JP2003069140A - Laser drive circuit and imaging device - Google Patents
Laser drive circuit and imaging deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプルホールド
回路を利用したレーザ駆動回路とこれを備える画像形成
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser drive circuit using a sample hold circuit and an image forming apparatus including the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、レーザパワーを切り替える制御を
行う場合、予めレーザ駆動回路の内部にパワー切り替え
回路を有するタイプを選定していることが殆どであっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of performing control for switching laser power, it was almost the case that a type having a power switching circuit inside a laser drive circuit was selected in advance.
【０００３】レーザ駆動回路は、レーザ光量を自動的に
規定光量に調整する自動光量調整回路(automatic power
control 回路；以下、ＡＰＣ回路と称する）を備えてい
る。このＡＰＣ回路には、ＣＰＵ等を介したソフトＡＰ
Ｃと、ＣＰＵを介さないで電気素子のみで行うハードＡ
ＰＣがある。A laser drive circuit is an automatic power adjustment circuit (automatic power adjustment circuit) for automatically adjusting the laser light quantity to a prescribed light quantity.
control circuit; hereinafter referred to as an APC circuit). This APC circuit has a software AP via a CPU or the like.
C and hardware A that does not involve a CPU but only electric elements
I have a PC.
【０００４】ＡＰＣ回路は、レーザ光を受光するフォト
ダイオードの光電流を一定に保つようにレーザダイオー
ドの電流を制御する。画像印字時には、制御されたレー
ザダイオードの電流値を一定に保つため、設定値を記憶
する手段が必要であり、この設定値を記憶する手段とし
て、ソフトＡＰＣの場合はＣＰＵ、ハードＡＰＣの場合
はホールド用コンデンサが使われることが多い。The APC circuit controls the current of the laser diode so as to keep the photocurrent of the photodiode receiving the laser light constant. At the time of image printing, in order to keep the current value of the controlled laser diode constant, it is necessary to have a means for storing the set value. As means for storing this set value, in the case of software APC, in the case of hard APC, Hold capacitors are often used.
【０００５】ホールド用コンデンサはサンプルホールド
回路に用いられる。この回路をサンプル状態で動作させ
るのがＡＰＣ時であり、レーザ光量が規定光量に相当す
る値までホールド用コンデンサを充電させる。The holding capacitor is used in a sample hold circuit. This circuit is operated in the sample state during APC, and the holding capacitor is charged to a value where the laser light amount corresponds to the specified light amount.
【０００６】一方、ホールド状態で動作させるのが画像
形成時であり、ホールド用コンデンサの電圧値に基づい
てレーザを規定光量で発光させる。On the other hand, the operation in the hold state is at the time of image formation, and the laser is caused to emit a prescribed amount of light based on the voltage value of the holding capacitor.
【０００７】ところで、ＬＢＰ等では、解像度を変更す
る場合、画像の品質をより良いものにするために解像度
に対応したレーザパワーを設定することが多い。このた
め、レーザパワーの設定を複数備えて解像度等に応じて
切り替えることになる。その方法の１つとして、レーザ
光量に応じたフォトダイオードの電流を電圧に変換する
回路であるサンプルホールド回路の前段にあるリニアア
ンプのゲインを切り替えてレーザ光量を切り替える方法
がある。By the way, in LBP and the like, when the resolution is changed, a laser power corresponding to the resolution is often set in order to improve the image quality. Therefore, a plurality of laser power settings are provided and switched according to the resolution and the like. As one of the methods, there is a method of switching the amount of laser light by switching the gain of a linear amplifier in the preceding stage of a sample hold circuit which is a circuit for converting a current of a photodiode according to the amount of laser light into a voltage.
【０００８】図３はサンプルホールド回路を利用したレ
ーザ駆動回路の構成を示す。FIG. 3 shows the configuration of a laser drive circuit using a sample hold circuit.
【０００９】レーザパワーの制御方法に関しては、ここ
では説明を省き、解像度の切り替えに伴うレーザパワー
の切り替え動作についてのみ説明する。A description of the laser power control method will be omitted here, and only the laser power switching operation associated with resolution switching will be described.
【００１０】レーザパワーの切り替えは、レーザ駆動回
路３００内のリニアアンプ３０１の出力電圧を決定する
アンプゲイン切り替え回路３０２を切り替えることによ
り、或る１つの光量に対応して設定した半固定抵抗の値
を変更しないで、リニアアンプ３０１のゲインの切り替
えによってリニアアンプ３０１の出力電圧を切り替えて
サンプルホールドコンデンサ３０３への印加電圧を変更
することができる。The laser power is switched by switching the amplifier gain switching circuit 302 that determines the output voltage of the linear amplifier 301 in the laser drive circuit 300, and the value of the semi-fixed resistance set corresponding to a certain amount of light. It is possible to change the output voltage of the linear amplifier 301 by changing the gain of the linear amplifier 301 and change the voltage applied to the sample and hold capacitor 303 without changing.
