JP2644721B2 - レーザユニット - Google Patents
レーザユニットInfo
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- JP2644721B2 JP2644721B2 JP6388285A JP6388285A JP2644721B2 JP 2644721 B2 JP2644721 B2 JP 2644721B2 JP 6388285 A JP6388285 A JP 6388285A JP 6388285 A JP6388285 A JP 6388285A JP 2644721 B2 JP2644721 B2 JP 2644721B2
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- JP
- Japan
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- current
- laser
- output
- photodetector
- control signal
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06835—Stabilising during pulse modulation or generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザビームを走査して画像を形成する
画像形成装置に係り、特にレーザビームを発射させるレ
ーザユニットに関するものである。
画像形成装置に係り、特にレーザビームを発射させるレ
ーザユニットに関するものである。
半導体レーザ（以下レーザと呼ぶ）を使用して画像を
書き込むプリンタのレーザ発光量を安定化する装置とし
て、例えば特開昭56−106259号公報に示される装置が提
案されている。この装置は、レーザの光量を非画像部で
検出し、規定の光量になるように制御し、画像部ではそ
の光量を保持するようになっている。
書き込むプリンタのレーザ発光量を安定化する装置とし
て、例えば特開昭56−106259号公報に示される装置が提
案されている。この装置は、レーザの光量を非画像部で
検出し、規定の光量になるように制御し、画像部ではそ
の光量を保持するようになっている。
次に第４図を参照しながら従来の装置におけるレーザ
発射制御動作について説明する。
発射制御動作について説明する。
第４図はレーザ発光特性を説明する波形図であり、縦
軸は光量を示し、横軸は電流をそれぞれ示す。a,bはス
イッチングの異なる電流、ｃは発光出力を示す。
軸は光量を示し、横軸は電流をそれぞれ示す。a,bはス
イッチングの異なる電流、ｃは発光出力を示す。
画像を書き込む際に、レーザへの印加電流をスイッチ
ングし、消光時は電流ａのように印加電流を完全に零に
していた。この図に示されるように、レーザはスレッシ
ョルド電流Ith以上の電流が印加されると発光し、印加
電流がIaになったときに、規定光量L1に達する。すなわ
ち、印加電流がIth≦Ia状態下においてレーザは作動す
るという特性を有している。このため、電流a,bのいず
れをレーザに印加しても同様に発光出力ｃが得られるこ
とになる。
ングし、消光時は電流ａのように印加電流を完全に零に
していた。この図に示されるように、レーザはスレッシ
ョルド電流Ith以上の電流が印加されると発光し、印加
電流がIaになったときに、規定光量L1に達する。すなわ
ち、印加電流がIth≦Ia状態下においてレーザは作動す
るという特性を有している。このため、電流a,bのいず
れをレーザに印加しても同様に発光出力ｃが得られるこ
とになる。
ところが、レーザを発光させるスイッチングトランジ
スタに対して印加電流を０〜Ithまで流すと、トランジ
スタの損失が増大するため、許容損失の大きなトランジ
スタを使用しなければならない等の制約が生じる。ま
た、高速に画像を書き込むためには、スイッチングスピ
ードの早いトランジスタを使用しなければならない。こ
れらの条件を満足する、すなわち、スイッチングスピー
ドが高速で、かつ、許容損失の大きなトランジスタは非
常に高価になる等の問題点があった。
スタに対して印加電流を０〜Ithまで流すと、トランジ
スタの損失が増大するため、許容損失の大きなトランジ
スタを使用しなければならない等の制約が生じる。ま
た、高速に画像を書き込むためには、スイッチングスピ
ードの早いトランジスタを使用しなければならない。こ
れらの条件を満足する、すなわち、スイッチングスピー
ドが高速で、かつ、許容損失の大きなトランジスタは非
常に高価になる等の問題点があった。
