(57)【要約】【課題】画像形成に使用しない発光素子が画像形成中に発光することを防止する。【解決手段】各ＬＤは、画像形成に使用するときは、変調信号に応じて、駆動電流とバイアス電流とのうちの一方をＬＤに流し、他方を負荷１０５に流す。そして、画像形成に使用しないＬＤに対してもバイアス電流を流す。【選択図】図７
2010221608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
負荷と、
前記複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と前記負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、
前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、
を備えている露光装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子の消灯の際の各端子間電圧を平均化処理した前記複数の発光素子で共通のバイアス電圧を前記各発光素子に供給する第３の供給手段をさらに備え、
前記第１及び第２の供給手段は、前記バイアス電圧の供給後、前記バイアス電圧に基づいて設定された前記バイアス電流を前記発光素子又は前記負荷に供給する、
請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
感光体と、
前記感光体を露光して静電潜像を形成する複数の発光素子を有する露光装置と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像器と、
を備え、
前記露光装置は、
複数の発光素子を有する露光部と、
負荷と、
前記複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と前記負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、
前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、
を備えている画像形成装置。
【請求項４】
複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、
前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、
をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能な露光制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、画像形成装置、及び露光制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、面発光レーザに印加するバイアス電流の設定方法であり、試験電流を全チャネルに共通して供給し、端子電圧が所定電圧となるようにバイアス電流を制御する点について開示されている。
【０００３】
特許文献２には、時定数の高い面発光レーザで立ち上がり、立ち下がり時に電圧駆動を行い、端子電圧の立ち上がり後には電流駆動することで温度変化に対する光量の変動を抑制する点について開示されている。
【０００４】
特許文献３には、面発光レーザダイオードと略等価な擬似負荷への相補出力配線方法であり、所定電流を常に印加することで電流源の電位変動を抑制することで変調速度を上げる点について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４‐１９３３７６号公報
【特許文献２】特開２００２‐３３５０３８号公報
【特許文献３】特開２００５‐０５９２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、画像形成に使用しない発光素子が画像形成中に発光することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、複数の発光素子と、負荷と、前記複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と前記負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、を備えている露光装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置において、前記複数の発光素子の消灯の際の各端子間電圧を平均化処理した前記複数の発光素子で共通のバイアス電圧を前記各発光素子に供給する第３の供給手段をさらに備え、前記第１及び第２の供給手段は、前記バイアス電圧の供給後、前記バイアス電圧に基づいて設定された前記バイアス電流を前記発光素子又は前記負荷に供給する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、感光体と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する複数の発光素子を有する露光装置と、前記静電潜像をトナーで現像する現像器と、を備え、前記露光装置は、複数の発光素子を有する露光部と、負荷と、前記複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と前記負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、を備えている画像形成装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、複数の発光素子のうち画像形成に使用するものについては、変調信号に応じて前記発光素子と負荷とのうち一方に駆動電流を供給し他方にバイアス電流を供給する第１の供給手段と、前記複数の発光素子のうち画像形成に使用しないものについては、前記変調信号にかかわらず前記バイアス電流を前記発光素子に供給する第２の供給手段と、をコンピュータに実行させるコンピュータに読み取り可能な露光制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、画像形成に使用しない発光素子が画像形成中に発光することを防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、各発光素子の端子間電圧を平均化処理するときの平均化誤差の発生を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、画像形成に使用しない発光素子が画像形成中に発光することを防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、画像形成に使用しない発光素子が画像形成中に発光することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態の画像形成装置における光ビーム走査装置の光学系の構成を説明する図である。
【図３】本発明の一実施の形態の画像形成装置における光ビーム走査装置の光学系の構成を説明する図である。
【図４】本発明の一実施の形態の画像形成装置における発光素子駆動装置の回路図である。
【図５】本発明の一実施の形態の画像形成装置における感光体への露光を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態の画像形成装置におけるドライバの回路構成を示す回路図である。
【図７】本発明の一実施の形態の画像形成装置における発光素子駆動装置と発光素子との接続関係を示す回路図である。
【図８】本発明の一実施の形態の画像形成装置における発光素子の状態と対応する電流との関係を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態の画像形成装置における発光素子の配置の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の画像形成装置における発光素子駆動装置と発光素子との別の接続関係を示す回路図である。
【図１１】本発明の一実施の形態の画像形成装置における各発光素子の電圧電流駆動にかかわる回路の回路図である。
