の温度を調整し、モードホップが生じない温度偏倚
範囲ΔT内へとダイオード温度を至らしめる。この地点
で、モードホップが終了される。しかし、応答時間は比
較的遅く約1秒の程度なので、モードホップは初めて生
じることから防止つまり禁止されるようにするのが望ま
しい。
第3図のような方式は一般に、モードホップの存在を検
出するため出力ビームがモニターされるフィードバック
方式として分類できる。モードホップが検出されると、
温度制御エレメント70が付勢されてレーザダイオード
15の温度を調整し、モードホップが生じない温度偏倚
範囲ΔT内へとダイオード温度を至らしめる。この地点
で、モードホップが終了される。しかし、応答時間は比
較的遅く約1秒の程度なので、モードホップは初めて生
じることから防止つまり禁止されるようにするのが望ま
しい。
レーザダイオード接合の温度変化は、ダイオードへの駆
動電流のバイアス及び変調両成分に基づく電力消費の変
化に原因する。電流のバイアス成分が通常レーザダイオ
ードのエネルギー出力の減衰レベル(一般に自然放射の
範囲内)を制御する一方、電流の変調成分がエネルギー
出力の情報内容を制御する。画成分間の差が、(熱エネ
ルギーの形で接合において消費される電力の差に基づく
)レーザダイオード接合の温度偏倚範囲を制御する。
動電流のバイアス及び変調両成分に基づく電力消費の変
化に原因する。電流のバイアス成分が通常レーザダイオ
ードのエネルギー出力の減衰レベル(一般に自然放射の
範囲内)を制御する一方、電流の変調成分がエネルギー
出力の情報内容を制御する。画成分間の差が、(熱エネ
ルギーの形で接合において消費される電力の差に基づく
)レーザダイオード接合の温度偏倚範囲を制御する。
レーザの駆動つまりバイアス電流の高速(つまり1μ5
ec)変化によって、レーザダイオード接合の高速(つ
まり1μ5ec)加熱及び/又は冷却がもたらされるこ
とが見い出されている。
ec)変化によって、レーザダイオード接合の高速(つ
まり1μ5ec)加熱及び/又は冷却がもたらされるこ
とが見い出されている。
例えば、外部の温度制御を介して一定に保持された温度
安定化ベース上にレーザダイオードを配置すれば、バイ
アスまたは変調電流を調整して接合の動作温度を変化す
ることによって、モードホップレーザは単一モードへと
迅速に安定化し得る。
安定化ベース上にレーザダイオードを配置すれば、バイ
アスまたは変調電流を調整して接合の動作温度を変化す
ることによって、モードホップレーザは単一モードへと
迅速に安定化し得る。
レーザダイオードの接合温度がモードホップの温度領域
Thより高いかまたは低いかに応じ、電流の上昇が減少
より速く起きたりもしくはその逆がしばしば起きる。レ
ーザダイオードの安定化ベース用の温度設定点を調整す
れば、(前述のごとく)モードホップの起きない領域内
に接合温度の偏倚範囲Δtを入れられるが、この方法は
前に指摘したように比較的遅い(約15ec)。しかし
、温度設定点の調整は、非モードホップ領域内で動作を
行いながらレーザダイオードからのエネルギー出力を最
適化するように、バイアス及び変調電流のパラメータを
設定可能である。
Thより高いかまたは低いかに応じ、電流の上昇が減少
より速く起きたりもしくはその逆がしばしば起きる。レ
ーザダイオードの安定化ベース用の温度設定点を調整す
れば、(前述のごとく)モードホップの起きない領域内
に接合温度の偏倚範囲Δtを入れられるが、この方法は
前に指摘したように比較的遅い(約15ec)。しかし
、温度設定点の調整は、非モードホップ領域内で動作を
行いながらレーザダイオードからのエネルギー出力を最
適化するように、バイアス及び変調電流のパラメータを
設定可能である。
本発明において、バイアス及び変調電流に基づく温度制
限は、ダイオードのエネルギー出力を制御してダイオー
ドの動作を非モードホップ領域内に保持するように設定
される。これに関連して、ダイオードの電流及び/又は
温度の制御を通じダイオードのモードホップを制御する
試みは、レーザダイオード接合の波長対温度特性が、モ
ードホップ温度領域Th内に入ることなくバイアス及び
変調電流を調整するのに使える温度偏倚ΔTの安定領域
を含んでいることが理解されよう、また、安定した温度
偏倚範囲ΔTはレーザダイオード接合の特性、所望の電
流パラメータ、及びヒートシンクベースの温度に依存す
ることも理解されよう。
限は、ダイオードのエネルギー出力を制御してダイオー
