(57)【要約】【課題】高価な制御回路を必要とせず、半導体レーザの数が増えた場合にも高精度のＡＰＣを行うことができる半導体レーザアレイ光量制御回路及びその半導体レーザアレイ光量制御回路を使用した画像形成装置を得る。【解決手段】半導体レーザ５０１〜５０４から出力された光量を受光するフォトダイオード５１０と、入力されたＡＰＣ１信号〜ＡＰＣ４信号に応じて、対応する半導体レーザ５０１〜５０４から出力される発光量を、フォトダイオード５１０の出力に応じた所定の発光量に設定する制御を行う各自動光量制御回路１１０，１２０とを有する各半導体装置１００及び２００は、各ＡＰＣ信号入力端子をなすＡＰＣ１端子及びＡＰＣ２端子と、ＡＰＣ通知信号出力端子をなすＡＰＣＯ端子と、ＡＰＣ検知信号入力端子をなすＬＤＯＦＦＩ端子とをそれぞれ備え、ＡＰＣＯ端子がＬＤＯＦＦＩ端子に接続されるようにした。【選択図】図１
2010157573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザを備えた半導体レーザアレイの光量を制御するために、該各半導体レーザから出力された光量を受光する受光素子と、
入力された自動光量制御信号に応じて、対応する前記半導体レーザから出力された発光量を、前記受光素子の出力に応じた所定の発光量に設定する制御を行う各自動光量制御回路と、
を有する複数の半導体装置を備えた半導体レーザアレイ光量制御回路において、
前記各半導体装置は、
内蔵する前記自動光量制御回路に応じた数の前記自動光量制御信号が対応して入力される各ＡＰＣ信号入力端子と、
該各ＡＰＣ信号入力端子のいずれかに前記自動光量制御信号が入力されている場合に生成されるＡＰＣ通知信号を、外部に出力するためのＡＰＣ通知信号出力端子と、
他の半導体装置が前記自動光量制御を行っているか否かを検知するためのＡＰＣ検知信号が入力されるＡＰＣ検知信号入力端子と、
をそれぞれ備え、
前記ＡＰＣ検知信号入力端子は、前記ＡＰＣ通知信号出力端子に接続されることを特徴とする半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項２】
前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号が入力されると、対応して接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項３】
前記各半導体装置は、前記受光素子から出力された光電流が入力される光電流入力端子をそれぞれ備え、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号が入力されると、前記光電流入力端子に入力された光電流を遮断するか、又は前記光電流入力端子に入力された光電流を画像に影響のない所定値の微小電流にして、前記光電流入力端子をハイインピーダンス状態にすることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項４】
前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ信号入力端子に前記自動光量制御信号が、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号がそれぞれ入力されている場合、前記ＡＰＣ通知信号を優先して、対応して接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給することを特徴とする請求項１、２又は３記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項５】
前記各半導体装置は、前記各ＡＰＣ信号入力端子に入力された前記自動光量制御信号から内部自動光量制御信号を生成する内部自動光量制御信号生成回路をそれぞれ備え、該内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号が複数のＡＰＣ信号入力端子に同時に入力されると、所定の優先順位に従って、該入力された各自動光量制御信号の１つを選択し該選択した自動光量制御信号に応じて前記内部自動光量制御信号を生成することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項６】
前記各内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号に対して所定の時間が経過してから前記内部自動光量制御信号を出力することを特徴とする請求項５記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項７】
前記各内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号が複数のＡＰＣ信号入力端子に同時に入力されている場合、優先順位の高い前記自動光量制御信号の入力が終了した後、前記所定の時間が経過してから次の前記内部自動光量制御信号を出力することを特徴とする請求項５又は６記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項８】
前記各半導体装置は、前記内部自動光量制御信号生成回路から１つの前記内部自動光量制御信号が出力されて１つの前記自動光量制御回路がＡＰＣを行っている間は、内蔵する他の自動光量制御回路の動作を禁止すると共に、該動作を禁止した自動光量制御回路に接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給することを特徴とする請求項５、６又は７記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項９】
前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ信号入力端子に前記自動光量制御信号が、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号がそれぞれ入力されている状態から、前記ＡＰＣ通知信号の入力が停止すると、所定の時間が経過してから前記内部自動光量制御信号を出力することを特徴とする請求項５、６、７又は８記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項１０】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の前記半導体装置を備えている場合、
該各半導体装置は、
（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号出力端子と、
（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号を生成するＡＰＣ通知信号生成回路と、
をそれぞれ備え、
前記ＡＰＣ通知信号生成回路は、（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号を（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号出力端子から対応して出力することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項１１】
前記ＡＰＣ通知信号生成回路は、前記ＡＰＣ通知信号出力端子に前記ＡＰＣ通知信号を出力する出力回路を備え、該出力回路は、ワイヤードオア構成が可能な回路構成を有することを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項１２】