【００１１】解像度としてａ，ｂがあり、ａの解像度が
ｂの解像度よりも高い関係が成り立つとき（例えば、解
像度ａが６００ｄｐｉ、解像度ｂが３００ｄｐｉ）、そ
れぞれのレーザパワーをＰａ，Ｐｂとし、光学系の構成
に変更を入れないためには、Ｐａ＜Ｐｂの関係が必要と
される。このとき、リニアアンプ３０１のゲインをＧｂ
と仮定すると、解像度ａにした場合にはリニアアンプ３
０１のゲインをＧａとし、Ｇａ＜Ｇｂの関係が成立する
ように外部の抵抗３０４，３０５でゲインを設定する。
そして、 ＣＰＵ等からのゲイン切り替え制御信号３０６
でリニアアンプ３０１のゲインを切り替える構成となっ
ている。これにより、見掛け上のレーザパワーの調整値
は１つであるが、ゲインを切り替えることにより複数の
レーザパワーの設置定を備えることができる。When there are a and b as the resolutions and the relationship of the resolution of a is higher than the resolution of b (for example, the resolution a is 600 dpi and the resolution b is 300 dpi), the respective laser powers are Pa and Pb, and the optical In order not to change the system configuration, the relation Pa <Pb is required. At this time, the gain of the linear amplifier 301 is set to Gb
Assuming that the resolution is a, the linear amplifier 3
The gain of 01 is Ga, and the gain is set by the external resistors 304 and 305 so that the relationship of Ga <Gb is established.
Then, the gain switching control signal 306 from the CPU or the like.
In this configuration, the gain of the linear amplifier 301 is switched. Thereby, although the apparent adjustment value of the laser power is one, it is possible to provide the setting of the plurality of laser powers by switching the gain.
【００１２】又、同様の作用を達成する別の方法として
は、リニアアンプ３０１の基準電源３０７の電圧を切り
替える方法により、前述と同様の動作を実現することが
できる。As another method for achieving the same operation, the same operation as described above can be realized by switching the voltage of the reference power source 307 of the linear amplifier 301.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、レーザパワーを切り替える手段をＩＣに内蔵
させるために、ＩＣのピン数として３本が必要になって
いる。現状のレーザ駆動用ＩＣのコスト削減を考慮した
り、今後、様々な機能を同一のＩＣに集積化したりする
とき等に、ピン数はなるべく少ないものにすることが好
ましい。その理由は、ピン数の増加により使用できるＩ
Ｃパッケージが肥大化するためである。パッケージの肥
大化は単部品でのコストの増加を招くことが考えられ
る。However, in the above-mentioned conventional example, in order to incorporate a means for switching the laser power in the IC, three pins are required for the IC. It is preferable to reduce the number of pins as much as possible in consideration of cost reduction of the current laser driving IC, and when various functions are integrated in the same IC in the future. The reason is that I can be used by increasing the number of pins.
This is because the C package is enlarged. It is conceivable that the enlargement of the package will increase the cost of a single component.
【００１４】又、基板への実装を行うことを考慮した場
合にも実装面積を広く取ってしまうことになり、限定さ
れた基板サイズを効率的に利用することが難しくなって
しまう。Further, even when the mounting on the board is taken into consideration, a large mounting area is taken, and it becomes difficult to efficiently use the limited board size.
【００１５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、ＤＰＩ切り替え、プロセスス
ピード切り替え時に適切なレーザパワーを設定するとと
もに、コストダウンと部品の効率的な実装を実現するこ
とができるレーザ駆動回路都これを備える画像形成装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to set an appropriate laser power at the time of DPI switching and process speed switching, and at the same time realize cost reduction and efficient mounting of components. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus including the laser drive circuit capable of performing the above.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、半導体レーザの出力を検出する光検出手
段と、この光検出手段の出力電流を電圧に変換する電流
−電圧変換手段と、この電流−電圧変換手段の出力電圧
と基準電圧を比較する比較手段と、この比較手段の出力
に応じて充放電を行うサンプルホールドコンデンサと、
このサンプルホールドコンデンサに充電された電圧を電
流に変換して半導体レーザに供給する電圧−電流変換手
段と、半導体レーザにバイアス電流を流すためのバイア
ス電流源と、画像データ信号を受信する受信手段と、こ
の受信手段が受信する画像データに対応して前記半導体
レーザを変調する変調手段と、この変調手段が前記半導
体レーザの変調を行う間、前記サンプルホールドコンデ
ンサヘの前記比較手段の出力を遮断して前記サンプルホ
ールドコンデンサの電圧を保持させるスイッチング手段
とを有するレーザ駆動回路において、前記サンプルホー
ルドコンデンサを並列に複数個配置し、この接続を切り
替えるための切り替え手段と該切り替え手段を制御する
制御手段とを設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a photo-detecting means for detecting the output of a semiconductor laser, and a current-voltage converting means for converting the output current of the photo-detecting means into a voltage. Comparing means for comparing the output voltage of the current-voltage converting means with the reference voltage, and a sample-hold capacitor for charging and discharging according to the output of the comparing means,
A voltage-current conversion means for converting the voltage charged in the sample-hold capacitor into a current and supplying it to the semiconductor laser, a bias current source for supplying a bias current to the semiconductor laser, and a receiving means for receiving an image data signal. , A modulator that modulates the semiconductor laser in accordance with image data received by the receiver, and shuts off the output of the comparator to the sample-hold capacitor while the modulator modulates the semiconductor laser. In a laser drive circuit having a switching means for holding the voltage of the sample-hold capacitor, a plurality of the sample-hold capacitors are arranged in parallel, a switching means for switching the connection, and a control means for controlling the switching means. Is provided.