ドの動作を非モードホップ領域内に保持するように設定
される。これに関連して、ダイオードの電流及び/又は
温度の制御を通じダイオードのモードホップを制御する
試みは、レーザダイオード接合の波長対温度特性が、モ
ードホップ温度領域Th内に入ることなくバイアス及び
変調電流を調整するのに使える温度偏倚ΔTの安定領域
を含んでいることが理解されよう、また、安定した温度
偏倚範囲ΔTはレーザダイオード接合の特性、所望の電
流パラメータ、及びヒートシンクベースの温度に依存す
ることも理解されよう。
次に図面中の第6図を参照すると、所望の安定した温度
偏倚ΔTの上限及び下限の確認設定が示しである。この
設定のため、まずダイオード15のバイアス電流が減少
され、温度偏倚ΔTの下端を減少させる。ここで、温度
偏倚ΔTは増大するかもしれないが、それにも拘らず平
均温度と最低のバイアス温度は減少することに注意され
たい。
偏倚ΔTの上限及び下限の確認設定が示しである。この
設定のため、まずダイオード15のバイアス電流が減少
され、温度偏倚ΔTの下端を減少させる。ここで、温度
偏倚ΔTは増大するかもしれないが、それにも拘らず平
均温度と最低のバイアス温度は減少することに注意され
たい。
ダイオード温度の減少がダイオードを不安定な動作領域
内に入れると、モードホップが生じ、従ってこの地点に
おけるバイアス電流(Cbe)を安定な温度偏倚範囲Δ
Tの下端を定める。最低のバイアス電流Cbeが適切に
ストアされる。
内に入れると、モードホップが生じ、従ってこの地点に
おけるバイアス電流(Cbe)を安定な温度偏倚範囲Δ
Tの下端を定める。最低のバイアス電流Cbeが適切に
ストアされる。
同じく、レーザダイオードの変調電流を増加させること
によって、安定な温度偏倚範囲ΔTの上端でモードホッ
プが生じる変調電流が求められる。
によって、安定な温度偏倚範囲ΔTの上端でモードホッ
プが生じる変調電流が求められる。
このときの最高の変調電流(Cash)が適切にストア
される。こうして、レーザダイオードのバイアス及び変
調電流を変化させ、モードホップを起こすダイオード出
力を観測することにより、ダイオード15がその内部で
動作するのが望ましい温度偏倚範囲ΔTについて、モー
ドホップが生じ得る電流を求めることができる。
される。こうして、レーザダイオードのバイアス及び変
調電流を変化させ、モードホップを起こすダイオード出
力を観測することにより、ダイオード15がその内部で
動作するのが望ましい温度偏倚範囲ΔTについて、モー
ドホップが生じ得る電流を求めることができる。
同じ番号は同じ部品を示す図面中の第7図を参照すると
、レーザダイオード15へ至るライン18におけるダイ
オードバイアス及び変調電流の両レベルを検知する適切
な電流センサ180が設けられている。電流センサ18
0のバイアスレベル信号(B I AS)及び変調レベ
ル信号(MOD)の再出力が、バイアス及び変調電流比
較器183.184の各−人力にそれぞれ供給される。
、レーザダイオード15へ至るライン18におけるダイ
オードバイアス及び変調電流の両レベルを検知する適切
な電流センサ180が設けられている。電流センサ18
0のバイアスレベル信号(B I AS)及び変調レベ
ル信号(MOD)の再出力が、バイアス及び変調電流比
較器183.184の各−人力にそれぞれ供給される。
前に求められモードホップが生じる最低のバイアス電流
(Cbe)を表わす所定の標準信号がバイアス電流比較
器183の抽入力に加えられる一方、前に求められモー
ドホップが生じる最高の変調電流(Cash)を表わす
所定の標準信号が変調電流比較器184の抽入力に加え
られる0両比較器183.184の出力がそれぞれライ
ン187.18Bによって、温度制御エレメント70用
の制御装置71の加熱及び冷却制御入力に導かれる。
(Cbe)を表わす所定の標準信号がバイアス電流比較
器183の抽入力に加えられる一方、前に求められモー
ドホップが生じる最高の変調電流(Cash)を表わす
所定の標準信号が変調電流比較器184の抽入力に加え
られる0両比較器183.184の出力がそれぞれライ
ン187.18Bによって、温度制御エレメント70用
の制御装置71の加熱及び冷却制御入力に導かれる。
(レーザダイオード15が動作している温度偏倚範囲Δ
T内でモードホップが生じるような)所定の最高変調電
流Cmhを上回る変調ピーク電流の上昇が電流センサ1
