JPH0951137A - Semiconductor-laser driving apparatus - Google Patents
Semiconductor-laser driving apparatusInfo
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- JPH0951137A JPH0951137A JP22101295A JP22101295A JPH0951137A JP H0951137 A JPH0951137 A JP H0951137A JP 22101295 A JP22101295 A JP 22101295A JP 22101295 A JP22101295 A JP 22101295A JP H0951137 A JPH0951137 A JP H0951137A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 戻り光に影響されずに、レーザー出力を安定
させる。
【構成】 半導体レーザー21の前方出射光は、セルフ
ォックレンズ22により光軸にほぼ平行光束Lとされ、
セルフォックレンズ22の出射面Zでの戻り光はリアモ
ニタ26によりモニタされる。戻り光可変機構25によ
り戻り光を調節し、不動点パワーでレーザー制御回路2
7により半導体レーザー21を定電流駆動することによ
り、戻り光が変化しても半導体レーザー21を一定の出
力で安定して動作する。
(57) [Summary] [Purpose] To stabilize the laser output without being affected by the returning light. The front emission light of the semiconductor laser 21 is made into a light flux L substantially parallel to the optical axis by a SELFOC lens 22,
The return light on the exit surface Z of the SELFOC lens 22 is monitored by the rear monitor 26. The return light variable mechanism 25 adjusts the return light, and the laser control circuit 2 uses the fixed point power.
By driving the semiconductor laser 21 with a constant current by means of 7, the semiconductor laser 21 operates stably with a constant output even if the returning light changes.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザーを
光源とする光学装置において、特に光学系から半導体レ
ーザーへの戻り光の問題を解決した半導体レーザー駆動
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device using a semiconductor laser as a light source, and more particularly to a semiconductor laser driving device which solves the problem of returning light from an optical system to the semiconductor laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザーを光源とする光学装置と
しては、レーザービームプリンタ等が良く知られてい
る。図6はレーザー走査光学系の従来の実施例の構成図
であり、半導体レーザーとこの半導体レーザーからの発
散光束を平行光束に変換するコリメータレンズから構成
されるレーザーユニット1の出射方向には、シリンドリ
カルレンズ2、ポリゴンミラー3が順次に配列され、こ
のポリゴンミラー3はポリゴンモータ4により回転され
ている。また、ポリゴンミラー3の反射方向には、結像
レンズ5、光検出器6、折曲ミラー7、感光ドラム8が
順次に配列されている。2. Description of the Related Art A laser beam printer or the like is well known as an optical device using a semiconductor laser as a light source. FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional embodiment of a laser scanning optical system, in which a laser unit 1 including a semiconductor laser and a collimator lens for converting a divergent light flux from the semiconductor laser into a parallel light flux has a cylindrical shape. A lens 2 and a polygon mirror 3 are sequentially arranged, and the polygon mirror 3 is rotated by a polygon motor 4. An imaging lens 5, a photodetector 6, a bending mirror 7 and a photosensitive drum 8 are sequentially arranged in the reflection direction of the polygon mirror 3.
【0003】なお、この結像レンズ5はポリゴンミラー
3の反射面と感光ドラム8の面とを副走査断面において
共役関係とし、ポリゴンミラー3の倒れ補正とfθレン
ズの機能を有し、光検出器6はレーザー光を走査するタ
イミングを検出するようになっている。The image forming lens 5 has a reflecting surface of the polygon mirror 3 and a surface of the photosensitive drum 8 in a conjugate relationship in the sub-scan section, has a function of tilt correction of the polygon mirror 3 and an fθ lens, and detects light. The device 6 is adapted to detect the timing of scanning the laser light.
【0004】レーザーユニット1からの平行光束は、シ
リンドリカルレンズ2で副走査方向に集光され、ポリゴ
ンミラー3の反射面上に線像が結像される。結像した線
像は、ポリゴンモータ4により矢印Aの方向に回転した
ポリゴンミラー3で主走査方向に偏向され、結像レンズ
5を通って折曲げミラー7で反射され、感光ドラム8上
を走査する。The parallel light beam from the laser unit 1 is condensed in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 2 and a line image is formed on the reflecting surface of the polygon mirror 3. The formed line image is deflected in the main scanning direction by the polygon mirror 3 rotated in the direction of arrow A by the polygon motor 4, passes through the imaging lens 5, is reflected by the bending mirror 7, and is scanned on the photosensitive drum 8. To do.
【0005】ここで、折曲ミラー7で反射されたレーザ
ー光が感光ドラム8の回転軸を通るように光路が設定さ
れていると、結像レンズ5の光軸付近を通るレーザー光
は感光ドラム8の表面で正反射し、戻り光がレーザーユ
ニット1の半導体レーザーの発光部に再入射してレーザ
ー出力を低下させる。レーザー出力が低下した走査領域
は感光ドラム8上で露光不良となってしまう。このよう
な戻り光に対して、従来においては折曲ミラー7で反射
されたレーザー光が感光ドラム8の回転軸から外れるよ
うに光路を設定することにより、正反射による戻り光を
回避している。Here, if the optical path is set so that the laser light reflected by the folding mirror 7 passes through the rotation axis of the photosensitive drum 8, the laser light passing near the optical axis of the imaging lens 5 will be the photosensitive drum. The light is specularly reflected on the surface of No. 8 and the returned light is re-incident on the light emitting portion of the semiconductor laser of the laser unit 1 to reduce the laser output. The scanning area where the laser output is reduced causes defective exposure on the photosensitive drum 8. With respect to such return light, conventionally, the return light due to specular reflection is avoided by setting the optical path so that the laser light reflected by the folding mirror 7 deviates from the rotation axis of the photosensitive drum 8. .
