(57)【要約】【課題】光波形の安定性を向上させることができる光源駆動装置を提供する。【解決手段】  画像処理回路からの変調信号（点灯情報）における点灯開始タイミングから点灯終了タイミングまで変調電流を出力するとともに、変調信号における点灯終了タイミングに同期して、アンダーシュート電流を出力する。このとき、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧が、半導体レーザが点灯される前の印加電圧と等しくなるように、アンダーシュート電流の大きさ及び出力幅（出力時間）の少なくとも一方を制御する。【選択図】図２７
2014124772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点灯情報に基づいて光源を駆動する光源駆動装置において、
前記点灯情報における点灯終了タイミングに同期してアンダーシュート電流を出力する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の出力が完了した際の前記光源における電圧が、点灯前の前記光源における電圧と等しくなるように、前記アンダーシュート電流を出力する光源駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の大きさ及び出力時間の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の光源駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記点灯情報に関係なくバイアス電流を出力しており、
前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の出力が完了した際の前記光源における電圧が前記バイアス電流に対応する電圧と等しくなるように、前記アンダーシュート電流を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源駆動装置。
【請求項４】
前記アンダーシュート電流の出力時間は、前記点灯情報における点灯終了タイミングから次の点灯開始タイミングまでの時間以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の出力タイミングを前記点灯情報における点灯終了タイミングに対して遅延させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源駆動装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の出力タイミングを遅延させて、点灯時の積分光量を制御することを特徴とする請求項５に記載の光源駆動装置。
【請求項７】
前記制御装置は、更に前記点灯情報における点灯開始タイミングに同期して、オーバーシュート電流を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源駆動装置。
【請求項８】
前記光源は複数の発光部を有し、
前記制御装置は、前記複数の発光部において点灯時の積分光量が同一となるように前記オーバーシュート電流を制御することを特徴とする請求項７に記載の光源駆動装置。
【請求項９】
前記光源は、面発光レーザを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源駆動装置。
【請求項１０】
点灯情報に基づいて光源を駆動する光源駆動方法であって、
前記点灯情報における点灯開始タイミングから点灯終了タイミングまで動作電流を出力する工程と、
前記点灯終了タイミングに同期してアンダーシュート電流を出力し、前記アンダーシュート電流の出力が完了した際に前記光源における電圧が、点灯前の前記光源における電圧と等しくなるようにする工程とを含む光源駆動方法。
【請求項１１】
光源から射出される光を用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記光源を駆動する請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源駆動装置、光源駆動方法及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、点灯情報に基づいて光源を駆動する光源駆動装置、光源駆動方法、及び前記光源駆動装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光プリンタ装置、デジタル複写機、及び光プロッタ等の画像形成装置では、画像情報に応じてパルス変調された信号に基づいて光源を駆動している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、画像データの画素値を出力階調値に変換する出力階調値変換ステップと、出力階調値の主走査方向において隣接するドットのうち、主走査方向における下流のドットの出力階調値が上流のドットの出力階調値に比べて、所定値以上小さい際に、立ち下がりを検出する立ち下がり検出ステップと、アンダーシュート補正量を立ち下がりが検出された直後のドットの出力階調値に加算する補正ステップと、出力階調値に応じてレーザビームの光量を制御する光量制御ステップと、を備えた光量補正方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