(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路において、
前記駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサと、
前記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、前記レーザダイオードに、該ホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路と、
前記レーザダイオードの出力光を受光し受光光量に応じたモニタ電圧を出力する受光回路と、
前記モニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて前記ホールドコンデンサを充放電する比較回路と、
前記ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路と、
前記レーザダイオードに前記駆動電流を供給するにあたり、先ず、前記プリセット回路により前記ホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、前記比較回路により前記ホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路とを備え、
前記比較回路および前記プリセット回路が、
２つの入力端子から入力される２つの信号の差分を出力する差動増幅器と、
前記タイミング制御回路による制御に応じて、前記差動増幅器に前記プリセット電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記プリセット回路として作用するアナログバッファに切り換え、ないしは、前記差動増幅器に前記モニタ電圧および前記基準電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記比較回路として作用するコンパレータに切り換えるスイッチ回路とからなることを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
【請求項２】
前記スイッチ回路が、前記差動増幅器と、前記ホールドコンデンサとの間に接断自在なスイッチを備え、
前記タイミング制御回路が、前記モニタ電圧が前記基準電圧に一致した後、前記ホールドコンデンサが前記差動増幅器の出力から切り離されるように、前記スイッチを制御するものであることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【請求項３】
レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動用半導体集積回路において、
前記駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサと、
前記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、前記レーザダイオードに、該ホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路と、
前記レーザダイオードの出力光の光量に応じたモニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて前記ホールドコンデンサを充放電する比較回路と、
前記ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路と、
前記レーザダイオードに前記駆動電流を供給するにあたり、先ず、前記プリセット回路により前記ホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、前記比較回路により前記ホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路とを備え、
前記比較回路および前記プリセット回路が、
２つの入力端子から入力される２つの信号の差分を出力する差動増幅器と、
前記タイミング制御回路による制御に応じて、前記差動増幅器に前記プリセット電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記プリセット回路として作用するアナログバッファに切り換え、ないしは、前記差動増幅器に前記モニタ電圧および前記基準電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記比較回路として作用するコンパレータに切り換えるスイッチ回路とからなることを特徴とするレーザダイオード駆動用半導体集積回路。
【請求項４】
前記スイッチ回路が、前記差動増幅器と、前記ホールドコンデンサとの間に接断自在なスイッチを備え、
前記タイミング制御回路が、前記モニタ電圧が前記基準電圧に一致した後、前記ホールドコンデンサが前記差動増幅器の出力から切り離されるように、前記スイッチを制御するものであることを特徴とする請求項３記載のレーザダイオード駆動用半導体集積回路。
【請求項５】
前記プリセット電圧を生成するプリセット電圧生成回路を備えたことを特徴とする請求項３記載のレーザダイオード駆動用半導体集積回路。
【請求項６】
画像を記録する過程に、画像情報を担持するレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置において、
レーザビームを出射するレーザダイオード、
