JP2005035231A

JP2005035231A - 連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置

Info

Publication number: JP2005035231A
Application number: JP2003276452A
Authority: JP
Inventors: Mitsusachi Karasawa; 光幸唐沢; Shigeo Nemoto; 茂雄根本; Katsumi Ishizawa; 克巳石澤; Toru Kikuchi; 徹菊池
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】
半導体レーザのＡＰＣ制御において、印字領域以外での最短補正周期の走査ライン毎に帰還制御が行われるが、前記スイッチング回路がオンした場合(半導体レーザの発光開始時)、半導体レーザへの急激な電流の流れ込みにより前記半導体レーザの自己発熱量が大きくなり、ドループ特性の悪化が現われる。また、複数のレーザ光源を有する半導体レーザレイにおいては、複数ビーム同時にオンすることがあり、ドループ特性の悪化は特に顕著に現われる。
【解決手段】
半導体レーザと、前記半導体レーザに電流を供給する２つの定電流回路と、一方の定電流回路と半導体レーザの間で供給する電流を接続／切断するスイッチング回路から構成する半導体レーザ駆動装置において、前記半導体レーザの動作電圧に対し並列で均衡する向きに一定電圧を印加するダイオードをスイッチング回路の定電流回路側の接点に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置に関する。

半導体レーザを用いた代表的な装置である連続紙電子写真装置は、半導体レーザの露光をオン／オフの２値で行なうスイッチング回路を用いて被走査面をなす感光体上に静電潜像を形成している。この時、半導体レーザは、その駆動電流に対する光出力が温度により影響を受け易いという難点、すなわち、駆動電流を一定にしても半導体レーザチップの温度上昇により光出力が低下するという難点がある。それは駆動電流のうち発光に寄与しない成分が熱に変って半導体レーザの温度が上昇し（自己発熱）、出力ビームの光量が低下する現象（ドループ現象）がみられ問題となる。半導体レーザは温度によって駆動電流に対する光出力の特性が大きく変動し、温度が高いほど同一の光出力を得る為に駆動電流が大きくなる。

連続紙電子写真装置を代表例としての共通問題として、前記半導体レーザからの光出力が一定でないと静電潜像の記録形成がうまく行なえず画質が一定に保てなくなる。このようなことから、半導体レーザの光出力を所定レベルに維持する手段として、半導体レーザの発光レベルをフォトダイオードでモニタし、そのモニタ結果に基づいて駆動電流を制御するＡＰＣ制御（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）が提案されている。

前記ドループの抑制手段として、第１制御手段は、レーザの光量をモニタしながら書込み用のレーザパワーを決定するＡＰＣ制御手段を備え、第２制御手段は、第１制御手段によって決定された電流にあるパターンで電流を重畳する電流重畳手段を備えたので、装置の高速化／高精細化の為にレーザの発光量を増大させたとしても、装置に使用環境を含めて、レーザのドループ特性を補正することが可能となり、より安定な質の高い画像を得ることを可能としている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−２５４６９７号公報

しかしながら、前記ＡＰＣ制御では印字領域以外での最短補正周期の走査ライン毎に帰還制御が行われるが、前記スイッチング回路がオンした場合(半導体レーザの発光開始時)、半導体レーザへの急激な電流の流れ込みにより前記半導体レーザの自己発熱量が大きくなり、ドループ特性の悪化が現われる。また、複数のレーザ光源を有する半導体レーザレイにおいては、複数ビーム同時にオンすることがあり、ドループ特性の悪化は特に顕著に現われる。

本発明は、ドループ特性の補正回路のような外部手段の必要無しに、簡易にドループ特性の抑制を実現可能とする手段を提供することを目的とする。

上記目的は、半導体レーザの動作電圧に対し並列で均衡する向きに一定電圧を印加するダイオードをスイッチング回路の定電流回路側の接点に設けることで達成される。

本発明によれば、半導体レーザの光出力立上がり時に発生するドループ特性の悪化を抑制しＡＰＣ動作後も安定したレーザ光を出力できる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明の概略図を図１、図２に示す。図１には、スイッチング回路がオフの場合、図２にはスイッチング回路がオンの場合を示す。

