(57)【要約】【課題】  所定の時間内でのＡＰＣ動作が可能となるレーザダイオードアレイ駆動回路を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイと、レーザダイオードアレイの光量を検出する一つの受光素子と、非印刷領域走査中に受光素子の出力値に応じてレーザダイオードアレイの各光源を所望の光量に順次補正するＡＰＣ制御手段と、を有する画像形成装置に用いられるレーザダイオードアレイ駆動回路において、ＡＰＣ制御手段に受光素子の出力飽和を防止する出力飽和防止回路を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイと、前記レーザダイオードアレイの光量を検出する一つの受光素子と、非印刷領域走査中に前記受光素子の出力値に応じて前記レーザダイオードアレイの各光源を所望の光量に順次補正するＡＰＣ制御手段と、を有する画像形成装置に用いられるレーザダイオードアレイ駆動装置において、
前記ＡＰＣ制御手段に前記受光素子の出力飽和を防止する出力飽和防止回路を設けたことを特徴とするレーザダイオードアレイ駆動装置。
【請求項２】
前記出力飽和防止回路は、前記受光素子からの出力電流を電圧変換するＩ−Ｖ変換回路と、前記ＡＰＣ実行時と非実行時で各々前記Ｉ−Ｖ変換回路の抵抗値とを有することを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードアレイ駆動装置。
【請求項３】
前記出力飽和防止回路は、前記ＡＰＣ実行時と非実行時で各々前記Ｉ−Ｖ変換回路の抵抗値を切替えることを特徴とする請求項２記載のレーザダイオードアレイ駆動装置。
【請求項４】
前記飽和防止回路の電圧降下による低下電圧が、前記受光素子に印加する逆バイアス電圧より小さいことを特徴とする請求項１または２記載のレーザダイオードアレイ駆動装置。
【請求項５】
前記受光素子は、前記レーザダイオードアレイに内蔵されたフォトダイオードまたは外部フォトダイオードであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーザダイオードアレイ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタやデジタル複写機の光書込み装置を成す画像形成装置に使用されるレーザダイオードアレイの駆動装置に関し、特にレーザ出力の制御を安定に行うことができる光量補正方式を備えたレーザダイオードアレイ駆動装置、及び、そのレーザダイオードアレイ駆動装置を使用した電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイを光源として用い、複数のレーザビームを同時に感光ドラム等の被走査面上に結像して、複数のラインを同時に走査する画像形成装置が提案されている。この画像形成装置によれば、画像形成装置の記録速度を向上させることが可能である。また、画像形成装置の光源に使用する半導体レーザは、温度依存性が非常に高く、また、レーザダイオードアレイのように同一パッケージ内に複数の発光素子を有する場合、他素子の温度上昇の影響も受けるため、温度変化・素子劣化に応じて、常時一定の光量を得るためには、駆動電流量を変化させなければならない。
【０００３】
そこで、従来から、この種の画像形成装置のレーザダイオードアレイ駆動装置における半導体レーザ駆動電流制御では、非印刷領域にて各光源の光量を順次検出することで光量補正制御を行うＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式が一般的に採用されている。
【０００４】
これにより、半導体レーザ自身の発熱や周囲温度に関係なく、一定の光量を容易に得ることが可能になり、画像データに応じた画像形成を適正に行うことが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイの光量補正制御において、前記複数の光源の光量を検出するための１つのフォトダイオードを用いて、非印刷領域走査領域で前記レーザダイオードアレイの各光源に対し所定のＡＰＣサンプリング時間を設け、順次ＡＰＣ動作を実行する場合、印刷領域走査中に前記フォトダイオードが複数光源の光量を同時に受光することで飽和光量を超えてしまうため、フォトダイオード応答速度が遅延し、前記所定のＡＰＣサンプリング時間内で各光源を所望の光量に補正できないというマルチビーム特有の問題がある。
