JPH08321653A - レーザダイオードの駆動回路 - Google Patents
レーザダイオードの駆動回路Info
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- JPH08321653A JPH08321653A JP8092086A JP9208696A JPH08321653A JP H08321653 A JPH08321653 A JP H08321653A JP 8092086 A JP8092086 A JP 8092086A JP 9208696 A JP9208696 A JP 9208696A JP H08321653 A JPH08321653 A JP H08321653A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0427—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying modulation to the laser
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザーダイオードの高速変調を可能にする
駆動回路を提供する。 【解決手段】 本発明の駆動回路においては、トランジ
スタの入力にレーザダイオードのレージング状態の電流
よりほんの少し低い一定のバイアス電流と、ショットキ
ーダイオードを通してトランジスタの入力へ分流される
１以上のスイッチング電流とが供給される。この高速駆
動回路は、たとえば「レーザプリンタ」において、また
はディスク書込み装置のための磁気ドライバにおいて、
あるいは光ファイバ通信において、書込みビームを変調
するため使用することができる。
駆動回路を提供する。 【解決手段】 本発明の駆動回路においては、トランジ
スタの入力にレーザダイオードのレージング状態の電流
よりほんの少し低い一定のバイアス電流と、ショットキ
ーダイオードを通してトランジスタの入力へ分流される
１以上のスイッチング電流とが供給される。この高速駆
動回路は、たとえば「レーザプリンタ」において、また
はディスク書込み装置のための磁気ドライバにおいて、
あるいは光ファイバ通信において、書込みビームを変調
するため使用することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザダイオードの高
速変調のための駆動回路に関し、より詳細には、電子写
真式レーザプリンタにおいてディジタルイメージデータ
に応じて書込みビームを発生するのに使用されるレーザ
ダイオードを付勢することに関する。上記の高速駆動回
路は、そのほか、ディスク書込み装置のための磁気ドラ
イバあるいは光ファイバー通信においてレーザビームを
変調するのにも使用できる。
速変調のための駆動回路に関し、より詳細には、電子写
真式レーザプリンタにおいてディジタルイメージデータ
に応じて書込みビームを発生するのに使用されるレーザ
ダイオードを付勢することに関する。上記の高速駆動回
路は、そのほか、ディスク書込み装置のための磁気ドラ
イバあるいは光ファイバー通信においてレーザビームを
変調するのにも使用できる。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５，１６４，７４５号は、レ
ーザ光を光センサで検出してフリップフロップをプリセ
ットするレーザプリンタを開示している。タイマーはフ
リップフロップからのプリセット出力に従って駆動さ
れ、レーザを駆動してレーザ光を放射させる。第２タイ
マーはフリップフロップのプリセット出力のフロントエ
ッジに応じて駆動され、水平同期信号を生成させる。
ーザ光を光センサで検出してフリップフロップをプリセ
ットするレーザプリンタを開示している。タイマーはフ
リップフロップからのプリセット出力に従って駆動さ
れ、レーザを駆動してレーザ光を放射させる。第２タイ
マーはフリップフロップのプリセット出力のフロントエ
ッジに応じて駆動され、水平同期信号を生成させる。
【０００３】米国特許第５，０６１，９４９号は、その
図４において、レーザプリンタのレーザダイオードのた
めのトリガー・フィードバック装置を開示している。図
から判るように、レーザダイオードを選択して励起させ
るのに使用されるスイッチＳＷ３の下流の点で、バイア
ス電圧がレーザダイオードに印加される。スイッチＳＷ
３のさらに下流に、レーザダイオードから検出された光
の強度を調整するフィードバック装置がある。
図４において、レーザプリンタのレーザダイオードのた
めのトリガー・フィードバック装置を開示している。図
から判るように、レーザダイオードを選択して励起させ
るのに使用されるスイッチＳＷ３の下流の点で、バイア
ス電圧がレーザダイオードに印加される。スイッチＳＷ
３のさらに下流に、レーザダイオードから検出された光
の強度を調整するフィードバック装置がある。
【０００４】米国特許第４，８６８，６７５号は、レー
ザスイッチング増幅器を使用してレーザダイオードへ電
流を供給するレーザプリンタのための制御回路を開示し
ている。制御回路はレーザダイオードのターンオン遅れ
時間を補償する補正回路を備えている。補正回路はレー
ザダイオードを制御する入力イメージ信号を補正時間だ
け延長する。
ザスイッチング増幅器を使用してレーザダイオードへ電
流を供給するレーザプリンタのための制御回路を開示し
ている。制御回路はレーザダイオードのターンオン遅れ
時間を補償する補正回路を備えている。補正回路はレー
ザダイオードを制御する入力イメージ信号を補正時間だ
け延長する。
【０００５】本発明は、レーザダイオードへ電流を印加
し、レーザダイオードに変調したレーザ光を出力させる
駆動回路を提供する。駆動回路はレーザダイオードに接
続された出力と、入力と、付勢時入力と出力とを接続す
るベースとを有する駆動スイッチを備えている。駆動回
路は、さらに、アースに接続された出力と、入力と、付
勢時入力と出力とを接続するベースを有する接地スイッ
チを備えている。駆動スイッチの入力と接地スイッチの
入力にバイアス電圧源が接続されている。バイアス電圧
源はレーザダイオードのレージング電圧より低い電圧を
与える。駆動スイッチの入力と接地スイッチの入力に接
続されたスイッチング電圧源は、バイアス電圧源の電圧
が組合わさるとレーザダイオードのレージング電圧より
大きな電圧を与える。ビデオセレクタは駆動スイッチの
ベースと接地スイッチのベースの一方を選択して付勢さ
せる。
し、レーザダイオードに変調したレーザ光を出力させる
駆動回路を提供する。駆動回路はレーザダイオードに接
続された出力と、入力と、付勢時入力と出力とを接続す
るベースとを有する駆動スイッチを備えている。駆動回
路は、さらに、アースに接続された出力と、入力と、付
勢時入力と出力とを接続するベースを有する接地スイッ
チを備えている。駆動スイッチの入力と接地スイッチの
入力にバイアス電圧源が接続されている。バイアス電圧
源はレーザダイオードのレージング電圧より低い電圧を
与える。駆動スイッチの入力と接地スイッチの入力に接
続されたスイッチング電圧源は、バイアス電圧源の電圧
が組合わさるとレーザダイオードのレージング電圧より
大きな電圧を与える。ビデオセレクタは駆動スイッチの
ベースと接地スイッチのベースの一方を選択して付勢さ
せる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るレーザ装置
１０の駆動回路１００の回路図である。駆動回路１００
はレーザダイオード５０を駆動するように構成されてい
る。図１の上部にある駆動回路１００の一部分１０２
は、外部電流源から望ましいバイアス電流とレージング
（レーザ動作）電流を生じさせるための基本電源回路を
表す。図において、記号Ｉswはスイッチング電流を表
し、記号ＩBIASはバイアス電流を表している。図示した
形態は駆動回路の一実施例として好ましいが、回路１０
２には他の形態の電流源も使用可能であることは明らか
であろう。
１０の駆動回路１００の回路図である。駆動回路１００
はレーザダイオード５０を駆動するように構成されてい
る。図１の上部にある駆動回路１００の一部分１０２
は、外部電流源から望ましいバイアス電流とレージング
（レーザ動作）電流を生じさせるための基本電源回路を
表す。図において、記号Ｉswはスイッチング電流を表
し、記号ＩBIASはバイアス電流を表している。図示した
形態は駆動回路の一実施例として好ましいが、回路１０
２には他の形態の電流源も使用可能であることは明らか
であろう。
【０００７】回路１０２の２つの動作変数は、スイッチ
ング電流ＩSW（一般に、２０〜３５ｍＡ）とバイアス電
流ＩBIAS（一般に、５０ｍＡ）である。Ｉswは、抵抗１
１０（１４０Ω）の抵抗１１０による電圧降下によって
生じ、ＩBIASは、トランジスタ１１４に対する抵抗１１
２（１００Ω）及びトランジスタ１１８に対する抵抗１
１６（１００Ω）における電圧降下によって生じる。図
示のように、電流ＩSWとＩBIASは共にトランジスタ１１
４と１１８の入力側の共通点へ流れる。本発明の好まし
い実施例では、電流を導くトランジスタ１１４，１１８
は、ベース接地形態で動作するＰＮＰトランジスタであ
り、図示のように、電流ＩSWとＩBIASはそれらのエミッ
タの所で加算される。
ング電流ＩSW（一般に、２０〜３５ｍＡ）とバイアス電
流ＩBIAS（一般に、５０ｍＡ）である。Ｉswは、抵抗１
１０（１４０Ω）の抵抗１１０による電圧降下によって
生じ、ＩBIASは、トランジスタ１１４に対する抵抗１１
２（１００Ω）及びトランジスタ１１８に対する抵抗１
１６（１００Ω）における電圧降下によって生じる。図
示のように、電流ＩSWとＩBIASは共にトランジスタ１１
４と１１８の入力側の共通点へ流れる。本発明の好まし
い実施例では、電流を導くトランジスタ１１４，１１８
は、ベース接地形態で動作するＰＮＰトランジスタであ
り、図示のように、電流ＩSWとＩBIASはそれらのエミッ
タの所で加算される。
【０００８】また、スイッチされた電流ＩSWは、ショッ
トキーダイオード１２０，１２２を通って各トランジス
タのエミッタへ流れる。知られているように、ショット
キーダイオードは多数キャリヤが電流を運ぶ接合部から
成る。このダイオードに順方向バイアスを印加すると、
キャリヤは接合部の金属側に注入され、金属格子に対し
「ホット」のままになる。従って、このようなダイオー
ドは比較的小さい順方向バイアス電圧差によって非常に
高速でスイッチさせることができる。
トキーダイオード１２０，１２２を通って各トランジス
タのエミッタへ流れる。知られているように、ショット
キーダイオードは多数キャリヤが電流を運ぶ接合部から
成る。このダイオードに順方向バイアスを印加すると、
キャリヤは接合部の金属側に注入され、金属格子に対し
「ホット」のままになる。従って、このようなダイオー
ドは比較的小さい順方向バイアス電圧差によって非常に
高速でスイッチさせることができる。
【０００９】図１から判るように、トランジスタ１１４
と１１８のベースは、それぞれ、ビデオセレクタとして
のゲート１３０の反転出力と非反転出力に接続されてい
て、ゲート１３０は、各トランジスタのベース電位を、
入力のビデオ信号に応じて２つの相補的な出力電圧の内
の一方に設定する。ゲート１３０がその２つの安定状態
の一方にあるとき、トランジスタ１１４のベースはトラ
ンジスタ１１８のベースより少し高い電位にあり、ゲー
ト１３０がその他方の安定状態にあるとき、トランジス
タ１１８のベースはトランジスタ１１４のベースより少
し高い電位にある。従って、その２つの動作状態を切り
換えると、ゲート１３０は一方のトランジスタのベース
の電位を他方のそれよりも高くする。両トランジスタは
ベース接地形態で動作しており、カットオフ状態にして
いないので、それに相応して、一方のトランジスタのエ
ミッタは他方のトランジスタのエミッタに対し電位が高
められる。
と１１８のベースは、それぞれ、ビデオセレクタとして
のゲート１３０の反転出力と非反転出力に接続されてい
て、ゲート１３０は、各トランジスタのベース電位を、
入力のビデオ信号に応じて２つの相補的な出力電圧の内
の一方に設定する。ゲート１３０がその２つの安定状態
の一方にあるとき、トランジスタ１１４のベースはトラ
ンジスタ１１８のベースより少し高い電位にあり、ゲー
ト１３０がその他方の安定状態にあるとき、トランジス
タ１１８のベースはトランジスタ１１４のベースより少
し高い電位にある。従って、その２つの動作状態を切り
換えると、ゲート１３０は一方のトランジスタのベース
の電位を他方のそれよりも高くする。両トランジスタは
ベース接地形態で動作しており、カットオフ状態にして
いないので、それに相応して、一方のトランジスタのエ
ミッタは他方のトランジスタのエミッタに対し電位が高
められる。
【００１０】抵抗１１０からショットキーダイオード１
２０と１２２との接続点へ達した電流ＩSWは優先的によ
り低い電位にあるトランジスタのエミッタへ流れる。エ
ミッタ結合式ゲートたとえばゲート１３０の出力電圧の
振れは、一般に、カットオフレベルとＩSWレベル（２０
〜３５ｍａ程度）の間で動作するショットキーダイオー
ドの順方向の電圧降下の差より大きい。その結果、全電
流ＩSWは、より低い電位のエミッタに接続されたショッ
トキーダイオードを通って流れ、そのエミッタへ流れて
いるバイアス電流ＩBIASに加算され、そのトランジスタ
のコレクタに供給される。トランジスタ１１４のコレク
タは、図示のように、電流をレーザダイオード５０へ供
給し、他方のトランジスタ１１８のコレクタの電流は、
直接にアースへ流される。従って、バイアス電流ＩBIAS
は常にトランジスタ１１４とトランジスタ１１８をの両
方を通って流れ、ゲート１３０の状態に応じて、追加の
スイッチング電流が一方または他方のコレクタへ分流さ
れる。ＩSWがトランジスタ１１４のエミッタへ分流され
ると、ＩSWはレーザダイオード５０を通って流れ、レー
ザダイオード５０は励起し、所望のパワーレベルでレー
ザ光を放射させ、感光体上の画素領域を放電させる。逆
にＩSWがトランジスタ１１８のエミッタへ分流される
と、ＩSWは直接にアースへ流れ、バイアス電流ＩBIASの
みがレーザダイオード５０へ供給され、レーザダイオー
ドはそのレージングスレッショルドより下で動作する。
特許請求の範囲に記載してあるように、駆動スイッチ
（図示実施例ではトランジスタ１１４）のベースと接地
スイッチ（図示実施例ではトランジスタ１１８）のベー
スの一方を選択して励起させるように機能するビデオセ
レクタとしてのゲート１３０は、たとえば相補出力を有
するフリップフロップまたはマイクロプロセッサなど、
適当な出力をもつ他の電子デバイスでも具体化すること
ができる。
２０と１２２との接続点へ達した電流ＩSWは優先的によ
り低い電位にあるトランジスタのエミッタへ流れる。エ
ミッタ結合式ゲートたとえばゲート１３０の出力電圧の
振れは、一般に、カットオフレベルとＩSWレベル（２０
〜３５ｍａ程度）の間で動作するショットキーダイオー
ドの順方向の電圧降下の差より大きい。その結果、全電
流ＩSWは、より低い電位のエミッタに接続されたショッ
トキーダイオードを通って流れ、そのエミッタへ流れて
いるバイアス電流ＩBIASに加算され、そのトランジスタ
のコレクタに供給される。トランジスタ１１４のコレク
タは、図示のように、電流をレーザダイオード５０へ供
給し、他方のトランジスタ１１８のコレクタの電流は、
直接にアースへ流される。従って、バイアス電流ＩBIAS
は常にトランジスタ１１４とトランジスタ１１８をの両
方を通って流れ、ゲート１３０の状態に応じて、追加の
スイッチング電流が一方または他方のコレクタへ分流さ
れる。ＩSWがトランジスタ１１４のエミッタへ分流され
ると、ＩSWはレーザダイオード５０を通って流れ、レー
ザダイオード５０は励起し、所望のパワーレベルでレー
ザ光を放射させ、感光体上の画素領域を放電させる。逆
にＩSWがトランジスタ１１８のエミッタへ分流される
と、ＩSWは直接にアースへ流れ、バイアス電流ＩBIASの
みがレーザダイオード５０へ供給され、レーザダイオー
ドはそのレージングスレッショルドより下で動作する。
特許請求の範囲に記載してあるように、駆動スイッチ
（図示実施例ではトランジスタ１１４）のベースと接地
スイッチ（図示実施例ではトランジスタ１１８）のベー
スの一方を選択して励起させるように機能するビデオセ
レクタとしてのゲート１３０は、たとえば相補出力を有
するフリップフロップまたはマイクロプロセッサなど、
適当な出力をもつ他の電子デバイスでも具体化すること
ができる。
【００１１】トランジスタ１１４または１１８を電流ス
イッチとして見ると、各電流スイッチの入力に本質的に
一定の値のＩSWおよびＩBIASが加えられ、ＩSW電流は高
速ショットキーダイオードを通って２つの加算点の１つ
へ選択して分流されることは明らかである。この構成の
実用上の重要性は、トランジスタ１１４または１１８が
どんな時でもバイアスオフされないことである。各トラ
ンジスタは、導通状態とカットオフ状態の間でなく、２
つの高い導通状態の間で切り換わる。従って、トランジ
スタ１１４と１１８のエミッタ、ベース、コレクタは常
に低インピーダンスで動作している。別個のバイアス電
圧源およびレージング動作電流源のコレクタをレーザダ
イオード入力の所で加算する代わりに、一方のトランジ
スタを通してレーザダイオードへバイアス電流およびレ
ージング電流の両方を供給することによって、レーザダ
イオード入力における寄生容量負荷が減少し、システム
全体の速度が向上する。２つの論理ゲート出力状態の間
の遷移に関するトランジスタ１１４と１１８の過渡応答
は、エミッタフォロワのそれであり、一般に、導通状態
とコレクタ電流が完全に遮断される状態の間で遷移する
トランジスタスイッチよりも高速に動作する。
イッチとして見ると、各電流スイッチの入力に本質的に
一定の値のＩSWおよびＩBIASが加えられ、ＩSW電流は高
速ショットキーダイオードを通って２つの加算点の１つ
へ選択して分流されることは明らかである。この構成の
実用上の重要性は、トランジスタ１１４または１１８が
どんな時でもバイアスオフされないことである。各トラ
ンジスタは、導通状態とカットオフ状態の間でなく、２
つの高い導通状態の間で切り換わる。従って、トランジ
スタ１１４と１１８のエミッタ、ベース、コレクタは常
に低インピーダンスで動作している。別個のバイアス電
圧源およびレージング動作電流源のコレクタをレーザダ
イオード入力の所で加算する代わりに、一方のトランジ
スタを通してレーザダイオードへバイアス電流およびレ
ージング電流の両方を供給することによって、レーザダ
イオード入力における寄生容量負荷が減少し、システム
全体の速度が向上する。２つの論理ゲート出力状態の間
の遷移に関するトランジスタ１１４と１１８の過渡応答
は、エミッタフォロワのそれであり、一般に、導通状態
とコレクタ電流が完全に遮断される状態の間で遷移する
トランジスタスイッチよりも高速に動作する。
【００１２】さらに、高出力インピーダンス電流源を必
要としないので、バイアスレベルおよびレージング電流
レベルを実現するのに必要な回路網は簡単である。図１
の好ましい実施例では、抵抗１１０，１１２，１１６が
低インピーダンス電圧ソースで有効に駆動されるよう
に、抵抗１０５と１０７はエミッタフォロワトランジス
タ１０４と１０６へ低インピーダンス負荷を提供する。
代案として、電流ＩSWと電流ＩBIASは、高い電圧コンプ
ライアンスおよび高出力インピーダンスを示すコレクタ
回路の形の電流源で提供することもできる。しかし、こ
れらの回路は、比較的高い出力回路インピーダンと同時
に寄生コレクタキャパシタンスのせいで、図１の好まし
い実施例より長い過渡時定数を有する。
要としないので、バイアスレベルおよびレージング電流
レベルを実現するのに必要な回路網は簡単である。図１
の好ましい実施例では、抵抗１１０，１１２，１１６が
低インピーダンス電圧ソースで有効に駆動されるよう
に、抵抗１０５と１０７はエミッタフォロワトランジス
タ１０４と１０６へ低インピーダンス負荷を提供する。
代案として、電流ＩSWと電流ＩBIASは、高い電圧コンプ
ライアンスおよび高出力インピーダンスを示すコレクタ
回路の形の電流源で提供することもできる。しかし、こ
れらの回路は、比較的高い出力回路インピーダンと同時
に寄生コレクタキャパシタンスのせいで、図１の好まし
い実施例より長い過渡時定数を有する。
【００１３】本実施例においては、供給される静的電流
が温度変動（トランジスタベース特性に影響を及ぼす）
に対する補償が図示されていないが、レーザダイオード
の光出力自体が温度の強い関数であるので、かかる温度
補償がなされていることを了解されたい。使用される典
型的なレーザ駆動回路では、レーザダイオード駆動回路
網と一緒に動作する光強度感知装置が平均レーザビーム
パワーを監視して絶えず調整するように使用されるフィ
ードバックループ中で動作が行われる。駆動回路１００
はデジタルデータに応じて変調されるので、電流スイッ
チング機能は、実際に、ほとんどのトランジスタスイッ
チよりもかなり高速であり、かつ相当に小さい順方向バ
イアス特性を有するホットキャリヤ・ショットキーダイ
オードによって実行される。１０ＫのECL ロジック2N39
04S を使用し、電流ＩSWとＩBIASが例示した値を使用し
ている図１の回路の場合、スイッチング時間は典型的な
動作状態の下で２ナノ秒よりかなり小さいことを示し
た。
が温度変動（トランジスタベース特性に影響を及ぼす）
に対する補償が図示されていないが、レーザダイオード
の光出力自体が温度の強い関数であるので、かかる温度
補償がなされていることを了解されたい。使用される典
型的なレーザ駆動回路では、レーザダイオード駆動回路
網と一緒に動作する光強度感知装置が平均レーザビーム
パワーを監視して絶えず調整するように使用されるフィ
ードバックループ中で動作が行われる。駆動回路１００
はデジタルデータに応じて変調されるので、電流スイッ
チング機能は、実際に、ほとんどのトランジスタスイッ
チよりもかなり高速であり、かつ相当に小さい順方向バ
イアス特性を有するホットキャリヤ・ショットキーダイ
オードによって実行される。１０ＫのECL ロジック2N39
04S を使用し、電流ＩSWとＩBIASが例示した値を使用し
ている図１の回路の場合、スイッチング時間は典型的な
動作状態の下で２ナノ秒よりかなり小さいことを示し
た。
【００１４】特許請求の範囲に記載した発明の駆動回路
のもう１つの変形は、必要なとき幾つかの個別の電流レ
ベルをレーザダイオード５０へ選択して供給することが
できるレーザ駆動回路を提供することである。そのよう
な駆動回路は、要求された３レベル像を生成する要求に
応じて、潜像を生成するため使用したレーザダイオード
５０が別個の低パワーレージングレベルと高パワーレー
ジングレベルで動作する「３レベル」レーザ印刷装置に
役立つことができる。１個のレーザダイオード５０から
２つの明確に限定されたレージングレベルを与えるに
は、一般に、２つの別個の動作電流を選択して加えるこ
とが可能でなければならない。もちろん、その２つの電
流はレーザダイオード５０のレージングしきい値より大
きい。
のもう１つの変形は、必要なとき幾つかの個別の電流レ
ベルをレーザダイオード５０へ選択して供給することが
できるレーザ駆動回路を提供することである。そのよう
な駆動回路は、要求された３レベル像を生成する要求に
応じて、潜像を生成するため使用したレーザダイオード
５０が別個の低パワーレージングレベルと高パワーレー
ジングレベルで動作する「３レベル」レーザ印刷装置に
役立つことができる。１個のレーザダイオード５０から
２つの明確に限定されたレージングレベルを与えるに
は、一般に、２つの別個の動作電流を選択して加えるこ
とが可能でなければならない。もちろん、その２つの電
流はレーザダイオード５０のレージングしきい値より大
きい。
【００１５】図２は、レーザダイオード５０の上記の３
レベル制御に適した本発明に係る駆動回路の関連部分を
示す。図２において、同じ参照番号は図１と同じ構成要
素を示す。図から判るように、バイアス電流ＩBIASは抵
抗１１２によって直接トランジスタ１１４のエミッタへ
供給され、第１スイッチング電流ＩSW1 は必要なときシ
ョットキーダイオード１２０ａを通してトランジスタ１
１４のエミッタへ選択して加えることができる。第１ス
イッチング電流ＩSW1 がショットキーダイオード１２０
ａを通ってレーザダイオード５０へ流れないように、ト
ランジスタ１１８ａのベース電位が下げられると、第１
スイッチング電流ＩSW1 はショットキーダイオード１２
２ａとトランジスタ１１８ａを通してアースへ分流され
る。図１に含まれている上記の構成要素のほかに、抵抗
１１０ｂによって設定され、第２ショットキーダイオー
ド１２０ｂを通してトランジスタ１１４のエミッタへ選
択して加えることができる第２スイッチング電流ＩSW2
を提供する手段が設けられている。第２スイッチング電
流ＩSW2 はＩBIASおよびＩSW1 と同じ接続点へ加えら
れ、トランジスタ１１４のエミッタ入力において前から
存在する電流に加算される。ＩSW1 の場合と同様に、第
２スイッチング電流ＩSW2 がショットキーダイオード１
２０ｂを通ってレーザダイオード５０へ流れないよう
に、トランジスタ１１８ｂのベース電位が設定される
と、第２スイッチング電流ＩSW2 はショットキーダイオ
ード１２２ｂおよびトランジスタ１１８ｂを通してアー
スへ分流される。
レベル制御に適した本発明に係る駆動回路の関連部分を
示す。図２において、同じ参照番号は図１と同じ構成要
素を示す。図から判るように、バイアス電流ＩBIASは抵
抗１１２によって直接トランジスタ１１４のエミッタへ
供給され、第１スイッチング電流ＩSW1 は必要なときシ
ョットキーダイオード１２０ａを通してトランジスタ１
１４のエミッタへ選択して加えることができる。第１ス
イッチング電流ＩSW1 がショットキーダイオード１２０
ａを通ってレーザダイオード５０へ流れないように、ト
ランジスタ１１８ａのベース電位が下げられると、第１
スイッチング電流ＩSW1 はショットキーダイオード１２
２ａとトランジスタ１１８ａを通してアースへ分流され
る。図１に含まれている上記の構成要素のほかに、抵抗
１１０ｂによって設定され、第２ショットキーダイオー
ド１２０ｂを通してトランジスタ１１４のエミッタへ選
択して加えることができる第２スイッチング電流ＩSW2
を提供する手段が設けられている。第２スイッチング電
流ＩSW2 はＩBIASおよびＩSW1 と同じ接続点へ加えら
れ、トランジスタ１１４のエミッタ入力において前から
存在する電流に加算される。ＩSW1 の場合と同様に、第
２スイッチング電流ＩSW2 がショットキーダイオード１
２０ｂを通ってレーザダイオード５０へ流れないよう
に、トランジスタ１１８ｂのベース電位が設定される
と、第２スイッチング電流ＩSW2 はショットキーダイオ
ード１２２ｂおよびトランジスタ１１８ｂを通してアー
スへ分流される。
【００１６】このやり方で、駆動トランジスタ１１４と
接地トランジスタ１１８ａ，１１８ｂを動作させる制御
装置を用いて、任意のバイアス電流ＩBIASと２つの別個
の電流ＩSW1 とＩSW2 を加え、各画素において２つの所
定の電荷レベルの一方のレーザまで感光体を放電させる
ことができる。スイッチング電流ＩSW1 またはＩSW2は
等しくても、等しくなくてもよい。第１スイッチング電
流がレーザダイオード５０の低パワーレージング状態を
励起し、第２スイッチング電流がレーザダイオード５０
の高ハワーレージング状態を励起するように、ＩSW1 ま
たはＩSW2 は独立に動作させることができる。代わり
に、レーザダイオード５０の低パワーレージング状態を
励起させるため第１スイッチング電流を加え、必要なと
きレーザダイオード５０の高パワーレージング状態を励
起させるため第２スイッチング電流を第１スイッチング
電流に組合わせてもよい。
接地トランジスタ１１８ａ，１１８ｂを動作させる制御
装置を用いて、任意のバイアス電流ＩBIASと２つの別個
の電流ＩSW1 とＩSW2 を加え、各画素において２つの所
定の電荷レベルの一方のレーザまで感光体を放電させる
ことができる。スイッチング電流ＩSW1 またはＩSW2は
等しくても、等しくなくてもよい。第１スイッチング電
流がレーザダイオード５０の低パワーレージング状態を
励起し、第２スイッチング電流がレーザダイオード５０
の高ハワーレージング状態を励起するように、ＩSW1 ま
たはＩSW2 は独立に動作させることができる。代わり
に、レーザダイオード５０の低パワーレージング状態を
励起させるため第１スイッチング電流を加え、必要なと
きレーザダイオード５０の高パワーレージング状態を励
起させるため第２スイッチング電流を第１スイッチング
電流に組合わせてもよい。
【００１７】図１および図２の両回路構成を参照するこ
とにより、電子技術に詳しい専門家は、もし比較的高い
コレクタ電流ゲインのエンベロープの範囲内で動作する
ようにトランジスタを強制すれば、ベース接地形態で動
作しているトランジスタ１１４の入力接続点における電
流の加算が本質的に線形であることを理解されるであろ
う。しかし、トランジスタ１１４のエミッタからベース
の順方向電圧降下は正味エミッタ電流の関数として多少
変化するので、抵抗１１０および１１２によってエミッ
タノードへ手渡される個々の電流は相互に完全に独立し
ていない。この相互作用は１〜２％程度に過ぎないの
で、回路１０２の電流制御入力を調整することにより容
易に補償される。２つの平均レーザビームパワーレベル
を監視し、絶えず調整するフィードバックループと組み
合わせて本発明を使用するレーザ制御装置は、電流の相
互作用を同様にうまく自動的に補償するであろう。
とにより、電子技術に詳しい専門家は、もし比較的高い
コレクタ電流ゲインのエンベロープの範囲内で動作する
ようにトランジスタを強制すれば、ベース接地形態で動
作しているトランジスタ１１４の入力接続点における電
流の加算が本質的に線形であることを理解されるであろ
う。しかし、トランジスタ１１４のエミッタからベース
の順方向電圧降下は正味エミッタ電流の関数として多少
変化するので、抵抗１１０および１１２によってエミッ
タノードへ手渡される個々の電流は相互に完全に独立し
ていない。この相互作用は１〜２％程度に過ぎないの
で、回路１０２の電流制御入力を調整することにより容
易に補償される。２つの平均レーザビームパワーレベル
を監視し、絶えず調整するフィードバックループと組み
合わせて本発明を使用するレーザ制御装置は、電流の相
互作用を同様にうまく自動的に補償するであろう。
【００１８】上記の実施例において、アースへの電流経
路にショットキーダイオード１２２を組み入れることに
よる利点は、回路対称性を与えることによって標準論理
入力とのインタフェースが簡単化されることと、対称的
設計がすぐれた差動温度補償を行うことである。しか
し、これらの事項が重要でない応用においては、トラン
ジスタ１１８を介してアースへの電流経路を提供する図
１および図２の追加のショットキーダイオード１２２を
省くことができ、この場合にも、動的回路性能を損なう
ことはない。
路にショットキーダイオード１２２を組み入れることに
よる利点は、回路対称性を与えることによって標準論理
入力とのインタフェースが簡単化されることと、対称的
設計がすぐれた差動温度補償を行うことである。しか
し、これらの事項が重要でない応用においては、トラン
ジスタ１１８を介してアースへの電流経路を提供する図
１および図２の追加のショットキーダイオード１２２を
省くことができ、この場合にも、動的回路性能を損なう
ことはない。
【００１９】以上、電子写真式プリンタ用のラスタ出力
スキャナにおいて書込みビームを生成する特定の応用に
ついて本発明を説明したが、レーザダイオードの高速変
調の基本的原理は、さらに、多くの応用たとえば磁気デ
ィスクの書込みまたは光ファィバ通信に適用することが
できる。
スキャナにおいて書込みビームを生成する特定の応用に
ついて本発明を説明したが、レーザダイオードの高速変
調の基本的原理は、さらに、多くの応用たとえば磁気デ
ィスクの書込みまたは光ファィバ通信に適用することが
できる。
【図１】本発明に係る駆動回路の一実施例の略図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る駆動回路の別の実施例の略図であ
る。
る。
１０ レーザ装置 ５０ レーザダイオード １００ 本発明の駆動回路 １０２ 駆動回路の一部分 １０４，１０６ エミッタホロワトランジスタ １０５，１０７ 抵抗 １１０ 抵抗 １１２ 抵抗 １１４ トランジスタ（駆動スイッチ） １１６ 抵抗 １１８ トランジスタ（接地スイッチ） １２０，１２２ ショットキーダイオード １３０ ゲート（ビデオセレクタ）
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザダイオードに電圧を印加して変調
したレーザビームを出力させる駆動回路において、 レーザダイオードに接続された出力と、入力と、付勢時
入力と出力とを接続するベースとを有する駆動スイッチ
と；アースに接続された出力と、入力と、付勢時入力と
出力とを接続するベースを有する接地スイッチと；前記
駆動スイッチの入力と前記接地スイッチの入力とに接続
されていて、レーザダイオードのレージング電圧より低
い電圧を与えるバイアス電圧源と；前記駆動スイッチの
入力と前記接地スイッチの入力とに接続されていて、前
記バイアス電圧源の電圧が組合わさるとレーザダイオー
ドのレージング電圧より大きな電圧を与えるスイッチン
グ電圧源と；前記駆動スイッチのベースと前記接地スイ
ッチのベースの一方を選択して付勢させるビデオセレク
タとを備えていることを特徴とする駆動回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の駆動回路において、さ
らに、前記スイッチング電圧源と前記駆動スイッチの入
力との間に配置されたショットキーダイオードを備えて
いることを特徴とする駆動回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の駆動回路において、さ
らに、 アースに接続された出力と、入力と、付勢時入力と出力
とを接続するベースを有する第２接地スイッチと；前記
駆動スイッチの入力と前記第２接地スイッチの入力とに
接続されていて、前記バイアス電圧源の電圧が組合わさ
るとレーザダイオードのレージング電圧より大きな電圧
を与える第２スイッチング電圧源と；を備え、 さらに、前記ビデオセレクタは前記第２接地スイッチを
付勢するように構成されていることを特徴とする駆動回
路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/426501 | 1995-04-21 | ||
| US08/426,501 US5651017A (en) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | Drive circuit for high-speed modulation of a laser diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321653A true JPH08321653A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=23691049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8092086A Withdrawn JPH08321653A (ja) | 1995-04-21 | 1996-04-15 | レーザダイオードの駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5651017A (ja) |
| JP (1) | JPH08321653A (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724088A (en) * | 1996-03-27 | 1998-03-03 | Xerox Corporation | High-speed, reflex-controlled laser circuit for an electrophotographic printer |
| JPH1093170A (ja) * | 1996-09-10 | 1998-04-10 | Fuji Xerox Co Ltd | レーザダイオード駆動回路、レーザダイオード駆動用半導体集積回路、および画像記録装置 |
| US5764667A (en) * | 1996-12-09 | 1998-06-09 | Hewlett-Packard Company | Current steering circuit |
| JP2962263B2 (ja) * | 1997-02-13 | 1999-10-12 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ駆動回路 |
| US6018538A (en) * | 1997-06-18 | 2000-01-25 | Lucent Technologies Inc. | High speed non-biased semiconductor laser dione driver for high speed digital communication |
| US6002699A (en) * | 1998-02-27 | 1999-12-14 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor laser drive circuit |
| US6157400A (en) * | 1998-12-15 | 2000-12-05 | Xerox Corporation | Method and apparatus for controlling a pixel clock in a rotating polygon type image forming apparatus |
| US6278476B1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-08-21 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus in which a laser beam is applied from a semiconductor laser to scan an image carrier, and method of controlling the apparatus |
| US6351277B1 (en) | 2000-10-06 | 2002-02-26 | Xerox Corporation | Direct digital synthesis pixel clock generator |
| DE10065838C2 (de) * | 2000-12-29 | 2003-06-26 | Infineon Technologies Ag | Elektronische Treiberschaltung für einen direkt modulierten Halbleiterlaser |
| US6917639B2 (en) * | 2001-08-09 | 2005-07-12 | Ricoh Company, Ltd. | Laser driver circuit |
| US6941080B2 (en) | 2002-07-15 | 2005-09-06 | Triquint Technology Holding Co. | Method and apparatus for directly modulating a laser diode using multi-stage driver circuitry |
| US7649544B2 (en) * | 2005-03-25 | 2010-01-19 | Xerox Corporation | Method and system for improved raster output scan control in an electrophotographic system |
| JP2006264233A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Noritsu Koki Co Ltd | 画像形成装置 |
| US7403215B2 (en) * | 2006-08-22 | 2008-07-22 | Lexmark International, Inc. | Current driver and power control for electrophotographic devices |
| US7643525B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-01-05 | Lexmark International, Inc. | Current driver and power control for electrophotographic devices |
| US9305237B2 (en) | 2011-11-04 | 2016-04-05 | Polestar Technologies, Inc. | Methods and systems for detection and identification of concealed materials |
| US10971893B2 (en) | 2017-02-01 | 2021-04-06 | Hp Indigo B.V. | Laser units |
| CN115102624A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-23 | 南京美辰微电子有限公司 | 一种激光驱动器端口匹配网络 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4685097A (en) * | 1985-07-25 | 1987-08-04 | Laser Magnetic Storage International Company | Power control system for a semiconductor laser |
| NL8701986A (nl) * | 1987-08-25 | 1989-03-16 | Oce Nederland Bv | Besturingsschakeling voor een laserprinter. |
| JP2926764B2 (ja) * | 1989-07-17 | 1999-07-28 | ミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
| JPH03143645A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-19 | Toshiba Corp | 画像形成装置 |
-
1995
- 1995-04-21 US US08/426,501 patent/US5651017A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-04-15 JP JP8092086A patent/JPH08321653A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5651017A (en) | 1997-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |