[發(fā)明專利]激光器驅(qū)動電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680019384.5
• 申請日: 2006-05-24
• 公開（公告）號: CN101189769A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 青木喬
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;B41J2/44;H05K1/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王以平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于支持作為圖像形成設(shè)備的打印光源的半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動裝置的印刷電路板的激光器驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

目前，需要圖像形成設(shè)備對所打印的圖像具有更快的打印速度和更高的圖像質(zhì)量。為了這個目的，在激光束打印機等中的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動裝置必須增加半導(dǎo)體激光器元件的驅(qū)動頻率并增加半導(dǎo)體激光器元件的數(shù)量。

通常，激光器驅(qū)動電路由構(gòu)成發(fā)光電路的半導(dǎo)體激光器元件，激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件、連接半導(dǎo)體激光器元件與激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件的導(dǎo)線、主電源傳輸導(dǎo)線、主GND(地)導(dǎo)線、連接主電源傳輸導(dǎo)線與發(fā)光電路的導(dǎo)線、連接主GND導(dǎo)線與發(fā)光電路的導(dǎo)線組成。發(fā)光電路以約10MHz的頻率對半導(dǎo)體激光器元件提供約幾十mA的電流，使半導(dǎo)體激光器閃爍，據(jù)此將所接收的電子數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為光數(shù)據(jù)信號。

但是，如果大的高頻電流流過半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路，在流過發(fā)光電路的電流中產(chǎn)生噪聲分量。即，由于半導(dǎo)體激光器元件、激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件、主電源傳輸導(dǎo)線、主GND導(dǎo)線和其余的導(dǎo)線的阻抗，在發(fā)光電路中產(chǎn)生諸如振鈴(ringing)等的噪聲分量。所產(chǎn)生的噪聲分量作為噪聲電流傳播到主電源傳輸導(dǎo)線和主GND導(dǎo)線。噪聲電流使半導(dǎo)體激光器元件的發(fā)射電流質(zhì)量惡化，并降低發(fā)射定時和發(fā)射量的精確性，妨礙了對于更高圖像質(zhì)量的需求。當(dāng)電源電纜與其他的信號電纜等共用GND(地)時，噪聲電流也可以流入到其他的信號線中。

當(dāng)激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件提供/停止高頻電流時，經(jīng)過主電源傳輸導(dǎo)線而流過的電流量改變。與此相應(yīng)，電源電壓改變，產(chǎn)生輻射噪聲。此外，主電源電壓水平由于上述振鈴等噪聲分量而發(fā)生瞬時改變，產(chǎn)生更大的輻射噪聲。輻射噪聲的問題，在當(dāng)主導(dǎo)線連接到電源電纜時變得更嚴重。大的輻射噪聲從作為天線源的電源電纜發(fā)射。

作為解決上述問題的方法，日本專利申請公開No.63-044782號公開了在連接半導(dǎo)體激光器元件與激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件的導(dǎo)線上設(shè)置濾波器的方法。但是，隨著驅(qū)動頻率的增大，由濾波器本身引起的發(fā)射電流波形的惡化突出。同時滿足速度的增加和圖像質(zhì)量的提高以及發(fā)射噪聲的減小是非常困難的。

近來，補償電路通常作為抑制噪聲分量的方法而添加。圖12示出添加了補償電路的激光器驅(qū)動電路的例子。

由補償元件11、導(dǎo)線12和補償半導(dǎo)體器件13構(gòu)成的補償電路10從主電量傳輸導(dǎo)線2開始，與由半導(dǎo)體激光器元件7、導(dǎo)線8和激光器驅(qū)動半導(dǎo)體器件9構(gòu)成的發(fā)光電路6并聯(lián)。補償電路10與發(fā)光電路6互補地被驅(qū)動，并利用來自反饋電容1的電流作為恒定電流實現(xiàn)補償功能。由于流過主電源傳輸導(dǎo)線2的電流為恒定電流，可以抑制主導(dǎo)線上的電源變化。

在補償電路10中產(chǎn)生的振鈴與在發(fā)光電路6中所產(chǎn)生的振鈴在相位上相反。在第一導(dǎo)線4與第二導(dǎo)線5之間的分支點3上，流過發(fā)光電路6的振鈴由流過補償電路10的振鈴所抵消。結(jié)果，可以抑制振鈴的產(chǎn)生，而且可以將發(fā)光電路6中的半導(dǎo)體激光器元件的發(fā)射電流的質(zhì)量提高到實現(xiàn)更高精確性的發(fā)射。

但是，在如圖12所示的激光器驅(qū)動電路中，發(fā)光電路6和補償電路10必須具有相同的電特性。即、如果發(fā)光電路6和補償電路10的電特性即使相互稍微偏離，應(yīng)該被消除的噪聲分量(例如振鈴)反而被相加而產(chǎn)生更大的噪聲。為了防止此現(xiàn)象，導(dǎo)線4的阻抗Z4和導(dǎo)線5的阻抗Z5必須被設(shè)計為相互相等。或者，導(dǎo)線4和5盡可能設(shè)計得短，以盡可能將導(dǎo)線阻抗Z4和Z5的值減小為0。

但是，半導(dǎo)體激光器元件的位置優(yōu)選地被確定為用于處理從半導(dǎo)體激光器元件輸出的激光束的光學(xué)系統(tǒng)的位置。由于導(dǎo)線的自由度因為更高圖像質(zhì)量的需求而收到極大的限制，所以難于任意地設(shè)計導(dǎo)線4和導(dǎo)線5等的長度。

傳統(tǒng)上半導(dǎo)體激光器元件的數(shù)量對于每種顏色為一個或兩個，但目前由于更高圖像質(zhì)量的要求而增加到4個。設(shè)置在激光器電路板上的部件和導(dǎo)線的數(shù)量極大地增加。另一方面，激光束的光軸通過將激光器電路板固定在周圍的金屬機架上而被穩(wěn)定。如果板的尺寸由于更高的導(dǎo)線自由度而增加，振動阻抗減小，激光器電路板有可能沿光軸搖動，而不能滿足更高圖像質(zhì)量的需要。

由于半導(dǎo)體激光器元件7和補償元件11并不是由完全相同的部件構(gòu)成，發(fā)光電路6的阻抗Z6和補償電路10的阻抗Z10在數(shù)值上稍微不同。該阻抗差在大約10MHz的驅(qū)動頻率下不是問題，但是在目前由于提升到約60MHz的更高的速度而引起了嚴重的問題。因此，如圖12所示的激光器驅(qū)動電路不能令人滿意地滿足更高驅(qū)動頻率的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提出的，其目的在于滿足激光打印機等半導(dǎo)體激光器驅(qū)動裝置的更高速度和更高圖像質(zhì)量，同時抑制輻射噪聲。