【００１７】又、本発明は、上記レーザ駆動回路を含ん
で画像形成装置を構成したことを特徴と摺る。Further, the invention is characterized in that an image forming apparatus is constituted by including the above laser driving circuit.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１９】図１は本発明に係るレーザ駆動回路の構成
図、図２は同レーザ駆動回路における各信号の切り替え
タイミングと電圧波形を示す図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser drive circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing switching timings and voltage waveforms of respective signals in the laser drive circuit.
【００２０】図１において、１０１は半導体レーザ、１
０２は半導体レーザ１０１の発光光量を検出するレーザ
光量検知手段としてのフォトダイオード、１０３はレー
ザ光量の調整用の半固定抵抗、１０４は半固定抵抗１０
３と共にフォトダイオード１０２の電流を電圧に変換す
るための差動アンプ、１０５はサンプルホールドールド
動作である充電・放電を制御するサンプルホールド回
路、１０６は解像度等の切り替えによるレーザパワーを
切り替えるためにサンプルホールドコンデンサ３０３と
並列に接続し容量を変更するためのサンプルホールドコ
ンデンサ、１０７はサンプルホールドコンデンサ１０
６，２０３を単独か並列かの切り替え用のアナログスイ
ッチ、１０８はサンプルホールド回路１０７をサンプル
モードかホールドモードかのモード切り替えタイミング
制御信号（以下、Ｓ／Ｈ制御信号と称する）、１０９は
解像度等に対応してサンプルホールドコンデンサ１０
６，３０３を単独使用か並列使用かを切り替え制御する
切り替え制御信号（以下、ＰＣＨＧ信号と称する）、１
１０は半導体レーザのスイッチング用電流源、１１１は
半導体レーザ１０１をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ
ング回路、１１２は半導体レーザ１０１のＯＮ／ＯＦＦ
制御信号（以下、画像データ信号と称する）、１１３は
半導体レーザ１０１がＯＦＦ時のときに半導体レーザ１
０１の代わりに電流を流すための負荷抵抗、１１４は半
導体レーザのバイアス用電流源、１１５はバイアス電流
値設定用の抵抗である。In FIG. 1, 101 is a semiconductor laser and 1
Reference numeral 02 is a photodiode as a laser light amount detecting means for detecting the amount of light emitted from the semiconductor laser 101, 103 is a semi-fixed resistor for adjusting the laser light amount, and 104 is a semi-fixed resistor 10.
3 is a differential amplifier for converting the current of the photodiode 102 into a voltage, 105 is a sample hold circuit for controlling charge / discharge which is a sample hold operation, and 106 is for switching laser power by switching resolution or the like. A sample and hold capacitor connected in parallel with the sample and hold capacitor 303 to change the capacitance, and 107 is a sample and hold capacitor 10.
6, 203 is an analog switch for switching single or parallel, 108 is a mode switching timing control signal (hereinafter referred to as S / H control signal) for switching the sample hold circuit 107 between sample mode and hold mode, and 109 is resolution and the like. Sample hold capacitor 10 corresponding to
A switching control signal (hereinafter, referred to as a PCHG signal) for switching control of 6, 303 for single use or for parallel use, 1
Reference numeral 10 is a current source for switching the semiconductor laser, 111 is a switching circuit for turning ON / OFF the semiconductor laser 101, and 112 is ON / OFF of the semiconductor laser 101.
A control signal (hereinafter referred to as an image data signal) 113 is the semiconductor laser 1 when the semiconductor laser 101 is OFF.
Instead of 01, a load resistor for passing a current, 114 is a bias current source for a semiconductor laser, and 115 is a resistor for setting a bias current value.
【００２１】図２において、２０１は不図示のビームデ
ィテクタが出力する光ビームの位置検出信号（ＢＤ信
号）、２０２はサンプルホールドを行うタイミングを示
すＳ／Ｈ信号の波形（Ｌｏｗレベルでサンプル、Ｈｉｇ
ｈレベルでホールドとした）２０３は不図示の感光ドラ
ムに静電潜像を形成するための画像信号の波形、２０４
は解像度等に対応して半導体レーザ１０１の発光光量を
切り替え制御するＰＣＨＧ信号の波形（Ｌｏｗレベルで
単独使用、Ｈｉｇｈレベルで並列使用とした）、２０５
はサンプルホールドコンデンサ１０６，３０３に充電さ
れている電圧の状態を示すものである。In FIG. 2, 201 is a light beam position detection signal (BD signal) output from a beam detector (not shown), and 202 is a waveform of an S / H signal (sample at Low level, High
203 is a hold at the h level) 203 is a waveform of an image signal for forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum (not shown).
