JP2003069004A - 半導体光検出器及び光照射タイミング検出器 - Google Patents
半導体光検出器及び光照射タイミング検出器Info
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- JP2003069004A JP2003069004A JP2001256733A JP2001256733A JP2003069004A JP 2003069004 A JP2003069004 A JP 2003069004A JP 2001256733 A JP2001256733 A JP 2001256733A JP 2001256733 A JP2001256733 A JP 2001256733A JP 2003069004 A JP2003069004 A JP 2003069004A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正確なタイミング検出を行うことが可能な光
検出器及びこのような光検出器を用いた光照射タイミン
グ検出器を提供することを目的とする。 【解決手段】 第1、第2、第3光感応領域PD1,P
D2,PD3が、レーザビームの走査方向、すなわち、
X方向に沿って順番に配置されている。光感応領域PD
1、PD2の境界線BL12、光感応領域PD2、PD
3の境界線BL23は、一方がX方向と直交し、他方が
X方向と斜めに交差している。第1及び第3光感応領域
PD1,PD3は同一半導体基板内に接続領域PD13
を介して電気的に接続されており、その出力は各光感応
領域PD1,PD3からの出力の和となる。このような
光照射タイミング検出器はカラーレーザビームプリンタ
等に搭載可能である。
検出器及びこのような光検出器を用いた光照射タイミン
グ検出器を提供することを目的とする。 【解決手段】 第1、第2、第3光感応領域PD1,P
D2,PD3が、レーザビームの走査方向、すなわち、
X方向に沿って順番に配置されている。光感応領域PD
1、PD2の境界線BL12、光感応領域PD2、PD
3の境界線BL23は、一方がX方向と直交し、他方が
X方向と斜めに交差している。第1及び第3光感応領域
PD1,PD3は同一半導体基板内に接続領域PD13
を介して電気的に接続されており、その出力は各光感応
領域PD1,PD3からの出力の和となる。このような
光照射タイミング検出器はカラーレーザビームプリンタ
等に搭載可能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体光検出器及
び光照射タイミング検出器に関する。
び光照射タイミング検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】本願発明者らは、レーザプリンタ等に用
いられる光検出器及び光検出器の出力に基づいてレーザ
ビームの照射タイミングを検出する照射タイミング検出
器の開発を行ってきた。
いられる光検出器及び光検出器の出力に基づいてレーザ
ビームの照射タイミングを検出する照射タイミング検出
器の開発を行ってきた。
【0003】図10は、多分割ホトダイオードを備えた
照射タイミング検出器の説明図である。なお、図11
は、集積回路IC1及び集積回路IC2から出力される
信号のタイミングチャートである。図中におけるIC1
出力とは集積回路IC1の出力を示し、IC2出力とは
集積回路IC2の出力を示し、これらの出力の立ち下が
りエッジ間のパルス幅T2を有する出力をIC1+IC
2出力として示す。
照射タイミング検出器の説明図である。なお、図11
は、集積回路IC1及び集積回路IC2から出力される
信号のタイミングチャートである。図中におけるIC1
出力とは集積回路IC1の出力を示し、IC2出力とは
集積回路IC2の出力を示し、これらの出力の立ち下が
りエッジ間のパルス幅T2を有する出力をIC1+IC
2出力として示す。
【0004】図10に示すようなレーザビーム走査にお
いて、ホトダイオードPD1、PD2と集積回路IC1
を用いて、まず、レーザビーム同期検出用出力信号P
(1st)を検出し(IC1出力)、その後、正方形
(もしくは長方形)の対角線に沿って主走査方向に対し
て斜めに2分割されたホトダイオードPD3,PD4と
集積回路IC2を用いてレーザビーム走査位置検出用出
力信号P(2nd)を検出する(IC2出力)。また、
図10のPD1を省略してPD2とPD3でIC1出力
を得る方法が、特開平11−212004号公報に記載
されている。
いて、ホトダイオードPD1、PD2と集積回路IC1
を用いて、まず、レーザビーム同期検出用出力信号P
(1st)を検出し(IC1出力)、その後、正方形
(もしくは長方形)の対角線に沿って主走査方向に対し
て斜めに2分割されたホトダイオードPD3,PD4と
集積回路IC2を用いてレーザビーム走査位置検出用出
力信号P(2nd)を検出する(IC2出力)。また、
図10のPD1を省略してPD2とPD3でIC1出力
を得る方法が、特開平11−212004号公報に記載
されている。
【0005】上述のような検出器においては、レーザビ
ーム同期検出用出力信号P(1st)と、レーザビーム
走査位置検出用出力信号P(2nd)とを得ることがで
き、上記と同様に出力信号(IC1+IC2出力)の立
ち上がりエッジを同期信号とし、この信号のパルス幅T
2を副走査方向のずれ量として用いることができる。
ーム同期検出用出力信号P(1st)と、レーザビーム
走査位置検出用出力信号P(2nd)とを得ることがで
き、上記と同様に出力信号(IC1+IC2出力)の立
ち上がりエッジを同期信号とし、この信号のパルス幅T
2を副走査方向のずれ量として用いることができる。
【0006】以下、これらの信号の取得について詳説す
る。
る。
【0007】まず、同期検出用出力信号P(1st)の
検出について詳説説明する。
検出について詳説説明する。
【0008】図12は、上述の同期検出用出力を得るた
めの2分割ホトダイオードPD1,PD2を備えた照射
タイミング検出器の説明図である。なお、図13は、こ
のホトダイオードPD1,PD2の出力信号ch1,c
h2と、これを処理する集積回路ICからの出力信号O
UTのタイミングチャートである。このタイプの照射タ
イミング検出器は高精度の同期タイミング検出を行うこ
とができる。換言すれば、検出されるタイミング変動は
少ない。
めの2分割ホトダイオードPD1,PD2を備えた照射
タイミング検出器の説明図である。なお、図13は、こ
のホトダイオードPD1,PD2の出力信号ch1,c
h2と、これを処理する集積回路ICからの出力信号O
UTのタイミングチャートである。このタイプの照射タ
イミング検出器は高精度の同期タイミング検出を行うこ
とができる。換言すれば、検出されるタイミング変動は
少ない。
【0009】各ホトダイオードPD1,PD2の出力信
号ch1,ch2はアナログ波形の信号であり、これら
の信号ch1,ch2の波形のクロスポイントは、図1
9におけるa点で示される。この時、レーザビームスポ
ットの重心位置がホトダイオードPD1,PD2間の境
界線上に位置しているので、双方のホトダイオードPD
1,PD2の出力の大きさは等しく、これらの信号の差
分が零となる。また、換言すれば、クロスポイントaの
前後においては、これらの出力信号ch1、ch2間の
大小関係が逆転する。これらの信号の差分が零となる
か、又は大小関係が逆転すると、集積回路ICの出力信
号OUTは、その出力信号OUTのレベルの状態を逆転
させる。
号ch1,ch2はアナログ波形の信号であり、これら
の信号ch1,ch2の波形のクロスポイントは、図1
9におけるa点で示される。この時、レーザビームスポ
ットの重心位置がホトダイオードPD1,PD2間の境
界線上に位置しているので、双方のホトダイオードPD
1,PD2の出力の大きさは等しく、これらの信号の差
分が零となる。また、換言すれば、クロスポイントaの
前後においては、これらの出力信号ch1、ch2間の
大小関係が逆転する。これらの信号の差分が零となる
か、又は大小関係が逆転すると、集積回路ICの出力信
号OUTは、その出力信号OUTのレベルの状態を逆転
させる。
【0010】すなわち、信号ch1のレベルと信号ch
2のレベルの大小関係が逆転した場合において、集積回
路ICからの出力信号パルスが立ち上がり又は立ち下が
るように、その論理回路が組まれており、この時点でク
ロスポイントa点が得られる。
2のレベルの大小関係が逆転した場合において、集積回
路ICからの出力信号パルスが立ち上がり又は立ち下が
るように、その論理回路が組まれており、この時点でク
ロスポイントa点が得られる。
【0011】信号ch1のレベルと信号ch2のレベル
の大小関係が、上記場合とは反対に逆転した場合には、
集積回路ICは上記とは逆に出力が立ち下がり又は立ち
上がるように、その論理回路が組まれており、この時点
でクロスポイントb点が得られる。なお、信号ch1、
ch2の差分が零となる時間をモニタすることによって
もクロスポイントbは得ることができる。
の大小関係が、上記場合とは反対に逆転した場合には、
集積回路ICは上記とは逆に出力が立ち下がり又は立ち
上がるように、その論理回路が組まれており、この時点
でクロスポイントb点が得られる。なお、信号ch1、
ch2の差分が零となる時間をモニタすることによって
もクロスポイントbは得ることができる。
【0012】なお、信号ch1、ch2は、これらのク
ロスポイントが得られてるように、そのレベルの最大値
又は最小値が離隔している。すなわち、光感応領域PD
1,PD2にレーザビームが照射されない場合の信号c
h1,ch2のレベル間には所定のスレッシュホールド
(閾値)分の差が設けられている。
ロスポイントが得られてるように、そのレベルの最大値
又は最小値が離隔している。すなわち、光感応領域PD
1,PD2にレーザビームが照射されない場合の信号c
h1,ch2のレベル間には所定のスレッシュホールド
(閾値)分の差が設けられている。
【0013】レーザビームが上記境界線を横切ると、集
積回路ICからは1つの方形波パルスOUTが出力され
る。タイミングを検出するためのレーザビーム同期検出
用出力信号P(1st)としては、このパルス自体を用
いることができるが、タイミングの検出には、このパル
スの立ち上がり又は立ち下がりを利用することもでき
る。
積回路ICからは1つの方形波パルスOUTが出力され
る。タイミングを検出するためのレーザビーム同期検出
用出力信号P(1st)としては、このパルス自体を用
いることができるが、タイミングの検出には、このパル
スの立ち上がり又は立ち下がりを利用することもでき
る。
【0014】製造コストを下げるためには、レーザビー
ム同期検出用出力信号P(1st)のために、単一のホ
トダイオードを用いる。
ム同期検出用出力信号P(1st)のために、単一のホ
トダイオードを用いる。