【図１２】本発明の一実施の形態の画像形成装置における制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態の画像形成装置１０１０の全体構成を示す説明図である。
【００１８】
画像形成装置１０１０は、筐体１０１４によって被覆されており、筐体１０１４内は、カラー画像を用紙に形成するための画像形成部１０１８及び画像形成部１０１８での画像処理全般を制御する画像処理制御部１０８０を備えている。
【００１９】
画像形成部１０１８は、画像を形成し静電的に吸着された現像材を図１の矢印Ｂで示す搬送方向に搬送するための記録媒体としての中間転写体１０３０（ローラ１０３２、１０３４、１０３６、１０３８のそれぞれに巻き掛けられて周回するベルト構造）、中間転写体１０３０の搬送方向（図１の矢印Ｂ方向）に沿って上流側から下流側に向かってタンデム状に配設されるＹ（イエロー）色の画像、並びにＭ（マゼンタ）色の画像を形成するためのＹＭ画像形成ユニット２０２２、Ｃ（シアン）色の画像、並びにＫ（黒）色の画像を形成するためのＣＫ画像形成ユニット２４２６、用紙１０５０を用紙収納部１０５４より送り出し、搬送するための用紙搬送路と搬送ローラ、転写された用紙を定着処理するための定着装置１０４６、を備えている。ＣＫ画像形成ユニット２４２６の搬送方向（図１の矢印Ｂ方向）の下流側には、位置検出手段としての検知部１０２７が設けられている。
【００２０】
ＹＭ画像形成ユニット２０２２は、Ｙ色及びＭ色共通の露光装置である光ビーム走査装置２０２２Ａを備えている。光ビーム走査装置２０２２Ａは、画像データに基づいて変調したＹ色レーザ光及びＭ色レーザ光を照射する。
【００２１】
Ｙ色に関しては、感光体ドラム１０２０Ｃ、感光体ドラム１０２０Ｃを所定の電位に帯電させるための帯電装置１０２０Ｄ、光ビーム走査装置２０２２Ａにより出力されるＹ色レーザ光によって形成された潜像を現像する現像器１０２０Ｂ、現像器１０２０ＢにＹ色のトナーを供給するトナー供給部１０２０Ｇ、感光体ドラム１０２０Ｃ上の黄色のトナー画像を中間転写体１０３０に転写する転写器１０２０Ｆ、及び感光体ドラム１０２０Ｃの外周面からトナーを除去するクリーニング装置１０２０Ｅを備えている。
【００２２】
また、Ｍ色に関しては、感光体ドラム１０２２Ｃ、帯電装置１０２２Ｄ、現像器１０２２Ｂ、トナー供給部１０２２Ｇ、転写器１０２２Ｆ、及びクリーニング装置１０２２Ｅを含んで構成されている。
【００２３】
ＣＫ画像形成ユニット２４２６は、Ｃ色及びＫ色共通の露光装置となる光ビーム走査装置２４２６Ａを備えている。光ビーム走査装置２４２６Ａは、画像データに基づいて変調したＣ色レーザ光及びＫ色レーザ光を照射する。
【００２４】
Ｃ色に関しては、感光体ドラム１０２４Ｃ、感光体ドラム１０２４Ｃを所定の電位に帯電させるための帯電装置１０２４Ｄ、光ビーム走査装置２４２６Ａにより出力されるＣ色レーザ光によって形成された潜像を現像する現像器１０２４Ｂ、現像器１０２４ＢにＣ色のトナーを供給するトナー供給部１０２４Ｇ、感光体ドラム１０２４Ｃ上のＣ色のトナー画像を中間転写体３０に転写する転写器１０２４Ｆ、及び感光体ドラム１０２４Ｃの外周面からトナーを除去するクリーニング装置１０２４Ｅを備えている。
【００２５】
また、Ｋ色に関しては、感光体ドラム１０２６Ｃ、帯電装置１０２６Ｄ、現像器１０２６Ｂ、トナー供給部１０２６Ｇ、転写器１０２６Ｆ、及びクリーニング装置１０２６Ｅを含んで構成されている。
【００２６】
各光ビーム走査装置２０２２Ａ、光ビーム走査装置２４２６Ａから各感光体ドラム１０２０Ｃ、感光体ドラム１０２２Ｃ、感光体ドラム１０２４Ｃ、及び感光体ドラム１０２６Ｃへの光ビームの走査露光は、中間転写体１０３０の搬送速度や各感光体ドラム１０２０Ｃ、感光体ドラム１０２２Ｃ、感光体ドラム１０２４Ｃ、及び感光体ドラム１０２４Ｃ間の距離等に応じて決定される予め定められた時間だけ間隔を置いて行われる。
【００２７】
図１に示される如く、中間転写体１０３０の下方には用紙１０５０を収容した用紙収容部１０５４が設けられており、用紙収容部１０５４の最上層の用紙１０５０は送り出しロール１０５２により用紙搬送路へ送り出される。送り出された用紙１０５０は、搬送ロール１０５５、搬送ロール１０５６、及び搬送ロール１０５８により用紙搬送路を搬送され、中間転写体１０３０の近傍に至る。
【００２８】
用紙搬送路上には、中間転写体１０３０を挟んで搬送ロール１０３６と対向する転写ロール１０６０が設けられており、搬送ロール１０３６（実際には、中間転写体１０３０）と転写ロール１０６０との対峙部を用紙１０５０が搬送されるときに、中間転写体１０３０上に各色のトナー像が重ねられて形成されたカラー画像が用紙１０５０に転写される。
【００２９】
カラー画像が転写された用紙１０５０は、搬送ロール１０６２により定着装置１０４６へ搬送され、定着装置１０４６により定着処理（加熱処理及び加圧処理）が施された後、用紙トレイ１０６４へ排出される。
【００３０】
図２、図３は、光ビーム走査装置２０２２Ａの光学系の構成を説明する図である。
【００３１】
光ビーム走査装置２０２２Ａ（光ビーム走査装置２４２６Ａも同様の構成である）は、複数の光ビームを同時に、単一の回転多面鏡ユニット１１５０に入射させ、ｆθレンズ１１５２を透過した後の光ビームを、図３に示す、Ｙ色用の感光体ドラム１０２０Ｃ及びＭ色用の感光体ドラム１０２２Ｃ（或いは、Ｃ色用の感光体ドラム１０２４Ｃ及びＫ色用の感光体ドラム１０２６Ｃ）へ案内する光学系を備えている。
【００３２】
なお、回転多面鏡ユニット１１５０とは、周面に平面性を有した鏡面を備えたポリゴンミラーと、このポリゴンミラーの回転軸と連結され高速回転させるモータとで構成されたアッセンブリである。
【００３３】
図２の光ビーム走査装置２０２２Ａはイエロー（Ｙ）色及びマゼンタ（Ｍ）色の画像データに対応するものである。また、光ビーム走査装置２４２６Ａはシアン（Ｃ）色及びブラック（Ｋ）色の画像データに対応するものである。
【００３４】
図２に示すように、回路基板１１６０に取り付けられた光源（レーザ発光アレイ）１１４０ＹＭ（１４０ＣＫ）からは、複数（３２個）の発光素子（詳細は後述）からそれぞれ光ビームが照射され、コリメータレンズ１１６２を透過してハーフミラー１１６４で反射光と透過光とに分解される。
【００３５】
反射光はレンズ１１６６を介してフォトディテクタ１１６８に入力され、プロセスコントロール処理における予め定められた光量に調整されるようになっている。
【００３６】
また、ハーフミラー１１６４を透過する透過光は、シリンドリカルレンズ１１７０を介して、回転多面鏡ユニット１１５０へ入射され、その反射光（走査光）がｆθレンズ１１５２を透過する。
【００３７】
ここで、このｆθレンズ１１５２を透過した光ビームの一部は、シリンドリカルミラー１１７２、反射ミラー１１７４を介してＭ用シリンドリカルミラー（Ｋ用シリンドリカルミラー）１１７６に入射し、感光体ドラム１０２２Ｃ（１０２６Ｃ）へと案内される。
【００３８】
また、ｆθレンズ１１５２を透過した光ビームの他の一部は、反射ミラー１１７８を介してＹ用シリンドリカルミラー（Ｃ用シリンドリカルミラー）１１８０に入射し、感光体ドラム１０２０Ｃ（１０２４Ｃ）へと案内される。
【００３９】
このとき、何れかの色の光ビームが反射ミラー７７を介してＳＯＳ（Start of
Scan）センサ１０７８に入射する構成となっている。
【００４０】
レーザ発光アレイ１１４０ＹＭ，１１４０ＣＫ（以下、総称して単に「レーザ発光アレイ１１４０」という）は、レーザ光源となる発光素子が主走査方向に複数個、副走査方向にも複数個、アレイ状に配列されて構成されていて、感光体ドラム１０２０Ｃ，１０２２Ｃ，１０２４Ｃ，１０２６Ｃ（以下、各感光体ドラムを代表して「感光体ドラム１０２０Ｃ」という）の表面上に潜像を形成する面発光レーザダイオードである。
【００４１】
次に、露光装置である光ビーム走査装置２０２２Ａ，２４２６Ａの回路構成を中心に説明する。
【００４２】
図４は、光ビーム走査装置２０２２Ａ，２４２６Ａが有する発光素子駆動装置１０の全体構成を示す図である。
【００４３】
