JPH06260705A - 半導体レーザ駆動装置 - Google Patents
半導体レーザ駆動装置Info
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- JPH06260705A JPH06260705A JP7299393A JP7299393A JPH06260705A JP H06260705 A JPH06260705 A JP H06260705A JP 7299393 A JP7299393 A JP 7299393A JP 7299393 A JP7299393 A JP 7299393A JP H06260705 A JPH06260705 A JP H06260705A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数個の定電流源13〜15からの電流を、
半導体レーザダイオード6の光強度変調信号に応じて選
択加算してレーザ駆動電流とする半導体レーザ駆動装置
において、選択する定電流の立ち上がり応答特性を揃え
ること。 【構成】 半導体レーザダイオード6には、レーザ発振
を行い得るためのバイアス電流I1 の他、光強度変調信
号に応じて、複数個の定電流回路13〜15からの定電
流I2 を選択加算して半導体レーザダイオードに流す
が、その定電流の値を全て等しい大きさとする。そのよ
うにすると、選択加算される電流の立ち上がり応答特性
は全て等しいものとなるので、立ち上がる場合に定電流
間で時間遅れが生じない。また、選択加算する定電流を
供給する定電流回路13〜15は、全て同じ規格でよい
ので、製造コストが安くなる。
半導体レーザダイオード6の光強度変調信号に応じて選
択加算してレーザ駆動電流とする半導体レーザ駆動装置
において、選択する定電流の立ち上がり応答特性を揃え
ること。 【構成】 半導体レーザダイオード6には、レーザ発振
を行い得るためのバイアス電流I1 の他、光強度変調信
号に応じて、複数個の定電流回路13〜15からの定電
流I2 を選択加算して半導体レーザダイオードに流す
が、その定電流の値を全て等しい大きさとする。そのよ
うにすると、選択加算される電流の立ち上がり応答特性
は全て等しいものとなるので、立ち上がる場合に定電流
間で時間遅れが生じない。また、選択加算する定電流を
供給する定電流回路13〜15は、全て同じ規格でよい
ので、製造コストが安くなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の定電流源から
の電流を組み合わせて半導体レーザダイオードの駆動電
流とする半導体レーザ駆動装置に関するものである。
の電流を組み合わせて半導体レーザダイオードの駆動電
流とする半導体レーザ駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザダイオードの発光強度を変
化させることは、半導体レーザ駆動装置から半導体レー
ザダイオードに流す電流を変えることによって行われ
る。レーザプリンタに使用されている半導体レーザダイ
オードの発光強度の変化は、例えば、画像データ信号に
基づいて行われる。そのような半導体レーザ駆動装置に
関する従来の技術としては、次のようなものがある。
化させることは、半導体レーザ駆動装置から半導体レー
ザダイオードに流す電流を変えることによって行われ
る。レーザプリンタに使用されている半導体レーザダイ
オードの発光強度の変化は、例えば、画像データ信号に
基づいて行われる。そのような半導体レーザ駆動装置に
関する従来の技術としては、次のようなものがある。
【0003】特開昭57−4780号公報(以下「文献1」と
いう)には、単一の電源に抵抗値の異なる抵抗器を複数
個並列接続して複数種類の定電流を発生させ、画像デー
タ信号により制御されるセレクタにより、任意の定電流
を組み合わせて加算した定電流を、半導体レーザダイオ
ードに流すようにした技術が示されている。
いう)には、単一の電源に抵抗値の異なる抵抗器を複数
個並列接続して複数種類の定電流を発生させ、画像デー
タ信号により制御されるセレクタにより、任意の定電流
を組み合わせて加算した定電流を、半導体レーザダイオ
ードに流すようにした技術が示されている。
【0004】特開昭63−184773号公報(以下「文献2」
という)には、異なる定電流値を出力する電圧・電流変
換回路(スイッチング回路と定電流回路とで構成)を複
数個設けておき、その内の任意のものを画像データ信号
により選択することにより、任意の定電流を組み合わせ
て加算した定電流を、半導体レーザダイオードに流すよ
うにした技術が示されている。
という)には、異なる定電流値を出力する電圧・電流変
換回路(スイッチング回路と定電流回路とで構成)を複
数個設けておき、その内の任意のものを画像データ信号
により選択することにより、任意の定電流を組み合わせ
て加算した定電流を、半導体レーザダイオードに流すよ
うにした技術が示されている。
【0005】特開平2−150367号公報(以下「文献3」
という)には、異なる定電流値を出力する定電流源とス
イッチング回路との直列接続体を複数個設けておき、画
像データ信号により前記スイッチング回路を制御して、
任意の定電流を組み合わせて加算した定電流を、半導体
レーザダイオードに流すようにした技術が示されてい
る。
という)には、異なる定電流値を出力する定電流源とス
イッチング回路との直列接続体を複数個設けておき、画
像データ信号により前記スイッチング回路を制御して、
任意の定電流を組み合わせて加算した定電流を、半導体