また、印加電流を零からIthまで立ち上げるための駆
動トランジスタの立ち上げ時間を考慮すると、レーザ発
光開始までに相当の時間を要してしまう等の欠点があっ
た。
動トランジスタの立ち上げ時間を考慮すると、レーザ発
光開始までに相当の時間を要してしまう等の欠点があっ
た。
そこで、上記の問題点を解決するため、レーザにIth
以下のバイアス電流を流すことが考えられたが、第５図
に示すように、レーザ素子が環境温度の上昇に応じて、
スレッショルド電流Ith1がIth2にシフトする特有の性質
があるため、所定レベルの固定バイアスをレーザに印加
しても、環境温度が下降した場合には、過大の電流がレ
ーザに印加されて光量オーバーとなる問題が生じてしま
う。
以下のバイアス電流を流すことが考えられたが、第５図
に示すように、レーザ素子が環境温度の上昇に応じて、
スレッショルド電流Ith1がIth2にシフトする特有の性質
があるため、所定レベルの固定バイアスをレーザに印加
しても、環境温度が下降した場合には、過大の電流がレ
ーザに印加されて光量オーバーとなる問題が生じてしま
う。
また、半導体レーザは、環境温度や経年変化により、
スレッショルド電流Ithだけでなく、スロープ効率の傾
きも変化するため、単に検出した光量をバイアス電流に
フィードバックさせることもできない。
スレッショルド電流Ithだけでなく、スロープ効率の傾
きも変化するため、単に検出した光量をバイアス電流に
フィードバックさせることもできない。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされた
もので、簡単な構成で環境温度等に応じて適正なバイア
ス電流を半導体レーザに印加することができるととも
に、フォトディテクタの感度のバラツキの補正と半導体
レーザのしきい値のバラツキの調整を同時に行えて点検
修理が簡単となり、さらに、半導体レーザのオン状態で
光量制御して、半導体レーザのオン時の発光量を高精度
に制御する場合に、スイッチング電流とバイアス電流と
を別々に独立して制御することなくスイッチング電流及
びバイアス電流の双方を最適に制御できるレーザユニッ
トを得ることを目的とする。
もので、簡単な構成で環境温度等に応じて適正なバイア
ス電流を半導体レーザに印加することができるととも
に、フォトディテクタの感度のバラツキの補正と半導体
レーザのしきい値のバラツキの調整を同時に行えて点検
修理が簡単となり、さらに、半導体レーザのオン状態で
光量制御して、半導体レーザのオン時の発光量を高精度
に制御する場合に、スイッチング電流とバイアス電流と
を別々に独立して制御することなくスイッチング電流及
びバイアス電流の双方を最適に制御できるレーザユニッ
トを得ることを目的とする。
この発明は上記目的を達成するために、 半導体レーザの発光量を検知するフォトディテクタ
（後述する実施例のフォトディテクタ２（第１図，第３
図）に相当する）と、 前記フォトディテクタの感度のバラツキを補正するた
めの補正手段（同じくボリューム３（第１図，第３図）
に相当する）と、 前記半導体レーザに印加されるスイッチング電流を出
力するスイッチング電流発生手段（後述する実施例で
は、定電流回路23（第１図）に相当する）と、 前記半導体レーザに印加されるバイアス電流を出力す
るバイアス電流発生手段（同じく実施例では、定電流回
路24（第１図）に相当する）と、 前記補正手段により補正された前記フォトディテクタ
の出力に基づいて前記スイッチング電流発生手段及び前
記デバイス電流発生手段にスイッチング電流制御信号及
びバイアス電流制御信号をそれぞれ出力する制御信号出
力手段とを有し、前記制御信号出力手段は、前記入力信
号に依らずに前記半導体レーザに前記スイッチング電流
及び前記バイアス電流を流している状態で前記フォトデ
ィテクタにより検出される発光量に基づく電圧レベル信
号を出力する手段（第１図に示す符号16,17,18,19,20,2
1,22等で示される構成に相当する）と、前記電圧レベル
信号に基づいて、前記スイッチング電流制御信号と前記
バイアス電流制御信号とを、予め設定されている電圧レ
ベルの比率で出力する設定手段（第１図に示す符号39で
示される構成に相当する）とを備えるとともに、 少なくとも前記補正手段と前記設定手段とを同一基板
上に組み込んだことを特徴とする。
（後述する実施例のフォトディテクタ２（第１図，第３
図）に相当する）と、 前記フォトディテクタの感度のバラツキを補正するた
めの補正手段（同じくボリューム３（第１図，第３図）
に相当する）と、 前記半導体レーザに印加されるスイッチング電流を出
力するスイッチング電流発生手段（後述する実施例で