前記各半導体装置は、１つの前記ＡＰＣ検知信号入力端子を備え、該ＡＰＣ検知信号入力端子に、他のすべての前記半導体装置から出力される前記ＡＰＣ通知信号の１つが入力されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の半導体レーザアレイ光量制御回路。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の前記半導体装置を使用した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に用いる半導体レーザ駆動回路に関し、特に複数の半導体レーザの光量をフォトダイオードで検出し、所定の光量に制御するための半導体レーザアレイ（マルチビームレーザ）光量制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、小型・安価で電流を流すだけで容易にレーザ光を得ることができるため、プリンタ、光ディスク、光通信等の分野で広く用いられている。
しかしながら、その電流−光量特性は温度依存性を持つため、一定の光量を得るためには特別な光量制御が必要である。この光量制御はＡＰＣ（Automatic Power Control）と呼ばれている。
ＡＰＣは、半導体レーザの実際の駆動に先立って、半導体レーザを駆動してその発光量をフォトダイオードで受光し、フォトダイオードの出力が所定のレベルになる電流値を記憶手段に記憶しておくことで、安定した発光量を得るように制御するものである。
【０００３】
近年では、書き込み速度の向上に伴って、複数の半導体レーザをアレイ状に配置し、該各半導体レーザを同時に駆動する方式が多くなってきた。このような半導体レーザアレイにはＡＰＣ用のフォトダイオードが組み込まれているが、フォトダイオードの数は半導体レーザの数よりも少ない場合があり、１つのものもある。このようにフォトダイオードが１つである場合にＡＰＣを行うには、半導体レーザを１つずつ駆動して、ＡＰＣを行う必要があった。このような技術としては、例えば、第１の方法として、半導体レーザアレイの内、任意の１つの半導体レーザを対象にＡＰＣを行う際には、他の半導体レーザの駆動回路には低レベル（白レベル）の発光出力となるようなデータ信号を入力するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
半導体レーザを駆動する場合は、通常の２つの制御電流を使用している。１つは半導体レーザのしきい値電流値に近いバイアス電流であり、もう１つは半導体レーザを所定の光量で発光させるスイッチング電流である。
半導体レーザには発光を開始するしきい値電流があり、半導体レーザは、供給されている電流が該しきい値電流になるまではほとんど発光しない。半導体レーザを駆動する場合、駆動電流を０Ａから発光電流まで急激に増加させても該発光電流がしきい値電流に到達するまでは発光を開始しないため、発光開始が遅れて描画速度が遅くなる。このため、通常、半導体レーザにはしきい値電流に近いバイアス電流を与えておき、実際に発光させる場合は該バイアス電流にスイッチング電流を追加する方法が行われていた。また、前記第１の方法では、ＡＰＣを行う際に、ＡＰＣの対象となっている半導体レーザ以外は、前記スイッチング電流を０Ａにして半導体レーザの光量を白レベルに設定していた。
【特許文献１】特開２００２−１７８５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、半導体レーザの数が多くなると、バイアス電流でのわずかな発光も加算されてＡＰＣに悪影響を与えるという問題があった。また、１つのフォトダイオードの出力を多くの駆動回路に入力すると、フォトダイオードの入力回路の入力インピーダンスが低下して、検出精度が低下するという問題があった。このような入力インピーダンスの低下を防止するために、場合によっては、フォトダイオードと駆動回路との間に特別な回路を追加することもあった。
更に、半導体レーザの数が多くなると、同時に複数のＡＰＣを行わないようにするためにはＡＰＣ信号の管理が複雑になり、高価な制御回路が必要になっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、高価な制御回路を必要とせず、半導体レーザの数が増えた場合にも高精度のＡＰＣを行うことができる半導体レーザアレイ光量制御回路及びその半導体レーザアレイ光量制御回路を使用した画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る半導体レーザアレイ光量制御回路は、複数の半導体レーザを備えた半導体レーザアレイの光量を制御するために、該各半導体レーザから出力された光量を受光する受光素子と、
入力された自動光量制御信号に応じて、対応する前記半導体レーザから出力された発光量を、前記受光素子の出力に応じた所定の発光量に設定する制御を行う各自動光量制御回路と、
を有する複数の半導体装置を備えた半導体レーザアレイ光量制御回路において、
前記各半導体装置は、
内蔵する前記自動光量制御回路に応じた数の前記自動光量制御信号が対応して入力される各ＡＰＣ信号入力端子と、
該各ＡＰＣ信号入力端子のいずれかに前記自動光量制御信号が入力されている場合に生成されるＡＰＣ通知信号を、外部に出力するためのＡＰＣ通知信号出力端子と、
他の半導体装置が前記自動光量制御を行っているか否かを検知するためのＡＰＣ検知信号が入力されるＡＰＣ検知信号入力端子と、
をそれぞれ備え、
前記ＡＰＣ検知信号入力端子は、前記ＡＰＣ通知信号出力端子に接続されるものである。
【０００８】
また、前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号が入力されると、対応して接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給するようにした。
【０００９】
また、前記各半導体装置は、前記受光素子から出力された光電流が入力される光電流入力端子をそれぞれ備え、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号が入力されると、前記光電流入力端子に入力された光電流を遮断するか、又は前記光電流入力端子に入力された光電流を画像に影響のない所定値の微小電流にして、前記光電流入力端子をハイインピーダンス状態にするようにした。
【００１０】
また、前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ信号入力端子に前記自動光量制御信号が、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号がそれぞれ入力されている場合、前記ＡＰＣ通知信号を優先して、対応して接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給するようにした。
【００１１】
また、前記各半導体装置は、前記各ＡＰＣ信号入力端子に入力された前記自動光量制御信号から内部自動光量制御信号を生成する内部自動光量制御信号生成回路をそれぞれ備え、該内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号が複数のＡＰＣ信号入力端子に同時に入力されると、所定の優先順位に従って、該入力された各自動光量制御信号の１つを選択し該選択した自動光量制御信号に応じて前記内部自動光量制御信号を生成するようにした。
【００１２】
また、前記各内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号に対して所定の時間が経過してから前記内部自動光量制御信号を出力するようにしてもよい。
【００１３】
また、前記各内部自動光量制御信号生成回路は、前記自動光量制御信号が複数のＡＰＣ信号入力端子に同時に入力されている場合、優先順位の高い前記自動光量制御信号の入力が終了した後、前記所定の時間が経過してから次の前記内部自動光量制御信号を出力するようにした。
【００１４】