80によって検知されると、比較器184が所定の起動
信号を温度制御ニレメン)70の制御装置!71に出力
する。制御装置71は温度制御エレメント70を冷却モ
ードで起動することによって応答し、レーザダイオード
の温度を減少させる。また(レーザダイオードが動作し
ている温度偏倚範囲Δτ内でモードホップが生じるよう
な)所定の最低バイアス電流Cbeを下回るバイアス電
流の降下が電流センサ180で検知されると、比較器1
83が所定の起動信号を温度制御ニレメン)70の制御
装置71に出力する。制御装置71は温度制御エレメン
トを加熱モードで起動することによって応答し、レーザ
ダイオードの温度を上昇させる。
T内でモードホップが生じるような)所定の最高変調電
流Cmhを上回る変調ピーク電流の上昇が電流センサ1
80によって検知されると、比較器184が所定の起動
信号を温度制御ニレメン)70の制御装置!71に出力
する。制御装置71は温度制御エレメント70を冷却モ
ードで起動することによって応答し、レーザダイオード
の温度を減少させる。また(レーザダイオードが動作し
ている温度偏倚範囲Δτ内でモードホップが生じるよう
な)所定の最低バイアス電流Cbeを下回るバイアス電
流の降下が電流センサ180で検知されると、比較器1
83が所定の起動信号を温度制御ニレメン)70の制御
装置71に出力する。制御装置71は温度制御エレメン
トを加熱モードで起動することによって応答し、レーザ
ダイオードの温度を上昇させる。
好ましくは、熱的な遅れを補償するため、使用するバイ
アス及び変調電流レベル(Cbe、 Ca5h)はそれ
ぞれ、モードホップの起きることが見い出されたバイア
ス及び電流レベルよりわずかに高く及び低くする。
アス及び変調電流レベル(Cbe、 Ca5h)はそれ
ぞれ、モードホップの起きることが見い出されたバイア
ス及び電流レベルよりわずかに高く及び低くする。
第3及び6〜7図の再制御方式を合わせて用いることに
より、第3図のフィードバック系に伴う比較的遅い応答
時間(つまり約1sec)を、ダイオードバイアス及び
変調電流がモニターされる第6〜7図の制御系で与えら
れる比較的速い(つまり約1μ5ec)応答を用いるこ
とによって補える。
より、第3図のフィードバック系に伴う比較的遅い応答
時間(つまり約1sec)を、ダイオードバイアス及び
変調電流がモニターされる第6〜7図の制御系で与えら
れる比較的速い(つまり約1μ5ec)応答を用いるこ
とによって補える。
その結果、温度センサを使用する必要が避けられる。同
時に、バイアスまたは変調電流の変化で与える比較的高
速の応答を利用することによって、情報が伝送されてい
ない期間(すなわち走査の終りと走査の始めの間の期間
)がレーザダイオードの接合状態を検出するのに使える
。
時に、バイアスまたは変調電流の変化で与える比較的高
速の応答を利用することによって、情報が伝送されてい
ない期間(すなわち走査の終りと走査の始めの間の期間
)がレーザダイオードの接合状態を検出するのに使える
。
上記にも拘らず、例えばレーザダイオードのバイアス及
び/又は変調電流の急激な変化、もしくはダイオードの
温度変化をもたらすその他の因子によってモードホップ
が生じた場合には、第3図の制御系が生じたモードホッ
プを検出し、前述のごとく温度制御エレメント70を付
勢する。本発明をラスター出力スキャナに関連して説明
してきたが、例えば光通信、光学的記録及び再生、ホロ
グラフィ−式記録及び再生等、レーザダイオードの低コ
ストな単一モード周波数制御が必要なその他の分野への
適用も考えられる。
び/又は変調電流の急激な変化、もしくはダイオードの
温度変化をもたらすその他の因子によってモードホップ
が生じた場合には、第3図の制御系が生じたモードホッ
プを検出し、前述のごとく温度制御エレメント70を付
勢する。本発明をラスター出力スキャナに関連して説明
してきたが、例えば光通信、光学的記録及び再生、ホロ
グラフィ−式記録及び再生等、レーザダイオードの低コ
ストな単一モード周波数制御が必要なその他の分野への
適用も考えられる。
以下本発明を開示の構造について説明したが、本発明は
前述の詳細に限定されず、特許請求の範囲に入る変更ま
たは変形を全て包含するものである。
前述の詳細に限定されず、特許請求の範囲に入る変更ま
たは変形を全て包含するものである。
第1図はクロス走査方向のみでレーザダイオードのモー
