JPH06210896A

JPH06210896A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH06210896A
Application number: JP5020641A
Authority: JP
Inventors: Shin Mogi; 伸茂木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザのレーザ駆動回路の取付けが簡
単で小形化が容易であり、半導体レーザの発光量の制御
を改善できる走査光学装置を実現する。【構成】半導体レーザ１は走査光学装置の筐体Ｈ₁ に
固定されたホルダ２の開口に固着され、半導体レーザ１
を発生させる超小形のレーザ駆動回路４ａおよびその出
力を制御する自動光量制御装置は、樹脂材料で作られた
同一のパッケージ６に密封されている。パッケージ６の
一部に、書込み走査用のレーザ光Ｌ₁ の一部分を検出す
るフォトダイオード８が埋込まれ、フォトダイオード８
は接続配線８ａによって自動光量制御装置のモニタ回路
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
やレーザファクシミリ等に使用される走査光学装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやレーザファクシ
ミリ等に使用される走査光学装置は、図６に示すよう
に、書込み走査用のレーザ光Ｌ₀ を発生する半導体レー
ザ１０１と、前記レーザ光Ｌ₀ を平行化するコリメータ
レンズ１０３と、レーザ光Ｌ₀ を偏向走査する回転多面
鏡Ｒを有し、回転多面鏡Ｒによって偏向走査されたレー
ザ光Ｌ₀ は結像レンズ系Ｆおよび折返しミラーＭを経て
図示しない回転ドラム上の感光体に結像する。感光体に
結像するレーザ光Ｌ₀ は、回転多面鏡Ｒの回転による主
走査と、回転ドラムの回転による副走査によって静電潜
像を形成する。また、回転多面鏡Ｒによって偏向走査さ
れたレーザ光Ｌ₀ の一部分は検出ミラーＢによって走査
開始信号検出器Ｄへ導入され、半導体レーザ１０１は、
走査開始信号検出器Ｄの出力信号によって書込み変調を
開始する。なお、半導体レーザ１０１、回転多面鏡Ｒ、
結像レンズ系Ｆ、折返しミラーＭ等は、筐体Ｈ内に収容
され、筐体Ｈの上部開口は図示しないふたによって閉塞
される。

【０００３】半導体レーザ１０１は、図示しない鏡筒に
収容され、該鏡筒は前述のコリメータレンズ１０３を保
持する。半導体レーザ１０１を発光させるレーザ駆動回
路の各部品は半導体レーザ１０１を実装した配線基板１
０２の背面に実装され、配線基板１０２は基台１０２ａ
に保持され、基台１０２ａはビス等によって筐体Ｈの壁
面に固定される。

【０００４】前述のレーザ駆動回路は、半導体レーザ１
０１の発光量を所定の値に制御するための自動光量制御
装置（以下、「ＡＰＣ装置」という。）を有し、該ＡＰ
Ｃ装置は、半導体レーザ１０１の発光量をモニタするフ
ォトダイオードと、その出力に基づいてレーザ駆動回路
の出力を制御するモニタ回路からなる。フォトダイオー
ドは、レーザ駆動回路の各部品とともに配線基板１０２
の背面に搭載されており、半導体レーザ１０１が前記レ
ーザ光Ｌ₀ を発生するときに、その発光方向と逆向きに
半導体レーザ１０１の背面に放出されるレーザ光の光量
を測定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、レーザ駆動回路の各電
子部品が個別に配線基板に実装されているため、組付け
が複雑であり、かつ面積の大きい配線基板を必要とす
る。加えて、ＡＰＣ装置が、半導体レーザの発光方向と
逆に印刷配線板の背面側に放出されるレーザ光の光量を
測定し、これに基づいてレーザ駆動回路の出力を制御す
るものであるため、温度変化等によって、発光方向のレ
ーザ光の光量と、印刷配線板の背面側に放出されるレー
ザ光の光量との比が変動した場合には、半導体レーザの
発光量を正確にモニタできず、所定の値に制御するのが
困難である。