【0006】ところで、近年ではレーザービームプリン
タの低コスト化のために、レーザー走査光学系において
プラスチックレンズが多く採用されている。その中で、
レーザーユニット1に含まれるコリメータレンズにおい
ては、従来の平凸ガラスレンズの代りにセルフォックレ
ンズが多用されている。By the way, in recent years, in order to reduce the cost of a laser beam printer, a plastic lens is often used in a laser scanning optical system. inside that,
In the collimator lens included in the laser unit 1, a SELFOC lens is often used instead of the conventional plano-convex glass lens.
【0007】図7はセルフォックレンズを用いたレーザ
ーユニット1の説明図であり、半導体レーザー11に対
向して、円柱型のコリメータレンズとしてセルフォック
レンズ12が配列されている。また、半導体レーザ11
の後方には、レーザー素子に組み込まれたフォトダイオ
ードにより半導体レーザー11から後方出射するレーザ
ー光を検出するリアモニタ13が配列され、これらの半
導体レーザー11とリアモニタ13には、半導体レーザ
ー11を定出力駆動させるレーザー制御回路14が接続
されている。FIG. 7 is an explanatory view of a laser unit 1 using a SELFOC lens. A SELFOC lens 12 is arranged as a cylindrical collimator lens so as to face the semiconductor laser 11. In addition, the semiconductor laser 11
A rear monitor 13 for detecting laser light emitted backward from the semiconductor laser 11 by a photodiode incorporated in the laser element is arranged at the rear of the semiconductor laser 11, and the semiconductor laser 11 and the rear monitor 13 are driven at a constant output. The laser control circuit 14 is connected.
【0008】半導体レーザー11の前方出射光は、発散
光束としてセルフォックレンズ12に入射し、セルフォ
ックレンズ12の屈折率分布作用により光軸にほぼ平行
な光束Lとなって出射する。セルフォックレンズ12は
円柱型のため、出射面Zではレーザー光は垂直に出射
し、この出射面Zで内面反射したレーザー光は、同一光
路を通って半導体レーザー11のレーザー発光部に戻
る。The front emission light of the semiconductor laser 11 is incident on the SELFOC lens 12 as a divergent light flux, and is emitted as a light flux L substantially parallel to the optical axis due to the refractive index distribution action of the SELFOC lens 12. Since the SELFOC lens 12 has a cylindrical shape, the laser light is emitted perpendicularly on the emission surface Z, and the laser light internally reflected on the emission surface Z returns to the laser emitting portion of the semiconductor laser 11 through the same optical path.
【0009】この場合、感光ドラム8の正反射の問題と
事情が異なり、戻り光の発生は避けられず、この戻り光
がレーザー発光部に再入射するとレーザー出力が不安定
になり、感光ドラム8の正反射の場合と同じように、感
光ドラム8の露光不良の原因になる等の問題点がある。In this case, the situation is different from the problem of specular reflection of the photosensitive drum 8, and the generation of return light is unavoidable. When this return light is re-incident on the laser emitting portion, the laser output becomes unstable, and the photosensitive drum 8 is caused. Similar to the case of the regular reflection, there is a problem that it causes defective exposure of the photosensitive drum 8.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザーの特性
を戻り光に対して強化する方法には、従来から次の2つ
の方法が良く知られている。1つはコンパクトディスク
(CD)等の半導体レーザーに適用されている技術であ
る。この半導体レーザーはコンパクトディスクの再生専
用に使用されるため、レーザー出力は定格で3mW以下
と低く、構造的に半導体レーザーを1GHz程度の緩和
振動周波数で変調させ、自励発振型レーザーと呼ばれて
いる。Conventionally, the following two methods are well known as methods for enhancing the characteristics of a semiconductor laser against returned light. One is a technique applied to a semiconductor laser such as a compact disc (CD). Since this semiconductor laser is used only for reproducing compact discs, the laser output is low at a rated value of 3 mW or less, and the semiconductor laser is structurally modulated at a relaxation oscillation frequency of about 1 GHz and is called a self-excited oscillation type laser. There is.
【0011】このような高周波で動作させると、半導体
レーザーのスペクトルはマルチモード(縦多モード)と
なり、可干渉性が著しく低下して戻り光と結合しなくな
る。しかし、自励発振型レーザーは構造的に出力を大き
くすることが不可能なため、5mW程度の光出力を必要
とするレーザー走査光学系の光源としては出力不足で使
用することができない。When operated at such a high frequency, the spectrum of the semiconductor laser becomes multimode (longitudinal multimode), the coherence is remarkably reduced, and the semiconductor laser cannot be coupled with the returning light. However, since the self-excited oscillation type laser cannot structurally increase the output, it cannot be used as a light source of a laser scanning optical system requiring an optical output of about 5 mW due to insufficient output.
