(57)【要約】  【課題】半導体レーザの出力光量を常に所定の出力光量に安定化させることができる半導体レーザ駆動回路および画像記録装置を提供する。  【解決手段】半導体レーザ駆動回路は、露光光源として、その点灯／消灯を制御する指令信号に応じてパルス変調された半導体レーザからの光ビームを用いて画像の記録を行う画像記録装置で用いられるもので、指令信号と半導体レーザからフィードバックされる信号との差分を増幅し、半導体レーザの点灯時と消灯時とで電圧の極性が逆の出力信号を出力する誤差増幅アンプと、誤差増幅アンプの入力端子と出力端子との間に直列に接続されたダイオードおよび抵抗素子とを備えている。ダイオードは、半導体レーザの消灯時に順バイアスとなるように接続され、抵抗素子の抵抗値は、半導体レーザの点灯時に誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、半導体レーザの消灯時に、ダイオードおよび抵抗素子を介して誤差増幅アンプに流れるように設定されている。【選択図】  図３
2006049854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光源として、その点灯／消灯またはその光ビームの出力光量を制御する指令信号に応じてパルス変調された半導体レーザからの前記光ビームを用いて画像の記録を行う画像記録装置で用いられる半導体レーザ駆動回路であって、
前記指令信号と前記半導体レーザからフィードバックされる信号との差分を増幅し、前記半導体レーザの点灯時と消灯時とで電圧の極性が逆の出力信号を出力する誤差増幅アンプと、前記誤差増幅アンプの入力端子と出力端子との間に直列に接続されたダイオードおよび抵抗素子と、前記誤差増幅アンプの出力信号に基づいて前記半導体レーザを駆動するドライバとを備え、
前記ダイオードは、前記半導体レーザの消灯時に順バイアスとなるように接続され、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザが前記パルス変調としてパルス幅変調またはパルス数変調されている場合には前記半導体レーザの点灯時に、もしくは前記半導体レーザが前記パルス変調としてパルス強度変調されている場合には前記半導体レーザが点灯して中間レベル強度で発光している時に、前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されていることを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
【請求項２】
前記中間レベル強度は、前記画像が写真感光材料に記録される場合には、グレイの平均濃度に発色する強度である請求項１に記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項３】
前記誤差増幅アンプは、前記半導体レーザからフィードバックされる、前記半導体レーザからの前記光ビームの出力光量に基づいて、前記半導体レーザから射出される前記光ビームの出力光量を一定に制御する自動出力制御回路の一部を構成する請求項１または２に記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項４】
前記誤差増幅アンプは、前記半導体レーザからフィードバックされる、前記半導体レーザに流れる電流量を一定に制御することで前記半導体レーザから射出される前記光ビームの出力光量を一定に制御する自動電流制御回路の一部を構成する請求項１または２に記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項５】
前記半導体レーザは、その点灯／消灯を制御する前記指令信号に応じて前記パルス変調として前記パルス幅変調または前記パルス数変調されるものであり、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザの点灯時に前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項６】
前記半導体レーザは、その光ビームの出力光量を制御する前記指令信号に応じて前記パルス変調として前記パルス強度変調されるものであり、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザが点灯して中間レベル強度で発光している時に前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路を用いて画像の記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザ駆動回路が実装される画像処理回路基板上の基板コネクタと前記半導体レーザ駆動回路との間に設けられ、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ前記半導体レーザの駆動周波数である画像周波数以下の周波数で変調されている外来電波の前記キャリア周波数よりも低く、なおかつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第１のローパスフィルタを有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記誤差増幅