、光源の駆動電流の立上がり又は立下がりの少なくとも一方の近傍の所定時間、光源に並列に生ずる容量への充放電電流にほぼ相当する重畳電流を生成する重畳電流生成手段と、該重畳電流生成手段によって生成した重畳電流を駆動電流に加算又は減算する加減算手段と、容量に応じて重畳電流を発生させる重畳時間を制御する重畳時間制御手段とを設け、重畳時間制御手段が、駆動電流の変化量に応じて重畳時間を制御する手段である光源駆動装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、半導体レーザを駆動するための駆動電流の値に応じて、その出力の立ち上がり特性および／または出力の立ち下がり特性を決定する補正電流値を設定する半導体レーザ駆動装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画像形成装置における画像品質に対する要求は、年々高くなってきており、特許文献１〜特許文献３に開示されている方法及び駆動装置を利用した画像形成装置では、光波形がばらつくおそれがあり、要求されるレベルの画像品質を得るのは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、点灯情報に基づいて光源を駆動する光源駆動装置において、前記点灯情報における点灯終了タイミングに同期してアンダーシュート電流を出力する制御装置を備え、前記制御装置は、前記アンダーシュート電流の出力が完了した際の前記光源における電圧が、点灯前の前記光源における電圧と等しくなるように、前記アンダーシュート電流を出力する光源駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光源駆動装置によれば、光波形の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。
【図３】図１における光走査装置を説明するための図（その２）である。
【図４】図１における光走査装置を説明するための図（その３）である。
【図５】図１における光走査装置を説明するための図（その４）である。
【図６】半導体レーザ及びモニタ用受光素子を説明するための図である。
【図７】光源制御装置を説明するための図である。
【図８】半導体レーザのＩＬ特性を説明するための図である。
【図９】バイアス電流及び変調電流を説明するための図である。
【図１０】半導体レーザにおける供給電流と印加電圧との関係を説明するための図である。
【図１１】変調信号と供給電流と光波形との関係を説明するための図である。
【図１２】寄生容量を説明するための図である。
【図１３】従来の不都合を説明するための図（その１）である。
【図１４】アンダーシュート電流及びオーバーシュート電流を説明するための図である。
【図１５】図７における光源駆動回路を説明するための図である。
【図１６】図１５におけるＵＳ信号生成回路を説明するための図である。
【図１７】ＵＳ信号生成回路における各バッファ回路の出力信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図１８】セレクト信号Ａとセレクタの出力信号との関係を説明するための図である。
【図１９】ＵＳ信号生成回路におけるセレクタ及びＡＮＤ回路の出力信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】図１５におけるＯＳ信号生成回路を説明するための図である。
【図２１】ＯＳ信号生成回路における各バッファ回路の出力信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図２２】セレクト信号Ｂとセレクタの出力信号との関係を説明するための図である。
【図２３】ＯＳ信号生成回路におけるセレクタ及びＡＮＤ回路の出力信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図２４】光源駆動回路の出力信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図２５】消灯時間がＴ２で、アンダーシュート電流の大きさがＩｕｄ１及びＩｕｄ２のときの印加電圧及び光波形を説明するためのタイミングチャートである。
【図２６】消灯時間がＴ３で、アンダーシュート電流の大きさがＩｕｄ１及びＩｕｄ２のときの印加電圧及び光波形を説明するためのタイミングチャートである。
【図２７】本実施形態におけるアンダーシュート電流を説明するためのタイミングチャートである。
【図２８】従来の不都合を説明するための図（その２）である。
【図２９】図２８の不都合に対する本実施形態のアンダーシュート電流の効果を説明するためのタイミングチャートである。
【図３０】アンダーシュート電流の出力タイミングの遅延を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２９に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１１】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１２】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１３】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、増幅回路、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からの多色の画像情報を光走査装置２０１０に通知する。