は、定電流回路23（第１図）に相当する）と、 前記半導体レーザに印加されるバイアス電流を出力す
るバイアス電流発生手段（同じく実施例では、定電流回
路24（第１図）に相当する）と、 前記補正手段により補正された前記フォトディテクタ
の出力に基づいて前記スイッチング電流発生手段及び前
記デバイス電流発生手段にスイッチング電流制御信号及
びバイアス電流制御信号をそれぞれ出力する制御信号出
力手段とを有し、前記制御信号出力手段は、前記入力信
号に依らずに前記半導体レーザに前記スイッチング電流
及び前記バイアス電流を流している状態で前記フォトデ
ィテクタにより検出される発光量に基づく電圧レベル信
号を出力する手段（第１図に示す符号16,17,18,19,20,2
1,22等で示される構成に相当する）と、前記電圧レベル
信号に基づいて、前記スイッチング電流制御信号と前記
バイアス電流制御信号とを、予め設定されている電圧レ
ベルの比率で出力する設定手段（第１図に示す符号39で
示される構成に相当する）とを備えるとともに、 少なくとも前記補正手段と前記設定手段とを同一基板
上に組み込んだことを特徴とする。
この発明においては、制御信号出力手段は、入力信号
に依らずにスイッチング電流をオンして前記半導体レー
ザに前記スイッチング電流及び前記デバイス電流を連続
的に流した状態で前記フォトディテクタにより検出され
る発光量に基づいて、設定手段により設定された比率に
従う電圧レベルの前記スイッチング電流制御信号と前記
バイアス電流制御信号の双方を出力するものである。
に依らずにスイッチング電流をオンして前記半導体レー
ザに前記スイッチング電流及び前記デバイス電流を連続
的に流した状態で前記フォトディテクタにより検出され
る発光量に基づいて、設定手段により設定された比率に
従う電圧レベルの前記スイッチング電流制御信号と前記
バイアス電流制御信号の双方を出力するものである。
第１図はこの発明の一実施例を示すレーザユニットの
構成を示す回路図であり、１はレーザ、２はフォトディ
テクタで、レーザ１と同一基板上に設けられる。３は感
度補正用の素子となるボリュームで、フォトディテクタ
２の感度を調整する。４は前記ボリューム３の負荷抵抗
器である。５〜７はオペアンプ８の利得を決定する抵抗
器である。９はコンデンサで、レーザ１の光量がステッ
プ状に増加する場合にオーバーシュートが発生してコン
パレータ10が誤作動するのを防止する。コンパレータ10
の反転端子には電流制限用の抵抗器11が接続されてお
り、非反転端子には電流制限用の抵抗器12が接続されて
いる。13はオペアンプOP1を使用した電圧源で、基準電
圧を抵抗器12を介してコンパレータ10に供給している。
14はコンデンサで、レーザ１の光量がステップ状に増加
する場合にオーバーシュートが発生してコンパレータ10
が誤作動するのを防止する。15はインバートノア回路
で、コンパレータ10の出力とD/A変換器16の出力をナン
ド回路で構成されるデコーダ16aを介した出力とのイン
バートノアをとり、JKフリップフロップ（以下フリップ
フロップを単にFFと呼ぶ）17の入力端子Ｋに出力する。
18は公知のパルスシンクロナイザで、DFF18a,18b,イン
バートナンド回路18cから構成されている。19はカウン
タで、JKFF17の出力に応じてチップイネーブルとなり、
光量を後述するクロック信号CLKに同期して１段階ずつ
上昇させる。20,21は抵抗器で、D/A変換器16の基準電位
を決定する。22は電流−電圧変換回路で、D/A変換器16
の出力電流を所定レベルの電圧に変換する。23は定電流
回路で、オペアンプOP2とトランジスタTr1とで構成され
る。24は定電流回路で、オペアンプOP3とトランジスタT
r2とで構成される。25はコイルで、優良度Ｑを下げる抵
抗器26が接続されている。27はコンデンサで、レーザ１
のレーザ電流のオーバーシュートを防止する。28は差動
電流スイッチで、エミッタ接続のトランジスタTr3,Tr4
および抵抗器R1〜R3から構成されている。29は抵抗器
で、差動電流スイッチ28の電流バランスを調整する。30
はダイオードで、レーザ１に逆電圧がかかるのを防止す
る。31は抵抗器で、レーザ１の順方向バイアス電圧VD近
辺でレーザ電流が急変し、レーザ電流にリンギングが発
生するのを防止する。32はダンパ抵抗器で、レーザ電流
のオーバーシュートを防止する。33はコンデンサで、ダ
ンパ抵抗器32の直流成分をカットする。なお、ダンパ抵
抗器32とコンデンサ33との時定数は数10ns〜数100ns程
度にセレクトする。34は入力端子で、図示しない外部装
置より送出された画像信号VIDEOが入力される。35はノ