【０００７】
特に、前記光源数が多いほど、本問題は顕著となって表面化すると考えられる。また、印刷速度、及び、解像度の増加に伴いレーザビームを増加させる必要があるため、非印刷領域でのＡＰＣサンプリング時間が短縮してしまう。そのため、前記フォトダイオードの応答時間の遅延は、レーザパワーを一定に補正するＡＰＣ制御で大いに問題となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、フォトダイオードが飽和状態になることを防止し、ＡＰＣ動作時のフォトダイオードの出力遅延をなくすことで、所定の時間内でのＡＰＣ動作が可能となるレーザダイオードアレイ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイと、前記レーザダイオードアレイの光量を検出する一つの受光素子と、非印刷領域走査中に前記受光素子の出力値に応じて前記レーザダイオードアレイの各光源を所望の光量に順次補正するＡＰＣ制御手段と、を有する画像形成装置に用いられるレーザダイオードアレイ駆動装置において、前記ＡＰＣ制御手段に前記受光素子の出力飽和を防止する出力飽和防止回路を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記出力飽和防止回路は、前記受光素子からの出力電流を電圧変換するＩ−Ｖ変換回路と、前記ＡＰＣ実行時と非実行時で各々前記Ｉ−Ｖ変換回路の抵抗値とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記出力飽和防止回路は、前記ＡＰＣ実行時と非実行時で各々前記Ｉ−Ｖ変換回路の抵抗値を切替えることを特徴とするものである。
【００１２】
更に、本発明の第４の手段は前記第１の手段または第２の手段において、前記飽和防止回路の電圧降下による低下電圧が、前記受光素子に印加する逆バイアス電圧より小さいことを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明の題５の手段は前記第１の手段ないし４の手段のうちいずれか１つにおいて、前記受光素子は、前記レーザダイオードアレイに内蔵されたフォトダイオードまたは外部フォトダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の光源が一つのチップ上に配列されたレーザダイオードアレイの光量補正制御において、１つのフォトダイオードを用いて、印刷領域走査中に前記レーザダイオードアレイの各光源に対し順次ＡＰＣ動作を実行する場合、フォトダイオードの出力飽和を防止する出力飽和防止回路を設けることで、フォトダイオードが飽和状態になることを防止でき、ＡＰＣ動作時のフォトダイオードの出力遅延がなくなり、所定の時間内でのＡＰＣ動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に用いられるレーザダイオードアレイ駆動回路は、光源１〜ｎと１つのフォトダイオードを有するレーザダイオードアレイ１と、発光電流源２−１〜２−ｎと、差動増幅器３−１〜３−ｎと、ＡＰＣサンプリング信号４−１〜４−ｎと、画像データ信号５−１〜５−ｎと、サンプルホールドコンデンサ６−１〜６−ｎと、発光量基準電圧７と、ＬＤオン／オフ制御ＳＷ（ＳＷ１）８−１〜８−ｎと、ＡＰＣオン／オフ制御ＳＷ（ＳＷ２）９−１〜９−ｎと、補正抵抗切り替えＳＷ（ＳＷ３）１０−１〜１０−ｎと、Ｉ−Ｖ変換抵抗１１−１〜１１−ｎと、飽和防止回路抵抗１２と、飽和防止回路切り替えＳＷ（ＳＷ４）１３とで構成される。
【００１６】
図２は、図１におけるレーザダイオードアレイ駆動装置のＡＰＣ動作を複数走査回数毎に行う制御タイミングチャート図である。以下、レーザダイオードアレイ１の各光源の光量を一定に補正・制御するＡＰＣ動作について説明する。
【００１７】
半導体レーザにおけるＡＰＣ動作はサンプルホールドコンデンサを利用した方式であり、サンプルモードとホールドモードと呼ばれる状態がある。実際にはＣＰＵ（図示せず）からのＡＰＣサンプリング信号４−１〜４−ｎにより、サンプルモード（ＡＰＣオン／オフ制御ＳＷ９−１〜９−ｎがオン）が指定され、ＣＰＵからの画像データ信号５−１〜５−ｎを用いて、強制的に半導体レーザを発光させるようにＬＤオン／オフ制御ＳＷ８−１〜８−ｎをオンさせる。非印刷領域において、順次各レーザを強制発光させ、レーザ発光量に比例したレーザダイオードアレイの内蔵フォトダイオードのモニタ電流を補正するレーザ用補正抵抗切替えＳＷ１０−１〜１０−ｎをオンし、Ｉ−Ｖ変換抵抗１１−１〜１１−ｎにより電圧値に変換する。変換された電圧値は、発光量基準電圧７と、各レーザ用差動増幅器３−１〜３−ｎにて比較し、この比較結果によりサンプルホールドコンデンサ６−１〜６−ｎの充電・放電を行い、フォトダイオードの出力電圧が発光量基準電圧７と等しくなるまでサンプルホールドコンデンサ８−１〜８−ｎを充放電させる。なお、前記ＡＰＣ動作が可能なタイミングは、図２に示すように非印刷領域走査中であり、且つ、画像形成のための感光ドラム（図示せず）にレーザ光が照射されない時間（位置）でのみ有効となるように設定することが必要である。
【００１８】
更に、レーザダイオードアレイ１は複数光源に対し１個の内蔵フォトダイオードで構成され、全光源同時にＡＰＣ動作を行うことが不可能なため、１走査毎または複数走査毎の非印刷領域にて、光源毎に一律一定のＡＰＣサンプリング時間を設け、順次ＡＰＣ動作を行う必要がある。
【００１９】
一方、印刷領域走査中は、ＡＰＣ動作で設定されたレーザ光量でレーザダイオードアレイ１の各光源のオン／オフを行い、感光ドラムに静電潜像を形成する。実際には、ＣＰＵからのＡＰＣサンプリング信号４−１〜４−ｎによりホールドモード（ＡＰＣオン／オフ制御ＳＷがオフ）が指定され、サンプルモードで設定された充電電圧に応じて発光電流源２−１〜２−ｎの電流値を設定し、ＣＰＵからの画像データ信号５−１〜５−ｎによりＬＤオン／オフ制御ＳＷ８−１〜８−ｎをオンすることにより、レーザダイオードアレイ１の各光源に発光電流を流し、半導体レーザのオン／オフ制御を行う。
【００２０】
しかし、レーザダイオードアレイ１の場合、印刷領域走査中に複数光源が同時に発光し、感光ドラムに静電潜像するので、内蔵フォトダイオードが受光する光量が飽和光量を越えてしまう場合がある。そのため、非印刷領域にてＡＰＣ動作を開始する場合、フォトダイオードが飽和状態から定常状態（非飽和状態）に遷移するまでに時間を要する。即ち、ＡＰＣ動作時にフォトダイオードの出力電圧が安定するまでに時間を要する。よって、光源毎に所定のＡＰＣサンプリング時間を設定し、非印刷領域走査開始直後に実行する場合、ＡＰＣ動作を行う光源の光量を、所望の光量に補正できないという問題が発生する。
【００２１】
本発明では、前記問題を解決するため、図１及び図２に示すように、非印刷領域走査中にて、レーザダイオードアレイ１の各光源に対し、走査毎に順次ＡＰＣ動作を行う場合、印刷領域走査中は、内蔵フォトダイオード出力を飽和防止回路抵抗１２と接続するため、飽和防止回路切り替えＳＷ１３をオンさせる。この時、補正抵抗切り替えＳＷ１０−１〜１０−ｎは全てオフさせる。飽和防止回路抵抗１２は、印刷領域走査中に全レーザがオンした場合でも、フォトダイオードに印加される逆バイアス電圧より電圧降下が小さくなるように低い抵抗値とした方が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レーザダイオードアレイ駆動回路の概略構成図である。
【図２】レーザダイオードアレイ駆動装置のＡＰＣ動作を複数走査回数毎に行う制御タイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００２３】
１はレーザダイオードアレイ、２−１〜２−ｎは発光電流源、３−１〜３−ｎは差動増幅器、４−１〜４−ｎはＡＰＣサンプリング信号、５−１〜５−ｎは画像データ信号、６−１〜６−ｎはサンプルホールドコンデンサ、７−１〜７−ｎは発光量基準電圧、８−１〜８−ｎはＬＤオン／オフ制御ＳＷ（ＳＷ１）、９−１〜９−ｎはＡＰＣオン／オフ制御ＳＷ（ＳＷ２）、１０−１〜１０−ｎは補正抵抗切り替えＳＷ（ＳＷ３）、１１−１〜１１−ｎはＩ−Ｖ変換抵抗、１２は飽和防止回路抵抗、１３は飽和防止回路切り替えＳＷ（ＳＷ４）、ｎは整数である。
【図１】
2010076173.tif 000003
【図２】
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