図４において、発光素子駆動装置１０は複数個の発光素子を駆動して、光量制御を行う。図４の構成では、発光素子駆動装置１０は３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を駆動する。換言すれば、発光素子駆動装置１０は３２チャネル構成である。各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２は面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）で形成され、マトリクス状に配置されている。発光素子駆動装置１０は例えばＩＣチップで形成され、内部に以下に説明する回路を備える。
【００４４】
発光素子駆動装置１０はチャネル毎に、つまり発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２毎にドライバ１００1〜１００32を有する。また、発光素子駆動装置１０は各チャネルに共通の制御部として、共通制御電位設定回路２００、電流アンプ３００、光量モニタ４００、強制点灯回路５００、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路６００を有する。
【００４５】
ドライバ１００1〜１００32は、上記各チャネルに共通の制御部からの信号を、バス１５０を介して受け取り、それぞれ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を駆動制御するための制御を行う。具体的には、ドライバ１００1〜１００32は各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の光量制御を行うＡＰＣ（Auto Power Control）制御と、ＡＰＣ制御後の変調制御とを行う。後述するように、ＡＰＣ制御では、ドライバ１００1〜１００32は発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に印加する電圧と電流との両方を制御する。電圧駆動時、ドライバ１００1〜１００32は各端子ＣＯＵＴを介して、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のカソードにそれぞれ接続されているコンデンサＣｄ1〜Ｃｄ32を制御する。電流駆動時、ドライバ１００1〜１００32は各端子ＬＤＯＵＴを介して、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に流れる電流量を制御する。
【００４６】
ドライバ１００1〜１００32は複数個ずつ、端子ＬＤＣＯＭを介して共通に接続されるとともに、負荷１０５に接続されている。図４の構成では、ドライバ１００1〜１００4のＬＤＣＯＭ端子は共通に接続され、一端がグランドに接続された負荷１０５の他端に接続されている。各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子を駆動していないときには、駆動電流に対応する電流（相補出力）を出力する。この電流を負荷１０５に流すことにより、発光素子の点灯の数等に依存することなく常にほぼ一定の電流が発光素子駆動装置１０に流れる。
【００４７】
発光素子駆動装置１０は、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のレーザ光量をＡＰＣ制御で適切な値に設定した後、変調制御を行う。ＡＰＣ制御の概略は次の通りである。まず、発光素子ＬＤ１のレーザ光量を調整する。ドライバ１００1は発光素子ＬＤ１を駆動する。各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に共通に設けられた受光器（例えば、フォトダイオードであって、前述の受光器１１に相当する）ＰＤには、発光素子ＬＤ１のレーザ光量に応じた電流が流れる。電流アンプ３００は受光器ＰＤに流れる電流に対し、スイッチＳＷＳａをオンし、電流源４５０からの加算電流を加算した電流を低インピーダンスで受けて増幅する。この場合、スイッチＳＷＳｂがオンすることで電流源４６０から供給される基準電流で加算電流を相殺し、残った電流を基準電圧Ｖｒｅｆ２に接続された抵抗に供給して電流アンプ３００が出力する電流を電圧に変換し、この電圧（検出電圧という）を、スイッチＳＷ１９を介してＡＰＣ回路６００に出力する。ＡＰＣ回路６００はオペアンプ６１と、１つのスイッチ（ＳＷfb1〜ＳＷfb32の何れか１つ）とコンデンサ（Ｃfb1〜Ｃfb32の何れか１つ）との直列回路とを複数個備える。各直列回路はオペアンプ６１の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。各直列回路はサンプルホールド回路を構成する。１つのサンプルホールド回路が１つの発光素子に対応する。例えば、スイッチＳＷfb1とコンデンサＣfb1とのサンプルホールド回路は、発光素子ＬＤ１に対応する。同様に、スイッチＳＷfb32とコンデンサＣfb32とのサンプルホールド回路は、発光素子ＬＤ３２に対応する。
【００４８】
オペアンプ６１は、発光素子ＬＤ１を駆動したときの差電圧を増幅しバス１５０の対応する信号線に出力する。ドライバ１００1はこの差電圧がゼロになるように発光素子ＬＤ１に与える駆動電流を変化させる。これにより、発光素子ＬＤ１のレーザ光量が変化し、受光器ＰＤに流れる電流量が変化する。受光器ＰＤに流れる電流に応じた検出電圧が電流アンプ３００からＡＰＣ回路６００に出力される。このようなフィードバック制御により、電流アンプ３００の入力出力に加えられた加算電流は相殺される結果消え、ＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆで発生した基準電流に対応するレーザ光量となるように発光素子ＬＤ１の駆動状態を設定する。なお、この駆動状態の設定とは、発光素子ＬＤ１に与える駆動電圧と駆動電流の両方をＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆに対応する値に調整することを意味している。
【００４９】
このようにして発光素子ＬＤ１を制御している間、ＡＰＣ回路６００の３２個のサンプルホールド回路のうち、スイッチＳＷfb1のみがオンとなっており、発光素子ＬＤ１のレーザ光量がＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆに相当する値に収束する際の電圧がコンデンサＣfb1に蓄積される。以下同様に、発光素子ＬＤ２〜ＬＤ３２を順番に1つずつＡＰＣ制御する。
【００５０】
なお、後述するように、ＡＰＣ制御は２回行うことが好ましい。２回目のＡＰＣ制御では、１回目のＡＰＣでオンしていたスイッチＳＷＳａをオフする。電流アンプ３００の出力側に供給されている相殺電流は基準電流＋加算電流がそのままであるため、受光電流は基準電流＋加算電流に対応する電流で制御が行われる。ＡＰＣ回路６００中の３２個のサンプルホールド回路を１回目及び２回目のＡＰＣ制御で共通に用いることができるが、２回目のＡＰＣ制御用に新たに３２個のサンプルホールド回路を設けてもよい。
【００５１】
光量モニタ４００は、電流アンプ３００に流れる電流から各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のレーザ光量を示す光量モニタ信号を出力する。
【００５２】
強制点灯回路５００は、ＡＰＣ制御を行う前に必要となる同期信号を生成する回路である。光量制御装置１０が組み込まれる複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、画像を描画する位置を正確に決定するために、描画開始位置の少し手前に光センサを設け、発光素子が出力する光が光センサを横切るタイミングに基づき描画開始位置を決定している。
【００５３】
図２の光学系では、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２から出射されたレーザ光は、図２を参照して前述した光学系を介して感光体ドラム１０２０Ｃ，１０２２Ｃ，１０２４Ｃ，１０２６Ｃ（以下、代表して「感光体ドラム１０２０Ｃ」という）に照射される。そして、ポリゴンミラー１１５０の回転により、上記レーザ光が感光体ドラム１０２０Ｃ表面を繰り返し走査する。また、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２から出射されたレーザ光の一部は、ＳＯＳセンサ１０７８に入力する。