レーザダイオードに流すようにした技術が示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】(問題点)しかしなが
ら、前記した従来の技術には、次のような問題点があっ
た。第1の問題点は、組み合わせるために用意された定
電流値の大きさが大幅に異なるので、電流の立ち上がり
応答特性にバラツキがあり、電流値を組み合わせる際、
所望のレーザ発光強度になる迄に時間遅れが生じるとい
う点である。第2の問題点は、大電流の定電流源が設け
られいる、それを構成するには大容量の構成素子を使用
するので、コストが高くなるという点である。
ら、前記した従来の技術には、次のような問題点があっ
た。第1の問題点は、組み合わせるために用意された定
電流値の大きさが大幅に異なるので、電流の立ち上がり
応答特性にバラツキがあり、電流値を組み合わせる際、
所望のレーザ発光強度になる迄に時間遅れが生じるとい
う点である。第2の問題点は、大電流の定電流源が設け
られいる、それを構成するには大容量の構成素子を使用
するので、コストが高くなるという点である。
【0007】(問題点の説明)まず第1の問題点につい
て説明する。図6は、電流の立ち上がり応答特性を説明
する図である。図6(A)が、従来の場合を示してい
る。横軸は時間t、縦軸は電流値である。(イ)は電流
Iを出力する定電流源の立ち上がり特性を示し、(ロ)
は、その4倍の電流4Iを出力する定電流源の立ち上が
り特性を示している。説明しようとしている点を分かり
易くするため、多少誇張して描いてある。
て説明する。図6は、電流の立ち上がり応答特性を説明
する図である。図6(A)が、従来の場合を示してい
る。横軸は時間t、縦軸は電流値である。(イ)は電流
Iを出力する定電流源の立ち上がり特性を示し、(ロ)
は、その4倍の電流4Iを出力する定電流源の立ち上が
り特性を示している。説明しようとしている点を分かり
易くするため、多少誇張して描いてある。
【0008】電流4Iは、Iに比べて電流値が大きいの
で、立ち上がりを完了するのがIより遅れる。図中に示
したΔtが、その時間遅れを示している。従って、Iと
4Iとを加算して5Iの電流値を得る場合、やはりIが
立ち上がった時点t0 よりΔtだけ遅れる。遅れると、
その電流値で発光される1画素(画像データ信号に対応
した1画素)の期間が短くなってしまうことになり、画
質を悪くする原因となる。
で、立ち上がりを完了するのがIより遅れる。図中に示
したΔtが、その時間遅れを示している。従って、Iと
4Iとを加算して5Iの電流値を得る場合、やはりIが
立ち上がった時点t0 よりΔtだけ遅れる。遅れると、
その電流値で発光される1画素(画像データ信号に対応
した1画素)の期間が短くなってしまうことになり、画
質を悪くする原因となる。
【0009】文献2や文献3の技術では、設定する定電
流値は、画像データ信号のビット構成の各桁に対応させ
たものとしているが、仮に4ビットとすると、最上位の
桁(1000の1)に対応づけられた定電流値は、最下
位の桁(0001の1)に対応づけられた定電流値の8
倍とされる。このように、大幅に電流値が異なると、立
ち上がりにバラツキが出る。ビット数が多くなれば、な
おさらである。
流値は、画像データ信号のビット構成の各桁に対応させ
たものとしているが、仮に4ビットとすると、最上位の
桁(1000の1)に対応づけられた定電流値は、最下
位の桁(0001の1)に対応づけられた定電流値の8
倍とされる。このように、大幅に電流値が異なると、立
ち上がりにバラツキが出る。ビット数が多くなれば、な
おさらである。
【0010】次に第2の問題点について説明する。流す
べき定電流値が大である定電流回路を構成するには、電
流容量が大の素子を用いなければならず、コストが高く
なる。また、定電流回路毎に定格が異なるから、構成す
るのが面倒である。本発明は、以上のような問題点を解
決することを課題とするものである。
べき定電流値が大である定電流回路を構成するには、電
流容量が大の素子を用いなければならず、コストが高く
なる。また、定電流回路毎に定格が異なるから、構成す
るのが面倒である。本発明は、以上のような問題点を解
決することを課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、半導体レーザダイオードに対する光強
度変調信号に応じて、複数個の定電流回路からの定電流
を選択加算して半導体レーザダイオードに流す半導体レ
ーザ駆動装置において、第1の定電流を供給する第1の
定電流回路と第2の定電流を供給する第2の定電流回路
複数個とから成る定電流部と、第2の定電流回路の各々
に対応して設けられ、各第2の定電流回路からの第2の
定電流を半導体レーザダイオードの光強度変調信号によ
ってオンまたはオフするよう制御されるスイッチング回
路複数個から成るスイッチング部と、該スイッチング部
により選択された第2の定電流の合計と前記第1の定電
流とを加算して半導体レーザダイオードに流す手段と、
前記第1の定電流を設定する手段と、前記第2の定電流
を設定する手段と、半導体レーザダイオードの光をモニ
ターする手段とを具えることとした。
め、本発明では、半導体レーザダイオードに対する光強
度変調信号に応じて、複数個の定電流回路からの定電流
を選択加算して半導体レーザダイオードに流す半導体レ
ーザ駆動装置において、第1の定電流を供給する第1の
定電流回路と第2の定電流を供給する第2の定電流回路
複数個とから成る定電流部と、第2の定電流回路の各々
に対応して設けられ、各第2の定電流回路からの第2の