ア回路で、画像信号VIDEOとJKFF17とのノアをとる。36
は入力ポートで、クロック信号CLKが入力される。37は
入力ポートで、自動的に光量を制御するパルス信号APCS
が入力される。38は入力ポートで、クリア信号CLが入力
される。39はバイアス電流を可変する素子となるボリュ
ームで、レーザ１のスイッチング電流に対するバイアス
電流の比率を可変する。
構成を示す回路図であり、１はレーザ、２はフォトディ
テクタで、レーザ１と同一基板上に設けられる。３は感
度補正用の素子となるボリュームで、フォトディテクタ
２の感度を調整する。４は前記ボリューム３の負荷抵抗
器である。５〜７はオペアンプ８の利得を決定する抵抗
器である。９はコンデンサで、レーザ１の光量がステッ
プ状に増加する場合にオーバーシュートが発生してコン
パレータ10が誤作動するのを防止する。コンパレータ10
の反転端子には電流制限用の抵抗器11が接続されてお
り、非反転端子には電流制限用の抵抗器12が接続されて
いる。13はオペアンプOP1を使用した電圧源で、基準電
圧を抵抗器12を介してコンパレータ10に供給している。
14はコンデンサで、レーザ１の光量がステップ状に増加
する場合にオーバーシュートが発生してコンパレータ10
が誤作動するのを防止する。15はインバートノア回路
で、コンパレータ10の出力とD/A変換器16の出力をナン
ド回路で構成されるデコーダ16aを介した出力とのイン
バートノアをとり、JKフリップフロップ（以下フリップ
フロップを単にFFと呼ぶ）17の入力端子Ｋに出力する。
18は公知のパルスシンクロナイザで、DFF18a,18b,イン
バートナンド回路18cから構成されている。19はカウン
タで、JKFF17の出力に応じてチップイネーブルとなり、
光量を後述するクロック信号CLKに同期して１段階ずつ
上昇させる。20,21は抵抗器で、D/A変換器16の基準電位
を決定する。22は電流−電圧変換回路で、D/A変換器16
の出力電流を所定レベルの電圧に変換する。23は定電流
回路で、オペアンプOP2とトランジスタTr1とで構成され
る。24は定電流回路で、オペアンプOP3とトランジスタT
r2とで構成される。25はコイルで、優良度Ｑを下げる抵
抗器26が接続されている。27はコンデンサで、レーザ１
のレーザ電流のオーバーシュートを防止する。28は差動
電流スイッチで、エミッタ接続のトランジスタTr3,Tr4
および抵抗器R1〜R3から構成されている。29は抵抗器
で、差動電流スイッチ28の電流バランスを調整する。30
はダイオードで、レーザ１に逆電圧がかかるのを防止す
る。31は抵抗器で、レーザ１の順方向バイアス電圧VD近
辺でレーザ電流が急変し、レーザ電流にリンギングが発
生するのを防止する。32はダンパ抵抗器で、レーザ電流
のオーバーシュートを防止する。33はコンデンサで、ダ
ンパ抵抗器32の直流成分をカットする。なお、ダンパ抵
抗器32とコンデンサ33との時定数は数10ns〜数100ns程
度にセレクトする。34は入力端子で、図示しない外部装
置より送出された画像信号VIDEOが入力される。35はノ
ア回路で、画像信号VIDEOとJKFF17とのノアをとる。36
は入力ポートで、クロック信号CLKが入力される。37は
入力ポートで、自動的に光量を制御するパルス信号APCS
が入力される。38は入力ポートで、クリア信号CLが入力
される。39はバイアス電流を可変する素子となるボリュ
ームで、レーザ１のスイッチング電流に対するバイアス
電流の比率を可変する。
なお、DFF18a,18bのＤは入力端子を示し、ＱはFFの出
力端子を示し、J,KはJKFF17の入力端子を示し、CKはク
ロック信号CLKの入力端子を示し、LDはカウンタ19のロ
ード端子を示し、ENBはカウンタ19のイネーブル入力端
子を示し、01〜08はカウンタ19の出力端子で、01がLSB
で08がMSBを示す。また、I1〜I8はD/A変換器16のディジ
タル入力を示し、VR(+),VR(-)はD/A変換器16の基準電流
端子を示し、IoutはD/A変換器16の電流出力を示す。
力端子を示し、J,KはJKFF17の入力端子を示し、CKはク
ロック信号CLKの入力端子を示し、LDはカウンタ19のロ
ード端子を示し、ENBはカウンタ19のイネーブル入力端
子を示し、01〜08はカウンタ19の出力端子で、01がLSB
で08がMSBを示す。また、I1〜I8はD/A変換器16のディジ
タル入力を示し、VR(+),VR(-)はD/A変換器16の基準電流
端子を示し、IoutはD/A変換器16の電流出力を示す。
次に第２図（ａ）〜（ｊ）を参照しながら第１図の動
作について説明する。