【０００６】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、レーザ駆動回路の組
付けが簡単で小形化が容易であるとともに、半導体レー
ザの発光量を正確にモニタすることで、その制御を改善
できる走査光学装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の走査光学装置は、書込み走査用のレーザ
光を発生する半導体レーザと、これを駆動する超小形の
レーザ駆動回路と、前記レーザ光の一部分を検出するレ
ーザ光検出手段と、該レーザ光検出手段の出力に基づい
て前記レーザ駆動回路を制御する制御手段からなり、前
記レーザ駆動回路と、前記レーザ光検出手段と、前記制
御手段とが、樹脂材料で作られた同一のパッケージに内
蔵されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記装置によれば、超小形のレーザ駆動回路が
レーザ光検出手段および制御手段とともにパッケージに
内蔵されているため、レーザ駆動回路の組付けが簡単で
小形化が容易である。加えて、レーザ光検出手段が、書
込み走査用のレーザ光の一部分を検出することにより、
半導体レーザの発光量を正確にモニタし、これを制御で
きる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は、第１実施例の主要部を示す部分模
式断面図であって、本実施例の走査光学装置Ｅ₁ は、書
込み走査用のレーザ光Ｌ₁ を発生する半導体チップ１ａ
を有する半導体レーザ１と、これを保持するホルダ２
と、ホルダ２の鏡筒部分２ａに装着されたコリメータレ
ンズ３と、半導体レーザ１を駆動するレーザ駆動回路４
ａを内蔵する駆動回路ユニット４を有し、ホルダ２は、
ビス等によって、走査光学装置Ｅ₁ の図示しない回転多
面鏡、結像レンズ系および折返しミラー等を収容する筐
体Ｈ₁ の壁面に固着されている。半導体レーザ１はホル
ダ２に設けられた開口２ｂに外側あるいは内側から圧入
され、必要であれば開口２ｂの周縁を部分的にカシメる
ことによってホルダ２に固着される。また、コリメータ
レンズ３は、透明な樹脂材料によって作られており、レ
ンズ部３ａと、これと一体的に形成された筒状支持部３
ｂおよび絞り保持部３ｃからなり、筒状支持部３ｂは、
紫外線硬化型の接着剤によってホルダ２の鏡筒部分２ａ
に接着され、絞り保持部３ｃは、レンズ部３ａに近接す
る位置に絞り５を保持する。

【００１１】駆動回路ユニット４に内蔵されるレーザ駆
動回路４ａは、ハイブリッドＩＣあるいはモノリシック
ＩＣ等の超小形のレーザ駆動回路であり、液晶ポリマー
やエポキシ樹脂等の透明な樹脂材料で作られたパッケー
ジ６に密封され、パッケージ６の表面には、レーザ駆動
回路４ａの接続端子（図示せず）が露出しており、これ
に半導体レーザ１の図示しないリードピンを圧接するだ
けで半導体レーザ１とレーザ駆動回路４ａを電気的に接
続できるようになっている。なお、機械的強度を確保す
るために、半導体レーザ１のリードピンとレーザ駆動回
路４ａの接続端子をはんだ付け等によって固着すること
もできる。さらに、パッケージ６の表面には、レーザ駆
動回路４ａと図示しない電源を接続する電源ケーブル７
の接続装置７ａが設けられる。

【００１２】パッケージ６は、レーザ駆動回路４ａを密
封する本体６ａと、半導体レーザ１の発光方向に突出す
る張出し部分６ｂからなり、張出し部分６ｂの端部は、
半導体レーザ１から前述の回転多面鏡に向って発生され
るレーザ光Ｌ₁ の光路に突出しており、その内部には、
レーザ光Ｌ₁ の一部分を受光するレーザ光検出手段であ
るフォトダイオード８が埋込まれており、フォトダイオ
ード８は接続配線８ａによって、レーザ駆動回路４ａの
出力を制御する制御手段であるＡＰＣ装置（自動光量制
御装置）に接続されている。但し、フォトダイオード８
の受光面がパッケージ６より露出してレーザ光を受光で
きる場合はパッケージ６は上述のように必ずしも透明で
あることはない。なお、ホルダ２の鏡筒部分２ａは、パ
ッケージ６の張出し部分６ｂの端部を嵌挿させる孔２ｃ
を有する。