また、前記各半導体装置は、前記内部自動光量制御信号生成回路から１つの前記内部自動光量制御信号が出力されて１つの前記自動光量制御回路がＡＰＣを行っている間は、内蔵する他の自動光量制御回路の動作を禁止すると共に、該動作を禁止した自動光量制御回路に接続されているすべての前記半導体レーザに対して、電流供給を遮断するか又は画像に影響のない所定値の微小電流をそれぞれ供給するようにした。
【００１５】
また、前記各半導体装置は、前記ＡＰＣ信号入力端子に前記自動光量制御信号が、前記ＡＰＣ検知信号入力端子に前記ＡＰＣ通知信号がそれぞれ入力されている状態から、前記ＡＰＣ通知信号の入力が停止すると、所定の時間が経過してから前記内部自動光量制御信号を出力するようにしてもよい。
【００１６】
具体的には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の前記半導体装置を備えている場合、
該各半導体装置は、
（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号出力端子と、
（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号を生成するＡＰＣ通知信号生成回路と、
をそれぞれ備え、
前記ＡＰＣ通知信号生成回路は、（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号を（Ｎ−１）個の前記ＡＰＣ通知信号出力端子から対応して出力するようにした。
【００１７】
この場合、前記ＡＰＣ通知信号生成回路は、前記ＡＰＣ通知信号出力端子に前記ＡＰＣ通知信号を出力する出力回路を備え、該出力回路は、ワイヤードオア構成が可能な回路構成を有するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記各半導体装置は、１つの前記ＡＰＣ検知信号入力端子を備え、該ＡＰＣ検知信号入力端子に、他のすべての前記半導体装置から出力される前記ＡＰＣ通知信号の１つが入力されるようにした。
【００１９】
また、この発明に係る画像形成装置は、前記のいずれかの半導体装置を使用したものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の半導体レーザアレイ光量制御回路によれば、１つの半導体装置で駆動している半導体レーザがＡＰＣ中であることを、他の半導体装置に通知し、且つ他の半導体装置の半導体レーザへのバイアス電流とスイッチング電流の両方を完全に遮断するか、又は画像に影響のない（ＡＰＣ誤差が無視できるような）レベルの微小電流になるようにしたことから、従来のように、ＡＰＣ中でない半導体レーザがしきい値電流近傍のバイアス電流によって微点灯し、該微小な発光によりＡＰＣの調整精度が低下することがなく、高精度の電流設定を行うことができ、特に、半導体レーザの数が多い場合は、該微点灯による誤差を無視することができなくなるため有効である。
【００２１】
また、ＡＰＣを行っていない場合には、自動光量制御回路にフォトダイオードを接続するためのＰＤ端子がハイインピーダンス状態になるようにしたことから、従来は必要であったＭＯＳトランジスタを使用するカレントミラー回路が不要になり、ワイヤードオア接続が可能になって、外付け部品の大幅な削減を図ることができ、これに伴って小型化とコストダウンを図ることができる。
更に、ＡＰＣを行う前に遅延時間を設けるようにしたため、連続してＡＰＣを行う場合でも、先のＡＰＣが終了した後、所定の時間が経過してからでないと次のＡＰＣが開始されないため、ＡＰＣの相互干渉を完全になくすことができる。
【００２２】
更に、異なる自動光量制御信号が同時に与えられた場合には、すべてのＡＰＣを禁止し、前記自動光量制御信号が１つになったときから、ＡＰＣを行うようにしたため、自動光量制御信号の厳密な時間管理が不要になり、自動光量制御信号を出力する制御回路の簡素化を図ることができる。
更に、複数の自動光量制御回路を備えた半導体装置は、ＡＰＣ通知信号出力端子とＡＰＣ検知信号入力端子を備え、これらの各端子を相互接続することにより、他の半導体装置がＡＰＣを実行中か否かを知ることができ、また自身のＡＰＣ実行を外部に知らせることができるため、自動光量制御信号を出力する制御回路を更に簡素化させることができる。
【００２３】
更に、複数の自動光量制御回路を備えた半導体装置は、複数のＡＰＣ通知信号出力端子を設けるようにしたことから、同じ半導体装置を２個以上使用した半導体レーザアレイ光量制御回路を構成することができ、多くの半導体レーザのＡＰＣ及び駆動が可能になった。
更に、前記ＡＰＣ通知信号出力端子に前記ＡＰＣ通知信号を出力する出力回路がワイヤードオア構成が可能な回路構成を有するようにしたことから、半導体装置に設けるＡＰＣ検知信号入力端子が１つで済むようになり、端子の増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。
図１の半導体レーザアレイ光量制御回路は、２つの半導体装置１００，２００、半導体レーザアレイ５００、及び調整可能な抵抗Ｒ１〜Ｒ４で構成されている。なお、半導体装置１００と２００はまったく同じ回路であることから、図１では半導体装置２００の内部回路を省略して示している。
【００２５】
半導体装置１００は、自動光量制御回路１１０，１２０、オア回路１０１、インバータ回路１０２、ＡＰＣ信号生成回路１５０、ＰＤ制御回路１０３、及びスイッチＳＷ１０１で構成され、ＡＰＣ１端子、ＡＰＣ２端子、ＡＰＣＯ端子、ＬＤＯＦＦＩ端子、ＲＰＤ１端子、ＲＰＤ２端子、ＰＤ端子、ＬＤ１端子、ＬＤ２端子、ＤＡＴＡ１端子、及びＤＡＴＡ２端子を備えている。なお、ＡＰＣ１端子とＡＰＣ２端子がＡＰＣ信号入力端子を、ＡＰＣＯ端子がＡＰＣ通知信号出力端子を、ＬＤＯＦＦＩ端子がＡＰＣ検知信号入力端子をそれぞれなす。また、ＡＰＣ信号生成回路１５０は内部自動光量制御信号生成回路をなす。また、自動光量制御回路１１０と１２０はまったく同じ回路である。
【００２６】
自動光量制御信号であるＡＰＣ１信号は、半導体装置１００のＡＰＣ１端子に入力され、自動光量制御信号であるＡＰＣ２信号は半導体装置１００のＡＰＣ２端子に入力されている。また、自動光量制御信号であるＡＰＣ３信号は半導体装置２００のＡＰＣ１端子に入力され、自動光量制御信号であるＡＰＣ４信号は半導体装置２００のＡＰＣ２端子に入力されている。半導体装置１００のＡＰＣＯ端子は、半導体装置２００のＬＤＯＦＦＩ端子に接続され、半導体装置１００のＬＤＯＦＦＩ端子は、半導体装置２００のＡＰＣＯ端子に接続されている。
【００２７】
次に、半導体装置１００の各端子の接続について説明する。
ＡＰＣ１端子は、ＡＰＣ信号生成回路１５０の入力端とオア回路１０１の第１入力端にそれぞれ接続され、ＡＰＣ２端子は、ＡＰＣ信号生成回路１５０の入力端とオア回路１０１の第２入力端にそれぞれ接続されている。オア回路１０１の出力端は、ＡＰＣＯ端子に接続されている。ＬＤＯＦＦＩ端子は、インバータ回路１０２の入力端に接続され、インバータ回路１０２の出力端は、ＡＰＣ信号生成回路１５０の入力端とスイッチＳＷ１０１の制御端子にそれぞれ接続されている。
【００２８】
ＲＰＤ１端子と接地電圧ＧＮＤとの間には抵抗Ｒ１が接続され、ＲＰＤ２端子と接地電圧ＧＮＤとの間には抵抗Ｒ２が接続されている。また、ＲＰＤ１端子はＡＰＣ制御回路１１１の第１入力端に接続され、ＲＰＤ２端子はＡＰＣ制御回路１２１の第１入力端に接続されている。ＰＤ端子にはフォトダイオード５１０のカソードが接続されると共に、半導体装置１００内のスイッチＳＷ１０１を介してＰＤ制御回路１０３の入力端に接続されている。ＰＤ制御回路１０３の２つの出力端は、ＡＰＣ制御回路１１１及び１２１の各第１入力端に対応して接続されている。ＬＤ１端子には半導体レーザ５０１のアノードが接続され、ＬＤ２端子には半導体レーザ５０２のアノードが接続されている。
【００２９】