【００１４】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００１５】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００１６】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００１７】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００１８】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。
【００１９】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２０】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて色毎に変調された光束で、対応する帯電された感光体ドラムの表面を走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。
【００２１】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ（図示省略）からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２２】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２３】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００２４】
定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。
【００２５】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００２６】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００２７】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、４つの同期検知用ミラー（２２０５ａ、２２０５ｂ、２２０５ｃ、２２０５ｄ）、４つの同期検知センサ（２２０６ａ、２２０６ｂ、２２０６ｃ、２２０６ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。
【００２８】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、光偏向器２１０４の回転軸に平行な方向をＺ軸方向として説明する。
【００２９】
また、以下では、便宜上、各光学部材において、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００３０】
走査制御装置は、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、及び光偏向器２１０４を制御する。
【００３１】
光源２２００ａとカップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａと同期検知用ミラー２２０５ａと同期検知センサ２２０６ａは、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。
【００３２】
光源２２００ｂとカップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂと同期検知用ミラー２２０５ｂと同期検知センサ２２０６ｂは、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。
【００３３】
光源２２００ｃとカップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃと同期検知用ミラー２２０５ｃと同期検知センサ２２０６ｃは、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。
【００３４】
光源２２００ｄとカップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄと同期検知用ミラー２２０５ｄと同期検知センサ２２０６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。
【００３５】
各光源は、発光素子として半導体レーザ（半導体レーザ１０という）を有している。この半導体レーザ１０は、一例として図６に示されるように、モニタ用受光素子（例えば、フォトダイオード）１１、放熱用ヒートシンク１２などとともにパッケージ（例えば、いわゆるＣＡＮパッケージ）に封入されている。半導体レーザ１０からの光は、パッケージのガラス窓１３を介して射出される。
【００３６】