【００１３】駆動回路ユニット４をホルダ２に組付ける
に際して、パッケージ６の本体６ａをホルダ２の背面に
沿って図示下方へ摺動させるとともに、張出し部分６ｂ
の端部をホルダ２の孔２ｃ内へ嵌挿し、パッケージ６の
本体６ａが、ホルダ２の開口２ａに装着された半導体レ
ーザ１に対する所定の位置へ到達し、前述のように、そ
の表面の接続端子が半導体レーザ１の各リードピンに圧
接されると、ホルダ２の孔２ｃがパッケージ６の張出し
部分６ｂの端部によってほぼ閉塞され、これと同時に、
フォトダイオード８がレーザ光Ｌ₁ の光路に対する所定
の位置へ位置決めされるように構成されている。

【００１４】レーザ駆動回路４ａは、図２に示すよう
に、定電流電源回路１１、画像信号に応じて点滅する電
流スイッチング回路１２からなり、ＡＰＣ装置は、フォ
トダイオード８とこれに接続されたモニタ回路１３を有
し、レーザ駆動回路４ａとともにパッケージ６に密封さ
れている。なお、定電流電源回路１１に接続されるレー
ザ電流設定抵抗１４およびモニタ回路１３に挿入される
モニタ抵抗１５はパッケージ６に封入してもよいし、そ
の外側に露出させてもよい。モニタ回路１３は、フォト
ダイオード８の出力に基づいて定電流電源回路１１の出
力調節し、半導体レーザ１の発光量を制御する。

【００１５】本実施例によれば、前述のようにホルダ２
に対する駆動回路ユニット４の組付けをワンタッチで行
うことができるとともに、半導体レーザ１から発生され
るレーザ光Ｌ₁ の光量を正確にモニタすることによっ
て、半導体レーザ１の発光量の制御を適正に行うことが
できる。また、半導体レーザの端子とレーザ駆動回路と
の通電端子も非常に近接して例えば１０ｍｍ以下にして
接続できるため、電気的な浮遊容量やインダクタンスの
影響を極力排除した周波数特性のよいものとして形成す
ることができる。

【００１６】図３は、第１実施例の一変形例の主要部を
示す部分模式断面図であって、本変形例は、第１実施例
のパッケージ６と同様の透明な樹脂製のパッケージ２６
の張出し部分２６ｂの端部に、レーザ光Ｌ₁ の光路を横
切ってのびる隔壁２６ｃを設け、該隔壁２６ｃに開口２
６ｄを形成するとともに、その周縁部分を、レーザ光Ｌ
₁ を反射する金属の蒸着膜２９ａによって鏡面化するこ
とで、第１実施例の絞り５に代わる光学絞りを設け、さ
らに、第１実施例のレーザ駆動回路４ａと同様のレーザ
駆動回路２４ａと同じ回路基板上にフォトダイオード２
８を配置してＡＰＣ装置に接続したうえに、張出し部分
２６ｂの複数の所定部分を金属の蒸着膜２９ｂ，２９ｃ
によって鏡面化し、隔壁２６ｃの開口２６ｄの周縁の蒸
着膜２９ａによって反射されたレーザ光Ｌ₁ の一部分を
繰返し反射してフォトダイオード２８に導入するように
構成されている。また、必要に応じてパッケージ２６と
ホルダ２の接する任意の位置を固定強度を更に上げるた
めに接着してもよいが、パッケージが透明であるため、
それらの界面に用いる接着剤は紫外線硬化型のものが作
業性の面でもよく、それらの硬化は透明なパッケージ２
６を通じて外部から紫外線を照射して行なう。

【００１７】本変形例は、フォトダイオードがレーザ駆
動回路に同一基板上で隣接して配置されているため、フ
ォトダイオードとレーザ駆動回路の接続配線部への外乱
電波などによるノイズが減らされ、Ｓ／Ｎ比の高いフォ
トダイオードの出力が得られるため、より正確に半導体
レーザの発光量を測定できる。