Is a waveform of a PCHG signal that controls switching of the emitted light amount of the semiconductor laser 101 in accordance with the resolution (single use at Low level, parallel use at High level), 205
Shows the state of the voltage charged in the sample hold capacitors 106 and 303.
【００２２】レーザ駆動回路３００はコントローラ（不
図示）或はＣＰＵ（不図示）からの画像データ信号１１
２がＯＮのときには半導体レーザ１０１に、画像データ
信号１１２がＯＦＦのときは負荷抵抗１１３に電流が流
れるようにスイッチング回路１１１を切り替えて半導体
レーザ１０１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うものである。The laser drive circuit 300 is an image data signal 11 from a controller (not shown) or a CPU (not shown).
The ON / OFF control of the semiconductor laser 101 is performed by switching the switching circuit 111 so that a current flows through the semiconductor laser 101 when 2 is ON and through the load resistor 113 when the image data signal 112 is OFF.
【００２３】半導体レーザ１０１のＡＰＣ制御は、サン
プルホールド回路を利用した方式ではサンプルモードと
呼ばれる状態であり、実際にはＣＰＵ（不図示）からの
Ｓ／Ｈ制御信号１１０によりサンプルモードが指定さ
れ、ＣＰＵからの画像データ信号１１２で強制的に半導
体レーザ１０１をＯＮするようにスイッチング回路１１
１を切り替える。半導体レーザ１０１がＯＮのときは、
レーザ発光光量に比例した電流を発生するフォトダイオ
ード１０２からの出力電流を半固定抵抗１０３と差動ア
ンプ１０４により電流−電圧変換を行い、この差動アン
プ１０４からの出力電圧は、リニアアンプ３０１により
基準電源３０７の電圧と比較される。この比較結果によ
りサンプルホールド回路１０５は、サンプルホールドコ
ンデンサ１０６，３０３の充電・放電を行っている。The APC control of the semiconductor laser 101 is in a state called a sample mode in the method using the sample hold circuit, and the S / H control signal 110 from the CPU (not shown) actually specifies the sample mode. The switching circuit 11 forcibly turns on the semiconductor laser 101 by the image data signal 112 from the CPU.
Switch 1 When the semiconductor laser 101 is ON,
A semi-fixed resistor 103 and a differential amplifier 104 perform current-voltage conversion on the output current from the photodiode 102 that generates a current proportional to the amount of laser light emission. The output voltage from the differential amplifier 104 is converted by the linear amplifier 301. It is compared with the voltage of the reference power supply 307. Based on the comparison result, the sample hold circuit 105 charges and discharges the sample hold capacitors 106 and 303.
【００２４】即ち、半導体レーザ１０１の発光光量が小
さいと差動アンプ１０４の出力電圧が基準電源３０７の
基準電圧より低くなるため、サンプルホールド回路１０
５はサンプルホールドコンデンサ１０６，３０３の充電
電圧を増加させる。サンプルホールドコンデンサ１０
６，３０３の電圧が増加するとスイッチング用電流源１
１０の電流値が増加し、半導体レーザ１０１に流れる電
流を増加させてレーザ発光光量を大きくする。そして、
差動アンプ１０４の出力電圧が基準電源３０７の基準電
圧と等しくなるまでサンプルホールドコンデンサ１０
６，３０３を充電させる。That is, when the amount of light emitted from the semiconductor laser 101 is small, the output voltage of the differential amplifier 104 becomes lower than the reference voltage of the reference power source 307, and therefore the sample hold circuit 10
5 increases the charging voltage of the sample and hold capacitors 106 and 303. Sample hold capacitor 10
When the voltage of 6,303 increases, the switching current source 1
The current value of 10 increases and the current flowing through the semiconductor laser 101 is increased to increase the laser emission light amount. And
The sample-hold capacitor 10 is held until the output voltage of the differential amplifier 104 becomes equal to the reference voltage of the reference power supply 307.
Charge 6,303.
【００２５】尚、半導体レーザ１０１にはＬＥＤ発光領
域と呼ばれる部分と、レーザ発光領域があり、半導体レ
ーザ１０１のＯＮ／ＯＦＦのスイッチング速度を高める
ためにレーザ発光領域に到達せず、且つ、ＬＥＤ発光領
域の最大限まで電流を通電させる手段が講じられてお
り、バイアス用電流源１１４でその電流値を設定してい
る。The semiconductor laser 101 has a portion called an LED light emitting region and a laser light emitting region. The laser light emitting region is not reached in order to increase the ON / OFF switching speed of the semiconductor laser 101, and the LED light emitting region is emitted. Means for energizing the current to the maximum extent of the region are taken, and the bias current source 114 sets the current value.
【００２６】逆に、半導体レーザ１０１の発光光量が大
きいと差動アンプ１０４の出力電圧が基準電源３０７の
基準電圧より高くなるため、サンプルホールド回路１０
５はサンプルホールドコンデンサ１０６，３０３を放電
させる。サンプルホールドコンデンサ１０６，３０３の
電圧が減少するとスイッチング用電流源１１０の電流値
が減少し、半導体レーザ１０１に流れる電流を減少させ
てレーザ発光光量を小さくする。そして、差動アンプ１
０４の出力電圧が基準電源３０７の出力電圧が基準電源
３０７の基準電圧と等しくなるまでサンプルホールドコ
ンデンサ１０６，３０３を放電させる。On the contrary, when the emitted light amount of the semiconductor laser 101 is large, the output voltage of the differential amplifier 104 becomes higher than the reference voltage of the reference power source 307, and therefore the sample hold circuit 10
5 discharges the sample and hold capacitors 106 and 303. When the voltage of the sample-hold capacitors 106 and 303 decreases, the current value of the switching current source 110 decreases, and the current flowing through the semiconductor laser 101 decreases, so that the laser emission light amount decreases. And the differential amplifier 1
The sample-and-hold capacitors 106 and 303 are discharged until the output voltage of 04 becomes equal to the output voltage of the reference power supply 307.
【００２７】尚、このサンプルモードが動作可能なタイ
ミングは、図２に示すように、画像領域外であり、且
つ、像形成のための感光ドラム（不図示）にレーザ光が
照射されない時間（位置）でのみ有効となるように設定
することが必要である。The timing at which this sample mode can be operated is, as shown in FIG. 2, outside the image area and when the photosensitive drum (not shown) for image formation is not irradiated with laser light (position). It is necessary to set it so that it is valid only in).
【００２８】一方、画像印字動作中は、ＡＰＣ制御で設
定されたレーザ光量で半導体レーザ１０１のＯＮ／ＯＦ
Ｆを行い、感光ドラムに静電潜像を形成する。サンプル
ホールド回路を利用した方式では、ホールドモードと呼
ばれる状態で行われる。ホールドモードは、ＣＰＵから
のＳ／Ｈ制御信号１１０によりホールドモードが指定さ
れた場合であり、サンプルモート゛で設定されたサンプル
ホールドコンデンサ１０６，３０３の充電電圧に応じて
サンプルホ一ルド回路１０５は定電流源１１０の電流値
を設定し、ＣＰＵからの画像デ一夕信号１１２によりス
イッチング回路１１３を動作させて半導体レーザ１０１
にレーザ電流を流し、半導体レーザ１０１のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を行う。On the other hand, during the image printing operation, the semiconductor laser 101 is turned on / off by the laser light amount set by the APC control.
F is performed to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum. The method using the sample hold circuit is performed in a state called a hold mode. The hold mode is a case where the hold mode is designated by the S / H control signal 110 from the CPU, and the sample hold circuit 105 is set in accordance with the charging voltage of the sample hold capacitors 106 and 303 set in the sample mode. The current value of the current source 110 is set, and the switching circuit 113 is operated by the image data signal 112 from the CPU to operate the semiconductor laser 101.
ON / OF the semiconductor laser 101 by passing a laser current to the
F control is performed.
【００２９】一例として解像度が３００ｄｐｉと６００
ｄｐｉであり、画質を同等にするためには、レ−ザ光量
としては例えば２：１の比であると仮定してレーザ光量
を切り替える動作の説明を行う。As an example, the resolutions are 300 dpi and 600
In order to make the image quality equal, the operation of switching the laser light amount will be described assuming that the laser light amount has a ratio of, for example, 2: 1.
【００３０】一般に半導体レーザ１０１の発光特性は、
レーザ発光光量とレーザ電流に比例関係がある。つま
り、半導体レーザ１０１の光量が２：１であることは、
半導体レーザ１０１の特性によって必要なスイッチング
電流（ここで言うスイッチング電流には、ＬＥＤ発光領
域分の電流は含まない）も２：１の比となる。スイッチ
ング用電流源１１０の電流値を２：１の比にするために
は、レーザ駆動回路３００の特性がサンプルホールドコ
ンデンサ１０６，３０３の保持電圧とスイッチング電流
に比例関係があることから、サンプルホールドコンデン
サ１０６，３０３の保持電圧を２：１に設定すること、
即ち、Ｖ＝Ｑ／Ｃの関係よりコンデンサの電荷量が一定
の下でコンデンサの容量を２：１の関係にすることであ
る。Generally, the emission characteristics of the semiconductor laser 101 are
There is a proportional relationship between the amount of laser light emitted and the laser current. That is, the light amount of the semiconductor laser 101 is 2: 1
The switching current required depending on the characteristics of the semiconductor laser 101 (the switching current here does not include the current for the LED light emitting region) has a ratio of 2: 1. In order to set the current value of the switching current source 110 to a ratio of 2: 1, the characteristics of the laser drive circuit 300 have a proportional relationship between the holding voltage of the sample hold capacitors 106 and 303 and the switching current. Set the holding voltage of 106 and 303 to 2: 1,
That is, from the relationship of V = Q / C, the capacity of the capacitor is set to 2: 1 while the charge amount of the capacitor is constant.