半導体レーザ１０は、走査制御装置によって駆動される。モニタ用受光素子１１は、半導体レーザ１０から射出される光の光量をモニタするために設けられており、該光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。ここでは、モニタ用受光素子１１では、光電変換信号である電流信号を例えば抵抗を用いて電圧信号に変換して出力されるようになっている。
【００３７】
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００３８】
各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。
【００３９】
各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、光偏向器２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００４０】
各光源と光偏向器２１０４との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
【００４１】
光偏向器２１０４は、２段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、４面の偏向反射面を有している。そして、１段目（下段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目のポリゴンミラー及び２段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４２】
光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射される。
【００４３】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射される。
【００４４】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射される。
【００４５】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射される。
【００４６】
各感光体ドラム上の光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が、「副走査方向」である。
【００４７】
光偏向器２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。
【００４８】
各同期検知センサは、光偏向器２１０４で偏向され対応する感光体ドラムに向かう光であって、書き込みに利用されない光の一部を、対応する同期検知用ミラーを介して受光する。各同期検知センサは、受光光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。ここでは、各同期検知センサは、対応する感光体ドラムへの主走査方向の１ラインの書き込み走査を終了した光が同期検知センサで受光されるように設定されている。すなわち、主走査方向の１ライン毎に、書き込み走査の終了タイミングが走査制御装置に通知される。なお、４つの同期検知センサを区別する必要がないときは、それらを総称して同期検知センサ２２０６という。
【００４９】
走査制御装置は、光源毎に光源制御装置（光源制御装置２０という）を有している。各光源制御装置２０は、一例として図７に示されるように、クロック信号生成回路２１、位相同期回路２２、画像処理回路２３、及び光源駆動回路２４などを有している。なお、図７における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、１本の矢印は、必ずしも１本の信号線を意味するものではない。
【００５０】
クロック信号生成回路２１は、複数の高周波クロック信号を生成する。
【００５１】
位相同期回路２２は、クロック信号生成回路２１からの複数の高周波クロック信号と、対応する同期検知センサ２２０６の出力信号とに基づいて、画素クロック信号を生成する。この画素クロック信号は、画像処理回路２３及び光源駆動回路２４に出力される。
【００５２】
画像処理回路２３は、対応する色の画像情報と、位相同期回路２２からの画素クロック信号とに基づいて、点灯情報としての変調信号を生成する。また、画像処理回路２３は、目標レベル信号を生成する。
【００５３】
光源駆動回路２４は、画像処理回路２３からの変調信号及び目標レベル信号と、位相同期回路２２からの画素クロック信号と、対応するモニタ用受光素子１１の出力信号とに基づいて、対応する半導体レーザ１０を駆動する。
【００５４】
図８には、半導体レーザ１０のＩＬ特性が示されている。半導体レーザ１０に供給される電流（以下では、「供給電流」と略述する）が閾値Ｉｔｈまでは、光出力は非常に小さく、供給電流が閾値Ｉｔｈを越えると光出力は電流値に比例して大きくなる。なお、図８における符号Ｉｏｐは、点灯の際に所望の光出力Ｐ０を得るための供給電流であり、「動作電流」とも呼ばれている。また、電流値が閾値Ｉｔｈの供給電流を「閾値電流Ｉｔｈ」ともいう。
【００５５】
ところで、半導体レーザの駆動方式には、無バイアス方式と有バイアス方式とがある。無バイアス方式とは、消灯時の供給電流を０にし、点灯の際に動作電流Ｉｏｐを供給する方式である。また、有バイアス方式とは、１ｍＡ程度の微小な電流をバイアス電流Ｉｂとして常時供給しておき、点灯の際に、動作電流Ｉｏｐとバイアス電流Ｉｂとの差を付加する方式である（図９参照）。この点灯の際に付加される電流は、「変調電流」や「駆動電流」と呼ばれている。