【００５４】
図５は、このときレーザ光Ｓを受光したＳＯＳセンサ１０７８の出力を光量制御センサ出力として示している。
【００５５】
ここでは、描画開始位置の少し手前に設けられたＳＯＳセンサ１０７８の出力をＳＯＳセンサ出力として示す。
【００５６】
前述したように、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の個々のレーザ光量は端面レーザに比べ小さいので、複数個を同時にＯＮさせて、ＳＯＳセンサ１０７８上を走査する。この場合、特に二次元に配列された発光素子のうち、中央部分に位置する複数の発光素子のみをＯＮすることが好ましい。しかしながら、ＡＰＣ制御では発光素子を１つずつＯＮさせて条件設定（フィードバックループのゲイン）を行っているため、所定数の発光素子を同時にＯＮさせてしまっては、ＡＰＣ制御のフィードバックループが発振してしまう可能性がある。
【００５７】
従って、この問題点を解決するために、強制点灯回路５００は、変調信号（変調データ）に応じて電流アンプ３００の負荷の大きさを変化させる。つまり、ＯＮすべき発光素子の数に応じた負荷を電流アンプ３００の出力に接続する。図示する構成では、複数の抵抗がスイッチを介して電流アンプの出力に接続されている。オペアンプ６１に着目すれば、強制点灯回路５００は、ＯＮすべき発光素子の数に応じて電流電圧変換ゲインを小さくし全体として負帰還のゲインが変わらないようにする。このような構成により、常に１つの発光素子のみをＯＮさせた状態と等価な状態が得られるため、換言すれば、フィードバックループのゲインは１つの発光素子のみをＯＮさせた状態の値となる。
【００５８】
共通制御電位設定回路２００は、各ドライバ１００1〜１００32内で必要とされる各種の電流を生成するために必要な制御電位を生成する回路である。図４の構成では、共通制御電位設定回路２００は、各ドライバ１００1〜１００32内で流れるバイアス電流を設定するための共通電位を生成する回路と、オフセット電流を生成するための共通電位を生成する回路とを備えている。バイアス電流とオフセット電流とは典型的な例であって、各ドライバ１００1〜１００32は駆動と制御に必要なその他の電流を生成するために必要な制御電位を設定することができる。バイアス電流設定用の共通制御電位は、演算増幅器（オペアンプ）２１１、電流源２１２，２１３及び負荷２１４，２１５を含む回路で生成される。オフセット電流設定や他の電流設定用の共通制御電位もそれぞれ同様の回路で生成される。外部からのバイアス電流設定信号に応じて、電流源２１２は指示された電流を負荷２１４に供給する。負荷２１４の端子電圧がオペアンプ２１１のプラス側端子に与えられる。定電圧源２１６に接続された定電流源２１３は、オペアンプ２１１の出力に応じた電流を負荷２１５に流す。負荷２１５の端子電圧がオペアンプ２１１のマイナス側端子に与えられる。オペアンプ２１１は、電流源２１３がバイアス電流設定信号で設定されたバイアス電流と同一の電流を流すように電流源２１３を制御する。このときのオペアンプ２１１の出力信号は、バス１５０の対応するバス線に出力される。他方、定電圧源２１６のプラス側電圧がバス１５０の対応するバス線に出力される。このバス線は、夫々の共通制御電位に共通であって、かつ各ドライバ１００1〜１００32に共通である。このように、外部から設定されたバイアス電流値が差分電圧の形でバス１５０を介して各ドライバ１００1〜１００32に供給される。各ドライバ１００1〜１００32は後述するように、受け取った差分電圧からバイアス電流を生成する。この結果、たとえ定電圧源２１６の電源電圧が変動しても、上記電位差はほぼ一定となる。なお、オペアンプ２１１の出力電圧と定電圧源２１６の電圧とは、平衡二線で伝送することが好ましい。
【００５９】
次に、図６を参照してドライバ１００1〜１００32の内部構成について説明する。各ドライバ１００1〜１００32は同一構成なので、以下では１〜３２の添え字を省略し、単にドライバ１００として説明する。
【００６０】
ドライバ１００は２つの乗算器２１、２２を有する。乗算器２１は電流源３０を制御するために設けられ、乗算器２２は図４に示すコンデンサＣｄ1〜Ｃｄ32のうちの対応する１つを制御するために設けられている。以下、便宜上、対応する１つのコンデンサをＣｄとし、図６に破線で示す。コンデンサＣｄはレーザへの駆動電圧が立ち上がる短い時間電圧源として機能する。電流源３０は対応する発光素子ＬＤに流す電流を生成し、電圧源として機能するコンデンサＣｄは対応する発光素子ＬＤに駆動電圧を与える。
【００６１】
ここで、面発光レーザダイオードの駆動電流と駆動電圧（端子電圧）との関係（電圧−電流特性）は、面発光レーザダイオードの内部抵抗が高いことから実用的な範囲では比例関係（直線関係）となり、また、駆動電流とレーザ光量との関係も実用的な範囲で比例関係（直線関係）となる。このような特性を踏まえて、１回目のＡＰＣ制御において電流源３０の電流量は発光素子ＬＤのレーザ光量が基準光量（第１の光量）となるように決められ、２回目のＡＰＣ制御においてレーザ光量が第２の光量となるように決められる。同様に、１回目のＡＰＣ制御においてコンデンサＣｄが蓄積する駆動電圧は発光素子ＬＤのレーザ光量が基準光量（第１の光量）となるように決められ、２回目のＡＰＣ制御においてレーザ光量が第２の光量となるように決められる。これらの２つの値を用いた内挿又は外挿処理により、レーザ光量を任意の光量に補正することができるようになる。
【００６２】
乗算器２１と２２は４象限アナログ乗算器を用いることができ、その乗算器に接続されるべき電圧源としてコンデンサを用いることができる。各乗算器２１、２２の入力は差動構成となっている。各乗算器２１、２２の＋と−で表記された２つの差動入力をそれぞれV1a、V1b及びV2a、V2bとすると、差動構成の各乗算器２１、２２は“Iout=α(V1a-V1b)(V2a-V2b)”で記述される電流を出力する。ただし、αは定数である。
【００６３】
このようなレーザ駆動装置では、各乗算器２１及び２２の一方の入力端子（乗数端子）には補正信号が入力し、他方の入力端子（被乗数端子）には制御電圧が入力する。通常差動で構成する乗算器の相補出力の＋側出力を利用した場合オフセット電流が存在するが上記各乗算器２１及び２２にオフセットが存在してもその出力に接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２によりＡＰＣ時当該オフセットがキャンセルされる。補正信号は、レーザ光の走査位置によりレーザ光量が異なる状況を考慮したもので、レーザ光の走査位置に応じた制御電圧を有する。
【００６４】
まず、第１のＡＰＣ制御により、第１の光量（基準値とする）を次のように設定する。スイッチＳＷＳａはオン、ＳＡＳｂはオフ、ＳＷ１はオフ、ＳＷ２はオフ、ＳＷ３はオフ、ＳＷ５−１はオン、ＳＷ５−２はオフ、ＳＷ５−３はオフ、ＳＷ５−４はオン、ＳＷ６−１はオン、ＳＷ６−２はオフ、ＳＷ６−３はオフ、ＳＷ６−４はオン、ＳＷ７はオフ、ＳＷ８はオン、ＳＷ１１はオン、ＳＷ１１−１はオン、ＳＷ１１−２はオフ、ＳＷ１２はオフ、ＳＷ１３はオン、ＳＷ１５−１はオフ、ＳＷ１５−２はオン、ＳＷ１６はオフ、スイッチＳＷＳａをオンに設定する。また、第１の光量を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に０Ｖの補正信号を与える。この状態では、乗数が０であるため、被乗数端子にどのような制御電圧が入力されても各乗算器２１及び２２はオフセット電圧を出力する。また、図４に示すＡＰＣ回路６００のオペアンプ６１には、第１のＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１が与えられる。オペアンプ６１は、発光素子ＬＤのレーザ光量が第１のＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１となるような制御電圧を出力する。この制御電圧は図６のスイッチＳＷ８、オペアンプ２６、インバータ２８及びスイッチＳＷ１１を通り、電流源３０に与えられる。電流源３０は受け取った制御電圧に応じた電流を発光素子ＬＤに与える。また、オペアンプ２６が出力する制御電圧はサンプルホールド回路のコンデンサＣ３−１に格納される。補正信号は０Ｖに設定されているため、乗算器２１はオフセット電圧を出力する。よって、コンデンサＣ１は、上記制御電圧と乗算器２１から出力されるそのオフセット電圧との差電圧で充電される。他方、図４のオペアンプ６１が出力する制御電圧は、コンデンサＣ２に与えられるとともに、サンプルホールド回路のコンデンサＣ４−１に格納される。補正信号は０Ｖに設定されているため、乗算器２２はオフセット電圧を出力する。よって、コンデンサＣ２には制御電圧と乗算器２２のオフセット電圧との差電圧で充電される。
