JP2014107461A - 半導体レーザ駆動回路、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体レーザLDを駆動変調し、半導体レーザLDを駆動点灯するための駆動電流を供給する電流源1と、駆動電流の立ち上がり時に電流を供給する第1オーバーシュート電流源2と、駆動電流の立ち上がり時に電流を供給する第2オーバーシュート電流源3と、を備え、第1オーバーシュート電流源2が電流を供給する時間は、半導体レーザLDが駆動電流に応答する時間よりも短い時間であり、第2オーバーシュート電流源3が電流を供給する時間は、第1オーバーシュート電流源2が電流を供給する時間よりも長く半導体レーザLDが駆動電流に応答する時間よりも短い時間である。
【選択図】図1
Description
Diode)領域とでは、電流量に対する発光強度の変動が大きい。ここで、画像形成装置など、閾値電流以下のバイアス電流を印加した状態から発光強度まで電流を上げて駆動する場合には、LED領域での発光強度が低い。つまり、この場合には、駆動信号に対して発光遅延が生じてしまう。
まず、本発明に係る半導体レーザ駆動回路の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る半導体レーザ駆動回路の実施の形態を示す概念図である。
次に、本回路の動作について、本回路により生成される半導体レーザ駆動電流の波形を参照しながら説明する。
次に、半導体レーザLDの発光遅延と波形なまりの原理を説明する。
Ith:レーザ閾値電流
Ib:バイアス電流
Idrv:Iop−Ib=Ild+Iled:高速に駆動するレーザドライブ電流
Ild:レーザのLD領域に相当する電流
Iled:レーザのLED領域に相当する電流
Vop:発光時動作電圧
Vth:閾値電流印加時の電圧
Vb:バイアス電流印加時の電圧
ΔV:Vth−Vb:バイアス電流印加時から発光時動作電圧に変化する場合の差分電圧
Beam Printer)において半導体レーザを駆動する場合には、半導体レーザの動作を考えるとIthまでバイアス電流を流したい。
時間t3:Iop2となる。
(t11−t0)+(t21−t11)=(t21−t0)
である。
(t12−t0)+(t22−t12)=(t22−t0)
である。
Q=C×ΔV
である。
Q1=1/2×Iop1×{(t11−t0)/(t3−t0)}×(t11−t0)
Q2=1/2×Iop2×{(t12−t0)/(t3−t0)}×(t12−t0)
である。そして、電流比Iop1/Iop2=Kとすると、
(t12−t0)/(t11−t0)は、Kの平方根
となる。
Iop1/Iop2=(t21−t11)/(t22−t12)=K
となる。
Q=5×10^−12×0.25=1.25×10^−12
である。
Itr=2.5×10^−3×10^9×t
Q=1/2×Itr×t=1/2×2.5×10^−3×10^9×t^2
である。
Q=1.25×10^−12=1/2×2.5×10^−3×10^9×t^2である。
t=0.466×10^−9
となり、半導体レーザLDには0.466nsの立ち上がりの遅れが生じる。Iledによる遅延時間tled1は、トータル電流の比It1/It2の平方根に相当する時間である。
tled1=2ns×(3mA/5mA)=1.2ns
の遅れが発生する。ここで、It1=23mAのとき、It1=Iled(3mA)+Ild(20mA)となる。
tled2=2ns×(3mA/23mA)=0.26nsとなる。つまり、Iledによる遅延時間tled2は、トータル電流の比It1/It2倍に相当する時間である。
Q=5×10^−12×0.34=1.7×10^−12
である。
Itr=2.5×10^−3×10^9×t
Q=1/2×Itr×t=1/2×2.5×10^−3×10^9×t^2
である。
Q=1.7×10^−12=1/2×2.5×10^−3×10^9×t^2である。
t=0.466×10^−9となり、0.466nsの立ち上がりの遅れが生じる。これはトータル電流Ithの比It1/It2の平方根に相当する時間である。
tled3=2ns×(0.3mA/0.5mA)=1.2ns
の遅れが発生する。
tled4=2ns×(0.3mA/2.3mA)=0.26ns
の遅れが発生する。これはトータル電流Ithの比It1/It2倍に相当する時間である。
以上説明した実施の形態によれば、第1微分電流生成部2と第2微分電流生成部3とが、2種類のオーバーシュートを生成することにより、ドライバから半導体レーザに至る部分に寄生する寄生容量に起因する半導体レーザの駆動電流とレーザ発光の点灯時間差である発光遅延時間を低減する。
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
以上説明した実施の形態によれば、本回路を用いることにより、簡易な構成により所定の応答波形を得つつ、発光遅延を解消することができる。
2 第1微分電流生成部
3 第2微分電流生成部
4 LDドライバ
Claims (8)
- 半導体レーザを駆動変調する半導体レーザ駆動回路であって、
前記半導体レーザを駆動点灯するための駆動電流を供給する電流源と、
前記駆動電流の立ち上がり時に電流を供給する第1オーバーシュート電流源と、
前記駆動電流の立ち上がり時に電流を供給する第2オーバーシュート電流源と、
を備え、
前記第1オーバーシュート電流源が電流を供給する時間は、前記半導体レーザが前記駆動電流に応答する時間よりも短い時間であり、
前記第2オーバーシュート電流源が電流を供給する時間は、前記第1オーバーシュート電流源が電流を供給する時間よりも長く前記半導体レーザが前記駆動電流に応答する時間よりも短い時間である、
ことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。 - 前記第1オーバーシュート電流源と前記第2オーバーシュート電流源とは、前記電流源が前記駆動電流を供給するタイミングと同時に電源を供給する、
請求項1記載の半導体レーザ駆動回路。 - 前記第1オーバーシュート電流源が供給する電流と前記第2オーバーシュート電流源が供給する電流とを加算した加算電流の信号は、前記駆動電流の信号または前記駆動電流の遅延した信号を所定の変化点において微分した信号である、
請求項1または2記載の半導体レーザ駆動回路。 - 前記電流源には、電圧電流変換を行うトランジスタを有し、
前記トランジスタのエミッタまたはソースには、
前記第1オーバーシュート電流源として第1コンデンサが接続され、
前記第2オーバーシュート電流源として抵抗と第2コンデンサとが直列に接続される、
請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路。 - 前記抵抗は、可変抵抗であり、
前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとは、可変容量コンデンサである、
請求項4記載の半導体レーザ駆動回路。 - 前記半導体レーザは、VCSELである、
請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路。 - 前記半導体レーザは、赤色レーザまたは赤色レーザアレイである、
請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路。 - 画像変調信号によりその出力が変調される半導体レーザと、
前記半導体レーザの光で回転感光体を走査する走査部と、
を備え、
前記回転感光体に前記画像変調信号に応じた静電潜像を形成する画像形成装置であって、
前記半導体レーザは、請求項1乃至7のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路により駆動される、
ことを特徴とする画像形成装置。
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