(57)【要約】【課題】光応答性を低下することなく、バイアス電流補正時間を短くでき、リニアで安定したレーザパワーと安定した周波数特性を有する半導体レーザのバイアス電流設定方法を提供する。【解決手段】半導体レーザ、入力電圧により可変可能な電流を半導体レーザに供給する定電流回路、半導体レーザのレーザパワーをアナログ信号に変換する光検出器、光検出器から得たアナログ信号を定電流回路に入力するための２つの電圧変換回路、電圧変換回路からの出力値を維持するための２つのアナログ量記憶媒体、光検出器からのアナログ信号を前記２つの電圧変換回路の内、一方の電圧変換回路へ入力するための切替回路、２つのアナログ量記憶媒体の電圧の差分を算出する差分回路からなり、定電流回路により発光した異なるレーザパワーを２つの電圧変換回路により検出することで閾値電流を算出し、バイアス電流を閾値と同値に設定することで光応答性の向上を図る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、前記半導体レーザに電流を供給する定電流回路と、前記半導体レーザのレーザパワーをアナログ信号に変換する光検出器と、前記光検出器から得たアナログ信号を前記定電流回路に入力するための２つの電圧変換回路と、前記電圧変換回路からの出力電圧を維持するための２つのアナログ量記憶媒体と、前記２つのアナログ量記憶媒体の電圧の差分を出力する差分回路とから構成される半導体レーザ駆動回路において、
バイアス電流をＩＢ、前記２つの電圧変換回路により決まる２つのレーザパワーの関係がＰｂ＝ｎ×Ｐａ、前記アナログ量記憶媒体の出力電圧をＰａ出力時はＶ１，Ｐｂ出力時はＶ２、Ｒを既知数である場合、下式を基にバイアス電流を決定することを特徴とする電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法。
ＩＢ＝（１／Ｒ）×（Ｖ２−ｎ×Ｖ１）／（ｎ−１）  （但しｎ＞１）
【請求項２】
請求項１記載の半導体レーザのバイアス電流設定方法において、前記決定するバイアス電流が半導体レーザの閾値電流と等価となることを特徴とする電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体レーザのバイアス電流設定方法において、前記光検出器として半導体レーザ内蔵フォトダイオードもしくは外部フォトダイオードを用いることを特徴とする電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体レーザのバイアス電流設定方法において、前記バイアス電流を決定してから変調電流を決定するＡＰＣ（Auto Power Control）制御を実施することを特徴とする電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発明として例えば特許文献１、特許文献２に開示された発明が公知である。以下、従来の技術に関して図面を用いて説明する。
【０００３】
半導体レーザを用いた代表的な装置である連続紙電子写真装置において、半導体レーザの露光をオン／オフの２値で行なうスイッチング回路を用いて被走査面をなす感光体上に静電潜像を形成している。
【０００４】
このとき半導体レーザは、その駆動電流に対する光出力が温度により影響を受け易いという難点、すなわち、駆動電流を一定にしても半導体レーザチップの温度上昇により閾値または、微分効率の変動により光出力が低下するという難点がある。
【０００５】
連続紙電子写真装置を代表例とする他の装置の共通問題として、前記半導体レーザからの光出力が一定でないと静電潜像の記録形成がうまく行なえず画質が一定に保てなくなる。このことから半導体レーザの光出力を所定レベルに維持する手段として、半導体レーザの発光レベルを内蔵フォトダイオードでモニタし、そのモニタ結果に基づいて駆動電流を制御するＡＰＣ制御が一般的に提案されている。
【０００６】
光応答性の向上手段として、図１に示す固定バイアス電流回路により、予めバイアス電流を半導体レーザに流し、画像データに応じてスイッチングするスイッチング回路がオンの場合、変調電流を前記半導体レーザに流す手法が用いられている。図１中の１０１は半導体レーザ、１０２はバイアス電流用定電流回路、１０３は変調電流用定電流回路、１０４はスイッチング回路である。
【０００７】
しかしこの手段では、図２に示すように変調電流が増加し光応答性が低下してしまう。
【０００８】
また、前記ＡＰＣ制御は前記連続紙電子写真装置に代表される光走査装置の非印刷域のわずかな時間を利用して実施されるため、バイアス電流、駆動電流を流す電流源の電流を決定している媒体がＤ-Ａコンバータを利用する場合が多く見られるが、データの設定に時間がかかること、分解能が荒くなることで特にマルチビームを有する電子写真装置においてレーザ間のパワーにバラツキが生じてしまうことが問題となっている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２１６８３６号公報