【００３１】例えば、サンプルホールドコンデンサ１０
６とサンプルホールドコンデンサ３０３を等しい容量に
して、先ず、サンプルホールドコンデンサ１０６単独で
一度ＡＰＣ制御を行うことによりサンプルホールドコン
デンサ１０６に電荷を充電し、その後、サンプルホール
ドコンデンサ１０６とサンプルホールドコンデンサ３０
３を並列接続に切り替えることによって保持電圧を２：
１にすることができる。For example, the sample hold capacitor 10
6 and the sample-and-hold capacitor 303 have the same capacitance, first, the sample-and-hold capacitor 106 alone performs the APC control once to charge the sample-and-hold capacitor 106 with electric charge, and then the sample-and-hold capacitor 106 and the sample-and-hold capacitor 30.
The holding voltage is set to 2: by switching 3 in parallel.
It can be 1.
【００３２】最後に、半導体レーザ１０１の発光光量の
調整について述べる。Finally, the adjustment of the amount of light emitted from the semiconductor laser 101 will be described.
【００３３】半導体レーザ１０１の初期光量設定を３０
０ｄｐｉで行う。これは、ＣＰＵからのＰＣＨＧ信号１
０９を強制的にＬｏｗレベルに設定し、アナログスイッ
チ１０７をＯＦＦし、サンプルホールドコンデンサ１０
６を単独状態に設定する。続いてＳ／Ｈ制御信号１０９
をＬｏｗレベルにするとサンプルモート゛に入り、ＡＰＣ
制御を行う。ここで、画像データ１１２を強制的にＯＮ
し、スイッチング回路１１１を半導体レーザ１０１に電
流が流れるように設定する。The initial light amount setting of the semiconductor laser 101 is set to 30.
Perform at 0 dpi. This is the PCHG signal 1 from the CPU
09 is forcibly set to the low level, the analog switch 107 is turned off, and the sample-hold capacitor 10
6 is set to a single state. Then S / H control signal 109
Set to Low level to enter sample mode and APC
Take control. Here, the image data 112 is forcibly turned ON.
Then, the switching circuit 111 is set so that a current flows through the semiconductor laser 101.
【００３４】半導体レーザ１０１の発光光量をレーザパ
ワーチェッカで確認しながら、規定光量になるまで半固
定抵抗１０３を回転させ調整する。これで、初期設定光
量の調整が終了する。このとき、サンプルホールドコン
デンサ３０３には、Ｖ3 の電圧値の電圧が充電されてい
ることになる。While checking the amount of light emitted from the semiconductor laser 101 with the laser power checker, the semi-fixed resistor 103 is rotated and adjusted until the amount of light reaches the specified amount. This completes the adjustment of the initial setting light amount. At this time, the sample-hold capacitor 303 is charged with the voltage having the voltage value of V 3 .
【００３５】上記状態で、Ｓ／Ｈ制御信号１０９をＨｉ
ｇｈレベルに設定するとホールドモードに入り、サンプ
ルホールドコンデンサ３０３に充電電圧Ｖ3 が保持され
る。このときのレーザ発光光量が３００ｄｐｉに必要な
光量である。ここで、ＰＣＨＧ信号をＬｏｗレベルに切
り替えると、アナログスイッチ１０７がＯＮとなり、サ
ンプルホールドコンデンサ３０３がもう１つのサンプル
ホールドコンデンサ１０６と並列に接続される。本説明
においては、サンプルホールドコンデンサ１０６とサン
プルホールドコンデンサ３０３は等しい。つまり、並列
に接続されるとコンデンサの容量は２倍になる。In the above state, the S / H control signal 109 is set to Hi.
When set to the gh level, the hold mode is entered, and the charge voltage V 3 is held in the sample hold capacitor 303. The amount of laser emission light at this time is the amount of light required for 300 dpi. Here, when the PCHG signal is switched to the low level, the analog switch 107 is turned on and the sample hold capacitor 303 is connected in parallel with the other sample hold capacitor 106. In this description, the sample hold capacitor 106 and the sample hold capacitor 303 are the same. That is, when connected in parallel, the capacitance of the capacitor doubles.
