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JPH0738478B2 - Semiconductor laser drive device - Google Patents
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JPH0738478B2 - Semiconductor laser drive device - Google Patents

Semiconductor laser drive device

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JPH0738478B2
JPH0738478B2 JP7925186A JP7925186A JPH0738478B2 JP H0738478 B2 JPH0738478 B2 JP H0738478B2 JP 7925186 A JP7925186 A JP 7925186A JP 7925186 A JP7925186 A JP 7925186A JP H0738478 B2 JPH0738478 B2 JP H0738478B2
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幸一 奥田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザ駆動装置に係り、特にバイア
ス電流を印加するレーザの駆動装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser driving device, and more particularly to a laser driving device that applies a bias current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体レーザの周波数特性向上のために非発光時
にもバイアス電流を印加する方法がとられることは良く
知られている。またレーザが連続して点灯された時とパ
ルス状に点灯されたときとで、熱履歴によって光量が異
なってしまう現象、いわゆる熱特性を改善する意味から
もバイアス電流を印加するのが望ましい。そして、その
効果を大きいものとならしめるためには、できるだけ発
光しきい値近傍のバイアス電流を印加するのが望まし
い。
Conventionally, it is well known that a method of applying a bias current even when light is not emitted is used to improve the frequency characteristics of a semiconductor laser. In addition, it is desirable to apply the bias current from the viewpoint of improving the so-called thermal characteristics, which is a phenomenon in which the amount of light differs depending on the thermal history when the laser is continuously turned on and when it is turned on in a pulsed manner. Then, in order to maximize the effect, it is desirable to apply a bias current as close to the light emission threshold value as possible.

このような従来のバイアス電流駆動装置には第4図に示
すものが提案されている。
As such a conventional bias current driver, the one shown in FIG. 4 has been proposed.

第4図は従来のバイアス電流制御装置の一例を説明する
回路図である。以下、構造ならびに動作について説明す
る。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional bias current control device. The structure and operation will be described below.

端子31にバイアス電流を印加するための信号BIASが入力
すると、抵抗器32で決定されるバイアス電流が半導体レ
ーザ33に印加される。その上で、レーザ点灯させるレー
ザオン信号LONが端子34に入力すると、抵抗器35で決定
される発光のための電流がバイアス電流に加算されて半
導体レーザ33に入力され、半導体レーザ33が発光を開始
する。
When the signal BIAS for applying the bias current is input to the terminal 31, the bias current determined by the resistor 32 is applied to the semiconductor laser 33. Then, when the laser-on signal LON for turning on the laser is input to the terminal 34, the current for light emission determined by the resistor 35 is added to the bias current and input to the semiconductor laser 33, and the semiconductor laser 33 starts emitting light. To do.

ところで、半導体レーザ33は周囲の温度によって発光開
始の電流値、すなわち、スレッショルド電流が変わるこ
ともよく知られている。従って、第4図に示すような固
定電流でバイアスを印加するためには、半導体レーザ33
を一定温度に制御するか、あるいは半導体レーザ33の温
度を検出して自動的にバイアス電流値を制御しなければ
ならない。しかし、半導体レーザ33のスレッショルド電
流は個々に異なるため、各々の半導体レーザ33ごとにバ
イアス値を調整する必要がある。また半導体レーザ33の
温度を検知して自動的にバイアス電流値を制御する方法
では、レーザの初期特性と経時変化等による効率低下し
た時の特性とが異なるため、バイアス電流の印加による
熱特性改善の効果は経時変化とともに弱まってしまう。
By the way, it is well known that the semiconductor laser 33 has a current value for starting light emission, that is, a threshold current, which changes depending on the ambient temperature. Therefore, in order to apply a bias with a fixed current as shown in FIG.
Must be controlled to a constant temperature, or the temperature of the semiconductor laser 33 must be detected to automatically control the bias current value. However, since the threshold currents of the semiconductor lasers 33 are different, it is necessary to adjust the bias value for each semiconductor laser 33. In addition, in the method of automatically controlling the bias current value by detecting the temperature of the semiconductor laser 33, the initial characteristics of the laser and the characteristics when the efficiency is lowered due to changes over time, etc. are different, so the thermal characteristics are improved by applying the bias current. The effect of will weaken over time.

その欠点を改善するものとして、半導体レーザ33の発光
光量をモニタして、その発光光量をサンプルホールドす
る提案もなされている。
In order to improve the drawback, it has been proposed to monitor the emitted light amount of the semiconductor laser 33 and sample-hold the emitted light amount.