【特許文献２】特開２００１−０８８３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、背景技術にて説明したようにバイアス電流回路からの固定バイアス電流であると、前記ＡＰＣ制御を実施すると半導体レーザの自己発熱による影響、または、経時的変化の影響により、変調電流が増加し光応答性が低下してしまう。また、デジタル制御を実施することでＡＰＣ時間が長くなり、且つ、設定された分解能によりレーザパワーの設定にバラツキを有する。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、光応答性を低下することなく、また、バイアス電流補正時間を短くでき、リニアで安定したレーザパワーと安定した周波数特性を有する電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明は、半導体レーザと、前記半導体レーザに電流を供給する定電流回路と、前記半導体レーザのレーザパワーをアナログ信号に変換する光検出器と、前記光検出器から得たアナログ信号を前記定電流回路に入力するための２つの電圧変換回路と、前記電圧変換回路からの出力電圧を維持するための２つのアナログ量記憶媒体と、前記２つのアナログ量記憶媒体の電圧の差分を出力する差分回路と、から構成される半導体レーザ駆動回路において、バイアス電流をＩＢ、前記２つの電圧変換回路により決まる２つのレーザパワーの関係がＰｂ＝ｎ×Ｐａ、前記アナログ量記憶媒体の出力電圧をＰａ出力時はＶ１，Ｐｂ出力時はＶ２、Ｒを既知数である場合、下式を基にバイアス電流を決定することを特徴とするものである。
ＩＢ＝（１／Ｒ）×（Ｖ２−ｎ×Ｖ１）／（ｎ−１）  （但しｎ＞１）
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光応答性を低下することなく、また、バイアス電流補正時間を短くでき、リニアで安定したレーザパワーと安定した周波数特性を有する連続紙電子写真装置を代表例とする電子写真装置における半導体レーザのバイアス電流設定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の回路図例を図３に、制御タイミングチャートを図４に、概念図を図５に示す。これらの図において１０１は半導体レーザ，１０２はバイアス電流用定電流回路，１０３は変調電流用定電流回路，１０４はスイッチング回路，３０１は光検出器，３０２〜３０４は電圧変換回路，３０５は差分回路，ＳＷ１〜ＳＷ４はスイッチング回路，Ｃ１〜Ｃ４はホールドコンデンサ，Ｉｔｈは閾値電流，ＩＢは固定バイアス電流，Ｉａ，Ｉｂは各レーザパワー発光時電流，ＩｏｐはＬＤ発光電流，Ｐa,Ｐbはレーザパワー，ＩＢ'は設定後バイアス電流である。
【００１５】
バイアス電流用電流回路１０２に接続されているＳＷ１をc接点側に接続し、ＳＷ２：b接点,ＳＷ３：c接点とする。レーザパワー：Ｐｂとなる電圧がホールドコンデンサ：Ｃ２にチャージされる(Ｖ2)。
【００１６】
次に、バイアス電流用電流源に接続されているＳＷ１をa接点側に接続し、ＳＷ２：c接点,ＳＷ３：a接点とする。レーザパワー：Ｐaとなる電圧がホールドコンデンサ：Ｃ１にチャージされる(Ｖ1)。
【００１７】
その後、ＳＷ１：ｂ, ＳＷ２：a, ＳＷ３：a として、差分回路にて下記に示すような算出式から、閾値相当の電圧をホールドコンデンサ：Ｃ３にチャージする(Ｖ3)。ＰｂとＰａの関係をＰｂ＝ｎ×Ｐａ（1)式）、レーザパワーは、Ｐ＝（Ｉｏｐ−Ｉｔｈ）×η（2)式）、但し、Ｉｏｐ：半導体レーザに流れる全電流、Ｉｔｈ：閾値電流、η：微分効率。
【００１８】
駆動電流とチャージ電圧は、Ｉａ＝Ｖ1／Ｒ（3)式）、Ｉｂ＝Ｖ2／Ｒ（4)式）、Ｉｔｈ＝Ｖ3／Ｒ（5)式）、但し、Ｒ：電流変換用抵抗(固定値)。
【００１９】
以上から、Ｉｔｈ＝(１／Ｒ)×(Ｖ2−ｎ×Ｖ1)／（ｎ−1）  （6)式）となる。
【００２０】
よって、上記6)式に基づき、図３に示す回路を構築することでバイアス電流の設定が可能となる。
【００２１】
バイアス電流設定終了後、ＳＷ４をＯＮし、ＡＰＣ動作を実施することで変調電流の設定が可能であり、応答性に優位なバイアス電流と変調電流の設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の回路構成図である。
【図２】従来の回路構成による電流設定概略図である。
【図３】本発明の回路構成図である。
【図４】本発明のバイアス設定タイミングチャートである。
【図５】本発明の回路構成による電流設定概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０１…半導体レーザ，１０２…バイアス電流用定電流回路，１０３…変調電流用定電流回路，１０４…スイッチング回路，３０１…光検出器，３０２〜３０４…電圧変換回路，３０５…差分回路，ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチング回路，Ｃ１〜Ｃ４…ホールドコンデンサ，Ｉｔｈ…閾値電流，ＩＢ…固定バイアス電流，Ｉａ，Ｉｂ…各レーザパワー発光時電流，Ｉｏｐ…ＬＤ発光電流，Ｐa,Ｐb…レーザパワー，ＩＢ'…設定後バイアス電流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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