【００６５】
そして、第２のＡＰＣ制御により第２の光量（これを補正光量という）を次のように設定する。スイッチＳＷ１はオフ、ＳＷ２はオフ、ＳＷ３はオフ、ＳＷ５−１はオフ、ＳＷ５−２はオン、ＳＷ５−３はオン、ＳＷ５−４はオフ、ＳＷ６−１はオフ、ＳＷ６−２はオン、ＳＷ６−３はオン、ＳＷ６−４はオフ、ＳＷ７はオフ、ＳＷ８はオフ、ＳＷ１１はオフ、ＳＷ１１−１はオン、ＳＷ１１−２はオフ、ＳＷ１２はオフ、ＳＷ１３はオン、ＳＷ１５−１はオフ、ＳＷ１５−２はオフ、ＳＷ１６はオフ、ＳＷＳａをオフに設定する。また、第２の光量を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に所定電圧の補正信号を与える。更に、スイッチＳＷＳａがオフになっていることからオペアンプ６１は、第１のＡＰＣ制御に対し、電流源４５０の加算電流分、受光器ＰＤからの光量が増大するように制御電圧を出力する。この制御電圧は図６のスイッチＳＷ８、オペアンプ２６、インバータ２８及びスイッチＳＷ５−２、ＳＷ５−３、乗算器２１、抵抗Ｒ１１、キャパシタＣ１を通り、電流源３０に与えられる。電流源３０は、受け取った制御電圧に応じ、受光器ＰＤからの電流を、基準電流から、この基準電流に加算電流を加えた電流へと変化させる。また、オペアンプ２６が出力する制御電圧はサンプルホールド回路のコンデンサＣ３−２に格納される。コンデンサＣ１は、上記制御電圧と乗算器２１の出力との差電圧で充電される。第１のＡＰＣ制御において発光素子ＬＤに与えられる電流をＩとすれば、第２のＡＰＣ制御において発光素子ＬＤに与えられる電流はＩ＋ΔＩと記述することができる。他方、図４のオペアンプ６１が出力する制御電圧は、コンデンサＣ２に与えられるとともに、サンプルホールド回路のコンデンサＣ４−２に格納される。コンデンサＣ２には制御電圧と乗算器２２の出力との差電圧で充電される。第１のＡＰＣ制御においてコンデンサＣ２に格納される電圧をＶとすれば、第２のＡＰＣ制御においてコンデンサＣ２に格納される電圧はＶ＋ΔＶと記述することができる。
【００６６】
ここではスイッチＳＷ６−１、ＳＷ６−４をオン、ＳＷ６−２、ＳＷ６−３をオフしたが、２回目以降のＡＰＣではＳＷ６−３、ＳＷ６−１をオン、ＳＷ６−２、ＳＷ６−４をオフとしてもよく、この方が変調時と同じ条件のため精度向上が期待できる。
【００６７】
発光素子ＬＤの変調時には、レーザ光の走査位置に応じた光量補正量に対応した補正電圧が各乗算器２１、２２の乗数端子に入力される。それにより、乗算器２２、コンデンサＣ２及びオペアンプ２６で構成される電圧源から面発光レーザダイオードに印加される駆動電圧、及び電流源３０から発光素子ＬＤに供給される駆動電流の双方が同時に制御され、上記レーザ光の走査位置に応じて補正された光量にて発光素子ＬＤの発光がなされる。
【００６８】
コンデンサＣ１には直列に抵抗Ｒ１１を接続する。すなわち、本実施形態では、コンデンサＣ１を含むサンプルホールド回路をローパスフィルタで構成する。また、このローパスフィルタにはコンデンサＣ１１を並列に接続する。同様に、コンデンサＣ２に直列に抵抗Ｒ２１を接続することで、これを含むサンプルホールド回路をローパスフィルタで構成する。更に、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２１で構成されたローパスフィルタに、負帰還ループの位相遅れを防止するためのコンデンサＣ２１を並列に接続している。
【００６９】
電圧印加時間調整回路８００は、スイッチＳＷ２を制御して発光素子ＬＤに電圧を印加する時間を調整する。この電圧はコンデンサＣｄに蓄積された電圧である。前述したように、本実施形態では、発光素子ＬＤに与える電圧と電流との両方を制御して発光素子ＬＤを駆動する。発光素子ＬＤを駆動する際、まず電圧で駆動し次に電流で駆動する。このように、電圧駆動の電圧印加時間を調整可能としている。
【００７０】
電圧印加時間調整回路８００は、遅延回路８１と排他的論理和回路８２とを２組有する。２つの遅延回路８１は、インバータ８３で図示するように接続されている。遅延回路８１は、電圧印加時間信号と変調信号とを受け取り、電圧印加時間信号に従って変調信号を遅延させる。一方の遅延回路８１の出力信号と変調信号との排他的論理和をとり、その出力信号でスイッチＳＷ２をオンさせる。この結果、出力信号は変調信号の立ち上がりで立ち上がり、遅延した変調信号の立ち上がりで立ち下がる第１のパルスと、変調信号の立ち下がりで立ち上がり、遅延した変調信号の立ち下がりで立ち下がる第２のパルスを発生する。つまり、遅延回路８１の遅延時間と同じパルス幅で電圧を変調信号の立ち上がり時と立ち下り時に印加するようになる。このようにして、電圧印加時間を設定している。同様に、他方の遅延回路８１と排他的論理和回路８２の作用によりスイッチＳＷ１を制御しＯＦＦバイアスを供給することで、発光素子ＬＤがオンからオフへの動作を制御する（高速化する）。
【００７１】
電流生成回路７００は、図４に示す共通制御電位設定回路２００が出力する電流毎の差分電圧を受け取り、差分電圧に応じた電流を生成する。電流生成回路７００のオペアンプ３４と定電流源３２とは基準共通電位と基準オフセット電位で形成される差分電圧を受け取り、差分電圧に応じたオフセット電流を生成する。オフセット電流はスイッチＳＷ１６を介して負荷２４に流れる。オフセット電流に応じてコンデンサＣ２の端子電位が決まり、これにより電圧源として機能するコンデンサＣ２が発光素子ＬＤに与える駆動電圧を調整する。駆動電圧を調整することで、駆動パルスをオーバーシュートさせ、短いパルス幅までレーザを追従させることでハイライトの再現性を高めることができ、駆動電圧を少し大きめに設定することで画像の輪郭を強調できるなど、画像に合わせてこれらを適宜設定することで画質の調整にも使用することができる。オペアンプ３５と電流源３１とは、基準共通電位と基準バイアス電位で形成される差分電圧を、スイッチ７５０を介して受け取り、差分電圧に応じたバイアス電流を生成する。また、スイッチ７５０に接続される図中の電圧源が設定するＯＦＦバイアス電圧を受けた電流源３１は、ＯＦＦバイアス電圧に応じたレーザ駆動電流を生成する。ここで生成されたバイアス電流はＯＦＦバイアス電圧を決定する際の試験電流であり、ＡＰＣの前あるいは後にＯＦＦバイアス電圧決定のための期間を設けておき、その期間に試験電流を、ＳＷ１５−１を経由して各レーザに供給し、そのときの各レーザ端子電圧を元に全レーザ共通のＯＦＦバイアス電圧を決定する。さらに決定した共通のＯＦＦバイアス電圧をレーザ端子電圧に印加した際に流れる電流を元にスイッチ７５０に接続される図中の電圧源の値が設定され、変調時にはこの図中の電圧源によりＯＦＦバイアス電流が制御される。
【００７２】
図７は、図４及び図６に示す発光素子駆動装置１０と発光素子ＬＤ１〜ＬＤ８との接続関係の詳細を示す図である。
【００７３】
前述したように、本発光素子駆動装置では、ドライバ１００1〜１００32は複数個ずつ、端子ＬＤＣＯＭを介して共通に接続されるとともに、負荷１０５に接続されている。図４の構成では、ドライバ１００1〜１００4のＬＤＣＯＭ端子は共通に接続され、一端がグランドに接続された負荷１０５の他端に接続されている。各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子を駆動していないときには、駆動電流に対応する電流（相補出力）を出力する。この電流を負荷１０５に流すことにより、発光素子の点灯の数等に依存することなく常にほぼ一定の電流が発光素子駆動装置１０に流れるようにしている。