ＤＡＴＡ１端子はオア回路１１６の第２入力端に接続され、ＤＡＴＡ２端子はオア回路１２６の第２入力端に接続されている。なお、半導体装置２００の各端子の接続は半導体装置１００の場合と同様であることからその説明を省略する。
半導体レーザアレイ５００は、４つの半導体レーザ５０１〜５０４と、１つのフォトダイオード５１０とを備えている。半導体レーザ５０１〜５０４の各カソードとフォトダイオード５１０のアノードは共通接続されて接地電圧ＧＮＤに接続されている。
【００３０】
次に、半導体装置１００内の回路接続について説明する。
自動光量制御回路１１０は、ＡＰＣ制御回路１１１、スイッチング電流生成回路１１２、バイアス電流生成回路１１３、アンド回路１１４，１１５、オア回路１１６、及びスイッチＳＷ１１１，ＳＷ１１２で構成されている。
ＡＰＣ信号生成回路１５０からは、自動光量制御回路１１０及び１２０で実際に用いる内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１１０信号とＩＡＰＣ１２０信号、及び自動光量制御回路の動作を禁止するための信号である、ＬＤＯＦＦ１１０信号とＬＤＯＦＦ１２０信号がそれぞれ出力されている。
【００３１】
ＩＡＰＣ１１０信号は、アンド回路１１４の第２入力端とオア回路１１６の第１入力端にそれぞれ入力されている。ＬＤＯＦＦ１１０信号は、アンド回路１１４の第１入力端、アンド回路１１５の第１入力端、及びスイッチＳＷ１１２の制御端子にそれぞれ入力されている。また、ＩＡＰＣ１２０信号は、アンド回路１２４の第２入力端とオア回路１２６の第１入力端にそれぞれ入力され、ＬＤＯＦＦ１２０信号は、アンド回路１２４の第１入力端、アンド回路１２５の第１入力端、及びスイッチＳＷ１２２の制御端子にそれぞれ入力されている。
【００３２】
ＡＰＣ制御回路１１１は、自動光量制御信号であるＡＰＣ１信号に応じて半導体レーザ５０１の発光量が所定の光量になるように制御を行い、該光量を得るためのバイアス電流とスイッチング電流の値を記憶する働きをする。ＡＰＣ制御回路１１１の第２入力端は、アンド回路１１４の出力端に接続され、ＡＰＣ制御回路１１１の第１出力端は、スイッチング電流生成回路１１２の入力端に、ＡＰＣ制御回路１１１の第２出力端は、バイアス電流生成回路１１３の入力端にそれぞれ接続されている。
【００３３】
バイアス電流生成回路１１３は、半導体レーザ５０１のしきい値電流に近いバイアス電流を生成する回路であり、出力端にはスイッチＳＷ１１２の一端が接続されている。スイッチＳＷ１１２の他端は、ＬＤ１端子に接続されている。
スイッチング電流生成回路１１２は、半導体レーザ５０１が所定の光量を出力するためのスイッチング電流を生成する回路である。該スイッチング電流と前記バイアス電流との和電流で半導体レーザ５０１が所定の光量を出力する。スイッチング電流生成回路１１３の出力端は、スイッチＳＷ１１１の一端に接続され、スイッチＳＷ１１１の他端はＬＤ１端子に接続されている。ノア回路１１６の出力端はアンド回路１１５の第２入力端に接続され、アンド回路１１５の出力端はスイッチＳＷ１１１の制御端子に接続されている。自動光量制御回路１２０における接続も自動光量制御回路１１０と同様であることから、その説明は省略する。
【００３４】
図２は、図１のＡＰＣ信号生成回路１５０の回路例を示した図である。
図２において、ＡＰＣ信号生成回路１５０は、４つのアンド回路１５３〜１５６、ノア回路１５７，１５８、インバータ回路１５９，１６０、及び２つの遅延回路１５１，１５２で構成されている。
アンド回路１５３の第１入力端はＡＰＣ１端子に接続され、アンド回路１５３の第２入力端にはインバータ回路１０２の出力信号であるＬＤＯＦＦ信号が入力されている。アンド回路１５３の出力端は、遅延回路１５１の入力端、アンド回路１５４の第２入力端、及びノア回路１５７の第１入力端にそれぞれ接続されており、遅延回路１５１の出力端はアンド回路１５４の第１入力端に接続されている。アンド回路１５４の出力端からは内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１１０信号が出力されている。
【００３５】
ノア回路１５７の第２入力端には、ＬＤＯＦＦ信号の信号レベルをインバータ回路１６０で反転させた信号が入力されており、ノア回路１５７の出力端からは自動光量制御禁止信号であるＬＤＯＦＦ１２０信号が出力されている。アンド回路１５５において、第１入力端には、ＡＰＣ１信号の信号レベルをインバータ回路１５９で反転させた信号が入力され、第２入力端にはＬＤＯＦＦ信号が入力されており、第３入力端はＡＰＣ２端子に接続され、出力端は、遅延回路１５２の入力端、アンド回路１５６の第２入力端、及びノア回路１５８の第２入力端にそれぞれ接続されている。
【００３６】
遅延回路１５２の出力端はアンド回路１５６の第１入力端に接続され、アンド回路１５６の出力端からは内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１２０信号が出力されている。ノア回路１５８の第１入力端には、ＬＤＯＦＦ信号の信号レベルをインバータ回路１６０で反転させた信号が入力されており、ノア回路１５８の出力端からは自動光量制御禁止信号であるＬＤＯＦＦ１１０信号が出力されている。
【００３７】
次に、図１で示した半導体レーザアレイ光量制御回路の動作について説明する。
ＡＰＣ検知入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子がローレベルであるときに、自動光量制御信号であるＡＰＣ１信号又はＡＰＣ２信号がハイレベルになると、半導体装置１００はＡＰＣを開始する。
なお、ＡＰＣには主に次の３通りの方法があり、本発明は下記３通りの方法すべてに適用することができる。
第１の方法は、スイッチング電流を固定しておいて、バイアス電流だけ調整する方法であり、
第２の方法は、バイアス電流を固定しておいて、スイッチング電流だけを調整する方法であり、
第３の方法は、バイアス電流と、スイッチング電流の両方を調整する方法である。
【００３８】
なお、前記のように、本実施の形態では、ＡＰＣ制御回路１１１（１２１）の出力信号がスイッチング電流生成回路１１２（１２２）とバイアス電流生成回路１１３（１２３）にそれぞれ出力されているが、スイッチング電流だけを調整する場合は、ＡＰＣ制御回路１１１（１２１）からバイアス電流生成回路１１３（１２３）への出力信号は不要である。また、バイアス電流だけを調整する場合は、ＡＰＣ制御回路１１１（１２１）からスイッチング電流生成回路１１２（１２２）への出力信号は不要である。
【００３９】
図３は、図１の半導体レーザアレイ光量制御回路における半導体装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図３において、まず、時刻ｔ０で、ＡＰＣ１信号からＡＰＣ４信号がすべてローレベルである場合の各信号の状態について説明する。
ＡＰＣ３信号とＡＰＣ４信号が共にローレベルであるため、半導体装置２００のＡＰＣ通知信号出力端子であるＡＰＣＯ端子はローレベルになり、半導体装置１００のＡＰＣ検知入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子もローレベルになる。このため、インバータ回路１０２の出力信号であるＬＤＯＦＦ信号はハイレベルになる。
【００４０】
ＡＰＣ１信号がローレベルであるため、アンド回路１５３の出力信号はローレベルであり、アンド回路１５４の出力信号もローレベルであることから、ＩＡＰＣ１１０信号はローレベルである。ノア回路１５７の第２入力端にはハイレベルであるＬＤＯＦＦ信号をインバータ回路６０で反転させたローレベルの信号が入力されていることから、ノア回路１５７の出力信号であるＬＤＯＦＦ１２０信号はハイレベルである。ＡＰＣ２信号がローレベルであるため、アンド回路１５５の出力信号はローレベルであり、アンド回路１５６の出力信号もローレベルであることから、ＩＡＰＣ１２０信号はローレベルである。ノア回路１５８の第１入力端にはハイレベルであるＬＤＯＦＦ信号をインバータ回路１６０で反転させたローレベルの信号が入力されているため、ノア回路１５８の出力信号であるＬＤＯＦＦ１１０信号はハイレベルである。
【００４１】
前記のような信号条件では、半導体装置１００内のアンド回路１１４と１２４の各出力信号がローレベルになるため、ＡＰＣ制御回路１１１及び１２１は動作を停止しており、スイッチＳＷ１１２及びＳＷ１２２はそれぞれオンしている。また、スイッチＳＷ１１１及びＳＷ１２１は、ＤＡＴＡ１端子及びＤＡＴＡ２端子に入力された各データ信号に応じてオン／オフ制御される状態になっており、スイッチＳＷ１０１はオンしている。
【００４２】
次に、時刻ｔ１でＡＰＣ１信号がハイレベルになると、アンド回路１５３の第１入力端及び第２入力端が共にハイレベルになるため、アンド回路１５３の出力信号はハイレベルになる。該信号は、遅延回路１５１で所定の時間ｔｄ遅延され、時刻ｔ２でアンド回路１５４の第１入力端がハイレベルになる。
このため、ＡＰＣ１信号がハイレベルになってから所定の時間ｔｄ経過した時刻ｔ２で内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになる。すると、アンド回路１１４の出力信号がハイレベルになり、ＡＰＣ制御回路１１１は動作を開始する。また、ＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになると、オア回路１１６の出力信号はＤＡＴＡ１端子の信号とは無関係にハイレベルになる。このため、アンド回路１１５の出力信号がハイレベルになり、スイッチＳＷ１１１がオンして、バイアス電流とスイッチング電流がＬＤ１端子を介して半導体レーザ５０１に供給される。
【００４３】
更に、時刻ｔ１でアンド回路１５３の出力信号がハイレベルになると、ノア回路１５７の第１入力端がハイレベルになるため、ノア回路１５７の出力信号であるＬＤＯＦＦ１２０信号がローレベルになり、スイッチＳＷ１２２がオフする。また、アンド回路１２５の出力信号もローレベルになるため、スイッチＳＷ１２１もオフし、ＬＤ２端子へのバイアス電流とスイッチング電流を完全に遮断する。このため、半導体レーザ５０２は完全に消灯するため、ＡＰＣを行っている自動光量制御回路１１０に悪影響を与えることはない。なお、ＬＤＯＦＦ信号がハイレベルであるからスイッチＳＷ１０１はオンしており、フォトダイオード５１０の光電流はＰＤ制御回路１０３に入力されている。
【００４４】
時刻ｔ３でＡＰＣ１信号がローレベルに戻ると、アンド回路１５３の出力信号がローレベルになるため、アンド回路１５４の出力信号もローレベルになり、ＩＡＰＣ１１０信号もローレベルに戻って半導体レーザ５０１のＡＰＣが終了する。また、ＬＤＯＦＦ１２０信号はハイレベルに戻り、時刻ｔ０と同じ状態になる。
次に、時刻ｔ４でＡＰＣ２信号だけがハイレベルになると、アンド回路１５５の出力信号がハイレベルになり、遅延回路１５２で所定の時間ｔｄ遅延され時刻ｔ５で内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１２０信号がハイレベルになる。また、ＬＤＯＦＦ１１０信号はローレベルになる。
ＩＡＰＣ１２０信号がハイレベルなると、アンド回路１２４の出力信号がハイレベルになるため、ＡＰＣ制御回路１２１の動作が開始する。以降、各部の動作は、自動光量制御回路１１０で説明した動作と同様であるためその説明は省略する。
【００４５】
時刻ｔ６でＡＰＣ２信号がローレベルに戻ると、アンド回路１５５の出力信号がローレベルになるため、アンド回路１５６の出力信号もローレベルになり、ＩＡＰＣ１２０信号はローレベルに戻って半導体レーザ５０２のＡＰＣが終了する。また、ＬＤＯＦＦ１１０信号はハイレベルに戻り、時刻ｔ０と同じ状態になる。
時刻ｔ７でＡＰＣ１信号とＡＰＣ２信号が同時にハイレベルになると、アンド回路１５５の第１入力端はインバータ回路１５９の出力信号によってローレベルになるため、内部ＡＰＣ信号はＩＡＰＣ１１０信号の方が優先され、所定の遅延時間ｔｄが経過した時刻ｔ８でＩＡＰＣ１１０信号だけがハイレベルになる。ＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルのときの動作は前記と同様であるのでその説明を省略する。
【００４６】
時刻ｔ９でＡＰＣ１信号がローレベルに戻ると、ＩＡＰＣ１１０信号もローレベルに戻る。しかし、この時点でまだＡＰＣ２信号はハイレベルであるため、アンド回路１５５の出力信号はハイレベルになり、所定の遅延時間ｔｄ後の時刻ｔ１０でＩＡＰＣ１２０信号がハイレベルになり自動光量制御回路１２０のＡＰＣを行う。時刻ｔ１１でＡＰＣ２信号がローレベルに戻るとＩＡＰＣ１２０信号もローレベルに戻る。
【００４７】
次に、半導体装置２００がＡＰＣ制御を行っている場合について説明する。
ＡＰＣ３信号、又はＡＰＣ４信号がハイレベルになると、半導体装置２００内の自動光量制御回路が動作を行う。
時刻ｔ１２でＡＰＣ３信号、又はＡＰＣ４信号がハイレベルになると、半導体装置２００のＡＰＣ通知信号出力端子であるＡＰＣＯ端子がハイレベルになる。この信号は半導体装置１００のＬＤＯＦＦＩ端子に入力され、インバータ回路１０２で信号レベルが反転されるため、ＬＤＯＦＦ信号はローレベルになる。すると、アンド回路１５３の第１入力端とアンド回路１５５の第２入力端はローレベルになるため、時刻ｔ１３でＡＰＣ１信号が、時刻ｔ１４でＡＰＣ２信号がそれぞれハイレベルになっても、ＩＰＡＣ１１０信号とＩＡＰＣ１２０信号がハイレベルにならないため、半導体装置１００の自動光量制御回路１１０及び１２０はＡＰＣを行うことはない。
【００４８】
また、ＬＤＯＦＦ信号がローレベルになると、ノア回路１５７の第２入力端とノア回路１５８の第１入力端がそれぞれハイレベルになるため、ＬＤＯＦＦ１１０信号とＬＤＯＦＦ１２０信号は共にローレベルになる。この結果、半導体装置１００内のスイッチＳＷ１１１、ＳＷ１１２、ＳＷ１２１及びＳＷ１２２はすべてオフし、ＬＤ１端子とＬＤ２端子へのバイアス電流とスイッチング電流の両方が遮断されるため、半導体装置２００でＡＰＣを行っている場合は半導体装置１００に接続されている半導体レーザはすべて完全に消灯することになる。このようなことから、半導体装置２００のＡＰＣに悪影響を与えることはない。
【００４９】
更に、ＬＤＯＦＦ信号がローレベルであるため、スイッチＳＷ１０１もオフしており、フォトダイオード５１０のアノードと半導体装置１００内のＰＤ制御回路１０３の入力端との接続も遮断されるため、フォトダイオード５１０への余分な回路接続がなくなり、測光精度を損なうことがなく、しかも、半導体装置１００と２００の各ＰＤ端子に対してワイヤードオア接続が可能になる。この結果、フォトダイオード５１０の光電流を分配するために従来必要であったカレントミラー回路も不要になり、小型化及びローコスト化に大きく貢献することができる。
【００５０】
時刻ｔ１５でＡＰＣ１信号がハイレベルになる。しかし、この時点ではＬＤＯＦＦ信号がローレベルであることから、ＩＡＰＣ１１０信号はローレベルのままである。時刻ｔ１６で半導体装置２００のＡＰＣが終了して、ＬＤＯＦＦ信号がハイレベルになると、遅延時間ｔｄ後の時刻ｔ１７でＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになり、自動光量制御回路１１０はＡＰＣを開始する。このように、半導体装置１００のＡＰＣ１信号及びＡＰＣ２信号と、半導体装置２００のＡＰＣ３信号及びＡＰＣ４信号が同時に出力されても、他の半導体装置のＡＰＣ信号がすべてローレベルになった時点で、ＡＰＣを開始することができるため、すべての半導体レーザのＡＰＣを効率よく実行することができる。しかも、ＡＰＣ信号が重なっていても優先順位の高いＡＰＣ信号だけが出力されるため、ＡＰＣ信号の出力タイミングをラフにすることができ、ＡＰＣ信号を出力する制御回路を簡単にすることができる。