【0012】また、戻り光に対して強化する他の方法
は,記録可能な光ディスク装置等の半導体レーザーに適
用されている技術として知られている。光ディスクに記
録するには、少なくとも20mW以上の出力が必要なた
め、自励発振構造を使用することができないが、再生時
にはコンパクトディスク等と同様に戻り光に対して強化
する必要がある。Another method of strengthening the return light is known as a technique applied to a semiconductor laser such as a recordable optical disk device. Since an output of at least 20 mW or more is required for recording on an optical disc, a self-excited oscillation structure cannot be used, but at the time of reproduction, it is necessary to strengthen against return light like a compact disc.
【0013】このため、外部発振器により数百MHz程
度の高周波をレーザー駆動電流に重畳させ、半導体レー
ザーのスペクトルが擬似的にマルチモードになるように
している。この方法では、半導体レーザーを高周波変調
させるために新たに外部発振器が必要となって、部品点
数の増加によってレーザー走査光学系のコストアップに
なる。For this reason, a high frequency of about several hundred MHz is superimposed on the laser drive current by an external oscillator so that the spectrum of the semiconductor laser becomes pseudo multimode. In this method, an external oscillator is newly required for high frequency modulation of the semiconductor laser, and the cost of the laser scanning optical system increases due to an increase in the number of parts.
【0014】また、マルチビームレーザーを用いる場合
に、従来の半導体レーザーを高周波で駆動させる方法で
は、各半導体レーザーの高周波発振周波数の微妙な差か
らビート信号が発生し、レーザー出力が不安定になると
いう問題点がある。Further, in the case of using a multi-beam laser, in the conventional method of driving a semiconductor laser at a high frequency, a beat signal is generated due to a subtle difference in the high frequency oscillation frequency of each semiconductor laser, and the laser output becomes unstable. There is a problem.
【0015】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
レーザープリンタ等の半導体レーザー駆動装置におい
て、セルフォックレンズ等で生じた戻り光に対して経済
的な方法でレーザー出力を安定させる半導体レーザー駆
動装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser driving device such as a laser printer which stabilizes the laser output by an economical method against return light generated by a SELFOC lens or the like.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第1発明に係る半導体レーザー駆動装置は、シング
ルモードで発光する半導体レーザーと、該半導体レーザ
ーの出射光の一部を受光するセンサと、前記半導体レー
ザーを制御するレーザー制御回路とを有し、前記半導体
レーザーは外部光学系からの戻り光と結合しても出力変
動が10%以下となる所定の発光出力で制御することを
特徴とする。A semiconductor laser driving device according to a first aspect of the present invention for achieving the above object is a semiconductor laser that emits light in a single mode, and a sensor that receives a part of light emitted from the semiconductor laser. And a laser control circuit for controlling the semiconductor laser, wherein the semiconductor laser is controlled by a predetermined light emission output such that the output fluctuation is 10% or less even when combined with the return light from the external optical system. And
【0017】第2発明に係る半導体レーザー駆動装置
は、シングルモードで発光する半導体レーザーと、該半
導体レーザーの出射光の一部を受光するセンサと、前記
半導体レーザーを制御するレーザー制御回路とを有し、
該半導体レーザー駆動装置と前記半導体レーザーを光源
部とした光学装置は光量調節手段を備え、前記半導体レ
ーザーは外部光学系からの戻り光と結合しても出力変動
が10%以下となる所定の発光出力で制御することを特
徴とする。A semiconductor laser driving device according to a second aspect of the present invention includes a semiconductor laser that emits light in a single mode, a sensor that receives a part of light emitted from the semiconductor laser, and a laser control circuit that controls the semiconductor laser. Then
The semiconductor laser driving device and the optical device using the semiconductor laser as a light source unit are provided with a light quantity adjusting means, and the semiconductor laser has a predetermined light emission in which the output fluctuation is 10% or less even when combined with the return light from the external optical system. It is characterized by being controlled by output.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図5に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1はレーザーユニット
に関する第1の実施例の構成図を示し、半導体レーザー
21の前方に、コリメータレンズとして円柱型のセルフ
ォックレンズ22、可変NDフィルタ23、コーナーキ
ューブ24が順次に配列され、可変NDフィルタ23、
コーナーキューブ24により戻り光を変化させる戻り光
可変機構25が構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment relating to a laser unit. In front of a semiconductor laser 21, a cylindrical SELFOC lens 22 as a collimator lens, a variable ND filter 23, and a corner cube 24 are sequentially arranged, and variable. ND filter 23,
The corner cube 24 constitutes a return light variable mechanism 25 that changes the return light.
【0019】また、半導体レーザー21の後方には、レ
ーザー素子に組み込まれたフォトダイオードにより半導
体レーザー21から後方出射するレーザー光量を検出す
るリアモニタ26が配列され、これらの半導体レーザー
21とリアモニタ26には、半導体レーザー21を定出
力駆動させるレーザー制御回路27が接続されている。A rear monitor 26 for detecting the amount of laser light emitted backward from the semiconductor laser 21 is arranged behind the semiconductor laser 21 by a photodiode incorporated in the laser element, and these semiconductor laser 21 and rear monitor 26 are arranged in the rear monitor 26. A laser control circuit 27 for driving the semiconductor laser 21 at a constant output is connected.
