JPS63287163A - 半導体レ−ザ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザ素子の発光強度を一定にするた
めの出力安定化回路を含んだ半導体レーザ駆動回路に関
し、例えばレーザプリンタの半導体レーザ素子の駆動回
路として利用される。

〔従来の技術及びその問題点〕

半導体レーザ素子はその取り扱い及び制御が容易である
ことから、従来よりレーザプリンタの光源としてよ（用
いられている。レーザプリンタは、この半導体レーザ素
子からのレーザ光をポリゴンミラーなどにより偏向し、
回゛転する感光体ドラム上をスキャンさせつつ画像信号
に応じてオンオフ制御して潜像を形成し、その後に現像
して普通紙に転写するものである。半導体レーザ素子は
、温度によって特性が大きく変化して発光強度が変動し
、これによって画像濃度に多大の影響を及ぼすので、そ
の駆動回路には、半導体レーザ素子の発光強度を一定に
するための出力安定化回路（ＡＰＣ回路）が設けられて
いる。

従来の半導体レーザ駆動回路は、半導体レーザ素子にバ
イアス電流を流すバイアス出力回路と、半導体レーザ素
子に信号電流を流す信号出力回路と、半導体レーザ素子
の発光強度に応じた電圧をサンプルアンドホールドする
とともにサンプルアンドホールドした値によってバイア
ス出力回路の出力電流を増減するように制御するバイア
ス制御回路とを有しており、１スキヤン毎の画像エリア
に入る前に強制発光信号によって半導体レーザ素子を強
制発光させ、これによって描画のタイミングを取ったり
、出力安定化を図るための出力光量のサンプリングなど
を行なったりしている（例えば特開昭６０−２６３４８
６号）。

出力安定化回路は、強制発光信号によって半導体レーザ
素子を強制発光させると同時に、半導体レーザヘッド内
に設けられたフォトセンサーによるモニタ出力によって
バイアス制御回路が働き、バイアス出力回路の出力電流
を増減して半導体レーザ素子の発光強度を一定にすると
ともに、そのときの信号電圧をホールドして１スキヤン
の描画を行う間その状態を維持するようになっている。

ところが、従来においては、半導体レーザ素子の強制発
光とバイアス制御回路のサンプルアンドホールドとを強
制発光信号によって同時に行なっていたため、半導体レ
ーザ素子が完全な発光状態となっていないときにサンプ
リング及びホールドが行なわれ、又は行なわれる恐れが
あり、このためバイアス出力回路が過大な電流を出力し
て半導体レーザ素子に過電流が流れ、半導体レーザ素子
の寿命を短くしており、また正しい信号電圧をホールド
することができず、画像が不安定となったり半導体レー
ザ素子に過電流を流すこととなったりしていた。

〔問題点を解決するための技術的手段〕本発明は上述の
問題に鑑み、半導体レーザ素子の強制発光のタイミング
とサンプルアンドホールドのタイミングとをうまくとっ
て半導体レーザ素子の過電流を防止することを目的とし
、そのための技術的手段は、半導体レーザ素子にバイア
ス電流を流すバイアス出力回路と、該半導体レーザ素子
に信号電流を流す信号出力回路と、該半導体レーザ素子
の発光強度に応じた電圧をサンプルアンドホールドする
とともにサンプルアンドホールドした値によって前記バ
イアス出力回路の出力電流を増減するように制御するバ
イアス制御回路とを有し、強制発光信号によって前記信
号出力回路及び前記バイアス制御回路を作動させ前記半
導体レーザ素子を強制発光させるようにしてなる半導体
レーザ駆動回路において、前記強制発光信号よりも一定
時間だけ遅延したタイミングで前記サンプルアンドホー
ルドを行うようにしたことを特徴とする。

〔作　用〕

サンプルアンドホールドが半導体レーザ素子の強制発光
よりも一定の時間だけ遅延したタイミングで行なわれ、
半導体レーザ素子が完全に発光した後にサンプリングが
行なわれ、且つ半導体レーザ素子が完全に発光している
内にホールドが行なわれる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明を適用したレーザプリンタの概略構成を
示している。同図において、１はレーザヘッドであり、
レーザヘッド１内には、第２図に示すようにレーザダイ
オード１ａ及びフォトダイオード１ｂが設けられており
、レーザダイオード１ａは後述するＬＤ駆動回路１２か
らのスイッチング電流Ｓ６により変調駆動され、フォト
ダイオード１ｂからはＬＤ駆動回路１２ヘモニタ信号Ｓ
７が出力される。２はレーザビームを平行光にするため
のいわゆるコリメータレンズである。３はポリゴンミラ
ーであり、これの回転によりレーザビームが感光体７上
をスキャンして光走査ライン８を得るように構成されて
いる。４はレーザビームが感光体７上を均一の速度でス
キャンするためのｆθレンズ、５は主走査方向の印字位
置を決定するためのビーム検出器であり、光走査ライン
８はビーム検出器５を通った後に、感光体７をスキャン
するように構成されている。

ＬＤ駆動回路１２は画像データに応じたパルス列状のス
イッチング電流Ｓ６を出力するもので、このスイッチン
グ電流Ｓ６によりレーザダイオード１ａがスイッチング
され、画像エリアに入る前の強制発光と画像エリアに入
ってからのパルス変調されたレーザ光を発する。ビーム
検出器５は、強制発光によるレーザ光が通過したときに
信号を出力し、この信号が波形整形回路６によって波形
整形され、画像位置を決めるための同期信号（ＳＳＣＡ
Ｎ信号）Ｓ８が出力される。イメージコントロール回路
１０では、５ＳＣＡＮ信号Ｓ８に同期して、光走査ライ
ン８の各ライン毎のイメージデータをＬＤデータ信号Ｓ
２として前述のＬＤ駆動回路１２に出力するのである。

第２図はＬＤ駆動回路１２の回路図を示す、ＬＤ駆動回
路１２は、レーザダイオード１ａにバイアス電流を流す
バイアス出力回路１９と、レーザダイオードｌａに信号
電流を流す信号出力回路２０と、フォトダイオード１ｂ
からのモニタ信号Ｓ７を基にバイアス出力回路１９の出
力電流を増減するように制御するバイアス制御回路１８
と、タイミング回路１７とよりなっている。

まずバイアス制御回路１８から説明すると、フォトダイ
オード１ｂからのモニタ信号Ｓ７はオペアンプ２１によ
って基準電源２４と比較され、その差が増幅されてサン
プルアンドホールド部２２へ入力される。サンプルアン
ドホールド部２２は、タイミング回路１７からのサンプ
ルアンドホールド信号Ｓ４がオンの間にサンプリングさ
れ、オフになるときの信号電圧がホールドされて次に再
びサンプルアンドホールド信号Ｓ４がオンになるまでこ
のときの出力が保持される。なお、２３は抵抗である。

バイアス出力回路１９はスイッチングトランジスタ２５
からなっており、サンプルアンドホールド部２２からの
出力電流に応じたバイアス電流をレーザダイオード１ａ
に供給する。

信号出力回路２０は、タイミング回路１７からの発光信
号Ｓ５によりオンオフするスイッチング部２７と、スイ
ッチング部２７によってドライブされレーザダイオード
１ａをオンオフするための一定の信号電流を供給するス
イッチングトランジスタ２６とからなっている。したが
ってレーザダイオード１ａには、バイアス電流と信号電
流とが重畳したスイッチング電流Ｓ６が流れ、信号電流
によってオンオフ制御されるとともに、バイアス電流に
よってその発光強度が制御される。

タイミング回路１７は、オア素子２８．２９　、アンド
素子３０．３１及び、抵抗３３とコンデンサー３４とか
らなる遅延回路３２からなっている。

第３図のタイミングチャートをも参照にして、強制発光
信号（ＬＤＯＮ信号）Ｓｌがオンになると、オア素子２
８．２９を経て発光信号Ｓ５がオンになるとともに、ア
ンド素子３１の出力が遅延回路３２によって遅延された
後にアンド素子３０に入力され、強制発光信号Ｓ１より
も時間Ｔ１の後にサンプルアンドホールド信号Ｓ４がオ
ンする。

強制発光信号Ｓｌがオフになると、サンプルアンドホー
ルド信号Ｓ４は同時にオフになるが、オア素子２９の入
力は遅延回路３２によって遅延された後にオフになり、
これによって発光信号Ｓ５は強制発光信号Ｓ１がオフに
なってから時間Ｔ１の後にオフになる。したがって、サ
ンプルアンドホールド信号Ｓ４は、強制発光信号Ｓ１に
よる発光信号Ｓ５よりも時間Ｔ１だけ遅延してオンし、
且つ強制発光信号Ｓ１による発光信号Ｓ５は、サンプル
アンドホールド信号Ｓ４よりも時間Ｔ１だけ遅延してオ
フする。

また、ＬＤデータ信号Ｓ２は、オア素子２８を経てその
まま発光信号Ｓ５として出力される。

したがって、強制発光信号Ｓ１がオンすると、これと同
時に発光信号Ｓ５がオンし信号出力回路２０が作動して
レーザダイオード１ａが発光する。フォトダイオード１
ｂからのモニタ信号Ｓ７はオペアンプ２１を経てサンプ
ルアンドホールド部２２へ入力されており、レーザダイ
オード１ａが完全な発光状態となってからサンプルアン
ドホールド信号Ｓ４がオンとなってサンプリングされる
。サンプリング中は、レーザダイオード１ａの発光強度
が一定になるようにバイアス電流が自動制御され、これ
が安定した状態においてサンプルアンドホールド信号Ｓ
４がオフとなり、サンプルアンドホールド部２２はこの
ときの出力をホールドし、バイアス出力回路１９は次に
再びサンプルアンドホールド信号Ｓ４がオンになるまで
このときのバイアス電流を流し続ける。発光信号Ｓ５は
サンプルアンドホールド部２２０ホールドが終わった後
にオフし、レーザダイオード１ａの発光が停止する。

その後、ＬＤデータ信号Ｓ２が人力されてレーザダイオ
ード１ａがオンオフし、１スキヤンの描画が行なわれる
。

上述の実施例によると、レーザダイオード１ａが完全な
発光状態となってからサンプルアンドホールド信号Ｓ４
がオンとなってサンプリングされるので、バイアス出力
回路１９が過大な電流を出力してレーザダイオードＩａ
に過電流が流れるという恐れがない。発光信号Ｓ５はサ
ンプルアンドホールド信号Ｓ４より時間Ｔ１の後にオフ
し、レーザダイオード１ａはサンプルアンドホールド部
２２のホールドが終わった後に発光が停止するので、正
しい信号電圧をホールドすることができる。

したがって、過電流によってレーザダイオードｌａの寿
命の短くなることが防止され、また画像が不安定になる
ことが防止される。

上述の実施例において、遅延回路３２による遅延時間Ｔ
Ｉは、レーザダイオード１ａの応答時間やその他の素子
のスルーレートを考慮して決めればよい０強制発光信号
Ｓｌの立ち上がりからサンプルアンドホールド信号Ｓ４
の立ち上がりまでの時間と、サンプルアンドホールド信
号Ｓ４の立ち下がりから発光信号Ｓ５の立ち下がりまで
の時間とを異ならせてもよい。

上述の実施例において、タイミング回路１７、バイアス
制御回路１８、バイアス出力回路１９、信号出力回路２
０、及び遅延回路３２の構成は、他の種々の回路構成と
することができる。

〔発明の効果〕

本発明によると、レーザダイオードなどの半導体レーザ
素子が完全な発光状態となってからサンプリングされる
ので、バイアス出力回路が過大な電流を出力して半導体
レーザ素子に過電流が流れるという恐れがなく、また半
導体レーザ素子はホールドが終わった後に発光が停止す
るので、正しい信号電圧をホールドすることができる。

したがって、過電流によって半導体レーザ素子の寿命の
短くなることが防止され、また画像が不安定になること
が防止される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はレーザブリンク
の光学系の概略構成図、第２図は半導体レーザ駆動回路
の回路図、第３図はサンプルアンドホールド信号のタイ
ミングを示すタイミングチャートである。 ｌ・・・レーザヘッド、ｌａ・・・レーザダイオード（
半導体レーザ素子）、１ｂ・・・フォトダイオード、１
２・・・ＬＤ駆動回路（半導体レーザ駆動回路）、１７
・・・タイミング回路、１８・・・バイアス制御回路、
１９・・・バイアス出力回路、２０・・・信号出力回路
、２１・・・オペアンプ、２２・・・サンプルアンドホ
ールド部、３２・・・遅延回路、Ｓｌ・・・強制発光信
号、Ｓ２・・・ＬＤデータ信号、Ｓ４・・・サンプルア
ンドホールド信号、Ｓ５・・・発光信号、Ｓ６・・・ス
イッチング電流、Ｓ７・・・モニタ信代理人　　弁理士
　　久　保　幸　雄 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザ素子にバイアス電流を流すバイアス出力回
   路と、該半導体レーザ素子に信号電流を流す信号出力回
   路と、該半導体レーザ素子の発光強度に応じた電圧をサ
   ンプルアンドホールドするとともにサンプルアンドホー
   ルドした値によって前記バイアス出力回路の出力電流を
   増減するように制御するバイアス制御回路とを有し、強
   制発光信号によって前記信号出力回路及び前記バイアス
   制御回路を作動させ前記半導体レーザ素子を強制発光さ
   せるようにしてなる半導体レーザ駆動回路において、前
   記強制発光信号よりも一定時間だけ遅延したタイミング
   で前記サンプルアンドホールドを行うようにしたことを
   特徴とする半導体レーザ駆動回路。