【００３６】コンデンサは、Ｑ＝Ｃ＊Ｖ3 の関係が成り
立ち、且つ、ホールドモードであることから、電荷量Ｑ
が一定の下でコンデンサの容量Ｃが２倍になるため、保
持される電圧値は１／２＊Ｖ3 になる。つまり、レーザ
駆動回路３００の特性から半導体レーザ１０１のスイッ
チング電流が１／２＊Ｖ3 になる。 従って、この状態で
レーザを発光すれば、発光光量は調整した光量の１／２
になる。この光量が解像度が６００ｄｐｉのときに必要
な光量となる。Since the capacitor has the relationship of Q = C * V 3 and is in the hold mode, the charge amount Q
Since the capacitance C of the capacitor is doubled under a constant value, the held voltage value becomes 1/2 * V 3 . That is, the switching current of the semiconductor laser 101 becomes 1/2 * V 3 due to the characteristics of the laser drive circuit 300. Therefore, if the laser is emitted in this state, the emitted light amount is 1/2 of the adjusted light amount.
become. This light quantity is the necessary light quantity when the resolution is 600 dpi.
【００３７】尚、レーザパワーの切り替えタイミングは
画像に影響を与えないために非画像領域であり、且つ、
サンプルホールド回路がサンプル動作に入る直前に単独
状態に切り替え、初期の設定光量に対するＡＰＣ制御を
行うことによって正規の光量設定を設定し、サンプルホ
ールド回路がホールド動作に入った直後に並列状態に切
り替えることによって画像領域内ではレーザパワーの切
り替わった設定状態で動作させる切り替え制御を行う必
要がある。The laser power switching timing is a non-image area because it does not affect the image, and
Switch to the independent state immediately before the sample-hold circuit enters the sample operation, set the normal light amount setting by performing APC control for the initial set light amount, and switch to the parallel state immediately after the sample-hold circuit enters the hold operation. Therefore, it is necessary to perform switching control for operating in a setting state in which the laser power is switched in the image area.
【００３８】以上説明したように、サンプルホールドコ
ンデンサを並列に配置し、これを単独又は並列に切り替
えるための切り替え手段を備えることにより、見掛け上
レーザ光量の調整値は１つであるが、２つの規定発光光
量を有することができる。As described above, the sample-hold capacitors are arranged in parallel, and the switching means for switching the capacitors in parallel or in parallel is provided, so that the apparent adjustment amount of the laser light amount is one, but there are two. It can have a specified amount of emitted light.
【００３９】尚、本実施の形態ではサンプルホールドコ
ンデンサを２つで説明したが、複数のサンプルホールド
コンデンサと複数のアナログスイッチを持つことによ
り、２種類のレーザ発光光量ではなく、複数のレーザ発
光光量を持たせることができること、又、サンプルホー
ルドコンデンサの容量を同じではなく、異なる容量値の
ものにすることによって切り替えパワーの比率を自由に
設定できることは容易に類推することができる。In the present embodiment, two sample and hold capacitors have been described. However, since a plurality of sample and hold capacitors and a plurality of analog switches are provided, a plurality of laser light emission amounts are obtained instead of two types of laser light emission amounts. It can be easily inferred that the ratio of the switching power can be freely set by making the sample and hold capacitors have different capacitance values rather than the same capacitance values.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、半導体レーザの出力を検出する光検出手段と、
この光検出手段の出力電流を電圧に変換する電流−電圧
変換手段と、この電流−電圧変換手段の出力電圧と基準
電圧を比較する比較手段と、この比較手段の出力に応じ
て充放電を行うサンプルホールドコンデンサと、このサ
ンプルホールドコンデンサに充電された電圧を電流に変
換して半導体レーザに供給する電圧−電流変換手段と、
半導体レーザにバイアス電流を流すためのバイアス電流
源と、画像データ信号を受信する受信手段と、この受信
手段が受信する画像データに対応して前記半導体レーザ
を変調する変調手段と、この変調手段が前記半導体レー
ザの変調を行う間、前記サンプルホールドコンデンサヘ
の前記比較手段の出力を遮断して前記サンプルホールド
コンデンサの電圧を保持させるスイッチング手段とを有
するレーザ駆動回路において、前記サンプルホールドコ
ンデンサを並列に複数個配置し、この接続を切り替える
ための切り替え手段と該切り替え手段を制御する制御手
段とを設けたため、ＤＰＩ切り替え、プロセススピード
切り替え時に適切なレーザパワーを設定するとともに、
コストダウンと部品の効率的な実装を実現することがで
きるという効果が得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the light detecting means for detecting the output of the semiconductor laser,
Current-voltage converting means for converting the output current of the light detecting means into voltage, comparing means for comparing the output voltage of the current-voltage converting means with a reference voltage, and charging / discharging is performed according to the output of the comparing means. A sample-hold capacitor, a voltage-current conversion means for converting the voltage charged in the sample-hold capacitor into a current and supplying the current to the semiconductor laser,
A bias current source for supplying a bias current to a semiconductor laser, a receiving means for receiving an image data signal, a modulating means for modulating the semiconductor laser in accordance with image data received by the receiving means, and this modulating means In a laser drive circuit having switching means for interrupting the output of the comparing means to the sample and hold capacitor to hold the voltage of the sample and hold capacitor while modulating the semiconductor laser, the sample and hold capacitors are connected in parallel. Since a plurality of switching means for arranging the connection and a control means for controlling the switching means are provided, a proper laser power is set at the time of DPI switching and process speed switching.