【0015】図14は、単一のホトダイオードPD1を
備えた照射タイミング検出器の説明図である。なお、図
15は、このホトダイオードの出力信号を処理する集積
回路ICから出力される信号のタイミングチャートであ
る。このホトダイオードPD1の出力信号ch1のレベ
ルは、固定スレッシュホールドレベル(閾値)と比較さ
れ、これらのレベル間のクロスポイントが上記a点及び
b点に対応し、上記と同様に出力信号OUTで示される
レーザビーム同期検出用出力信号P(1st)(方形
波)を得ることができる。
備えた照射タイミング検出器の説明図である。なお、図
15は、このホトダイオードの出力信号を処理する集積
回路ICから出力される信号のタイミングチャートであ
る。このホトダイオードPD1の出力信号ch1のレベ
ルは、固定スレッシュホールドレベル(閾値)と比較さ
れ、これらのレベル間のクロスポイントが上記a点及び
b点に対応し、上記と同様に出力信号OUTで示される
レーザビーム同期検出用出力信号P(1st)(方形
波)を得ることができる。
【0016】次に、レーザビーム走査位置検出用出力信
号P(2nd)の検出について説明する。
号P(2nd)の検出について説明する。
【0017】図16は、2分割ホトダイオードPD1,
PD2を備えた照射タイミング検出器の説明図である。
なお、図17は、このホトダイオードPD1,PD2の
出力信号ch1、ch2と、これらを処理する集積回路
ICからの出力信号OUTのタイミングチャートであ
る。この2分割ホトダイオードPD1,PD2の光感応
領域形状は、長方形(正方形)を主走査方向に対して斜
めに2分割してなるものである。レーザビーム走査位置
が、副走査方向に沿って変化すると、それに伴って出力
パルス幅T2が変化する。この出力パルス幅T2によっ
て、副走査方向の走査位置がどこにあるのかを判定する
ことができ、この情報に基づいてビーム走査位置制御を
行うことができる。
PD2を備えた照射タイミング検出器の説明図である。
なお、図17は、このホトダイオードPD1,PD2の
出力信号ch1、ch2と、これらを処理する集積回路
ICからの出力信号OUTのタイミングチャートであ
る。この2分割ホトダイオードPD1,PD2の光感応
領域形状は、長方形(正方形)を主走査方向に対して斜
めに2分割してなるものである。レーザビーム走査位置
が、副走査方向に沿って変化すると、それに伴って出力
パルス幅T2が変化する。この出力パルス幅T2によっ
て、副走査方向の走査位置がどこにあるのかを判定する
ことができ、この情報に基づいてビーム走査位置制御を
行うことができる。
【0018】このような検出器はレーザプリンタ等に用
いることができる。特開平11−212004号公報
は、3チャンネルのホトダイオードを備えた照射タイミ
ング検出器を開示している。同公報に記載のレーザプリ
ンタはレーザダイオードから出力されたレーザビームを
回転多面鏡によって偏向するとともに、これをfθレン
ズを介して感光ドラム上に照射し、当該ドラム上をレー
ザビームによって走査している。
いることができる。特開平11−212004号公報
は、3チャンネルのホトダイオードを備えた照射タイミ
ング検出器を開示している。同公報に記載のレーザプリ
ンタはレーザダイオードから出力されたレーザビームを
回転多面鏡によって偏向するとともに、これをfθレン
ズを介して感光ドラム上に照射し、当該ドラム上をレー
ザビームによって走査している。
【0019】回転多面鏡は回転しているので、レーザビ
ームが感光ドラム上をドラム軸に沿って一方向(主走査
方向)に通過し終わると、次の瞬間にはレーザビームの
照射位置が再び始点に戻り、このレーザビームは感光ド
ラム上を主走査方向に沿って再び通過する。したがっ
て、感光ドラム上のレーザビーム照射位置の始点からの
経過時間が、感光ドラム上での位置(アドレス)を示す
こととなる。
ームが感光ドラム上をドラム軸に沿って一方向(主走査
方向)に通過し終わると、次の瞬間にはレーザビームの
照射位置が再び始点に戻り、このレーザビームは感光ド
ラム上を主走査方向に沿って再び通過する。したがっ
て、感光ドラム上のレーザビーム照射位置の始点からの
経過時間が、感光ドラム上での位置(アドレス)を示す
こととなる。
【0020】レーザビームが始点へ照射されたタイミン
グ(同期)を検出するため、レーザダイオードから出力
されるレーザビームの一部又は全部が光検出器によって
検出されている。レーザプリンタにおけるレーザビーム
の制御においては、レーザビームの副走査方向のずれ量
も検出できることが望ましい。
グ(同期)を検出するため、レーザダイオードから出力
されるレーザビームの一部又は全部が光検出器によって
検出されている。レーザプリンタにおけるレーザビーム
の制御においては、レーザビームの副走査方向のずれ量
も検出できることが望ましい。
【0021】同公報に記載される光検出器は、一方向に
沿って順に隣接し光の入射に感応してキャリアを発生す
る第1、第2及び第3光感応領域を有する半導体光検出
器において、第1及び第2光感応領域の境界線は一方向
と直交する第1線分を有し、第2及び第3光感応領域の
境界線は前記一方向と斜めに交差する第2線分を有して
いる。
沿って順に隣接し光の入射に感応してキャリアを発生す
る第1、第2及び第3光感応領域を有する半導体光検出
器において、第1及び第2光感応領域の境界線は一方向
と直交する第1線分を有し、第2及び第3光感応領域の
境界線は前記一方向と斜めに交差する第2線分を有して
いる。
【0022】レーザビームスポットが第1線分を横切る
と、レーザビーム同期検出用出力信号P(1st)を得
ることができ、第2線分を横切るとレーザビーム走査位
置検出用出力信号P(2nd)を得ることができる。こ
れらのデータを演算する検出手段においては、第1及び
第2光感応領域からの出力の差分が零となるタイミング
t1を求めることにより走査開始の始点を決定する(第
1差動増幅回路)と共に、第2及び第3光感応領域から
の出力の差分が零となるタイミングt2を検出し(第2
差動増幅回路)、求められた時刻t1,t2の間の時間
間隔T2の基準値T0からのずれを、副走査方向のずれ
として求めている(第3差動増幅回路)。
と、レーザビーム同期検出用出力信号P(1st)を得
ることができ、第2線分を横切るとレーザビーム走査位
置検出用出力信号P(2nd)を得ることができる。こ
れらのデータを演算する検出手段においては、第1及び
第2光感応領域からの出力の差分が零となるタイミング
t1を求めることにより走査開始の始点を決定する(第
1差動増幅回路)と共に、第2及び第3光感応領域から
の出力の差分が零となるタイミングt2を検出し(第2
差動増幅回路)、求められた時刻t1,t2の間の時間
間隔T2の基準値T0からのずれを、副走査方向のずれ
として求めている(第3差動増幅回路)。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光検出器を用いた場合においては、3つの差動増幅
回路を必要とするので、個々の回路特性のバラツキが検
出精度に影響を与え、これを用いた光照射タイミング検
出器においては、正確なタイミング検出を行うことがで
きない。本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであ
り、正確なタイミング検出を行うことが可能な光検出器
及びこのような光検出器を用いた光照射タイミング検出
器を提供することを目的とする。
来の光検出器を用いた場合においては、3つの差動増幅
回路を必要とするので、個々の回路特性のバラツキが検
出精度に影響を与え、これを用いた光照射タイミング検
出器においては、正確なタイミング検出を行うことがで
きない。本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであ
り、正確なタイミング検出を行うことが可能な光検出器
及びこのような光検出器を用いた光照射タイミング検出
器を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光検出器は、一方向に沿って順に隣接
し光の入射に感応してキャリアを発生する第1、第2及
び第3光感応領域を単一の半導体基板内に形成してなる
半導体光検出器において、第1及び第2光感応領域の境
界線は一方向と所定角度で交差する線分を有し、第2及
び第3光感応領域の境界線は前記一方向と斜めに交差す
る線分を有し、第1及び第3光感応領域は連続している
ことを特徴とする。
め、本発明に係る光検出器は、一方向に沿って順に隣接
し光の入射に感応してキャリアを発生する第1、第2及
び第3光感応領域を単一の半導体基板内に形成してなる
半導体光検出器において、第1及び第2光感応領域の境
界線は一方向と所定角度で交差する線分を有し、第2及
び第3光感応領域の境界線は前記一方向と斜めに交差す
る線分を有し、第1及び第3光感応領域は連続している
ことを特徴とする。
【0025】上記一方向をレーザプリンタにおけるレー
ザビームの主走査方向とすると、レーザビームのスポッ
トは有限の面積を有し、第1、第2、第3光感応領域上
を主走査方向に沿って順番に移動する。レーザビームが
各光感応領域に照射されると、各光感応領域内では照射
されたレーザビームの光量・強度に応じてキャリア(正
孔・電子)が発生し、このキャリアを出力として取出す
ことにより、照射されたレーザビームの光量・強度の情
報を得ることができる。すなわち、第1、第2、第3光
感応領域は光電変換を行っており、ホトダイオードとし
て機能している。
ザビームの主走査方向とすると、レーザビームのスポッ
トは有限の面積を有し、第1、第2、第3光感応領域上
を主走査方向に沿って順番に移動する。レーザビームが
各光感応領域に照射されると、各光感応領域内では照射
されたレーザビームの光量・強度に応じてキャリア(正
孔・電子)が発生し、このキャリアを出力として取出す
ことにより、照射されたレーザビームの光量・強度の情
報を得ることができる。すなわち、第1、第2、第3光
感応領域は光電変換を行っており、ホトダイオードとし
て機能している。
【0026】第1及び第2光感応領域の境界線は主走査
方向と所定角度で交差する線分を有しており、第1及び
第2光感応領域から出力される信号の差分を求めると、
この差分が零となる場合に、境界線を通過したこととな
り、第1、第2光感応領域間の境界線のレーザビームス
ポットとの交点である第1地点(第1タイミング)を検
出することができる。すなわち、第1タイミングによっ
て示される境界線位置をレーザビーム走査の際の始点
(基準位置)として用いることができる。なお、この所
定角度が直角であれば、レーザビームが副走査方向にず
れたとしても、検出される始点位置がずれることはない
ので好ましい。
方向と所定角度で交差する線分を有しており、第1及び
第2光感応領域から出力される信号の差分を求めると、
この差分が零となる場合に、境界線を通過したこととな
り、第1、第2光感応領域間の境界線のレーザビームス
ポットとの交点である第1地点(第1タイミング)を検
出することができる。すなわち、第1タイミングによっ
て示される境界線位置をレーザビーム走査の際の始点
(基準位置)として用いることができる。なお、この所
定角度が直角であれば、レーザビームが副走査方向にず
れたとしても、検出される始点位置がずれることはない
ので好ましい。
【0027】また、第2及び第3光感応領域の境界線は
主走査方向と斜めに交差する線分を有している。したが
って、副走査方向の基準位置を通る主走査方向によって
規定される基準線(中心基準線とする)から、レーザビ
ームスポットが副走査方向に沿ってずれると、第1地点
と、第2、第3光感応領域間の境界線のレーザビームス
ポットとの交点である第2地点(第2タイミング)との
間の距離が基準値から変位する。
主走査方向と斜めに交差する線分を有している。したが
って、副走査方向の基準位置を通る主走査方向によって
規定される基準線(中心基準線とする)から、レーザビ
ームスポットが副走査方向に沿ってずれると、第1地点
と、第2、第3光感応領域間の境界線のレーザビームス
ポットとの交点である第2地点(第2タイミング)との
間の距離が基準値から変位する。
【0028】第2及び第3光感応領域から出力される信
号の差分を求めると、この差分が零となる場合に、スポ
ットがこれらの間の境界線を通過したことになり、第2
地点(第2タイミング)が検出できる。スポットが中心
基準線から副走査方向にずれると、第1地点と第2地点
との間の距離(第1及び第2タイミングの時間差)が基
準値からずれるので、副走査方向のずれを検出すること
ができる。
号の差分を求めると、この差分が零となる場合に、スポ
ットがこれらの間の境界線を通過したことになり、第2
地点(第2タイミング)が検出できる。スポットが中心
基準線から副走査方向にずれると、第1地点と第2地点
との間の距離(第1及び第2タイミングの時間差)が基
準値からずれるので、副走査方向のずれを検出すること
ができる。
【0029】ここで、第1及び第3光感応領域は連続し
ている。したがって、第1光感応領域からの信号と第2
光感応領域からの信号の差分を演算していると、スポッ
トのエッジが第3光感応領域に掛かった時点から、同一
の差分演算手段によって第2光感応領域からの信号と第
3光感応領域からの信号の差分の演算ができることとな
り、演算の工程数を減らすことができる。
ている。したがって、第1光感応領域からの信号と第2
光感応領域からの信号の差分を演算していると、スポッ
トのエッジが第3光感応領域に掛かった時点から、同一
の差分演算手段によって第2光感応領域からの信号と第
3光感応領域からの信号の差分の演算ができることとな
り、演算の工程数を減らすことができる。
【0030】更に、演算工程数の減少によって、各演算
時の特性のバラツキを抑制し、より正確な光照射タイミ
ングを求めることができる。また、第1及び第3光感応
領域が連続していることにより、第1及び第3光感応領
域をボンディングワイヤ等で電気的に接続する等の作業
工程も省略することができる。もちろん、第1及び第3
光感応領域をボンディングワイヤ等で電気的に接続して
もよい。
時の特性のバラツキを抑制し、より正確な光照射タイミ
ングを求めることができる。また、第1及び第3光感応
領域が連続していることにより、第1及び第3光感応領
域をボンディングワイヤ等で電気的に接続する等の作業
工程も省略することができる。もちろん、第1及び第3
光感応領域をボンディングワイヤ等で電気的に接続して
もよい。
【0031】すなわち、このような光照射タイミング検
出器は、一方向に沿って順に隣接し光の入射に感応して
キャリアを発生する第1、第2及び第3光感応領域を単
一の半導体基板内に形成してなる半導体光検出器を備え
た光照射タイミング検出器において、第1及び第2光感
応領域の境界線は一方向と上記所定角度で交差する線分
を有し、第2及び第3光感応領域の境界線は一方向と斜
めに交差する線分を有し、一方向に沿って第1、第2及
び第3光感応領域上をレーザ光で走査した場合に、第1
及び第3光感応領域からの出力信号の大きさの和である
第1の値と、第2光感応領域からの出力信号の大きさで
ある第2の値が等しくなる第1のタイミングを検出し、
第1タイミング後に、第1及び第2の値が等しくなる第
2のタイミングを検出する検出手段を備えることを特徴
とする。
出器は、一方向に沿って順に隣接し光の入射に感応して
キャリアを発生する第1、第2及び第3光感応領域を単
一の半導体基板内に形成してなる半導体光検出器を備え
た光照射タイミング検出器において、第1及び第2光感
応領域の境界線は一方向と上記所定角度で交差する線分
を有し、第2及び第3光感応領域の境界線は一方向と斜
めに交差する線分を有し、一方向に沿って第1、第2及
び第3光感応領域上をレーザ光で走査した場合に、第1
及び第3光感応領域からの出力信号の大きさの和である
第1の値と、第2光感応領域からの出力信号の大きさで
ある第2の値が等しくなる第1のタイミングを検出し、
第1タイミング後に、第1及び第2の値が等しくなる第
2のタイミングを検出する検出手段を備えることを特徴
とする。
【0032】また、前記第2光感応領域の前記一方向に
沿った長さの最小値は、これに照射される光の有効径よ
りも大きいことが望ましく、この場合には確実に第2光
感応領域から信号を得ることができる。
沿った長さの最小値は、これに照射される光の有効径よ
りも大きいことが望ましく、この場合には確実に第2光
感応領域から信号を得ることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に係る光
検出器及びこれを用いた光照射タイミング検出器につい
て説明する。同一要素には同一符号を用いることとし、
重複する説明は省略する。
検出器及びこれを用いた光照射タイミング検出器につい
て説明する。同一要素には同一符号を用いることとし、
重複する説明は省略する。
【0034】(第1実施形態)図1は第1実施形態に係
る光検出器PDの平面図である。この光検出器PDは半
導体基板10を有する半導体光検出器であり、この半導
体光検出器PDは、光の入射に応じて半導体基板10内
で発生したキャリアを取出すことにより、入射光の光量
・強度に応じた電流出力を取出すことができる。なお、
簡単のため、説明における平面図においては、キャリア
取出用の電極、保護膜等の記載を省略している。
る光検出器PDの平面図である。この光検出器PDは半
導体基板10を有する半導体光検出器であり、この半導
体光検出器PDは、光の入射に応じて半導体基板10内
で発生したキャリアを取出すことにより、入射光の光量
・強度に応じた電流出力を取出すことができる。なお、
簡単のため、説明における平面図においては、キャリア
取出用の電極、保護膜等の記載を省略している。
【0035】半導体基板10の厚み方向をZ方向とし、
光検出器PDの長手方向をX方向(主走査方向)、これ
ら双方に垂直な方向をY方向(副走査方向)とする。こ
の光検出器PDはレーザプリンタに組込まれるものであ
り、光検出器PDの光感応領域上にレーザビームが照射
され、当該光感応領域はレーザビームによって走査され
る。このレーザビームの走査方向は上記X方向と一致す
る。したがって、光検出器PDの光感応領域をX方向に
沿ってレーザビームが走査する。また、レーザビームの
走査時において、最初にレーザビームが照射される光検
出器PDの部位をXYZ座標系の原点とし、この原点を
通りX方向に平行な直線を中心基準線とする。なお、原
点は光検出器PDのY方向における中心位置に設定され
る。
光検出器PDの長手方向をX方向(主走査方向)、これ
ら双方に垂直な方向をY方向(副走査方向)とする。こ
の光検出器PDはレーザプリンタに組込まれるものであ
り、光検出器PDの光感応領域上にレーザビームが照射
され、当該光感応領域はレーザビームによって走査され
る。このレーザビームの走査方向は上記X方向と一致す
る。したがって、光検出器PDの光感応領域をX方向に
沿ってレーザビームが走査する。また、レーザビームの
走査時において、最初にレーザビームが照射される光検
出器PDの部位をXYZ座標系の原点とし、この原点を
通りX方向に平行な直線を中心基準線とする。なお、原
点は光検出器PDのY方向における中心位置に設定され
る。
【0036】この光検出器PDは、第1、第2及び第3
の光感応領域PD1,PD2,PD3を有し、それぞれ
はX方向に沿って順番に隣接している。なお、光感応領
域PD1,PD2,PD3は、全体としては長方形の光
感応領域を構成している。また、各光感応領域PD1,
PD2,PD3は、それぞれホトダイオードを構成して
いる。各光感応領域PD1,PD2,PD3の形状につ
いて説明する。
の光感応領域PD1,PD2,PD3を有し、それぞれ
はX方向に沿って順番に隣接している。なお、光感応領
域PD1,PD2,PD3は、全体としては長方形の光
感応領域を構成している。また、各光感応領域PD1,
PD2,PD3は、それぞれホトダイオードを構成して
いる。各光感応領域PD1,PD2,PD3の形状につ
いて説明する。
【0037】第1光感応領域PD1は、X方向を短辺と
しY方向を長辺とする長方形である。
しY方向を長辺とする長方形である。
【0038】第2光感応領域PD2は、第1光感応領域
PD1の1つの長辺に隣接する辺をY方向で規定される
高さとし、上底及び下底がX方向に平行であって、残り
の斜辺がX方向に対して斜めに交差する台形である。な
お、上底の方が下底よりも短く、その長さはレーザビー
ムスポットの直径(有効径)よりも大きい。すなわち、
第2光感応領域PDのX方向に沿った長さの最小値は、
これに照射される光の有効径よりも大きく、後述するよ
うに、この部位にレーザビームが照射された場合におい
ても検出に必要な信号量を確保することができる。この
構造について換言すれば、第2光感応領域PD1は、レ
ーザビーム主走査方向(X方向)と略平行であって対向
する二辺を有し、その一方は他方より短く設定されてい
る。
PD1の1つの長辺に隣接する辺をY方向で規定される
高さとし、上底及び下底がX方向に平行であって、残り
の斜辺がX方向に対して斜めに交差する台形である。な
お、上底の方が下底よりも短く、その長さはレーザビー
ムスポットの直径(有効径)よりも大きい。すなわち、
第2光感応領域PDのX方向に沿った長さの最小値は、
これに照射される光の有効径よりも大きく、後述するよ
うに、この部位にレーザビームが照射された場合におい
ても検出に必要な信号量を確保することができる。この
構造について換言すれば、第2光感応領域PD1は、レ
ーザビーム主走査方向(X方向)と略平行であって対向
する二辺を有し、その一方は他方より短く設定されてい
る。
【0039】第1及び第2光感応領域PD1、PD2間
の境界線BL12は、これらを電気的に隔離し、また、
この境界線BL12はX方向と直交している。
の境界線BL12は、これらを電気的に隔離し、また、
この境界線BL12はX方向と直交している。
【0040】第3光感応領域PD3は概略台形であり、
また、その上底及び下底がX方向に平行であって、残り
の斜辺が第2光感応領域の前記斜辺と隣接して対向して
いる。第2及び第3光感応領域PD2、PD3間の境界
線BL23は、これらを電気的に隔離し、また、この境
界線BL23はX方向と斜めに交差している。
また、その上底及び下底がX方向に平行であって、残り
の斜辺が第2光感応領域の前記斜辺と隣接して対向して
いる。第2及び第3光感応領域PD2、PD3間の境界
線BL23は、これらを電気的に隔離し、また、この境
界線BL23はX方向と斜めに交差している。
【0041】X方向に沿ってビーム走査が行われると、
X方向と直交した境界線BL12をビームが横切ること
によって同期検出が行われ、その後、境界線BL23を
ビームが斜めに横切ることによってビームのY方向位置
情報を得る。
X方向と直交した境界線BL12をビームが横切ること
によって同期検出が行われ、その後、境界線BL23を
ビームが斜めに横切ることによってビームのY方向位置
情報を得る。
【0042】ここで、第1光感応領域PD1と第3光感
応領域PD3とは、第2光感応領域の短辺に隣接する接
続領域PD13を介して連続しており、電気的に接続さ
れている。なお、第1、第2、第3光感応領域PD1,
PD2,PD3、接続領域PD13のZ方向の構造は同
一であり、これらの製造においては同一工程によって同
時に形成される。したがって、接続領域PD13もホト
ダイオードを構成している。
応領域PD3とは、第2光感応領域の短辺に隣接する接
続領域PD13を介して連続しており、電気的に接続さ
れている。なお、第1、第2、第3光感応領域PD1,
PD2,PD3、接続領域PD13のZ方向の構造は同
一であり、これらの製造においては同一工程によって同
時に形成される。したがって、接続領域PD13もホト
ダイオードを構成している。
【0043】また、第1光感応領域PD1と第2光感応
領域PD2との間、第2光感応領域PD2と接続領域P
D13との間、第2光感応領域PD2と第3光感応領域
PD3との間の境界線は、それぞれ直線的に延びた線分
であり、これらを電気的に隔離している。
領域PD2との間、第2光感応領域PD2と接続領域P
D13との間、第2光感応領域PD2と第3光感応領域
PD3との間の境界線は、それぞれ直線的に延びた線分
であり、これらを電気的に隔離している。
【0044】各光感応領域PD1,PD2,PD3は、
Z方向にP型半導体層とN型半導体層を接合してなるP
N接合を有しており、当該接合界面から厚み方向に広が
る空乏層に光としてのレーザビームが入射すると、電子
・正孔対からなるキャリアが発生し、半導体基板10内
の内部電界に従って外部に取出される。
Z方向にP型半導体層とN型半導体層を接合してなるP
N接合を有しており、当該接合界面から厚み方向に広が
る空乏層に光としてのレーザビームが入射すると、電子
・正孔対からなるキャリアが発生し、半導体基板10内
の内部電界に従って外部に取出される。
【0045】なお、PN接合に代えてショットキ接合を
用いても同様にキャリアは発生する。
用いても同様にキャリアは発生する。
【0046】光感応領域PD1,PD2,PD3それぞ
れから出力される信号(又はその大きさ)をch1、c
h2、ch3とする。これらの信号ch1、ch2、c
h3は、図示しない抵抗或いはオペアンプ等を用いた電
流電圧変換回路等によって電圧信号に変換され、図3に
示す光信号処理回路(集積回路)1に入力される。
れから出力される信号(又はその大きさ)をch1、c
h2、ch3とする。これらの信号ch1、ch2、c
h3は、図示しない抵抗或いはオペアンプ等を用いた電
流電圧変換回路等によって電圧信号に変換され、図3に
示す光信号処理回路(集積回路)1に入力される。
【0047】図2は、この集積回路1の出力を示すタイ
ミングチャートである。レーザプリンタにおいては、固
定位置から出力されたレーザビームは、回転多面鏡に照
射されることにより、当該回転軸に垂直な平面内で偏向
走査され、レーザ光源からの距離が遠い程、移動速度が
速くなる傾向にあるが、fθレンズはこの傾向を補正
し、平面上での移動速度を略一定とする。したがって、
上記光検出器PDの光感応領域上のレーザビームのスポ
ットは、X方向に沿って一定速度で移動することとな
る。
ミングチャートである。レーザプリンタにおいては、固
定位置から出力されたレーザビームは、回転多面鏡に照
射されることにより、当該回転軸に垂直な平面内で偏向
走査され、レーザ光源からの距離が遠い程、移動速度が
速くなる傾向にあるが、fθレンズはこの傾向を補正
し、平面上での移動速度を略一定とする。したがって、
上記光検出器PDの光感応領域上のレーザビームのスポ
ットは、X方向に沿って一定速度で移動することとな
る。
【0048】レーザービームスポットの光感応領域上の
移動速度は一定であるので、レーザービームスポットの
移動距離Xは、移動時間tに比例することとなる。レー
ザビームがX方向に沿って第1光感応領域PD1を横断
するのに要する時間をT1とし、第1光感応領域PD1
のX方向の距離をX1とすると、これらは比例すること
となる。
移動速度は一定であるので、レーザービームスポットの
移動距離Xは、移動時間tに比例することとなる。レー
ザビームがX方向に沿って第1光感応領域PD1を横断
するのに要する時間をT1とし、第1光感応領域PD1
のX方向の距離をX1とすると、これらは比例すること
となる。
【0049】なお、説明においては、光検出器PDのY
方向の中心位置、すなわち原点Oを通るX軸を中心基準
線としているが、この中心基準線上をレーザビームが走
査した場合、第1、第2、第3光感応領域PD1,PD
2,PD3をそれぞれ横断するのに必要な距離はX1,
X2,X3であり、それぞれの移動時間はT1,T2,
T3である。
方向の中心位置、すなわち原点Oを通るX軸を中心基準
線としているが、この中心基準線上をレーザビームが走
査した場合、第1、第2、第3光感応領域PD1,PD
2,PD3をそれぞれ横断するのに必要な距離はX1,
X2,X3であり、それぞれの移動時間はT1,T2,
T3である。
【0050】レーザビームスポットの重心位置が、第1
及び第2光感応領域PD1,PD2の境界線BL12上
に位置する時刻をt1、第2及び第3光感応領域PD
2,PD3の境界線BL23上に位置する時刻をt2と
する。換言すれば、第2光感応領域PD2を横断するの
に要する時間は、時刻t2と時刻t1との間の期間T2
であり、これは距離X2に比例する。
及び第2光感応領域PD1,PD2の境界線BL12上
に位置する時刻をt1、第2及び第3光感応領域PD
2,PD3の境界線BL23上に位置する時刻をt2と
する。換言すれば、第2光感応領域PD2を横断するの
に要する時間は、時刻t2と時刻t1との間の期間T2
であり、これは距離X2に比例する。
【0051】光感応領域上におけるレーザビームの走査
線が、中心基準線からY方向にずれると、第2光感応領
域PD2の横断に必要な距離が上記X2からずれ、期間
T2が変化する。したがって、期間T2を計測すれば、
レーザビームスポットのY方向位置を検出することがで
きる。期間T2は、時刻t2とt1の差によって規定さ
れる。また、時刻t1を検出すれば、これをレーザビー
ム走査の同期に必要な基準時刻に用いることができる。
もちろん、時刻t1の代わりに時刻t2を用いてもよ
い。
線が、中心基準線からY方向にずれると、第2光感応領
域PD2の横断に必要な距離が上記X2からずれ、期間
T2が変化する。したがって、期間T2を計測すれば、
レーザビームスポットのY方向位置を検出することがで
きる。期間T2は、時刻t2とt1の差によって規定さ
れる。また、時刻t1を検出すれば、これをレーザビー
ム走査の同期に必要な基準時刻に用いることができる。
もちろん、時刻t1の代わりに時刻t2を用いてもよ
い。
【0052】ここで、第1光感応領域PD1と第3光感
応領域PD3とは接続領域PD13を介して連続し、電
気的に接続されている。したがって、期間T2を検出す
るために必要な演算の工程数を減らすことができる。こ
の演算工程数の減少によって、各演算時の特性のバラツ
キを抑制し、より正確な光照射タイミングを求めること
ができる。第1及び第3光感応領域PD1,PD3は連
続しているので、第1及び第3光感応領域PD1,PD
3をボンディングワイヤ等で電気的に接続する等の作業
工程も省略することができる。もちろん、第1及び第3
光感応領域をボンディングワイヤ等で電気的に接続して
もよい。次に、この光検出器PDを用いた光照射タイミ
ング検出器の回路構成について説明する。
応領域PD3とは接続領域PD13を介して連続し、電
気的に接続されている。したがって、期間T2を検出す
るために必要な演算の工程数を減らすことができる。こ
の演算工程数の減少によって、各演算時の特性のバラツ
キを抑制し、より正確な光照射タイミングを求めること
ができる。第1及び第3光感応領域PD1,PD3は連
続しているので、第1及び第3光感応領域PD1,PD
3をボンディングワイヤ等で電気的に接続する等の作業
工程も省略することができる。もちろん、第1及び第3
光感応領域をボンディングワイヤ等で電気的に接続して
もよい。次に、この光検出器PDを用いた光照射タイミ
ング検出器の回路構成について説明する。
【0053】図3は光照射タイミング検出器の電気的構
成を示す回路図である。各光感応領域を構成するホトダ
イオードPD1,PD2,PD3のそれぞれのカソード
は固定電位に接続され、各アノードは光信号処理回路1
に電気的に接続される。したがって、PD1,PD2,
PD3の出力信号ch1、ch2、ch3は光信号処理
回路1に入力される。なお、出力信号ch1、ch3は
電気的に同一経路を通って光信号処理回路1に入力され
る。換言すれば、出力信号ch1,ch3の和と、出力
信号ch2が光信号処理回路1に入力されている。な
お、出力信号ch1,ch3の和と、出力信号ch2と
の間には、所定の電圧レベル差(閾値)が設けられてい
る。
成を示す回路図である。各光感応領域を構成するホトダ
イオードPD1,PD2,PD3のそれぞれのカソード
は固定電位に接続され、各アノードは光信号処理回路1
に電気的に接続される。したがって、PD1,PD2,
PD3の出力信号ch1、ch2、ch3は光信号処理
回路1に入力される。なお、出力信号ch1、ch3は
電気的に同一経路を通って光信号処理回路1に入力され
る。換言すれば、出力信号ch1,ch3の和と、出力
信号ch2が光信号処理回路1に入力されている。な
お、出力信号ch1,ch3の和と、出力信号ch2と
の間には、所定の電圧レベル差(閾値)が設けられてい
る。
【0054】光信号処理回路1においては、入力された