第5図は従来の発光光量をモニタするためのサンプルホ
ールド回路を説明するブロック図である。以下、構造な
らびに動作について説明する。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a conventional sample and hold circuit for monitoring the amount of emitted light. The structure and operation will be described below.

半導体レーザ33からの発光光量はフォトダイオード等で
構成される光センサ41によってモニタされる。モニタさ
れた発光光量はローレベル光量時は、ローレベルサンプ
ルホールド回路42によってサンプルホールドされ、動作
光量あるハイレベル光量時には、ハイレベルサンプルホ
ールド回路43によってサンプルホールドされる。ローレ
ベルサンプルホールドされた光量値は基準光量値と比較
され、所定のローレベル光量になるようにバイアス定電
流源44によって駆動される。一方、制御回路45によって
ハイレベル発光が指示されると、レーザ点灯切換スイッ
チ回路(SW)46がバイアス定電流駆動に加えて発光定電
流源47による電流が半導体レーザ33に加算されるように
動作する。このとき、発光定電流源47はハイレベルサン
プルホールド回路43でサンプルホールドされた光量値と
所定のハイレベル基準光量値とを比較し、所定のハイレ
ベル光量になるように制御する。サンプリングタイミン
グ制御回路48は制御回路45によってローレベル,ハイレ
ベルの光量制御のタイミングに従ってサンプルホールド
を行うタイミングをコントロールする。
The amount of light emitted from the semiconductor laser 33 is monitored by an optical sensor 41 composed of a photodiode or the like. The monitored amount of emitted light is sampled and held by the low level sample and hold circuit 42 when the amount of light is low level, and is sampled and held by the high level sample and hold circuit 43 when the amount of operating light is high. The low-level sample-and-hold light amount value is compared with the reference light amount value, and is driven by the bias constant current source 44 so as to have a predetermined low-level light amount. On the other hand, when high-level light emission is instructed by the control circuit 45, the laser lighting changeover switch circuit (SW) 46 operates so that the current from the light emission constant current source 47 is added to the semiconductor laser 33 in addition to the bias constant current drive. To do. At this time, the light emitting constant current source 47 compares the light quantity value sampled and held by the high level sample and hold circuit 43 with a predetermined high level reference light quantity value, and controls so as to obtain a predetermined high level light quantity. The sampling timing control circuit 48 controls the timing for performing sample hold according to the timing of the low level and high level light amount control by the control circuit 45.

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、第5図に示されるようにモニタ光量をサンプ
ルホールドすることでバイアス電流値を制御する方法で
は、ローレベル光量を完全に「0」にすることができな
い。従って、ハイ/ローのレーザ駆動を行う場合には、
それでも構わないが、ローレベルの光量が問題となるレ
ーザ駆動、例えば電子写真方式によるレーザビームプリ
ンタ等に用いる場合に、ローレベル光量はできる限り少
ないほうが望ましい。何故なら、記録部分にレーザ照射
を行うイメージ露光方式では、ローレベル光量はカブリ
の原因となるし、記録を行わない部分にレーザ照射を行
うバックグラウンド露光の場合には、暗部が充分にとれ
ずコントラストの低い画像となってしまう問題点を有し
ていた。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the method of controlling the bias current value by sample-holding the monitor light amount as shown in FIG. 5, it is possible to completely set the low-level light amount to “0”. Can not. Therefore, when performing high / low laser drive,
However, the low-level light amount is preferably as small as possible when used in a laser drive in which a low-level light amount is a problem, for example, in an electrophotographic laser beam printer. This is because in the image exposure method in which the laser irradiation is applied to the recorded area, the low level light amount causes fog, and in the case of the background exposure in which the laser irradiation is applied to the non-recorded area, the dark area cannot be sufficiently removed. There was a problem that an image with low contrast was obtained.

また第5図に示した例では、規定のローレベル光量,ハ
イレベル光量を得るのにサンプルホールドした光量と基
準レベルとを比較して差分増幅を行うため、電流と光量
の関係、すなわち、スロープ効率が一定な場合はよい
が、温度,経時変化等でスロープ効率が変わってしまう
と、発光光量制御がレーザの温度,経時変化によりばら
つくため、充分満足の行く制御を行えない問題点があっ
た。さらに、第6図に示すように、スレッショルド電流
の近傍ではレーザ発振に至らないものの自然発光(いわ
ゆるLEDモード)が生じており、光学系の構成によって
はこの自然発光による光が消光比を悪くする要因となっ
ていた。このため、第6図に示す実線の特性を有する半
導体レーザ33と点線で示す特性を有する半導体レーザ33
とを比較すると、実線で示す特性を有する半導体レーザ
33の方がスレッショルド電流レベルが大きいのでより自
然発光し易くなり、消光比を大幅に悪化させてしまう等
の問題点を有していた。なお、第6図において、縦軸は
レーザ発光パワーを示し、横軸はレーザ印加電流値を示
す。
Further, in the example shown in FIG. 5, since the differential amplification is performed by comparing the sampled and held light quantity with the reference level in order to obtain the specified low level light quantity and high level light quantity, the relationship between the current and the light quantity, that is, the slope. It is good if the efficiency is constant, but if the slope efficiency changes due to changes in temperature, aging, etc., the emission light amount control will vary depending on the temperature and aging of the laser, and there is a problem that satisfactory control cannot be performed. . Further, as shown in FIG. 6, spontaneous light emission (so-called LED mode) occurs even though laser oscillation does not occur in the vicinity of the threshold current, and depending on the configuration of the optical system, the light due to this natural emission deteriorates the extinction ratio. It was a factor. Therefore, the semiconductor laser 33 having the characteristics shown by the solid line in FIG. 6 and the semiconductor laser 33 having the characteristics shown by the dotted line are shown.
When compared with, a semiconductor laser having the characteristics shown by the solid line
Since 33 has a larger threshold current level, it has a problem that it is more likely to spontaneously emit light and the extinction ratio is significantly deteriorated. In FIG. 6, the vertical axis represents the laser emission power and the horizontal axis represents the laser applied current value.

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、しきい値近傍でレーザ発振しない程度のバイアス
電流を半導体レーザに印加することにより、周波数特性
および熱特性を改善して、消光比に優れたレーザ発光を
行える半導体レーザ駆動装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and improves the frequency characteristic and the thermal characteristic by applying a bias current to the semiconductor laser to the extent that laser oscillation does not occur in the vicinity of the threshold value, thereby extinguishing light. An object of the present invention is to obtain a semiconductor laser driving device capable of emitting laser light with excellent ratio.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ
にバイアス電流を段階的に印加したときに検知手段から
出力される第1および第2の発光光量およびそれに対応
する第1および第2のバイアス電流に基づいてスレッシ
ュホールドバイアス電流値を演算するスレッシュホール
ドバイアス電流演算手段と、このスレッシュホールドバ
イアス電流演算手段が演算したスレッシュホールドバイ
アス電流値に基づいて半導体レーザの消光時に印加する
バイアス電流を制御する電流制御手段とを設けたもので
ある。
The semiconductor laser driving device according to the present invention provides the first and second emitted light amounts and the first and second bias currents corresponding to the first and second emitted light amounts output from the detection means when the bias current is applied to the semiconductor laser stepwise. Threshold bias current calculating means for calculating the threshold bias current value based on the threshold bias current value, and current control for controlling the bias current applied when the semiconductor laser is extinguished based on the threshold bias current value calculated by the threshold bias current calculating means. And means are provided.

〔作用〕[Action]

この発明においては、スレッシュホールドバイアス電流
演算手段は半導体レーザにバイアス電流を段階的に可変
して印加し、そのとき検知手段から得られる第1および
第2の発光光量およびそれに対応する第1および第2の
バイアス電流に基づいて半導体レーザに印加するスレッ
シュホールドバイアス電流値を演算する。そして、この
スレッシュホールドバイアス電流値に基づいて電流制御
手段が半導体レーザの消光時に印加するバイアス電流を
制御する。
In the present invention, the threshold bias current calculation means applies the bias current to the semiconductor laser in a stepwise manner, and at that time, the first and second emitted light amounts obtained from the detection means and the corresponding first and second emitted light quantities. The threshold bias current value applied to the semiconductor laser is calculated based on the bias current of 2. Then, the current control means controls the bias current applied when the semiconductor laser is extinguished, based on the threshold bias current value.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザ駆動装
置の構成を説明する図であり、1は半導体レーザで、一
方でバイアス定電流回路2に接続されるとともに、他方
でレーザ点灯信号によって導通が切り換えられるスイッ
チング回路3を通して発光定電流回路4に接続されてい
る。5は例えばCPUで構成される制御部で、バイアス電
流および発光電流を制御するためのデータをマルチプレ
クサ(MPX)6を介して、バイアス電流のためのラッチ
7および発光電流のためのラッチ8へ送る。マルチプレ
クサ6は制御部5からのデータをバイアス電流制御の場
合はラッチ7へ切り換えて転送させ、発光電流制御の場
合はラッチ8へ切り換えて転送させる。制御部5はこの
発明のスレッシュホールドバイアス電流演算手段を兼ね
ている。9,10はD/A変換器(D/A)で、D/A変換器9はラ
ッチ7にホールドされたディジタルデータをアナログデ
ータに変換し、D/A変換器10はラッチ8にホールドされ
たディジタルデータをアナログデータに変換して、バイ
アス定電流回路2,発光定電流回路4の出力制御を行うデ
ータとして供給する。11は光センサで、半導体レーザ1
によって発光されたレーザビームの光量をモニタする。
12はボリュームで、半導体レーザ1から所定の光量を出
力するときに、光センサ11から所定のモニタ出力が得ら
れるように調整する。13は増幅回路で、光センサ11の出
力を増幅して制御部5にモニタ出力を送出する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a semiconductor laser driving device showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is a semiconductor laser, which is connected to a bias constant current circuit 2 on the one hand, and by a laser lighting signal on the other hand. It is connected to the light emission constant current circuit 4 through a switching circuit 3 whose conduction is switched. Reference numeral 5 denotes a control unit composed of, for example, a CPU, which sends data for controlling the bias current and the emission current to a latch 7 for the bias current and a latch 8 for the emission current via a multiplexer (MPX) 6. . The multiplexer 6 switches and transfers the data from the control unit 5 to the latch 7 in the case of bias current control and to the latch 8 in the case of light emission current control. The control section 5 also serves as the threshold bias current calculation means of the present invention. 9 and 10 are D / A converters (D / A), the D / A converter 9 converts the digital data held in the latch 7 into analog data, and the D / A converter 10 is held in the latch 8. The converted digital data is converted into analog data and supplied as data for controlling the output of the bias constant current circuit 2 and the light emission constant current circuit 4. 11 is an optical sensor, a semiconductor laser 1
The amount of light of the laser beam emitted by is monitored.
Reference numeral 12 denotes a volume, which is adjusted so that a predetermined monitor output can be obtained from the optical sensor 11 when the semiconductor laser 1 outputs a predetermined amount of light. An amplifier circuit 13 amplifies the output of the optical sensor 11 and sends a monitor output to the control unit 5.

次に第1図をレーザビームプリンタに適用した場合の動
作について第2図を参照しながら説明する。
Next, the operation when FIG. 1 is applied to a laser beam printer will be described with reference to FIG.

第2図はレーザ印加電流とレーザ発光パワーとの関係を
示すスロープ効率特性図であり、縦軸はレーザ発光パワ
ーを示し、横軸はレーザ印加電流値である。
FIG. 2 is a slope efficiency characteristic diagram showing the relationship between laser applied current and laser emission power, where the vertical axis represents laser emission power and the horizontal axis represents laser applied current value.

まず、プリント準備指令が外部からなされると、制御部
5はマルチプレクサ6,ラッチ7,D/A変換器9へとバイア
ス電流を増加させるためのデータを送る。半導体レーザ
1の発光量が所定の第1発光レベルP1になると、制御部
5はその時のバイアス電流制御データ値I1を内部メモリ
に記憶させるとともに、さらに発光量を増加させ第2発
光レベルP2までバイアス電流値を増加させ、第2光発光
レベルP2に到達した時点のバイアス電流制御データI2
内部メモリに記憶させる。次いで、制御部5は一旦バイ
アス電流制御をオフし、ラッチ7のデータをリセットす
る。次に制御部5は第1発光レベルP1に対するバイアス
電流制御データ値I1と第2発光レベルP2に対するバイア
ス電流制御データI2とから半導体レーザ1のスレッショ
ルド電流値(スレッシュホールドバイアス電流値)Ith
および非発光バイアス電流値IBIASを下記第(1)式お
よび第(2)式に基づいて求める。
First, when a print preparation command is issued from the outside, the control unit 5 sends data for increasing the bias current to the multiplexer 6, the latch 7 and the D / A converter 9. When the light emission amount of the semiconductor laser 1 reaches the predetermined first light emission level P 1 , the control unit 5 stores the bias current control data value I 1 at that time in the internal memory and further increases the light emission amount to the second light emission level P 1. The bias current value is increased to 2 and the bias current control data I 2 at the time when the second light emission level P 2 is reached is stored in the internal memory. Next, the control unit 5 once turns off the bias current control and resets the data in the latch 7. Next, the control unit 5 is a bias current control data values I 1 and the bias current control data I 2 Metropolitan threshold current value of semiconductor laser 1 from the relative second light emission level P 2 with respect to the first light emission level P 1 (threshold bias current value) Ith
And the non-emission bias current value I BIAS is calculated based on the following equations (1) and (2).

ところが、上記第(1)式から得られるスレッショルド
電流値Ithを半導体レーザ1に印加しても、半導体レー
ザ1は充分に消光されずに第2図に示すように光量Pth
の光を発光することが経験的に判明している。そこで、
この発光により画像ムラが発生する恐れがあるので、こ
の実施例においては、非発光バイアス電流値IBIASを下
記第(2)式に基づいて制御部5が求める。
However, even if the threshold current value Ith obtained from the above equation (1) is applied to the semiconductor laser 1, the semiconductor laser 1 is not sufficiently extinguished, and the light quantity Pth as shown in FIG.
It has been empirically known to emit light. Therefore,
Since image unevenness may occur due to this light emission, in this embodiment, the control unit 5 determines the non-emission bias current value I BIAS based on the following equation (2).

IBIAS=Ith×α ……(2) ただし、αは0と1の間の数値であり、この実施例にお
いては、0.8としている。何故ならば数値αが0に近い
値であると消光性は向上するが、熱特性,周波数特性が
悪化し、αが1に近いと熱特性,周波数特性は良化する
が消光性が低下してしまうからであり、0.7≦α≦0.85
から選択するのが望ましい。
I BIAS = Ith × α (2) However, α is a numerical value between 0 and 1, and is 0.8 in this embodiment. When the numerical value α is close to 0, the extinction property is improved, but the thermal characteristics and frequency characteristics are deteriorated. When the numerical value α is close to 1, the thermal characteristics and frequency characteristics are improved but the extinction property is deteriorated. 0.7 ≦ α ≦ 0.85
It is desirable to select from.

制御部5が非発光バイアス電流値IBIASを第(2)式に
基づいて演算すると、非発光バイアス電流値IBIASをラ
ッチ7に送り、非発光バイアス電流値IBIASが半導体レ
ーザ1に印加する。制御部5は所定の発光光量が得られ
るまで、発光電流を増加させるためのデータをラッチ8
に送る。すなわち、バイアス定電流回路2によるバイア
ス電流に加算されて発光定電流回路4の電流が半導体レ
ーザ1に印加される。加算された電流によって所定の光
量に半導体レーザ1が発光すると、制御部5はデータの
転送を停止し、その値をラッチ8にホールドし、レーザ
オフ信号をスイッチング回路3に指令する。これによ
り、半導体レーザ1には非発光バイアス電流値IBIAS
けが印加されプリント可能状態となる。以上の動作によ
りプリント開始可能状態となり、以後プリント信号に基
づいてレーザオン信号LONが制御部5から発せられ、バ
イアス電流に発光電流が加算された電流に基づいて半導
体レーザ1が入力されるプリント信号に応じて発光す
る。なお、上記実施例ではバイアス電流おび発光電流の
制御を各ページ間で行うようにしているが、半導体レー
ザ1の温度変化が少ない場合は、バイアス電流の制御を
プリント開始時期だけ、あるいは数ページに1回行い、
発光電流の制御を各ページ間で行うようにしてもよい。
When the control unit 5 calculates the non-light emission bias current I BIAS, based on the equation (2), sends a non-light emission bias current I BIAS to the latch 7, the non-light emission bias current I BIAS is applied to the semiconductor laser 1 . The control unit 5 latches the data for increasing the light emission current until the predetermined light emission amount is obtained.
Send to. That is, the current of the light emitting constant current circuit 4 is added to the bias current of the bias constant current circuit 2 and applied to the semiconductor laser 1. When the semiconductor laser 1 emits a predetermined amount of light by the added current, the control unit 5 stops the data transfer, holds the value in the latch 8, and issues a laser off signal to the switching circuit 3. As a result, only the non-emission bias current value I BIAS is applied to the semiconductor laser 1 and the semiconductor laser 1 becomes ready for printing. With the above operation, the printing can be started, and thereafter, the laser ON signal LON is issued from the control unit 5 based on the print signal, and the semiconductor laser 1 is input to the print signal based on the current obtained by adding the emission current to the bias current. It emits light in response. In the above embodiment, the bias current and the light emission current are controlled between each page, but when the temperature change of the semiconductor laser 1 is small, the bias current is controlled only at the print start time or on several pages. Done once,
The emission current may be controlled between pages.

第3図はこの発明の他の実施例を示すレーザ駆動制御装
置の構成を説明するブロック図である。なお、第1図に
示した発光定電流回路4,バイアス定電流回路2,スイッチ
ング回路3は同一なので省略してある。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of a laser drive control device showing another embodiment of the present invention. The light emission constant current circuit 4, the bias constant current circuit 2, and the switching circuit 3 shown in FIG.

この図において、21はCPUで、入力されるプリント準備
指令に応じてアップダウンカウンタ(UDカウンタ)22に
アップカウントするようにカウント信号E1をHIGHレベル
に設定する。UDカウンタ22はカウント信号E1がLOWレベ
ルになると、ダウンカウンタとして機能する。UDカウン
タ22はCPU21から送出されるイネーブル信号E2によりチ
ップイネーブルになってクロック信号CK1のカウントを
開始するとともに、リセット信号R1によりリセットされ
る。23はカウンタ(CNT)で、イネーブル信号E3により
チップイネーブルとなり、クロック信号CK1のカウント
を開始するとともに、リセット信号R2によりリセットさ
れる。24はD/A変換器(D/A)で、UDカウンタ22により決
定されたバイアス電流データをアナログバイアス電流値
AD1に変換してバイアス定電流回路2に供給する。25はD
/A変換器(D/A)で、カウンタ23がカウントした発光電
流値に対応するカウント値をアナログ発光電流値AD2に
変換し、発光定電流回路4に供給する。
In this figure, reference numeral 21 denotes a CPU, which sets a count signal E1 to a high level so that an up / down counter (UD counter) 22 counts up in response to an input print preparation command. The UD counter 22 functions as a down counter when the count signal E1 goes low. The UD counter 22 is chip-enabled by the enable signal E2 sent from the CPU 21, starts counting the clock signal CK1, and is reset by the reset signal R1. Reference numeral 23 denotes a counter (CNT), which is chip enable by the enable signal E3, starts counting the clock signal CK1, and is reset by the reset signal R2. 24 is a D / A converter (D / A) that converts the bias current data determined by the UD counter 22 into an analog bias current value.
It is converted into AD1 and supplied to the bias constant current circuit 2. 25 is D
The / A converter (D / A) converts the count value corresponding to the light emission current value counted by the counter 23 into an analog light emission current value AD2, and supplies the analog light emission current value 4 to the light emission constant current circuit 4.

プリント準備信号がCPU21に入力されると、CPU21はUDカ
ウンタ22にカウント信号E1(アップカウント指示)をHI
GHレベルにするとともに、イネーブル信号E2を送出す
る。これにより、UDカウンタ22は第1図に示した半導体
レーザ1の光量が第2図に示した第1光量レベルP1にな
るまでクロック信号CK1をカウントアップして行く。さ
らにUDカウンタ22は第2光量レベルP2までカウントアッ
プするが、第1光量レベルP1から第2光量レベルP2まで
のクロック数はCPU21がカウントしている。この実施例
では、第2光量レベルP2は第1光量レベルP1の2倍に設
定してあるので、第2光量レベルP2を検出し終えると、
CPU21はカウンタ22に送出していたカウント信号E1をLOW
レベルにし、ダウンカウントとして機能させるようにす
る。次いで、第1光量レベルP1から第2光量レベルP2
でカウントしたクロック数の倍のクロック数だけ第2光
量レベルP2からカウントダウンさせ、スレッショルド電
流値Ithを制御する。さらに、半導体レーザ1を非発光
状態にするために、ダウン量nのクロックダウンを行っ
た数値をバイアス電流IBIASを下記第(3)式に基づい
て制御する。
When the print preparation signal is input to the CPU 21, the CPU 21 sends the count signal E1 (up count instruction) to the UD counter 22 to HI.
At the same time as GH level, enable signal E2 is sent out. As a result, the UD counter 22 counts up the clock signal CK1 until the light quantity of the semiconductor laser 1 shown in FIG. 1 reaches the first light quantity level P 1 shown in FIG. Although further UD counter 22 counts up to the second light intensity level P 2, the number of clocks from the first light level P 1 to a second light level P 2 is CPU21 is counting. In this embodiment, the second light quantity level P 2 is set to be twice the first light quantity level P 1 , so when the second light quantity level P 2 is detected,
The CPU 21 sets the count signal E1 sent to the counter 22 to LOW
Set it to a level and let it function as a downcount. Then, the first light level P 1 only the second light intensity level P times the number of clocks of the clock number counted until 2 to count down from the second light level P 2, and controls the threshold current value Ith. Further, in order to bring the semiconductor laser 1 into the non-light emitting state, the value obtained by clocking down the down amount n is controlled by the bias current I BIAS based on the following expression (3).

IBIAS=Ith−ID ……(3) これは、第1図に示した実施例で説明したスレッショル
ド電流値Ithに値αを乗算することと同様の効果であ
り、D/A変換器24のビット数とバイアス電流の駆動レン
ジとにより異なるが、この実施例ではバイアス電流の駆
動レンジが100mAであって、D/A変換器24を8ビットで構
成したので、1ビット当りの電流変化量は0.39mAとな
る。そして、スレッショルド電流値Ithが50mA以下の場
合は、減量値IDが10mAとし、スレッショルド電流値Ith
が50を越えて70mA以下の場合は、減量値IDが15mAとし、
スレッショルド電流値Ithが70mAを越える場合は、減量
値IDが20mAとなるように制御している。この場合のしき
い値電流からのダウン量nはそれぞれ25,38,51となる。
このようにしてバイアス電流値が決まると、発光量制御
のためにCPU21がカウンタ23に対してイネーブル信号E3
を送出する。これに応じて、カウンタ23は所定の光量に
なるまでカウントアップし、カウンタ23からの出力はD/
A変換器25でアナログ発光電流値AD2に変換され、発光定
電流回路4へ供給される。このようにして、バイアス電
流値および発光電流値の制御が終了すると、プリント可
能状態となり、入力されるプリント信号に応じた発光が
行われる。
I BIAS = Ith−I D (3) This is the same effect as multiplying the threshold current value Ith described in the embodiment shown in FIG. 1 by the value α, and the D / A converter 24 Although it depends on the number of bits and the drive range of the bias current, the drive range of the bias current is 100 mA and the D / A converter 24 is composed of 8 bits in this embodiment. Is 0.39mA. Then, when the threshold current value Ith is 50 mA or less, the weight reduction value ID is set to 10 mA, and the threshold current value Ith
If the value exceeds 50 and is 70 mA or less, the weight reduction value ID is set to 15 mA,
When the threshold current value Ith exceeds 70 mA, the reduction value ID is controlled to be 20 mA. In this case, the down amounts n from the threshold current are 25, 38 and 51, respectively.
When the bias current value is determined in this way, the CPU 21 sends the enable signal E3 to the counter 23 to control the light emission amount.
Is sent. In response to this, the counter 23 counts up until the predetermined light amount is reached, and the output from the counter 23 is D /
The A converter 25 converts the analog light emission current value AD2 and supplies it to the light emission constant current circuit 4. When the control of the bias current value and the light emission current value is completed in this way, printing is enabled and light emission is performed according to the input print signal.

なお、上記実施例では、スレッショルド電流値IthをUD
カウンタ22のカウントダウンにより求める場合について
説明したが、UDカウンタ22とD/A変換器24との間に減算
回路を設けて、第2光量レベルP2までカウントアップし
たUDカウンタ22のカウント値から第1光量レベルP1から
第2光量レベルP2までのクロック数の2倍のクロック数
を減ずるとともに、さらに半導体レーザ1を非発光する
ためのnクロック減算を行うようにしてもよい。また第
2光量レベルを第1光量レベルの2倍としてカウントす
る場合について説明したが、整数倍の数値ならば構わな
い。
In the above embodiment, the threshold current value Ith is set to UD
The case where the count is obtained by counting down the counter 22 has been described. However, a subtracting circuit is provided between the UD counter 22 and the D / A converter 24, and the count value of the UD counter 22 counted up to the second light level P 2 together subtracted from 1 light level P1 the number of clocks twice the number of clocks to the second light intensity level P 2, it may be performed further n clock subtraction for non-emission of the semiconductor laser 1. Also, the case where the second light amount level is counted as twice the first light amount level has been described, but any numerical value that is an integral multiple may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明は半導体レーザにバイア
ス電流を段階的に印加したときに検知手段から出力され
る第1および第2の発光光量およびそれに対応する第1
および第2のバイアス電流に基づいてスレッシュホール
ドバイアス電流値を演算するスレッシュホールドバイア
ス電流演算手段と、このスレッシュホールドバイアス電
流演算手段が演算したスレッシュホールドバイアス電流
値に基づいて半導体レーザの消光時に印加するバイアス
電流を制御する電流制御手段とを設けたので、半導体レ
ーザが周囲の温度変化および耐久性劣化によりしきい値
電流値,スロープ効率等の特性が変化しても、常にしき
い値近傍のバイアス電流を半導体レーザに印加でき、周
波数特性および熱特性を大幅に改善できるとともに、常
に消光比に優れたレーザ発光を行える。またしきい値電
流の変動に基づいて半導体レーザに印加するバイアス電
流を可変することができるので、しきい値電流の変動に
伴なう消光比の低下を防止できる等の利点を有する。
As described above, according to the present invention, the first and second emitted light amounts output from the detection means when the bias current is applied stepwise to the semiconductor laser and the corresponding first light amounts.
And a threshold bias current calculation means for calculating a threshold bias current value based on the second bias current, and a threshold bias current calculation means for applying the threshold bias current value at the time of extinction of the semiconductor laser based on the calculated threshold bias current value. Since the current control means for controlling the bias current is provided, even if the characteristics such as the threshold current value and the slope efficiency of the semiconductor laser change due to ambient temperature change and durability deterioration, the bias near the threshold value is always maintained. A current can be applied to the semiconductor laser, frequency characteristics and thermal characteristics can be significantly improved, and laser light emission with an excellent extinction ratio can always be performed. Further, since the bias current applied to the semiconductor laser can be varied based on the variation of the threshold current, there is an advantage that the extinction ratio can be prevented from lowering due to the variation of the threshold current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザ駆動装
置の構成を説明する図、第2図はレーザ印加電流とレー
ザ発光パワーとの関係を示すスロープ効率特性図、第3
図はこの発明の他の実施例を示すレーザ駆動装置の構成
を説明するブロック図、第4図は従来のバイアス電流制
御装置の一例を説明する回路図、第5図は従来の発光光
量をモニタするためのサンプルホールド回路を説明する
ブロック図、第6図はレーザ印加電流とレーザ発光パワ
ーとの関係を示す特性図である。 図中、1は半導体レーザ、2はバイアス定電流回路、3
はスイッチング回路、4は発光定電流回路、5は制御
部、6はマルチプレクサ、7,8はラッチ、9,10はD/A変換
器、11は光センサ、12はボリュームである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a semiconductor laser driving device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a slope efficiency characteristic diagram showing the relationship between laser applied current and laser emission power, and FIG.
FIG. 4 is a block diagram for explaining the configuration of a laser driving device showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram for explaining an example of a conventional bias current control device, and FIG. 5 is a conventional emission light amount monitor. FIG. 6 is a block diagram for explaining a sample hold circuit for doing so, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the laser applied current and the laser emission power. In the figure, 1 is a semiconductor laser, 2 is a bias constant current circuit, 3
Is a switching circuit, 4 is a light emitting constant current circuit, 5 is a control unit, 6 is a multiplexer, 7 and 8 are latches, 9 and 10 are D / A converters, 11 is an optical sensor, and 12 is a volume.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 康正 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 奥田 幸一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡野 啓司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasumasa Otsuka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Koichi Okuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Keiji Okano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザから発光される光量を検知す
る検知手段からの出力に応じて前記半導体レーザに印加
するバイアス電流および発光電流を制御する半導体レー
ザ駆動装置において、前記半導体レーザにバイアス電流
を段階的に印加したときに前記検知手段から出力される
第1および第2の発光光量およびそれに対応する第1お
よび第2のバイアス電流に基づいてスレッシュホールド
バイアス電流値を演算するスレッシュホールドバイアス
電流演算手段と、このスレッシュホールドバイアス電流
演算手段が演算した前記スレッシュホールドバイアス電
流値に基づいて前記半導体レーザの消光時に印加するバ
イアス電流を制御する電流制御手段とを具備したことを
特徴とする半導体レーザ駆動装置。
1. A semiconductor laser drive device for controlling a bias current and a light emission current applied to the semiconductor laser according to an output from a detection means for detecting the amount of light emitted from the semiconductor laser, wherein a bias current is applied to the semiconductor laser. Threshold bias current calculation for calculating the threshold bias current value based on the first and second emitted light amounts output from the detection means and the corresponding first and second bias currents when applied stepwise. Means and a current control means for controlling a bias current applied when the semiconductor laser is extinguished based on the threshold bias current value calculated by the threshold bias current calculation means. apparatus.
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