定電流を半導体レーザダイオードの光強度変調信号によ
ってオンまたはオフするよう制御されるスイッチング回
路複数個から成るスイッチング部と、該スイッチング部
により選択された第2の定電流の合計と前記第1の定電
流とを加算して半導体レーザダイオードに流す手段と、
前記第1の定電流を設定する手段と、前記第2の定電流
を設定する手段と、半導体レーザダイオードの光をモニ
ターする手段とを具えることとした。
【0012】
【作 用】レーザ発振を行い得るためのバイアス電流
に相当する定電流の他、半導体レーザダイオードに対す
る光強度変調信号に応じて、複数個の定電流回路からの
定電流を選択加算した電流を半導体レーザダイオードに
流す半導体レーザ駆動装置において、光強度変調信号に
応じて選択加算する電流値を全て等しい値とする。
に相当する定電流の他、半導体レーザダイオードに対す
る光強度変調信号に応じて、複数個の定電流回路からの
定電流を選択加算した電流を半導体レーザダイオードに
流す半導体レーザ駆動装置において、光強度変調信号に
応じて選択加算する電流値を全て等しい値とする。
【0013】そのようにすると、選択加算される電流の
立ち上がり応答特性は全て等しいものとなるので、立ち
上がるのに時間遅れが生じない。また、選択加算する定
電流は全て等しい値とするので、他とは異なった大電流
を供給する定電流回路を構成する必要がなくなり、大容
量の構成素子を必要としない。従って、コストが高くな
ることもない。更に、規格の同じ定電流回路を構成すれ
ばよいので、モノリシック化によって構成する場合に構
成し易い。
立ち上がり応答特性は全て等しいものとなるので、立ち
上がるのに時間遅れが生じない。また、選択加算する定
電流は全て等しい値とするので、他とは異なった大電流
を供給する定電流回路を構成する必要がなくなり、大容
量の構成素子を必要としない。従って、コストが高くな
ることもない。更に、規格の同じ定電流回路を構成すれ
ばよいので、モノリシック化によって構成する場合に構
成し易い。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の半導体レーザ駆動装置を
示す図である。図1において、1はデコーダ、2〜4は
スイッチング回路、5はスイッチング部、6は半導体レ
ーザダイオード、7はモニタ用フォトダイオード、8は
可変抵抗器、9はマイクロプロセッサ、10〜12はD
A変換器、13〜16は定電流回路、17は定電流部、
18は比較器である。
に説明する。図1は、本発明の半導体レーザ駆動装置を
示す図である。図1において、1はデコーダ、2〜4は
スイッチング回路、5はスイッチング部、6は半導体レ
ーザダイオード、7はモニタ用フォトダイオード、8は
可変抵抗器、9はマイクロプロセッサ、10〜12はD
A変換器、13〜16は定電流回路、17は定電流部、
18は比較器である。
【0015】定電流部17は、半導体レーザダイオード
6に流す電流を調整する部分であり、幾つかの定電流回
路から構成される。その内の定電流回路16はバイアス
電流に相当する電流I1 を流す部分である。電流I1 の
設定は、DA変換器11の出力信号によってなされる。
これは、レーザ発振を開始し始める電流より、僅かに高
い値に設定されるが、その設定の仕方については、後で
詳細に説明する。DA変換器11の出力信号は、マイク
ロプロセッサ9からの指令により制御される。
6に流す電流を調整する部分であり、幾つかの定電流回
路から構成される。その内の定電流回路16はバイアス
電流に相当する電流I1 を流す部分である。電流I1 の
設定は、DA変換器11の出力信号によってなされる。
これは、レーザ発振を開始し始める電流より、僅かに高
い値に設定されるが、その設定の仕方については、後で
詳細に説明する。DA変換器11の出力信号は、マイク
ロプロセッサ9からの指令により制御される。
【0016】定電流回路13〜15は、それぞれ同じ大
きさの電流I2 (この点が従来と異なる)を供給し得る
定電流回路であり、その内の適宜個数が選択して使用さ
れる。電流I2 の設定は、DA変換器10の出力信号に
よってなされる。その設定の仕方については、後で詳細
に説明する。DA変換器10の出力信号は、マイクロプ
ロセッサ9からの指令により制御される。DA変換器1
0〜12の入力はディジタル値であり、マイクロプロセ
ッサ9より与えられる。出力は、アナログ値である。
きさの電流I2 (この点が従来と異なる)を供給し得る
定電流回路であり、その内の適宜個数が選択して使用さ
れる。電流I2 の設定は、DA変換器10の出力信号に
よってなされる。その設定の仕方については、後で詳細
に説明する。DA変換器10の出力信号は、マイクロプ
ロセッサ9からの指令により制御される。DA変換器1
0〜12の入力はディジタル値であり、マイクロプロセ
ッサ9より与えられる。出力は、アナログ値である。
【0017】光強度変調を行う際の定電流回路の選択
は、スイッチング部5により行われる。スイッチング部
5は、バイアス電流を供給する定電流回路16以外の各
定電流回路に対応させて設けられているスイッチング回
路2〜4で構成される。各スイッチング回路のオンオフ
は、デコーダ1からの信号により制御される。デコーダ
1に入力される信号は、半導体レーザダイオード6の光
強度を変調しようという信号であるが、半導体レーザダ
イオード6の光をレーザプリンタに利用する場合であれ
ば、該信号としては画像データ信号が用いられる。
は、スイッチング部5により行われる。スイッチング部
5は、バイアス電流を供給する定電流回路16以外の各
定電流回路に対応させて設けられているスイッチング回
路2〜4で構成される。各スイッチング回路のオンオフ
は、デコーダ1からの信号により制御される。デコーダ
1に入力される信号は、半導体レーザダイオード6の光
強度を変調しようという信号であるが、半導体レーザダ
イオード6の光をレーザプリンタに利用する場合であれ
ば、該信号としては画像データ信号が用いられる。
【0018】デコーダ1の入力(図1ではA,Bの合計
2ビットの入力信号が入力されている)は、例えば、あ
る画素の画像データ信号等であるが、ある画素の画像デ
ータ信号をデコーダ1に入力すれば、その出力によって
幾つかのスイッチング回路がオンとされ、それに対応し
ている定電流回路が選択されたことになる。
2ビットの入力信号が入力されている)は、例えば、あ
る画素の画像データ信号等であるが、ある画素の画像デ
ータ信号をデコーダ1に入力すれば、その出力によって
幾つかのスイッチング回路がオンとされ、それに対応し
ている定電流回路が選択されたことになる。
【0019】デコーダ1の入力が図1のようにA,Bの
2ビットであった場合、2ビットでできる種類分けは4
種類であるから、その4種類を、例えば次のように対応
させることにより、スイッチング回路の選択制御が出来
る。 00→全てのスイッチング回路2〜4をオフ 01→1個のスイッチング回路をオン 10→2個のスイッチング回路をオン 11→3個のスイッチング回路をオン なお、デコーダ1の入力ビット数がもっと大であれば、
スイッチング回路で選択する定電流回路の数も、それに
応じて増やせばよい。
2ビットであった場合、2ビットでできる種類分けは4
種類であるから、その4種類を、例えば次のように対応
させることにより、スイッチング回路の選択制御が出来
る。 00→全てのスイッチング回路2〜4をオフ 01→1個のスイッチング回路をオン 10→2個のスイッチング回路をオン 11→3個のスイッチング回路をオン なお、デコーダ1の入力ビット数がもっと大であれば、
スイッチング回路で選択する定電流回路の数も、それに
応じて増やせばよい。
【0020】半導体レーザダイオード6には、選択され
た定電流回路からの電流と定電流回路16の電流との合
計電流が流れ、その結果、半導体レーザダイオード6の
光強度は、画素の濃度に応じたものとなる。
た定電流回路からの電流と定電流回路16の電流との合
計電流が流れ、その結果、半導体レーザダイオード6の
光強度は、画素の濃度に応じたものとなる。
【0021】モニタ用フォトダイオード7は、半導体レ
ーザダイオード6の光出力を検出するためのものであ
り、受光した光量に応じた電流が流れる。検出電流は、
モニタ用フォトダイオード7に直列接続された可変抵抗
器8の両端に電圧を発生させる。つまり、電圧に変換さ
れる。該電圧は、比較器18にてDA変換器12より与
えられる基準値と比較され、その誤差信号をマイクロプ
ロセッサ9へ送る。DA変換器12の出力(つまり前記
基準値)は、マイクロプロセッサ9からの指令により設
定される。
ーザダイオード6の光出力を検出するためのものであ
り、受光した光量に応じた電流が流れる。検出電流は、
モニタ用フォトダイオード7に直列接続された可変抵抗
器8の両端に電圧を発生させる。つまり、電圧に変換さ
れる。該電圧は、比較器18にてDA変換器12より与
えられる基準値と比較され、その誤差信号をマイクロプ
ロセッサ9へ送る。DA変換器12の出力(つまり前記
基準値)は、マイクロプロセッサ9からの指令により設
定される。
【0022】マイクロプロセッサ9からデコーダ1へ送
られている全スイッチング信号Sは、全てのスイッチン
グ回路2〜4をオンにしたり、オフにしたりする信号
を、デコーダ1から出させるための信号である。なお、
マイクロプロセッサ9は、各種の信号を授受したりし
て、各種の演算処理を行う。
られている全スイッチング信号Sは、全てのスイッチン
グ回路2〜4をオンにしたり、オフにしたりする信号
を、デコーダ1から出させるための信号である。なお、
マイクロプロセッサ9は、各種の信号を授受したりし
て、各種の演算処理を行う。
【0023】図3は、本発明で使用するスイッチング回
路と定電流回路の具体例を示す図である。スイッチング
回路2と定電流回路13について示しているが、他のス
イッチング回路,定電流回路も同様の構成であり、これ
らの構成は公知のものである。符号は図1のものに対応
し、2−1,2−2はトランジスタ、2−3…基準電
源、13−1は比較器、13−2はトランジスタ、13
−3はインダクタンス、13−4,13−5は抵抗であ
る。
路と定電流回路の具体例を示す図である。スイッチング
回路2と定電流回路13について示しているが、他のス
イッチング回路,定電流回路も同様の構成であり、これ
らの構成は公知のものである。符号は図1のものに対応
し、2−1,2−2はトランジスタ、2−3…基準電
源、13−1は比較器、13−2はトランジスタ、13
−3はインダクタンス、13−4,13−5は抵抗であ
る。
【0024】デコーダ1よりトランジスタ2−1に入力
される信号が、基準電源2−3より小の時トランジスタ
2−2はオンされ、大の時はオフされる。DA変換器1
0からの信号が、抵抗13−5の電圧降下と等しくなる
ように、トランジスタ13−2を流れる電流が制御され
る。つまり、定電流回路13の定電流値は、DA変換器
10からの信号により設定される。インダクタンス13
−3と抵抗13−4は、電流を安定にするためのもので
ある。
される信号が、基準電源2−3より小の時トランジスタ
2−2はオンされ、大の時はオフされる。DA変換器1