ドホップをゼロ化する平面状の線形補償回折格子を具備
した従来のラスター出力スキャナの概略図;第2図はレ
ーザ波長と温度の関係を例証するグラフ;第3図はビー
ムピックオフミラー、ビーム位置検出器、ダイオード温
度制御エレメント、及びダイオードのモードホップを検
出して防止する制御回路を含む、本発明によるラスター
出カスキャナ用のモードホップ制御系を示す概略図;第
4図は動作レーザビーム波長を標準波長と比較し、その
比較結果に応じてレーザダイオードの温度制御エレメン
トを制御するデジタル回路の回路配線図;第5図はシフ
トレジスタ及び比較器用エネーブルクロックパルスの代
表的な関係を示すグラフ;第6図は本発明においてダイ
オードのモードホップが生じるバイアス及び変調電流レ
ベルを確認設定する各ステップを示すフローチャート、
及び第7図はレーザダイオードのバイアス及び変調電流
がモニターされ、モードホップを検出して加熱/冷却素
子を付勢する信号を与え、ダイオード温度を調整してモ
ードホップを回避する本発明のモードホップ制御系を示
す概略図である。 10−レーザビーム、 10−0−・非露光ビーム(0次ビーム)、10−1−
露光ビーム、 12−・記録部材、 15・−レーザダイオード、 17−・・像信号源、 22・−・ホログラフィックディスク、23−・露光/
非露光ビーム集束手段(レンズ)、24・−格子刻面、 27−波長補償手段(回折格子)、 50.53・−非露光ビーム集束手段(ミラー)、55
−ビーム位置検出器、 57−フォトダイオード、 65−・比較手段、 70・−温度制御手段(エレメント)、71−・−制御
手段、 180−・電流検知手段。 FIG / FIG、 2 温度 Ths (”C) ゛h恢3 、/’76: 5 sa φ翻−一一−−−一一一一一一一→ 図面の浄書(内容に変更なし) ↓ εrぜD 図面の浄書(内容に変更なし) FIG、7 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和62年特許願第159563
号2、発明の名称 ダイオードレーザのモードホッ
プを検出除去する装置及び方法 3、7i正をする者 事件との関係 出願人 名称セロックス コーポレーション 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和62年8月25日方式p
ドホップをゼロ化する平面状の線形補償回折格子を具備
した従来のラスター出力スキャナの概略図;第2図はレ
ーザ波長と温度の関係を例証するグラフ;第3図はビー
ムピックオフミラー、ビーム位置検出器、ダイオード温
度制御エレメント、及びダイオードのモードホップを検
出して防止する制御回路を含む、本発明によるラスター
出カスキャナ用のモードホップ制御系を示す概略図;第
4図は動作レーザビーム波長を標準波長と比較し、その
比較結果に応じてレーザダイオードの温度制御エレメン
トを制御するデジタル回路の回路配線図;第5図はシフ
トレジスタ及び比較器用エネーブルクロックパルスの代
表的な関係を示すグラフ;第6図は本発明においてダイ
オードのモードホップが生じるバイアス及び変調電流レ
ベルを確認設定する各ステップを示すフローチャート、
及び第7図はレーザダイオードのバイアス及び変調電流
がモニターされ、モードホップを検出して加熱/冷却素
子を付勢する信号を与え、ダイオード温度を調整してモ
ードホップを回避する本発明のモードホップ制御系を示
す概略図である。 10−レーザビーム、 10−0−・非露光ビーム(0次ビーム)、10−1−
露光ビーム、 12−・記録部材、 15・−レーザダイオード、 17−・・像信号源、 22・−・ホログラフィックディスク、23−・露光/
非露光ビーム集束手段(レンズ)、24・−格子刻面、 27−波長補償手段(回折格子)、 50.53・−非露光ビーム集束手段(ミラー)、55
−ビーム位置検出器、 57−フォトダイオード、 65−・比較手段、 70・−温度制御手段(エレメント)、71−・−制御
手段、 180−・電流検知手段。 FIG / FIG、 2 温度 Ths (”C) ゛h恢3 、/’76: 5 sa φ翻−一一−−−一一一一一一一→ 図面の浄書(内容に変更なし) ↓ εrぜD 図面の浄書(内容に変更なし) FIG、7 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和62年特許願第159563
号2、発明の名称 ダイオードレーザのモードホッ
プを検出除去する装置及び方法 3、7i正をする者 事件との関係 出願人 名称セロックス コーポレーション 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和62年8月25日方式p
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、プリントすべき像が露光を介して表面上に形成され
る記録部材で、第1の走査方向に沿って移動可能な記録
部材、像信号に基づき前記記録部材を露光するための高
強度光のビームを発生するレーザダイオード、及び一連
のビーム回折格子刻面を備えた回転可能なホログラフィ
ックディスクで、前記レーザダイオードから放射される
ビームが前記ホログラフィックディスクの回転路中に位
置し、ホログラフィックディスクが回転するにつれ前記
ビームが前記格子刻面へ連続的に入射して記録部材を第
2の方向に走査するための露光ビームを与えるようにレ
ーザダイオードに対して配設されたホログラフィックデ
ィスクを有するプリンタにおいて: a)温度によって誘起される前記第1の走査方向におけ
るレーザダイオードビームのモードホップを補償する波
長補償手段で、該波長補償手段がレーザダイオードとホ
ログラフィックディスクの間に位置し、前記ホログラフ
ィックディスクの回折格子刻面と協働して非露光ビーム
を与える; b)ビーム位置検出器; c)前記非露光ビームをビーム位置検出器に集束する手
段; d)前記ビーム位置検出器が該ビーム位置検出器に非露
光ビームが入射する現地点を表す信号を出力する; e)前記ビーム位置検出器の信号出力を、レーザダイオ
ードビームの非モードホップ領域内の予め設定された地
点を表す標準信号と比較し、前記ビーム位置検出器に入
射するビームの現地点と予め設定された地点が異なると
き制御信号を出力する比較手段; f)前記レーザダイオードの温度を制御する温度制御手
段;及び g)前記制御信号に応答して温度制御手段を動作し、前
記非露光ビームがビーム位置検出器上の前記予め設定さ
れた地点にほぼ入射して前記レーザビームのモードホッ
プが回避されるように、前記レーザダイオードの温度を
調整する制御手段;の組合せから成るプリンタ。 2、前記波長補償手段が固定の回折格子から成る特許請
求の範囲第1項記載のプリンタ。3、前記ビーム位置検
出器がラテラルフォトダイオードから成る特許請求の範
囲第1項記載のプリンタ。 4、前記ビーム位置検出器がフォトサイトのアレイから
成る特許請求の範囲第1項記載のプリンタ。 5、前記集束手段が、前記ホログラフィックディスクに
関し波長補償手段と反対の側に配設され、前記非露光ビ
ームを途中で捕らえてビーム位置検出器へと差し向ける
ミラーを含む特許請求の範囲第1項記載のプリンタ。 6、前記集束手段が前記ミラーからの非露光ビームをビ
ーム位置検出器に集束させるレンズ手段を含む特許請求
の範囲第5項記載のプリンタ。 7、前記露光ビームを記録部材状の集束させる作像レン
ズ手段を含み、該作像レンズ手段が前記レンズ手段から
成る特許請求の範囲第6項記載のプリンタ。 8、前記レンズ手段の下流に、前記非露光ビームをビー
ム位置検出器に入射するように差し向ける別のミラーを
含む特許請求の範囲第6項記載のプリンタ。 9、前記レーザダイオードがダイオードバイアス及び作
像変調両電流から成る駆動電流入力を有し、 前記温度制御手段がレーザダイオードと熱交換関係にあ
る温度制御エレメントを備え、該温度制御エレメントが
選択的に付勢可能でレーザダイオードを加熱または冷却
し、 前記制御手段がレーザダイオードへのバイアス及び変調
両電流をモニターする電流検知手段を含み、 前記電流検知手段が所定のバイアス電流に応答し、前記
温度制御エレメントを付勢してダイオード温度を上昇さ
せダイオードのモードホップを防止し、 前記電流検知手段が所定の変調電流に応答し、前記温度
制御エレメントを付勢してダイオード温度を低下させダ
イオードのモードホップを防止する特許請求の範囲第1
項記載のプリンタ。 10、モードホップによって誘起されるレーザダイオー
ドビームの変位を検出する光学手段と、該光学手段によ
るレーザダイオードビームの変位の検出に応答してダイ
オードの温度を調整し、レーザダイオードのモードホッ
プ及びレーザダイオードビームの変位を終了させる制御