【００５６】
図１０には、供給電流と該供給電流によって半導体レーザに生じる電圧との関係が示されている。電圧Ｖｂは、バイアス電流Ｉｂが供給されているときに半導体レーザに生じる電圧であり、電圧Ｖｔｈは、閾値電流Ｉｔｈが供給されているときに半導体レーザに生じる電圧であり、電圧Ｖｏｐは、動作電流Ｉｏｐが供給されているときに半導体レーザに生じる電圧である。なお、以下では、便宜上、供給電流によって半導体レーザに生じる電圧を「印加電圧」ともいう。
【００５７】
近年、電子写真方式の画像形成装置では、処理速度の高速化が急速に進んでいる。閾値Ｉｔｈの大きな半導体レーザを無バイアス方式で駆動する場合、動作電流Ｉｏｐが該半導体レーザに供給されても、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでにある程度の時間を要するため、発光遅延を生ずる。特に、発振波長が６５０ｎｍ帯の赤色レーザや、発振波長が４００ｎｍ帯の紫外レーザは、発振波長が１．３μｍ帯、１．５μｍ帯、７８０ｎｍ帯のものに比べて、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでの時間が長い。
【００５８】
この場合に、半導体レーザを高速でオンオフさせようとすると、所望の点灯時間に対応して動作電流を半導体レーザに供給しても、実際の点灯時間が所望の点灯時間よりも短くなるおそれがある（図１１参照）。そこで、本実施形態では、応答特性を向上させるため、有バイアス方式を用いている。なお、以下では、光出力と時間との関係を「光波形」ともいう。また、供給電流に対する光波形における立ち上がり形状及び立ち下がり形状を「応答特性」ともいう。
【００５９】
また、光源駆動回路２４と半導体レーザ１０とが回路基板に実装され、それらが配線部材で電気的に接続されている場合、光源駆動回路２４と半導体レーザ１０の間には、光源駆動回路２４の出力容量、回路基板の配線容量、半導体レーザ１０を保持するパッケージの入力容量等の寄生容量がある。それらの合計をＣとしたときの等価回路が図１２に示されている。
【００６０】
そこで、光源駆動回路２４からの電流は、寄生容量Ｃのチャージ後に、半導体レーザ１０に供給されることになり、発光遅延が更に大きくなる。また、光源が複数の発光部を有している場合には、発光部間で応答特性が異なるおそれがある。さらに、寄生容量Ｃは、光波形における消灯時の立ち下がり特性や、次の点灯時の立ち上がり特性にも影響する。
【００６１】
図１３には、同じ大きさの３つの画素（画素１、画素２、画素３）が形成されるときの供給電流、印加電圧、及び光波形の一例が示されている。ここでは、画素１と画素２の間の消灯時間がＴ２、画素２と画素３の間の消灯時間がＴ３（＜Ｔ２）である。図１３における時間Ｔ１は、変調電流の供給時間であり、以下では、「供給電流のパルス幅」ともいう。
【００６２】
画素２のように点灯前の消灯時間が長いと、消灯時間中に上記寄生容量Ｃの放電が十分になされ、点灯前に印加電圧がＶｂに戻るため、画素２での応答特性及び発光遅延は画素１での応答特性及び発光遅延とほぼ同じである。一方、画素３のように点灯前の消灯時間が短いと、消灯時間中での上記寄生容量Ｃの放電は不十分であり、印加電圧がＶｂに戻る前に変調電流が供給されるため、画素３では、点灯開始タイミングでの印加電圧はＶｂよりも大きくなり、画素３での応答特性及び発光遅延は画素１での応答特性及び発光遅延と異なっている。
【００６３】
このように、供給電流のパルス幅が同じであっても、直前の消灯時間の長さによって応答特性及び発光遅延が異なると、形成される画像の品質を低下させる。
【００６４】
そこで、本実施形態では、オーバーシュート電流及びアンダーシュート電流が付加されている（図１４参照）。以下では、オーバーシュート電流の大きさをＩｏｖ、オーバーシュート電流の出力幅（出力時間）をＴｏｖ、アンダーシュート電流の大きさをＩｕｄ、アンダーシュート電流の出力幅（出力時間）をＴｕｄと表記する。
【００６５】
光源駆動回路２４は、一例として図１５に示されるように、ＣＰＵ２４０１、ＲＯＭ２４０２、ＲＡＭ２４０３、ＵＳ信号生成回路２４０４、Ｄ／Ａ変換回路２４０５、ＯＳ信号生成回路２４０６、比較器２４０９、４つのスイッチ（２４１０、２４１１、２４１２、２４１３）、４つの電流源（２４１４、２４１５、２４１６、２４１７）などを有している。
【００６６】
ＲＯＭ２４０２には、ＣＰＵ２４０１にて解読可能なコードで記述されたプログラム、及びプログラムの実行に用いられる複数のデータや設定値等が格納されている。
【００６７】
ＲＡＭ２４０３は、作業用のメモリである。
【００６８】
ＣＰＵ２４０１は、ＲＯＭ２４０２に格納されているプログラムに従って光源駆動回路２４の全体の動作を制御する。
【００６９】
電流源２４１４は、アンダーシュート電流の電流源であり、電流源２４１５は、変調電流の電流源である。また、電流源２４１６は、オーバーシュート電流の電流源であり、電流源２４１７は、バイアス電流の電流源である。
【００７０】
ＵＳ信号生成回路２４０４は、ＣＰＵ２４０１からのセレクト信号Ａと変調信号とに基づいて、アンダーシュート信号を生成する。このアンダーシュート信号によって、アンダーシュート電流の出力幅Ｔｕｄが決定される。
【００７１】