0からの信号が、抵抗13−5の電圧降下と等しくなる
ように、トランジスタ13−2を流れる電流が制御され
る。つまり、定電流回路13の定電流値は、DA変換器
10からの信号により設定される。インダクタンス13
−3と抵抗13−4は、電流を安定にするためのもので
ある。
【0025】ところで、図1のような半導体レーザ駆動
装置で、半導体レーザダイオード6の発光強度が、画像
データ信号等に比例して変化するようにするためには、
スイッチング部5でのスイッチング回路選択制御により
行われる電流の変化を、次に説明する自然放出光領域に
かかるのではなく、レーザ発光領域内で行うようにする
必要がある。
装置で、半導体レーザダイオード6の発光強度が、画像
データ信号等に比例して変化するようにするためには、
スイッチング部5でのスイッチング回路選択制御により
行われる電流の変化を、次に説明する自然放出光領域に
かかるのではなく、レーザ発光領域内で行うようにする
必要がある。
【0026】図4は、レーザの特性を示す図である。横
軸は半導体レーザダイオード6のレーザ駆動電流であ
り、縦軸は半導体レーザダイオード6からの光出力であ
る。Lはレーザ特性曲線、L1 ,L2 はレーザ特性曲線
Lの一部を成す曲線部分、Cは変曲点である。レーザ駆
動電流が小さい時は、半導体レーザダイオード6からの
光は、位相の揃っていない光であり、発光ダイオードと
同程度の光である。この領域は、自然放出光領域と呼ば
れている。
軸は半導体レーザダイオード6のレーザ駆動電流であ
り、縦軸は半導体レーザダイオード6からの光出力であ
る。Lはレーザ特性曲線、L1 ,L2 はレーザ特性曲線
Lの一部を成す曲線部分、Cは変曲点である。レーザ駆
動電流が小さい時は、半導体レーザダイオード6からの
光は、位相の揃っていない光であり、発光ダイオードと
同程度の光である。この領域は、自然放出光領域と呼ば
れている。
【0027】レーザ駆動電流がある値以上になると、半
導体レーザダイオード6はレーザ発振し、位相の揃った
強い光が出始める。この領域は、レーザ発光領域と呼ば
れる。図4のレーザ特性曲線Lの内、曲線部分L1 が自
然放出光領域にある部分であり、曲線部分L2 がレーザ
発光領域にある部分である。両者の境目が、変曲点Cで
ある。曲線部分L1 ,曲線部分L2 は、ほぼ直線(リニ
ア)となっている。
導体レーザダイオード6はレーザ発振し、位相の揃った
強い光が出始める。この領域は、レーザ発光領域と呼ば
れる。図4のレーザ特性曲線Lの内、曲線部分L1 が自
然放出光領域にある部分であり、曲線部分L2 がレーザ
発光領域にある部分である。両者の境目が、変曲点Cで
ある。曲線部分L1 ,曲線部分L2 は、ほぼ直線(リニ
ア)となっている。
【0028】画像データ信号等により半導体レーザダイ
オード6の発光強度を変化させる場合は、動作点をレー
ザ発光領域のリニアな曲線部分L2 上で変化させること
が要求される。図4のP1 は、自然放出光領域での最大
の光出力よりも僅かに高い位置に適宜とった値である
が、発光強度変調を行うためには、少なくともこの値以
上の光出力を出す必要がある。以下、説明の便宜状、こ
のP1 を「使用最小光出力」と言うことにする。
オード6の発光強度を変化させる場合は、動作点をレー
ザ発光領域のリニアな曲線部分L2 上で変化させること
が要求される。図4のP1 は、自然放出光領域での最大
の光出力よりも僅かに高い位置に適宜とった値である
が、発光強度変調を行うためには、少なくともこの値以
上の光出力を出す必要がある。以下、説明の便宜状、こ
のP1 を「使用最小光出力」と言うことにする。
【0029】従って、半導体レーザダイオード6のバイ
アス電流に相当する定電流回路16からの電流I1 (最
小駆動電流)の値は、全てのスイッチング回路をオフに
した状態で、使用最小光出力P1 を出す電流に設定され
ることが必要となり、使用最小光出力P1 は感光体の閾
値以下に設定する必要がある。
アス電流に相当する定電流回路16からの電流I1 (最
小駆動電流)の値は、全てのスイッチング回路をオフに
した状態で、使用最小光出力P1 を出す電流に設定され
ることが必要となり、使用最小光出力P1 は感光体の閾
値以下に設定する必要がある。
【0030】また、全てのスイッチング回路をオンさせ
た時の電流が、半導体レーザダイオード6に流れる最大
の電流(最大駆動電流)ということになるが、その時
は、曲線部分L2 の感光体がリニアな特性を示す範囲内
で、出来るだけ高い位置に対応した方がよい(その位置
の1例が、図4中のP2 で表されている。以下、このP
2 を説明の便宜上、「使用最大光出力」と言うことにす
る)。
た時の電流が、半導体レーザダイオード6に流れる最大
の電流(最大駆動電流)ということになるが、その時
は、曲線部分L2 の感光体がリニアな特性を示す範囲内
で、出来るだけ高い位置に対応した方がよい(その位置
の1例が、図4中のP2 で表されている。以下、このP
2 を説明の便宜上、「使用最大光出力」と言うことにす
る)。
【0031】なぜなら、曲線部分L2 のリニアな部分
を、広く有効に使用することが出来るからである。従っ
て、電流I2 の値は、全てのスイッチング回路をオンし
ておいて、上記の事項を考慮しながら設定する。
を、広く有効に使用することが出来るからである。従っ
て、電流I2 の値は、全てのスイッチング回路をオンし
ておいて、上記の事項を考慮しながら設定する。
【0032】次に、前記した最小駆動電流,最大駆動電
流の設定の仕方について説明する。図2は、最小駆動電
流と最大駆動電流の設定動作を説明するフローチャート
