JPH06152025A - 半導体レーザー駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電力を低減する。 【構成】 レーザー点灯不要区間検出回路７によりレー
ザーの消灯を検出した間は、制御信号Ｉ−ＯＦＦにより
電流源５を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
タ（以下ＬＢＰ）等に用いられ、半導体レーザーを高速
でオン／オフ駆動し、しかも間欠的にしか駆動しない半
導体レーザー駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＢＰ等で使われている従来の一般的な
半導体レーザー駆動回路を図８に示す。

【０００３】図８において、２１は半導体レーザー、２
２は負荷抵抗、２３，２４は差動トランジスタ・ペアで
ある。２５は電流源、２６は上記差動トランジスタ・ペ
アに各々逆相のドライブ信号を送りスイッチングさせる
ドライブ回路である。

【０００４】差動トランジスタ・ペア２３，２４は電流
スイッチとして動作し、電流源からの電流Ｉを、半導体
レーザーか負荷抵抗のいずれかに振り分ける。差動トラ
ンジスタ・ペア２３，２４は一般に数ナノ秒といった高
速で電流をスイッチングしなければならないので、この
ような差動トランジスタ・ペアの構成をとる。

【０００５】図９に、ＬＢＰにおける半導体レーザー駆
動のタイミングチャートを示す。図中、スキャンスター
ト（以下ＳＳ）信号は文字通りスキャンの開始を示す信
号である。ＬＢＰは、通常１本のビームをスキャンする
ことによって感光ドラム上に像を形成しているので、何
らかの方法によってビームの位置を知る必要がある。こ
のためビームがドラムに進入する直前の光路上にセンサ
（フォト・トランジスタ等）を置き、ビームがセンサを
横切った瞬間、ＳＳ信号を発生させ、このＳＳ信号を基
準にして内部クロックをカウントし、ビームの位置を得
ている。

【０００６】また、図９のレーザー点灯信号は、図８の
ドライバ回路２６に入力される信号であり、ここではレ
ベルハイ（Ｈｉ）でレーザー点灯、レベルロー（Ｌｏ
ｗ）でレーザー消灯である。図中、区間ＡはＳＳ信号を
得るためにレーザーを強制点灯させる区間、区間Ｂはド
ラム上に像を形成している区間、区間Ｃは消灯区間であ
り、区間Ｂにおいてはレーザーは高速でオン／オフ制御
されている。また、区間Ｂの長さはＬＢＰにセットされ
る用紙の大きさによって変化する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、図８
の回路からもわかるとおり、レーザーが点灯していない
時には、電流源２５からの電流は負荷抵抗２２によって
消費されている。

【０００８】一方、ＬＢＰにおいては、通常ポリゴンミ
ラーと呼ばれる多角形の回転するイラーでレーザービー
ムをスキャンしているが、この光学系の構造からくる制
限があり、レーザーが点灯すべき区間（すなわち図９の
区間Ａの始まりから区間Ｂの終りまで）は、最大でも１
スキャンの時間の７０〜８０％程度である。

【０００９】つまり、１スキャンの２０〜３０％の時
間、抵抗２２が消費する電力は無駄な熱となって消えて
いるのである。一般に半導体レーザーの点灯時に流れる
電流は、数十ミリアンペアから１００ミリアンペアと電
子部品としては大きい方なので、この電力のロスも無視
できるほど小さくはない。

【００１０】そこで、本発明は、上述の点に鑑みて、電
力の消費をさらに低減できる半導体レーザー駆動回路を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、電流源からの駆動電流
を、外部からのオン／オフ信号に応じて半導体レーザー
へ間欠的に供給するレーザー駆動回路において、前記半
導体レーザーの点灯が不要な区間を検出する検出手段
と、当該不要な区間が検出されている間前記電流源を停
止させる制御手段とを具えたことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明に加え
て、バイアス電流を前記半導体レーザーへ供給するバイ
アス電流源と、前記不要な区間が検出されている間、当
該バイアス電流源を停止させる制御手段とをさらに具え
たことを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１，２の発明では、レーザー駆動回路を
用いる装置が動作中であってもレーザーの点灯が不要な
間は電流源およびバイアス電流源が停止されるので、省
エネが図られる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】＜実施例１＞図１は本発明実施例の回路構
成を示す。

【００１６】図１において、１は半導体レーザー、２は
負荷抵抗、３，４は差動トランジスタ・ペアである。５
は制御信号Ｉ−ＯＦＦにより動作を停止することのでき
る電流源、６は前記トランジスタ・ペアに各々に逆相の
ドライブ信号を送りスイッチングさせるドライブ回路で
ある。７は前記半導体レーザーの点灯が不要な区間を検
出し、前記制御信号Ｉ−ＯＦＦを出力するレーザー点灯
不要区間検出回路である。

【００１７】図２に、本実施例におけるレーザー点灯不
要区間検出回路の構成を示す。

【００１８】図２において、４１はスキャンスタート
（ＳＳ）信号によってリセットされ、内部クロックをカ
ウントするカウンタ、４２はレーザー点灯不要区間の始
まりに相当するクロック数を保持しているレジスタＢで
ある。４３はレーザー点灯不要区間の終りに相当するク
ロック数を保持しているレジスタＥである。４４は前記
カウンタとレジスタＢの値を比較し、一致した場合には
一致パルスＥＱ１を出力する比較器Ｂである。４５は前
記カウンタとレジスタＥの値を比較し、一致した場合に
は一致パルスＥＱ２を出力する比較器Ｅである。４６は
ＥＱ１によってセットされＥＱ２によってリセットされ
るセット−リセット・フリップフロップであり、この出
力が前記制御信号Ｉ−ＯＦＦとなる。

【００１９】ここで、レジスタＢ，レジスタＥの値は、
図示外のマイクロコンピュータによって設定されるよう
になっている。レジスタＢには、ＳＳ信号から図３の区
間Ｃの始まりまでのクロック数に相当する値が、レジス
タＥには、ＳＳ信号から区間Ｃの終りまでのクロック数
に相当する値がセットされる。

【００２０】図３に、本実施例における電流源の構成を
示す。

【００２１】図３において、５１はトランジスタＱａで
あり、５２はＱａと同じ特性のトランジスタをｎ個並列
に接続して作られたトランジスタＱｂである。５３はト
ランジスタＱａに電源Ｖｃｃからコレクタ電流を供給す
るための抵抗、５４は電流源を停止させるスイッチとし
て働くトランジスタＱｃである。５５は制御信号Ｉ−Ｏ
ＦＦによってトランジスタＱｃをオン／オフさせるドラ
ブ回路である。トランジスタＱａとＱｂは、いわゆるカ
レントミラー回路を構成し、トランジスタＱａのコレク
タ電流Ｉｃａのｎ倍の電流が、この電流源の出力電流Ｉ
として得られる。

【００２２】また、トランジスタＱｃがオン状態になる
と、トランジスタＱａとＱｂはともにカットオフ状態と
なり、電流源は停止する。トランジスタＱｃがオフ状態
で、電流源は動作状態となる。

【００２３】図４に、本実施例の半導体レーザー駆動回
路の動作タイミングチャートを示す。スタートスキャン
信号から各々所定のクロック数のところで上記一致パル
スＥＱ１，ＥＱ２が発生し、それによって上記制御信号
Ｉ−ＯＦＦが作られ、電流源が停止している様子がわか
る。

【００２４】以上のように、本実施例ではレーザー点灯
不要区間検出回路７（図１参照）を設け、レーザー点灯
が不要な区間においては駆動電流源を停止することによ
り、半導体レーザー駆動回路における電力のロスを低減
することができる。

【００２５】＜実施例２＞ＬＢＰにおいては、感光ドラ
ムのレーザー光の当たった部分にトナーが付着し、黒く
現像されるタイプのものが多い。なおかつ、ＬＢＰで印
刷される原稿は、白い部分が多いものが大部分である。
すなわち、１ラインの全区間においてレーザーが点灯し
なくてもいいという場合が、しばしばあるのである。

【００２６】一方、ページ記述言語（以下ＰＤＬ）の形
でホストコンピュータからデータを受けとり、内蔵のペ
ージメモリにイメージを展開して印刷するタイプのＬＢ
Ｐにおいては、白ラインの検出は容易である。

【００２７】本実施例では以上の点に着目し、白ライン
を検出した際には、ドラム上に像を形成している区間
（図３の区間Ｂ）においても駆動電流源を停止するよう
にしたものである。

【００２８】なお、スキャンスタート信号を得るために
レーザーを点灯させる区間（図９の区間Ａ）において
は、電流源を停止させることはない。これは、ＳＳ信号
を得ておかないと、次のラインでの点灯ポイントが不正
確になってＳＳ信号がとれなくなってしまうとか、ライ
ン数のカウントが難しくなるといった不具合が生じるた
めである。

【００２９】図５に、第２実施例におけるＬＢＰ内部の
画像処理部の構成を示す。

【００３０】図５において、７２はページメモリ、７１
はページメモリにイメージを展開するイメージ描画実行
部である。７３はイメージ描画実行部がページメモリに
データを書き込む際に白ラインを検出する白ライン検出
回路である。ここで、上記ページメモリは、１ラインの
先頭にそのラインが白であるかどうかを示す特別の記憶
フィールドを持っており、そこに上記白ライン検出回路
の検出結果を保持できるようになっている。

【００３１】また、図５において、７４はＳＳ信号に同
期してページメモリから１ライン分のデータを順次読み
出してくるデータ読み出し部である。７５はページメモ
リ中の白ライン記憶フィールドのデータを読み出し、白
ラインの時は電流源停止信号ＬＩＯＦＦを発生する白ラ
イン停止信号発生回路である。７６は実施例１と同等な
レーザー点灯不要区間検出回路であり、この出力信号を
ＰＩＯＦＦとする。７７のＯＲゲートで上記ＬＩＯＦ
Ｆ，ＰＩＯＦＦ信号の論理和をとり、Ｉ−ＯＦＦ信号と
する。

【００３２】さらに、図５において、７８は前記データ
読み出し部からのレーザー点灯信号と前記ＯＲゲートか
らＩ−ＯＦＦ信号によって動作する半導体レーザー駆動
回路で、レーザー点灯不要区間検出回路を除いて実施例
１の半導体レーザー駆動回路と全く同等なものである。

【００３３】図６に、本実施例におけるＳＳ信号，レー
ザー点灯信号，Ｉ−ＯＦＦ信号等のタイミングチャート
を示す。

【００３４】白ラインの部分ではＩ−ＯＦＦ信号が長い
区間発生し、電流源の停止時間が長くなっているのがわ
かる。以上のように、白ラインを検出して駆動電流源を
停止することにより、実施例１に比べて、より電力のロ
スの少ない半導体レーザー駆動回路を実現できる。

【００３５】＜実施例３＞図７に、一般的な半導体レー
ザーの電流−光量特性を示す。

【００３６】図７からもわかるように、半導体レーザー
は、あるしきい値電流Ｉｔｈを越えたところから急激に
光り始める。しきい値電流Ｉｔｈの値は、一般に、２０
〜４０ミリアンペア程度であり、温度によって変動す
る。半導体レーザー駆動回路の中には、レーザー光のス
イッチング速度を向上させるために、上記Ｉｔｈより少
し小さ目のバイアス電流を、常にレーザーに流している
ものがある。すなわち、このような駆動回路において
は、半導体レーザーに流れる電流は、バイアス電流と駆
動電流の和となる。

【００３７】このようなバイアス電流源を持つ半導体レ
ーザー駆動回路においては、バイアス電流源も、実施例
１，２における制御信号Ｉ−ＯＦＦで停止するような構
成とし、レーザー点灯が不要な区間においては駆動電流
源とバイアス電流源を共に停止させることにより、さら
に半導体レーザー駆動回路の電力ロスを低減させること
がでできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザー駆動回路において、ある一定時間レーザ
ー点灯が不要な区間を検出する手段と、レーザー駆動電
流源を一時的に停止させる手段とを設け、レーザー点灯
が不要な区間においては電流源を停止させるようにする
ことにより、半導体レーザー駆動回路における電力のロ
スを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の半導体レーザー駆動回路の構成を示
す回路図である。

【図２】実施例１のレーザー点灯不要区間検出回路のブ
ロック図である。

【図３】実施例１の電流源の構成を示す回路図である。

【図４】実施例１の半導体レーザー駆動回路のタイミン
グチャートである。

【図５】実施例２におけるＬＢＰ内部の画像処理部のブ
ロック図である。

【図６】実施例２の半導体レーザー駆動回路のタイミン
グチャートである。

【図７】一般的な半導体レーザーの電流−光量特性を示
す図である。

【図８】半導体レーザー駆動回路の従来例を示す図であ
る。

【図９】ＬＢＰにおける半導体レーザー駆動のタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ５ 電流源 ６ ドライブ回路 ７ レーザー点灯不要区間検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流源からの駆動電流を、外部からのオ
   ン／オフ信号に応じて半導体レーザーへ間欠的に供給す
   るレーザー駆動回路において、 前記半導体レーザーの点灯が不要な区間を検出する検出
   手段と、 当該不要な区間が検出されている間前記電流源を停止さ
   せる制御手段とを具えたことを特徴とする半導体レーザ
   ー駆動回路。
2. 【請求項２】 バイアス電流を前記半導体レーザーへ供
   給するバイアス電流源と、前記不要な区間が検出されて
   いる間、当該バイアス電流源を停止させる制御手段とを
   さらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体
   レーザー駆動回路。