JPH0563283A - 半導体レーザ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体レ−ザの発振波長を一定に保ちつつ半
導体レ−ザの光出力を正確に制御する。 【構成】 電流ドライバ１１と、電流ドライバ１２とを
備え、電流ドライバ１１は駆動電流Ｉf を半導体レーザ
３に供給する。電流ドライバ１２はビデオ信号に応じて
オン・オフするビデオ電流Ｉmを発生する。電流ドライ
バ１２は、電流ドライバ１１からの駆動電流Ｉf の一部
をビデオ電流Ｉm として吸い込むことによって駆動電流
Ｉf を変調する。光電素子１４は、半導体レーザ３のモ
ニタ光出力を電流に変換する。電流−電圧変換回路１５
は、モニタ電圧Ｖm を出力する。比較回路１６は、モニ
タ電圧Ｖm と基準電圧Ｖs とを比較し、高低信号を出力
する。カウンタ１７は、高低信号に従って計数をコント
ローラの制御信号によってクロックの計数を±１する。
定電流源２０はＤ／Ａ変換器１８からの電流制御信号に
対応する駆動電流Ｉf を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの駆動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レ−ザは、ホログラムや回転多面
鏡などを用いた光走査装置、レ−ザビ−ムプリンタなど
の電子写真式印刷装置等の光源として広く用いられてい
る。図３に半導体レーザを用いた装置の一例として電子
写真式印刷装置を示す。

【０００３】同図において、電子写真式印刷装置は、所
定の速度で回転する感光ドラム１と、この感光ドラム１
の表面を予め帯電させる前帯電器２と、帯電した感光ド
ラム１を露光して感光ドラム１の表面に静電潜像を形成
する露光手段としての半導体レーザ３と、上記静電潜像
をトナー現像する現像器４と、トナー現像された像を用
紙５に転写する転写帯電器（図示せず）と、次の工程に
備えて感光ドラム１の表面を除電し、かつ残留トナーを
除去するクリーナ６とを備えている。７は前帯電器２に
印加される直流高電圧の供給源であり、８は半導体レー
ザ３からのレーザビームを感光ドラム１の表面に導く光
学系装置である。

【０００４】また、１０は半導体レーザ３の駆動回路で
ある。駆動回路１０は、デジタル化されたビデオ信号が
入力されると、これに応じて変調する駆動電流を半導体
レーザ３に供給する。半導体レーザ３は、駆動回路１０
から供給される駆動電流によってオン・オフし、感光ド
ラム１の表面に潜像を形成する。そして、ドラム上に安
定に潜像が形成されるようにするため、駆動回路１０
は、半導体レーザ３の光出力が常に一定となるよう、半
導体レーザ３の駆動電流を制御するように構成されてい
る。即ち、駆動回路１０は、半導体レ−ザの光出力を検
出して、これを設定光出力と一致させるようにフィ−ド
バック制御するＡＰＣ（光出力一定）回路等を含んで構
成されている。

【０００５】ここで、このような電子写真式印刷装置に
おいて、半導体レーザ３の光出力が変化する一つの原因
は、雰囲気温度の変化であり、例えば図４に示すよう
に、温度がＴ1 からＴ2 に上昇すると、半導体レーザの
光出力−電流特性（Ｉ−Ｌ特性）は、直線ＡからＢのよ
うに変化し、駆動電流をそのままにすると、光出力は低
下してしまう。従って、光出力Ｐｓを保つためには、Ａ
ＰＣ回路等を用いて、温度がＴ1 のときＩf （Ｔ1 ）で
あった駆動電流をＩf （Ｔ2 ）に増加させている訳であ
る。なお、図中、Ｉth（Ｔ1 ），Ｉth（Ｔ2 ）はそれぞ
れ温度がＴ1 ，Ｔ2 のときのしきい電流値である。

【０００６】ここで、上記半導体レ−ザにかかるこれら
電流の具体的な数値を一例として以下に示す。

【０００７】

【数１】 Ｉth（Ｔ1 ）＝ 45 mA Ｉth（Ｔ2 ）＝ 60 mA Ｉf （Ｔ1 ）＝ 70 mA Ｉf （Ｔ2 ）＝ 85 mA ところで、半導体レーザの駆動電流は、ビデオ信号にも
とづくビデオ電流とバイアス電流との和であるため、上
述のようなＡＰＣ回路等を用いた駆動電流の制御は
（イ）ビデオ電流を変化させるか、あるいは（ロ）バイ
アス電流を変化させるかのいずれかの方式により行われ
る。

【０００８】即ち、（イ）の方式の場合には、次式に示
すように、バイアス電流Ｉb はそのままとし、ビデオ電
流をＩm1からＩm2に増加させて駆動電流Ｉf1（＝Ｉf
（Ｔ1））を駆動電流Ｉf2（＝Ｉf （Ｔ2 ））に増加さ
せる。

【０００９】

【数２】 Ｉf1＝Ｉb ＋Ｉm1 If2＝Ｉb ＋Ｉm2 その結果、図５に示すように光出力Ｐs が維持される。

【００１０】一方、（ロ）の方式の場合には、次式に示
すように、ビデオ電流Ｉｍはそのままとし、バイアス電
流をＩb1からＩb2に増加させて駆動電流Ｉf1を駆動電流
Ｉf2に増加させる。

【００１１】

【数３】 Ｉf1＝Ｉb1＋Ｉm1’ Ｉf2＝Ｉb2＋Ｉm2’ その結果、図６に示すように光出力Ｐs が維持される。
但しこの場合、ビデオ電流Ｉｍは厳密には一定とする必
要はないので、Ｉm1’，Ｉm2’（但し、Ｉm1’とＩm2’
は、ほぼ等しい）のように記した。

【００１２】ところで、半導体レーザにバイアス電流を
供給する目的は、レーザ駆動電流の変化に対するレーザ
光出力の変化のスピード・アップを計ることである。従
って、電子写真式印刷装置のように半導体レーザをＭＨ
ｚのオーダで動作させる場合には、バイアス電流の値は
さして問題ではなく、この点では上記いずれの方法を用
いてもよかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、このような半
導体レ−ザを用いた光走査装置や電子写真式印刷装置で
は、より精度の高い光走査や画像形成が望まれている。

【００１４】しかし、一般に半導体レーザは注入される
電流の値によって発振波長が変化する性質を有してお
り、上述の半導体レ−ザの駆動中にその雰囲気温度の変
化に対応してビデオ電流が変化すると、その発振波長も
変化してしまうため、例えば回折格子などによりレーザ
光を偏向するような場合には、偏向方向も変化してしま
うことになる。特に、ホログラムを用いたレーザビーム
プリンタの場合には、ビデオ電流の変化はスポット位置
の変動となって現れてしまうため、精度の高い光走査や
画像形成、詳細な印字等が不可能となる。

【００１５】従ってこのような場合には、ビデオ電流を
変化させる（イ）の方式を用いることはできず、バイア
ス電流を変化させる（ロ）の方式によって光出力の制御
を行うことになり、しかもビデオ電流は温度などによっ
て変化せず、正確に一定とする必要がある。

【００１６】しかし従来は、ビデオ電流を温度変化によ
らず正確に一定に保って、光出力を決められた値に制御
し得る半導体レーザ駆動装置はなかった。

【００１７】また、従来の半導体レーザ駆動装置は、光
出力の制御をビデオ電流が供給されている状態でも行う
ようになっているため、どのようなビデオ信号が入力さ
れるかによって設定される光出力が変化してしまうとい
う問題点があった。

【００１８】本発明は上述した従来の問題点に鑑み成さ
れたものであり、半導体レ−ザの発振波長を一定に保ち
つつ半導体レ−ザの光出力を正確に制御し得る半導体レ
ーザ駆動装置を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願第１発明の半導体レ
ーザ駆動装置は上述の課題を解決するために、パルス列
からなる入力ビデオ信号に応じて半導体レ−ザを駆動す
る半導体レ−ザ駆動装置であって、半導体レーザの光出
力を設定光出力と一致させるように駆動電流を半導体レ
−ザに供給する第１の駆動手段と、入力ビデオ信号に応
じてオン・オフするビデオ電流を駆動電流の変化によら
ず一定に保ちつつ駆動電流に加えて半導体レ−ザに供給
する第２の駆動手段とを備えたことを特徴とする。

【００２０】本願第２発明の半導体レーザ駆動装置は上
述の課題を解決するために、パルス列からなる入力ビデ
オ信号に応じて半導体レ−ザを駆動する半導体レ−ザ駆
動装置であって、半導体レーザの光出力を設定光出力と
一致させるように駆動電流を半導体レ−ザに供給する第
１の駆動手段と、入力ビデオ信号に応じてオン・オフす
るビデオ電流を駆動電流の変化によらず一定に保ちつつ
半導体レ−ザ中を駆動電流と同一方向に流れるように半
導体レ−ザに供給する第２の駆動手段とを備えたことを
特徴とする。

【００２１】

【作用】本願第１発明の半導体レーザ駆動装置によれ
ば、半導体レ−ザの駆動中にその温度の変化により光出
力が変化しようとすると、第１の駆動手段は、半導体レ
ーザの光出力を設定光出力と一致させるように駆動電流
を半導体レ−ザに供給する。ここで、かかる半導体レ−
ザの温度変化により駆動電流の大きさが変化しても、第
２の駆動手段は、ビデオ電流を一定に保ちつつ駆動電流
に加えて半導体レ−ザに供給する。このような第２の駆
動手段は例えば、駆動電流とは逆向きのビデオ電流を駆
動電流に加える、即ち結果として駆動電流からビデオ電
流を差し引いた電流を半導体レ−ザに供給することにな
るカレントミラ−回路などの定電流回路を用いて構成す
ることができる。この結果、半導体レ−ザの駆動中に半
導体レ−ザの雰囲気温度が変化しても、ビデオ電流は第
２の駆動手段により決りその値は温度などによって変化
しないので、半導体レ−ザの発振波長を一定に保ちつつ
その光出力を正確に制御することが可能となる。

【００２２】本願第２発明の半導体レーザ駆動装置によ
れば、半導体レ−ザの駆動中にその温度の変化により光
出力が変化しようとすると、第１の駆動手段は、半導体
レーザの光出力を設定光出力と一致させるように駆動電
流を半導体レ−ザに供給する。ここで、かかる半導体レ
−ザの温度変化により駆動電流の大きさが変化しても、
第２の駆動手段は、ビデオ電流を一定に保ちつつ半導体
レ−ザ中を駆動電流と同一方向に流れるように半導体レ
−ザに供給する。このような第２の駆動手段は例えば、
駆動電流と同一方向のビデオ電流を半導体レ−ザに加え
ることになるカレントミラ−回路などの定電流回路を用
いて構成することができる。この結果、半導体レ−ザの
駆動中に半導体レ−ザの雰囲気温度が変化しても、ビデ
オ電流は第２の駆動手段により決りその値は温度などに
よって変化しないので、半導体レ−ザの発振波長を一定
に保ちつつその光出力を正確に制御することが可能とな
る。

【００２３】次に示す本発明の実施例から、本発明のこ
のような作用がより明らかにされ、更に本発明の他の作
用が明らかにされよう。

【００２４】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて説
明する。図１に本発明の第１実施例である半導体レーザ
駆動装置の構成を示す。

【００２５】同図において、半導体レ−ザ駆動装置は、
第１の駆動手段の一例を構成する電流ドライバ１１と、
第２の駆動手段の一例を構成する電流ドライバ１２とを
備えている。電流ドライバ１１は、駆動電流Ｉf を半導
体レーザ３に供給する。一方、電流ドライバ１２は、パ
ルス列からなるビデオ信号に応じてオン・オフするビデ
オ電流Ｉm を発生する。ここに本第１実施例では、電流
ドライバ１２は、駆動電流Ｉf とは逆向きのビデオ電流
Ｉm を駆動電流Ｉf に加えるように構成されており、即
ち、電流ドライバ１１からの駆動電流Ｉf の一部をビデ
オ電流Ｉm として吸い込むことによって駆動電流Ｉf を
変調するように構成されている。従って、一方でビデオ
電流Ｉm が零であれば電流ドライバ１１からの駆動電流
Ｉf に等しい電流ＩLD,high より半導体レ−ザ３は発振
し、他方でビデオ電流Ｉm が所定の値を取るときは駆動
電流Ｉf からビデオ電流Ｉm が差し引かれることにより
半導体レ−ザ３は発振を止めるので、半導体レ−ザ３を
ビデオ電流Ｉm によりオン・オフ駆動することができ
る。また、このようにして半導体レ−ザ３が発振してい
ない際には、駆動電流Ｉf からビデオ電流Ｉm を差し引
いた電流ＩLD,lowをバイアス電流として半導体レ−ザ３
に供給することができる。

【００２６】尚、本第１実施例では、電流ドライバ１２
は、周期的に繰り返される変調時間帯にビデオ信号に応
じてビデオ電流Ｉm をオン・オフするように構成されて
おり、電流ドライバ１１は、かかる変調時間帯に続く非
変調時間帯における半導体レーザ３の光出力に基づいて
駆動電流Ｉf の値を決定すると共に該非変調時間帯に続
く変調時間帯における駆動電流Ｉf の値を後述の如く該
決定した値に保つように構成されている。

【００２７】次に、電流ドライバ１１の構成について詳
細に説明する。

【００２８】図１において、光電素子１４はフォトダイ
オードなどによって構成され、半導体レーザ３のモニタ
光出力を電流に変換する。電流−電圧変換回路（Ｉ／Ｖ
変換回路）１５は、光電素子１４の出力電流を電圧に変
換し、モニタ電圧Ｖm を出力する。比較回路１６は、設
定光出力に応じた基準電圧Ｖs が設定可能に構成されて
いる。比較回路１６は、電流−電圧変換回路１５からの
モニタ電圧Ｖm と基準電圧Ｖs とを比較し、モニタ電圧
Ｖm の方が高い場合にはローレベルの信号を出力し、モ
ニタ電圧Ｖm の方が低い場合にはハイレベルの信号を出
力する。

【００２９】カウンタ１７はアップ・ダウンカウンタで
あり、比較回路１６からハイレベルの信号が入力された
場合は、クロックＣＫを計数して計数値を１ずつ増加さ
せ、一方、ローレベルの信号が入力された場合は、クロ
ックＣＫが入力されるごとに計数値を１ずつ減少させ
る。コントローラ１９はカウンタ１７を制御するための
もので、コントロール信号が入力されたときは、所定の
制御信号をカウンタ１７に出力する。カウンタ１７はこ
の制御信号が入力された場合のみ動作して計数値を増減
し、制御信号が入力されない場合は、それまでの計数値
を保持する。Ｄ／Ａ変換器１８はカウンタ１７の計数値
をアナログ信号に変換し、電流制御信号として定電流源
２０に出力する。定電流源２０はＤ／Ａ変換器１８から
の電流制御信号に対応する駆動電流Ｉf を出力する。こ
のように、本第１実施例ではコントローラ１９及びカウ
ンタ１７から制御手段の一例が構成されている。

【００３０】次に以上のように構成された電流ドライバ
１１の動作について説明する。半導体レ−ザ３の非変調
時間帯に、コントロール信号がコントローラ１９に与え
られると、コントローラ１９は所定の制御信号をカウン
タ１７に出力し、これによりカウンタは動作を開始す
る。光電素子１４は半導体レーザ３からのモニタ光を受
け、その出力に対応する電流を出力する。変換回路１５
はその電流を電圧に変換しモニタ電圧Ｖm として比較回
路１６に出力する。比較回路１６はこの電圧Ｖmと基準
電圧Ｖs とを比較する。ここで、モニタ光の出力が低
く、従って電圧Ｖmの方が電圧Ｖs より低いとすると、
比較回路１６はハイレベルの信号を出力し、その結果、
カウンタ１７はカウントアップ動作を行い、クロックＣ
Ｋが入力されるごとにその計数値を１ずつ増加させる。
カウンタ１７の出力はＤ／Ａ変換器１８によってアナロ
グ電圧に変換され、電流制御電圧として定電流源２０に
与えられるので、カウンタ１７の計数値が増加すると定
電流源２０もその出力電流たる駆動電流Ｉf を増加させ
る。その結果、半導体レーザ３の光出力は増強される。
即ち半導体レーザ３の光出力が低下した場合には、それ
を増強させるように定電流源２０の出力電流は増大す
る。

【００３１】逆に、モニタ光の出力が高い場合には、比
較回路１６はローレベルの信号を出力するので、カウン
タ１７はカウントダウン動作を行い、クロックＣＫが入
力されるごとにその計数値を１ずつ減少させる。その結
果、定電流源２０の出力電流は低下し、半導体レーザ３
の光出力も低下する。即ち半導体レーザ３の光出力が強
くなった場合には、それを低下させるように定電流源２
０の出力電流は減少する。従って、半導体レーザ３の光
出力はその雰囲気温度の変化によらず一定に保たれる。
また、コントロール信号がコントローラ１９に入力され
ないときは、コントローラ１９は制御信号を出力しない
ので、カウンタ１７は計数動作を行わず、それまでの計
数値を保持する。そのため、この場合には定電流源２０
の出力電流はカウンタ１７が保持する計数値により決る
一定値に保たれる。なお、上記ＡＰＣ動作中、電流ドラ
イバ１２は、オフ状態にある。

【００３２】次に、電流ドライバ１２の構成について、
図２の回路図を用いて詳細に説明する。

【００３３】図２において、電流ドライバ１２は定電流
回路、例えばカレントミラー回路を用いて構成した定電
流源であり、より具体的にはトランジスタ３０ｂ，３０
ｃがカレントミラー回路を構成している。そして、トラ
ンジスタ３０ｂ，３０ｃのベースは共に接続され、また
トランジスタ３０ｂのコレクタに接続されている。各ト
ランジスタ３０ｂ，３０ｃのエミッタはそれぞれ抵抗３
１ｂ，３１ｃ（抵抗値はそれぞれＲｂ，Ｒｃ）を通じて
グランドに接続されている。そして、トランジスタ３０
ｃのコレクタが電流ドライバ１２の出力となっている。
一方、トランジスタ３０ａのベースにはビデオ信号が入
力され、そのコレクタは電源Ｖｃｃに、エミッタは抵抗
３１ａ（抵抗値はＲａ）を通じてトランジスタ３０ｂの
コレクタにそれぞれ接続されている。

【００３４】次に以上の如く構成された電流ドライバ１
２の動作について説明する。先ずビデオ信号がオンし、
ローレベルとなったとき、トランジスタ３０ａはオフ
し、その結果、トランジスタ３０ｂ，３０ｃは共にオフ
となる。従ってトランジスタ３０ｃのコレクタ電流Ｉ２
は零となり、電流ドライバ１１の駆動電流Ｉf は電流Ｉ
LD,high として、すべて半導体レーザ３に流入する。そ
のため、半導体レーザ３は駆動され、光出力Ｐs のレー
ザ光を発生する。

【００３５】次にビデオ信号がオフし、ハイレベルとな
ると、トランジスタ３０ａはオンするので、そのエミッ
タ電位ＶE はＶcc−ＶBEとなり、トランジスタ３０ｂに
は、ほぼ ＶE ／（Ｒａ＋Ｒｂ）に等しい電流Ｉ1 が流
れる。従って、トランジスタ３０ｃには、Ｒb ＝Ｒc で
あるから、Ｉ2 ＝Ｉ1 なる電流が流れ込む。その結果、
半導体レーザ３には電流ドライバ１１の駆動電流Ｉf か
らこのビデオ電流Ｉ2即ちＩm を引いた電流ＩLD,lowが
流れることになる。

【００３６】従って、ビデオ信号がオフのときは、半導
体レーザ３には電流ＩLD,lowがバイアス電流Ｉb として
流れ、ビデオ信号がオンのときは、半導体レーザ３には
バイアス電流Ｉb に、ビデオ電流Ｉm を加えた電流が流
れることになる。そして、このビデオ電流Ｉm は、カレ
ントミラー回路により構成された定電流源の出力電流で
あるから、その値は、半導体レ−ザの雰囲気温度や駆動
電流Ｉf などによって変動せず、極めて安定である。

【００３７】尚、電流ＩLD,low（即ちバイアス電流Ｉb
）の値は、そのときのレーザ光出力と感光ドラムの特
性によって決定され、一般にはしきい電流値Ｉthの値あ
るいはそれ以下に設定されるが、レーザ発振波長の変化
を小さくするにはビデオ電流Ｉm を小さくする方が好ま
しいので、電流ＩLD,lowの値はなるべく高い方が好まし
い。

【００３８】このように、本第１実施例の半導体レーザ
駆動装置では、半導体レーザの駆動電流Ｉf は、電流ド
ライバ１１によって供給され、その値は、コントロール
信号がコントローラ１９に入力されたとき、所定の光出
力が得られるように制御される。従って、レーザプリン
タなどに応用する場合、１ライン分の走査を終了して次
のラインの走査を開始するまでの期間や、１ページ分の
印字を終了して次のページの印字を開始するまでの期間
などの半導体レ−ザの非変調時間帯において、ビデオ信
号が入力されないタイミングでコントロール信号をコン
トローラ１９に与え、光出力の制御を行わせることがで
き、その結果、ビデオ信号の影響を受けることなく光出
力を所定値に制御することが可能となる。

【００３９】また本第１実施例において、、半導体レー
ザ３に供給されるビデオ電流Ｉm は、定電流回路である
電流ドライバ１２によって決るので、その値は半導体レ
−ザ３の雰囲気温度や駆動電流Ｉf の変化などによって
変化せず、極めて安定である。従って、例えば回折格
子、ホログラムなどによりレーザ光を偏向するように構
成された光走査装置、レーザビームプリンタ等の場合に
も、ビデオ電流の変化によるスポット位置の変動を防ぐ
ことができる。

【００４０】次に、図７に本発明の第２実施例である半
導体レーザ駆動装置の構成を示す。尚、本第２実施例に
おいて、前述した第１実施例と同一の構成要素には同一
の参照符号を付す。

【００４１】図７において、半導体レ−ザ駆動装置は、
第１の駆動手段の一例を構成する電流ドライバ５１と、
第２の駆動手段の一例を構成する電流ドライバ５２とを
備えている。電流ドライバ５１は、駆動電流Ｉb を半導
体レーザ３に供給する。一方、電流ドライバ５２は、パ
ルス列からなるＩＮＶビデオ信号（即ち、反転したビデ
オ信号）に応じてオン・オフするビデオ電流Ｉm を発生
する。ここに本第２実施例では、電流ドライバ５２は、
駆動電流Ｉb と同一方向のビデオ電流Ｉm を駆動電流Ｉ
b に加えるように構成されており、従ってビデオ電流Ｉ
m が所定の値を取るときは半導体レ−ザ３には、Ｉ＝Ｉ
b ＋Ｉm なる電流が流れるので、半導体レ−ザ３は発振
する。他方、ビデオ電流Ｉm が零であれば、半導体レ−
ザ３には、電流ドライバ５１による駆動電流Ｉb しか流
れず、しかもこの電流Ｉb は、半導体レ−ザ３のしきい
電流値Ｉth以下に設定されるので、半導体レ−ザ３は発
振を停止する。このように、半導体レ−ザ３をビデオ電
流Ｉm によりオン・オフ駆動することができる。また、
このようにして半導体レ−ザ３が発振していない際に
は、電流ドライバ５１による駆動電流Ｉb がバイアス電
流として機能している。

【００４２】次に、電流ドライバ５１の構成について詳
細に説明する。

【００４３】図７において、光電素子１４はフォトダイ
オードなどによって構成され、半導体レーザ３のモニタ
光出力を電流に変換する。電流−電圧変換回路（Ｉ／Ｖ
変換回路）１５は、光電素子１４の出力電流を電圧に変
換し、モニタ電圧Ｖm を出力する。比較回路１６は、設
定光出力に応じた基準電圧Ｖs が設定可能に構成されて
いる。比較回路１６は、電流−電圧変換回路１５からの
モニタ電圧Ｖm と基準電圧Ｖs とを比較し、モニタ電圧
Ｖm の方が高い場合にはローレベルの信号を出力し、モ
ニタ電圧Ｖm の方が低い場合にはハイレベルの信号を出
力する。

【００４４】カウンタ１７はアップ・ダウンカウンタで
あり、比較回路１６からハイレベルの信号が入力された
場合は、クロックＣＫを計数して計数値を１ずつ増加さ
せ、一方、ローレベルの信号が入力された場合は、クロ
ックＣＫが入力されるごとに計数値を１ずつ減少させ
る。コントローラ１９はカウンタ１７を制御するための
もので、コントロール信号が入力されたときは、所定の
制御信号をカウンタ１７に出力する。カウンタ１７はこ
の制御信号が入力された場合のみ動作して計数値を増減
し、制御信号が入力されない場合は、それまでの計数値
を保持する。Ｄ／Ａ変換器１８はカウンタ１７の計数値
をアナログ信号に変換し、電流制御信号として定電流源
６０に出力する。定電流源６０はＤ／Ａ変換器１８から
の電流制御信号に対応する駆動電流Ｉb を出力する。こ
のように、本第２実施例ではコントローラ１９及びカウ
ンタ１７から制御手段の一例が構成されている。

【００４５】次に以上のように構成された電流ドライバ
５１の動作について説明する。半導体レ−ザ３の非変調
時間帯に、コントロール信号が電流ドライバ５２に与え
られると、電流ドライバ５２はオン状態となり、半導体
レ−ザ３にビデオ電流Ｉm を出力する。このとき、前記
コントロ−ル信号は、電流ドライバ５１のコントロ−ラ
１９にも与えられているので、コントロ−ラ１９は所定
の制御信号をカウンタ１７に出力し、これによりカウン
タ１７は動作を開始する。光電素子１４は半導体レーザ
３からのモニタ光を受け、その出力に対応する電流を出
力する。変換回路１５はその電流を電圧に変換しモニタ
電圧Ｖm として比較回路１６に出力する。比較回路１６
はこの電圧Ｖm と基準電圧Ｖsとを比較する。ここで、
モニタ光の出力が低く、従って電圧Ｖm の方が電圧Ｖs
より低いとすると、比較回路１６はハイレベルの信号を
出力し、その結果、カウンタ１７はカウントアップ動作
を行い、クロックＣＫが入力されるごとにその計数値を
１ずつ増加させる。カウンタ１７の出力はＤ／Ａ変換器
１８によってアナログ電圧に変換され、電流制御電圧と
して定電流源６０に与えられるので、カウンタ１７の計
数値が増加すると定電流源６０もその出力電流たる駆動
電流Ｉb を増加させる。その結果、半導体レーザ３の光
出力は増強される。即ち半導体レーザ３の光出力が低下
した場合には、それを増強させるように定電流源６０の
出力電流は増大する。

【００４６】逆に、モニタ光の出力が高い場合には、比
較回路１６はローレベルの信号を出力するので、カウン
タ１７はカウントダウン動作を行い、クロックＣＫが入
力されるごとにその計数値を１ずつ減少させる。その結
果、定電流源６０の出力電流は低下し、半導体レーザ３
の光出力も低下する。即ち半導体レーザ３の光出力が強
くなった場合には、それを低下させるように定電流源６
０の出力電流は減少する。従って、半導体レーザ３の光
出力はその雰囲気温度の変化によらず一定に保たれる。
また、コントロール信号がコントローラ１９に入力され
ないときは、コントローラ１９は制御信号を出力しない
ので、カウンタ１７は計数動作を行わず、それまでの計
数値を保持する。そのため、この場合には定電流源６０
の出力電流はカウンタ１７が保持する計数値により決る
一定値に保たれる。

【００４７】以上のように、本第２実施例の駆動装置に
おいては、Ｉf （Ｔ）＝Ｉm ＋Ｉb（Ｔ）となるよう
に、電流ドライバ５１の駆動電流Ｉb （Ｔ）を制御して
いる。

【００４８】次に、電流ドライバ５２の構成について、
図８の回路図を用いて詳細に説明する。

【００４９】図８において、電流ドライバ５２は定電流
回路、例えばカレントミラー回路を用いて構成した定電
流源であり、より具体的にはトランジスタ３０ｂ，３０
ｃがカレントミラー回路を構成している。そして、トラ
ンジスタ３０ｂ，３０ｃのベースは共に接続され、また
トランジスタ３０ｂのコレクタに接続されている。各ト
ランジスタ３０ｂ，３０ｃのエミッタはそれぞれ抵抗３
１ｂ，３１ｃ（抵抗値はそれぞれＲｂ，Ｒｃ）を通じて
グランドに接続されている。そして、トランジスタ３０
ｃのコレクタが電流ドライバ５２の出力となっている。
一方、トランジスタ３０ａのベースにはＩＮＶビデオ信
号（即ち、反転したビデオ信号）が入力され、そのコレ
クタは電源Ｖｃｃに、エミッタは抵抗３１ａ（抵抗値は
Ｒａ）を通じてトランジスタ３０ｂのコレクタにそれぞ
れ接続されている。

【００５０】次に以上の如く構成された電流ドライバ５
２の動作について説明する。先ずＩＮＶビデオ信号がオ
ンし、ローレベルとなったとき、トランジスタ３０ａは
オフし、その結果、トランジスタ３０ｂ，３０ｃは共に
オフとなる。従ってトランジスタ３０ｃのコレクタ電流
Ｉ２は零となり、半導体レ−ザ３には、電流ドライバ５
１の駆動電流Ｉb だけがＩLD,lowとして流れる。

【００５１】次にＩＮＶビデオ信号がオフし、ハイレベ
ルとなると、トランジスタ３０ａはオンするので、その
エミッタ電位ＶE はＶcc−ＶBEとなり、トランジスタ３
０ｂには、ほぼ ＶE ／（Ｒａ＋Ｒｂ）に等しい電流Ｉ
1 が流れる。従って、トランジスタ３０ｃには、Ｒb ＝
Ｒc であるから、Ｉ2 ＝Ｉ1 なる電流が流れ込む。その
結果、半導体レーザ３には電流ドライバ５１の駆動電流
Ｉb に、このビデオ電流Ｉm を加えた電流ＩLD,high が
流れるので、半導体レ−ザ３は駆動され、光出力Ｐs の
レ−ザ光を発生する。

【００５２】従って、ＩＮＶビデオ信号がオンのとき
は、半導体レーザ３には電流ＩLD,lowがバイアス電流Ｉ
b として流れ、ＩＮＶビデオ信号がオフのときは、半導
体レーザ３にはバイアス電流Ｉb に、ビデオ電流Ｉm を
加えた電流が流れることになる。そして、このビデオ電
流Ｉm は、カレントミラー回路により構成された定電流
源の出力電流であるから、その値は、半導体レ−ザの雰
囲気温度や駆動電流Ｉbなどによって変動せず、極めて
安定である。

【００５３】尚、電流ＩLD,low（即ちバイアス電流Ｉb
）の値は、そのときのレーザ光出力と感光ドラムの特
性によって決定され、一般にはしきい電流値Ｉthの値あ
るいはそれ以下に設定されるが、レーザ発振波長の変化
を小さくするにはビデオ電流Ｉm を小さくする方が好ま
しいので、電流ＩLD,lowの値はなるべく高い方が好まし
い。また、電流Ｉm の値は、抵抗Ｒa 或いはＲb 又はＲ
c 、更にはＶccの値によって調整できる。

【００５４】このように、本第２実施例の半導体レーザ
駆動装置では、半導体レーザの駆動電流Ｉb は、電流ド
ライバ５１及び電流ドライバ５２の両者によって供給さ
れ、その値は、コントロール信号がコントローラ１９に
入力されたとき、所定の光出力が得られるように制御さ
れる。従って、レーザプリンタなどに応用する場合、１
ライン分の走査を終了して次のラインの走査を開始する
までの期間や、１ページ分の印字を終了して次のページ
の印字を開始するまでの期間などの半導体レ−ザの非変
調時間帯において、ビデオ信号が入力されないタイミン
グでコントロール信号をコントローラ１９に与え、光出
力の制御を行わせることができ、その結果、ビデオ信号
の影響を受けることなく光出力を所定値に制御すること
が可能となる。

【００５５】また本第２実施例において、半導体レーザ
３に供給されるビデオ電流Ｉm は、定電流回路である電
流ドライバ５２によって決るので、その値は半導体レ−
ザ３の雰囲気温度や駆動電流Ｉb の変化などによって変
化せず、極めて安定である。従って、例えば回折格子、
ホログラムなどによりレーザ光を偏向するように構成さ
れた光走査装置、レーザビームプリンタ等の場合にも、
ビデオ電流の変化によるスポット位置の変動を防ぐこと
ができる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願第１発明
の半導体レーザ駆動装置によれば、第１の駆動手段は、
半導体レーザの光出力を設定光出力と一致させるように
駆動電流を半導体レ−ザに供給し、第２の駆動手段は、
ビデオ電流を一定に保ちつつ駆動電流に加えて半導体レ
−ザに供給するので、半導体レ−ザの駆動中に半導体レ
−ザの雰囲気温度が変化しても、半導体レ−ザの発振波
長を一定に保ちつつその光出力を正確に制御することが
可能となる。

【００５７】また、本願第２発明の半導体レーザ駆動装
置によれば、第１の駆動手段は、第２の駆動手段による
ビデオ電流を流した状態において、半導体レーザの光出
力を設定光出力と一致させるように駆動電流を半導体レ
−ザに供給し、第２の駆動手段は、ビデオ電流を一定に
保ちつつ半導体レ−ザ中を駆動電流と同一方向に流れる
ように半導体レ−ザに供給するので、半導体レ−ザの駆
動中に半導体レ−ザの雰囲気温度が変化しても、半導体
レ−ザの発振波長を一定に保ちつつその光出力を正確に
制御することが可能となる。

【００５８】従って本願発明により、例えば、ホログラ
ムなどによりレーザ光を偏向するように構成されたレー
ザビームプリンタ等の場合にも、光出力を一定に保ちつ
つビデオ電流の変化によるスポット位置の変動を防ぐこ
とができ、精度の高い画像形成、詳細な印字等が可能と
なる。

【００５９】以上の結果、本願発明の半導体レ−ザ駆動
装置を用いて、高画質のレ−ザビ−ムプリンタ等を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である半導体レーザ駆動装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の半導体レーザ駆動装置の一部を詳しく示
す回路図である。

【図３】半導体レーザを用いた電子写真式印刷装置の一
例を示す要部構成図である。

【図４】半導体レーザの特性を示すグラフである。

【図５】レーザ光出力の制御を説明するための一つのグ
ラフである。

【図６】レーザ光出力の制御を説明するための他のグラ
フである。

【図７】本発明の第２実施例である半導体レーザ駆動装
置の構成を示すブロック図である。

【図８】図７の半導体レーザ駆動装置の一部を詳しく示
す回路図である。

【符号の説明】

３ 半導体レーザ １１，１２、５１、５２ 電流ドライバ １４ 光電素子 １５ 電流−電圧変換回路 １６ 比較回路 １７ カウンタ １８ Ｄ／Ａ変換器 １９ コントローラ ２０、６０ 定電流源 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ トランジスタ ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 抵抗

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス列からなる入力ビデオ信号に応じ
   て半導体レ−ザを駆動する半導体レ−ザ駆動装置であっ
   て、前記半導体レーザの光出力を設定光出力と一致させ
   るように駆動電流を前記半導体レ−ザに供給する第１の
   駆動手段と、前記入力ビデオ信号に応じてオン・オフす
   るビデオ電流を前記駆動電流の変化によらず一定に保ち
   つつ前記駆動電流に加えて前記半導体レ−ザに供給する
   第２の駆動手段とを備えたことを特徴とする半導体レー
   ザ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記第２の駆動手段は、周期的に繰り返
   される変調時間帯に前記入力ビデオ信号に応じて前記ビ
   デオ電流をオン・オフするように構成されており、前記
   第１の駆動手段は、前記変調時間帯に続く非変調時間帯
   における前記半導体レーザの光出力を設定光出力と一致
   させるように前記駆動電流の値を決定すると共に該非変
   調時間帯に続く変調時間帯における前記駆動電流の値を
   該決定した値に保つ制御手段を含む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。
3. 【請求項３】 前記第２の駆動手段は、前記入力ビデオ
   信号に応じてオン・オフすると共に前記駆動電流とは逆
   向きのビデオ電流を前記駆動電流に加える定電流回路を
   含むことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レー
   ザ駆動装置。
4. 【請求項４】 パルス列からなる入力ビデオ信号に応じ
   て半導体レ−ザを駆動する半導体レ−ザ駆動装置であっ
   て、前記半導体レーザの光出力を設定光出力と一致させ
   るように駆動電流を前記半導体レ−ザに供給する第１の
   駆動手段と、前記入力ビデオ信号に応じてオン・オフす
   るビデオ電流を前記駆動電流の変化によらず一定に保ち
   つつ前記半導体レ−ザ中を前記駆動電流と同一方向に流
   れるように前記半導体レ−ザに供給する第２の駆動手段
   とを備えたことを特徴とする半導体レーザ駆動装置。