である。 ステップ1…半導体レーザ駆動装置の初期設定を行う。
つまり、DA変換器10〜12の出力を0にする。この
時、I1 もI2 も0である。 ステップ2…全部のスイッチング回路をオフにする。そ
れには、マイクロプロセッサ9より発する全スイッチン
グ信号Sを、全部のスイッチング回路をオフにする値と
する。
流の設定の仕方について説明する。図2は、最小駆動電
流と最大駆動電流の設定動作を説明するフローチャート
である。 ステップ1…半導体レーザ駆動装置の初期設定を行う。
つまり、DA変換器10〜12の出力を0にする。この
時、I1 もI2 も0である。 ステップ2…全部のスイッチング回路をオフにする。そ
れには、マイクロプロセッサ9より発する全スイッチン
グ信号Sを、全部のスイッチング回路をオフにする値と
する。
【0033】ステップ3…比較器18の非反転入力端子
(+)へ入力する基準値(電圧値)として、半導体レー
ザダイオード6に変曲点Cの電流より僅かに大きい電流
が流れるような値である第1基準値V1 を設定する。 ステップ4…この状態で、DA変換器11のディジタル
入力値を最小単位だけ増大する(+1)。DA変換器1
1からは、該入力値に対応したアナログ値が出力され、
定電流回路16のI1 は、そのアナログ値に対応した大
きさの定電流とされる。
(+)へ入力する基準値(電圧値)として、半導体レー
ザダイオード6に変曲点Cの電流より僅かに大きい電流
が流れるような値である第1基準値V1 を設定する。 ステップ4…この状態で、DA変換器11のディジタル
入力値を最小単位だけ増大する(+1)。DA変換器1
1からは、該入力値に対応したアナログ値が出力され、
定電流回路16のI1 は、そのアナログ値に対応した大
きさの定電流とされる。
【0034】ステップ5…半導体レーザダイオード6の
光出力はモニタ用フォトダイオード7でモニターされ、
可変抵抗器8で得られるモニター電圧Vm は、比較器1
8の反転入力端子(ー)に入力される。そして、モニタ
ー電圧Vm >第1基準値V1となったか否かチェックさ
れる。なっていなければ、ステップ4に戻り、I1 の値
が増大される。ステップ4,5で、I1 が設定される。
光出力はモニタ用フォトダイオード7でモニターされ、
可変抵抗器8で得られるモニター電圧Vm は、比較器1
8の反転入力端子(ー)に入力される。そして、モニタ
ー電圧Vm >第1基準値V1となったか否かチェックさ
れる。なっていなければ、ステップ4に戻り、I1 の値
が増大される。ステップ4,5で、I1 が設定される。
【0035】ステップ6…モニタ用フォトダイオード7
が使用最大光出力P2 の光を受光した時に生ずるモニタ
ー電圧に相当する電圧値を第2基準値V2 と定め、その
値をDA変換器12の出力側に発生させるよう、マイク
ロプロセッサ9より信号を与える。 ステップ7…全部のスイッチング回路をオンにする信号
をデコーダ1から出させるよう、マイクロプロセッサ9
よりデコーダ1へ全スイッチング信号Sを出す。
が使用最大光出力P2 の光を受光した時に生ずるモニタ
ー電圧に相当する電圧値を第2基準値V2 と定め、その
値をDA変換器12の出力側に発生させるよう、マイク
ロプロセッサ9より信号を与える。 ステップ7…全部のスイッチング回路をオンにする信号
をデコーダ1から出させるよう、マイクロプロセッサ9
よりデコーダ1へ全スイッチング信号Sを出す。
【0036】ステップ8…DA変換器10への入力ディ
ジタル値を、最小単位だけ増加する(+1)。それに応
じて、I2 の値が少し増大される。 ステップ9…半導体レーザダイオード6の光出力はモニ
タ用フォトダイオード7でモニターされ、可変抵抗器8
で得られるモニター電圧Vm は、比較器18の反転入力
端子(ー)に入力される。そして、モニター電圧Vm >
第2基準値V2 となったか否かチェックされる。なって
いなければ、ステップ8に戻り、I2 の値が増大され
る。ステップ8,9で、I2 が設定される。これで、定
電流I1 とI2 の値が設定されたことになる。
ジタル値を、最小単位だけ増加する(+1)。それに応
じて、I2 の値が少し増大される。 ステップ9…半導体レーザダイオード6の光出力はモニ
タ用フォトダイオード7でモニターされ、可変抵抗器8
で得られるモニター電圧Vm は、比較器18の反転入力
端子(ー)に入力される。そして、モニター電圧Vm >
第2基準値V2 となったか否かチェックされる。なって
いなければ、ステップ8に戻り、I2 の値が増大され
る。ステップ8,9で、I2 が設定される。これで、定
電流I1 とI2 の値が設定されたことになる。
【0037】ステップ10…マイクロプロセッサ9から
の全スイッチング信号Sを、全部のスイッチング回路を
オフにする値に戻す。
の全スイッチング信号Sを、全部のスイッチング回路を
オフにする値に戻す。
【0038】このようにした後、画像データ信号等の光
強度変調信号A,Bがデコーダ1へ入力されると、その
信号に応じて任意のスイッチング回路が選択され、そこ
からの電流が定電流回路16の定電流I1 に加算され
て、半導体レーザダイオード6に流される。半導体レー
ザダイオード6は、流された電流に応じて発光強度を変
える。
強度変調信号A,Bがデコーダ1へ入力されると、その
信号に応じて任意のスイッチング回路が選択され、そこ
からの電流が定電流回路16の定電流I1 に加算され
て、半導体レーザダイオード6に流される。半導体レー
ザダイオード6は、流された電流に応じて発光強度を変
える。
【0039】本発明では、定電流回路16からの定電流