【0020】半導体レーザー21の前方出射光は、発散
光束としてセルフォックレンズ22に入射し、セルフォ
ックレンズ22の屈折率分布作用により光軸にほぼ平行
な光束Lとなって出射する。セルフォックレンズ22は
円柱型のため出射面Zではレーザー光は垂直に出射し、
この出射面Zで内面反射したレーザー光は、同一光路を
通って半導体レーザー21のレーザー発光部に戻る。戻
り光がレーザー発光部に再入射すると、半導体レーザー
21のP−I特性(光出力−電流特性)は、図2の破線
に示すように変化する。The forward emission light of the semiconductor laser 21 enters the SELFOC lens 22 as a divergent light flux, and is emitted as a light flux L substantially parallel to the optical axis due to the refractive index distribution action of the SELFOC lens 22. Since the SELFOC lens 22 is a cylindrical type, the laser light is emitted vertically on the emission surface Z,
The laser light internally reflected by the emission surface Z returns to the laser emitting portion of the semiconductor laser 21 through the same optical path. When the returning light is re-incident on the laser emitting portion, the P-I characteristic (optical output-current characteristic) of the semiconductor laser 21 changes as shown by the broken line in FIG.
【0021】図2において、横軸はレーザー駆動電流を
示し、縦軸はレーザー出力を示している。また、実線X
は戻り光が少ないときの状態を定性的に示し、点線Yは
戻り光が多いときの状態を示している。戻り光がレーザ
ー発光部に再入射すると、レーザー共振器の内部では戻
り光の光量に比例した誘導放出が発生し、半導体レーザ
ー21の発振開始電流に寄与するため、戻り光の光量が
多いほど閾値電流が小さくなる。また、戻り光がレーザ
ー発光部に再入射するということは、レーザー光出射端
面の実効的反射率が増加することを意味する。つまり、
このレーザー光出射端面では、出力である透過光に対し
て戻り光の分だけ内部反射とみなされる光量が増えるた
め、実効的反射率が増加することになりレーザー発光効
率は小さくなる。In FIG. 2, the horizontal axis represents the laser drive current and the vertical axis represents the laser output. Also, the solid line X
Indicates qualitatively the state when the returning light is small, and the dotted line Y indicates the state when the returning light is large. When the return light is re-incident on the laser emitting portion, stimulated emission is generated inside the laser resonator in proportion to the light amount of the return light, and contributes to the oscillation start current of the semiconductor laser 21. The current becomes smaller. Further, the fact that the returning light is re-incident on the laser emitting portion means that the effective reflectance of the laser light emitting end face increases. That is,
At this laser light emitting end face, the amount of light that is regarded as internal reflection is increased by the amount of return light with respect to the transmitted light that is the output, so the effective reflectance increases and the laser emission efficiency decreases.
【0022】このため、実線Xと点線Yとを比較する
と、戻り光の多い状態の点線Yは、戻り光の少ない状態
の実線Xよりもレーザー発光効率が悪く直線の傾きが小
さくなり、レーザー発振開始電流である閾値電流はIbと
なり、点線Xの閾値電流Icよりも小さくなっている。こ
のようなレーザー特性に着目すると、戻り光が変化して
もP−I特性は或る一点で必ず交差する。この点を不動
点パワーPoと呼ぶことにする。この不動点パワーPoの近
傍で半導体レーザー21を発光させれば、戻り光が変化
してもレーザー出力はほぼ一定になり、光出力変動の許
容とされる10%以下に安定させることができる。Therefore, when the solid line X and the dotted line Y are compared, the dotted line Y in the state of a large amount of returning light is inferior in laser emission efficiency to the solid line X in a state of a small amount of returning light, and the slope of the straight line becomes smaller, resulting in laser oscillation. The threshold current, which is the starting current, is Ib, which is smaller than the threshold current Ic on the dotted line X. Focusing on such a laser characteristic, the PI characteristic always crosses at a certain point even if the return light changes. This point is called fixed point power Po. If the semiconductor laser 21 is caused to emit light in the vicinity of the fixed point power Po, the laser output becomes substantially constant even if the return light changes, and the output power can be stabilized at 10% or less, which is allowed.
【0023】次に、不動点パワーの求め方について説明
すると、図2において戻り光が実線Xの状態のとき、レ
ーザー制御回路27により半導体レーザー21を動作電
流Iaで定電流動作させるとレーザー出力はPaとなる。可
変NDフィルタ23の透過率を上げ、戻り光を増加して
点線Yの状態にすると、レーザー出力はPbまで低下す
る。戻り光の増加に対してレーザー出力が低下する場合
は、レーザー出力の差(Pb−Pa)の符号が負となり、動
作電流をIoまで下げて不動点パワーPoに近付ける必要が
ある。Next, how to obtain the fixed point power will be explained. When the return light is in the state of the solid line X in FIG. 2, when the laser control circuit 27 operates the semiconductor laser 21 at the constant current Ia, the laser output is obtained. Pa. When the transmittance of the variable ND filter 23 is increased and the returned light is increased to the state of the dotted line Y, the laser output drops to Pb. When the laser output decreases as the return light increases, the sign of the laser output difference (Pb-Pa) becomes negative, and it is necessary to reduce the operating current to Io to bring it closer to the fixed point power Po.
【0024】逆に、戻り光の増加に対してレーザー出力
が増加する場合には、レーザー出力の差(Pb−Pa)の符
号が正となり、動作電流をIoまで上げて不動点パワーPo
に近付ける必要がある。このように、レーザー出力の差
(Pb−Pa)の符号と絶対値に着目すれば、不動点パワー
Poは容易に見付けることができ、不動点パワーで半導体
レーザー21を制御することができる。On the contrary, when the laser output increases as the return light increases, the sign of the laser output difference (Pb-Pa) becomes positive, and the operating current is raised to Io to increase the fixed point power Po.