【００５１】
なお、半導体装置１００と２００は前記のようにまったく同じ回路構成であることから、半導体装置１００がＡＰＣを行っている場合は、半導体装置２００に接続されている半導体レーザ５０３と５０４への電流供給が完全に遮断され、かつフォトダイオード５１０と半導体装置２００内のＰＤ制御回路との接続も遮断されていることは言うまでもない。
【００５２】
更に、どちらかの半導体装置がＡＰＣを行っている最中に、他の半導体装置のＡＰＣ信号がハイレベルになると、ＡＰＣを行っていた半導体装置のＡＰＣが停止し、両方の半導体装置のＡＰＣが禁止されるようになるため、ＡＰＣを同時に実行してしまうことによる不具合を回避することができる。
更に、ＡＰＣを行う前に遅延時間ｔｄを設けたため、連続してＡＰＣを行う場合でも、先のＡＰＣが終了した後、所定の時間ｔｄが経過してからでないと次のＡＰＣが開始されないため、ＡＰＣの相互干渉を完全になくすことができる。
【００５３】
第２の実施の形態．
図４は、本発明の第２の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。図４における図１との相違点は、半導体装置１００と２００が内蔵する自動光量制御回路の数が４つに増えた点である。内蔵された４つの自動光量制御回路１１０、１２０、１３０及び１４０の構成はすべて同じであり、しかも図１で説明したものとも同じである。
半導体装置１００内の自動光量制御回路が４つに増えたため、ＡＰＣ信号入力端子とＤＡＴＡ端子、それにＲＰＤ端子もそれぞれ４つになっている。なお、図４では、ＲＰＤ２端子、ＲＰＤ３端子及びＲＰＤ４端子の外部接続が省略されているが、ＲＰＤ端子１と同様、接地電圧との間に調整抵抗が接続されている。
【００５４】
自動光量制御信号であるＡＰＣ１信号、ＡＰＣ２信号、ＡＰＣ３信号及びＡＰＣ４信号は、半導体装置１００のＡＰＣ１端子、ＡＰＣ２端子、ＡＰＣ３端子及びＡＰＣ４端子に対応して入力されている。また、自動光量制御信号であるＡＰＣ５信号、ＡＰＣ６信号、ＡＰＣ７信号及びＡＰＣ８信号は、半導体装置２００のＡＰＣ１端子、ＡＰＣ２端子、ＡＰＣ３端子及びＡＰＣ４端子に対応して入力されている。
半導体装置１００のＡＰＣ１端子、ＡＰＣ２端子、ＡＰＣ３端子及びＡＰＣ４端子は、それぞれＡＰＣ信号生成回路１５０に接続され、更に、４入力ノア回路１０１の各入力端にも接続されている。ノア回路１０１の出力端は、ＡＰＣ通知信号出力端子であるＡＰＣＯ端子に接続されている。
【００５５】
半導体装置１００のＡＰＣＯ端子は、半導体装置２００のＡＰＣ検知信号入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子に接続されている。また、半導体装置２００のＡＰＣＯ端子は、半導体装置１００のＬＤＯＦＦＩ端子に接続されている。半導体装置１００のＬＤＯＦＦＩ端子は、インバータ回路１０２の入力端に接続され、インバータ回路１０２の出力端は、ＡＰＣ信号生成回路１５０の入力端とスイッチＳＷ１０１の制御端子にそれぞれ接続されている。ＰＤ制御回路１０３の４つの出力端は、自動光量制御回路１１０、１２０、１３０及び１４０の各ＡＰＣ制御回路の第１入力端に対応して接続されている。その他の接続は、図１の場合と同様である。
【００５６】
なお、図１と図４では、ＬＤＯＦＦＩ端子にハイレベルの信号が入力されているときには、バイアス電流を完全にカットするようにしたが、バイアス電流を完全にカットするのではなく、バイアス電流の一部（画像又はＡＰＣ誤差に影響のないレベル）の微小電流を半導体レーザに供給したままにしてもよい。
【００５７】
図５は、図４のＡＰＣ信号生成回路１５０の回路例を示した図である。
図５において、ＡＰＣ信号生成回路１５０は、８つのアンド回路１５５〜１６２、６つのノア回路１６３〜１６８、インバータ回路１６９，１７０、及び４つの遅延回路１５１〜１５４で構成されている。
アンド回路１５５において、第１入力端はＡＰＣ１端子に接続され、第２入力端にはインバータ回路１０２の出力信号であるＬＤＯＦＦ信号が入力されており、出力端は、遅延回路１５１の入力端、アンド回路１５９の第２入力端、及びノア回路１６６〜１６８の各第２入力端にそれぞれ接続されている。遅延回路１５１の出力端はアンド回路１５９の第１入力端に接続されている。
【００５８】
アンド回路１５９の出力端からは内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１１０信号が出力されている。アンド回路１５６において、第１入力端にはＡＰＣ２信号が入力され、第２入力端にはＬＤＯＦＦ信号が入力され、第３入力端にはＡＰＣ１信号をインバータ回路１６９で信号レベルを反転させた信号が入力されており、出力端は、遅延回路１５２の入力端、アンド回路１６０の第２入力端、ノア回路１６５の第２入力端、及びノア回路１６７，１６８の各第３入力端にそれぞれ接続されている。アンド回路１６０の出力端からは内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１２０信号が出力されている。
【００５９】
アンド回路１５７において、第１入力端はＡＰＣ３信号が入力され、第２入力端にはＬＤＯＦＦ信号が入力されており、第３入力端にはノア回路１６３の出力端が接続されている。また、ノア回路１６３において、第１入力端はＡＰＣ１端子に、第２入力端はＡＰＣ２端子にそれぞれ接続されている。アンド回路１５７の出力端は、遅延回路１５３の入力端、アンド回路１６１の第２入力端、ノア回路１６５，１６６の各第３入力端、及びノア回路１６８の第４入力端にそれぞれ接続されている。アンド回路１６１の出力端からは内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１３０信号が出力されている。
【００６０】
アンド回路１５８において、第１入力端にはＡＰＣ４信号が入力され、第２入力端にはＬＤＯＦＦ信号が入力され、第３入力端にはノア回路１６４の出力端が接続されている。ノア回路１６４において、第１入力端はＡＰＣ１端子に、第２入力端はＡＰＣ２端子に、第３入力端はＡＰＣ３端子にそれぞれ接続されている。アンド回路１５８の出力端は、遅延回路１５４の入力端、アンド回路１６２の第２入力端、及びノア回路１６５〜１６７の各第４入力端にそれぞれ接続されている。アンド回路１６２の出力端からは、内部自動光量制御信号であるＩＡＰＣ１４０信号が出力されている。
【００６１】
インバータ回路１７０の入力端にはＬＤＯＦＦ信号が入力され、インバータ回路１７０の出力端は、ノア回路１６５〜１６８の各第１入力端にそれぞれ接続されている。ノア回路１６５の出力端からは自動光量制御禁止信号であるＬＤＯＦＦ１１０信号が、ノア回路１６６の出力端からは同じくＬＤＯＦＦ１２０信号が、ノア回路１６７の出力端からは同じくＬＤＯＦＦ１３０信号が、ノア回路１６８の出力端からは同じくＬＤＯＦＦ１４０信号がそれぞれ出力されている。
【００６２】
図６は、図４の半導体レーザアレイ光量制御回路の動作例を示したタイミングチャートである。図６を参照しながら図４の半導体レーザアレイ光量制御回路の動作について説明する。
まず、時刻ｔ０でＡＰＣ１信号からＡＰＣ８信号がすべてローレベルである場合の各信号の状態について説明する。
ＡＰＣ５信号からＡＰＣ８信号がすべてローレベルであるため、半導体装置２００のＡＰＣ通知信号出力端子であるＡＰＣＯ端子はローレベルになり、半導体装置１００のＡＰＣ検知入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子もローレベルになる。このため、インバータ回路１０２の出力信号であるＬＤＯＦＦ信号はハイレベルになる。
【００６３】