前記レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部、および  前記レーザダイオードから出射したレーザビームにより、所定の被走査体上を走査する走査光学系を備え、
前記レーザダイオード駆動部が、
前記駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサと、
前記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、前記レーザダイオードに、該ホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路と、
前記レーザダイオードの出力光を受光し受光光量に応じたモニタ電圧を出力する受光回路と、
前記モニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて前記ホールドコンデンサを充放電する比較回路と、
前記ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路と、
前記レーザダイオードに前記駆動電流を供給するにあたり、先ず、前記プリセット回路により前記ホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、前記比較回路により前記ホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路とを備え、
前記比較回路および前記プリセット回路が、
２つの入力端子から入力される２つの信号の差分を出力する差動増幅器と、
前記タイミング制御回路による制御に応じて、前記差動増幅器に前記プリセット電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記プリセット回路として作用するアナログバッファに切り換え、ないしは、前記差動増幅器に前記モニタ電圧および前記基準電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を前記比較回路として作用するコンパレータに切り換えるスイッチ回路とからなることを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路、半導体集積化されたレーザダイオード駆動用半導体集積回路、および画像を記録する過程に、画像情報を担持するレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザダイオードの発光光量をモニタしレーザダイオードが適切な光量で発光するように制御を行なうレーザダイオード駆動回路が知られている。図８は、従来のレーザダイオード駆動回路の一構成例を示すブロック図である（特開平５−１３１６７５号公報参照）。
【０００３】
ここには、レーザダイオード２１が備えられており、このレーザダイオード２１に流れる駆動電流は、スイッチング回路２２により、データ入力端子Ｄｉｎから入力されるデータに応じてオン・オフされる。レーザダイオード２１が発光するとその発光光の一部がフォトダイオード２３で受光され、フォトダイオード２３に受光光量に応じた電流が流れ、その電流が抵抗２４により電圧に変換され増幅器２５により増幅されて比較器２７に入力される。この比較器２７には、基準電圧生成回路２６において抵抗分割により生成された基準電圧も入力され、それらの比較結果が、スイッチ回路２８を経由してホールドコンデンサ２９に入力される。スイッチ回路２８は、制御信号入力端子ＣＴＬから入力される、自動パワー制御動作（ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）動作）を行なうか否かを制御する制御信号によって、ＡＰＣを実行するとき、すなわち、レーザダイオード２１の発光光量を調整するときのみ閉成されるように制御される。また、スイッチ回路３０は、制御信号入力端子ＲＥＳから入力されるリセット信号によって制御され、リセット時にホールドコンデンサ２９を接地し、ホールドコンデンサ２９の蓄積電荷を０にリセットするためのものである。
【０００４】
リセット状態になく、かつＡＰＣが行なわれているとき、コンパレータ２７による比較結果はホールドコンデンサ２９に入力され、その比較結果に応じてホールドコンデンサ２９が充放電される。
ホールドコンデンサ２９の充放電によって生じるホールド電圧は、演算増幅器３１に入力される。この演算増幅器３１には抵抗３２を流れる電流によって発生する電圧も入力され、抵抗３２に所定の電流が流れるように、換言すると、レーザダイオード２１に所定の駆動電流が流れるように、その演算増幅器３１の出力によって、ダーリントン接続された電流ドライブ用トランジスタ３３が制御される。
【０００５】
図８に示すレーザダイオード駆動回路を用いてレーザダイオード２１を駆動するにあたっては、以下に説明するような手順が採用される。