アンプの電源ラインに設けられている、前記外来電波のキャリア周波数よりも低く、かつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第２のローパスフィルタを有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記半導体レーザ駆動回路と前記高周波重畳回路との間に設けられ、前記高周波重畳回路の重畳周波数および前記外来電波のキャリア周波数のうちのどちらか低い方の周波数よりも低く、かつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第３のローパスフィルタとを備えていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記高周波重畳回路と前記半導体レーザとの間に設けられ、前記高周波重畳回路の重畳周波数および前記外来電波のキャリア周波数のうちのどちらか低い方の周波数よりも低く、かつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第３のローパスフィルタとを備えていることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザ駆動回路と前記半導体レーザとの間に設けられ、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ前記半導体レーザの駆動周波数である画像周波数以下の周波数で変調されている外来電波の前記キャリア周波数よりも低く、なおかつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第１のローパスフィルタを有することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光光源として半導体レーザを用いて画像の記録を行う画像記録装置およびこれに適用される半導体レーザ駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ駆動回路としては、一般的に、半導体レーザの出力光量をフィードバックして、半導体レーザから射出される光ビームの出力光量を一定に制御するＡＰＣ（自動出力制御）回路を備えるものと、半導体レーザに流れる電流量をフィードバックして、この電流量を一定に制御することで半導体レーザの出力光量を一定に制御するＡＣＣ（自動電流制御）回路を備えるものが知られている。
【０００３】
ＡＰＣ回路もしくはＡＣＣ回路を備える半導体レーザ駆動回路のいずれも、半導体レーザが所定の出力光量で発光するように、その点灯／消灯を制御する指令信号と、半導体レーザからフィードバックされる信号との差分（誤差）を増幅出力する誤差増幅アンプを備えている。この誤差増幅アンプの出力信号に基づいて半導体レーザを駆動することによって、半導体レーザを常に所定の出力光量で発光させることができる。
【０００４】
ところが、従来の半導体レーザ駆動回路では、半導体レーザの点灯時と消灯時とで上記誤差増幅アンプの消費電力が変化する。このため、誤差増幅アンプの自己発熱による温度変化により、その出力信号に温度ドリフトが発生し、半導体レーザの出力光量が変動するという問題が発生する。ところが、この誤差増幅アンプの温度ドリフトに起因する半導体レーザの出力光量の変動は、ＡＰＣ回路およびＡＣＣ回路では制御することができない。
【０００５】
従って、上記の半導体レーザ駆動回路を用いて画像を記録する画像記録装置では、誤差増幅アンプの出力信号の温度ドリフトに応じて半導体レーザの出力光量が変動し、記録画像の画質が低下するという問題があった。
【０００６】
また、従来の半導体レーザ駆動回路では、携帯電話や無線ＬＡＮ（Local Area Network）などのように、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ画像周波数（半導体レーザの駆動周波数）以下の周波数で変調された外来電波の影響を受けると、この外来電波が半導体レーザ駆動回路の内部で復調されてノイズとして出力され、半導体レーザの出力光量が変動するという問題もあった。
【０００７】
この場合も同様に、半導体レーザの出力光量が変動し、画像記録装置では、記録画像の画質が低下するという問題が発生する。
【０００８】
なお、誤差増幅アンプの温度ドリフトに起因して半導体レーザの出力光量が変動することは、本発明によって初めて提起された問題であって、本発明に関連する従来技術は存在していない。また、外来電波の影響についても同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、半導体レーザの出力光量を常に所定の出力光量に安定化させることができる半導体レーザ駆動回路および画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、露光光源として、その点灯／消灯またはその光ビームの出力光量を制御する指令信号に応じてパルス変調された半導体レーザからの前記光ビームを用いて画像の記録を行う画像記録装置で用いられる半導体レーザ駆動回路であって、
前記指令信号と前記半導体レーザからフィードバックされる信号との差分を増幅し、前記半導体レーザの点灯時と消灯時とで電圧の極性が逆の出力信号を出力する誤差増幅アンプと、前記誤差増幅アンプの入力端子と出力端子との間に直列に接続されたダイオードおよび抵抗素子と、前記誤差増幅アンプの出力信号に基づいて前記半導体レーザを駆動するドライバとを備え、
前記ダイオードは、前記半導体レーザの消灯時に順バイアスとなるように接続され、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザが前記パルス変調としてパルス幅変調またはパルス数変調されている場合には前記半導体レーザの点灯時に、もしくは前記半導体レーザが前記パルス変調としてパルス強度変調されている場合には前記半導体レーザが点灯して中間レベル強度で発光している時に、前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されていることを特徴とする半導体レーザ駆動回路を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記中間レベル強度は、前記画像が写真感光材料に記録される場合には、グレイの平均濃度に発色する強度であることが好ましい。
【００１２】
また、前記誤差増幅アンプは、前記半導体レーザからフィードバックされる、前記半導体レーザからの前記光ビームの出力光量に基づいて、前記半導体レーザから射出される前記光ビームの出力光量を一定に制御する自動出力制御回路の一部を構成するか、もしくは、前記半導体レーザからフィードバックされる、前記半導体レーザに流れる電流量を一定に制御することで前記半導体レーザから射出される前記光ビームの出力光量を一定に制御する自動電流制御回路の一部を構成することが好ましい。
【００１３】
また、前記半導体レーザは、その点灯／消灯を制御する前記指令信号に応じて前記パルス変調として前記パルス幅変調または前記パルス数変調されるものであり、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザの点灯時に前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されていることが好ましい。
【００１４】
または、前記半導体レーザは、その光ビームの出力光量を制御する前記指令信号に応じて前記パルス変調として前記パルス強度変調されるものであり、
前記抵抗素子の抵抗値は、前記半導体レーザが点灯して中間レベル強度で発光している時に前記誤差増幅アンプに流れる電流量と略同等の電流量が、前記半導体レーザの消灯時に、前記ダイオードおよび前記抵抗素子を介して前記誤差増幅アンプに流れるように設定されていることが好ましい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の態様は、上記のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路を用いて画像の記録を行うことを特徴とする画像記録装置を提供するものである。
【００１６】
ここで、上記に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザ駆動回路が実装される画像処理回路基板上の基板コネクタと前記半導体レーザ駆動回路との間に設けられ、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ前記半導体レーザの駆動周波数である画像周波数以下の周波数で変調されている外来電波の前記キャリア周波数よりも低く、なおかつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第１のローパスフィルタを有することが好ましい。
【００１７】
また、上記に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記誤差増幅アンプの電源ラインに設けられている、前記外来電波のキャリア周波数よりも低く、かつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第２のローパスフィルタを有することが好ましい。
【００１８】
また、上記に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路と、
前記半導体レーザ駆動回路と前記高周波重畳回路との間に設けられ、もしくは、前記高周波重畳回路と前記半導体レーザとの間に設けられ、前記高周波重畳回路の重畳周波数および前記外来電波のキャリア周波数のうちのどちらか低い方の周波数よりも低く、かつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第３のローパスフィルタとを備えていることが好ましい。
【００１９】
また、上記に記載の画像記録装置であって、
さらに、前記半導体レーザ駆動回路と前記半導体レーザとの間に設けられ、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ前記半導体レーザの駆動周波数である画像周波数以下の周波数で変調されている外来電波の前記キャリア周波数よりも低く、なおかつ前記画像周波数よりも高い遮断周波数を持つ第１のローパスフィルタを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、半導体レーザの点灯時および消灯時に誤差増幅アンプに流れる電流量、すなわち誤差増幅アンプの発熱量をほぼ等しくできる。このため、半導体レーザの点灯時および消灯時に、温度ドリフトによる誤差増幅アンプの出力電圧の変動を防止することができる。その結果、本態様の半導体レーザ駆動回路を用いる、本発明の第２の態様の画像記録装置では、半導体レーザの出力光量が変動するのを防止することができ、高画質な画像を記録することができる。
【００２１】
また、本発明の第２の態様によれば、所定箇所に適宜ローパスフィルタを設けることによって、外来電波の影響によって半導体レーザの出力光量が変動するのを防止することができる。従って、本発明の第１の態様の半導体レーザ駆動回路を用いる、本発明の第２の態様の画像記録装置では、外来電波の影響によって半導体レーザの出力光量が変動し、記録画像の画質が低下するのを防止することができるため、高画質な記録画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の半導体レーザ駆動回路および画像記録装置を詳細に説明する。
【００２３】
まず、本発明の半導体レーザ駆動回路の説明に先立って、図１および図２を参照しながら、本発明の半導体レーザ駆動回路が適用される露光ユニット（画像記録装置）について説明する。図１は、本発明の画像記録装置の露光ユニットの構成を表す一実施形態の概略図である。また、図２は、図１に示す露光ユニットにおける光学素子の位置関係を表す概略図である。
【００２４】
図１に示す露光ユニット１０は、記録画像（画像データ）に応じて変調された、Ｒ（赤）露光、Ｂ（青）露光、およびＧ（緑）露光に対応する３本の光ビーム（レーザビーム）Ｌ（Ｌｒ，Ｌｂ、およびＬｇ）を主走査方向（図中矢印ｘ方向）に偏向して、所定の記録位置（露光位置）に入射させることにより、主走査方向と略直交する副走査方向（図中矢印ｙ方向）に搬送される感光材料Ｓ（図２参照）を二次元的に走査露光して画像を記録するものである。
【００２５】
このような露光ユニットは、一例として、写真フィルムに撮影された画像を光電的に読み取って得られた画像データや、デジタルカメラによって撮影された画像の画像データ等から写真プリントを作成する、デジタル写真システムのプリンタ（焼付装置）に利用される。
【００２６】
図示例において、露光ユニット１０は、一面が開放された筐体であるフレーム１２と、フレーム１２の開放面（上面）を覆うカバー１４（図１中点線で示す）と、フレーム１２内部の所定箇所に各々配置固定された各種の光学素子とによって構成されている。
【００２７】
図示例において、フレーム１２は、光ビーム走査光学系を構成する各種の光学素子を収容／固定する、光ビーム走査光学系の光学定盤として作用する筐体である。図示例において、フレーム１２は、一例としてアルミニウム合金製で、その内部は、隔壁２２（２２ａ、２２ｂおよび２２ｃ）によって、光源部１６、光偏向部１８、および出射部２０に略分離されている。
【００２８】
なお、隔壁２２ａには、光ビームＬの光路に相当する部分に切り欠きが形成され、そこに透明な窓部材２８ａが固定されている。同様に、隔壁２２ｃにも、その上部を除いて、光ビームＬの光路に相当する部分に切り欠きが形成され、そこに透明な窓部材２８ｂが固定されている。フレーム１２はカバー１４で覆われ、さらに両者の外壁および隔壁２２近傍に形成された所定個数のネジ孔２６においてネジ留めされることによって固定されている。
【００２９】
図示例のフレーム１２内部の光源部１６には、Ｒ露光を行う光ビームＬｒを出射する光源３０Ｒ、Ｂ露光を行う光ビームＬｂを出射する光源３０Ｂ、およびＧ露光を行う光ビームＬｇを出射する光源３０Ｇと、光ビームＬｂを変調するＡＯＭ（音響光学変調器）３２Ｂおよび光ビームＬｇを変調するＡＯＭ３２Ｇと、各光ビームＬを反射するミラー３４と、光ビームＬｒの光量調節を行う光量調節手段３６Ｒ、光ビームＬｂの光量調節を行う光量調節手段３６Ｂ、および光ビームＬｇの光量調節を行う光量調節手段３６Ｇとが配置されている。
【００３０】
図示例において、光ビームＬｒの光源３０Ｒおよび光ビームＬｂの光源３０Ｂは、共に、ＬＤ（半導体レーザ）であり、光ビームＬｇの光源３０Ｇは、ＬＤとＳＨＧ素子（波長変換素子）とを組み合わせてＬＤから発せられる光ビームの１／２波長（二次高調波）の光ビームＬｇを発するものである。また、光ビームＬｒは、光源３０Ｒを変調駆動する直接変調によって画像データに応じて変調され、光ビームＬｂおよび光ビームＬｇは、各々、ＡＯＭ３２ＧおよびＡＯＭ３２Ｂにより画像データに応じて変調される。ここで、光源３０Ｒ（ＬＤ）の直接変調による光ビームＬｒの変調も、ＡＯＭ３２Ｇおよび３２Ｂによる光ビームＬｂおよびＬｇの変調も、画像データに応じたパルス変調であるが、パルス変調としては、パルス強度変調、パルス幅変調およびパルス数変調のいずれでも良い。
【００３１】
また、光偏向部１８には、ポリゴンミラー４０と、ｆθレンズ（走査レンズ）４２とが配置されている。
【００３２】
さらに、出射部２０には、シリンドリカルレンズ４６と、シリンドリカルミラー４８と、立ち下げミラー５０とが、図２に示す位置関係で配置されている。光ビームＬは、シリンドリカルミラー４８によって、若干、斜め上方に反射され、次いで、立ち下げミラー５０によって下方に反射される。なお、シリンドリカルレンズ４６とシリンドリカルミラー４８は、ポリゴンミラー４０の面倒れ補正光学系を構成するものである。
【００３３】
また、フレーム１２の出射部２０には、感光材料Ｓへの画像記録開始位置（ＳＯＳ（Start of scan））を決定するために、Ｒ露光に対応する光ビームＬｒを検出する光センサ５４が配置されている。
【００３４】
Ｒ露光に対応する光ビームＬｒは、記録画像（Ｒの画像データ）に応じて変調されて光源３０Ｒから出射され、ミラー３４で反射され、光量調整手段３６Ｒで光量調整され、さらに窓部材２８ａを透過してポリゴンミラー４０に入射される。
【００３５】
また、Ｂ露光に対応する光ビームＬｂは、光源３０Ｂから出射され、ＡＯＭ３２Ｂで記録画像（Ｂの画像データ）に応じて変調され、ミラー３４で反射され、光量調整手段３６Ｂで光量調整され、さらに窓部材２８ａを透過してポリゴンミラー４０に入射される。同様に、Ｇ露光に対応する光ビームＬｇは、光源３０Ｇから出射され、ＡＯＭ３２Ｇで記録画像（Ｇの画像データ）に応じて変調され、ミラー３４で反射され、光量調整手段３６Ｇで光量調整され、さらに窓部材２８ａを透過してポリゴンミラー４０に入射される。
【００３６】
光ビームＬ（Ｌｒ，Ｌｂ，およびＬｇ）は、ポリゴンミラー４０によって主走査方向に偏向され、さらにｆθレンズ４２によって走査速度が均一となるように調整される。ｆθレンズ４２を通過した光ビームＬは、窓部２８ｂを透過し、シリンドリカルレンズ４６を通過し、シリンドリカルミラー４８で反射されて、すなわち光路を調整されて面倒れを補正され、さらに立ち下げミラー５０によって下方に反射され、記録位置（感光材料Ｓ）に入射される。
【００３７】
なお、図示例の露光ユニット１０において、各光源３０Ｒ，３０Ｂ，３０Ｇから出射される３つの光ビームＬは、ポリゴンミラー４０の同一点に入射して偏向され、所定の記録位置に入射されて同一の１本の走査線を画成する。従って、各光ビームＬは、主走査方向には異なり、かつ、副走査方向には一致した光路で進行して、記録位置に入射される（非合波の光ビーム走査光学系）。
【００３８】
画像記録に際しては、光センサ５４により、Ｒ露光に対応する光ビームＬｒが検出され、感光材料Ｓへの画像記録開始位置が決定される。また、感光材料Ｓ（印画紙）は、記録位置において、副走査方向に所定の速度で搬送される。従って、感光材料Ｓは、主走査方向に偏向された光ビームＬによって二次元的に走査露光され、潜像が記録される。潜像が記録された感光材料Ｓは、図示していないプロセサ（現像処理装置）に供給され、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥、仕分けなどの各処理が施される。
【００３９】
次に、図３を参照しながら、図１に示す露光ユニット１０に適用される本発明の半導体レーザ駆動回路について説明する。図３は、図１に示す露光ユニットに適用される本発明の半導体レーザ駆動回路の構成を表す回路図である。
【００４０】
図３に示す半導体レーザ駆動回路６０は、図示していない画像処理回路基板上に実装され、図１に示す露光ユニット１０の露光光源３０Ｒの半導体レーザＬＤを駆動するもので、半導体レーザＬＤから射出される光ビームＬｒの出力光量を一定に制御するＡＰＣ回路を備えている。本実施形態において、半導体レーザＬＤは、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が正の場合に点灯して所定の出力光量で発光し、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が負である場合には消灯するものとする。
【００４１】
図３に示す半導体レーザ駆動回路６０において、誤差増幅アンプＵＩの入力端子＋はグランド（＝０Ｖ）に接続されている。
【００４２】
一方、誤差増幅アンプＵＩの入力端子−は、抵抗素子Ｒ２を介して指令信号（入力源）に接続され、さらに、抵抗素子Ｒ１およびスイッチＳＷ１を介して正の電圧源である電源Ｖｃｃに接続されている。ここで、指令信号は、半導体レーザＬＤが所定の出力光量で発光するように、その点灯／消灯を制御する信号である。また、スイッチＳＷ１のオン／オフは、同じく画像処理回路から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号によって制御される。
【００４３】
抵抗素子Ｒ１およびスイッチＳＷ１は、半導体レーザＬＤの消灯時に、誤差増幅アンプＵＩの出力信号を負の電圧とするために、入力信号（指令信号）を正の電圧レベルとする手段である。なお、半導体レーザＬＤの消灯時に、誤差増幅アンプＵＩの出力信号を負の電圧とする手段は、これに限定されず、例えば誤差増幅アンプＵＩの入力端子＋に負のオフセット電圧を加える回路など、各種の手段を用いることができる。
【００４４】
誤差増幅アンプＵＩの入力端子−は、さらにフォトダイオードＰＤおよび抵抗素子Ｒ６を介して負の電圧源である電源−Ｖｓｓにも接続されている。フォトダイオードＰＤは、誤差増幅アンプＵＩとともに、ＡＰＣ回路を構成する光電変換素子である。フォトダイオードＰＤは、逆バイアスとなるように、そのカソードが誤差増幅アンプＵＩの入力端子−に向かって接続されている。フォトダイオードＰＤは、半導体レーザＬＤの出力光を受信して、その出力光量に応じた電流を発生する。
【００４５】
誤差増幅アンプＵＩの入力端子−と出力端子ＯＵＴとの間には、抵抗素子Ｒ７および容量素子Ｃ１が並列に接続されている。また、誤差増幅アンプＵＩの入力端子−と出力端子ＯＵＴとの間には、抵抗素子Ｒ８およびダイオードＤ３が直列に接続されている。ダイオードＤ３は、半導体レーザＬＤの消灯時、すなわち誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が負である場合に順バイアスとなるように、そのカソードが誤差増幅アンプＵＩの出力端子ＯＵＴに向かって接続されている。
【００４６】
また、誤差増幅アンプＵＩの出力端子ＯＵＴから出力される信号は、抵抗素子Ｒ４を介して、半導体レーザＬＤを駆動するドライバとなるバイポーラトランジスタＱ１のベースに入力されている。誤差増幅アンプＵＩは、その入力端子−と入力端子＋とが等しい電圧（本実施形態の場合、０Ｖ）となるように動作し、その結果、抵抗素子Ｒ２の左側の端子に供給される信号の電圧が反転増幅され、出力端子ＯＵＴから出力される。
【００４７】
バイポーラトランジスタＱ１のコレクタは、半導体レーザＬＤおよび抵抗素子Ｒ５を介して正の電圧源である電源Ｖｃｃに接続され、そのエミッタはグランド（＝０Ｖ）に接続されている。バイポーラトランジスタＱ１は、ベースに与えられる信号の電圧が、そのベース・エミッタ間の電圧Ｖｂｅよりも大きくなるとオンし、ベース電流が流れるとともに、電源Ｖｃｃから、抵抗素子Ｒ５、半導体レーザＬＤ、バイポーラトランジスタＱ１を介してグランドに所定の電流が流れる。
【００４８】
半導体レーザＬＤは、順バイアスとなるように、そのカソードがバイポーラトランジスタＱ１のコレクタに向かって接続されている。半導体レーザＬＤは、バイポーラトランジスタＱ１がオン状態の時に点灯して、自分自身に流れる電流量に応じた出力光量で発光する。
【００４９】
続いて、半導体レーザ駆動回路６０の動作を説明する。
【００５０】
半導体レーザＬＤの点灯時には、ＯＮ／ＯＦＦ信号によりスイッチＳＷ１がオフ状態とされ、かつ指令信号として負の電圧が入力される。
【００５１】
指令信号の負の電圧は、抵抗素子Ｒ２を介して誤差増幅アンプＵＩの入力端子−に供給され、誤差増幅アンプＵＩによって反転増幅されて、その出力端子ＯＵＴから出力される信号の電圧（出力電圧）は正となる。この時、誤差増幅アンプＵＩの出力端子ＯＵＴから、抵抗素子Ｒ７および抵抗素子Ｒ２を介して、図示していない画像処理回路（指令信号の出力回路）に向かって電流（オン電流）が流れる。
【００５２】
誤差増幅アンプＵＩの出力電圧は、抵抗素子Ｒ４を介してバイポーラトランジスタＱ１のベースに入力される。バイポーラトランジスタＱ１は、そのベース電圧すなわち誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が、そのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅよりも大きくなるとオンし、ベース電流が流れるとともに、電源Ｖｃｃから、抵抗素子Ｒ５、半導体レーザＬＤ、バイポーラトランジスタＱ１を介しグランドに向かって所定の電流が流れる。半導体レーザＬＤは、バイポーラトランジスタＱ１がオンすると点灯し、自分自身を介して流れる電流量に応じた光量で発光する。
【００５３】
半導体レーザＬＤの出力光は、ＡＰＣ回路を構成するフォトダイオードＰＤに入力される。フォトダイオードＰＤは、半導体レーザＬＤの出力光量に応じた所定の電流を発生する。この電流は、誤差増幅アンプＵＩの入力端子−からフォトダイオードＰＤおよび抵抗素子Ｒ６を介して電源−Ｖｓｓに向かって流れる。フォトダイオードＰＤを介して流れる電流量に応じて、誤差増幅アンプＵＩの出力端子ＯＵＴから、抵抗素子Ｒ７およびＲ２を介して流れる電流量が制御され、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が変化する。
【００５４】
すなわち、ＡＰＣ回路によって、例えば半導体レーザＬＤの出力光量が所定量よりも多い場合には、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が低下するように制御され、半導体レーザＬＤの出力光量が減少するように調整される。これに対し、半導体レーザＬＤの出力光量が所定量よりも少ない場合には、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が上昇するように制御され、半導体レーザＬＤの出力量が増加するように調整される。
【００５５】
上記の動作を繰り返し行うことによって、半導体レーザＬＤの出力光量の変動は収束し、所定の出力光量に安定する。
【００５６】
次に、半導体レーザＬＤの消灯時は、ＯＮ／ＯＦＦ信号によってスイッチＳＷ１がオン状態とされ、かつ指令信号として０Ｖが入力される。
【００５７】
これに応じて、電源Ｖｃｃから、スイッチＳＷ１、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２を介して供給される正の電圧が誤差増幅アンプＵＩによって反転増幅され、その出力電圧は負となる。従って、バイポーラトランジスタＱ１はオフし、半導体レーザＬＤは消灯する。
【００５８】
この時、電源Ｖｃｃから、スイッチＳＷ１、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２を介して流れる電流（オフ電流）は、抵抗素子Ｒ８、ダイオードＤ３を介して、誤差増幅アンプＵＩの出力端子ＯＵＴに向かって流れる。なお、この時同時に、抵抗素子Ｒ７を介して電流が流れるが、誤差増幅アンプＵＩの増幅率を大きくするために、抵抗素子Ｒ７の抵抗値が大きく設定されているため、抵抗素子Ｒ７を介して流れる電流量は、抵抗素子Ｒ８およびダイオードＤ３を介して流れる電流量と比べて無視できる程度である。
【００５９】
ここで、半導体レーザＬＤの消灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量は、抵抗素子Ｒ８の抵抗値を適宜設定することによって調整することができる。すなわち、半導体レーザ駆動回路６０では、半導体レーザＬＤの点灯時および消灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量（オン電流およびオフ電流）、すなわち誤差増幅アンプＵＩの発熱量をほぼ等しくできる。このため、半導体レーザＬＤの点灯時および消灯時に、温度ドリフトによる誤差増幅アンプＵＩの出力電圧の変動を防止することができる。その結果、半導体レーザ駆動回路６０を用いる画像記録装置では、半導体レーザＬＤの出力光量が変動するのを防止することができ、高画質な画像を記録することができる。
【００６０】
なお、半導体レーザ駆動回路６０に入力される指令信号としては、画像データに応じてパルス変調して半導体レーザＬＤが所定の出力光量で発光するように、その点灯／消灯または出力光量自体を制御することができる指令信号であれば、どのような指令信号でも良い。例えば、指令信号として、画像データに応じてパルス幅変調またはパルス数変調し、半導体レーザＬＤの点灯／消灯を制御する場合、およびパルス強度変調し、半導体レーザＬＤの出力光量を制御する場合のどちらの場合にも適用可能である。すなわち、パルス幅変調またはパルス数変調の場合、画像データに応じてパルス幅変調またはパルス数変調された指令信号が入力され、パルス強度変調の場合、画像データに応じてパルス強度変調された指令信号が入力される。
【００６１】
パルス幅変調またはパルス数変調の場合、半導体レーザＬＤの点灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量は一定量（固定）であるから、半導体レーザＬＤの消灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量は、半導体レーザＬＤの点灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量と等しい電流量とする。パルス強度変調の場合、半導体レーザＬＤの点灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量は可変であるから、例えば半導体レーザＬＤが点灯し、中間レベル強度で発光している時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量を半導体レーザＬＤの消灯時に誤差増幅アンプＵＩに流れる電流量と等しい電流量とする。ここで、中間レベル強度とは、一般に画像情報を記録する際に用いられる平均強度のことをいう。例えば、図１に示す露光ユニット１０を用いて写真感光材料Ｓに記録した場合では、グレイの平均濃度に発色する強度、あるいはグレイの中間濃度に発色する強度に相当する。
【００６２】
本発明の半導体レーザ駆動回路は、誤差増幅アンプが、半導体レーザの点灯時と消灯時とで電圧の極性が逆の出力信号を出力する場合に適用可能である。従って、上記実施形態の場合とは逆に、半導体レーザＬＤが、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が負の場合に点灯して所定の出力光量で発光し、誤差増幅アンプＵＩの出力電圧が正である場合に消灯するものである場合は、図３に示す半導体レーザ駆動回路６０において、ダイオードＤ３の向きを逆向きにし、スイッチＳＷ１を負の電圧源である電源−Ｖｓｓに接続すればよい。
【００６３】
また、ＡＰＣ回路を用いる場合を例に挙げて説明したが、ＡＣＣ回路を用いることも可能である。また、抵抗素子Ｒ２、抵抗素子Ｒ７、容量素子Ｃ１、抵抗素子Ｒ４は、必要に応じて適宜設けられるものであって、必須ではない。また、抵抗素子Ｒ８とダイオードＤ３の順序を入れ替えてもよい。また、スイッチＳＷ１および抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ６およびフォトダイオードＰＤ、抵抗素子Ｒ５および半導体レーザＬＤおよびバイポーラトランジスタＱ１も、同様の機能を果たす別の回路構成とすることができる。
【００６４】
次に、図４および図５を参照しながら、本発明の半導体レーザ駆動回路６０において、外来電波による影響を低減する場合に適した回路構成を説明する。
【００６５】
既に述べた通り、半導体レーザ駆動回路では、例えば携帯電話や無線ＬＡＮなどのように、高周波のキャリア周波数を持ち、かつ画像周波数（半導体レーザの駆動周波数）以下の周波数で変調されている外来電波の影響を受けると、この外来電波が半導体レーザ駆動回路の内部で復調されてノイズとして出力され、半導体レーザの出力光量が変動するという問題が発生する。
【００６６】
これを防止するために、本発明の半導体レーザ駆動回路６０においては、図４（ａ）に示すように、外来電波のキャリア周波数よりも低く、かつ画像周波数よりも高い遮断周波数を持つローパスフィルタＬＰＦを、半導体レーザ駆動回路６０が実装される画像処理回路基板上の基板コネクタ６２と半導体レーザ駆動回路６０（誤差増幅アンプＵＩ）との間に設ける、もしくは図４（ｂ）に示すように、半導体レーザ駆動回路６０と半導体レーザＬＤとの間に設ける。
【００６７】
上記のように、所定箇所に適宜ローパスフィルタＬＰＦを設けることによって、外来電波の影響によって半導体レーザＬＤの出力光量が変動するのを防止することができる。従って、本発明の半導体レーザ駆動回路６０を用いる画像記録装置では、外来電波の影響によって半導体レーザＬＤの出力光量が変動し、記録画像の画質が低下するのを防止することができるため、高画質な記録画像を得ることができる。
【００６８】
特に、ローパスフィルタＬＰＦを基板コネクタ６２と誤差増幅アンプＵＩとの間に設ける場合、図４（ｃ）に示すように、誤差増幅アンプＵＩの電源ライン（電源側およびグランド側を含む）に、通常電源ラインに設けられるバイパスコンデンサとは別に、同じく外来電波のキャリア周波数よりも低く、かつ画像周波数よりも高い遮断周波数を持つローパスフィルタＬＰＦを設けるのが好ましい。これにより、誤差増幅アンプＵＩによって外来電波によるノイズが増幅出力されるのを低減することができるため非常に効果的である。
【００６９】
ところで、温度変動等によって、半導体レーザＬＤの出力光は、その波長が飛んでしまうモードホップという現象が発生する。この現象を低減するために、半導体レーザＬＤの駆動電流に高周波電流を重畳する高周波重畳回路６４が用いられる場合がある。
【００７０】
この場合、本発明の半導体レーザ駆動回路６０においては、図５（ａ）に示すように、高周波重畳回路６４の重畳周波数および外来電波のキャリア周波数のうちのどちらか低い方の周波数よりも低く、かつ画像周波数よりも高い遮断周波数を持つローパスフィルタＬＰＦを、半導体レーザ駆動回路６０と高周波重畳回路６４との間に設ける、もしくは図５（ｂ）に示すように、高周波重畳回路６４と半導体レーザＬＤとの間に設ける。
【００７１】
上記のように、高周波重畳回路６４を用いる場合、所定箇所に適宜ローパスフィルタＬＰＦを挿入することによって、高周波重畳回路６４からの不要輻射の問題も低減することができるという効果も得られる。
【００７２】
なお、ローパスフィルタＬＰＦの挿入は、１箇所に限られるわけではなく、必要に応じて複数箇所に配置してもよい。また、ローパスフィルタＬＰＦの配置箇所は、必要に応じて適宜決定すればよい。
【００７３】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の半導体レーザ駆動回路および画像記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の半導体レーザ駆動回路が適用される露光ユニットの構成を表す一実施形態の概略図である。
【図２】図１に示す露光ユニットにおける光学素子の位置関係を表す概略図である。
【図３】図１に示す露光ユニットに適用される本発明の半導体レーザ駆動回路の構成を表す回路図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ本発明の半導体レーザ駆動回路におけるローパスフィルタの配置を表す一実施形態の概略図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の半導体レーザ駆動回路におけるローパスフィルタの配置を表す別の実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  露光ユニット
１２  フレーム
１４  カバー
１６  光源部
１８  光偏向部
２０  出射部
２２  隔壁
２６  ネジ孔
２８ａ，２８ｂ  窓部材
３０Ｒ，３０Ｂ，３０Ｇ  光源
３２Ｂ，３２Ｇ，ＡＯＭ（音響光学変調器）
３４  ミラー
３６Ｒ，３６Ｂ，３６Ｇ  光量調節手段
４０  ポリゴンミラー
４２  ｆθレンズ（走査レンズ）
４６  シリンドリカルレンズ
４８  シリンドリカルミラー
５０  立ち下げミラー
５４  光センサ
６０  半導体レーザ駆動回路
６２  基板コネクタ
６４  高周波重畳回路
Ｌ  光ビーム
Ｓ  感光材料
ＬＤ  半導体レーザ
ＵＩ  誤差増幅アンプ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８  抵抗素子
ＳＷ１  スイッチ
Ｖｃｃ，−Ｖｓｓ  電源
ＰＤ  フォトダイオード
Ｃ１  容量素子
Ｄ３  ダイオード
Ｑ１  バイポーラトランジスタ
ＬＰＦ  ローパスフィルタ
【図１】
2006049854.tif 000003
【図２】
2006049854.tif 000004
【図３】
2006049854.tif 000005
【図４】
2006049854.tif 000006
【図５】
2006049854.tif 000007