半導体レーザ１０１と、前記半導体レーザ１０１にバイアス電流Ｉｂを供給する第１の定電流回路１０２と、前記バイアス電流Ｉｂと重畳するＬＤ発光電流Ｉｄを供給する第２の定電流回路１０３と、前記２つの定電流回路の出力側に挟まれ直列に接続された画像データに基づいて前記ＬＤ発光電流Ｉｄをオン/オフするスイッチング回路１０４と、前記ＬＤ発光電流Ｉｄを供給する第２の定電流回路１０３とＧＮＤ間に前記第２の定電流回路１０３の出力側をカソード端子として直列に接続されたツェナーダイオード１０５と、から構成されるレーザ駆動装置において、前記スイッチング回路１０４がオフの場合、前記半導体レーザ１０１は、前記バイアス電流Ｉｂを供給する第１の定電流回路１０２から所定のバイアス電流Ｉｂがしきい値近傍まで流れ込みバイアス発光する(自然光発光)。また、前記ＬＤ発光電流Ｉｄを供給する第２の定電流回路１０４からのＬＤ発光電流Ｉｄは、直列に接続した前記ツェナーダイオード１０５に流れ込みツェナー電圧Ｖｚを生成する。

この際、ツェナー電圧Ｖｚと半導体レーザの動作電圧Ｖｏｐの関係式は、Ｖｚ＞Ｖｏｐが成り立つ。

前記スイッチング回路１０４がオンの場合、前記半導体レーザ１０１は前記バイアス電流Ｉｂに加えＬＤ発光電流Ｉｄが流れ込み、急激に前記半導体レーザ１０１の動作電圧が上昇し始めるが、前記動作電圧Ｖｏｐが前記ツェナーダイオード１０５のツェナー電圧Ｖｚを越える場合においては前記ツェナーダイオード１０５によりクランプされ、前記半導体レーザ１０１の動作電圧Ｖｏｐの上昇を押さえ込むことで、前記半導体レーザ１０１の自己発熱を抑制する。自己発熱を抑制することでドループ特性も向上する。(図３参照)
また、前記半導体レーザ１０１の動作電圧がツェナー電圧Ｖｚを越えない場合においても、ＬＤ発光電流Ｉｄが半導体レーザ側に流れ始め、前記ツェナー電圧Ｖｚが前記半導体レーザ１０１の動作電圧Ｖｏｐと同電圧になろうとし除々にＬＤ発光電流Ｉｄが前記半導体レーザ１０１に流す為、前記半導体レーザ１０１の動作電圧Ｖｏｐの上昇を押さえ込むことで、前記半導体レーザ１０１の自己発熱を抑制する。自己発熱を抑制することでドループ特性も向上する(図４参照)。

なお、前記ダイオードは、半導体レーザ、若しくは同一チップの半導体レーザに変更しても同一の効果が得られる。要するに、前記スイッチング回路１０４のオン時(半導体レーザの光出力立ち上がり時)において、前記ツェナーダイオード１０５による定電圧駆動となる為、前記半導体レーザ１０１の自己発熱を抑制する。自己発熱を抑制することでドループ特性も向上する。

本発明のスイッチ回路オフ状態の概略図。本発明のスイッチ回路オン状態の概略図。従来のＶｏｐ電圧遷移図。本発明のＶｚ＞Ｖｏｐ状態における電圧遷移図。本発明のＶｚ＜Ｖｏｐ状態における電圧遷移図。

符号の説明

１０１…半導体レーザもしくは半導体レーザレイ、１０２…バイアス電流用定電流回路、１０３…ＬＤ発光電流用定電流回路、１０４…スイッチング回路、１０５…ツェナーダイオード。

Claims

半導体レーザと、前記半導体レーザに電流を供給する２つの定電流回路と、一方の定電流回路と半導体レーザの間で供給する電流を接続／切断するスイッチング回路から構成する半導体レーザ駆動装置において、半導体レーザと、前記半導体レーザに電流を供給する２つの定電流回路と、一方の定電流回路と半導体レーザの間で供給する電流を接続／切断するスイッチング回路から構成する半導体レーザ駆動装置において、前記半導体レーザの動作電圧に対し並列で均衡する向きに一定電圧を印加するダイオードをスイッチング回路の定電流回路側の接点に設けたることを特徴とする連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置。
前記ダイオードの印加する一定電圧が、前記半導体レーザの動作電圧と同等以上であることを特徴とする請求項１記載の連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置。
前記ダイオードは、ツェナーダイオードで前記一定電圧はツェナー電圧であることを特徴とする請求項１記載の連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置。
前記ダイオードは、半導体レーザで前記一定電圧は動作電圧であることを特徴とする請求項１記載の連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置。
前記ダイオードは、同一チップの半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の連続紙電子写真装置の半導体レーザ駆動装置。