(バイアス電流)であるI1 に加算される各定電流回路
からの電流を、全て等しい定電流値(I2 )とした。従
って、どの定電流回路が選択されたとしても、そこから
供給される電流の立ち上がり特性は殆ど一致しており、
相互の間で時間遅れは生じない。
(バイアス電流)であるI1 に加算される各定電流回路
からの電流を、全て等しい定電流値(I2 )とした。従
って、どの定電流回路が選択されたとしても、そこから
供給される電流の立ち上がり特性は殆ど一致しており、
相互の間で時間遅れは生じない。
【0040】図6(B)は、本発明での電流の立ち上が
り応答特性を説明する図である。符号は図6(A)のも
のに対応している。(イ)〜(ホ)は、スイッチング回
路のオンにより選択される各定電流回路(この場合、5
つ)からの等しい定電流値Iを示しているが、これらの
立ち上がり特性は殆ど等しいものとなる。
り応答特性を説明する図である。符号は図6(A)のも
のに対応している。(イ)〜(ホ)は、スイッチング回
路のオンにより選択される各定電流回路(この場合、5
つ)からの等しい定電流値Iを示しているが、これらの
立ち上がり特性は殆ど等しいものとなる。
【0041】従って、それらを加算した電流を示す
(ヘ)の電流5Iの立ち上がりは、定電流Iのそれとほ
ぼ一致したものとなる。これは、図6(A)の従来の場
合と比べれば分かるように、立ち上がり応答特性が優れ
たものとなっている。
(ヘ)の電流5Iの立ち上がりは、定電流Iのそれとほ
ぼ一致したものとなる。これは、図6(A)の従来の場
合と比べれば分かるように、立ち上がり応答特性が優れ
たものとなっている。
【0042】図5は、デコーダ1の他の構成例を示す図
である。符号は図1のものに対応している。これは、デ
コーダ1にパルス幅変調信号PWMをも入力し、入力信
号A,Bに応じた発光強度で点灯する時間の割合を、パ
ルス幅変調信号PWMによって変化させるようにした場
合の構成である。
である。符号は図1のものに対応している。これは、デ
コーダ1にパルス幅変調信号PWMをも入力し、入力信
号A,Bに応じた発光強度で点灯する時間の割合を、パ
ルス幅変調信号PWMによって変化させるようにした場
合の構成である。
【0043】図5(イ)は全体図を示し、図5(ハ)は
詳細図を示している。画像データ信号等の光強度変調信
号A,Bとパルス幅変調信号PWMとは、NAND回路
から成る論理回路1−1,1−2に共に入力されてい
る。それらの出力が、論理回路1−3〜1−5によって
論理演算され、スイッチング回路の選択信号とされる。
全スイッチング信号Sは、選択信号を出す論理回路1−
3〜1−5の全てに、直接入力される構成とされてい
る。
詳細図を示している。画像データ信号等の光強度変調信
号A,Bとパルス幅変調信号PWMとは、NAND回路
から成る論理回路1−1,1−2に共に入力されてい
る。それらの出力が、論理回路1−3〜1−5によって
論理演算され、スイッチング回路の選択信号とされる。
全スイッチング信号Sは、選択信号を出す論理回路1−
3〜1−5の全てに、直接入力される構成とされてい
る。
【0044】図5(ロ)は、パルス幅変調信号PWMに
よる点灯割合を示す図である。1画素期間Tの内、パル
ス幅変調信号PWMによって指示される時間幅Wの間だ
け、スイッチング回路はオンされる。スイッチング回路
2〜4の3つの回路が、単に1画素期間Tだけオンされ
るだけでは、半導体レーザダイオード6の発光強度は3
種類に変化するだけであり変化に乏しい。しかし、パル
ス幅変調信号PWMを加味した制御とすれば、各種類の
発光強度にて点灯時間割合を変えることにより、変化が
豊富となる。
よる点灯割合を示す図である。1画素期間Tの内、パル
ス幅変調信号PWMによって指示される時間幅Wの間だ
け、スイッチング回路はオンされる。スイッチング回路
2〜4の3つの回路が、単に1画素期間Tだけオンされ
るだけでは、半導体レーザダイオード6の発光強度は3
種類に変化するだけであり変化に乏しい。しかし、パル
ス幅変調信号PWMを加味した制御とすれば、各種類の
発光強度にて点灯時間割合を変えることにより、変化が
豊富となる。
【0045】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明では、レーザ発
振を行い得るためのバイアス電流に相当する定電流の
他、光強度変調信号に応じて、複数個の定電流回路から
の定電流を選択加算して半導体レーザダイオードに流す
半導体レーザ駆動装置において、光強度変調信号に応じ
て選択加算する個々の定電流値を全て等しい値とする。
振を行い得るためのバイアス電流に相当する定電流の
他、光強度変調信号に応じて、複数個の定電流回路から
の定電流を選択加算して半導体レーザダイオードに流す
半導体レーザ駆動装置において、光強度変調信号に応じ
て選択加算する個々の定電流値を全て等しい値とする。
【0046】そのため、選択加算される電流の立ち上が
り応答特性は全て等しいものとなり、立ち上がり電流間
に時間遅れが生じなくなる。また、選択加算する定電流
は全て等しい値にするので、他とは異なった大電流を供
給する定電流回路を構成する必要がなくなり、大容量の
構成素子を必要としない。従って、従来に比べてコスト
が安くなる。更に、同じ規格の定電流回路を構成すれば
よいので、モノリシック化によって構成する場合に構成
し易い。
り応答特性は全て等しいものとなり、立ち上がり電流間
に時間遅れが生じなくなる。また、選択加算する定電流
は全て等しい値にするので、他とは異なった大電流を供
給する定電流回路を構成する必要がなくなり、大容量の