また、ＡＰＣ１信号からＡＰＣ４信号がすべてローレベルであることから、アンド回路１５５〜１５８の各出力信号はすべてローレベルである。すると、アンド回路１５９〜１６２の各出力信号もそれぞれローレベルになるため、ＩＡＰＣ１１０信号、ＩＡＰＣ１２０信号、ＩＡＰＣ１３０信号及びＩＡＰＣ１４０信号はすべてローレベルになる。ノア回路１６５〜１６８の各第１入力端には、ハイレベルであるＬＤＯＦＦ信号をインバータ回路１７０で信号レベルを反転したローレベルの信号がそれぞれ入力されているため、ノア回路１６５〜１６８の各出力信号であるＬＤＯＦＦ１１０信号、ＬＤＯＦＦ１２０信号、ＬＤＯＦＦ１３０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号はいずれもハイレベルである。
【００６４】
このような信号条件では、自動光量制御回路１１０内のアンド回路１１４の出力信号がローレベルになるため、ＡＰＣ制御回路１１１は動作を停止し、スイッチＳＷ１１２はオンする。また、スイッチＳＷ１１１は、ＤＡＴＡ１端子のデータ信号によってオン／オフ制御される状態になっており、スイッチＳＷ１０１はオンしている。自動光量制御回路１２０、１３０及び１４０の各動作も自動光量制御回路１１０の動作と同様である。また、半導体装置２００の状態も半導体装置１００と同様である。
【００６５】
時刻ｔ１でＡＰＣ１信号がハイレベルになると、オア回路１０１の出力信号がハイレベルになり、ＡＰＣ通知信号がＡＰＣＯ端子から出力される。該信号は、半導体装置２００のＡＰＣ検知信号入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子に入力され、半導体装置２００のＡＰＣを禁止すると共に、半導体レーザ５０５〜５０８へのすべての電流供給を遮断する。また、ＡＰＣ信号生成回路１５０内のアンド回路１５５の第１入力端及び第２入力端が共にハイレベルになるため、アンド回路１５５の出力信号はハイレベルになる。該信号は、遅延回路１５１で所定の時間ｔｄ遅延され、アンド回路１５９の第１入力端をハイレベルにする。
【００６６】
このため、ＡＰＣ１信号がハイレベルになってから所定の時間ｔｄ後にＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになる。すると、アンド回路１１４の出力信号がハイレベルになり、ＡＰＣ制御回路１１１の動作が開始する。
更に、ＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになると、オア回路１１６の出力信号はＤＡＴＡ１端子の信号に関係なくハイレベルになる。このため、アンド回路１１５の出力信号がハイレベルになり、スイッチＳＷ１１１がオンして、バイアス電流とスイッチング電流がＬＤ１端子を介して半導体レーザ５０１に供給される。なお、ＬＤＯＦＦ信号がハイレベルであることからスイッチＳＷ１０１はオンしており、フォトダイオード５１０の光電流はＰＤ制御回路１０３に入力されている。
【００６７】
更に、時刻ｔ１でアンド回路１５５の出力信号がハイレベルになると、ノア回路１６６〜１６８の各第３入力端がそれぞれハイレベルになるため、ノア回路１６６〜１６８の各出力信号であるＬＤＯＦＦ１２０信号、ＬＤＯＦＦ１３０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号がそれぞれローレベルになる。ＬＤＯＦＦ１２０信号、ＬＤＯＦＦ１３０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号がそれぞれローレベルになると、自動制御回路１２０、１３０及び１４０に接続されている半導体レーザへの電流供給が遮断される。このため、半導体レーザ５０２〜５０４は完全に消灯し、ＡＰＣ制御を行っている自動光量制御回路１１０に悪影響を与えることはない。
【００６８】
時刻ｔ２でＡＰＣ２信号だけがハイレベルになった場合は、時刻ｔ１のときと同様、オア回路１０１の出力信号がハイレベルになり、ＡＰＣ通知信号がＡＰＣＯ端子から出力される。また、ＬＤＯＦＦ１１０信号、ＬＤＯＦＦ１３０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号がそれぞれローレベルになり、自動光量制御回路１１０、１３０及び１４０に接続されている半導体レーザへの電流供給が遮断される。更に、所定の時間ｔｄ後にＩＡＰＣ１２０信号がハイレベルになり、自動光量制御回路１２０がＡＰＣを行う。
【００６９】
時刻ｔ３でＡＰＣ３信号だけがハイレベルになった場合も、ＡＰＣ通知信号をＡＰＣＯ端子から出力し、ＬＤＯＦＦ１１０信号、ＬＤＯＦＦ１２０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号がそれぞれローレベルになり、自動光量制御回路１１０、１２０及び１４０に接続されている半導体レーザへの電流供給が遮断される。また、所定の時間ｔｄ後にＩＡＰＣ１３０信号がハイレベルになり、自動光量制御回路１３０がＡＰＣを行う。
【００７０】
時刻ｔ４でＡＰＣ４信号だけがハイレベルになった場合も、ＡＰＣ通知信号をＡＰＣＯ端子から出力し、ＬＤＯＦＦ１１０信号、ＬＤＯＦＦ１２０信号及びＬＤＯＦＦ１３０信号がそれぞれローレベルになり、自動光量制御回路１１０、１２０及び１３０に接続されている半導体レーザへの電流供給が遮断される。また、所定の時間ｔｄ後にＩＡＰＣ１４０信号がハイレベルになり、自動光量制御回路１４０がＡＰＣを行う。
【００７１】
次に、半導体装置２００がＡＰＣ制御を行っている場合について説明する。
時刻ｔ１０でＡＰＣ５信号からＡＰＣ８信号のいずれかがハイレベルになると、半導体装置２００内の自動光量制御回路がＡＰＣを行う。また、半導体装置２００のＡＰＣＯ端子からハイレベルのＡＰＣ通知信号が出力され、該信号が半導体装置１００のＡＰＣ検知信号入力端子であるＬＤＯＦＦＩ端子に入力される。すると、半導体装置１００内のインバータ回路１０２の出力信号であるＬＤＯＦＦ信号がローレベルになる。ＬＤＯＦＦ信号がローレベルになると、アンド回路１５５〜１５８の各第２入力端がそれぞれローレベルになるため、時刻ｔ１１でＡＰＣ１信号が、時刻ｔ１２でＡＰＣ２信号がそれぞれハイレベルになっても、ＩＰＡＣ１１０信号とＩＡＰＣ１２０信号はハイレベルにならない。ＡＰＣ３信号及びＡＰＣ４信号が入力されても、同様に内部自動光量制御信号は出力されることはない。このため、半導体装置１００内の自動光量制御回路１１０、１２０、１３０及び１４０はＡＰＣを行うことはない。
【００７２】
また、ＬＤＯＦＦ信号がローレベルになると、ノア回路１６５〜１６８の各第１入力端がハイレベルになるため、ＬＤＯＦＦ１１０信号、ＬＤＯＦＦ１２０信号、ＬＤＯＦＦ１３０信号及びＬＤＯＦＦ１４０信号は、いずれもローレベルになる。この結果、半導体装置１００内に接続されている半導体レーザ５０１〜５０４は、電流供給がすべて遮断されて完全に消灯しているため、半導体装置２００のＡＰＣに悪影響を与えることはない。更に、ＬＤＯＦＦ信号がローレベルであるため、スイッチＳＷ１０１もオフしており、フォトダイオード５１０のアノードと半導体装置１００内のＰＤ制御回路１０３の入力端との接続も遮断されるため、ＰＤ端子がハイインピーダンスになるのは前記第１の実施の形態と同様である。
【００７３】
時刻ｔ１３でＡＰＣ１信号がハイレベルになる。しかし、この時点ではＬＤＯＦＦ信号がローレベルであるため、ＩＡＰＣ１１０信号がローレベルのままである。
時刻ｔ１４で半導体装置２００のＡＰＣが終了して、ＬＤＯＦＦ信号がハイレベルになると、遅延時間ｔｄ後にＩＡＰＣ１１０信号がハイレベルになり自動光量制御回路１１０はＡＰＣを開始する。
このように、半導体装置１００と２００の自動光量制御信号ＡＰＣ１〜ＡＰＣ４とＡＰＣ５〜ＡＰＣ８が同時に出力されても、他の半導体装置のＡＰＣ信号がすべてローレベルになった時点で、ＡＰＣを開始することができるため、すべての半導体レーザのＡＰＣを効率よく実行することができる。
【００７４】
なお、半導体装置１００と２００は前記のようにまったく同じ回路構成であるため、半導体装置１００がＡＰＣを行っている場合は、半導体装置２００に接続されている半導体レーザ５０５〜５０８への電流供給が完全に遮断され、且つフォトダイオード５１０と半導体装置２００内のＰＤ制御回路との接続も遮断されていることは言うまでもない。
更に、どちらかの半導体装置がＡＰＣを行っている最中に、他の半導体装置のＡＰＣ信号がハイレベルになると、ＡＰＣを行っていた半導体装置のＡＰＣが停止し、両方の半導体装置のＡＰＣが禁止されるようになるため、ＡＰＣを同時に実行してしまうことによる不具合を回避することができる。
更に、ＡＰＣを行う前に遅延時間ｔｄを設けたため、連続してＡＰＣを行う場合でも、先のＡＰＣが終了した後、所定の時間ｔｄ経過してからでないと次のＡＰＣが開始しないため、ＡＰＣの相互干渉を完全になくすことができる。
【００７５】
第３の実施の形態．
図７は、本発明の第３の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。
図７の半導体レーザアレイ光量制御回路は、４つの半導体装置１００、２００、３００及び４００と、半導体レーザアレイ５００で構成されている。なお、半導体装置１００、２００、３００及び４００はいずれもまったく同じ回路である。
半導体装置１００は、２つの自動光量制御回路を含んでおり、前記第１の実施の形態で説明した半導体装置１００と異なる点は、ＡＰＣ通知信号の部分だけである。このため、ここではＡＰＣ通知信号部分についてのみ説明を行う。
【００７６】
半導体装置１００、２００、３００及び４００は、それぞれ３つのＡＰＣ通知信号出力端子を備えている。１つの半導体装置が備えるＡＰＣ通知信号出力端子の数は、半導体レーザアレイ光量制御回路を構成する半導体装置の個数より１つ少ない数である。これは、自身のＡＰＣ通知信号出力端子を、他のすべての半導体装置に備わっているＡＰＣ検知信号入力端子に接続するためである。すなわち、半導体装置１００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩには、半導体装置２００、３００及び４００の各ＡＰＣ通知信号出力端子が接続されている。同様に、半導体装置２００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩには、半導体装置１００、３００及び４００の各ＡＰＣ通知信号出力端子が、半導体装置３００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩには、半導体装置１００、２００及び４００の各ＡＰＣ通知信号出力端子が、半導体装置４００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩには、半導体装置１００、２００及び３００の各ＡＰＣ通知信号出力端子がそれぞれ接続されている。
【００７７】
図７では、半導体装置１００のＡＰＣ通知信号出力端子ＡＰＣＯ１は半導体装置４００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩに接続されているが、ＡＰＣ通知信号出力端子ＡＰＣＯ１〜ＡＰＣＯ３はすべて同じ構成であることから、図７の接続に限らず、ＡＰＣ通知信号出力端子ＡＰＣＯ１〜ＡＰＣＯ３をどのように入れ替えてもかまわない。
次に、半導体装置１００内のＡＰＣ通知信号生成回路について説明する。
半導体装置１００は、３つのＡＰＣ通知信号出力端子ＡＰＣＯ１〜ＡＰＣＯ３に対応してＡＰＣ通知信号を出力するために、３つのＡＰＣ通知信号生成回路を備えている。なお、３つのＡＰＣ通知信号生成回路はすべて同じ回路構成であることから、１つだけ説明する。
【００７８】
１つのＡＰＣ通知信号生成回路は、ノア回路１０１、ＰＭＯＳトランジスタＭ１０１及び抵抗Ｒ１０１で構成されている。ノア回路１０１において、第１入力端はＡＰＣ１端子に接続され、第２入力端はＡＰＣ２端子に接続されており、出力端はＰＭＯＳトランジスタＭ１０１のゲートに接続されている。ＰＭＯＳトランジスタＭ１０１のソースは電源電圧Ｖｄｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＭ１０１のドレインはＡＰＣＯ１端子に接続されると共に、抵抗Ｒ１０１を介して接地電圧ＧＮＤに接続されている。
【００７９】
このような構成において、ＡＰＣ１信号とＡＰＣ２信号のいずれか一方がハイレベルになると、ノア回路１０１の出力信号がローレベルになり、ＰＭＯＳトランジスタＭ１０１がオンして、ＡＰＣＯ１端子をハイレベルにする。
ＡＰＣ通知信号生成回路の出力回路は前記のように、ＰＭＯＳトランジスタと抵抗によるインバータ回路になっているため、他の半導体装置のＡＰＣ通知信号生成回路の出力信号と入力論理レベルがハイレベルのワイヤードオアが可能な構成になっている。このため、半導体装置に設けるＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩは１つで済むようになった。
【００８０】
例えば、半導体装置１００のＡＰＣ１信号がハイレベルになると、半導体装置１００のＡＰＣＯ１端子と共通接続されている半導体装置２００と半導体装置３００の各ＡＰＣＯ１端子にそれぞれ接続されているＰＭＯＳトランジスタがそれぞれオフしていても、ＰＭＯＳトランジスタＭ１０１だけがオンすれば、半導体装置１００、２００及び３００のＡＰＣＯ１端子はハイレベルになり、半導体装置４００のＡＰＣ検知信号入力端子ＬＤＯＦＦＩをハイレベルにすることができる。
【００８１】
なお、本第３の実施の形態では半導体装置が４つである場合を例にして示したが、４つに限ることはなく、半導体装置に備えるＡＰＣ通知信号出力端子の数を増やせば、更に多くの半導体装置を組み合わせ、多くの半導体レーザのＡＰＣを行うことができるようになる。
更に、１つの半導体装置内の自動光量制御回路の数を増やしてもよく、この場合は、ＡＰＣ通知信号生成回路のノア回路の入力数を自動光量制御回路の数だけ増やせばよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。
【図２】図１のＡＰＣ信号生成回路１５０の回路例を示した図である。
【図３】図１の半導体レーザアレイ光量制御回路の動作例を示したタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。
【図５】図４のＡＰＣ信号生成回路１５０の回路例を示した図である。
【図６】図４の半導体レーザアレイ光量制御回路の動作例を示したタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態における半導体レーザアレイ光量制御回路の回路例を示した図である。
【符号の説明】
【００８３】
１００，２００，３００，４００  半導体装置
１１０，１２０，１３０，１４０  自動光量制御回路
１１１，１２１  ＡＰＣ制御回路
１１２，１２２  スイッチング電流生成回路
１１３，１２３  バイアス電流生成回路
１０３  ＰＤ制御回路
１５０  ＡＰＣ信号生成回路（内部自動光量制御信号生成回路）
１５１，１５２  遅延回路
５００  半導体レーザアレイ
５０１〜５０８  半導体レーザ
５１０  フォトダイオード
【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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【図６】
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【図７】
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