作について説明する。
第２図（ａ）〜（ｊ）は第１図に示した回路の動作を
説明するタイムチャートで、同図（ａ）において、CLK
はクロック信号を示し、同図（ｂ）において、APCSは光
量を制御するパルス信号を示し、同図（ｃ）において、
O1はパルスシンクロナイザ18からの出力信号を示し、同
図（ｄ）において、O2はJKFF17の出力信号を示し、同図
（ｅ）において、out/1は定電流回路23の出力電流を示
し、同図（ｆ）において、out/2は定電流回路24の出力
電流を示し、同図（ｇ）において、out/3はレーザ電流
を示し、同図（ｈ）において、ΔＬは光量変化を示し、
同図（ｉ）において、O3はコンパレータ10の出力信号を
示し、同図（ｊ）において、O4はインバートノア回路15
の出力信号を示す。
説明するタイムチャートで、同図（ａ）において、CLK
はクロック信号を示し、同図（ｂ）において、APCSは光
量を制御するパルス信号を示し、同図（ｃ）において、
O1はパルスシンクロナイザ18からの出力信号を示し、同
図（ｄ）において、O2はJKFF17の出力信号を示し、同図
（ｅ）において、out/1は定電流回路23の出力電流を示
し、同図（ｆ）において、out/2は定電流回路24の出力
電流を示し、同図（ｇ）において、out/3はレーザ電流
を示し、同図（ｈ）において、ΔＬは光量変化を示し、
同図（ｉ）において、O3はコンパレータ10の出力信号を
示し、同図（ｊ）において、O4はインバートノア回路15
の出力信号を示す。
電源ON時は、図示しないリセット回路よりクリア信号
CLが入力ポート38に入力されると、パルスシンクロナイ
ザ18,JKFF17,カウンタ19がそれぞれリセットされる。第
２図（ａ）に示されるクロック信号CLKは、常時入力ポ
ート36に印加されている。
CLが入力ポート38に入力されると、パルスシンクロナイ
ザ18,JKFF17,カウンタ19がそれぞれリセットされる。第
２図（ａ）に示されるクロック信号CLKは、常時入力ポ
ート36に印加されている。
レーザ１から発射されるレーザビームがプリンタの非
画像領域を照射する時に、プリンタ制御回路（図示しな
い）より入力ポート37に対してパルス信号APCS（第２図
（ｂ）に示す）が送出され、このパルス信号APCSが次段
のパルスシンクロナイザ18で１クロック分だけ取り出さ
れ出力信号O1（第２図（ｃ）に示す）がJKFF17の入力端
子Ｊに入力されるとともに、カウンタ19のロード端子LD
に入力される。このため、JKFF17がセットされ、出力端
子Ｑより出力信号O2（第２図（ｄ）に示す）がカウンタ
19のイネーブル入力端子ENBに送出されるとともに、ノ
ア回路35に送出される。出力信号O2はレーザ電流out/3
の上昇中を示す信号である。一方、カウンタ19はパルス
シンクロナイザ18の出力信号O1によりオール零にロード
されているが、JKFF17の出力端子Ｑより出力信号O2が送
出されると、カウント動作可能となり、１クロック毎に
出力端子01〜08からディジタル信号をD/A変換器16の入
力端子I1〜I8に送出する。これに応じてD/A変換器16の
電流出力Ioutが増加し、電流−電圧変換回路22の出力が
増加し、定電流回路23,24の出力もクロック信号CLKの１
クロック毎に増加する。JKFF17の出力端子Ｑより出力信
号O2が送出されると、ノア回路35の出力はＬ（Low）レ
ベルとなり、差動電流スイッチ28のトランジスタTr4が
オンし、レーザ１に電流が流れる状態となり、定電流回
路23,24の出力電流out/1,out/2の合計電流がレーザ電流
out/3となる。こうして、順次レーザ電流out/3が増加し
てスレッショルドITHを越えると、レーザ１が発光す
る。その出力光の変化（光量変化ΔＬ）をフォトディテ
クタ２で検知し、オペアンプ８で増幅する。そして、コ
ンパレータ10により、光量に応じた出力電位と電圧源13
の出力電位とを比較する。このとき、コンパレータ10の
反転入力レベルが非反転入力レベルより大きくなると、
出力信号O3（第２図（ｉ）に示す）のように、出力が反
転して出力信号O4がJKFF17の入力端子Ｋに送出される。
これに呼応してJKFF17の出力端子Ｑから送出されていた
出力信号O2がＬ（Low）レベルとなり、ノア回路35の出
力がＨ（High）レベルとなる。このため、差動電流スイ
ッチ28のトランジスタTr4がオフし、定電流回路23の電
流はレーザ１を流れなくなる。この状態において、入力
端子34に画像信号VIDEOがノア回路35に入力されると、
この画像信号VIDEOに応じて差動電流スイッチ28がオ
ン，オフ動作するので、レーザ電流out/3に定電流回路2
3のスイッチング波形が重畳され、第４図に示される電
流ｂに等しい電流波形となる。
画像領域を照射する時に、プリンタ制御回路（図示しな
い）より入力ポート37に対してパルス信号APCS（第２図
（ｂ）に示す）が送出され、このパルス信号APCSが次段
のパルスシンクロナイザ18で１クロック分だけ取り出さ
れ出力信号O1（第２図（ｃ）に示す）がJKFF17の入力端
子Ｊに入力されるとともに、カウンタ19のロード端子LD
に入力される。このため、JKFF17がセットされ、出力端
子Ｑより出力信号O2（第２図（ｄ）に示す）がカウンタ
19のイネーブル入力端子ENBに送出されるとともに、ノ
ア回路35に送出される。出力信号O2はレーザ電流out/3
の上昇中を示す信号である。一方、カウンタ19はパルス
シンクロナイザ18の出力信号O1によりオール零にロード
されているが、JKFF17の出力端子Ｑより出力信号O2が送
出されると、カウント動作可能となり、１クロック毎に
出力端子01〜08からディジタル信号をD/A変換器16の入
力端子I1〜I8に送出する。これに応じてD/A変換器16の
電流出力Ioutが増加し、電流−電圧変換回路22の出力が
増加し、定電流回路23,24の出力もクロック信号CLKの１
クロック毎に増加する。JKFF17の出力端子Ｑより出力信
号O2が送出されると、ノア回路35の出力はＬ（Low）レ
ベルとなり、差動電流スイッチ28のトランジスタTr4が
オンし、レーザ１に電流が流れる状態となり、定電流回
路23,24の出力電流out/1,out/2の合計電流がレーザ電流
out/3となる。こうして、順次レーザ電流out/3が増加し
てスレッショルドITHを越えると、レーザ１が発光す
る。その出力光の変化（光量変化ΔＬ）をフォトディテ
クタ２で検知し、オペアンプ８で増幅する。そして、コ
ンパレータ10により、光量に応じた出力電位と電圧源13
の出力電位とを比較する。このとき、コンパレータ10の
反転入力レベルが非反転入力レベルより大きくなると、
出力信号O3（第２図（ｉ）に示す）のように、出力が反
転して出力信号O4がJKFF17の入力端子Ｋに送出される。
これに呼応してJKFF17の出力端子Ｑから送出されていた
出力信号O2がＬ（Low）レベルとなり、ノア回路35の出
力がＨ（High）レベルとなる。このため、差動電流スイ
ッチ28のトランジスタTr4がオフし、定電流回路23の電
流はレーザ１を流れなくなる。この状態において、入力
端子34に画像信号VIDEOがノア回路35に入力されると、
この画像信号VIDEOに応じて差動電流スイッチ28がオ
ン，オフ動作するので、レーザ電流out/3に定電流回路2
3のスイッチング波形が重畳され、第４図に示される電
流ｂに等しい電流波形となる。
また、光量増加中にフォトディテクタ２の出力側の接
触不良等で出力が途切れると、レーザ光量が規定光量に
なってもレーザ電流out/3は増加されて行く。そこで、
一定レベル以上のレーザ電流out/3が流れないように、
デコーダ16aがカウンタ19の出力をチェックし、上記一
定レベル以上のレーザ電流out/3が流れたら、JKFF17
（電流制御手段をなす）の入力端子Ｋに出力パルスが送
出され、出力端子Ｑから送出されている出力信号O2のレ
ベルをLowにして、レーザ電流out/3がそれ以上流れない
ようにホールドしてしまう。この電流制限はレーザ１の
スイッチング電流とバイアス電流の両者を同時に制限す
るものである。
触不良等で出力が途切れると、レーザ光量が規定光量に
なってもレーザ電流out/3は増加されて行く。そこで、
一定レベル以上のレーザ電流out/3が流れないように、
デコーダ16aがカウンタ19の出力をチェックし、上記一
定レベル以上のレーザ電流out/3が流れたら、JKFF17
（電流制御手段をなす）の入力端子Ｋに出力パルスが送
出され、出力端子Ｑから送出されている出力信号O2のレ
ベルをLowにして、レーザ電流out/3がそれ以上流れない
ようにホールドしてしまう。この電流制限はレーザ１の
スイッチング電流とバイアス電流の両者を同時に制限す
るものである。
なお、ボリューム39はスイッチング電流に対するバイ
アス電流の比率を可変するもので、レーザ１のスレッシ
ョルド電流は感度バラツキがあるから、このボリューム
39により最適に調整する。このボリューム39と感度補正
用のボリューム３とをレーザ1,フォトディテクタ２のペ
アと同一の基板上に組み込めるように構成することによ
り、故障時のメインティナンスを簡素化できる。また、
フォトディテクタ２の感度バラツキに比べてスレッショ
ルド電流のバラツキは少ないので、同一基板上に組み込
むのはボリューム３のみとしてもよい。
アス電流の比率を可変するもので、レーザ１のスレッシ
ョルド電流は感度バラツキがあるから、このボリューム
39により最適に調整する。このボリューム39と感度補正
用のボリューム３とをレーザ1,フォトディテクタ２のペ
アと同一の基板上に組み込めるように構成することによ
り、故障時のメインティナンスを簡素化できる。また、
フォトディテクタ２の感度バラツキに比べてスレッショ
ルド電流のバラツキは少ないので、同一基板上に組み込
むのはボリューム３のみとしてもよい。
第３図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例を示すレ
ーザユニットの配置構成図であり、同図（ａ）はレーザ
1,フォトディテクタ2,ボリューム3,39を同一基板41に組
み込んだ場合の配置状態を示し、同図（ｂ）は同図
（ａ）の回路図を示し、同図（ｃ）はレーザ1,フォトデ
ィテクタ2,ボリューム３を同一基板41に組み込んだ場合
の配置状態を示している。
ーザユニットの配置構成図であり、同図（ａ）はレーザ
1,フォトディテクタ2,ボリューム3,39を同一基板41に組
み込んだ場合の配置状態を示し、同図（ｂ）は同図
（ａ）の回路図を示し、同図（ｃ）はレーザ1,フォトデ
ィテクタ2,ボリューム３を同一基板41に組み込んだ場合
の配置状態を示している。
以上説明したように、この発明によれば、少なくとも
フォトディテクタの感度のバラツキを補正するための補
正手段と、上記スイッチング電流の制御量とバイアス電
流の制御量との比率を可変に設定するための設定手段と
を同一基板上に組み込んだので、フォトディテクタの感
度のバラツキ補正と半導体レーザのしきい値のバラツキ
の調整とを同時に行え、装置の点検修理が極めて容易に
できる。
フォトディテクタの感度のバラツキを補正するための補
正手段と、上記スイッチング電流の制御量とバイアス電
流の制御量との比率を可変に設定するための設定手段と
を同一基板上に組み込んだので、フォトディテクタの感
度のバラツキ補正と半導体レーザのしきい値のバラツキ
の調整とを同時に行え、装置の点検修理が極めて容易に
できる。
さらに、半導体レーザのオン状態で光量制御して、半
導体レーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合
に、スイッチング電流とバイアス電流とを別々に独立し
て制御することなくスイッチング電流及びバイアス電流
の双方を最適に制御できるという効果を奏する。
導体レーザのオン時の発光量を高精度に制御する場合
に、スイッチング電流とバイアス電流とを別々に独立し
て制御することなくスイッチング電流及びバイアス電流
の双方を最適に制御できるという効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を示すレーザユニットの構
成回路図、第２図（ａ）〜（ｊ）は第１図に示した回路
の動作を説明するタイムチャート、第３図（ａ）〜
（ｃ）はこの発明の一実施例を示すレーザユニットの配
置構成図、第４図はレーザ発光特性を説明する波形図、
第５図はレーザのしきい値特性を説明する波形図であ
る。 図中、１はレーザ、２はフォトディテクタ、3,39はボリ
ューム、41は基板である。
成回路図、第２図（ａ）〜（ｊ）は第１図に示した回路
の動作を説明するタイムチャート、第３図（ａ）〜
（ｃ）はこの発明の一実施例を示すレーザユニットの配
置構成図、第４図はレーザ発光特性を説明する波形図、
第５図はレーザのしきい値特性を説明する波形図であ
る。 図中、１はレーザ、２はフォトディテクタ、3,39はボリ
ューム、41は基板である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 野口 泰孝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−100487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−112089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−102583（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−129757（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザの発光量を検知するフォトデ
ィテクタと、 前記フォトディテクタの感度のバラツキを補正するため
の補正手段と、 入力信号に基づいて前記半導体レーザへの印加がオン・