ここでは、ＵＳ信号生成回路２４０４は、一例として図１６に示されるように、変調信号を遅延させる複数段（ここでは、８段）のバッファ回路（ｆ１〜ｆ８）、セレクト信号Ａに応じて各バッファ回路の出力のいずれかを選択して出力するセレクタｆ９、変調信号の反転信号とセレクタｆ９の出力信号の論理積を出力するＡＮＤ回路ｆ１０を有している。
【００７２】
図１７には、ＵＳ信号生成回路２４０４に入力される変調信号、及び各バッファ回路（ｆ１〜ｆ８）から出力される信号のタイミングチャートが示されている。
【００７３】
図１８には、セレクタｆ９の動作が示されている。ここでは、セレクト信号Ａは３つのパラレル信号から構成されている。そして、３つのパラレル信号の信号レベルがいずれも「ローレベル」のときを（０００）、３つのパラレル信号の信号レベルがいずれも「ハイレベル」のときを（１１１）のように表現している。
【００７４】
そして、セレクタｆ９の出力信号は、セレクト信号Ａが（０００）であれば、バッファ回路ｆ１からの信号となり、（００１）であれば、バッファ回路ｆ２からの信号となり、（０１０）であれば、バッファ回路ｆ３からの信号となり、（０１１）であれば、バッファ回路ｆ４からの信号となる。
【００７５】
また、セレクタｆ９の出力信号は、セレクト信号Ａが（１００）であれば、バッファ回路ｆ５からの信号となり、（１０１）であれば、バッファ回路ｆ６からの信号となり、（１１０）であれば、バッファ回路ｆ７からの信号となり、（１１１）であれば、バッファ回路ｆ８からの信号となる。
【００７６】
図１９には、一例として、セレクト信号Ａが（０１１）のときの、セレクタｆ９の出力信号、及びＡＮＤ回路ｆ１０の出力信号のタイミングチャートが示されている。このように、変調信号がローレベルで、かつセレクタｆ９の出力信号がハイレベルのときに、ＡＮＤ回路ｆ１０の出力信号はハイレベルとなる。
【００７７】
図１５に戻り、Ｄ／Ａ変換回路２４０５は、ＣＰＵ２４０１からのアンダーシュートレベル設定信号をアナログ信号に変換し、アンダーシュートレベル信号を生成する。アンダーシュート電流の大きさＩｕｄは、このアンダーシュートレベル信号によって決定される。
【００７８】
また、Ｄ／Ａ変換回路２４０５は、ＣＰＵ２４０１からのオーバーシュートレベル設定信号をアナログ信号に変換し、オーバーシュートレベル信号を生成する。オーバーシュート電流の大きさＩｏｖは、このオーバーシュートレベル信号によって決定される。
【００７９】
なお、アンダーシュートレベル設定信号及びオーバーシュートレベル設定信号は、ＲＯＭ２４０２に格納されているアンダーシュートレベル設定情報及びオーバーシュートレベル設定情報に基づいて、ＣＰＵ２４０１から出力される。
【００８０】
ＯＳ信号生成回路２４０６は、ＣＰＵ２４０１からのセレクト信号Ｂと変調信号とに基づいて、オーバーシュート信号を生成する。このオーバーシュート信号によって、オーバーシュート電流の出力幅Ｔｏｖが決定される。
【００８１】
ここでは、ＯＳ信号生成回路２４０６は、一例として図２０に示されるように、変調信号を遅延させる複数段（ここでは、８段）のバッファ回路（ｆ２１〜ｆ２８）、セレクト信号Ｂに応じて各バッファ回路の出力のいずれかを選択するセレクタｆ２９、セレクタｆ２９の出力信号を反転した信号と変調信号の論理積を出力するＡＮＤ回路ｆ３０を有している。
【００８２】
図２１には、ＯＳ信号生成回路２４０６に入力される変調信号、及び各バッファ回路（ｆ２１〜ｆ２８）から出力される信号のタイミングチャートが示されている。
【００８３】
図２２には、セレクタｆ２９の動作が示されている。ここでは、セレクト信号Ｂは３つのパラレル信号から構成されている。そして、３つのパラレル信号の信号レベルがいずれも「ローレベル」のときを（０００）、３つのパラレル信号の信号レベルがいずれも「ハイレベル」のときを（１１１）のように表現している。
【００８４】
そして、セレクタｆ２９の出力信号は、セレクト信号Ｂが（０００）であれば、バッファ回路ｆ２１からの信号となり、（００１）であれば、バッファ回路ｆ２２からの信号となり、（０１０）であれば、バッファ回路ｆ２３からの信号となり、（０１１）であれば、バッファ回路ｆ２４からの信号となる。
【００８５】
また、セレクタｆ２９の出力信号は、セレクト信号Ｂが（１００）であれば、バッファ回路ｆ２５からの信号となり、（１０１）であれば、バッファ回路ｆ２６からの信号となり、（１１０）であれば、バッファ回路ｆ２７からの信号となり、（１１１）であれば、バッファ回路ｆ２８からの信号となる。
【００８６】
図２３には、一例として、セレクト信号Ｂが（０１１）のときの、セレクタｆ２９の出力信号、及びＡＮＤ回路ｆ３０の出力信号のタイミングチャートが示されている。このように、変調信号がハイレベルで、かつセレクタｆ２９の出力信号がローレベルのときに、ＡＮＤ回路ｆ３０の出力信号はハイレベルとなる。
【００８７】
比較器２４０９は、目標レベル信号と対応するモニタ用受光素子１１の出力信号とを比較し、比較結果を出力する。比較器２４０９の出力信号によって、変調電流の大きさが決定される。
【００８８】
スイッチ２４１０は、電流源２４１４との電気的な接続をオン／オフするためのスイッチであり、アンダーシュート信号によってオン／オフされる。ここでは、スイッチ２４１０は、アンダーシュート信号がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなるように設定されている。
【００８９】