信号ch1,ch3及び信号ch2から、図2に示した
方形波パルス信号を出力する。方形波パルス信号は時刻
t1(レーザビーム走査の際の始点を決める同期信号)
と期間T2(レーザビームのY方向のずれ量)の情報を
有している。
信号ch1,ch3及び信号ch2から、図2に示した
方形波パルス信号を出力する。方形波パルス信号は時刻
t1(レーザビーム走査の際の始点を決める同期信号)
と期間T2(レーザビームのY方向のずれ量)の情報を
有している。
【0055】この方形波パルス信号は、同期出力信号処
理回路2に入力され、入力された時刻t1をレーザビー
ム走査の始点とし、光検出器PDと感光ドラムとの間の
距離分だけ時間が経過した後に、このレーザビームを出
射するレーザ光源4の発光を画像信号に併せて変調す
る。したがって、画像信号で変調されたレーザビームが
感光ドラム上に照射にされ、印字(印刷)が開始され
る。
理回路2に入力され、入力された時刻t1をレーザビー
ム走査の始点とし、光検出器PDと感光ドラムとの間の
距離分だけ時間が経過した後に、このレーザビームを出
射するレーザ光源4の発光を画像信号に併せて変調す
る。したがって、画像信号で変調されたレーザビームが
感光ドラム上に照射にされ、印字(印刷)が開始され
る。
【0056】一方、上記方形波パルス信号は、ビーム走
査位置制御回路3にも入力され、レーザ光源4を制御し
て期間T2が基準値T0(レーザビームが中心基準線を
通った時に得られる期間T2)となるように制御する。
すなわち、レーザ光源4を組み付ける際に、期間T2が
基準値T0となっていない場合は、これを調整する。勿
論、機械的なレーザ光源4の駆動機構を設けて、組み付
け後において、Y方向のずれの制御を行ってもよい。ま
た、Y方向ずれ量が検出できているので、ずれ分を考慮
して、ずれた行の分だけ水平走査線がずれた位置の画像
信号でレーザ光源4を変調させることとしてもよい。こ
こで、レーザプリンタの概略構成について説明してお
く。
査位置制御回路3にも入力され、レーザ光源4を制御し
て期間T2が基準値T0(レーザビームが中心基準線を
通った時に得られる期間T2)となるように制御する。
すなわち、レーザ光源4を組み付ける際に、期間T2が
基準値T0となっていない場合は、これを調整する。勿
論、機械的なレーザ光源4の駆動機構を設けて、組み付
け後において、Y方向のずれの制御を行ってもよい。ま
た、Y方向ずれ量が検出できているので、ずれ分を考慮
して、ずれた行の分だけ水平走査線がずれた位置の画像
信号でレーザ光源4を変調させることとしてもよい。こ
こで、レーザプリンタの概略構成について説明してお
く。
【0057】図4はレーザプリンタの仕組みを示す説明
図である。半導体レーザ4から所定の指向性で発散する
ように出力されたレーザビームは、コリメート光学系1
2によって、平行なレーザビームに変換され、シリンダ
ーレンズ13を介して回転多面鏡(ポリゴンスキャナ)
14上に集光する。回転多面鏡(偏向装置)14によっ
て偏向されるように反射されたレーザビームは、fθレ
ンズ15によって、上述の移動速度補正が行われ、シリ
ンダーレンズ16を介して感光ドラム17上に集光す
る。レーザビームの主走査線(中心基準線)上にフォト
センサPDが配置されており、レーザビームをモニタす
る。このフォトセンサPDは、上述の光検出器PDであ
る。
図である。半導体レーザ4から所定の指向性で発散する
ように出力されたレーザビームは、コリメート光学系1
2によって、平行なレーザビームに変換され、シリンダ
ーレンズ13を介して回転多面鏡(ポリゴンスキャナ)
14上に集光する。回転多面鏡(偏向装置)14によっ
て偏向されるように反射されたレーザビームは、fθレ
ンズ15によって、上述の移動速度補正が行われ、シリ
ンダーレンズ16を介して感光ドラム17上に集光す
る。レーザビームの主走査線(中心基準線)上にフォト
センサPDが配置されており、レーザビームをモニタす
る。このフォトセンサPDは、上述の光検出器PDであ
る。
【0058】光検出器PDの出力信号は、上述の回路
1,2,3を有するタイミング制御回路123に入力さ
れる。タイミング制御回路123には画像信号が入力信
号として入力されており、上記タイミングt1から感光
ドラム17上の印字開始点までのレーザビーム走査期間
をTとすると。時刻t1から期間Tの経過直後から、半
導体レーザ4の発光を画像信号に対応づけて制御する。
なお、タイミング制御回路123は、感光ドラム17の
回転速度も制御している。
1,2,3を有するタイミング制御回路123に入力さ
れる。タイミング制御回路123には画像信号が入力信
号として入力されており、上記タイミングt1から感光
ドラム17上の印字開始点までのレーザビーム走査期間
をTとすると。時刻t1から期間Tの経過直後から、半
導体レーザ4の発光を画像信号に対応づけて制御する。
なお、タイミング制御回路123は、感光ドラム17の
回転速度も制御している。
【0059】以上、説明したように、上記光検出器PD
は、一方向(X方向)に沿って順に隣接し光の入射に感
応してキャリアを発生する第1、第2及び第3光感応領
域PD1,PD2,PD3を単一の半導体基板10内に
形成してなる半導体光検出器PDにおいて、第1及び第
2光感応領域PD1,PD2の境界線BL12は一方向
(X方向)と所定角度で交差する線分を有し、第2及び
第3光感応領域PD2,PD3の境界線BL23は一方
向(X方向)と斜めに交差する線分を有し、第1及び第
3光感応領域PD1,PD3は連続している。
は、一方向(X方向)に沿って順に隣接し光の入射に感
応してキャリアを発生する第1、第2及び第3光感応領
域PD1,PD2,PD3を単一の半導体基板10内に
形成してなる半導体光検出器PDにおいて、第1及び第
2光感応領域PD1,PD2の境界線BL12は一方向
(X方向)と所定角度で交差する線分を有し、第2及び
第3光感応領域PD2,PD3の境界線BL23は一方
向(X方向)と斜めに交差する線分を有し、第1及び第
3光感応領域PD1,PD3は連続している。
【0060】レーザビームスポットは、有限の面積を有
し、第1、第2、第3光感応領域PD1,PD2,PD
3上を主走査方向に沿って順番に移動する。レーザビー
ムが各光感応領域PD1,PD2,PD3に照射される
と、各光感応領域PD1,PD2,PD3内では照射さ
れたレーザビームの光量・強度に応じてキャリア(正孔
・電子)が発生し、このキャリアを出力として取出すこ
とにより、照射されたレーザビームの光量・強度の情報
を信号ch1,ch2,ch3として得ることができ、
第1、第2、第3光感応領域PD1,PD2,PD3は
光電変換を行うホトダイオードとして機能している。
し、第1、第2、第3光感応領域PD1,PD2,PD
3上を主走査方向に沿って順番に移動する。レーザビー
ムが各光感応領域PD1,PD2,PD3に照射される
と、各光感応領域PD1,PD2,PD3内では照射さ
れたレーザビームの光量・強度に応じてキャリア(正孔
・電子)が発生し、このキャリアを出力として取出すこ
とにより、照射されたレーザビームの光量・強度の情報
を信号ch1,ch2,ch3として得ることができ、
第1、第2、第3光感応領域PD1,PD2,PD3は
光電変換を行うホトダイオードとして機能している。
【0061】第1及び第2光感応領域PD1,PD2の
境界線BL12は主走査方向と所定角度で交差する線分
を有しており、第1及び第2光感応領域PD1,PD2
から出力される信号ch1,ch2の差分を求めると、
この差分が零となる場合に、この境界線BL12を通過
したこととなり、第1、第2光感応領域PD1,PD2
間の境界線BL12のレーザビームスポットとの交点で
ある第1地点(第1タイミング)t1を検出することが
できる。すなわち、第1タイミングt1によって示され
る境界線位置をレーザビーム走査の際の始点(基準位
置)として用いることができる。
境界線BL12は主走査方向と所定角度で交差する線分
を有しており、第1及び第2光感応領域PD1,PD2
から出力される信号ch1,ch2の差分を求めると、
この差分が零となる場合に、この境界線BL12を通過
したこととなり、第1、第2光感応領域PD1,PD2
間の境界線BL12のレーザビームスポットとの交点で
ある第1地点(第1タイミング)t1を検出することが
できる。すなわち、第1タイミングt1によって示され
る境界線位置をレーザビーム走査の際の始点(基準位
置)として用いることができる。
【0062】なお、この所定角度が直角であれば、レー
ザビームが副走査方向(Y方向)にずれたとしても、検
出される始点位置がずれることはない。また、第2及び
第3光感応領域PD2,PD3の境界線BL23は主走
査方向(X方向)と斜めに交差する線分を有している。
これらの直角及び斜めの構成は、逆とすることもでき
る。
ザビームが副走査方向(Y方向)にずれたとしても、検
出される始点位置がずれることはない。また、第2及び
第3光感応領域PD2,PD3の境界線BL23は主走
査方向(X方向)と斜めに交差する線分を有している。
これらの直角及び斜めの構成は、逆とすることもでき
る。
【0063】Y方向の基準位置(原点O)を通るX方向
によって規定される基準軸(中心基準線)から、レーザ
ビームスポットがY方向に沿ってずれると、時刻t1に
よって規定される第1地点と、第2、第3光感応領域P
D2,PD3間の境界線BL23のレーザビームスポッ
トの交点である第2地点(第2タイミングt2)との間
の距離が基準値T0から変位する。
によって規定される基準軸(中心基準線)から、レーザ
ビームスポットがY方向に沿ってずれると、時刻t1に
よって規定される第1地点と、第2、第3光感応領域P
D2,PD3間の境界線BL23のレーザビームスポッ
トの交点である第2地点(第2タイミングt2)との間
の距離が基準値T0から変位する。
【0064】したがって、第2及び第3光感応領域PD
2,PD3から出力される信号ch2,ch3の差分を
求めると、この差分が零となる場合に、スポットが、こ
の境界線BL23を通過したことになり、第2地点(第
2タイミングt2)が検出できる。スポットが中心基準
線から副走査方向(Y方向)にずれると、第1地点t1
と第2地点t2との間の距離(第1及び第2タイミング
の時間差T2)が基準値T0からずれるので、副走査方
向のずれ量を検出することができる。
2,PD3から出力される信号ch2,ch3の差分を
求めると、この差分が零となる場合に、スポットが、こ
の境界線BL23を通過したことになり、第2地点(第
2タイミングt2)が検出できる。スポットが中心基準
線から副走査方向(Y方向)にずれると、第1地点t1
と第2地点t2との間の距離(第1及び第2タイミング
の時間差T2)が基準値T0からずれるので、副走査方
向のずれ量を検出することができる。
【0065】第1及び第3光感応領域PD1,PD3は
連続している。したがって、第1光感応領域PD1から
の信号ch1と第2光感応領域PD2からの信号ch2
の差分を演算していると、スポットのエッジが第3光感
応領域PD3に掛かった時点から、同一の差分演算手段
によって第2光感応領域PD2からの信号ch2と第3
光感応領域PD3からの信号ch3の差分の演算ができ
ることとなり、演算の工程数を減らすことができる。
連続している。したがって、第1光感応領域PD1から
の信号ch1と第2光感応領域PD2からの信号ch2
の差分を演算していると、スポットのエッジが第3光感
応領域PD3に掛かった時点から、同一の差分演算手段
によって第2光感応領域PD2からの信号ch2と第3
光感応領域PD3からの信号ch3の差分の演算ができ
ることとなり、演算の工程数を減らすことができる。
【0066】これらの検出は、タイミング制御回路12
3によって行われるので、タイミング制御回路123に
おける光信号処理回路(集積回路、論理回路)1は検出
手段として機能している。
3によって行われるので、タイミング制御回路123に
おける光信号処理回路(集積回路、論理回路)1は検出
手段として機能している。
【0067】詳説すれば、タイミング制御回路123に
おける光信号処理回路1は、信号ch1と信号ch2の
差分を求めつつ、この差分が零となる場合にレベルが反
転する(HレベルであればLレベルとなる)ことにより
上述の方形波パルス信号の立ち下がりエッジで規定され
る時刻t1を検出する論理回路(図示せず)を有する。
おける光信号処理回路1は、信号ch1と信号ch2の
差分を求めつつ、この差分が零となる場合にレベルが反
転する(HレベルであればLレベルとなる)ことにより
上述の方形波パルス信号の立ち下がりエッジで規定され
る時刻t1を検出する論理回路(図示せず)を有する。
【0068】信号ch1と信号ch3とは同一の信号伝
送線を介して光信号処理回路1に入力されるので、当該
論理回路は、レーザビームが第2及び第3光感応領域P
D2,PD3を横切った場合には、信号ch2と信号c
h3の差分を求めつつ、この差分が零となる場合にレベ
ルが反転する(LレベルであればHレベルとなる)こと
により上述の方形波パルス信号の立ち上がりエッジで規
定される時刻t2を検出する。
送線を介して光信号処理回路1に入力されるので、当該
論理回路は、レーザビームが第2及び第3光感応領域P
D2,PD3を横切った場合には、信号ch2と信号c
h3の差分を求めつつ、この差分が零となる場合にレベ
ルが反転する(LレベルであればHレベルとなる)こと
により上述の方形波パルス信号の立ち上がりエッジで規
定される時刻t2を検出する。
【0069】また、タイミング制御回路123における
ビーム走査位置制御回路3は、上記方形波パルス信号の
時刻t1,t2間の差分を期間T2として求め、これと
期間T2の基準値T0とを、これらの差分等を求めるこ
とによって比較することにより、レーザビームのY方向
ずれ量を検出する。これは、基準となるパルス幅T0を
有する信号と、期間T2のパルス幅を有する上記信号と
のデューティ比を演算することによっても求めることが
できる。
ビーム走査位置制御回路3は、上記方形波パルス信号の
時刻t1,t2間の差分を期間T2として求め、これと
期間T2の基準値T0とを、これらの差分等を求めるこ
とによって比較することにより、レーザビームのY方向
ずれ量を検出する。これは、基準となるパルス幅T0を
有する信号と、期間T2のパルス幅を有する上記信号と
のデューティ比を演算することによっても求めることが
できる。
【0070】このように、この光照射タイミング検出器
は、X方向に沿って順に隣接し光の入射に感応してキャ
リアを発生する第1、第2及び第3光感応領域PD1,
PD2,PD3を単一の半導体基板10内に形成してな
る半導体光検出器PDを備えた光照射タイミング検出器
において、第1及び第2光感応領域PD1,PD2の境
界線BL12はX方向と上記所定角度(直角)で交差す
る線分を有し、第2及び第3光感応領域PD2,PD3
の境界線BL23はX方向と斜めに交差する線分を有
し、X方向に沿って第1、第2及び第3光感応領域PD
1,PD2,PD3上をレーザ光で走査した場合に、第
1及び第3光感応領域PD1,PD3からの出力信号の
大きさの和(ch1+ch3)である第1の値と、第2
光感応領域PD2からの出力信号ch2の大きさである
第2の値が等しくなる第1のタイミングt1を検出し、
第1タイミングt1後に、第1及び第2の値が等しくな
る第2のタイミングt2を検出する検出手段を、光信号
処理回路1は備えている。
は、X方向に沿って順に隣接し光の入射に感応してキャ
リアを発生する第1、第2及び第3光感応領域PD1,
PD2,PD3を単一の半導体基板10内に形成してな
る半導体光検出器PDを備えた光照射タイミング検出器
において、第1及び第2光感応領域PD1,PD2の境
界線BL12はX方向と上記所定角度(直角)で交差す
る線分を有し、第2及び第3光感応領域PD2,PD3
の境界線BL23はX方向と斜めに交差する線分を有
し、X方向に沿って第1、第2及び第3光感応領域PD
1,PD2,PD3上をレーザ光で走査した場合に、第
1及び第3光感応領域PD1,PD3からの出力信号の
大きさの和(ch1+ch3)である第1の値と、第2
光感応領域PD2からの出力信号ch2の大きさである
第2の値が等しくなる第1のタイミングt1を検出し、
第1タイミングt1後に、第1及び第2の値が等しくな
る第2のタイミングt2を検出する検出手段を、光信号
処理回路1は備えている。
【0071】このようなレーザプリンタ等の光走査記録
装置の記録部への画像信号の書き込みに使用することを
目的とした同期センサにおいては、高速に走査されてい
るレーザビームが光検出器PDを通過した時に、同期タ
イミングとするためのデジタル出力が、そのタイミング
制御回路123から出力される。
装置の記録部への画像信号の書き込みに使用することを
目的とした同期センサにおいては、高速に走査されてい
るレーザビームが光検出器PDを通過した時に、同期タ
イミングとするためのデジタル出力が、そのタイミング
制御回路123から出力される。
【0072】(第2実施形態)図5は、第2実施形態に
係る半導体光検出器PDの平面図である。この光検出器
PDと第1実施形態に係る光検出器PDとの違いは、第
3光感応領域PD3の不要領域を除去した点であり、他
の構成及びその適用は第1実施形態のものと同一であ
る。この除去によって、第3光感応領域PD3における
寄生容量を低減し、応答速度を向上させることができ
る。
係る半導体光検出器PDの平面図である。この光検出器
PDと第1実施形態に係る光検出器PDとの違いは、第
3光感応領域PD3の不要領域を除去した点であり、他
の構成及びその適用は第1実施形態のものと同一であ
る。この除去によって、第3光感応領域PD3における
寄生容量を低減し、応答速度を向上させることができ
る。
【0073】すなわち、この除去の結果、第3光感応領
域PD3は、第2光感応領域PD2との境界線BL23
に平行な線分L3を有することになり、この線分L3は
半導体基板10の外周の一部を構成する。また、この線
分L3と、第2及び3光感応領域PD2,PD3間の境
界線BL23との間の距離は一定であり、この距離は、
この上に照射されるレーザビームスポットの有効径より
も大きい。また、中心基準線上の各光感応領域PD1、
PD2、PD3の距離X1,X2,X3は、X2>X3
≧X1に設定されている。
域PD3は、第2光感応領域PD2との境界線BL23
に平行な線分L3を有することになり、この線分L3は
半導体基板10の外周の一部を構成する。また、この線
分L3と、第2及び3光感応領域PD2,PD3間の境
界線BL23との間の距離は一定であり、この距離は、
この上に照射されるレーザビームスポットの有効径より
も大きい。また、中心基準線上の各光感応領域PD1、
PD2、PD3の距離X1,X2,X3は、X2>X3
≧X1に設定されている。
【0074】信号ch1及び信号ch3の大きさの和
(ch1+ch3)、信号ch2の大きさは共にレーザ
ビームの走査時間と共に変化するが、レーザビームがX
方向に沿って光感応領域PD1、PD2、PD3間の各
境界線BL12,BL23を通過する度に、これらの信
号強度差((ch1+ch3)−(ch2))が零とな
り、それぞれに対応して時刻t1及び時刻t2を与える
クロスポイントa及びbがそれぞれ求められる。
(ch1+ch3)、信号ch2の大きさは共にレーザ
ビームの走査時間と共に変化するが、レーザビームがX
方向に沿って光感応領域PD1、PD2、PD3間の各
境界線BL12,BL23を通過する度に、これらの信
号強度差((ch1+ch3)−(ch2))が零とな
り、それぞれに対応して時刻t1及び時刻t2を与える
クロスポイントa及びbがそれぞれ求められる。
【0075】本実施形態の半導体光検出器PDに接続さ
れる光信号処理回路1からは、時刻t1及びt2を立ち
下がり又は立ち上がりのエッジとする方形波パルス信号
が得られる。なお、光信号処理回路1は上述のタイミン
グ制御回路123に含まれており、回路1から出力され
た方形波パルス信号は、上述のタイミング制御回路12
3内における処理と同様に処理される。
れる光信号処理回路1からは、時刻t1及びt2を立ち
下がり又は立ち上がりのエッジとする方形波パルス信号
が得られる。なお、光信号処理回路1は上述のタイミン
グ制御回路123に含まれており、回路1から出力され
た方形波パルス信号は、上述のタイミング制御回路12
3内における処理と同様に処理される。
【0076】ビーム走査方向が図示の如く設定される場
合、第3光感応領域PD3の形状は、後ろ側クロスポイ
ントbの検出を行うための信号の和(ch1+ch3)
が所定閾値(スレッシュホールドレベル)を超えるだけ
の幅X3があれば良い訳であり(信号ch2とクロス可
能であればよい)、不必要な部分を削り取りホトダイオ
ードチップ面積(半導体基板面積)を小さくすることに
より、余分なホトダイオード容量を減らして応答速度の
向上を計り、コストを削減することができる。
合、第3光感応領域PD3の形状は、後ろ側クロスポイ
ントbの検出を行うための信号の和(ch1+ch3)
が所定閾値(スレッシュホールドレベル)を超えるだけ
の幅X3があれば良い訳であり(信号ch2とクロス可
能であればよい)、不必要な部分を削り取りホトダイオ
ードチップ面積(半導体基板面積)を小さくすることに
より、余分なホトダイオード容量を減らして応答速度の
向上を計り、コストを削減することができる。
【0077】(第3実施形態)図6は、第3実施形態に
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第2実施形態の違いは、第3光感
応領域PD3における線分L3の位置をより外側へ平行
移動させた点であり、これによって、中心基準線上の光
感応領域PD3の長さX3が、第2実施形態にて示した
