JP3149592B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ強度変調をする
際のバイアス電流を、簡単に設定できるようにした半導
体レーザ駆動装置に関するものである。
際のバイアス電流を、簡単に設定できるようにした半導
体レーザ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ強度変調は、半導体レーザに流す
電流を画像データ等の信号に基づいて変動させることに
より、発光量を変動させることである。これを、図５に
よって更に詳細に説明する。図５は、半導体レーザにお
けるレーザ強度変調の動作を説明する図である。
電流を画像データ等の信号に基づいて変動させることに
より、発光量を変動させることである。これを、図５に
よって更に詳細に説明する。図５は、半導体レーザにお
けるレーザ強度変調の動作を説明する図である。
【０００３】図５（イ）は、半導体レーザと、その光量
を検知する光量検知ダイオードとの関係を示す図であ
る。１は半導体レーザ、２は光量検知ダイオード、３は
検出抵抗、ＩM はモニター電流、ＩL はレーザ電流、Ｖ
M はモニター光量である。半導体レーザ１の順方向にレ
ーザ電流ＩL を流すと、半導体レーザ１は発光する。そ
の光を受光する光量検知ダイオード２には、光量に応じ
た電流が流れる。この電流が、モニター電流ＩM であ
る。
を検知する光量検知ダイオードとの関係を示す図であ
る。１は半導体レーザ、２は光量検知ダイオード、３は
検出抵抗、ＩM はモニター電流、ＩL はレーザ電流、Ｖ
M はモニター光量である。半導体レーザ１の順方向にレ
ーザ電流ＩL を流すと、半導体レーザ１は発光する。そ
の光を受光する光量検知ダイオード２には、光量に応じ
た電流が流れる。この電流が、モニター電流ＩM であ
る。
【０００４】光量検知ダイオード２に直列に接続されて
いる検出抵抗３に、モニター電流ＩM が流れることによ
り、その両端には電圧ＶM が発生する。この電圧は、半
導体レーザ１が発光した光量に対応した電圧であるの
で、説明の便宜上、以後これも光量と言うことにする。
いる検出抵抗３に、モニター電流ＩM が流れることによ
り、その両端には電圧ＶM が発生する。この電圧は、半
導体レーザ１が発光した光量に対応した電圧であるの
で、説明の便宜上、以後これも光量と言うことにする。
【０００５】図５（ロ）は、レーザ電流ＩL と光量ＶM
との関係を示した、いわゆるレーザ電流・光量特性図で
ある。符号は図５（イ）のもの対応し、１１はレーザ電
流・光量特性曲線、１１N は自然発光領域、１１L はレ
ーザ発振領域、Ｃは屈曲点、ＩB はバイアス電流、ＶB
はバイアス光量、ＶC は最大自然発光量、ＩS はレーザ
強度変調信号電流、ＶS は変調光量出力である。
との関係を示した、いわゆるレーザ電流・光量特性図で
ある。符号は図５（イ）のもの対応し、１１はレーザ電
流・光量特性曲線、１１N は自然発光領域、１１L はレ
ーザ発振領域、Ｃは屈曲点、ＩB はバイアス電流、ＶB
はバイアス光量、ＶC は最大自然発光量、ＩS はレーザ
強度変調信号電流、ＶS は変調光量出力である。
【０００６】レーザ電流・光量特性曲線１１は、自然発
光領域１１N とレーザ発振領域１１L の２つの部分から
成り、それぞれ略直線を成している。自然発光領域１１
N は、発光ダイオードが発光するのと同様の原理によっ
て発光する領域であり、光量は極めて少ない。レーザ発
振領域１１L は、レーザ発振することにより発光する領
域である。屈曲点Ｃは、それら２つの領域の境界点であ
る。
光領域１１N とレーザ発振領域１１L の２つの部分から
成り、それぞれ略直線を成している。自然発光領域１１
N は、発光ダイオードが発光するのと同様の原理によっ
て発光する領域であり、光量は極めて少ない。レーザ発
振領域１１L は、レーザ発振することにより発光する領
域である。屈曲点Ｃは、それら２つの領域の境界点であ
る。
【０００７】レーザ強度変調は、レーザ発振領域１１L
の部分を利用して行う。そのため、半導体レーザ１にバ
イアス電流ＩB を流し、レーザ強度変調の信号電流が最
小の場合でも、屈曲点Ｃの光量である最大自然発光量Ｖ
C よりも大なる光量を発するようにしておく。バイアス
電流ＩB を流した時の光量が、バイアス光量ＶB であ
る。
の部分を利用して行う。そのため、半導体レーザ１にバ
イアス電流ＩB を流し、レーザ強度変調の信号電流が最
小の場合でも、屈曲点Ｃの光量である最大自然発光量Ｖ
C よりも大なる光量を発するようにしておく。バイアス
電流ＩB を流した時の光量が、バイアス光量ＶB であ
る。
【０００８】バイアス電流ＩB にレーザ強度変調信号電
流ＩS を加えた電流を半導体レーザ１に流すと、光量
は、バイアス光量ＶB に変調光量出力ＶS が加えられた
ものとなる。レーザ強度変調信号電流ＩS の変動は、レ
ーザ発振領域１１L の直線の領域で行われるので、変調
は歪むことなく、精度よく行われる。なお、ｔは時間の
経過を示している。
流ＩS を加えた電流を半導体レーザ１に流すと、光量
は、バイアス光量ＶB に変調光量出力ＶS が加えられた
ものとなる。レーザ強度変調信号電流ＩS の変動は、レ
ーザ発振領域１１L の直線の領域で行われるので、変調
は歪むことなく、精度よく行われる。なお、ｔは時間の
経過を示している。
【０００９】上記の説明から理解されるように、レーザ
強度変調をするためには、バイアス光量ＶB が最大自然
発光量ＶC より大となるように、バイアス電流ＩB を設
定してやることが必要となる。レーザ電流・光量特性曲
線１１が、温度等の影響を受けず、常に不変であるなら
ば、その設定は容易である。しかし、実際には、レーザ
電流・光量特性曲線１１は、温度の影響を受けるし、半
導体レーザの個体のバラツキによって異なることもあ
り、設定は容易ではない。次に、温度の影響を例にとっ
て、それを説明する。
強度変調をするためには、バイアス光量ＶB が最大自然
発光量ＶC より大となるように、バイアス電流ＩB を設
定してやることが必要となる。レーザ電流・光量特性曲
線１１が、温度等の影響を受けず、常に不変であるなら
ば、その設定は容易である。しかし、実際には、レーザ
電流・光量特性曲線１１は、温度の影響を受けるし、半
導体レーザの個体のバラツキによって異なることもあ
り、設定は容易ではない。次に、温度の影響を例にとっ
て、それを説明する。
【００１０】図４は、レーザ電流・光量特性曲線の温度
変化を説明する図である。符号は図５のものに対応し、
１１−１は温度（Ｔ）が低い時のレーザ電流・光量特性
曲線、１１−２は温度が高い時のレーザ電流・光量特性
曲線、Ｃ1 ，Ｃ2 は屈曲点、ＩB1，ＩB2はバイアス電流
である。
変化を説明する図である。符号は図５のものに対応し、
１１−１は温度（Ｔ）が低い時のレーザ電流・光量特性
曲線、１１−２は温度が高い時のレーザ電流・光量特性
曲線、Ｃ1 ，Ｃ2 は屈曲点、ＩB1，ＩB2はバイアス電流
である。
【００１１】当初、温度が低い時のレーザ電流・光量特
性曲線１１−１で、バイアス光量ＶB を出力するように
バイアス電流ＩB1を設定していたとする。半導体レーザ
１の温度は、環境温度の変化によっても上昇するし、使
用時間が長くなると自らの発熱によっても上昇する。そ
のような原因によって、レーザ電流・光量特性曲線１１
−２に変化したとすると、バイアス電流ＩB1のままでは
バイアス光量ＶB が発光できなくなる。
性曲線１１−１で、バイアス光量ＶB を出力するように
バイアス電流ＩB1を設定していたとする。半導体レーザ
１の温度は、環境温度の変化によっても上昇するし、使
用時間が長くなると自らの発熱によっても上昇する。そ
のような原因によって、レーザ電流・光量特性曲線１１
−２に変化したとすると、バイアス電流ＩB1のままでは
バイアス光量ＶB が発光できなくなる。
【００１２】即ち、場合によっては、図示するように、
屈曲点Ｃ2 より左の自然発光領域の光量しか発光しなく
なる。これでは、レーザ発振領域の直線部分を利用して
のレーザ強度変調を、行うことが出来なくなる。レーザ
電流・光量特性曲線１１−２のように変化しても、発光
量をバイアス光量ＶB とするためには、バイアス電流を
ＩB2に設定し直さなければならない。
屈曲点Ｃ2 より左の自然発光領域の光量しか発光しなく
なる。これでは、レーザ発振領域の直線部分を利用して
のレーザ強度変調を、行うことが出来なくなる。レーザ
電流・光量特性曲線１１−２のように変化しても、発光
量をバイアス光量ＶB とするためには、バイアス電流を
ＩB2に設定し直さなければならない。
【００１３】そこで、従来の半導体レーザ駆動装置で
は、設定したバイアス電流でバイアス光量ＶB を発して
いるかどうかを光量モニター回路で検知し、変化してい
れば、設定しなおしていた。あるいは、レーザ電流・光
量特性曲線のレーザ発振領域の傾き（これを「微分量子
効率」という）を算出し、それが変化すれば設定しなお
したりしていた。
は、設定したバイアス電流でバイアス光量ＶB を発して
いるかどうかを光量モニター回路で検知し、変化してい
れば、設定しなおしていた。あるいは、レーザ電流・光
量特性曲線のレーザ発振領域の傾き（これを「微分量子
効率」という）を算出し、それが変化すれば設定しなお
したりしていた。
【００１４】なお、半導体レーザ駆動装置に関する従来
の文献としては、例えば特開昭63−184773号公報があ
る。
の文献としては、例えば特開昭63−184773号公報があ
る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】（問題点）しかしなが
ら、前記した従来の半導体レーザ駆動装置では、バイア
ス電流を設定し直すのに光量モニター回路を用いた場合
は、設定の精度がよくなく、コストが高いという問題点
があった。また、レーザ発振領域の傾きを算出する方法
を採用した場合は、計算が複雑であり、算出に長時間を
要するという問題点があった。
ら、前記した従来の半導体レーザ駆動装置では、バイア
ス電流を設定し直すのに光量モニター回路を用いた場合
は、設定の精度がよくなく、コストが高いという問題点
があった。また、レーザ発振領域の傾きを算出する方法
を採用した場合は、計算が複雑であり、算出に長時間を
要するという問題点があった。
【００１６】（問題点の説明）複雑な計算をするため
に、長時間かかるという問題点については説明を要しな
いと思われるので、もう１つの問題点について説明す
る。図４のレーザ電流・光量特性曲線１１−１，１１−
２の上方の部分が、下方の部分より開いていることから
理解されるように、温度が変化した場合、光量が大にな
るほど特性曲線のずれは大となる。従って、精度よくレ
ーザ強度変調を行うためには、なるべくレーザ発振領域
の下方の領域を使用することが望ましい。
に、長時間かかるという問題点については説明を要しな
いと思われるので、もう１つの問題点について説明す
る。図４のレーザ電流・光量特性曲線１１−１，１１−
２の上方の部分が、下方の部分より開いていることから
理解されるように、温度が変化した場合、光量が大にな
るほど特性曲線のずれは大となる。従って、精度よくレ
ーザ強度変調を行うためには、なるべくレーザ発振領域
の下方の領域を使用することが望ましい。
【００１７】そのために、バイアス光量ＶB は、最大自
然発光量ＶC よりも僅かに大である値に定められる。こ
の値は、非常に低い値であり（但し、図４等では、図が
見にくくなるのを避けるため、ＶB ，ＶC は誇張して高
い値に描いてある）、ノイズのレベルと大差がない。従
って、このバイアス光量ＶB の変動を正確に検出するに
は、Ｓ／Ｎ比の良い光量モニター回路が必要とされる
が、そのコストは高い。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。
然発光量ＶC よりも僅かに大である値に定められる。こ
の値は、非常に低い値であり（但し、図４等では、図が
見にくくなるのを避けるため、ＶB ，ＶC は誇張して高
い値に描いてある）、ノイズのレベルと大差がない。従
って、このバイアス光量ＶB の変動を正確に検出するに
は、Ｓ／Ｎ比の良い光量モニター回路が必要とされる
が、そのコストは高い。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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の半導体レーザ駆動装置では、半導体レーザ
と、該半導体レーザにバイアス電流を供給するバイアス
電源部と、該バイアス電源部と並列に接続され、変調信
号により電流値が変えられるレーザ強度変調用電源部
と、前記半導体レーザの光量を検出する手段と、半導体
レーザの最大自然発光量より高く設定されたバイアス決
定用基準光量を発する電流よりバイアス電流設定時に所
定の定電流を減じる定電流差引手段とを具えることとし
た。
め、本発明の半導体レーザ駆動装置では、半導体レーザ
と、該半導体レーザにバイアス電流を供給するバイアス
電源部と、該バイアス電源部と並列に接続され、変調信
号により電流値が変えられるレーザ強度変調用電源部
と、前記半導体レーザの光量を検出する手段と、半導体
レーザの最大自然発光量より高く設定されたバイアス決
定用基準光量を発する電流よりバイアス電流設定時に所
定の定電流を減じる定電流差引手段とを具えることとし
た。
【００１９】なお、前記バイアス電源部は、スイッチと
定電流電源との直列回路から成る定電流差引手段と、該
定電流差引手段と並列に接続されたバイアス電流用電源
とから構成することが出来る。
定電流電源との直列回路から成る定電流差引手段と、該
定電流差引手段と並列に接続されたバイアス電流用電源
とから構成することが出来る。
【００２０】そのようにした場合、定電流電源の電流値
は、半導体レーザの実使用温度範囲での最小温度におけ
る前記バイアス決定用基準光量を発する電流と最大自然
発光量を発する電流との差電流より小の値に設定する。
は、半導体レーザの実使用温度範囲での最小温度におけ
る前記バイアス決定用基準光量を発する電流と最大自然
発光量を発する電流との差電流より小の値に設定する。
【００２１】
【作 用】半導体レーザの光量を検出する手段を有
し、半導体レーザに流す電流を、バイアス電源部からの
電流とレーザ強度変調用電源部からの電流との和として
いる半導体レーザ駆動装置において、バイアス電流設定
時に、バイアス電源部からの電流より所定電流を差し引
く定電流差引手段を設ける。
し、半導体レーザに流す電流を、バイアス電源部からの
電流とレーザ強度変調用電源部からの電流との和として
いる半導体レーザ駆動装置において、バイアス電流設定
時に、バイアス電源部からの電流より所定電流を差し引
く定電流差引手段を設ける。
【００２２】そして、バイアス電源部からの電流のみを
流していて、光量が最大自然発光量よりも大きくて検出
しやすい値に設定してあるバイアス決定用基準光量に到
達した時、その時のバイアス電源部の電流から所定の定
電流を差し引いた値を、バイアス電流として設定する。
流していて、光量が最大自然発光量よりも大きくて検出
しやすい値に設定してあるバイアス決定用基準光量に到
達した時、その時のバイアス電源部の電流から所定の定
電流を差し引いた値を、バイアス電流として設定する。
【００２３】こうすることにより、光量の検出にＳ／Ｎ
比のよい高価な装置を使用する必要はなくなるし、定電
流を差し引くという簡単な処理により、バイアス電流を
設定することが可能となる。
比のよい高価な装置を使用する必要はなくなるし、定電
流を差し引くという簡単な処理により、バイアス電流を
設定することが可能となる。
【００２４】
【実施例】（第１の実施例）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、本発明の第１の
実施例を示す図である。符号は図５のものに対応し、４
はバイアス電流決定動作開始信号端子、５は制御回路、
６はレーザ強度変調信号入力端子、７はＤＡ変換器、８
はレーザ強度変調用電源部、８−１〜８−３はスイッ
チ、８−４〜８−６は定電流源、９はバイアス電源部、
９−１はバイアス電流用電源、１０は定電流差引部、１
０−１は定電流電源、１０−２はスイッチである。
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の
実施例を示す図である。符号は図５のものに対応し、４
はバイアス電流決定動作開始信号端子、５は制御回路、
６はレーザ強度変調信号入力端子、７はＤＡ変換器、８
はレーザ強度変調用電源部、８−１〜８−３はスイッ
チ、８−４〜８−６は定電流源、９はバイアス電源部、
９−１はバイアス電流用電源、１０は定電流差引部、１
０−１は定電流電源、１０−２はスイッチである。
【００２５】半導体レーザ１をレーザ強度変調している
時に流れる電流は、バイアス電流用電源９−１からの電
流と、レーザ強度変調用電源部８からの電流との和であ
る。レーザ強度変調用電源部８のスイッチ８−１〜８−
３は、制御回路５からのスイッチング信号によりオンオ
フされる。オンするスイッチの数により、レーザ強度変
調用電源部８からの電流の大きさが変えられる（図５
（ロ）のレーザ強度変調信号電流ＩS に相当）。前記ス
イッチング信号は、レーザ強度変調信号入力端子６から
入力される画像データ等に応じたものとされる。
時に流れる電流は、バイアス電流用電源９−１からの電
流と、レーザ強度変調用電源部８からの電流との和であ
る。レーザ強度変調用電源部８のスイッチ８−１〜８−
３は、制御回路５からのスイッチング信号によりオンオ
フされる。オンするスイッチの数により、レーザ強度変
調用電源部８からの電流の大きさが変えられる（図５
（ロ）のレーザ強度変調信号電流ＩS に相当）。前記ス
イッチング信号は、レーザ強度変調信号入力端子６から
入力される画像データ等に応じたものとされる。
【００２６】バイアス電流の値は、半導体レーザ１の使
用中、半導体レーザ１の本来の動作に支障のない時間と
か、あるいは一定間隔で設定し直される。例えば、レー
ザプリンタに搭載されている場合であれば、何枚かの用
紙を印刷する毎に、前の用紙の印刷終了から次の用紙の
印刷開始までの時間を利用して設定し直す。本発明で
は、設定の開始は、バイアス電流決定動作開始信号端子
４に信号を入力することによって行う（なお、この信号
は、制御回路５の外部から与えているが、一定の条件が
満たされた時に、制御回路５の内部で発生されるように
することも出来る）。
用中、半導体レーザ１の本来の動作に支障のない時間と
か、あるいは一定間隔で設定し直される。例えば、レー
ザプリンタに搭載されている場合であれば、何枚かの用
紙を印刷する毎に、前の用紙の印刷終了から次の用紙の
印刷開始までの時間を利用して設定し直す。本発明で
は、設定の開始は、バイアス電流決定動作開始信号端子
４に信号を入力することによって行う（なお、この信号
は、制御回路５の外部から与えているが、一定の条件が
満たされた時に、制御回路５の内部で発生されるように
することも出来る）。
【００２７】図３により、本発明によるバイアス電流Ｉ
B の決定の仕方を説明する。符号は図４，図５のものに
対応し、ＶR はバイアス決定用基準光量、ＩR はバイア
ス決定用基準光量レーザ電流、ＩB はバイアス電流、Ｉ
E は定電流、Ｒは基準光量レベル点である。バイアス決
定用基準光量レーザ電流ＩR は、バイアス決定用基準光
量ＶR の発光をさせるために、半導体レーザ１に流さね
ばならない電流である。
B の決定の仕方を説明する。符号は図４，図５のものに
対応し、ＶR はバイアス決定用基準光量、ＩR はバイア
ス決定用基準光量レーザ電流、ＩB はバイアス電流、Ｉ
E は定電流、Ｒは基準光量レベル点である。バイアス決
定用基準光量レーザ電流ＩR は、バイアス決定用基準光
量ＶR の発光をさせるために、半導体レーザ１に流さね
ばならない電流である。
【００２８】本発明では、バイアス決定用基準光量ＶR
と定電流ＩE とは、予め設定しておく。どのような値に
設定するかは、後で説明する。そして、次のような手順
で、バイアス電流ＩB を設定する。
と定電流ＩE とは、予め設定しておく。どのような値に
設定するかは、後で説明する。そして、次のような手順
で、バイアス電流ＩB を設定する。
【００２９】（バイアス電流設定手順） スイッチ１０−２をオンし、定電流電源１０−１から
の定電流ＩE とバイアス電流用電源９−１からの電流と
の和を、半導体レーザ１に流す。 バイアス電流用電源９−１の電流を増大して行って、
光量をバイアス決定用基準光量ＶR まで増大させる。そ
の時、半導体レーザ１に流れている電流は、図３のバイ
アス決定用基準光量レーザ電流ＩR である。 スイッチ１０−２をオフする。これにより電流の差引
ＩR ーＩE がなされ、半導体レーザ１に流れる電流は、
図３のＩB となる。これをバイアス電流とするため、バ
イアス電流用電源９−１の電流を、この値に固定する。
の定電流ＩE とバイアス電流用電源９−１からの電流と
の和を、半導体レーザ１に流す。 バイアス電流用電源９−１の電流を増大して行って、
光量をバイアス決定用基準光量ＶR まで増大させる。そ
の時、半導体レーザ１に流れている電流は、図３のバイ
アス決定用基準光量レーザ電流ＩR である。 スイッチ１０−２をオフする。これにより電流の差引
ＩR ーＩE がなされ、半導体レーザ１に流れる電流は、
図３のＩB となる。これをバイアス電流とするため、バ
イアス電流用電源９−１の電流を、この値に固定する。
【００３０】バイアス決定用基準光量ＶR は予め設定し
ておくが、その値は、最大自然発光量ＶC よりもはるか
に大きくする。そのように設定しておくことにより、ノ
イズに影響されることなく、Ｓ／Ｎ比があまり高くない
安価な光量モニター回路でも、容易に検知することが出
来る。
ておくが、その値は、最大自然発光量ＶC よりもはるか
に大きくする。そのように設定しておくことにより、ノ
イズに影響されることなく、Ｓ／Ｎ比があまり高くない
安価な光量モニター回路でも、容易に検知することが出
来る。
【００３１】定電流ＩE も予め設定しておくが、その値
は、バイアス決定用基準光量ＶR と、最大自然発光量Ｖ
C と、レーザ電流・光量特性曲線１１の傾きを考慮して
決める。その理由は、バイアス決定用基準光量レーザ電
流ＩR より定電流ＩE を減じた時の電流（ＩB ）が流れ
ている状態で、レーザ電流・光量特性曲線１１のレーザ
発振領域１１L 上の光量であって、且つ最大自然発光量
ＶC より僅かに大きい光量を出力するようにするためで
ある。
は、バイアス決定用基準光量ＶR と、最大自然発光量Ｖ
C と、レーザ電流・光量特性曲線１１の傾きを考慮して
決める。その理由は、バイアス決定用基準光量レーザ電
流ＩR より定電流ＩE を減じた時の電流（ＩB ）が流れ
ている状態で、レーザ電流・光量特性曲線１１のレーザ
発振領域１１L 上の光量であって、且つ最大自然発光量
ＶC より僅かに大きい光量を出力するようにするためで
ある。
【００３２】図２は、定電流ＩE の大きさを決定するた
めの参考図であり、レーザ電流・光量特性曲線の一部
を、３つの場合について描いている。符号は図３のもの
に対応し、ＩR1〜ＩR3はバイアス決定用基準光量レーザ
電流、ＩC1〜ＩC3は最大自然発光量電流、ＩD1〜ＩD3は
差電流である。図４で説明したように、レーザ電流・光
量特性曲線１１は温度（Ｔ）により変化し、レーザ発振
領域１１L の傾きは、温度が大になるほど緩やかとな
る。
めの参考図であり、レーザ電流・光量特性曲線の一部
を、３つの場合について描いている。符号は図３のもの
に対応し、ＩR1〜ＩR3はバイアス決定用基準光量レーザ
電流、ＩC1〜ＩC3は最大自然発光量電流、ＩD1〜ＩD3は
差電流である。図４で説明したように、レーザ電流・光
量特性曲線１１は温度（Ｔ）により変化し、レーザ発振
領域１１L の傾きは、温度が大になるほど緩やかとな
る。
【００３３】半導体レーザ１を実際に使用する温度範囲
（以下、「実使用温度範囲」という）で、図２（イ）は
温度小の場合、図２（ロ）は温度中位の場合、図３
（ハ）は温度大の場合を示している。差電流ＩD1〜ＩD3
は、バイアス決定用基準光量ＶRを出力するバイアス決
定用基準光量レーザ電流ＩR1〜ＩR3と、最大自然発光量
ＶC を出力する最大自然発光量電流ＩC1〜ＩC3との差で
あるが、これを各場合について調べてみると、レーザ発
振領域１１L の傾きが緩やかとなるほど大となってい
る。
（以下、「実使用温度範囲」という）で、図２（イ）は
温度小の場合、図２（ロ）は温度中位の場合、図３
（ハ）は温度大の場合を示している。差電流ＩD1〜ＩD3
は、バイアス決定用基準光量ＶRを出力するバイアス決
定用基準光量レーザ電流ＩR1〜ＩR3と、最大自然発光量
ＶC を出力する最大自然発光量電流ＩC1〜ＩC3との差で
あるが、これを各場合について調べてみると、レーザ発
振領域１１L の傾きが緩やかとなるほど大となってい
る。
【００３４】図３の定電流ＩE は、これをバイアス決定
用基準光量レーザ電流ＩR から差し引いた電流での光量
が、最大自然発光量ＶC より大となるようにするため、
実使用温度範囲での最小の差電流である図２（イ）のＩ
D1より、僅かに小さい値に設定する。そのように設定す
る理由は、実使用温度範囲で温度が上昇して、例えば図
２（ロ）の場合となっても、バイアス決定用基準光量レ
ーザ電流ＩR2から定電流ＩE を減じた電流（これがバイ
アス電流とされる）は、最大自然発光量電流ＩC2より大
となるから、光量は最大自然発光量ＶC より大となって
くれるからである。図２（ハ）の場合も同様である。
用基準光量レーザ電流ＩR から差し引いた電流での光量
が、最大自然発光量ＶC より大となるようにするため、
実使用温度範囲での最小の差電流である図２（イ）のＩ
D1より、僅かに小さい値に設定する。そのように設定す
る理由は、実使用温度範囲で温度が上昇して、例えば図
２（ロ）の場合となっても、バイアス決定用基準光量レ
ーザ電流ＩR2から定電流ＩE を減じた電流（これがバイ
アス電流とされる）は、最大自然発光量電流ＩC2より大
となるから、光量は最大自然発光量ＶC より大となって
くれるからである。図２（ハ）の場合も同様である。
【００３５】即ち、定電流ＩE は、実使用温度範囲での
最小温度の場合のレーザ電流・光量特性曲線で求めた、
バイアス決定用基準光量レーザ電流ＩR と最大自然発光
量電流ＩC との差電流より小の値に設定する。
最小温度の場合のレーザ電流・光量特性曲線で求めた、
バイアス決定用基準光量レーザ電流ＩR と最大自然発光
量電流ＩC との差電流より小の値に設定する。
【００３６】さて、検出抵抗３からの光量ＶM がバイア
ス決定用基準光量ＶR に達したことを検知すると、制御
回路５はスイッチ１０−２をオフする。これにより、半
導体レーザ１を流れる電流は、定電流ＩE だけ減じられ
る。その結果、バイアス電源部９から半導体レーザ１に
流れる電流は、図３のＩB となるが、これをバイアス電
流として採用する。
ス決定用基準光量ＶR に達したことを検知すると、制御
回路５はスイッチ１０−２をオフする。これにより、半
導体レーザ１を流れる電流は、定電流ＩE だけ減じられ
る。その結果、バイアス電源部９から半導体レーザ１に
流れる電流は、図３のＩB となるが、これをバイアス電
流として採用する。
【００３７】以上のように、本発明の半導体レーザ駆動
装置でのバイアス電流の設定は、最大自然発光量ＶC よ
りも大なるバイアス決定用基準光量ＶR を検知すればい
いので、Ｓ／Ｎ比のあまり良くない安価な光量モニター
回路で済むし、複雑な計算をするわけでもないから、設
定に長時間を要することもない。定電流電源１０−１の
入り切りによって、簡単に設定することが出来る。
装置でのバイアス電流の設定は、最大自然発光量ＶC よ
りも大なるバイアス決定用基準光量ＶR を検知すればい
いので、Ｓ／Ｎ比のあまり良くない安価な光量モニター
回路で済むし、複雑な計算をするわけでもないから、設
定に長時間を要することもない。定電流電源１０−１の
入り切りによって、簡単に設定することが出来る。
【００３８】（第２の実施例）図６に、本発明の第２の
実施例を示す。符号は、図１のものに対応している。構
成上、第１の実施例と異なる点は、バイアス電源部９よ
り定電流差引部１０を無くした点である。即ち、この実
施例では、半導体レーザ１からの光量がバイアス決定用
基準光量ＶR となった時、半導体レーザ１を流れる電流
が定電流ＩE 分だけ少なくなるような信号を、バイアス
電流用電源９−１へ与える。言い換えれば、定電流ＩE
の差し引きを、制御回路５の中で行うようにしたもので
ある。
実施例を示す。符号は、図１のものに対応している。構
成上、第１の実施例と異なる点は、バイアス電源部９よ
り定電流差引部１０を無くした点である。即ち、この実
施例では、半導体レーザ１からの光量がバイアス決定用
基準光量ＶR となった時、半導体レーザ１を流れる電流
が定電流ＩE 分だけ少なくなるような信号を、バイアス
電流用電源９−１へ与える。言い換えれば、定電流ＩE
の差し引きを、制御回路５の中で行うようにしたもので
ある。
【００３９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の半導体レーザ
駆動装置では、バイアス電流設定時に、バイアス電源部
からの電流より所定電流を差し引く定電流差引手段を設
ける。そして、バイアス電源部からの電流のみを流して
いて、光量が最大自然発光量よりも大きくて検出しやす
い値に設定してあるバイアス決定用基準光量に到達した
時、その時のバイアス電源部の電流から所定の定電流を
差し引いた値を、バイアス電流として設定する。
駆動装置では、バイアス電流設定時に、バイアス電源部
からの電流より所定電流を差し引く定電流差引手段を設
ける。そして、バイアス電源部からの電流のみを流して
いて、光量が最大自然発光量よりも大きくて検出しやす
い値に設定してあるバイアス決定用基準光量に到達した
時、その時のバイアス電源部の電流から所定の定電流を
差し引いた値を、バイアス電流として設定する。
【００４０】そのため、バイアス電流設定のために、光
量の検出にＳ／Ｎ比のよい高価な装置を使用する必要は
なくなるし、実行する処理は、定電流を差し引くという
簡単な処理だけとなる。
量の検出にＳ／Ｎ比のよい高価な装置を使用する必要は
なくなるし、実行する処理は、定電流を差し引くという
簡単な処理だけとなる。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す図
【図２】 定電流ＩE の大きさを決定するための参考図
【図３】 本発明によるバイアス電流ＩB の決定の仕方
を説明する図
を説明する図
【図４】 レーザ電流・光量特性曲線の温度変化を説明
する図
する図
【図５】 半導体レーザにおけるレーザ強度変調の動作
を説明する図
を説明する図
【図６】 本発明の第２の実施例を示す図
１…半導体レーザ、２…光量検知ダイオード、３…検出
抵抗、４…バイアス電流決定動作開始信号端子、５…制
御回路、６…レーザ強度変調信号入力端子、７…ＤＡ変
換器、８…レーザ強度変調用電源部、８−１〜８−３…
スイッチ、８−４〜８−６…定電流源、９…バイアス電
源部、９−１…バイアス電流用電源、１０…定電流差引
部、１０−１…定電流電源、１０−２…スイッチ、１
１，１１−１，１１−２…レーザ電流・光量特性曲線、
１１N …自然発光領域、１１L …レーザ発振領域、Ｃ…
屈曲点、Ｒ…基準光量レベル点、ＩB ，ＩB1，ＩB2…バ
イアス電流、ＩC1〜ＩC3…最大自然発光量電流、ＩD1〜
ＩD3…差電流、ＩM …モニター電流、ＩL …レーザ電
流、ＩR ，ＩR1〜ＩR3…バイアス決定用基準光量レーザ
電流、ＶB …バイアス光量、ＶC …最大自然発光量、Ｖ
M …光量、ＶR …バイアス決定用基準光量、ＩS …レー
ザ強度変調信号電流、ＶS …変調光量出力
抵抗、４…バイアス電流決定動作開始信号端子、５…制
御回路、６…レーザ強度変調信号入力端子、７…ＤＡ変
換器、８…レーザ強度変調用電源部、８−１〜８−３…
スイッチ、８−４〜８−６…定電流源、９…バイアス電
源部、９−１…バイアス電流用電源、１０…定電流差引
部、１０−１…定電流電源、１０−２…スイッチ、１
１，１１−１，１１−２…レーザ電流・光量特性曲線、
１１N …自然発光領域、１１L …レーザ発振領域、Ｃ…
屈曲点、Ｒ…基準光量レベル点、ＩB ，ＩB1，ＩB2…バ
イアス電流、ＩC1〜ＩC3…最大自然発光量電流、ＩD1〜
ＩD3…差電流、ＩM …モニター電流、ＩL …レーザ電
流、ＩR ，ＩR1〜ＩR3…バイアス決定用基準光量レーザ
電流、ＶB …バイアス光量、ＶC …最大自然発光量、Ｖ
M …光量、ＶR …バイアス決定用基準光量、ＩS …レー
ザ強度変調信号電流、ＶS …変調光量出力
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝義 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 (56)参考文献 特開 昭63−293565（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−84479（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 5/00 - 5/50
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体レーザと、該半導体レーザにバイ
アス電流を供給するバイアス電源部と、該バイアス電源
部と並列に接続され、変調信号により電流値が変えられ
るレーザ強度変調用電源部と、前記半導体レーザの光量
を検出する手段と、半導体レーザの最大自然発光量より
高く設定されたバイアス決定用基準光量を発する電流よ
りバイアス電流設定時に所定の定電流を減じる定電流差
引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。 - 【請求項２】 前記バイアス電源部が、スイッチと定電
流電源との直列回路から成る定電流差引手段と、該定電
流差引手段と並列に接続されたバイアス電流用電源とか
ら成ることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ駆
動装置。 - 【請求項３】 前記定電流電源の電流値を、半導体レー
ザの実使用温度範囲での最小温度における前記バイアス
決定用基準光量を発する電流と最大自然発光量を発する
電流との差電流より小の値に設定したことを特徴とする
請求項２記載の半導体レーザ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36097892A JP3149592B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 半導体レーザ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36097892A JP3149592B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 半導体レーザ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204592A JPH06204592A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3149592B2 true JP3149592B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=18471687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36097892A Expired - Lifetime JP3149592B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 半導体レーザ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149592B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08216451A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Nec Corp | 電子写真記録装置 |
| JP4217490B2 (ja) | 2003-01-17 | 2009-02-04 | 株式会社リコー | 半導体レーザ駆動装置、光書き込み装置、画像形成装置及び半導体レーザ駆動方法 |
-
1992
- 1992-12-29 JP JP36097892A patent/JP3149592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06204592A (ja) | 1994-07-22 |
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