【００１８】図４は、第２実施例の主要部を示す部分模
式断面図であって、本実施例の走査光学装置Ｅ₂ は、半
導体チップ３１ａを有する半導体レーザ３１と、これを
保持するホルダ３２と、ホルダ３２の鏡筒部分３２ａに
装着されたコリメータレンズ３３と、半導体レーザ３１
のレーザ駆動回路３４ａおよびその出力を制御する制御
手段であるＡＰＣ装置を内蔵する駆動回路ユニット３４
を有し、ホルダ３２は、ビス等によって走査光学装置Ｅ
₂ の筐体Ｈ₂ の壁面に固着されている。

【００１９】レーザ駆動回路３４ａは第１実施例と同様
の超小形のレーザ駆動回路であり、透明な樹脂材料で作
られたパッケージ３６に密封され、パッケージ３６は半
導体レーザ３１の各リードピンを嵌挿させる孔（図示せ
ず）を有し、各孔にはレーザ駆動回路３４ａの接続端子
が露出している。パッケージ３６はレーザ駆動回路３４
ａを密封する本体３６ａと、半導体レーザ３１の発行方
向に突出する張出し部分３６ｂからなり、張出し部分３
６ｂの端部には半導体レーザ３１から発せられるレーザ
光Ｌ₂ の光路を横切ってのびる隔壁３６ｃが設けられ、
隔壁３６ｃには、中央に開口３８ａを有する円板状のレ
ーザ光検出手段であるフォトダイオード３８が埋込ま
れ、フォトダイオード３８は接続配線３８ｂによってレ
ーザ駆動回路３４ａの制御手段であるＡＰＣ装置に接続
されている。

【００２０】駆動回路ユニット３４の組付けは、パッケ
ージ３６の張出し部分３６ｂをホルダ３２の横溝３２ｂ
へ嵌挿するとともに、パッケージ３６の隔壁３６ｃをホ
ルダ３２の鏡筒部分３２ａに設けられた横穴３２ｃを通
ってその内部へ挿入し、隔壁３６ｃによって横穴３２ｃ
を閉塞することによって行われる。従って、半導体チッ
プ３１ａは、パッケージ３６の隔壁３６ｃによってホル
ダ３２の鏡筒部分３２ａ内に密閉され、外気中のほこり
やゴミによって汚染されるおそれがないため、キャップ
を必要とせずその分コストダウンが図れる。また、それ
らは前述の実施例や後述する実施例でも同様であり、組
付け上の扱い易さまで判断されてよい。

【００２１】本実施例によれば、フォトダイオード３８
が開口３８ａによって絞りの機能を有するため、第１実
施例のような絞りを必要としない。また、半導体レーザ
３１から発せられたレーザ光Ｌ₂ の中央部分に近い環状
部分をフォトダイオード３８によってモニタするもので
あるため、半導体レーザ３１の発光量をより多くとれる
ためにＳ／Ｎ比の高い正確な光量測定ができる。なお、
駆動回路ユニット３４は、パッケージ３６の図示下面か
ら突出する通電手段である通電端子３７を有し、該通電
端子３７は、筐体Ｈ₂ に設けられた図示しない回路パタ
ーンの通電コネクタ等に挿入される。

【００２２】図５は、第３実施例の主要部を示す部分模
式断面図であって、本実施例の走査光学装置Ｅ₃ は、半
導体チップ４１ａを有する半導体レーザ４１と、これを
保持するホルダ４２と、ホルダ４２の鏡筒部分４２ａに
装着されたコリメータレンズ４３と、コリメータレンズ
４３に保持された絞り４５と、半導体レーザ４１のレー
ザ駆動回路４４ａを内蔵する駆動回路ユニット４４を有
し、ホルダ４２は、図示しない回路パターンを有する基
台４２ｂと一体的に結合されている。