オフされるスイッチング電流を出力するスイッチング電
流発生手段と、 前記半導体レーザに印加されるバイアス電流を出力する
バイアス電流発生手段と、 前記補正手段により補正された前記フォトディテクタの
出力に基づいて前記スイッチング電流発生手段及び前記
バイアス電流発生手段に、スイッチング電流制御信号及
びバイアス電流制御信号をそれぞれ出力する制御信号出
力手段とを有し、 前記制御信号出力手段は、前記入力信号に依らずに前記
半導体レーザに前記スイッチング電流及び前記バイアス
電流を流している状態で前記フォトディテクタにより検
出される発光量に基づく電圧レベル信号を出力する手段
と、前記電圧レベル信号に基づいて、前記スイッチング
電流制御信号と前記バイアス電流制御信号とを、予め設
定されている電圧レベルの比率で出力する設定手段とを
備えるとともに、 少なくとも前記補正手段と前記設定手段とを同一基板上
に組み込んだことを特徴とするレーザユニット。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6388285A JP2644721B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レーザユニット |
| US07/256,122 US4985896A (en) | 1985-03-29 | 1988-10-11 | Laser driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6388285A JP2644721B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レーザユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224477A JPS61224477A (ja) | 1986-10-06 |
| JP2644721B2 true JP2644721B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=13242101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6388285A Expired - Lifetime JP2644721B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | レーザユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644721B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277846A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-07 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Circuit for stabilizing the output of an injection laser |
| JPS57112089A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Light output control circuit |
| JPS58102583A (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 検波形レ−ザ・ダイオ−ド消光比制御回路 |
| JPS58129757U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-02 | 日本電気株式会社 | 光出力制御回路 |
| JPS58212256A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Hitachi Ltd | レ−ザ光源装置 |
| JPS5918964A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Hitachi Ltd | レ−ザ−ダイオ−ド駆動回路 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6388285A patent/JP2644721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61224477A (ja) | 1986-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |