JPH0361966A - 半導体レーザの出力制御装置 - Google Patents

半導体レーザの出力制御装置

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JPH0361966A
JPH0361966A JP1196715A JP19671589A JPH0361966A JP H0361966 A JPH0361966 A JP H0361966A JP 1196715 A JP1196715 A JP 1196715A JP 19671589 A JP19671589 A JP 19671589A JP H0361966 A JPH0361966 A JP H0361966A
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JP1196715A
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Norifumi Ito
伊藤 憲文
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Ricoh Co Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N1/04Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
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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(レーザダイオード;LD)の
出力制御装置に関する。
〔従来の技術〕
レーザプリンタ、デジタル複写機等の光書き込み系に適
用される半導体レーザにおいては、常に一定の発光出力
で感光体に光書き込みを行う必要がある。
ところで、半導体レーザの光出力は周囲の温度と印加電
流に依存して変化する。
このため従来より、実際の半導体レーザの光出力を電気
信号として検出し、これと基準値を比較してレーザ駆動
回路を制御する技術が種々提案されている。
例えば特公昭63−54273号では半導体レーザの出
力が目標値以下の時はカウンタをアップし、一方、目標
値以上の時はカウンタをダウンすることによって1ステ
ツプずつ出力を目標値に近づける技術が提案されている
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術においては、目標値の近傍で電流設定値を
ステップ状に増減させるため半導体レーザの出力制御(
APC;オートパワーコントロール)動作完了まで最低
数ステップ必要とする。
ところで、レーザプリンタなどでAPC動作を行う場合
、感光体を保護するために感光体を帯電した状態で行う
。この時、光が当たった所にトナーが乗る現像方式では
、長時間のAPC動作のため、APC動作領域にトナー
が付着してしまうという問題があった。
本発明の目的は、短時間のうちに半導体レーザの出力を
目標値に設定することができる半導体レーザの出力制御
装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、半導体レーザと、この半導体レーザを駆動
するレーザ駆動回路と、光電変換された半導体レーザの
アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と
、2つの温度測定点からの温度データに基づき半導体レ
ーザの電流設定値を演算する制御手段と、制御手段から
のデジタル信号をアナログ信号に変換し電流設定値信号
をレーザ駆動回路に入力するD/A変換器とを備えるこ
とによって遠戚される。
〔作用〕
制御手段は、半導体レーザ出力が目標値になるように設
定された電流値を、2つの温度測定点からの温度データ
によって演算し、これによりr#J囲温度により変化す
る半導体出力を適正なものとする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第6図は本発明の前提となる半導体レーザの出力制御装
置のブロック図であって、1は半導体レーザ、2はレー
ザ駆動回路、3はフォトダイオード、4はA/D変換器
、5はAPC回路、6はD/A変換器、7はオアゲート
である。
半導体レーザ1からの発光出力はフォトダイオード3に
より光電変換され、さらにA/D変換器4でデジタル信
号に変換されてAPC回路5に取り込まれる。APC回
路5からは、D/A変換器6を介して半導体レーザ1に
流れる電流を制御する電流設定値信号がレーザ駆動回路
2に入力される。
また同様に、オアゲート7を介して半導体レーザ1をオ
ン/オフするオン/オフ信号がレーザ駆動回路2に入力
される。レーザ駆動回路2はこれらの信号によって、半
導体レーザ1に流れる電流を一定に保ち、半導体レーザ
Iをオン/オフするように駆動される。
第2図は半導体レーザの出力特性図であって、半導体レ
ーザlは、流れる電流によりこの図に示すように温度が
一定であれば出力は電流に比例する。したがって出力Y
と電流Xの関係は、Y=αX十β    −一−−−−
・(1)なる1次式で表現できる。(但しαは直線の傾
き、βは定数) 本発明は(1)式が1次式であることに着目し、2つの
温度測定点からの温度データにより上記電流設定値信号
を得るようにする。そのためには演算回路、タイ旦ング
回路を構成しても良いが、CPUによる制御手段を用い
ることにより簡単な構成で実現するものとする。
第1図は本発明による半導体レーザの出力制御装置の一
実施例の回路図であって、1は半導体レーザ、2は基準
電圧をマイナス側端子に入力する比較器2aとドライバ
2bから構成されるレーザ駆動回路、3はフォトダイオ
ード、4はA/D変換器、GはD/A変換器である。モ
して8はCPUである。
半導体レーザ1の出力は、A/D変換器4によってデジ
タルt(デジタル値〉に変換されCPU8に入力される
。ここでCPU8は内部演算を行い、その結果をデジタ
ル量でD/A変換器6に出力すると、これがアナログ量
に変換され、レーザ駆動回路2の比較器2aに加えられ
る。ここで基準値と比較して半導体レーザ1に流れる電
流が一定になるように制御される。
第3図は本発明による制御動作のフローチャートであっ
て、CPU8の内部で行われる演算方法をこのフローチ
ャートにより説明する。
この■、■で初期設定と各種処理のサブルーチンが実行
される。次に■において、APCのタイミングかどうか
判断をjテうが、画像信号領域以外でAPCを行うには
、ここで判断する。次にAPC動作に移ると■で1回目
か、2回目以後かの判断を行う。1回目は通常電源投入
直後であるから、目標値とは別の設定値(第2図の最低
値)を超えるまで(■でNo)電流設定値を増加させる
(■)最低値を超えた時は(■でYES)現状設定値十
α(αは最適な値が用意されているものとする)を電流
設定値に出力し、この時の半導体出力を測定する(■)
。この測定が終了すると2点の測定結果が得られるため
、半導体レーザの目標出力に必要な電流設定値が演算で
き、この結果を出力してAPC動作を完了する(■)。
2回目以後では1点目は現状設定値による出力の計測(
■)と、現状設定値−T(現状設定値−最低出力設定値
〈γの場合は現状設定値+γ〉を電流設定値に出力し、
半導体レーザ出力を測定しく@l) 、1回目同様演算
出力する。
この演算方法を第2図も参照してさらに説明する。
第2図において測定点からa点、b点で結果がIa、I
b、Pa、pbである時、目標値P ref(定数)に
必要な電流値Itは以下の計算で求められる。
rl1式より PaはαXIa+β    ・−・・−(2)Pb=α
Xlb+β    −・−・(3)(2)式−(3)式
より Ia−Ib (4ン式を(2)式に代入し く1)式より Pref =crX I t+β   −・−−−−−
(6)(6)式に(4)、 (5)式を代入し、Itを
求めると、(7)式において、Ia−Ibは第3図のフ
ローチャートにおけるステップ■、[相]に示す変化量
γ(=定数)であるため、(I a −I b) XP
refO項は定数である。したがって(7)式のItは
IbxPa、IaXPb、Pa−Pbおよび除算によっ
て求められる。この演算回路は乗除算が必要なためかな
り複雑になるが、最近のCPUでは乗除算命令を備えて
いるため、簡単に求めることができる。
第4図はオフセット電流出力回路図であって、電流設定
値信号の精度を向上させるためにD/A変換器6とは別
に、このような回路を設はオフセット電流を出力できる
ようにしている。
従来例では電流設定値を得る場合、ディジタル量の増、
凍によって行うため、ディジタル量の情報量によって1
ステツプで変化する電流値が決まってしまう。例えば電
流設定値が最小と最大で■だけ変化する場合、8ビツト
の情報量では1ステツプ当たり変化する電流ΔIは、Δ
I = I/256であり、同様に10ビツトでは、Δ
I=1/1024であり、より細かい制御が可能である
が、D/A変換器のコストアップにつながるという問題
があったが、APC動作を行うD/A変換器とは別にオ
フセット電流を設定する手段を持つことにより、同じ8
ビツトの情報で精度を向上させることができる。
具体的には第3図のフローチャートのステップ■におい
て電流投入時、1ステツプずつ電流設定値を増加させる
代わりに、アナログスイッチ9により電流基準を低いも
のから順番に選択し、第5図に示す最低値を超えた時点
で設定を完了するものとする。したがって例えば、実使
用温度範囲の下限で確実に半導体レーザ1が発光する基
準(1)を設定しておけば、制御系における電流の変化
分は、基準(1)の電流分だけ少なくてすむ。これによ
り同じ8ビツトの情報量において、より精度の向上が可
能となる。
なお、第4図において、10−13はドライバ、14.
15は比較器である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、2つの温度測定
点からの温度データに基づき半導体レーザの電流設定値
を演算するようにしたから、2ステツプという短い時間
で制御動作を完了させることが可能な半導体レーザの出
力制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体レーザの出力制御装置の一
実施例の回路図、第2図は半導体レーザの出力特性図、
第3図は本発明による制御動作のフローチャート、第4
図はオフセット電流出力回路図、第5図はアナログスイ
ッチの基準と電流設定値との関係図、第6図は本発明の
前提となる半導体レーザの出力制御装置の回路図である
。 ■・・・半導体レーザ、2・・・レーザ駆動回路、4・
・・A/D変換器、6・・・D/A変換器、8・・・C
P U。 第 図 i12図 第3rI!J 第4図 15図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザと、この半導体レーザを駆動するレ
    ーザ駆動回路と、光電変換された半導体レーザのアナロ
    グ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、2つ
    の温度測定点からの温度データに基づき半導体レーザの
    電流設定値を演算する制御手段と、制御手段からのデジ
    タル信号をアナログ信号に変換し電流設定値信号をレー
    ザ駆動回路に入力するD/A変換器とを備えたことを特
    徴とする半導体レーザの出力制御装置。
  2. (2)請求項(1)において、電源投入時は電流設定値
    を徐々に増やし、半導体レーザのしきい値を超える半導
    体レーザ出力に達した時、一つの測定点をこの半導体レ
    ーザ出力とし出力制御を行うことを特徴とする半導体レ
    ーザの出力制御装置。
JP1196715A 1989-07-31 1989-07-31 半導体レーザの出力制御装置 Pending JPH0361966A (ja)

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