【００７４】
図７において、スイッチＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂは図４に示すドライバ１００1内部のスイッチＳＷ１１−１とＳＷ１１−２（図６）に相当する。同様に、ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ〜ＳＷ８ａ、ＳＷ８ｂはそれぞれ、ドライバ１００2〜１００8内部のスイッチＳＷ１１−１とＳＷ１１−２（図６）に相当する。スイッチＳＷｎａとＳＷｎｂはそれぞれ相補的に動作する。図示するように、ＳＷｎａが発光素子を駆動するための駆動電流（図６の電流源３０が生成する電流）を発光素子ＬＤに印加する働きをする。スイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂはそれぞれ共通線に接続されており端子ＰＡＤ３３を介し外部負荷に接続される。同様にＳＷ５ｂ〜ＳＷ８Ｂはそれぞれ共通線７１２に接続されており、端子ＰＡＤ３４を介し外部負荷１０５に接続される。今、スイッチＳＷｎａを第１のスイッチとし、ＳＷｎｂを第２のスイッチとすれば、第２のスイッチＳＷｎｂを、共通配線を介して複数個まとめ、外部にはこれらに共通の単一の端子を用いて外部に取り出す構成である。
【００７５】
この構成において、端子ＰＡＤ３３とＰＡＤ３４は共通化している配線の中央に接続していることが望ましい。各ドライバには、電源端子（ＶＤＤ）から電源電圧が供給されている。図示していない他のドライバ１００9〜１００32にも定常的に電流が流れているが、簡略化のため駆動部の消費電流は出力電流値で決まるものとして説明する。
【００７６】
図８に示すように、発光素子ＬＤ１がオンしている場合、発光素子ＬＤ２〜ＬＤ８の状態によらず電源電流は一定であり、電源配線の抵抗による電圧降下分も一定となる。従ってＤＣ的には電源変動による各駆動回路の特性変動もない。なお、図７では、発光状態の一部のみ表示しており、ＬＤ９〜ＬＤ３２については省略してある。
【００７７】
ここで、過渡的に端子ＰＡＤ３３を経由し共通に接続された配線抵抗が、発光素子間でクロストークを生じる可能性がある。この可能性を小さくするために、以下の構成を採用することが好ましい。なお、以下の説明では端子ＰＡＤ３３に関するものであるが、端子ＰＡＤ３４も同様である。
【００７８】
まず、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の光量ばらつきを無くし、基準光量になるように光量制御を行う（前述したＡＰＣ制御）。複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の光量制御は、前述したように、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を1個ずつ発光させて制御を行う。発光素子ＬＤ１をＡＰＣ制御する場合、スイッチＳＷ１ａをオン、その他のＬＤ２〜ＬＤ３２については、スイッチＳＷｎｂ側をオンにした状態で、発光素子ＬＤ１を発光させ、前述したようにして、図７に示す電流Ｉ１を決定する。次に、スイッチＳＷ２ａをオンし、スイッチＳＷｎｂ側をオンにした状態で、発光素子ＬＤ２を発光させ、同様に電流Ｉ２を決定する。このようにして、順次すべての電流値Ｉ１〜Ｉ３２を決定する。このとき、発光素子は1個ずつ発光しているが、ドライバ１００1〜１００32で消費する電流値は各駆動電流の総和に等しくなる。
【００７９】
次に、印字モード（変調制御）に移行する。印字モードでは、同時に発光する発光素子数は画像によって変化する。しかし、発光していない発光素子に対しても共通配線を介して駆動電流に相当する電流値が外部負荷１０５に流れるために、印字モード時にドライバで消費される電流値は、光量制御モード時同様、各駆動電流の総和に等しくなる。従って、印字モードで発光する発光光量は、光量制御時に設定した光量に等しくなる。
【００８０】
ところで、本実施の形態において、端子数を一番減らす方法はすべての相補出力を共通化することであるが、発光素子数が非常に多い場合は、以下のような問題が発生する。例えば３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を有し、発光素子あたり最大５ｍＡ流れると仮定すると、共通の相補出力線には最大１６０ｍＡ流れることになる。信頼性を確保するためには、配線幅の広幅化が必要であり、ＬＳＩチップ（発光素子駆動装置１０）内部での配線の引き回し面積が増えてしまう。また、各スイッチＳｎａ、Ｓｎｂの切り換え時間差が原因で電源変動がみられるが、共通に接続されている個数が多い場合、出力特性に影響を与える。さらに、共通線に連なる各スイッチの状態によってクロストークが発生し、図７に示すノードＮ１〜Ｎ４の電圧が変動することも考えられる。このノードの電圧は、発光素子を駆動する場合のスタート電圧に相当する。スタート電圧が変動することで、発光素子の立ち上がり波形が変化し画像筋の要因となる。
【００８１】
従って、共通にする相補出力はこれらを鑑み特性に影響が出ない範囲で、主力端子が一番少なくなる構成にすればよい。このために、第１に、３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を複数のグループ（又はブロック）に分割し、グループごとに第２のスイッチＳＷｎｂを共通に接続する。図９の例では、４つずつ８分割している。例えば、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は同じグループに属し、共通線７１１を介して共通に接続されている。つまり、同じグループに属する第２のスイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ４ｂに対応する第１のスイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａに接続する発光素子ＬＤ１〜ＤＬ４が感光体１０２０Ｃ（図５）上に形成する光ビームは互いに隣接するように配置されている。この共通線７１１は外部接続用の端子ＰＡＤ３３に接続されている。３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２が図９に示すように、主走査方向に４個、副走査方向に８個のアレイ状に配列されている場合、同一グループの発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４が形成する走査ビームは、副走査方向に隣接している。同様に、発光素子ＬＤ５〜ＬＤ９は同じグループに属し、共通線７１２を介して共通に接続されている。発光素子ＬＤ５〜ＬＤ９が形成する走査ビームは、副走査方向に隣接している。そして、共通線７１２は外部接続用の端子ＰＡＤ３４に接続されている。
【００８２】
上記配置の場合、共通線７１１、７１２を外部端子ＰＡＤ３３、ＰＡＤ３４に接続する接続位置は、共通化されている中央付近が望ましい。例えば、端子ＰＡＤ３３との接続は、共通線７１１の中央付近で行う。言い換えれば、端子ＰＡＤ３３からの信号線は、共通線７１１の中央付近に接続されている。
【００８３】
また、第２のスイッチＳＷｎｂの共通接続数が等しくなるように分割することが好ましい。
【００８４】
また、共通に接続されている第２のスイッチＳＷｎｂにそれぞれ対応する第１のスイッチによって駆動される発光素子により感光体１０２０Ｃ（図５）上に形成されるビームの空間周波数が、人間の目で感知できる空間周波数以下となるように前記第２のスイッチＳＷｎＢの分割数を決定することが好ましい。今、空間周波数ｆ（cycle/mm）以下の周波数であれば人間の目で感知できないとすると、ビームピッチをｄ（μｍ）、ブロック数をｎとすると、
ｆ＜１０００÷（ｄ×ｎ）
となるように、ブロック数を決定する。この条件を満足する限り、変動が起きたとしても露光量の変動の周期が感知できる周波数以下である。
【００８５】
また、共通に接続されている第２のスイッチＳＷｎｂにそれぞれ対応する第１のスイッチによって駆動される発光素子により感光体１６上に形成されるビームの空間周波数が、人間の目で感知できる空間周波数以下となるように第２のスイッチＳＷｎｂと発光素子ＬＤとの関係を決定することとしてもよい。つまり、図７のように、隣接している発光素子に対応した第１のスイッチＳＷｎａや第２のスイッチＳＷｎｂをグループ化する以外に、隣接していない第１のスイッチＳＷｎａや第２のスイッチＳＷｎｂをグループ化してもよく、更には一部のみ隣接しているようなグループ分けであってもよい。
【００８６】
図１０は、別のグループ化の例を示す図である。
【００８７】
図示するグループ化は、同じグループに属する第２のスイッチＳＷｎｂに対応する第１のスイッチＳＷｎａに接続する発光素子は、当該発光素子により走査装置を介して感光体１０２０Ｃ上に形成されるビームが形成する走査ラインが隣接していないように配置されている。図示する構成では、３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を４分割している。従って、１グループは８個の発光素子からなる。３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２は図９に示すように８行４列配置で、８つの行はそれぞれＬＤ１〜ＬＤ４；ＬＤ５〜ＬＤ８；・・・、ＬＤ２９〜ＬＤ３２で構成され、４つの列はＬＤ１、ＬＤ５、ＬＤ９、・・・、ＬＤ２９；ＬＤ２、ＬＤ６、ＬＤ１０、・・・、ＬＤ３０；ＬＤ３、ＬＤ７、ＬＤ１１、・・・、ＬＤ３１及びＬＤ４、ＬＤ８、ＬＤ１２、・・・、ＬＤ３２で構成されている。この配置において、以下のようにして、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２４つのグループに分ける。例えば、発光素子ＬＤ１、ＬＤ５、ＬＤ９、ＬＤ１３・・・を１つのグループとし、また、ＬＤ２、ＬＤ６、ＬＤ１０、ＬＤ１４・・・を１つのグループとする。このようにグループ化した場合、発光素子は行又は列方向に隣り合わない。そして、対応する第２スイッチをグループ化する。上記例の場合、第２のスイッチＳＷ１ｂ、ＳＷ５ｂ、ＳＷ９ｂ、ＳＷ１３ｂ・・・をグループ化し、共通配線７２１で共通に接続する。同様に、第２のスイッチＳＷ２ｂ、ＳＷ６ｂ、ＳＷ１０ｂ、ＳＷ１４ｂ・・・を共通配線７２２で共通に接続する。以下同様にして、共通配線７２３、７２４が設けられている。そして、各共通配線７２１、７２２、７２３、７２４はそれぞれ対応する接続端子ＰＡＤ３３、ＰＡＤ３４、ＰＡＤ３５、ＰＡＤ３６に接続され、これらのパッドを外部の共通負荷１０５に接続する。このようなグループ化であっても、隣接する発光素子に対応する第２のスイッチをグループ化した場合と同様の作用を奏する。
【００８８】
なお、図７に示す回路であっても、パッドＰＤ１〜ＰＤ３２に接続する発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を変更することで、実質的に図１０に示すような接続関係を実現することができる。つまり、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２がアレイ上で隣接しないようにパッドＰＤ１〜ＰＤ３２に接続すればよい。
【００８９】
前述のとおり、図７又は図１０に示す回路を用いて、各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子を駆動していないときには、駆動電流に対応する電流（相補出力）を負荷１０５に出力している。
【００９０】
本実施の形態では、さらに図７又は図１０に示す回路をもう１台備えていて、この回路により、各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子に駆動電流を流さずに、その駆動電流を負荷１０５に流すときは、その発光素子にはバイアス電流を流し、各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子に駆動電流を流すときは、バイアス電流を負荷１０５に出力するようにしている。すなわち、ある発光素子について画像形成する画像データに基づいて変調信号（変調データ）がＯＮになるとき（その発光素子で画素を形成するとき）には、その発光素子には駆動電流を流し、負荷１０５にバイアス電流を流す。逆に変調信号（変調データ）がＯＦＦになるとき（その発光素子で画素を形成しないとき）には、その発光素子にはバイアス電流を流し、負荷１０５に駆動電流を流す。
【００９１】
また、前述のとおり、図４を参照して共通制御電位設定回路２００について説明したが、前述の共通制御電位設定回路２００におけるバイアス電流の生成は、一般的、概括的なバイアス電流の生成の説明にとどまるものである。本実施の形態では、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を電圧電流駆動している。以下では、発光素子駆動装置１０に設けられている各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の電圧電流駆動にかかわる回路について説明する。
【００９２】
図１１は、本実施の形態における各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の電圧電流駆動にかかわる回路の回路図である。
【００９３】
図１１においては、面発光レーザダイオードの多数の発光素子について、図面の簡略化のため、３２個の発光素子のうち２つの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２を代表して示している。
【００９４】
図１１において、２つの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２に対して、試験電流供給回路３０１３−１，３０１３−２、バイアス電流供給回路３０１８−１，３０１８−２およびバイアス電流設定部３０１９−１，３０１９−２がそれぞれ対応して設けられ、試験電流設定部３１３２およびバイアス電圧設定回路３０１４が共通に設けられている。なお、試験電流設定部３１３２については、試験電流供給回路３０１３−１，３０１３−２ごとに設けることも可能である。また、本実施形態では、バイアス電圧設定回路３０１４でのバイアス電圧Ｖｂｉａｓの設定に当たって、２つの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の各端子電圧の演算結果を用いるようにしている。そのため、バイアス電圧設定回路３０１４の前段に演算回路３０２１を備えている。
【００９５】
この演算回路３０２１は、試験電流供給回路３０１３−１，３０１３−２から発光素子ＬＤ１，ＬＤ２に対して各発光閾値電流よりも低い、好ましくは僅かに低い試験電流が供給されているときの発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２を用いて、例えば“平均値（Ｖ１＋Ｖ２）／２”の演算を行う。ただし、電圧値の算出に当たっては、平均値の算出に限られるものではなく、各端子電圧の最小値と最大値の間でかつ最小値と最大値を除く電圧値、具体的にはメジアン、モードなど、発光素子の特性ばらつきのできるだけ中心値が望ましい。
【００９６】
演算回路３０２１の演算結果である電圧値“（Ｖ１＋Ｖ２）／２”は、バイアス電圧設定回路３０１４に与えられる。バイアス電圧設定回路３０１４では、この電圧値“（Ｖ１＋Ｖ２）／２”をスイッチＳＷ４２でサンプリングし、コンデンサＣ４１にホールドする。このコンデンサＣ４１にホールドされた電圧は、発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の消灯時にスイッチＳＷ４１−１，ＳＷ４１−２がオン状態になることにより、発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の各アノードにバイアス電圧Ｖｂｉａｓとして印加される。
【００９７】