Need to be closer to. Thus, focusing on the sign and absolute value of the laser output difference (Pb-Pa), the fixed point power
Po can be easily found and the semiconductor laser 21 can be controlled by the fixed point power.
【0025】半導体レーザー21とセルフォックレンズ
22で構成するレーザーユニットの出力を環境温度変化
に対しても不動点パワーで一定に保つには、不動点パワ
ーに相当するリアモニタ26の出力が一定になるように
レーザー制御回路27を動作させる。In order to keep the output of the laser unit composed of the semiconductor laser 21 and the SELFOC lens 22 constant at the fixed point power even with environmental temperature changes, the output of the rear monitor 26 corresponding to the fixed point power becomes constant. Thus, the laser control circuit 27 is operated.
【0026】このようにして、半導体レーザー21の不
動点パワーPoを検出し、この所定の出力でレーザー制御
することにより、戻り光が存在したり環境温度が変化し
ても、常に半導体レーザー21を一定の出力で動作させ
安定させることができる。In this way, by detecting the fixed point power Po of the semiconductor laser 21 and controlling the laser with this predetermined output, the semiconductor laser 21 is always operated even if there is a returning light or the environmental temperature changes. It can be operated with a constant output and stabilized.
【0027】図3は図1に示すレーザーユニットをレー
ザー走査光学系に適用した構成図を示し、レーザーユニ
ット31の出射方向には、可変NDフィルタ23等の光
量調節手段32、シリンドリカルレンズ33、ポリゴン
ミラー34が順次に配列され、このポリゴンミラー34
はモータ35により回転されている。また、ポリゴンミ
ラー34の反射方向には、結像レンズ36、光検出器3
7、折曲ミラー38、感光ドラム39が順次に配列さ
れ、この結像レンズ36はポリゴンミラー34の反射面
と感光ドラム39の面とを副走査断面において共役関係
とし、ポリゴンミラー34の倒れ補正とfθレンズの機
能を有し、光検出器37はレーザー光を走査するタイミ
ングを検出するようになっている。FIG. 3 is a block diagram in which the laser unit shown in FIG. 1 is applied to a laser scanning optical system. In the emitting direction of the laser unit 31, a light quantity adjusting means 32 such as a variable ND filter 23, a cylindrical lens 33 and a polygon. The mirrors 34 are arranged in sequence and the polygon mirror 34
Is rotated by a motor 35. Further, in the reflection direction of the polygon mirror 34, the imaging lens 36 and the photodetector 3
7, a bending mirror 38, and a photosensitive drum 39 are sequentially arranged, and the imaging lens 36 makes the reflecting surface of the polygon mirror 34 and the surface of the photosensitive drum 39 a conjugate relationship in the sub-scanning cross section to correct the tilt of the polygon mirror 34. And the function of the fθ lens, the photodetector 37 detects the timing of scanning the laser light.
【0028】レーザーユニット31からの平行光束は、
シリンドリカルレンズ33で副走査方向に集光され、ポ
リゴンミラー34の反射面上に線像が結像される。結像
した線像は、モータ35により矢印Aの方向に回転する
ポリゴンミラー34で主走査方向に偏向され、結像レン
ズ36、光検出器37を通って折曲げミラー38で反射
され、感光ドラム39上を走査する。The parallel luminous flux from the laser unit 31 is
It is condensed in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 33, and a line image is formed on the reflecting surface of the polygon mirror 34. The formed line image is deflected by the motor 35 in the main scanning direction by the polygon mirror 34 rotating in the direction of arrow A, passes through the imaging lens 36 and the photodetector 37, is reflected by the bending mirror 38, and is reflected by the photosensitive drum. Scan over 39.
【0029】レーザーユニット31から出射されるレー
ザー光は、図1に示すレーザー制御回路27により不動
点パワーで制御されており、戻り光に対しては安定した
出力を維持するが、このままでは感光ドラム39上で必
要とされる出力を越えてしまう。そのため、不動点パワ
ーで制御されたレーザー光を光量調節手段32により感
光ドラム39上の適正な出力に合わせると、戻り光に対
して安定した所望の出力を感光ドラム39上に供給する
ことができる。The laser light emitted from the laser unit 31 is controlled at a fixed point power by the laser control circuit 27 shown in FIG. 1 and maintains a stable output with respect to the returning light. It will exceed the output required on 39. Therefore, when the laser light controlled by the fixed point power is adjusted to an appropriate output on the photosensitive drum 39 by the light amount adjusting means 32, a stable and desired output for the return light can be supplied to the photosensitive drum 39. .
【0030】なお、光量調節手段32はレーザーユニッ
ト31から感光ドラム39までの光路において、光量を
減衰させる手段であればよく、NDフィルタと同等の効
果を発揮する例えば偏光フィルタを用いれば、可変ND
フィルタ23と同等の効果があり光量調節の自由度が増
す。The light quantity adjusting means 32 may be any means for attenuating the light quantity in the optical path from the laser unit 31 to the photosensitive drum 39. For example, if a polarization filter is used which exhibits the same effect as an ND filter, a variable ND can be used.
The effect is the same as that of the filter 23, and the degree of freedom in adjusting the light amount increases.
