JPH05129702A - 半導体レーザ駆動制御回路 - Google Patents

半導体レーザ駆動制御回路

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JPH05129702A
JPH05129702A JP3292653A JP29265391A JPH05129702A JP H05129702 A JPH05129702 A JP H05129702A JP 3292653 A JP3292653 A JP 3292653A JP 29265391 A JP29265391 A JP 29265391A JP H05129702 A JPH05129702 A JP H05129702A
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JP
Japan
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current
semiconductor laser
light
adjusting circuit
command signal
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Application number
JP3292653A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Takeyama
佳伸 竹山
Hidetoshi Ema
秀利 江間
Masaaki Ishida
雅章 石田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光出力・順方向電流特性が個々に異なる半導
体レーザの駆動において、所望の光出力を得るために、
光量調整幅を設定でき微調が容易にできる、半導体レー
ザの出力可能な駆動電流レベルを調整する手段を提供す
ること。 【構成】 エミッタに抵抗R2 を介して外部電圧VEXT
が与えられる定電流源11による第1調整回路8と、可
変抵抗器VRにより出力電流が調整自在なカレントミラ
ーによる第2調整回路9とによる光量調整回路7を設
け、第1調整回路8において外部電圧VEXT と抵抗R2
とにより光量調整幅を設定でき、第2調整回路9の可変
抵抗器VRにより微調できる光量調整回路7により発光
レベル指令信号I0 を生成することで、半導体レーザの
露光エネルギーの制御精度を高いものとし、所望の光出
力が容易かつ確実に得ることができようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、レー
ザファクシミリ等のように半導体レーザを用いた光書込
み装置に用いられる半導体レーザ駆動制御回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザは小型であり、かつ、駆動
電流により高速変調を直接行なえることから、近年、レ
ーザプリンタ等の光書込み装置の光源として広く利用さ
れている。
【0003】ここに、半導体レーザは、その光出力・順
方向電流特性が個々に異なるので、高品位画像形成のた
めに所望の光量を得るには、出力可能な駆動電流レベル
を調整する必要がある。
【0004】この点、従来にあっては、半導体レーザ駆
動制御回路に外付け抵抗や可変抵抗器を設けて、この調
整を行なうようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来方式によると、微調が困難であったり、抵抗値のバ
ラツキにより所望の駆動電流レベルが得られないことが
あり、さらには、可変抵抗器のトリミング時のバラツキ
等により半導体レーザに過大電流が流れて劣化させてし
まうこともある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、発光レベル指令信号に応じた光量となるように半導
体レーザを駆動制御する半導体レーザ駆動制御回路にお
いて、エミッタに抵抗を介して外部電圧が与えられる定
電流源による第1調整回路と、可変抵抗器により出力電
流が調整自在なカレントミラーによる第2調整回路とを
有して、前記第1調整回路により設定された電流と、こ
の電流を用いて前記第2調整回路により設定される電流
との差電流により前記発光レベル指令信号を生成する光
量調整回路を設けた。
【0007】請求項2記載の発明では、半導体レーザの
光出力を受光検知する受光素子と、この受光素子により
検知されて得られる半導体レーザの光出力に比例した受
光信号と第1発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰
還ループと、前記受光信号と第2発光レベル指令信号と
が等しくなるように前記半導体レーザの光出力・順方向
電流特性、前記受光素子と前記半導体レーザの光出力と
の結合係数、及び前記受光素子の光入力・受光信号特性
に基づき前記第2発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段とを備え、前記光・
電気負帰還ループの制御電流と前記変換手段により生成
された電流との和電流により前記半導体レーザを駆動制
御するようにした半導体レーザ駆動制御回路に、請求項
1記載の発明の光量調整回路を付加し、第1発光レベル
指令信号を生成するようにした。
【0008】
【作用】第1調整回路において外部電圧と抵抗とにより
光量調整幅を設定でき、第2調整回路の可変抵抗器によ
り微調できる光量調整回路により発光レベル指令信号な
いしは第1発光レベル指令信号を生成するようにしたの
で、半導体レーザの露光エネルギーの制御精度の高いも
のとし、所望の光出力が容易かつ確実に得られるものと
なる。特に、この光量調整回路は、外部電圧による設定
信号と可変抵抗器による設定信号との差電流により調整
を行なうものであり、可変抵抗器の抵抗値にバラツキが
あったとしても半導体レーザを劣化させることなく調整
し得るものとなる。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、本発明が適用される半導体レーザ駆動制御回
路の一例として、特開平2−205375号公報中に示
される回路構成を図3に示す。
【0010】第1発光レベル指令信号は比較増幅器1に
入力され、第2発光レベル指令信号は電流変換器(変換
手段)2に入力され、制御対象となる半導体レーザ3の
光出力の一部が受光素子4によりモニタされる。ここ
に、比較増幅器1と半導体レーザ3と受光素子4とは光
・電気負帰還ループ5を形成しており、比較増幅器1は
受光素子4に誘起された光起電流(半導体レーザ3の光
出力に比例する)に比例する受光信号と第1発光レベル
指令信号とを比較して、その結果により半導体レーザ3
の順方向電流を受光信号と第1発光レベル指令信号とが
等しくなるように制御する。また、電流変換器2は前記
受光信号と第2発光レベル指令信号とが等しくなるよう
にこの第2発光レベル指令信号に従って予め設定された
電流(半導体レーザ3の光出力・順方向電流特性、受光
素子4と半導体レーザ3の光出力との結合係数、及び、
受光素子4の光入力・順方向電流特性に基づき予め設定
された電流)を出力する。この電流変換器2の出力電流
と比較増幅器1から出力される制御電流との和電流が半
導体レーザ3の順方向電流となって制御されることにな
る。
【0011】いま、光・電気負帰還ループ5の開ループ
での交叉周波数をf0 とし、DCゲインを10000と
した場合、半導体レーザ3の光出力PO のステップ応答
特性は、t=∞における光出力をPL 、電流変換器2に
より設定された光量をPS とすると、 PO =PL+(PS−PL)exp(−2πf0t) で近似できる。ここでは、光・電気負帰還ループ5の開
ループでのDCゲインを10000としているので、設
定誤差は0.01%となり、設定誤差の許容範囲を0.
1%以下とした場合には光出力PL は設定された光量に
等しいと考えられる。従って、仮に電流変換器2により
設定された光量PSがPLに等しければ、瞬時に半導体レ
ーザ3の光出力POがPLに等しくなる。また、外乱等に
よりPS が5%変動したとしてもf0 =40MHz程度
であれば、10ナノ秒後には半導体レーザ3の光出力は
設定値に対する誤差が0.4%以下となる。
【0012】このような高速・高精度・高分解能な半導
体レーザ制御回路に対する第1発光レベル指令信号は、
図2に示すような入力回路により生成される。即ち、デ
ジタルデータはD/A変換器6によりアナログの発光レ
ベル指令信号に変換される。この時、この発光レベル指
令信号は光量調整回路7により調整されて前記第1発光
レベル指令信号として出力される。
【0013】このための光量調整回路7は図1に示すよ
うに、第1調整回路8と第2調整回路9とにより構成さ
れている。第1調整回路8は電源10によりベースに一
定電位Vが与えられ、エミッタ・グランド間に抵抗R1
が接続されて定電流源を構成するトランジスタ11のエ
ミッタに対して、抵抗R2 を介して外部電圧VEXT を与
えるようにしたものであり、抵抗R3 、トランジスタ1
2を介して電源Vccに接続されている。また、第2調整
回路9はダイオード接続されたトランジスタ13と、こ
のトランジスタ13のエミッタに接続された可変抵抗器
VRと、トランジスタ14及び抵抗R4 とによるカレン
トミラー構成とされている。これらのトランジスタ1
3,14には前記第1調整回路8で設定された電流に比
例した供給電流が、各々抵抗R5,R6及びトランジスタ
15,16を介して供給されるとともに、トランジスタ
14の出力が第1発光レベル指令信号として前記比較増
幅器1に入力されている。
【0014】このような構成において、トランジスタ1
1に流れる電流I1 は、 I1=(V−0.7)/R1 +(V−0.7−VEXT )/R2 として求められる。いま、V=1.7V、R1 =10k
Ω、VEXT =1Vとすると、I1 =100μAとなる。
ここに、R2 =100kΩとし、VEXT の電圧可変範囲
を0〜2Vとすると、電流I1 の調整幅は±20%とす
ることができる。
【0015】また、トランジスタ13,14に対する供
給電流をI2 、トランジスタ14に流れる電流をI3
すると、トランジスタ14の出力電流(第1発光レベル
指令信号)I0 は、 I0=I3−I2=(VR・I2/R4)−I2=(VR−R4)I2/R4 として求められる。但し、I2=(R3/R5)・I1、I
3=(VR/R4)・I2である。ここに、前述したよう
にI1 =100μAであり、R3=R5=R6、R=1
0kΩ、VR=11kΩとすると、I =10μAと
なり、微小な信号が生成でき、光量調整(微調)を容易
に行なえるものとなる。
【0016】また、出力電流I0 は電流I3,I2の差電
流によるものであり、可変抵抗器VRのトリミング時の
バラツキ等によるオフセット電流は電流I2 で吸収され
るので、出力電流I0 が過大電流となって半導体レーザ
3を劣化させるようなこともない。
【0017】
【発明の効果】本発明は、上述したように、エミッタに
抵抗を介して外部電圧が与えられる定電流源による第1
調整回路において外部電圧と抵抗とにより光量調整幅を
設定でき、可変抵抗器により出力電流が調整自在なカレ
ントミラーによる第2調整回路の可変抵抗器により微調
できる光量調整回路により発光レベル指令信号を生成す
るようにしたので、半導体レーザの露光エネルギーの制
御精度を高いものとし、所望の光出力を容易かつ確実に
得ることができ、特に、この光量調整回路は、外部電圧
による設定信号と可変抵抗器による設定信号との差電流
により調整を行なうものであり、可変抵抗器の抵抗値に
バラツキがあったとしても半導体レーザを劣化させるこ
となく調整でき、このような光量調整回路を高速・高精
度・高分解能特性を持つ請求項2記載の半導体レーザ駆
動制御回路に付加することにより、半導体レーザの露光
エネルギーの制御精度をより高いものとし、高品位画像
形成に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す光量調整回路の回路図
である。
【図2】半導体レーザ駆動制御回路に対する入力部構成
を示すブロック図である。
【図3】半導体レーザ駆動制御回路を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
2 変換手段 3 半導体レーザ 4 受光素子 5 光・電気負帰還ループ 7 光量調整回路 8 第1調整回路 9 第2調整回路 11 定電流源 R2 抵抗 VR 可変抵抗器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光レベル指令信号に応じた光量となる
    ように半導体レーザを駆動制御する半導体レーザ駆動制
    御回路において、エミッタに抵抗を介して外部電圧が与
    えられる定電流源による第1調整回路と、可変抵抗器に
    より出力電流が調整自在なカレントミラーによる第2調
    整回路とを有して、前記第1調整回路により設定された
    電流と、この電流を用いて前記第2調整回路により設定
    される電流との差電流により前記発光レベル指令信号を
    生成する光量調整回路を設けたことを特徴とする半導体
    レーザ駆動制御回路。
  2. 【請求項2】 半導体レーザの光出力を受光検知する受
    光素子と、この受光素子により検知されて得られる半導
    体レーザの光出力に比例した受光信号と第1発光レベル
    指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
    向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記受光信
    号と第2発光レベル指令信号とが等しくなるように前記
    半導体レーザの光出力・順方向電流特性、前記受光素子
    と前記半導体レーザの光出力との結合係数、及び前記受
    光素子の光入力・受光信号特性に基づき前記第2発光レ
    ベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換す
    る変換手段とを備え、前記光・電気負帰還ループの制御
    電流と前記変換手段により生成された電流との和電流に
    より前記半導体レーザを駆動制御するようにした半導体
    レーザ駆動制御回路において、エミッタに抵抗を介して
    外部電圧が与えられる定電流源による第1調整回路と、
    可変抵抗器により出力電流が調整自在なカレントミラー
    による第2調整回路とを有して、前記第1調整回路によ
    り設定された電流と、この電流を用いて前記第2調整回
    路により設定される電流との差電流により前記第1発光
    レベル指令信号を生成する光量調整回路を設けたことを
    特徴とする半導体レーザ駆動制御回路。
JP3292653A 1991-11-08 1991-11-08 半導体レーザ駆動制御回路 Pending JPH05129702A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1079549A (ja) * 1996-07-12 1998-03-24 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ制御装置
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