手段とを含む特許請求の範囲第1項記載のプリンタ。 11、レーザダイオードからのビーム出力を途中で捕ら
え記録部材を横切って該ビームを走査する一連のビーム
回折格子刻面を備えた回転するホログラフィックディス
クによって記録部材を横切り走査されるレーザダイオー
ドのモードホップを検出して防止する方法で、前記レー
ザダイオードが該ダイオードを動作するためのバイアス
及び像信号変調電流の両入力を有し、記録部材を露光し
前記変調電流の像信号内容によって表される像を記録部
材上に形成するものにおいて: a)前記レーザダイオードを動作するとき、前記ダイオ
ードバイアス及び変調両電流をモニターするステップ; b)所定のダイオードバイアス電流に応じて前記レーザ
ダイオードを加熱し、ダイオード温度を上昇させて、ダ
イオード温度がレーザダイオードのモードホップ領域内
へと降下するのを防止するステップ;及び c)所定のダイオード変調電流に応じて前記レーザダイ
オードを冷却し、ダイオード温度を低下させて、ダイオ
ード温度がレーザダイオードのモードホップ領域内へと
上昇するのを防止するステップ;を含んで成る方法。 12、前記レーザダイオードについて安定な非モードホ
ップ動作温度範囲を生じる前記所定のダイオードバイア
ス及び変調両電流を、 1)前記レーザダイオードがモードホップ領域に入る第
1のダイオード温度まで前記ダイオードバイアス電流を
減少させ、 2)前記レーザダイオードがモードホップ領域に入る第
2のダイオード温度まで前記ダイオード変調電流を増加
させることによって確認設定するステップを含む特許請
求の範囲第11項記載の方法。 13、移動可能な記録部材と、レーザダイオードと、格
子刻面を備え、前記レーザダイオードのビーム出力の経
路中に配設されて該ビームを記録部材を横切って走査す
る回転可能なホログラフィックディスクとを有するプリ
ンタにおいてレーザのモードホップを検出し除去する方
法であって: a)前記レーザダイオードとホログラフィックディスク
の間のレーザビームの経路中に固定の波長補償回折格子
を配設するステップで、該波長補償回折格子が前記ホロ
グラフィックディスクの格子刻面と協働して0次ビーム
を生じる; b)前記0次ビームをビーム位置検出器に集束させ、0
次ビームがビーム位置検出器に入射する地点を表す第1
の信号を与えるステップ; c)前記ビーム位置検出器からの第1の信号を、レーザ
ダイオードの非モードホップ領域内において前記ビーム
がビーム位置検出器に入射する所望地点を表す第2の標
準信号と比較し、前記第1及び第2両信号が異なるとき
補正信号を与えるステップ;及び d)前記補正信号に応答してレーザダイオードの温度を
調整し、前記0次ビームが前記所望の入射地点でビーム
位置検出器に入射してレーザダイオードのモードホップ
を防止するように成すステップ;を含んで成る方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US882123 | 1986-07-03 | ||
US06/882,122 US4737798A (en) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | Laser diode mode hopping sensing and control system |
US882122 | 1997-06-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6381317A true JPS6381317A (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=25379931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62159563A Pending JPS6381317A (ja) | 1986-07-03 | 1987-06-26 | ダイオ−ドレ−ザのモ−ドホップを検出除去する装置及び方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4737798A (ja) |
JP (1) | JPS6381317A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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