【0031】また、光量を調節する量がほぼ決まってい
れば、他の光学素子の透過率を予め下げるなどして、新
たな部品を追加しなくてもよい。通常では、光学部品の
透過率は無反射コーティングを施し95%以上の透過率
を確保しているが、本実施例ではほぼ90%以下の透過
率にした光学部品を配列することにより、光量調節を実
現することができる。If the amount of light to be adjusted is substantially determined, it is not necessary to add new parts by, for example, lowering the transmittance of other optical elements in advance. Normally, a non-reflection coating is applied to the optical components to secure a transmissivity of 95% or more. However, in the present embodiment, the optical amount is adjusted by arranging the optical components having a transmissivity of approximately 90% or less. Can be realized.
【0032】図4はエレーザーユニットの第2の実施例
の構成図であり、第1の実施例とほぼ同様の構成である
が、セルフォックレンズ22と戻り光可変機構25との
間にハーフミラー41が配列され前方光束を強度分割
し、その一部をフォトダイオード等のフロントモニタ4
2で検出しモニタするようになっている。また、このフ
ロントモニタ42の出力はレーザー制御回路27に接続
され、図1に示すリアモニタ26は用いられていない。FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment of the eraser unit, which has almost the same configuration as that of the first embodiment, except that a half-space is provided between the SELFOC lens 22 and the return light variable mechanism 25. Front mirrors 4 such as photodiodes are provided with mirrors 41 that are arranged to divide the front light flux into intensity divisions.
It is designed to detect and monitor in 2. The output of the front monitor 42 is connected to the laser control circuit 27, and the rear monitor 26 shown in FIG. 1 is not used.
【0033】第1の実施例においては、戻り光がレーザ
ー発光部に再入射した場合に、前方出射端面の実効反射
率は変化するが、後方出射端面の実効反射率は変化せ
ず、レーザー発光部の前方と後方の出射光量比は戻り光
量によって変化する。そのため、レーザー発光部の後方
の光量をモニタしても、前方の発光量を正確に検出して
いるとは云えない。しかし、図4に示すように戻り光と
結合する前方のレーザー光の一部をフロントモニタ42
によりモニタすれば、図1に示すリアモニタ26に比べ
て一層精度の高いレーザー出力の制御を実現することが
できる。In the first embodiment, when the returning light is re-incident on the laser emitting portion, the effective reflectance of the front emission end face changes, but the effective reflectance of the rear emission end face does not change, and the laser emission The ratio of the amount of emitted light in the front and the rear of the part changes depending on the amount of returned light. Therefore, even if the amount of light behind the laser emitting portion is monitored, it cannot be said that the amount of light emitted ahead is accurately detected. However, as shown in FIG.
With this, it is possible to realize more accurate control of the laser output as compared with the rear monitor 26 shown in FIG.
【0034】更に、図3に示すレーザー走査光学系にお
いて、フロントモニタ42を用いたレーザーユニットを
レーザーユニット31として配置すれば、半導体レーザ
ー21の前方出射光を直接モニタすることができるた
め、レーザー走査光学系のレーザー出力を一層安定する
ことができる。Further, in the laser scanning optical system shown in FIG. 3, if the laser unit using the front monitor 42 is arranged as the laser unit 31, the front emission light of the semiconductor laser 21 can be directly monitored, so that the laser scanning is performed. The laser output of the optical system can be further stabilized.
【0035】また、半導体レーザー21の発光点はセル
フォックレンズ22の焦点位置になるように調節されて
いるが、不動点パワーを調べる簡便な方法として、この
セルフォックレンズ22の位置を光軸方向に僅かにずら
すとよい。焦点外れを起こせば、セルフォックレンズ2
2の出射光束は発散光束又は収束光束となり、セルフォ
ックレンズ22の出射面Zからの戻り光量が急激に変化
する。The light emitting point of the semiconductor laser 21 is adjusted so as to be at the focal position of the SELFOC lens 22, but as a simple method for examining the fixed point power, the SELFOC lens 22 is positioned at the optical axis direction. It is good to shift it slightly. If out of focus, SELFOC lens 2
The emitted light flux of No. 2 becomes a divergent light flux or a convergent light flux, and the amount of light returned from the exit surface Z of the SELFOC lens 22 suddenly changes.
【0036】定電流動作をさせて焦点外れによって戻り
光が減少し、レーザー出力が増加する場合には、動作電
流を下げて不動点パワーに近付ける。また、レーザー出
力が減少する場合には、動作電流を増加させて不動点パ
ワーに近付ける。この方法では、戻り光を変化させるた
めの戻り光可変機構25を必要とせず、セルフォックレ
ンズ22の位置調整のときに同時に行うことができる。
特に、セルフォックレンズ22の出射面Zからの戻り光
が十分大きいときに有効な方法である。When the constant current operation is performed and the returning light is decreased due to the defocus, and the laser output is increased, the operation current is decreased to approach the fixed point power. When the laser output decreases, the operating current is increased to bring it closer to the fixed point power. In this method, the return light variable mechanism 25 for changing the return light is not required, and the position adjustment of the SELFOC lens 22 can be performed simultaneously.
In particular, this method is effective when the return light from the exit surface Z of the SELFOC lens 22 is sufficiently large.