スイッチ２４１１は、電流源２４１５との電気的な接続をオン／オフするためのスイッチであり、変調信号によってオン／オフされる。ここでは、スイッチ２４１１は、変調信号がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなるように設定されている。
【００９０】
スイッチ２４１２は、電流源２４１６との電気的な接続をオン／オフするためのスイッチであり、オーバーシュート信号によってオン／オフされる。ここでは、スイッチ２４１２は、オーバーシュート信号がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなるように設定されている。
【００９１】
スイッチ２４１３は、電流源２４１７との電気的な接続をオン／オフするためのスイッチであり、ＣＰＵ２４０１からのバイアス信号によってオン／オフされる。ここでは、スイッチ２４１３は、バイアス信号がハイレベルのときにオンとなり、ローレベルのときにオフとなるように設定されている。
【００９２】
そして、図２４には、光源駆動回路２４の出力信号のタイミングチャート及び、このときの対応する半導体レーザ１０から射出される光の光波形の一例が示されている。
【００９３】
ここで、アンダーシュート電流について説明する。なお、分かりやすくするため、オーバーシュート電流は付加されないものとする。
【００９４】
図２５及び図２６には、アンダーシュート電流の電流値ＩｕｄがＩｕｄ１の場合とＩｕｄ２（＜Ｉｕｄ１）の場合とについて、印加電圧及び光波形が示されている。図２５では、点灯前の消灯時間が上記Ｔ２であり、図２６では、点灯前の消灯時間が上記Ｔ３である。
【００９５】
Ｉｕｄ１は、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧がＶｂよりも小さくなるようなアンダーシュート電流であり、Ｉｕｄ２は、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧がＶｂよりも大きくなるようなアンダーシュート電流である。
【００９６】
アンダーシュート電流の電流値ＩｕｄがＩｕｄ１の場合、点灯前の消灯時間がＴ２のときの積分光量をＰ１２、点灯前の消灯時間がＴ３のときの積分光量をＰ１３とすると、Ｐ１２＞Ｐ１３となる。すなわち、供給電流のパルス幅が同じであっても、点灯前の消灯時間の長いほうが積分光量が大きい。
【００９７】
アンダーシュート電流の電流値ＩｕｄがＩｕｄ２の場合、点灯前の消灯時間がＴ２のときの積分光量をＰ２２、点灯前の消灯時間がＴ３のときの積分光量をＰ２３とすると、Ｐ２２＜Ｐ２３となる。すなわち、供給電流のパルス幅が同じであっても、点灯前の消灯時間の短いほうが積分光量が大きい。
【００９８】
このような積分光量の違いは、光波形における立ち上がり特性の違いに起因している。
【００９９】
本実施形態では、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧がほぼＶｂと等しくなるように、アンダーシュート電流の大きさＩｕｄ及び出力幅（出力時間）Ｔｕｄの少なくとも一方が制御されている（図２７参照）。
【０１００】
この場合は、点灯前の消灯時間が異なっていても、光波形における立ち上がり特性をほぼ同じとすることができる。そこで、供給電流のパルス幅が同じであれば、点灯前の消灯時間が異なっていても、積分光量をほぼ同じとすることができる。
【０１０１】
すなわち、本実施形態では、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧が点灯開始タイミング前での印加電圧と等しくなるように、アンダーシュート電流の大きさ及び出力幅（出力時間）の少なくとも一方が制御されている。これにより、寄生容量によって生じる応答特性のばらつきや発光遅延量のばらつきを低減することが可能となる。また、アンダーシュート電流の出力が完了すると、高速で印加電圧をＶｂとすることができ、次の点灯開始タイミングでは、必ず印加電圧がＶｂの状態から電流駆動されるため、消灯時間によらず、安定した応答特性及び発光遅延量を実現できる。
【０１０２】
なお、アンダーシュート電流の出力幅Ｔｕｄは、消灯時間よりも短くする必要がある。仮に、Ｔｕｄが消灯時間よりも長いと、光波形における立ち上がり特性に、いわゆる「なまり」が生じる。
【０１０３】
次に、オーバーシュート電流について説明する。従来、オーバーシュート電流は、発光遅延や光波形における立ち上がり特性のなまりを改善するために付加されていた。しかしながら、一例として図２８に示されるように、点灯前の消灯時間が前記Ｔ３である画素３では、消灯時間内に印加電圧がＶｂまで下がりきらないため、点灯開始時に光出力が過剰となるおそれがある。このように、従来の方法では、点灯前の消灯時間の長さによって、応答特性が異なるおそれがあった。また、光出力が過剰となることにより、半導体レーザの寿命が短くなるおそれがあった。
【０１０４】
本実施形態では、消灯時間が短くても、アンダーシュート電流によって、消灯時間内に印加電圧が確実にＶｂまで下げられるため、次の点灯開始タイミングでは、必ず印加電圧がＶｂの状態から電流駆動される。従って、一例として図２９に示されるように、オーバーシュート電流が付加されても、点灯前の消灯時間の長さによって、応答特性が異なるおそれはない。また、光出力は過剰となることがないため、半導体レーザの寿命が短くなるのを抑制することができる。
【０１０５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、光源駆動回路２４によって本発明の光源駆動装置が構成され、ＣＰＵ２４０１によって制御装置が構成されている。
【０１０６】
また、光源駆動回路２４において、本発明の光源駆動方法が実施されている。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態に係る光源駆動回路２４によると、ＣＰＵ２４０１、ＲＯＭ２４０２、ＲＡＭ２４０３、ＵＳ信号生成回路２４０４、Ｄ／Ａ変換回路２４０５、ＯＳ信号生成回路２４０６、比較器２４０９、４つのスイッチ（２４１０、２４１１、２４１２、２４１３）、４つの電流源（２４１４、２４１５、２４１６、２４１７）などを有している。
【０１０８】
ＣＰＵ２４０１は、画像処理回路２３からの変調信号（点灯情報）における点灯開始タイミングから点灯終了タイミングまで変調電流を出力するとともに、変調信号における点灯終了タイミングに同期して、アンダーシュート電流を出力する。このとき、ＣＰＵ２４０１は、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧が、点灯前の印加電圧と等しくなるように、アンダーシュート電流の大きさ及び出力幅（出力時間）の少なくとも一方を制御する。
【０１０９】
この場合は、点灯前の消灯時間の長さによらず、応答特性及び発光遅延量をほぼ同じとすることができる。そして、供給電流のパルス幅が同じであれば、積分光量をほぼ同じとすることができる。そこで、変調信号に応じた所望の光を光源から射出することができる。
【０１１０】
光走査装置２０１０は、光源毎に光源駆動回路２４を有しているため、各感光体ドラムに所望の潜像を形成することができる。その結果、カラープリンタ２０００は、高品質の画像を安定して形成することができる。
【０１１１】
なお、上記実施形態において、前記半導体レーザ１０に代えて、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）を用いても良い。但し、面発光レーザは、素子抵抗が大きく、かつ寄生容量も大きいため、特に光量が小さいときに所望の積分光量が得られないことがある。この場合、一例として図３０に示されるように、アンダーシュート電流の出力タイミングを遅延させることにより、所望の積分光量を得ることが可能となる。また、アンダーシュート電流の出力タイミングを遅延させることにより、応答特性を制御することができる。
【０１１２】
また、上記実施形態において、ＣＰＵ２４０１によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１１３】
また、上記実施形態では、各光源が１つの半導体レーザを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各光源が複数の半導体レーザを有していても良い。また、各光源が面発光レーザアレイを有していても良い。
【０１１４】
また、上記実施形態では、半導体レーザの駆動方式が有バイアス方式の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、半導体レーザの駆動方式が無バイアス方式であっても良い。この場合は、アンダーシュート電流の出力が完了した際の印加電圧がほぼ０となるように、アンダーシュート電流の大きさＩｕｄ及び出力幅（出力時間）Ｔｕｄの少なくとも一方が制御される。
【０１１５】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、更に補助色を用いる多色カラープリンタであっても良いし、単色の画像を形成するプリンタであっても良い。
【０１１６】
また、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【０１１７】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１１８】
また、上記実施形態では、画像形成装置として、プリンタの場合について説明したが、これに限らず、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…半導体レーザ、１１…モニタ用受光素子、２０…光源制御装置、２４…光源駆動回路（光源駆動装置）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２２００ａ，２２００ｂ，２２００ｃ，２２００ｄ…光源、２４０１…ＣＰＵ（制御装置）、２４０２…ＲＯＭ、２４０４…ＵＳ信号生成回路、２４０５…Ｄ／Ａ変換回路、２４０６…ＯＳ信号生成回路。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２０】
【特許文献１】特開２００９−２２９７６２号公報
【特許文献２】特許第４４７６５６８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９８８７７号公報
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図６】
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