構成素子を必要としない。従って、従来に比べてコスト
が安くなる。更に、同じ規格の定電流回路を構成すれば
よいので、モノリシック化によって構成する場合に構成
し易い。
【図1】 本発明の半導体レーザ駆動装置を示す図
【図2】 最小駆動電流と最大駆動電流の設定動作を説
明するフローチャート
明するフローチャート
【図3】 本発明で使用するスイッチング回路と定電流
回路の具体例を示す図
回路の具体例を示す図
【図4】 レーザの特性を示す図
【図5】 デコーダの別の構成例を示す図
【図6】 電流の立ち上がり応答特性を説明する図
1…デコーダ、1−1〜1−5…論理回路、2〜4…ス
イッチング回路、2−1,2−2…トランジスタ、2−
3…基準電源、5…スイッチング部、6…半導体レーザ
ダイオード、7…モニタ用フォトダイオード、8…可変
抵抗器、9…マイクロプロセッサ、10〜12…DA変
換器、13〜16…定電流回路、13−1…比較器、1
3−2…トランジスタ、13−3…インダクタンス、1
3−4,13−5…抵抗、17…定電流部、18…比較
器
イッチング回路、2−1,2−2…トランジスタ、2−
3…基準電源、5…スイッチング部、6…半導体レーザ
ダイオード、7…モニタ用フォトダイオード、8…可変
抵抗器、9…マイクロプロセッサ、10〜12…DA変
換器、13〜16…定電流回路、13−1…比較器、1
3−2…トランジスタ、13−3…インダクタンス、1
3−4,13−5…抵抗、17…定電流部、18…比較
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西沢 克彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体レーザダイオードに対する光強度
変調信号に応じて、複数個の定電流回路からの定電流を
選択加算して半導体レーザダイオードに流す半導体レー
ザ駆動装置において、第1の定電流を供給する第1の定
電流回路と第2の定電流を供給する第2の定電流回路複
数個とから成る定電流部と、第2の定電流回路の各々に
対応して設けられ、各第2の定電流回路からの第2の定
電流を半導体レーザダイオードの光強度変調信号によっ
てオンまたはオフするよう制御されるスイッチング回路
複数個から成るスイッチング部と、該スイッチング部に
より選択された第2の定電流の合計と前記第1の定電流
とを加算して半導体レーザダイオードに流す手段と、前
記第1の定電流を設定する手段と、前記第2の定電流を
設定する手段と、半導体レーザダイオードの光をモニタ
ーする手段とを具えたことを特徴とする半導体レーザ駆
動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299393A JPH06260705A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 半導体レーザ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299393A JPH06260705A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 半導体レーザ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06260705A true JPH06260705A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13505450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7299393A Pending JPH06260705A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 半導体レーザ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06260705A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0945979A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Nec Corp | 電圧制御型レーザダイオード駆動回路 |
JPH1093170A (ja) * | 1996-09-10 | 1998-04-10 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザダイオード駆動回路、レーザダイオード駆動用半導体集積回路、および画像記録装置 |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP7299393A patent/JPH06260705A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0945979A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Nec Corp | 電圧制御型レーザダイオード駆動回路 |
JPH1093170A (ja) * | 1996-09-10 | 1998-04-10 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザダイオード駆動回路、レーザダイオード駆動用半導体集積回路、および画像記録装置 |
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