The effect that cost reduction and efficient mounting of components can be realized is obtained.
【図１】本発明に係るレーザ駆動回路の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser drive circuit according to the present invention.
【図２】本発明に係るレーザ駆動回路における各信号の
切り替えタイミングと電圧波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a switching timing and a voltage waveform of each signal in the laser drive circuit according to the present invention.
【図３】従来のレーザ駆動回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional laser drive circuit.
１０１ 半導体レーザ １０２ フォトダイオード １０５ サンプルホールド回路 １０６ サンプルホールドコンデンサ １０７ アナログスイッチ １０８ Ｓ／Ｈ制御信号 １０９ ＰＣＨＧ制御信号 １１０ 定電流源 １１１ スイッチング回路 101 Semiconductor laser 102 photodiode 105 sample and hold circuit 106 sample and hold capacitor 107 analog switch 108 S / H control signal 109 PCHG control signal 110 constant current source 111 switching circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA53 AA55 AA57 5F073 BA07 GA02 GA12 GA18 GA24 GA38 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2C362 AA03 AA53 AA55 AA57 5F073 BA07 GA02 GA12 GA18 GA24 GA38
Claims (5)
段と、この光検出手段の出力電流を電圧に変換する電流
−電圧変換手段と、この電流−電圧変換手段の出力電圧
と基準電圧を比較する比較手段と、この比較手段の出力
に応じて充放電を行うサンプルホールドコンデンサと、
このサンプルホールドコンデンサに充電された電圧を電
流に変換して半導体レーザに供給する電圧−電流変換手
段と、半導体レーザにバイアス電流を流すためのバイア
ス電流源と、画像データ信号を受信する受信手段と、こ
の受信手段が受信する画像データに対応して前記半導体
レーザを変調する変調手段と、この変調手段が前記半導
体レーザの変調を行う間、前記サンプルホールドコンデ
ンサヘの前記比較手段の出力を遮断して前記サンプルホ
ールドコンデンサの電圧を保持させるスイッチング手段
とを有するレーザ駆動回路において、 前記サンプルホールドコンデンサを並列に複数個配置
し、この接続を切り替えるための切り替え手段と該切り
替え手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
るレーザ駆動回路。1. A light detecting means for detecting an output of a semiconductor laser, a current-voltage converting means for converting an output current of the light detecting means into a voltage, and an output voltage of the current-voltage converting means and a reference voltage are compared. And a sample and hold capacitor that charges and discharges according to the output of the comparing means,
A voltage-current conversion means for converting the voltage charged in the sample-hold capacitor into a current and supplying it to the semiconductor laser, a bias current source for supplying a bias current to the semiconductor laser, and a receiving means for receiving an image data signal. , A modulator that modulates the semiconductor laser in accordance with image data received by the receiver, and shuts off the output of the comparator to the sample-hold capacitor while the modulator modulates the semiconductor laser. And a switching means for holding the voltage of the sample-and-hold capacitor, a plurality of the sample-and-hold capacitors are arranged in parallel, a switching means for switching the connection, and a control means for controlling the switching means. A laser drive circuit characterized by being provided.
構成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動回
路。2. The laser drive circuit according to claim 1, wherein the switching means is an analog switch.
とを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動回路。3. The laser drive circuit according to claim 1, wherein the switching means is composed of an FET.
は、非画像領域、且つ、サンプルホールド回路がホール
ド動作に入った直後に並列状態に切り替え、サンプルホ
ールド回路がサンプル動作に入る直前に単独状態に切り
替えることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動回
路。4. The switching timing of the switching means is to switch to the non-image area and to the parallel state immediately after the sample and hold circuit enters the hold operation, and to switch to the independent state immediately before the sample and hold circuit enters the sample operation. The laser drive circuit according to claim 1, wherein:
ザ駆動回路を有することを特徴とする画像形成装置。5. An image forming apparatus comprising the laser drive circuit according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252407A JP2003069140A (en) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Laser drive circuit and imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252407A JP2003069140A (en) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Laser drive circuit and imaging device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069140A true JP2003069140A (en) | 2003-03-07 |
Family
ID=19080890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001252407A Withdrawn JP2003069140A (en) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Laser drive circuit and imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069140A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013147021A (en) * | 2011-12-20 | 2013-08-01 | Ricoh Co Ltd | Optical scanning device, light intensity adjustment method thereof and program |
-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001252407A patent/JP2003069140A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013147021A (en) * | 2011-12-20 | 2013-08-01 | Ricoh Co Ltd | Optical scanning device, light intensity adjustment method thereof and program |
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