【0037】図5は半導体レーザーに2ビームのマルチ
ビームレーザー51を用いたレーザーユニットに関する
第3の実施例の構成図を示し、マルチビームレーザー5
1の前方に円柱型のコリメータレンズのセルフォックレ
ンズ52、ハーフミラー53が順次に配列され、このハ
ーフミラー53の反射方向には、集光レンズ54、並列
された2分割フォトダイオード55a、55bが配列さ
れている。また、この2分割フォトダイオード55a、
55bとマルチビームレーザー51には、アレイレーザ
ー制御回路56が接続されている。なお、マルチビーム
レーザー51は同一基板上にモノリシックに2つの半導
体レーザーが形成された2ビームのマルチビームレーザ
ーであり、それぞれ独立した電極を備えることにより個
別に動作することができる。FIG. 5 is a block diagram of a third embodiment of a laser unit using a two-beam multi-beam laser 51 as a semiconductor laser.
1, a selfoc lens 52, which is a cylindrical collimator lens, and a half mirror 53 are sequentially arranged. In the reflection direction of the half mirror 53, a condenser lens 54 and two parallel-divided photodiodes 55a and 55b are arranged. It is arranged. In addition, the two-division photodiode 55a,
An array laser control circuit 56 is connected to the 55b and the multi-beam laser 51. The multi-beam laser 51 is a two-beam multi-beam laser in which two semiconductor lasers are monolithically formed on the same substrate, and can be individually operated by providing independent electrodes.
【0038】マルチビームレーザー51から出射した2
つのレーザー光は、セルフォックレンズ52でそれぞれ
コリメートされ2つの平行光束Lとなり、ハーフミラー
53で反射され、集光レンズ54によって2分割フォト
ダイオードの受光面55a、55bに集光される。これ
らの2分割フォトダイオード55a、55bの出力信号
は、2つのレーザー光のモニタ出力としてアレイレーザ
ー制御回路56に出力され、それぞれのAPC回路で制
御される。2 emitted from the multi-beam laser 51
The two laser beams are collimated by the SELFOC lens 52 into two parallel light fluxes L, reflected by the half mirror 53, and condensed by the condenser lens 54 on the light receiving surfaces 55a and 55b of the two-divided photodiodes. The output signals of the two-divided photodiodes 55a and 55b are output to the array laser control circuit 56 as monitor outputs of the two laser beams, and controlled by the respective APC circuits.
【0039】2つのレーザー光は互いに干渉することが
ないので、それぞれの戻り光は再びマルチビームレーザ
ー51のそれぞれのレーザー発光部に再入射し、それぞ
れのP−I特性が変化して不動点パワーを見付けること
ができる。このため、2つのレーザー光の不動点パワー
は、第1の実施例と同様な方法で求めることができる。Since the two laser lights do not interfere with each other, the respective return lights are re-incident on the respective laser emitting portions of the multi-beam laser 51, the respective P-I characteristics are changed, and the fixed point power is changed. Can be found. Therefore, the fixed point powers of the two laser beams can be obtained by the same method as in the first embodiment.
【0040】また、2つの半導体レーザーは同一基板上
に形成されるため、同一の過程で製造されておりばらつ
きが極めて小さいと考えられ、2つの半導体レーザーの
特性は良く一致し不動点パワーもほぼ同じ値と見做すこ
とができる。Further, since the two semiconductor lasers are formed on the same substrate, they are manufactured in the same process and it is considered that the variations are extremely small. The characteristics of the two semiconductor lasers are well matched and the fixed point power is almost the same. It can be regarded as the same value.
【0041】図3に示すレーザーユニット31として、
図5に示すレーザーユニットを配置すると、感光ドラム
39上には2つのスポットが形成され、1回の偏向走査
で2行処理することができ、例えばレーザープリンタ装
置では2倍に高速化することができる。2つの半導体レ
ーザーはほぼ同じ不動点パワーで制御されるので、共通
の光量調節手段32を経て、感光ドラム39上では所望
の出力に調節することができる。As the laser unit 31 shown in FIG.
When the laser unit shown in FIG. 5 is arranged, two spots are formed on the photosensitive drum 39, and two lines can be processed by one deflection scan. For example, in a laser printer, the speed can be doubled. it can. Since the two semiconductor lasers are controlled with almost the same fixed point power, they can be adjusted to a desired output on the photosensitive drum 39 via the common light amount adjusting means 32.
【0042】このようにマルチビームレーザーを不動点
パワーで制御し、光量調節手段と共に使用すれば、光学
装置の必要とする出力を戻り光の存在に関係なく安定さ
せることができる。しかも、半導体レーザーを高周波で
駆動させないため、高周波発振器等の新たな部品を必要
とせず、マルチビームレーザー固有の問題である2ビー
ムの高周波がビートを起こす問題等もなくなり、経済的
に優れたレーザー制御を実現することができる。By thus controlling the multi-beam laser with the fixed point power and using it together with the light quantity adjusting means, the output required by the optical device can be stabilized irrespective of the presence of the returning light. Moreover, since the semiconductor laser is not driven at a high frequency, new parts such as a high-frequency oscillator are not required, and the problem of the high frequency of two beams causing a beat, which is a problem peculiar to a multi-beam laser, is eliminated, and an economically excellent laser Control can be realized.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明したように第1発明に係る半導
体レーザー駆動装置は、戻り光に対する半導体レーザー
のP−I特性の変化を利用し、戻り光に影響されない所
定の発光出力で半導体レーザー制御するため、セルフォ
ックレンズを用いても特別な手段を必要とせず、レーザ
ー出力を安定することができる。As described above, the semiconductor laser driving device according to the first aspect of the invention uses the change in the P-I characteristic of the semiconductor laser with respect to the returning light, and controls the semiconductor laser with a predetermined light emission output which is not affected by the returning light. Therefore, even if the SELFOC lens is used, the laser output can be stabilized without requiring any special means.
【0044】第2発明に係る半導体レーザー駆動装置
は、光学装置に適用する場合に光量調節手段と組み合わ
せることによって所望のレーザー出力を提供することが
できるため、戻り光が発生する全てのレーザー光学系に
対して低コストで半導体レーザーの安定制御を実現し、
光学装置の性能、信頼性を高めることができる。The semiconductor laser driving device according to the second aspect of the present invention can provide a desired laser output by being combined with a light quantity adjusting means when applied to an optical device, so that all laser optical systems that generate return light can be provided. Achieved stable control of semiconductor laser at low cost,
The performance and reliability of the optical device can be improved.
【0045】また、マルチビームレーザーにレーザー制
御回路を適用することにより、高周波発生手段を必要と
せず、マルチビームレーザーの固有の問題であるレーザ
ー間の高周波によるビート信号の発生等の問題もなくな
り、低コストで信頼性に優れたレーザー制御を実現する
ことができる。Further, by applying the laser control circuit to the multi-beam laser, there is no need for a high-frequency generating means, and there is no problem inherent in the multi-beam laser such as generation of a beat signal due to high frequency between lasers. It is possible to realize highly reliable laser control at low cost.
【図1】第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
【図2】戻り光に対する半導体レーザーのP−I特性図
である。FIG. 2 is a PI characteristic diagram of a semiconductor laser with respect to return light.
【図3】レーザー駆動装置を光学装置に適用した場合の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram when a laser driving device is applied to an optical device.
【図4】第2の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment.
【図5】第3の実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment.
【図6】従来例のレーザー走査光学系の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional laser scanning optical system.
【図7】レーザー駆動装置の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a laser driving device.
21 半導体レーザー 22、52 セルフォックレンズ 23 可変NDフィルタ 24 コーナーキューブ 25 戻り光可変機構 26 リアモニタ 27 レーザー制御回路 31 レーザーユニット 33 光量調節手段 34 ポリゴンミラー 39 感光ドラム 42 フロントモニタ 51 マルチビームレーザー 55a、55b 2分割フォトダイオード 56 アレイレーザー制御回路 21 semiconductor laser 22, 52 selfoc lens 23 variable ND filter 24 corner cube 25 return light variable mechanism 26 rear monitor 27 laser control circuit 31 laser unit 33 light quantity adjusting means 34 polygon mirror 39 photosensitive drum 42 front monitor 51 multi-beam laser 55a, 55b 2-division photodiode 56 array laser control circuit
Claims (4)
ーと、該半導体レーザーの出射光の一部を受光するセン
サと、前記半導体レーザーを制御するレーザー制御回路
とを有し、前記半導体レーザーは外部光学系からの戻り
光と結合しても出力変動が10%以下となる所定の発光
出力で制御することを特徴とする半導体レーザー駆動装
置。1. A semiconductor laser that emits light in a single mode, a sensor that receives a part of the emitted light of the semiconductor laser, and a laser control circuit that controls the semiconductor laser, wherein the semiconductor laser is an external optical system. A semiconductor laser driving device characterized in that it is controlled by a predetermined light emission output such that the output fluctuation is 10% or less even when combined with the return light from.
のレーザーが形成された独立駆動が可能なマルチビーム
レーザーとした請求項1に記載のレーザー駆動装置。2. The laser driving device according to claim 1, wherein the semiconductor laser is a multi-beam laser in which a plurality of lasers are formed on the same substrate and which can be independently driven.
ーと、該半導体レーザーの出射光の一部を受光するセン
サと、前記半導体レーザーを制御するレーザー制御回路
とを有し、該半導体レーザー駆動装置と前記半導体レー
ザーを光源部とした光学装置は光量調節手段を備え、前
記半導体レーザーは外部光学系からの戻り光と結合して
も出力変動が10%以下となる所定の発光出力で制御す
ることを特徴とする半導体レーザー駆動装置。3. A semiconductor laser driving device comprising: a semiconductor laser that emits light in a single mode; a sensor that receives a part of light emitted from the semiconductor laser; and a laser control circuit that controls the semiconductor laser. An optical device using a semiconductor laser as a light source section is provided with a light quantity adjusting means, and the semiconductor laser is controlled by a predetermined light emission output such that an output fluctuation is 10% or less even when combined with a return light from an external optical system. Semiconductor laser drive device.
のレーザーが形成された独立駆動が可能なマルチビーム
レーザーとした請求項3に記載のレーザー駆動装置。4. The laser driving device according to claim 3, wherein the semiconductor laser is a multi-beam laser in which a plurality of lasers are formed on the same substrate and which can be independently driven.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22101295A JPH0951137A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Semiconductor-laser driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22101295A JPH0951137A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Semiconductor-laser driving apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0951137A true JPH0951137A (en) | 1997-02-18 |
Family
ID=16760101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22101295A Pending JPH0951137A (en) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | Semiconductor-laser driving apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0951137A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008294447A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Heidelberger Druckmas Ag | Method for protecting laser from damage by undesirable light entering into resonator |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP22101295A patent/JPH0951137A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008294447A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Heidelberger Druckmas Ag | Method for protecting laser from damage by undesirable light entering into resonator |
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