長さの二倍となる。すなわち、中心基準線上に沿った第
3光感応領域PD3の長さ全体をX3と規定しているの
で、本実施形態においては、第2実施形態の長さX3の
位置にある線分L3は、第3実施形態においては、その
二分の一の長さにある線分として点線で表記する。この
ような線分L3の位置は光信号処理回路1の特性に応じ
て設定される。他の構成及びその適用は第2実施形態の
ものと同一である。
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第2実施形態の違いは、第3光感
応領域PD3における線分L3の位置をより外側へ平行
移動させた点であり、これによって、中心基準線上の光
感応領域PD3の長さX3が、第2実施形態にて示した
長さの二倍となる。すなわち、中心基準線上に沿った第
3光感応領域PD3の長さ全体をX3と規定しているの
で、本実施形態においては、第2実施形態の長さX3の
位置にある線分L3は、第3実施形態においては、その
二分の一の長さにある線分として点線で表記する。この
ような線分L3の位置は光信号処理回路1の特性に応じ
て設定される。他の構成及びその適用は第2実施形態の
ものと同一である。
【0078】(第4実施形態)図7は、第4実施形態に
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第3実施形態のものとの違いは、
長さX3の絶対値を第3実施形態のものよりも短くした
点であり、他の構成及び適用は第3実施形態のものと同
一である。すなわち、第2光感応領域PD2の下側をレ
ーザビームが走査したとき、クロスポイントbができる
のに必要な長さまで、X3の絶対値を減少させることに
より、X方向の全体の光感応領域幅(X1+X2+X
3)をパッケージに併せてできるだけ狭くすることがで
きる。
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第3実施形態のものとの違いは、
長さX3の絶対値を第3実施形態のものよりも短くした
点であり、他の構成及び適用は第3実施形態のものと同
一である。すなわち、第2光感応領域PD2の下側をレ
ーザビームが走査したとき、クロスポイントbができる
のに必要な長さまで、X3の絶対値を減少させることに
より、X方向の全体の光感応領域幅(X1+X2+X
3)をパッケージに併せてできるだけ狭くすることがで
きる。
【0079】(第5実施形態)図8は、第5実施形態に
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第1実施形態のものとの違いは、
製造、組立の容易さを求める上で、半導体基板10の全
体の平面形状を長方形とし、第4実施形態における第3
光感応領域PD3の外側にギャップBL3Dを介してダ
ミー用の光感応領域DPDを設け、このダミー用の光感
応領域DPDのアノード及びカソード双方の電位を接地
電位とし、この部分における電気的特性の弊害を抑制し
た点である。他の構成及び適用は第1実施形態のものと
同一である。
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDと第1実施形態のものとの違いは、
製造、組立の容易さを求める上で、半導体基板10の全
体の平面形状を長方形とし、第4実施形態における第3
光感応領域PD3の外側にギャップBL3Dを介してダ
ミー用の光感応領域DPDを設け、このダミー用の光感
応領域DPDのアノード及びカソード双方の電位を接地
電位とし、この部分における電気的特性の弊害を抑制し
た点である。他の構成及び適用は第1実施形態のものと
同一である。
【0080】(第6実施形態)図9は、第6実施形態に
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDは、ビームの逆走査方向にも対応し
た光感応領域形状を有する。すなわち、全体の光感応領
域形状が、図5に示した第2実施形態の光検出器PDの
外周の線分L3の中心に対してほぼ点対称となるように
各光感応領域形状を設定したものである。一方向のレー
ザビーム走査方向に沿って、第1光感応領域PD1、第
2光感応領域PD2、第3光感応領域PD3、第2光感
応領域PD2と同一形状の第2’光感応領域PD2’、
第1’光感応領域PD1同一形状の第1光感応領域P
D’が順番に配置されている。
係る半導体光検出器PDの平面図である。本実施形態の
半導体光検出器PDは、ビームの逆走査方向にも対応し
た光感応領域形状を有する。すなわち、全体の光感応領
域形状が、図5に示した第2実施形態の光検出器PDの
外周の線分L3の中心に対してほぼ点対称となるように
各光感応領域形状を設定したものである。一方向のレー
ザビーム走査方向に沿って、第1光感応領域PD1、第
2光感応領域PD2、第3光感応領域PD3、第2光感
応領域PD2と同一形状の第2’光感応領域PD2’、
第1’光感応領域PD1同一形状の第1光感応領域P
D’が順番に配置されている。
【0081】詳説すれば、第2及び第3光感応領域PD
2,PD3間の境界線BL23と、線分L3との間の中
心に位置する直線の中心に対して、これらの光感応領域
が点対称になるように配置されている。もちろん、第3
光感応領域PD3と第1’光感応領域PD1’とは、前
述の接続領域PD13と同一形状の接続領域(ホトダイ
オード)PD13’を介して接続されており、中心基準
線に対して接続領域PD13,PD13’は互いに反対
側に位置する。
2,PD3間の境界線BL23と、線分L3との間の中
心に位置する直線の中心に対して、これらの光感応領域
が点対称になるように配置されている。もちろん、第3
光感応領域PD3と第1’光感応領域PD1’とは、前
述の接続領域PD13と同一形状の接続領域(ホトダイ
オード)PD13’を介して接続されており、中心基準
線に対して接続領域PD13,PD13’は互いに反対
側に位置する。
【0082】これらから、上述の信号ch1+ch3
と、ch2を得るためには、離隔配置されている第2光
感応領域PD2と第2’光感応領域PD2’とを電気的
に接続ことにより、常に信号ch2を得ることができ
る。第1光感応領域PD1、接続領域PD13、第3光
感応領域PD3、接続領域PD13’、第1’光感応領
域PD1’は、半導体基板10内において既に電気的に
接続されるので、これらのうちの少なくとも一箇所に信
号取出用の電極を接続すれば、信号ch1+ch3を得
ることができる。
と、ch2を得るためには、離隔配置されている第2光
感応領域PD2と第2’光感応領域PD2’とを電気的
に接続ことにより、常に信号ch2を得ることができ
る。第1光感応領域PD1、接続領域PD13、第3光
感応領域PD3、接続領域PD13’、第1’光感応領
域PD1’は、半導体基板10内において既に電気的に
接続されるので、これらのうちの少なくとも一箇所に信
号取出用の電極を接続すれば、信号ch1+ch3を得
ることができる。
【0083】また、これらの光検出器においても、第2
乃至第6実施形態に記載したように、光感応領域PD3
の不要な領域を削除したり、ダミー用の光感応領域を設
けることにより入射光に対して不感とすることもでき
る。
乃至第6実施形態に記載したように、光感応領域PD3
の不要な領域を削除したり、ダミー用の光感応領域を設
けることにより入射光に対して不感とすることもでき
る。
【0084】更に、光感応領域PD2、PD3間の境界
線BL23を線分ではなく、曲線(弧)とすることもで
きる。例えば、中心基準線近傍のY方向位置検出精度を
これよりも外側の位置検出精度よりも高めるため、ビー
ムのY方向変位に対する上記境界線BL23間の距離変
化率を、中心基準線近傍の方が高くなるように設定する
ことができる。もちろん、逆とすることもできる。
線BL23を線分ではなく、曲線(弧)とすることもで
きる。例えば、中心基準線近傍のY方向位置検出精度を
これよりも外側の位置検出精度よりも高めるため、ビー
ムのY方向変位に対する上記境界線BL23間の距離変
化率を、中心基準線近傍の方が高くなるように設定する
ことができる。もちろん、逆とすることもできる。
【0085】更に、上記いずれの実施形態においても、
レーザビームの走査方向を逆(−X方向)とすることも
可能である。
レーザビームの走査方向を逆(−X方向)とすることも
可能である。
【0086】以上、説明したように、従来例において
は、レーザビーム同期検出とその副走査方向に対する光
ビーム走査位置検出を別々の構成で行っていたものが、
上記実施形態に係る光検出器PDにおいては、従来の同
期検出用ICチップ1つでその両方を達成することがで
きる。したがって、部品点数とコストの削減、構成の簡
略化、設計の容易化を達成し、また、不要な回路による
遅延時間を短縮して高速応答を行うことができる。
は、レーザビーム同期検出とその副走査方向に対する光
ビーム走査位置検出を別々の構成で行っていたものが、
上記実施形態に係る光検出器PDにおいては、従来の同
期検出用ICチップ1つでその両方を達成することがで
きる。したがって、部品点数とコストの削減、構成の簡
略化、設計の容易化を達成し、また、不要な回路による
遅延時間を短縮して高速応答を行うことができる。
【0087】また、光感応領域上をレーザビームが副走
査方向に対しどの位置を走査しようとも、後段の同期出
力信号処理回路が最低必要とする同期信号の出力パルス
幅は、必ず確保される。
査方向に対しどの位置を走査しようとも、後段の同期出
力信号処理回路が最低必要とする同期信号の出力パルス
幅は、必ず確保される。
【0088】レーザビームが全く光感応領域上を走査し
ていない場合、同期信号出力は、H(ハイ)或いはL
(ロー)に張付いたままのどちらか固定の状態となる。
光感応領域PD2の形状が三角形の場合、これは、レー
ザビームがその三角形のX方向幅の狭い側の最も端を走
査した時の同期信号出力と同様になる。
ていない場合、同期信号出力は、H(ハイ)或いはL
(ロー)に張付いたままのどちらか固定の状態となる。
光感応領域PD2の形状が三角形の場合、これは、レー
ザビームがその三角形のX方向幅の狭い側の最も端を走
査した時の同期信号出力と同様になる。
【0089】この走査位置よりも、少し幅の広い側をビ
ームが走査した場合。光感応領域上は走査しているが、
必要とする最低の出力パルス幅が得られない場合もある
が、上記実施形態に係る光感応領域PD2の形状であれ
ば、上記第1、第2光感応領域間境界線BL12のX方
向に垂直な線分と、第2、第3光感応領域間境界線BL
23のX方向と交差する線分との間の最低値が、レーザ
ビームスポットの直径よりも大きく設定されているの
で、必ず必要な信号が得られ、光感応領域PD2上をビ
ームが走査している場合にレーザビーム走査位置が不適
切であるという場合がなくなる。
ームが走査した場合。光感応領域上は走査しているが、
必要とする最低の出力パルス幅が得られない場合もある
が、上記実施形態に係る光感応領域PD2の形状であれ
ば、上記第1、第2光感応領域間境界線BL12のX方
向に垂直な線分と、第2、第3光感応領域間境界線BL
23のX方向と交差する線分との間の最低値が、レーザ
ビームスポットの直径よりも大きく設定されているの
で、必ず必要な信号が得られ、光感応領域PD2上をビ
ームが走査している場合にレーザビーム走査位置が不適
切であるという場合がなくなる。
【0090】また、上記集積回路1から出力される同期
信号t1(レーザビーム同期検出用出力信号P(1s
t))を含む出力パルス幅T2に基づいてY方向に沿っ
たビーム走査位置情報(レーザビーム走査位置検出用出
力信号P(2nd))を得ることができる。また、上記
いずれの実施形態に係る光検出器PDも上述の方形波パ
ルス信号を出力する回路1(123)及び回路2,3を
備えた照射タイミング検出器に適用することができ、こ
れはレーザビームプリンタ、カラーレーザプリンタ等に
搭載することができる。
信号t1(レーザビーム同期検出用出力信号P(1s
t))を含む出力パルス幅T2に基づいてY方向に沿っ
たビーム走査位置情報(レーザビーム走査位置検出用出
力信号P(2nd))を得ることができる。また、上記
いずれの実施形態に係る光検出器PDも上述の方形波パ
ルス信号を出力する回路1(123)及び回路2,3を
備えた照射タイミング検出器に適用することができ、こ
れはレーザビームプリンタ、カラーレーザプリンタ等に
搭載することができる。
【0091】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
正確なタイミング検出を行うことが可能な光検出器及び
このような光検出器を用いた光照射タイミング検出器を
提供することができる。
正確なタイミング検出を行うことが可能な光検出器及び
このような光検出器を用いた光照射タイミング検出器を
提供することができる。
【図1】第1実施形態に係る光検出器PDの平面図であ
る。
る。
【図2】集積回路1の出力を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
【図3】光照射タイミング検出器の電気的構成を示す回
路図である。
路図である。
【図4】レーザプリンタの仕組みを示す説明図である。
【図5】第2実施形態に係る半導体光検出器PDの平面
図である。
図である。
【図6】第3実施形態に係る半導体光検出器PDの平面
図である。
図である。
【図7】第4実施形態に係る半導体光検出器PDの平面
図である。
図である。
【図8】第5実施形態に係る半導体光検出器PDの平面
図である。
図である。
【図9】第6実施形態に係る半導体光検出器PDの平面
図である。
図である。
【図10】上記分割の仕方を変更してなる多分割ホトダ
イオードを備えた照射タイミング検出器の説明図であ
る。
イオードを備えた照射タイミング検出器の説明図であ
る。
【図11】集積回路IC1及び集積回路IC2から出力
される信号のタイミングチャートである。
される信号のタイミングチャートである。
【図12】同期検出用出力を得るための2分割ホトダイ
オードPD1,PD2を備えた照射タイミング検出器の
説明図である。
オードPD1,PD2を備えた照射タイミング検出器の
説明図である。
【図13】ホトダイオードPD1,PD2の出力信号c
h1,ch2と、これを処理する集積回路ICからの出
力信号OUTのタイミングチャートである。
h1,ch2と、これを処理する集積回路ICからの出
力信号OUTのタイミングチャートである。
【図14】単一のホトダイオードPD1を備えた照射タ
イミング検出器の説明図である。
イミング検出器の説明図である。
【図15】ホトダイオードの出力信号を処理する集積回
路ICから出力される信号のタイミングチャートであ
る。
路ICから出力される信号のタイミングチャートであ
る。
【図16】2分割ホトダイオードPD1,PD2を備え
た照射タイミング検出器の説明図である。
た照射タイミング検出器の説明図である。
【図17】ホトダイオードPD1,PD2の出力信号c
h1、ch2と、これらを処理する集積回路ICからの
出力信号OUTのタイミングチャートである。
h1、ch2と、これらを処理する集積回路ICからの
出力信号OUTのタイミングチャートである。
1…光信号処理回路,検出手段、2…同期出力信号処理
回路、3…ビーム走査位置制御回路、4…レーザ光源、
10…半導体基板、12…コリメート光学系、13…シ
リンダーレンズ、15…レンズ、16…シリンダーレン
ズ、17…感光ドラム、123…タイミング制御回路、
BL12…境界線、BL23…境界線、DPD…ダミー
用光感応領域、IC…集積回路、IC1…集積回路、I
C2…集積回路、L3…線分、O…原点、OUT…出力
信号,方形波パルス、PD…フォトセンサ,光検出器,
光感応領域、PD1…第1光感応領域、PD2…第2光
感応領域、PD3…第3光感応領域、PD13…接続領
域。
回路、3…ビーム走査位置制御回路、4…レーザ光源、
10…半導体基板、12…コリメート光学系、13…シ
リンダーレンズ、15…レンズ、16…シリンダーレン
ズ、17…感光ドラム、123…タイミング制御回路、
BL12…境界線、BL23…境界線、DPD…ダミー
用光感応領域、IC…集積回路、IC1…集積回路、I
C2…集積回路、L3…線分、O…原点、OUT…出力
信号,方形波パルス、PD…フォトセンサ,光検出器,
光感応領域、PD1…第1光感応領域、PD2…第2光
感応領域、PD3…第3光感応領域、PD13…接続領
域。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 清水 弘光
静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ
トニクス株式会社内
(72)発明者 廻 慎太郎
静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ
トニクス株式会社内
Fターム(参考) 2C362 BA51 BA69 BA70 BA89 BB30
BB31 BB32 BB38 CA18 CA22
4M118 AA10 AB10 BA01 CA03 CA06
CA19
5C072 AA03 BA04 HA02 HA13 HA20
HB08 HB13 XA05
5F049 MA02 NA20 QA03 RA03 RA10
UA13
Claims (2)
- 【請求項1】 一方向に沿って順に隣接し光の入射に感
応してキャリアを発生する第1、第2及び第3光感応領
域を単一の半導体基板内に形成してなる半導体光検出器
において、前記第1及び第2光感応領域の境界線は前記
一方向と所定角度で交差する線分を有し、前記第2及び
第3光感応領域の境界線は前記一方向と斜めに交差する
線分を有し、前記第1及び第3光感応領域は連続してい
ることを特徴とする半導体光検出器。 - 【請求項2】 前記所定角度は、直角であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体光検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001256733A JP2003069004A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 半導体光検出器及び光照射タイミング検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001256733A JP2003069004A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 半導体光検出器及び光照射タイミング検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003069004A true JP2003069004A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19084510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001256733A Pending JP2003069004A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 半導体光検出器及び光照射タイミング検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003069004A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05323220A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 同期検出装置 |
JPH0832100A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Sharp Corp | 受光素子 |
JPH09325288A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Ricoh Co Ltd | マルチビ−ム走査装置 |
JPH11212004A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-06 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
-
2001
- 2001-08-27 JP JP2001256733A patent/JP2003069004A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05323220A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 同期検出装置 |
JPH0832100A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Sharp Corp | 受光素子 |
JPH09325288A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-16 | Ricoh Co Ltd | マルチビ−ム走査装置 |
JPH11212004A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-06 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080819 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110104 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110426 |