コンデンサＣ４１にホールドされた電圧はさらに、バイアス電流設定部１９−１，１９−２にも供給される。バイアス電流設定部３０１９−１，３０１９−２は、例えば差動アンプおよびサンプルホールド回路によって構成され、発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の消灯時にこれら発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２が、バイアス電圧設定回路３０１４で設定されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓに一致するように負帰還制御して電流源３１８１−１，３１８１−２の各電流、即ちバイアス電流Ｉｂｉａｓを設定する。このような負帰還制御の構成を採ることにより、発光素子ＬＤ１，ＬＤ２ごとに消灯時の端子電圧が、算出された共通のバイアス電圧Ｖｂｉａｓに一致するように制御を行う。
【００９８】
ここで、発光素子の電圧電流駆動（電圧駆動→電流駆動）を行う際には、先ずスイッチＳＷ４１−１，ＳＷ４１−２をオン状態にすることで、バイアス電圧設定回路３０１４で設定された電圧値“（Ｖ１＋Ｖ２）／２”のバイアス電圧Ｖｂｉａｓが、スイッチＳＷ４１−１，ＳＷ４１−２を介して発光素子ＬＤ１，ＬＤ２のアノードに印加される（電圧駆動）。その後、スイッチＳＷ４１−１，ＳＷ４１−２をオフ状態にし、バイアス電流供給回路３０１８−１，３０１８−２のスイッチＳＷ８１−１，ＳＷ８１−２をオン状態にすることで、バイアス電流設定部３０１９−１，３０１９−２でバイアス電圧Ｖｂｉａｓを基に設定されたバイアス電流Ｉｂｉａｓが電流源３１８１−１，３１８１−２から発光素子ＬＤ１，ＬＤ２に供給される（電流駆動）。
【００９９】
この電圧電流駆動の場合には、バイアス電圧Ｖｂｉａｓの電圧値と、当該バイアス電圧Ｖｂｉａｓを基に設定されたバイアス電流Ｉｂｉａｓの電流値とが対応しているため、電圧駆動から電流駆動へ移行する際に発光素子ＬＤ１，ＬＤ２の端子電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値が速やかに電流駆動の電圧値に収束することになる。
【０１００】
ここで、本例で面発光ダイオードに設けられている３２個の発光素子が常にすべて画像形成に使用されるときは限らない。例えば、単色の黒トナーのみを使用して高速に画像形成するときは３２個の発光素子を全て使用し、フルカラー画像を形成するときは３２個の発光素子のうちの一部を使用する場合など、３２個の発光素子のうちの一部は画像形成に使用せずに休止させる場合がある。
【０１０１】
この場合、図４に示すように、ディセーブル信号（ＤＳＢＬ信号）を発光素子駆動装置１０のＡＰＣ回路６００などに出力して、休止させる発光素子に対応しているスイッチＳＷfb1〜ＳＷfb32を開いておいて、休止させる発光素子についてＡＰＣを行わないようにしている。
【０１０２】
しかし、休止させる発光素子についてＡＰＣを行わないようにしても、それはＡＰＣを行わないというだけであって、休止させた発光素子についてＡＰＣを行わないがために保持電圧がどの程度になっているかは定かではない。変調データ同士や外乱などによるクロストークに起因して、休止させるべき発光素子が何らかの電圧を保持していて発光してしまう可能性もある。そして、休止させるべき発光素子が発光してしまったのでは、形成する画像の画質劣化を引き起こすことになる。そこで、休止させるべき発光素子は確実に発光しないようにして、画質劣化を防止しなければならない。
【０１０３】
また、図１１を参照して説明したように、本実施の形態における発光素子の電圧電流駆動においては、バイアス電圧設定回路３０１４を各発光素子で共通化している。そして、各発光素子でばらつきがでないように、この共通化されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓに基づいて全ての発光素子のバイアス電流Ｉｂｉａｓを制御しており、バイアス電流Ｉｂｉａｓは個別には制御していない。
【０１０４】
そこで、バイアス電圧設定回路３０１４で印加された各発光素子の各端子電圧を前述のとおり平均化処理して、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを基に設定された各発光素子で共通のバイアス電流Ｉｂｉａｓが各発光素子に供給されるようにしている。
【０１０５】
しかし、バイアス電圧設定回路３０１４で印加された各発光素子の各端子電圧を平均化処理するので、休止する発光素子にバイアス電流Ｉｂｉａｓが流れないことになると、平均化の誤差がでる。
【０１０６】
そこで、これらの不具合を解決するための本実施の形態の構成について説明する。
【０１０７】
図１２は、発光素子駆動装置１０を制御する制御系の電気的な接続のブロック図である。
【０１０８】
この制御系は、各部を集中的に制御するＣＰＵ４００１に、ＣＰＵ４００１が実行する制御プログラム４００４や固定データを記憶したＲＯＭ４００２と、ＣＰＵ４００１の作業エリアとなるＲＡＭ４００３と、発光素子駆動装置１０などと通信を行う通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４００５とが接続されている。
【０１０９】
制御プログラム４００４は、画像形成装置の製造当初からセットアップされていてもよいが、後発的に、制御プログラム４００４を記憶している記憶媒体から読み取って不揮発性メモリや磁気記憶装置などにセットアップし、あるいは、インターネットなどの通信手段から搬送波の形態でダウンロードして不揮発性メモリや磁気記憶装置などにセットアップするようにしてもよい。
【０１１０】
前述のとおり、面発光ダイオードの各発光素子の制御は、駆動すべき（画像形成を行うべき）発光素子には駆動電流を流し、そのときにはバイアス電流は負荷１０５に流して、駆動しない（画像形成を行わない）発光素子にはバイアス電流を流し、そのときには駆動電流は負荷１０５に流すように、相補的な動作を行っている。
【０１１１】
このときに、前述のとおり、作像モードによって面発光レーザダイオードの各発光素子のうち一部を休止させるときは、ＣＰＵ４００１は各ドライバ１００1〜１００32のうち、作像モードに応じて休止させる発光素子にかかるものに対して前述のディセーブル信号（ＤＳＢＬ信号）を出力する（図４参照）。このＤＳＢＬ信号を受けたドライバでは、内部のスイッチの切り替えにより、その休止させる発光素子に対して変調信号とは無関係にバイアス電流を流し、駆動電流を負荷１０５に流す。すなわち、図７又は図１０の回路において、発光素子を休止させている間は、その発光素子には変調信号とは無関係にバイアス電流を流し、駆動電流を負荷１０５に流すように固定している。これによって、画像形成に使用しない発光素子に対してもバイアス電流を供給するため、バイアス電流の設定の際に端子電圧を平均化する場合の平均化誤差が生じないように制御することができる。この場合に休止させる発光素子に対して流すバイアス電流は、発光素子の発光閾値以下に設定されているので、休止させる発光素子が発光することはない。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    発光素子駆動装置
１００１〜１００３２    ドライバ
１０５    負荷
ＬＤ１〜ＬＤ３２    発光素子
３０１９−１，３０１９−２    バイアス電流設定部
３０１４    バイアス電圧設定回路
４００１    ＣＰＵ
４００４    制御プログラム
【図１】
2010221608.tif 000003
【図２】
2010221608.tif 000004
【図３】
2010221608.tif 000005
【図４】
2010221608.tif 000006
【図５】
2010221608.tif 000007
【図６】
2010221608.tif 000008
【図７】
2010221608.tif 000009
【図８】
2010221608.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2010221608.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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