先ず、リセット信号入力端子ＲＥＳにリセット信号を入力してホールドコンデンサ２９を接地し、そのホールドコンデンサ２９の蓄積電荷を放電する。ホールドコンデンサ２９に過大なホールド電圧にあった場合、そのホールド電圧を調整しようとしてレーザダイオード２１を発光させる瞬間にそのレーザダイオードに過大な駆動電流が流れ、そのレーザダイオードが破壊されてしまうおそれがあり、ホールドコンデンサ２９の蓄積電荷を放電し、そのような破壊されるおそれをなくすためである。次に、リセット信号の入力を停止してスイッチ回路３０を開放し、制御信号入力端子ＣＴＬから制御信号を入力してスイッチ回路２８をＡＰＣ用に閉成する。データ入力端子Ｄｉｎからはデータを入力し続けレーザダイオード２１を連続発光させる。すると、前述の過程を経て、ホールドコンデンサ２９に、基準電圧生成回路２６で生成された基準電圧に対応したホールド電圧になるまで電荷が蓄積される。その後、スイッチ回路２８を開放し、データ入力端子Ｄｉｎから所定の時系列的に変化するデータが入力され、レーザダイオード２１が、そのデータに応じて発光、消灯を繰り返す。レーザダイオード２１が発光するときの瞬時パワーは、ホールドコンデンサ２９の、蓄積電荷により生じたホールド電圧に応じて定められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すレーザダイオード駆動回路の場合、ホールドコンデンサ２９の蓄積電荷を完全に放電し、ホールドコンデンサ２９の蓄積電荷が０の状態からＡＰＣ動作に移るため、ＡＰＣ動作に移った瞬間のホールド電圧（すなわち接地電圧）とＡＰＣ動作終了時のホールド電圧との差が大きく、したがってホールドコンデンサ２９を所定電圧まで充電するのに長時間を要し、このためＡＰＣ動作に長時間を要していた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、自動パワー制御動作（ＡＰＣ動作）を高速に行なうことのできるレーザダイオード駆動回路、レーザダイオード駆動用半導体集積回路、およびレーザダイオードの高速な自動パワー制御動作が実現された画像記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路は、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路において、
（１−１）駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサ
（１−２）上記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、レーザダイオードに、そのホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路
（１−３）上記レーザダイオードの出力光を受光し受光光量に応じたモニタ電圧を出力する受光回路
（１−４）上記モニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて上記ホールドコンデンサを充放電する比較回路
（１−５）上記ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路
（１−６）上記レーザダイオードに駆動電流を供給するにあたり、先ず、プリセット回路によりホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、比較回路によりホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記本発明のレーザダイオード駆動回路において、上記（１−４）の比較回路および上記（１−５）プリセット回路が、
（１−ａ）２つの入力端子から入力される２つの信号の差分を出力する差動増幅器
（１−ｂ）タイミング制御回路による制御に応じて、差動増幅器に上記プリセット電圧を伝達するとともに該差動増幅器の動作を上記プリセット回路として作用するアナログバッファに切り換え、もしくは、その差動増幅器に上記モニタ電圧および上記基準電圧を伝達するとともにその差動増幅器の動作を上記比較回路として作用するコンパレータに切り換えるスイッチ回路で構成されていることが好ましい。
【００１０】
この場合、上記（１−ｂ）のスイッチ回路が、上記差動増幅器と、上記ホールドコンデンサとの間に接断自在なスイッチを備え、
上記タイミング制御回路が、上記モニタ電圧が基準電圧に一致した後、ホールドコンデンサが上記差動増幅器の出力から切り離されるように、上記スイッチを制御するものであることが好ましい。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路は、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動用半導体集積回路において、
（２−１）駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサ
（２−２）上記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、レーザダイオードに、そのホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路
（２−３）上記レーザダイオードの出力光の光量に応じたモニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて上記ホールドコンデンサを充放電する比較回路
（２−４）ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路
（２−５）上記レーザダイオードに駆動電流を供給するにあたり、先ず、プリセット回路によりホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、比較回路によりホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路においても、上記本発明のレーザダイオード駆動回路と同様、
上記（２−３）の比較回路および上記（２−４）のプリセット回路が、
（２−ａ）２つの入力端子から入力される２つの信号の差分を出力する差動増幅器
（２−ｂ）タイミング制御回路による制御に応じて、差動増幅器に上記プリセット電圧を伝達するとともにその差動増幅器の動作を上記プリセット回路として作用するアナログバッファに切り換え、ないしは、その差動増幅器に上記モニタ電圧および上記基準電圧を伝達するとともにその差動増幅器の動作を上記比較回路として作用するコンパレータに切り換えるスイッチ回路で構成されていることが好ましい。
【００１３】
この場合に、上記（２−ｂ）のスイッチ回路が、上記差動増幅器と、上記ホールドコンデンサとの間に接断自在なスイッチを備え、
上記タイミング制御回路が、モニタ電圧が基準電圧に一致した後、ホールドコンデンサが上記差動増幅器の出力から切り離されるように、上記スイッチを制御するものであることが好ましい。
【００１４】
また、上記本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路は、上記プリセット電圧を生成するプリセット電圧生成回路を備えたものであることが好ましい。さらに、上記目的を達成する本発明の画像記録装置は、画像を記録する過程に、画像情報を担持するレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置において、
（３−１）レーザビームを出射するレーザダイオード
（３−２）上記レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動部
（３−３）上記レーザダイオードから出射したレーザビームにより、所定の被走査体上を走査する走査光学系
を備え、
上記（３−２）のレーザダイオード駆動部が、
（３−２−１）上記駆動電流を充電電圧に応じた電流値に制御するためのホールドコンデンサ
（３−２−２）上記ホールドコンデンサが接続され、入力データ信号に応じたタイミングで、上記レーザダイオードに、そのホールドコンデンサの充電電圧に応じた電流値の駆動電流を供給する駆動電流出力回路
（３−２−３）上記レーザダイオードの出力光を受光し受光光量に応じたモニタ電圧を出力する受光回路
（３−２−４）上記モニタ電圧と所定の基準電圧とを比較し比較結果に応じて上記ホールドコンデンサを充放電する比較回路
（３−２−５）上記ホールドコンデンサを、所定のプリセット電圧に充電するプリセット回路
（３−２−６）上記レーザダイオードに駆動電流を供給するにあたり、先ず、プリセット回路によりホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電させ、次いで、比較回路によりホールドコンデンサを充放電させるタイミング制御回路
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、ホールドコンデンサを先ず所定のプリセット電圧に充電しておき、自動パワー制御動作ではそのプリセット電圧からの差分のみ充放電するようにしたため、極めて短時間で自動パワー制御動作を完了させることができる。特に、レーザダイオードを実際に駆動している途中のタイミングで自動パワー制御動作を行なうとき、すなわちホールドコンデンサの電圧を再調整するときは、ホールドコンデンサを所定のプリセット電圧に充電するという動作は不要であり、極めて高速にホールドコンデンサの電圧を再調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施形態を示す構成図である。
このレーザダイオード駆動回路には、ホールドコンデンサ１０、駆動電流出力回路１１、およびフォトダイオード１２ａと抵抗１２ｂとからなる受光回路１２が備えられており、駆動電流出力回路１１は、データ入力端子Ｄｉｎからデータが入力されるタイミングで、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧に応じた駆動電流をレーザダイオード１に供給する。レーザダイオード１が発光するとその発光光の一部がフォトダイオード１２ａで受光され、その受光光量に応じた電流がフォトダイオード１２ａを流れ、抵抗１２ｂにモニタ電圧を発生させる。
【００１７】
また、このレーザダイオード駆動回路には、演算増幅器（差動増幅器）１３とスイッチ１４ａ〜１４ｆが備えられている。スイッチ１４ａ〜１４ｆのうち、スイッチ１４ａは、プリセット電圧を入力するプリセット電圧入力端子ＰＲＩと演算増幅器１３のプラス入力端子との間に配置されており、スイッチ１４ｂは、基準電圧を入力する基準電圧入力端子ＲＥＦと演算増幅器１４ｂのプラス入力端子との間に配置され、スイッチ１４ｃは、演算増幅器１３のマイナス入力端子にモニタ電圧が接断自在に入力されるように、フォトダイオード１２ａと抵抗１２ｂとの接続点と、増幅演算器１３のマイナス入力端子との間に配置され、スイッチ１４ｄは、演算増幅器１３の出力端子とマイナス入力端子との間に配置され、スイッチ１４ｅは、演算増幅器１３とホールドコンデンサ１０との間に配置されている。
【００１８】
これらのスイッチ１４ａ〜１４ｅのうち、スイッチ１４ａ〜１４ｄは演算増幅器１３の作用をアナログバッファとコンパレータとに切り換えるスイッチであり、スイッチ１４ａとスイッチ１４ｄを閉成し、スイッチ１４ｂとスイッチ１４ｃを開放すると、演算増幅器１３は、プリセット電圧端子ＰＲＩから入力されたプリセット電圧をそのまま演算増幅器１３の出力端子に伝達するアナログバッファとして作用し、スイッチ１４ａとスイッチ１４ｄを開放し、スイッチ１４ｂとスイッチ１４ｃを閉成すると、演算増幅器１３は、基準電圧入力端子ＲＥＦから入力された基準電圧と受光回路１２で生成されたモニタ電圧との大小を比較するコンパレータとして作用する。
【００１９】
また、スイッチ１４ｅは、演算増幅器１３の出力をホールドコンデンサ１０に伝達するか否かを切り換えるスイッチであり、後述するプリセット動作および自動パワー制御動作の際は閉成され、レーザダイオード１の発光状態をデータ入力端子Ｄｉｎから入力されるデータに応じて変調する変調パルス出力動作の際は開放される。
【００２０】
以下、図１とともに図２を参照して、この図１に示すレーザダイオード駆動回路における、プリセット動作、自動パワー制御動作、および変調パルス出力動作について、この順に説明する。
図２は、図１に示すレーザダイオード駆動回路の各部の時間的な信号変化を示す図である。
【００２１】
横軸は時間を表わし、区間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 では、それぞれプリセット動作、自動パワー制御動作、および変調パルス出力動作が実行される。尚、図２において、ＣＴＬ１，ＣＴＬ２は、このレーザダイオード駆動回路に、それぞれ自動パワー制御動作、プリセット動作を行なわせるための各制御信号であり、制御信号ＣＴＬ１が‘Ｈ’レベルのときは、スイッチ１４ａ，１４ｄが開放されるとともにスイッチ１４ｂ，１４ｃ，１４ｅが閉成され、制御信号ＣＴＬ２が‘Ｈ’レベルのときは、スイッチ１４ａ，１４ｄ，１４ｅが閉成されるとともにスイッチ１４ｂ，１４ｃ，が開放される。また、ここでは簡単のため、データ入力端子Ｄｉｎからは１ビットのデータが入力され、電流駆動出力回路１１は、レーザダイオード１に駆動電流を供給するかしないかを二値的に制御する回路であるとする。
【００２２】
プリセット動作は、このレーザダイオード駆動回路への電流投入時等に実行され、このプリセット動作においては、制御信号ＣＴＬ１が‘Ｌ’レベル、制御信号ＣＴＬ２が‘Ｈ’レベルとなり、スイッチ１４ａ，１４ｄ，１４ｅが閉成され、スイッチ１４ｂ，１４ｃが開放される。このときプリセット電圧入力端子ＰＲＩからプリセット電圧が入力され、このプリセット電圧は演算増幅器１３の出力端にそのままあらわれ、スイッチ１４ｅが閉成されているため、そのスイッチ１４ｅの抵抗分とホールドコンデンサ１０の容量値で定まる時定数でホールドコンデンサ１０が充電もしくは放電される。図２に示す例の場合、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH は、プリセット電圧ＶP よりも高いホールド電圧から出発し、そのホールド電圧ＶH がプリセット電圧ＶP にまで放電されている。このプリセット動作時には、データ入力端子Ｄｉｎから入力されずデータを、駆動電流出力回路１１からレーザダイオード１に駆動電流を供給しないオフ状態のデータに設定しておく。こうすればレーザダイオード１へは駆動電流が供給されず、電源投入時においてホールドコンデンサ１０が高いホールド電圧になっていたとしても、その影響でレーザダイオード１に大きな駆動電流が流れてレーザダイオード１が破壊されてしまうような事態を避けることができる。
【００２３】
プリセット動作が終了すると、次に自動パワー制御動作に移る。また、この自動パワー制御動作は、プリセット動作とは独立に、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧を再調整する際にも実行される。
この自動パワー制御動作では、制御信号ＣＴＬ１が‘Ｈ’レベル、制御信号ＣＴＬ２が‘Ｌ’レベルとなり、スイッチ１４ｂ，１４ｃ，１４ｅが閉成状態、スイッチ１４ａ，１４ｄが開放状態となり、データ入力端子Ｄｉｎからは、駆動電流出力回路１１により、レーザダイオード１に、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧に応じた大きさの駆動電流が供給されることに対応するデータが入力される。このとき、レーザダイオード１には、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH がプリセット電圧ＶP にあるときの駆動電流が流れ、この駆動電流がレーザダイオード１のしきい値電流よりも大きいときレーザダイオード１は発光し、受光回路１２からは発光光量に応じたモニタ電圧Ｖm が出力される。一方、プリセット電圧ＶP に対応する駆動電流がレーザダイオード１のしきい値電流よりも小さいときは、レーザダイオード１は消灯した状態にとどまり、モニタ電圧Ｖm はグラウンドの電位と等しくなる。
【００２４】
このようにして受光回路１２で生成されたモニタ電圧Ｖm がスイッチ１４ｃを経由して演算増幅器１３に入力されるとともに、基準電圧入力端子ＲＥＦからは所定の基準電圧Ｖr が演算増幅器１３に入力される。演算増幅器１３は、このときコンパレータとして作用し、モニタ電圧Ｖm と基準電圧Ｖr との大小比較が行なわれ、モニタ電圧Ｖm が基準電圧Ｖr に足りないときは演算増幅器１３の出力がスイッチ１４ｅを経由してホールドコンデンサ１０を充電しホールド電圧を上昇させる。すると、レーザダイオード１にはより大きな駆動電流が流れ、受光回路１２ではより大きなモニタ電圧Ｖm が生成される。一方モニタ電圧Ｖm が基準電圧Ｖr よりも大きいときはホールドコンデンサ１０の蓄積電荷がスイッチ１４ｅを経由して演算増幅器１３の出力端子に吸い込まれ、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH が低下する。ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH は、このようなフィードバック制御により、基準電圧Ｖr に落ち着く。図２の場合、基準電圧Ｖr はプリセット電圧ＶP よりも僅かに高い電圧であり、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH は、プリセット電圧ＶP から僅かに上昇し基準電圧Ｖr にまで変化する。したがってプリセット電圧ＶP を基準電圧Ｖr に近い電圧値に設定しておくことにより、自動パワー制御に要する時間が短縮される。
【００２５】
次に、自動パワー制御動作を終了した後の変調パルス出力動作について説明する。
自動パワー制御動作を終了した後、制御信号ＣＴＬ１，ＣＴＬ２の双方を‘Ｌ’レベルにすると、スイッチ１４ｅが開放され、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH は、長時間的なリークを除きその時点の電圧に固定される。
【００２６】
その状態でデータ入力端子Ｄｉｎから入力されるデータを変化させると、受光回路１２でのモニタ電圧が図２に示すように変化し、すなわちレーザダイオード１がそのデータに応じて発光、消灯する。その発光時の瞬時パワーは、ホールドコンデンサ１０のホールド電圧により定まる。
図３は、図１に示すレーザダイオード駆動回路を構成する駆動電流出力回路１１の回路構成例を示す回路図である。
【００２７】
上述の説明では、簡単のため、データ入力端子Ｄｉｎから１ビットのデータが入力され、駆動電流出力回路１１は、レーザダイオード１に、ホールド電圧に応じた電流値の駆動電流を供給するか、それとも駆動電流を供給しないかを定める回路であるとして説明したが、この図３に示す駆動電流出力回路１１には４ビットのデータが入力され、入力データに応じても駆動電流の電流値が変化する。ただし入力データを固定したとき、その入力データに応じた駆動電流の電流値はホールドコンデンサ１０のホールド電圧ＶH により定まる。
【００２８】
ホールドコンデンサ１０（図１参照）のホールド電圧ＶH はこの図３に示す駆動電流出力回路１１の入力端子ＩＮから入力され、バッファ１１１を経由して４つの定電流源１１２，１１３，１１４，１１５を流れる電流の大きさを制御する。また、２つの出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のうちの一方の出力端子ＯＵＴ１は電源ＶCCに接続され、他方の出力端子ＯＵＴ２は図１に示すようにレーザダイオード１のカソードに接続される。
【００２９】
４つの定電流源１１２，１１３，１１４，１１５は、同一の電圧で制御された場合に、順に、１：２：４：８の電流値の電流が流れる構造となっており、したがってこの駆動電流出力回路は、４ビットのデータに応じて、駆動電流を供給しない場合を含め、１６段階に制御された駆動電流をレーザダイオードに供給する。図２を参照した説明における、レーザダイオード１に駆動電流を供給するかしないかという二値的な制御は、図３に示す駆動電流出力回路の場合レーザダイオード１に１６段階中の、最小の駆動電流（駆動電流＝０）に対応するデータを除くいずれかのデータに対応する駆動電流を供給するか、あるいは１６段階中の最小の駆動電流（駆動電流＝０）を供給するかという制御に置き換えられる。
【００３０】
図４は、スイッチ制御部の概略構成図である。
制御回路４１では、図２を参照して説明したタイミングの２つの制御信号ＣＴＬ１，ＣＴＬ２が作り出され、図示のロジック回路１４２により３つの出力Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が生成される。それら３つの出力Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３のうち、出力Ｏ１により、その出力Ｏ１が‘Ｈ’レベル，‘Ｌ’レベルにあるときにスイッチ１４ｂ，１４ｃがそれぞれ閉成、開放されるように、スイッチ１４ｂ，１４ｃが制御され、それら３つの出力Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３のうち、出力Ｏ２により、その出力Ｏ２が‘Ｈ’レベル，‘Ｌ’レベルにあるときにスイッチ１４ａ，１４ｄがそれぞれ閉成，開放されるように、スイッチ１４ａ，１４ｄが制御され、出力Ｏ３により、その出力Ｏ３が‘Ｈ’レベル，‘Ｌ’レベルにあるときに、スイッチ１４ｅがそれぞれ閉成、開放されるように制御される。
【００３１】
図５は、本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路の一実施形態を示す回路ブロック図である。図１に示すレーザダイオード駆動回路の構成要素と同一の作用をなす構成要素には、図１に付した符号と同一の符号を付して示し、詳細説明は省略する。
図５において、破線で囲まれた部分がレーザダイオード半導体集積回路１００であり、そこには、ホールドコンデンサ１０、駆動電流出力回路１１、演算増幅器１３、およびスイッチ１４ａ〜１４ｅのほか、プリセット電圧生成回路１５およびスイッチ制御部１６が含まれている。プリセット電圧生成回路１５は、例えば抵抗分割等によりプリセット電圧を生成する回路であり、内部でプリセット電圧を生成することにより、外部からプリセット電圧を入力する必要をなくしている。また、スイッチ制御部１６は、例えば図４に示す回路構成を有しており、スイッチ１４ａ〜１４ｅの閉成、開放のタイミングを制御するものである。
【００３２】
このようなレーザダイオード駆動用半導体集積回路を構成すると、回路占有スペースの減少、コストダウン、回路動作の安定化が図られる。
図６は、本発明の画像記録装置の一実施形態を示すブロック図、図７は、図６に示すレーザダイオード駆動回路のレーザ走査系の構成図である。
図６に示す画像記録装置は、その構成が、信号処理系２１０、レーザ走査系２２０および画像出力系２３０に大別される。例えば画像を読み取って画像信号を得るデジタルスキャナ等の画像生成系２０１で得られた画像信号が信号処理系２１０を構成する画像信号処理システム２０１に入力されると、この画像信号処理システム２１１では、画像出力系２３０を構成する、電子写真プロセス２３２の機構を制御する機構制御部２３１からの制御情報、例えば現像条件等の情報を受け、それに適合するように、入力された画像信号に適切な画像処理、例えば階調処理や色補正処理等が施され、その画像処理後の画像信号がレーザ変調信号生成部２１２に入力される。レーザ変調信号生成部２１２では、入力された画像信号に基づいて、レーザ走査系２２０を構成するレーザダイオード２２２から出射されるレーザ光の強度変調を表わすレーザ変調信号を生成する。このレーザ変調信号の生成にあたっては、レーザ走査系２２０を構成する走査レーザ光の同期検知手段２２６からの情報を受け、レーザ走査と同期するようにレーザ変調信号が生成される。この走査レーザ光の周期検知手段２２６は、本実施形態では、図７に示すように、ミラー２２６＿１と光センサ２２６＿２とからなり、光センサ２２６＿２からは、レーザダイオード２２２から出射したレーザ光が図７に示す矢印Ａ方向に一回偏向される毎に同期パルスが出力される。
【００３３】
図６に示すレーザ変調信号生成部２１２で生成されたレーザ変調信号ＳL は、レーザ走査系２２０を構成するＬＤドライバ２２１に入力される。ＬＤドライバ２２１には、機構制御部２３１から機構制御情報も入力され、ＬＤドライバ２２１は、その機構制御情報に合わせて、レーザダイオード（ＬＤ）２２２に駆動電流を供給する。レーザダイオード２２２は、ＬＤドライバ２２１の駆動により時系列的な強度変調を伴ったレーザ光を出射し、その出射レーザ光は、レンズ２２３＿１、アパーチャ２３３＿２，シリンドリカルレンズ２２３＿３からなるプレポリゴン光学系２２３を経由し、矢印Ｂ方向に回転するポリゴンミラー２２４＿１を含む光偏光器２２４により矢印Ａ方向に繰り返し偏向され、さらにｆθレンズ２２５＿１およびシリンドリカルミラー２２５＿２からなるポストポリゴン光学系２２５を経由し、画像出力系２３０（図６参照）を構成する、矢印ｃ方向に回転する感光体２３３上を、矢印Ａ’方向に繰り返し走査（主走査）する。この感光体２３３は、光の照射により表面の抵抗が変化する性質を有し、画像情報を担持したレーザ光により走査されることによりその表面に静電潜像が形成される。この感光体２３３に形成された静電潜像は所定の電子写真プロセス２３２を経て、所定の用紙上に、画像生成系２０１で得られた画像信号が担持する画像のハードコピー２０２が生成される。
【００３４】
本実施形態の画像記録装置のＬＤドライバ２２１には、図１を参照して説明した構成のレーザダイオード駆動回路が含まれており、したがってこの画像記録装置は、レーザダイオード２２２の出力レーザパワーを調整する際の自動パワー制御が短時間で済み、画像形成の高速化に寄与する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザダイオードの出力レーザパワーを調整するための自動パワー制御動作を高速に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示すレーザダイオード駆動回路の各部の時間的な信号変化を示す図である。
【図３】図１に示すレーザダイオード駆動回路を構成する駆動電流出力回路の回路構成例を示す回路図である。
【図４】スイッチ制御部の概略構成図である。
【図５】本発明のレーザダイオード駆動用半導体集積回路の一実施形態を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明の画像記録装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図７】図６に示すレーザダイオード駆動回路のレーザ走査系の構成図である。
【図８】従来のレーザダイオード駆動回路の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    レーザダイオード
１０  ホールドコンデンサ
１１  駆動電流出力回路
１２  受光回路
１２ａ  フォトダイオード
１２ｂ  抵抗
１３  演算増幅器
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  スイッチ
【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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【図８】
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