JP3001167B2 - 定電流回路スイッチング装置 - Google Patents
定電流回路スイッチング装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、定電流回路スイッチン
グ装置に係り、特に第１の定電流が供給されるカレント
ミラー回路構成部と、該カレントミラー回路構成部をス
イッチングする第１のトランジスタとを備えた定電流回
路スイッチング装置に関する。
グ装置に係り、特に第１の定電流が供給されるカレント
ミラー回路構成部と、該カレントミラー回路構成部をス
イッチングする第１のトランジスタとを備えた定電流回
路スイッチング装置に関する。
【０００２】本発明の定電流回路スイッチング装置は半
導体レーザ駆動装置に好適に用いられ、例えば、半導体
レーザのレーザビームを変調して用いるレーザ・ビーム
・プリンタの半導体レーザ駆動装置に用いられる。
導体レーザ駆動装置に好適に用いられ、例えば、半導体
レーザのレーザビームを変調して用いるレーザ・ビーム
・プリンタの半導体レーザ駆動装置に用いられる。
【０００３】
【従来の技術】近年、文字，図形等の入力情報に基づき
変調されたレーザビームを、定速回転している多面鏡
（ポリゴンミラー）によって反射させて、帯電された感
光体上に露光走査して静電潜像を形成し、現像，転写，
定着のプロセスを経て入力情報のハード・コピーを得
る、いわゆるレーザ・ビーム・プリンタが普及してい
る。
変調されたレーザビームを、定速回転している多面鏡
（ポリゴンミラー）によって反射させて、帯電された感
光体上に露光走査して静電潜像を形成し、現像，転写，
定着のプロセスを経て入力情報のハード・コピーを得
る、いわゆるレーザ・ビーム・プリンタが普及してい
る。
【０００４】図３は、半導体レーザのビームを利用した
レーザ・ビーム・プリンタの構成を示すブロック図であ
る。同図において、２１は光検出器２４によって、その
定電流出力が一定となる定電流設定部、２２は半導体レ
ーザ２３を変調・駆動する回路であり、変調信号ＶＤに
よって半導体レーザ２３を駆動する。光検出器２４は、
レーザビームの光強度を検知し、その強度が一定となる
様に、オート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）を行っ
ている。２５は、モータによって定速回転するポリゴン
ミラーを備えた走査手段であり、レーザ・ビームを反射
し、感光体面上を露光走査する。２６は、静電帯電され
た感光体ドラム，帯電器，除電器，現像器を備えた現像
手段である。２７は転写，給紙，排紙器，定着器を備
え、紙面に印刷し、ハード・コピーを作るハードコピー
手段である。
レーザ・ビーム・プリンタの構成を示すブロック図であ
る。同図において、２１は光検出器２４によって、その
定電流出力が一定となる定電流設定部、２２は半導体レ
ーザ２３を変調・駆動する回路であり、変調信号ＶＤに
よって半導体レーザ２３を駆動する。光検出器２４は、
レーザビームの光強度を検知し、その強度が一定となる
様に、オート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）を行っ
ている。２５は、モータによって定速回転するポリゴン
ミラーを備えた走査手段であり、レーザ・ビームを反射
し、感光体面上を露光走査する。２６は、静電帯電され
た感光体ドラム，帯電器，除電器，現像器を備えた現像
手段である。２７は転写，給紙，排紙器，定着器を備
え、紙面に印刷し、ハード・コピーを作るハードコピー
手段である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の半導体レーザを
利用したレーザ・ビーム・プリンタにおいては、変調・
駆動回路２２を構成するスイッチングトランジスタの特
性及び半導体レーザの電流・電圧特性のバラツキが原因
となって、変調信号ＶＤによって、あるＤｕｔｙによっ
て駆動しても、半導体レーザの出力が、その駆動信号の
Ｄｕｔｙと一致しないという問題がある。
利用したレーザ・ビーム・プリンタにおいては、変調・
駆動回路２２を構成するスイッチングトランジスタの特
性及び半導体レーザの電流・電圧特性のバラツキが原因
となって、変調信号ＶＤによって、あるＤｕｔｙによっ
て駆動しても、半導体レーザの出力が、その駆動信号の
Ｄｕｔｙと一致しないという問題がある。
【０００６】以下、この問題点について、図４、図５を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０００７】図４は、図３の定電流設定部２１、変調・
駆動回路２２、半導体レーザ２３、光検出器２４とＡＰ
Ｃを含む系を具体的に示した回路構成図である。図５
は、半導体レーザの電流・電圧特性の一例を示す特性図
であり、同一電流を流す為に、順方向電圧の異なる様子
を示している。
駆動回路２２、半導体レーザ２３、光検出器２４とＡＰ
Ｃを含む系を具体的に示した回路構成図である。図５
は、半導体レーザの電流・電圧特性の一例を示す特性図
であり、同一電流を流す為に、順方向電圧の異なる様子
を示している。