【００２３】レーザ駆動回路４４ａは第１実施例と同様
の超小形のレーザ駆動回路であり、部分的に透明な樹脂
材料で作られたパッケージ４６に密封されている。パッ
ケージ４６は半導体レーザ４１から発せられるレーザ光
Ｌ₃ の光路を４５°の傾斜角度で横切るハーフミラー４
６ａとともにホルダ４２と一体的に成形された張出し部
分４６ｂを有し、張出し部分４６ｂの内部には、ハーフ
ミラー４６ａに隣接してレーザ光検出手段であるフォト
ダイオード４８が埋込まれ、フォトダイオード４８は接
続配線４８ａによってレーザ駆動回路４４ａの制御手段
であるＡＰＣ装置に接続されている。半導体レーザ４１
の各リードピン４１ｃは、パッケージ４６の外へ引出さ
れた接続配線４４ｂによってレーザ駆動回路４４ａに接
続され、また、レーザ駆動回路４４ａの通電手段である
通電端子４７はパッケージ４６の表面に露出しており、
基台４２ｂの回路パターンにハンダ等により接続され
る。

【００２４】本実施例は、ハーフミラー４６ａを透過す
るレーザ光のほぼ光軸上にフォトダイオード４８を配設
することにより、半導体レーザ４１の発光量を極めて正
確にモニタすることができるとともに、図示上方に向け
て半導体レーザ４１から発せられたレーザ光Ｌ₃ をハー
フミラー４６ａによって水平方向に折曲げてコリメータ
レンズ４３に導くものであるため、半導体レーザ４１お
よび駆動回路ユニット４４を筐体Ｈ₃ の底壁に取付ける
ことができる。従って、走査光学装置全体の高さを縮小
するのに好都合である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００２６】半導体レーザを駆動するレーザ駆動回路の
取付けが簡単で、小形化が容易であるとともに、半導体
レーザの発光量を正確にモニタすることでその制御を改
善できる走査光学装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図２】図１の装置のレーザ駆動回路およびそのＡＰＣ
装置を説明する説明図である。

【図３】第１実施例の一変形例の主要部を示す部分模式
断面図である。

【図４】第２実施例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図５】第３実施例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図６】走査光学装置の全体を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，３１，４１半導体レーザ１ａ，３１ａ，４１ａ半導体チップ２，３２，４２ホルダ２ａ，３２ａ，４２ａ鏡筒部分３，３３，４３コリメータレンズ４，３４，４４駆動回路ユニット４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａレーザ駆動回路５，４５絞り６，２６，３６，４６パッケージ６ａ，３６ａ本体６ｂ，２６ｂ，３６ｂ，４６ｂ張出し部分７電源ケーブル８，２８，３８，４８フォトダイオード３７，４７通電端子４６ａハーフミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】書込み走査用のレーザ光を発生する半導
体レーザと、これを駆動する超小形のレーザ駆動回路
と、前記レーザ光の一部分を検出するレーザ光検出手段
と、該レーザ光検出手段の出力に基づいて前記レーザ駆
動回路を制御する制御手段からなり、前記レーザ駆動回
路と、前記レーザ光検出手段と、前記制御手段とが、樹
脂材料で作られた同一のパッケージに内蔵されているこ
とを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】パッケージの少くとも一部分が透明であ
ることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】パッケージの一部分がレーザ光の光学絞
りであることを特徴とする請求項１または２記載の走査
光学装置。
【請求項４】パッケージの一部分がレーザ光の光路に
突出し、受光手段または反射面を有することを特徴とす
る請求項２または３記載の走査光学装置。
【請求項５】半導体レーザが走査光学装置の筐体の底
壁に取付けられており、パッケージが、レーザ光の一部
分を反射し、他の部分を透過させる傾斜したハーフミラ
ーを有することを特徴とする請求項２または３記載の走
査光学装置。
【請求項６】レーザ光検出手段が、パッケージに埋込
まれた環状のフォトダイオードであることを特徴とする
請求項２または３記載の走査光学装置。
【請求項７】レーザ駆動回路の通電手段がパッケージ
とともに一体成形で作り込まれ、それらが走査光学装置
の筐体に設けられた回路パターンに通電コネクタを用い
て接続されることを特徴とする請求項１または２記載の
走査光学装置。
【請求項８】レーザ駆動回路と制御手段とレーザ光検
出手段がパッケージ内で同一の回路基板上に配置された
ことを特徴とする請求項１または２記載の走査光学装
置。
【請求項９】パッケージとそれらを支持するホルダを
紫外線硬化接着剤により固定したことを特徴とする請求
項２記載の走査光学装置。