【０００８】図４において、定電流設定部は、オペアン
プ４−１と、その出力をベースで受け、抵抗４−１０と
ともに定電流を設定するｎｐｎトランジスタ４−２とよ
り成る。駆動回路は、ｐｎｐトランジスタ４−３，４−
４，４−５によるｐｎｐカレントミラー構成部と、この
ｐｎｐカレントミラー構成部によって定電流Ｉref が供
給されるｎｐｎトランジスタ４−６，４−７，４−８に
よるカレントミラー構成部とによって形成されている。
ｎｐｎカレントミラー構成部からは半導体レーザ２３へ
定電流が供給される。抵抗４−１１、４−１２はｐｎｐ
カレントミラー構成部の自己帰還用抵抗、抵抗４−１３
はバイアス安定用抵抗である。
プ４−１と、その出力をベースで受け、抵抗４−１０と
ともに定電流を設定するｎｐｎトランジスタ４−２とよ
り成る。駆動回路は、ｐｎｐトランジスタ４−３，４−
４，４−５によるｐｎｐカレントミラー構成部と、この
ｐｎｐカレントミラー構成部によって定電流Ｉref が供
給されるｎｐｎトランジスタ４−６，４−７，４−８に
よるカレントミラー構成部とによって形成されている。
ｎｐｎカレントミラー構成部からは半導体レーザ２３へ
定電流が供給される。抵抗４−１１、４−１２はｐｎｐ
カレントミラー構成部の自己帰還用抵抗、抵抗４−１３
はバイアス安定用抵抗である。
【０００９】変調回路は、変調信号ＶＤを受けるＬｏｇ
ｉｃ回路部と、Ｌｏｇｉｃ出力がベースに印加され、半
導体レーザ２３への定電流をスイッチングするｎｐｎト
ランジスタ４−９とによって形成されている。
ｉｃ回路部と、Ｌｏｇｉｃ出力がベースに印加され、半
導体レーザ２３への定電流をスイッチングするｎｐｎト
ランジスタ４−９とによって形成されている。
【００１０】光検出器及びＡＰＣ回路４−１４は、半導
体レーザ２３の光強度を検知する光センサーと、そのセ
ンサー出力によって、光強度を一定とする様に前記オペ
アンプ４−１の＋側入力へ電位を与える手段を設けた回
路である。４−１５は電源に接続される電源ラインであ
る。
体レーザ２３の光強度を検知する光センサーと、そのセ
ンサー出力によって、光強度を一定とする様に前記オペ
アンプ４−１の＋側入力へ電位を与える手段を設けた回
路である。４−１５は電源に接続される電源ラインであ
る。
【００１１】さて、上述の回路において、スイッチング
用ｎｐｎトランジスタ４−９の動作について考えてみる
と、ｎｐｎトランジスタ４−９は、半導体レーザ２３を
オン・オフさせる為に遮断及び飽和領域において動作し
ており、飽和領域にあるトランジスタは、いわゆる少数
キャリアの蓄積効果によって、ベース領域に蓄積された
キャリアが放電によって消失するまでは、トランジスタ
はオン状態を続けるという性質が有る。従って、変調信
号ＶＤに対し、半導体レーザ２３は、トランジスタがオ
ン状態を続ける分だけ発光時間が短くなる、即ち、ＶＤ
信号とＤｕｔｙが一致しないという問題が有る。この様
子を図６に示す。同図に示すように半導体レーザアノー
ド電圧信号は変調信号ＶＤに対して、遅れ時間ｔpdだけ
遅れを生じる。 次に、駆動電流を与えるｐｎｐトラン
ジスタ４−５の動作を考えてみると、スイッチング用ｎ
ｐｎトランジスタが飽和状態から抜け、遮断領域にはい
ると、半導体レーザ２３に電流が流れるまでに遅れが生
じる。この遅れは、ｐｎｐトランジスタ４−５のコレク
タの電位を、半導体レーザの順方向電圧分だけ上昇させ
る場合に、主としてｐｎｐトランジスタ４−５のコレク
タへつく寄生容量を充電する為の時間ｔであり、この寄
生容量をＣC 、ｐｎｐトランジスタ４−５のコレクタへ
流れる定電流をＩref 、半導体レーザの順方向電圧をＶ
F とすると、 ＣC ・ＶF ＝Ｉref ・ｔ 即ち、
用ｎｐｎトランジスタ４−９の動作について考えてみる
と、ｎｐｎトランジスタ４−９は、半導体レーザ２３を
オン・オフさせる為に遮断及び飽和領域において動作し
ており、飽和領域にあるトランジスタは、いわゆる少数
キャリアの蓄積効果によって、ベース領域に蓄積された
キャリアが放電によって消失するまでは、トランジスタ
はオン状態を続けるという性質が有る。従って、変調信
号ＶＤに対し、半導体レーザ２３は、トランジスタがオ
ン状態を続ける分だけ発光時間が短くなる、即ち、ＶＤ
信号とＤｕｔｙが一致しないという問題が有る。この様
子を図６に示す。同図に示すように半導体レーザアノー
ド電圧信号は変調信号ＶＤに対して、遅れ時間ｔpdだけ
遅れを生じる。 次に、駆動電流を与えるｐｎｐトラン
ジスタ４−５の動作を考えてみると、スイッチング用ｎ
ｐｎトランジスタが飽和状態から抜け、遮断領域にはい
ると、半導体レーザ２３に電流が流れるまでに遅れが生
じる。この遅れは、ｐｎｐトランジスタ４−５のコレク
タの電位を、半導体レーザの順方向電圧分だけ上昇させ
る場合に、主としてｐｎｐトランジスタ４−５のコレク
タへつく寄生容量を充電する為の時間ｔであり、この寄
生容量をＣC 、ｐｎｐトランジスタ４−５のコレクタへ
流れる定電流をＩref 、半導体レーザの順方向電圧をＶ
F とすると、 ＣC ・ＶF ＝Ｉref ・ｔ 即ち、
【００１２】
【数１】 となる。上式より遅れ時間ｔは、半導体レーザの順方向
電圧ＶF に依存している事がわかる。
電圧ＶF に依存している事がわかる。
【００１３】この様子を図７に示す。図７を更に詳しく
説明すると以下の通りである。ｎｐｎトランジスタ４−
９の飽和電圧をＶCE4-9(sat)とし、ｎｐｎトランジスタ
４−６，４−７のベース・エミッタ間電圧をＶBE4-6 、
ＶBE4-7 とすると、図７のｐｎｐトランジスタ４−５の
コレクタ電位波形におけるＬO レベルは、 ＶCE4-9(sat)＋ＶBE4-6 ＋ＶBE4-7 となり、これは半導体レーザのＶF とは無関係な値であ
る。この電位より、ＶF分上昇する事によって半導体レ
ーザ２３が発光するが、図５に示したようなＶFのバラ
ツキによって、ＶF が大きくなるに従い、上述の式の様
に充電時間ｔが長くなり、結果として、レーザ電流波形
が短くなる、という問題がある。
説明すると以下の通りである。ｎｐｎトランジスタ４−
９の飽和電圧をＶCE4-9(sat)とし、ｎｐｎトランジスタ
４−６，４−７のベース・エミッタ間電圧をＶBE4-6 、
ＶBE4-7 とすると、図７のｐｎｐトランジスタ４−５の
コレクタ電位波形におけるＬO レベルは、 ＶCE4-9(sat)＋ＶBE4-6 ＋ＶBE4-7 となり、これは半導体レーザのＶF とは無関係な値であ
る。この電位より、ＶF分上昇する事によって半導体レ
ーザ２３が発光するが、図５に示したようなＶFのバラ
ツキによって、ＶF が大きくなるに従い、上述の式の様
に充電時間ｔが長くなり、結果として、レーザ電流波形
が短くなる、という問題がある。
【００１４】以上述べた様に、変調信号ＶＤに対し、Ｄ
ｕｔｙを狂わせる要因として、スイッチングトランジス
タの飽和、及び、定電流駆動用ｐｎｐトランジスタのコ
レクタ電位変動が、従来例では避けられない問題として
有り、その結果、印字の線の太さ、階調等を予定通り出
力することができない。
ｕｔｙを狂わせる要因として、スイッチングトランジス
タの飽和、及び、定電流駆動用ｐｎｐトランジスタのコ
レクタ電位変動が、従来例では避けられない問題として
有り、その結果、印字の線の太さ、階調等を予定通り出
力することができない。
【００１５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、トランジスタに特有の少数キャリアの蓄積効果、並
びにコレクタ電位変動（半導体レーザ駆動装置では、半
導体レーザの順方向電圧のバラツキにより生ずる）等に
左右されない、新たな定電流回路スイッチング装置を提
供することを目的としている。
で、トランジスタに特有の少数キャリアの蓄積効果、並
びにコレクタ電位変動（半導体レーザ駆動装置では、半
導体レーザの順方向電圧のバラツキにより生ずる）等に
左右されない、新たな定電流回路スイッチング装置を提
供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の定電流回路スイ
ッチング装置は、第１の定電流が供給されるカレントミ
ラー回路構成部と、該カレントミラー回路構成部をスイ
ッチングする第１のトランジスタとを備えた定電流回路
スイッチング装置において、前記第１のトランジスタ
が、前記第１の定電流と同じ大きさの第２の定電流をス
イッチングする第２のトランジスタを介してスイッチン
グされることを特徴とする。
ッチング装置は、第１の定電流が供給されるカレントミ
ラー回路構成部と、該カレントミラー回路構成部をスイ
ッチングする第１のトランジスタとを備えた定電流回路
スイッチング装置において、前記第１のトランジスタ
が、前記第１の定電流と同じ大きさの第２の定電流をス
イッチングする第２のトランジスタを介してスイッチン
グされることを特徴とする。
【００１７】
【作 用】図４に示した前述した半導体レーザ駆動装置
において、変調信号ＶＤに対しＤｕｔｙが狂うのは、図
６，７を用いて説明したようにカレントミラー回路構成
部をスイッチングするトランジスタの少数キャリアの蓄
積及び定電流駆動用トランジスタのコレクタ電位変動の
ために、変調信号ＶＤの電圧下降に対する半導体レーザ
の電圧上昇の遅れ時間Ｔ2 が、変調信号ＶＤの電圧上昇
に対する半導体レーザの電圧下降の遅れ時間Ｔ1 と比較
して著しく大きいために生じるものである。本発明の定
電流回路スイッチング装置は、カレントミラー回路構成
部により駆動電流が供給される定電流駆動体（例えば、
半導体レーザ）への駆動電流をスイッチングする第１の
トランジスタのベースに、この第１のスイッチングトラ
ンジスタの少数キャリアの蓄積効果と同様の効果を有す
る回路構成部（前記第１のトランジスタが、前記第１の
定電流と同じ大きさの第２の定電流をスイッチングする
第２のトランジスタを介してスイッチングされる回路構
成）を介して信号を送ることで、遅れ時間Ｔ1 を遅れ時
間Ｔ2 に近づけ、変調信号と同じ又はそれに近いＤｕｔ
ｙの電圧波形を得んとするものである。
において、変調信号ＶＤに対しＤｕｔｙが狂うのは、図
６，７を用いて説明したようにカレントミラー回路構成
部をスイッチングするトランジスタの少数キャリアの蓄
積及び定電流駆動用トランジスタのコレクタ電位変動の
ために、変調信号ＶＤの電圧下降に対する半導体レーザ
の電圧上昇の遅れ時間Ｔ2 が、変調信号ＶＤの電圧上昇
に対する半導体レーザの電圧下降の遅れ時間Ｔ1 と比較
して著しく大きいために生じるものである。本発明の定
電流回路スイッチング装置は、カレントミラー回路構成
部により駆動電流が供給される定電流駆動体（例えば、
半導体レーザ）への駆動電流をスイッチングする第１の
トランジスタのベースに、この第１のスイッチングトラ
ンジスタの少数キャリアの蓄積効果と同様の効果を有す
る回路構成部（前記第１のトランジスタが、前記第１の
定電流と同じ大きさの第２の定電流をスイッチングする
第２のトランジスタを介してスイッチングされる回路構
成）を介して信号を送ることで、遅れ時間Ｔ1 を遅れ時
間Ｔ2 に近づけ、変調信号と同じ又はそれに近いＤｕｔ
ｙの電圧波形を得んとするものである。
【００１８】なお、上記本発明の定電流回路スイッチン
グ装置において、第２のトランジスタと第２の定電流を
供給する供給源との間に複数個のダイオードを挿入すれ
ば、より精度の高いＤｕｔｙを得ることが可能である。
グ装置において、第２のトランジスタと第２の定電流を
供給する供給源との間に複数個のダイオードを挿入すれ
ば、より精度の高いＤｕｔｙを得ることが可能である。
【００１９】また、上記本発明の定電流回路スイッチン
グ装置において、第１のスイッチングトランジスタの少
数キャリアの蓄積効果を有するとともに、同様なコレク
タ電位変動を持った回路構成部（第１の定電流を供給す
る定電流源と、第２の定電流を供給する定電流源とを同
一構成とし、且つ第２の定電流によって制御される第３
のトランジスタを介して前記第１のトランジスタをスイ
ッチングする回路構成）とすれば、さらに精度の高いＤ
ｕｔｙを得ることが可能である。
グ装置において、第１のスイッチングトランジスタの少
数キャリアの蓄積効果を有するとともに、同様なコレク
タ電位変動を持った回路構成部（第１の定電流を供給す
る定電流源と、第２の定電流を供給する定電流源とを同
一構成とし、且つ第２の定電流によって制御される第３
のトランジスタを介して前記第１のトランジスタをスイ
ッチングする回路構成）とすれば、さらに精度の高いＤ
ｕｔｙを得ることが可能である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２１】なお、本発明の定電流回路スイッチング装
置によりスイッチングされる定電流駆動体は半導体レー
ザに限定されるものではなく、変調信号と同じ又はそれ
に近いＤｕｔｙの電圧波形を得ることが必要な他の素子
又は装置であってもよいが、半導体レーザ、特にレーザ
・ビーム・プリンタの半導体レーザの駆動電圧には、変
調信号と同じ又はそれに近いＤｕｔｙの電圧波形が求め
られる場合が多いため、以下の実施例では半導体レーザ
駆動装置を例にとって説明を行なうものとする。
置によりスイッチングされる定電流駆動体は半導体レー
ザに限定されるものではなく、変調信号と同じ又はそれ
に近いＤｕｔｙの電圧波形を得ることが必要な他の素子
又は装置であってもよいが、半導体レーザ、特にレーザ
・ビーム・プリンタの半導体レーザの駆動電圧には、変
調信号と同じ又はそれに近いＤｕｔｙの電圧波形が求め
られる場合が多いため、以下の実施例では半導体レーザ
駆動装置を例にとって説明を行なうものとする。
【００２２】図１は、本発明を用いた半導体レーザ駆動
装置の第１実施例を示す回路構成図であり、１は電源に
接続される電源ライン、２は第２及び第１の定電流を与
えるトランジスタ３，４のベースにバイアス電圧を与え
る信号ライン、５は変調・駆動信号を受けるインバー
タ、６は第２のトランジスタとなる飽和するトランジス
タ、７は飽和するトランジスタ８（第１のトランジスタ
となる）を駆動するエミッタ・ホロワとしてトランジス
タ（第３のトランジスタとなる）、９，１０，１１はカ
レントミラーを構成するトランジスタであり、１１は電
流増幅の為、トランジスタ９のｎ倍サイズのトランジス
タ、１０はトランジスタ９，１１にベース電流を供給す
るトランジスタ、１２は半導体レーザ、１３，１４は定
電流を供給するトランジスタ３，４の自己帰還抵抗、１
５は第１のトランジスタとなるトランジスタ８のバイア
ス用の抵抗、１６及び１７は第２及び第１の定電流を与
えるトランジスタ３，４のコレクタにつく寄生容量であ
る。
装置の第１実施例を示す回路構成図であり、１は電源に
接続される電源ライン、２は第２及び第１の定電流を与
えるトランジスタ３，４のベースにバイアス電圧を与え
る信号ライン、５は変調・駆動信号を受けるインバー
タ、６は第２のトランジスタとなる飽和するトランジス
タ、７は飽和するトランジスタ８（第１のトランジスタ
となる）を駆動するエミッタ・ホロワとしてトランジス
タ（第３のトランジスタとなる）、９，１０，１１はカ
レントミラーを構成するトランジスタであり、１１は電
流増幅の為、トランジスタ９のｎ倍サイズのトランジス
タ、１０はトランジスタ９，１１にベース電流を供給す
るトランジスタ、１２は半導体レーザ、１３，１４は定
電流を供給するトランジスタ３，４の自己帰還抵抗、１
５は第１のトランジスタとなるトランジスタ８のバイア
ス用の抵抗、１６及び１７は第２及び第１の定電流を与
えるトランジスタ３，４のコレクタにつく寄生容量であ
る。
【００２３】変調・駆動信号ＶＤに、Ｈｉｇｈレベルの
信号が入力されると、インバータ５によってトランジス
タ６が遮断され、第２の定電流を供給するトランジスタ
３のコレクタ電位は、トランジスタ６の飽和電圧から、
トランジスタ７，８が動作する電位まで、寄生容量１６
が充電されるまで変動する。トランジスタ８は遮断領域
から速やかに飽和領域に達し、半導体レーザ１２をオフ
させる。従って、半導体レーザ１２がオンからオフへ状
態が変わる際の遅れ時間ｔ1はトランジスタ６の飽和状
態から少数キャリアの消滅するまでの遅れ時間ｔpd1
と、寄生容量１６を充電する時間ｔup1 との合計時間と
なる。
信号が入力されると、インバータ５によってトランジス
タ６が遮断され、第２の定電流を供給するトランジスタ
３のコレクタ電位は、トランジスタ６の飽和電圧から、
トランジスタ７，８が動作する電位まで、寄生容量１６
が充電されるまで変動する。トランジスタ８は遮断領域
から速やかに飽和領域に達し、半導体レーザ１２をオフ
させる。従って、半導体レーザ１２がオンからオフへ状
態が変わる際の遅れ時間ｔ1はトランジスタ６の飽和状
態から少数キャリアの消滅するまでの遅れ時間ｔpd1
と、寄生容量１６を充電する時間ｔup1 との合計時間と
なる。
【００２４】次に、変調信号ＶＤがＨｉｇｈレベルから
Ｌｏｗレベルとなると、インバータ５によって、トラン
ジスタ６は遮断状態から速やかに飽和状態へ移行する。
従って、トランジスタ７は能動状態から遮断状態へ、ト
ランジスタ８は飽和状態から遮断状態へ移行する。従っ
て、半導体レーザ１２がオフからオンへ状態が変わる際
の遅れ時間ｔ2 は、トランジスタ８の飽和状態から少数
キャリアの消滅するまでの遅れ時間ｔpd2 と、第１の定
電流を供給するトランジスタ４のコレクタ電位がトラン
ジスタ９，１０のベース・エミッタ電圧から、半導体レ
ーザ１２に順方向電圧ＶF が与えられる電位まで、寄生
容量１７を充電する時間ｔup2 との合計時間となる。
Ｌｏｗレベルとなると、インバータ５によって、トラン
ジスタ６は遮断状態から速やかに飽和状態へ移行する。
従って、トランジスタ７は能動状態から遮断状態へ、ト
ランジスタ８は飽和状態から遮断状態へ移行する。従っ
て、半導体レーザ１２がオフからオンへ状態が変わる際
の遅れ時間ｔ2 は、トランジスタ８の飽和状態から少数
キャリアの消滅するまでの遅れ時間ｔpd2 と、第１の定
電流を供給するトランジスタ４のコレクタ電位がトラン
ジスタ９，１０のベース・エミッタ電圧から、半導体レ
ーザ１２に順方向電圧ＶF が与えられる電位まで、寄生
容量１７を充電する時間ｔup2 との合計時間となる。
【００２５】即ち、変調信号ＶＤのＨｉｇｈ，Ｌｏｗレ
ベルの信号に対し、半導体レーザ１２のレーザ出力は、
それぞれ、ｔ1 ＝ｔpd1 ＋ｔup1 ，ｔ2 ＝ｔpd2 ＋ｔ
up2となる。ここで、飽和するトランジスタ６とトラン
ジスタ８のサイズをそろえることで、ｔpd1 ≒ｔpd2 と
することができ、また、ｔup1 とｔup2 との差は、トラ
ンジスタ７，８のベース・エミッタ間電位まで寄生容量
１６を充電する時間と、半導体レーザ１２の順方向電圧
の分まで寄生容量１７を充電する時間の差であり、トラ
ンジスタ７，８の２つのベース・エミッタ間電圧、約
１．４Ｖと、半導体レーザ１２の順方向電圧のバラツキ
範囲である、約１〜２ＶのＶF との差であり、ｔup1 ≒
ｔup2 となることがわかる。従って、変調信号ＶＤに対
し、レーザ出力のオン・オフは、ほとんど同じ遅れ時間
を持たせることができ、Ｄｕｔｙの狂いを少くすること
ができる。
ベルの信号に対し、半導体レーザ１２のレーザ出力は、
それぞれ、ｔ1 ＝ｔpd1 ＋ｔup1 ，ｔ2 ＝ｔpd2 ＋ｔ
up2となる。ここで、飽和するトランジスタ６とトラン
ジスタ８のサイズをそろえることで、ｔpd1 ≒ｔpd2 と
することができ、また、ｔup1 とｔup2 との差は、トラ
ンジスタ７，８のベース・エミッタ間電位まで寄生容量
１６を充電する時間と、半導体レーザ１２の順方向電圧
の分まで寄生容量１７を充電する時間の差であり、トラ
ンジスタ７，８の２つのベース・エミッタ間電圧、約
１．４Ｖと、半導体レーザ１２の順方向電圧のバラツキ
範囲である、約１〜２ＶのＶF との差であり、ｔup1 ≒
ｔup2 となることがわかる。従って、変調信号ＶＤに対
し、レーザ出力のオン・オフは、ほとんど同じ遅れ時間
を持たせることができ、Ｄｕｔｙの狂いを少くすること
ができる。
【００２６】図２は、本発明を用いた半導体レーザ駆動
装置の第２実施例を示す回路構成図である。なお、前述
した第１実施例と同一構成部材については同一符号を付
して説明を省略する。
装置の第２実施例を示す回路構成図である。なお、前述
した第１実施例と同一構成部材については同一符号を付
して説明を省略する。
【００２７】第１のトランジスタとなるトランジスタ８
の制御する箇所としての第１の定電流を、トランジスタ
９，１０，１１よりなるカレントミラーの出力でなく、
入力側のｐｎｐトランジスタ４のコレクタとした場合で
あり、１８，１９はトランジスタ４のコレクタ電位変動
を少くする為に挿入されたダイオードであり、この場
合、トランジスタ８がオンした時に、消費する電流を第
１実施例と比較し少くすることができ、又、２０，２１
は、第２の定電流を与えるｐｎｐトランジスタ３のコレ
クタに挿入されたダイオードであり、ダイオード２０，
２１によって、第１及び第２の定電流を与えるｐｎｐト
ランジスタ４，３のコレクタ電位変動は、変動巾だけで
なく、絶対値をほぼ等しくすることができ、より精度の
高いＤｕｔｙが得られる。このことは、第１の実施例に
ついてもあてはまり、第１の実施例において、ダイオー
ド２０，２１を第２の定電流を与えるｐｎｐトランジス
タ３のコレクタに挿入した場合も同様の効果が得られ
る。
の制御する箇所としての第１の定電流を、トランジスタ
９，１０，１１よりなるカレントミラーの出力でなく、
入力側のｐｎｐトランジスタ４のコレクタとした場合で
あり、１８，１９はトランジスタ４のコレクタ電位変動
を少くする為に挿入されたダイオードであり、この場
合、トランジスタ８がオンした時に、消費する電流を第
１実施例と比較し少くすることができ、又、２０，２１
は、第２の定電流を与えるｐｎｐトランジスタ３のコレ
クタに挿入されたダイオードであり、ダイオード２０，
２１によって、第１及び第２の定電流を与えるｐｎｐト
ランジスタ４，３のコレクタ電位変動は、変動巾だけで
なく、絶対値をほぼ等しくすることができ、より精度の
高いＤｕｔｙが得られる。このことは、第１の実施例に
ついてもあてはまり、第１の実施例において、ダイオー
ド２０，２１を第２の定電流を与えるｐｎｐトランジス
タ３のコレクタに挿入した場合も同様の効果が得られ
る。
【００２８】以下、ダイオード２０，２１の効果につい
て説明する。
て説明する。
【００２９】図２に示したダイオード２０，２１を設け
ることにより、ｐｎｐトランジスタ３のコレクタ電位
は、 ＶCE6(sat)＋ＶF20 ＋ＶF21 ・・・・・ から、 ＶBE7 ＋ＶBE8 ＋ＶF20 ＋ＶF21 ・・・・・ へ変動する。なお、ＶCE6(sat)はトランジスタ６の飽和
電圧、ＶF20 ，ＶF21 はダイオード２０，２１の順方向
電圧、ＶBE7 ，ＶBE8 はトランジスタ７，８のベース・
エミッタ間電圧を示す。
ることにより、ｐｎｐトランジスタ３のコレクタ電位
は、 ＶCE6(sat)＋ＶF20 ＋ＶF21 ・・・・・ から、 ＶBE7 ＋ＶBE8 ＋ＶF20 ＋ＶF21 ・・・・・ へ変動する。なお、ＶCE6(sat)はトランジスタ６の飽和
電圧、ＶF20 ，ＶF21 はダイオード２０，２１の順方向
電圧、ＶBE7 ，ＶBE8 はトランジスタ７，８のベース・
エミッタ間電圧を示す。
【００３０】一方、ｐｎｐトランジスタ４のコレクタ電
位は、 ＶCE8(sat)＋ＶF18 ＋ＶF19 ・・・・・ から、 ＶF ＋ＶBE10＋ＶBE11 ・・・・・ へ変動する。なお、ＶCE8(sat)はトランジスタ８の飽和
電圧、ＶF18 ，ＶF19 はダイオード１８，１９の順方向
電圧、ＶBE10，ＶBE11はトランジスタ１０，１１のベー
ス・エミッタ間電圧、ＶF は半導体レーザの順方向電圧
（ＯＮ電圧）を示す。
位は、 ＶCE8(sat)＋ＶF18 ＋ＶF19 ・・・・・ から、 ＶF ＋ＶBE10＋ＶBE11 ・・・・・ へ変動する。なお、ＶCE8(sat)はトランジスタ８の飽和
電圧、ＶF18 ，ＶF19 はダイオード１８，１９の順方向
電圧、ＶBE10，ＶBE11はトランジスタ１０，１１のベー
ス・エミッタ間電圧、ＶF は半導体レーザの順方向電圧
（ＯＮ電圧）を示す。
【００３１】ここで、ＶCE6(sat)≒ＶCE8(sat)、ＶF20
＝ＶF21 ≒ＶF18 ＝ＶF19 、ＶBE7≒ＶBE8 ≒ＶBE10≒
ＶBE11なので、 ＶF ＝ＶF20 ＋ＶF21 となるようにすれば、コレクタの変動電位をほぼ等しく
することができる。
＝ＶF21 ≒ＶF18 ＝ＶF19 、ＶBE7≒ＶBE8 ≒ＶBE10≒
ＶBE11なので、 ＶF ＝ＶF20 ＋ＶF21 となるようにすれば、コレクタの変動電位をほぼ等しく
することができる。
【００３２】このように、半導体レーザの順方向電圧
（ＯＮ電圧）に対応して、トランジスタ３とトランジス
タ６との間に複数のダイオードを設ければ、コレクタの
変動電位をほぼ等しくすることができる。
（ＯＮ電圧）に対応して、トランジスタ３とトランジス
タ６との間に複数のダイオードを設ければ、コレクタの
変動電位をほぼ等しくすることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の定電流回
路スイッチング装置によれば、カレントミラー回路構成
部により駆動電流が供給される定電流駆動体（半導体レ
ーザ駆動装置の場合は半導体レーザ）への駆動電流をス
イッチングする第１のトランジスタのベースに、上記第
１のスイッチングトランジスタの少数キャリアの蓄積効
果を有する回路構成部を介して信号を送ることで、変調
信号と同じ又はそれに近いＤｕｔｙの電圧波形を得るこ
とができる。
路スイッチング装置によれば、カレントミラー回路構成
部により駆動電流が供給される定電流駆動体（半導体レ
ーザ駆動装置の場合は半導体レーザ）への駆動電流をス
イッチングする第１のトランジスタのベースに、上記第
１のスイッチングトランジスタの少数キャリアの蓄積効
果を有する回路構成部を介して信号を送ることで、変調
信号と同じ又はそれに近いＤｕｔｙの電圧波形を得るこ
とができる。
【００３４】なお、上記定電流回路スイッチング装置に
おいて、第２のトランジスタと第２の定電流を供給する
供給源との間に複数個のダイオードを挿入すれば、より
精度の高いＤｕｔｙを得ることが可能である。
おいて、第２のトランジスタと第２の定電流を供給する
供給源との間に複数個のダイオードを挿入すれば、より
精度の高いＤｕｔｙを得ることが可能である。
【００３５】また、上記定電流回路スイッチング装置に
おいて、第１のスイッチングトランジスタの少数キャリ
アの蓄積効果を有するとともに、同様なコレクタ電位変
動を持った回路構成部（第１の定電流を供給する定電流
源と、第２の定電流を供給する定電流源とを同一構成と
し、且つ第２の定電流によって制御される第３のトラン
ジスタを介して前記第１のトランジスタをスイッチング
する回路構成）とすれば、さらに精度の高いＤｕｔｙを
得ることが可能である。
おいて、第１のスイッチングトランジスタの少数キャリ
アの蓄積効果を有するとともに、同様なコレクタ電位変
動を持った回路構成部（第１の定電流を供給する定電流
源と、第２の定電流を供給する定電流源とを同一構成と
し、且つ第２の定電流によって制御される第３のトラン
ジスタを介して前記第１のトランジスタをスイッチング
する回路構成）とすれば、さらに精度の高いＤｕｔｙを
得ることが可能である。
【図１】本発明を用いた半導体レーザ駆動装置の第１実
施例を示す回路構成図である。
施例を示す回路構成図である。
【図２】本発明を用いた半導体レーザ駆動装置の第２実
施例を示す回路構成図である。
施例を示す回路構成図である。
【図３】半導体レーザのビームを利用したレーザ・ビー
ム・プリンタの構成を示すブロック図である。
ム・プリンタの構成を示すブロック図である。
【図４】定電流設定部２１、変調・駆動回路２２、半導
体レーザ２３、光検出器２４とＡＰＣを含む系を具体的
に示した回路構成図である。
体レーザ２３、光検出器２４とＡＰＣを含む系を具体的
に示した回路構成図である。
【図５】半導体レーザの電流・電圧特性の一例を示す特
性図である。
性図である。
【図６】変調信号ＶＤに対する、半導体レーザのアノー
ド電圧波形図である。
ド電圧波形図である。
【図７】変調信号ＶＤに対する、半導体レーザの電圧，
電流波形図である。
電流波形図である。
１ 電源ライン、２ 信号ライン、 ３ 定電流を与え
るトランジスタ、 ４定電流を与えるトランジスタ、
５ インバータ、 ６ スイッングｎｐｎトランジス
タ、 ７ エミッタホロア用ｎｐｎトランジスタ、 ８
スイッングｎｐｎトランジスタ、 ９ カレントミラ
ー用トランジスタ、 １０ カレントミラー用トランジ
スタ、 １１ カレントミラー用トランジスタ、 １２
半導体レーザ、 １３ 自己帰還抵抗、 １４ 自己
帰還抵抗、 １５ バイアス用抵抗、１６ 寄生容量、
１７ 寄生容量、 １８ ダイオード、 １９ ダイ
オード、 ２０ ダイオード、 ２１ ダイオード。
るトランジスタ、 ４定電流を与えるトランジスタ、
５ インバータ、 ６ スイッングｎｐｎトランジス
タ、 ７ エミッタホロア用ｎｐｎトランジスタ、 ８
スイッングｎｐｎトランジスタ、 ９ カレントミラ
ー用トランジスタ、 １０ カレントミラー用トランジ
スタ、 １１ カレントミラー用トランジスタ、 １２
半導体レーザ、 １３ 自己帰還抵抗、 １４ 自己
帰還抵抗、 １５ バイアス用抵抗、１６ 寄生容量、
１７ 寄生容量、 １８ ダイオード、 １９ ダイ
オード、 ２０ ダイオード、 ２１ ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−24325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184918（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115216（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−200718（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252013（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03K 17/60 H03K 17/04
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の定電流が供給されるカレントミラ
ー回路構成部と、該カレントミラー回路構成部をスイッ
チングする第１のトランジスタとを備えた定電流回路ス
イッチング装置において、前記第１のトランジスタが、
前記第１の定電流と同じ大きさの第２の定電流をスイッ
チングする第２のトランジスタを介してスイッチングさ
れることを特徴とする定電流回路スイッチング装置。 - 【請求項２】 前記第１のトランジスタが、前記第１の
定電流をスイッチングする請求項１記載の定電流回路ス
イッチング装置。 - 【請求項３】 前記第２のトランジスタと第２の定電流
を供給する供給源との間に複数個のダイオードを挿入し
た請求項１記載の定電流回路スイッチング装置。 - 【請求項４】 前記第１の定電流を供給する定電流源
と、前記第２の定電流を供給する定電流源とを同一構成
とし、且つ前記第２のトランジスタによって制御される
第３のトランジスタを介して前記第１のトランジスタを
スイッチングする請求項１記載の定電流回路スイッチン
グ装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3140682A JP3001167B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 定電流回路スイッチング装置 |
| EP97101158A EP0775969B1 (en) | 1990-07-05 | 1991-07-04 | Image forming apparatus and constant current circuit switching device for use therewith |
| DE69132464T DE69132464T2 (de) | 1990-07-05 | 1991-07-04 | Bilderzeugungsgerät und zugehörige Schaltvorrichtung für Konstantstromschaltung |
| EP91111107A EP0464813B1 (en) | 1990-07-05 | 1991-07-04 | Driving IC for driving a light source and laser printer using such driving IC |
| DE69130308T DE69130308T2 (de) | 1990-07-05 | 1991-07-04 | Integrierte Treiberschaltung für Lichtquelle und Laserdrucker mit einer derartigen Schaltung |
| US08/042,900 US5373518A (en) | 1990-07-05 | 1993-03-22 | Image forming apparatus and constant current circuit switching device for use therewith |
| HK98112627A HK1011775A1 (en) | 1990-07-05 | 1998-12-01 | Image forming apparatus and constant current circuit switching device for use therewith |
| HK98112758A HK1011783A1 (en) | 1990-07-05 | 1998-12-03 | Driving ic for driving a light source and laser printer using such driving ic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3140682A JP3001167B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 定電流回路スイッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04341007A JPH04341007A (ja) | 1992-11-27 |
| JP3001167B2 true JP3001167B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=15274306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3140682A Expired - Fee Related JP3001167B2 (ja) | 1990-07-05 | 1991-05-17 | 定電流回路スイッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001167B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP3140682A patent/JP3001167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04341007A (ja) | 1992-11-27 |
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