(57)【要約】【課題】  光源の発光状態に応じて駆動電流を補正することにより、パルス細りや波形鈍りを改善するとともに、光源間での光量ばらつきを低減し、特に低濃度における階調再現性に優れた高速・高精度の半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置を提供すること。【解決手段】  半導体レーザ駆動装置は、複数の光源を有する半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置であって、前記光源の発光を検出する光検出部と、入力信号に応じて前記光源を発光させるための駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記駆動電流生成部が生成する前記駆動電流のオン期間の初期期間に、前記駆動電流を補助する駆動補助電流を生成する駆動補助電流生成部と、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、１又は複数の前記光源毎に、前記駆動補助電流による前記駆動電流の補助度合を設定する駆動補助電流設定部とを含む。【選択図】図３
2011216843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有する半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置であって、
前記光源の発光を検出する光検出部と、
入力信号に応じて前記光源を発光させるための駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
前記駆動電流生成部が生成する前記駆動電流のオン期間の初期期間に、前記駆動電流を補助する駆動補助電流を生成する駆動補助電流生成部と、
前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、１又は複数の前記光源毎に、前記駆動補助電流による前記駆動電流の補助度合を設定する駆動補助電流設定部と
を含む、半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
前記駆動補助電流設定部によって設定された前記補助度合を格納する格納部をさらに含み、
前記駆動補助電流生成部は、前記格納部に格納された前記補助度合に基づいて前記駆動電流を補助する前記駆動補助電流を生成する、請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
前記駆動補助電流設定部は、前記光源の１又は複数の点灯パターン毎に前記目標発光度合を変更して前記補助度合を設定する、請求項１又は２に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
前記光源の発光パターンは複数あり、
前記駆動補助電流設定部は、前記複数の発光パターンによる前記光源の発光度合に応じて、前記補助度合を設定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
前記駆動補助電流設定部は、前記光源の発光によって得る画像の品質に応じて、前記発光パターンを設定する、請求項４に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項６】
前記駆動補助電流設定部は、前記複数の光源間における発光度合のばらつきが小さくなるように、前記光源の発光パターンを設定する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項７】
前記駆動補助電流設定部は、画素を生成する際に用いるクロックの周波数に応じて前記補助度合を設定する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項８】
前記補助度合は、前記駆動補助電流の電流値であり、
前記駆動補助電流設定部は、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、前記駆動補助電流の電流値を設定し、
前記駆動補助電流生成部は、前記駆動補助電流設定部によって設定された電流値の前記駆動補助電流を生成する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項９】
前記補助度合は、前記駆動補助電流を前記駆動電流に加算する加算時間であり、
前記駆動補助電流設定部は、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、前記駆動補助電流を前記駆動電流に加算する加算時間を設定し、
前記駆動補助電流生成部は、前記駆動補助電流設定部によって設定された加算時間だけ前記駆動補助電流を生成する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１０】
前記光源の特性に応じて前記加算時間を制御する、請求項９に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザは、ＬＤアレイ又はＶＣＳＥＬである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項１２】
前記半導体レーザと、
請求項１乃至１１のいずれか一項記載の半導体レーザ駆動装置と
を含む、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザの駆動回路は、無バイアス方式と有バイアス方式に大別される。無バイアス方式は、半導体レーザのバイアス電流を零に設定して、入力信号に対応するパルス電流で半導体レーザを駆動する方式である（例えば、特許文献１、２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
閾値電流の大きな半導体レーザを無バイアス方式にて駆動する場合、入力信号に対応する駆動電流が半導体レーザに印加されても、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。
【０００４】
このため、発光遅延が生じ、入力信号が発光遅延時間より十分大きい（発光遅延量が無視できる）場合には問題にならないが、レーザプリンタ、光デイスク装置、デジタル複写機等の高速化は益々進んでおり、高速で半導体レーザを駆動したい場合には、所望のパルス幅より小さいパルスしか得ることができない。
【０００５】
このような理由から、半導体レーザのバイアス電流を閾値電流に設定し、常時バイアス電流を流しながら、入力信号に対応するパルス電流をバイアス電流に加えて半導体レーザを駆動する有バイアス方式の半導体レーザが提案されている。
【０００６】
有バイアス方式の半導体レーザは、予め半導体レーザの発振閾値に相当する分の電流を流すため、発光遅延時間は殆どなくなる。しかしながら、発光しない場合においても、常時発振閾値付近で発光している（通常は２００μＷ〜３００μＷ）ため、光通信の場合には消光比が小さくなり、レーザプリンタ、光デイスク装置、デジタル複写機等の場合には、地肌汚れの原因となり得る。
【０００７】
光通信の分野においては、上述のような消光比の低下や地肌汚れ等の課題を解決するために、特許文献１、２等において、基本的に無バイアス方式を用い、発光させる直前に発振閾値電流を流す構成が提案されている。
【０００８】
ところが、最近では、レーザプリンタ、光デイスク装置、デジタル複写機等において、更なる高解像度化を求めて、６５０ｎｍの赤色半導体レーザや、更に４００ｎｍの紫外半導体レーザ等を用いたシステムが実用化され始めてきている。
【０００９】
これらの半導体レーザは、従来の１．３μｍ、１．５μｍ、又は７８０ｎｍ帯の半導体レーザに比べて、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでに益々時間を要する特性を有しており、有バイアス方式の半導体レーザにおいても所望のパルス幅より小さいパルス幅しか得ることができず、これらの特性を踏まえた半導体レーザの駆動方式が必要とされている。
【００１０】
また、例えば、数ｎｓ以下のごく短い時間の光出力により低濃度を表現しようとする場合、光出力がビームスポットのピーク強度まで到達しないため、より低濃度となり、正しく濃度が表現できないという問題があった。
【００１１】
このような濃度の問題の解決策としては、例えば、特開平５−３２８０７１号公報に記載されているように、光の立上り時に微分パルスを重畳して低濃度領域の濃度を補正する手法がある。しかし、この手法では、微分パルスのピークを制御できないため、半導体レーザを破壊する危険性が高く、また、その微分パルスを重畳する時間も微分波形に依存するため、初期のごく低濃度の領域は補正できても、その後の階調表現がリニアに増加するとは限らないという問題点がある。
【００１２】
また、上述のような微分パルスを重畳する手法等における問題点を解決すべく、特許第３４６６５９９号公報のように、バイアス電流、発振閾値電流、発光電流、及び駆動補助電流の４つの電流による補正を行う手法が提案されている。この手法では、光波形としてはほぼ方形波の理想的な形を得ることが可能であるが、バイアス電流や発振閾値電流の設定値によって、入力信号パルスよりもパルスが細ってしまう場合が発生するパルス細り現象が生じるという問題がある。
【００１３】
また、レーザ装置が複数の光源を有する場合は、駆動回路と各光源との間の配線長、各光源内での配線長の差異等の要因により、光源間で配線の寄生容量が異なり、その寄生容量の差によって複数の光源間でパルス細りにばらつきを生じることが考えられる。
【００１４】
また、画像形成装置等には、レーザダイオード、半導体レーザアレー、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）等の半導体レーザが現在よく利用されているが、半導体レーザは、構造や波長特性、出力特性等により、さまざまな光の応答特性を有している。
【００１５】
半導体レーザは、駆動回路と共に基板上に実装した場合、半導体レーザ（あるいは半導体レーザに含まれる複数の光源の各々）と駆動回路間の配線や自身のパッケージ内配線での寄生容量、インダクタンス、抵抗成分等の光波形応答に関係する要因を複数持っている。特に、パッケージの大きい半導体レーザでは、寄生容量の増大や、波長帯によっては抵抗成分が増大すること等、様々な応答特性の変動要因を有している。
【００１６】
例えば、赤外の７８０ｎｍ帯半導体レーザに比較して、赤色の６５０ｎｍ帯半導体レーザは、一般的に微分抵抗が大きいため、駆動回路や基板等の構成により光波形として常に高速応答が得られるわけではなく、波形の鈍りが発生する場合がある。
【００１７】
また、赤外の半導体レーザでもＶＣＳＥＬ等は、他の赤外半導体レーザとの構造上の違いにより、微分抵抗が数百Ω程度と端面型半導体レーザに比較して非常に大きい微分抵抗を持っている。このため、ＶＣＳＥＬ自身の端子容量やＶＣＳＥＬを搭載している基板の寄生容量やドライバの端子容量等とＶＣＳＥＬの微分抵抗によってＣＲの時定数が発生し、ＶＣＳＥＬ自身は高速に変調できる素子特性やカットオフ周波数を持っていても、基板に搭載すると、思うような高速の応答波形が得られない場合があるという問題点がある。
【００１８】
このような変動要因をもつ半導体レーザにおいて、複数の光源を有する場合は、光源間の応答特性のばらつきが大きくなり、発振遅延や光量変動の遷移時間の差等により、画像形成の際の濃度のばらつきや色ずれ等を引き起こす場合がある。
【００１９】
また、半導体レーザは、供給される電流が零から閾値電流までのＬＥＤ（Light Emitting Diode）領域と、閾値電流以上のＬＤ（Laser Diode）領域では、電流変化量に対する発光レベルの変動量が大きく異なる。
【００２０】
このため、画像形成装置等に用いる場合のように、閾値電流以下のバイアス電流を印加した状態から発光レベルまで電流を増大させて半導体レーザを駆動する場合に、ＬＥＤ領域での発光レベルが低いために、駆動信号に対して発振遅延が生じる場合がある。
【００２１】
また、複数の光源を有する場合は、半導体レーザ装置全体として考えた場合に、基板、駆動回路、及び光源の寄生容量のばらつきにより、光源毎に応答特性が異なり、パルス細りのばらつきとなって表れる。また、光量のばらつきは、寄生容量の影響によってパルス細りの光源間ばらつき等が大きくなることに追従して大きくなってしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、光源の発光状態に応じて駆動電流を補正することにより、パルス細りや波形鈍りを改善するとともに、光源間での光量ばらつきを低減し、特に低濃度における階調再現性に優れた高速・高精度の半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の実施の形態の一観点の半導体レーザ駆動装置は、複数の光源を有する半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置であって、前記光源の発光を検出する光検出部と、入力信号に応じて前記光源を発光させるための駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記駆動電流生成部が生成する前記駆動電流のオン期間の初期期間に、前記駆動電流を補助する駆動補助電流を生成する駆動補助電流生成部と、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、１又は複数の前記光源毎に、前記駆動補助電流による前記駆動電流の補助度合を設定する駆動補助電流設定部とを含む。
【００２４】
また、前記駆動補助電流設定部によって設定された前記補助度合を格納する格納部をさらに含み、前記駆動補助電流生成部は、前記格納部に格納された前記補助度合に基づいて前記駆動電流を補助する前記駆動補助電流を生成してもよい。
【００２５】
また、前記駆動補助電流設定部は、前記光源の１又は複数の点灯パターン毎に前記目標発光度合を変更して前記補助度合を設定してもよい。
【００２６】
また、前記光源の発光パターンは複数あり、前記駆動補助電流設定部は、前記複数の発光パターンによる前記光源の発光度合に応じて、前記補助度合を設定してもよい。
【００２７】
また、前記駆動補助電流設定部は、前記光源の発光によって得る画像の品質に応じて、前記発光パターンを設定してもよい。
【００２８】
また、前記駆動補助電流設定部は、前記複数の光源間における発光度合のばらつきが小さくなるように、前記光源の発光パターンを設定してもよい。
【００２９】
また、前記駆動補助電流設定部は、画素を生成する際に用いるクロックの周波数に応じて前記補助度合を設定してもよい。
【００３０】
また、前記補助度合は、前記駆動補助電流の電流値であり、前記駆動補助電流設定部は、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、前記駆動補助電流の電流値を設定し、前記駆動補助電流生成部は、前記駆動補助電流設定部によって設定された電流値の前記駆動補助電流を生成してもよい。
【００３１】
また、前記補助度合は、前記駆動補助電流を前記駆動電流に加算する加算時間であり、前記駆動補助電流設定部は、前記光検出部で検出される発光の度合と、前記光源の目標発光度合との差に基づいて、前記駆動補助電流を前記駆動電流に加算する加算時間を設定し、前記駆動補助電流生成部は、前記駆動補助電流設定部によって設定された加算時間だけ前記駆動補助電流を生成してもよい。
【００３２】
また、前記光源の特性に応じて前記加算時間を制御してもよい。
【００３３】
また、前記半導体レーザは、ＬＤアレイ又はＶＣＳＥＬであってもよい。
【００３４】
本発明の実施の形態の一観点の画像形成装置は、前記半導体レーザと、前記いずれかに記載の半導体レーザ駆動装置とを含む。
【発明の効果】
【００３５】
光源の発光状態に応じて駆動電流を補正することにより、パルス細りや波形鈍りを改善するとともに、光源間での光量ばらつきを低減し、特に低濃度における階調再現性に優れた高速・高精度の半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態の半導体レーザの基本概念図を示す図である。
【図２】ＬＤに微小電流を流した場合の光出力とＬＤ降下電圧の実測定結果を示す図である。
【図３】図２に示す特性に含まれる値を示す表である。
【図４】実施の形態の閾値電流を制御可能とした半導体レーザ駆動装置の基本構成を示す図である。
【図５】実施の形態の半導体レーザ駆動装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００で用いるＤＡＣコードのデータ構造の一例を示す図である。
【図７】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における、変調信号、閾値ＯＮ信号、及び初期ＯＮ変調信号のタイミング例を示すタイミングチャートである。
【図８】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における、変調信号、閾値ＯＮ信号、及び初期ＯＮ変調信号のタイミング例を示すタイミングチャートである。
【図９】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００におけるオーバーシュート電流の設定（ＤＡＣコードの設定）方法を表すフローチャートである。
【図１０】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、積分光量を検出する際の光源の点灯パターンの一例を示すタイムチャートである。
【図１１】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における点灯パターンと積分光量の関係を示す図である。
【図１２】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、点灯時間と消灯時間が同じ時間幅となる点灯パターンを示すタイミングチャートである。
【図１３】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、光量レベルによりＬＤの立上り特性の変化量、変化方向が異なる場合の光波形の調整手法の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における入力パルスに対する光出力を示す図である。
【図１５】実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における点灯パターン、目標積分値、及びＤＡＣコードの関係の一例を示す。
【図１６】（Ａ）は１ｂｙ１パターン用に最適化された光出力を表し、（Ｂ）は（Ａ）に示す光出力を得る１ｂｙ１パターン用のオーバーシュート電流の設定で２ｂｙ２パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、（Ｃ）は（Ａ）に示す光出力を得る１ｂｙ１パターン用のオーバー電流の設定で４ｂｙ４パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【図１７】（Ｂ）は２ｂｙ２パターン用に最適化された光出力を表し、（Ａ）は図１７（Ｂ）に示す光出力を得る２ｂｙ２パターン用のオーバーシュート電流の設定で１ｂｙ１パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、（Ｃ）は（Ｂ）に示す光出力を得る２ｂｙ２パターン用のオーバー電流の設定で４ｂｙ４パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【図１８】（Ｃ）は４ｂｙ４パターン用に最適化された光出力を表し、（Ａ）は（Ｃ）に示す光出力を得る４ｂｙ４パターン用のオーバーシュート電流の設定で１ｂｙ１パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、（Ｂ）は（Ｃ）に示す光出力を得る４ｂｙ４パターン用のオーバー電流の設定で２ｂｙ２パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【図１９】ＬＤ１に供給する駆動電流、閾値電流及び変調電流の合計の電流、及び光出力との関係を示す特性図である。
【図２０】ＬＤの立上り特性や発振遅延のばらつきを概念的に示す図である。
【図２１】ＬＤに流す電流と光出力の関係を示す図である。
【図２２】ＬＤに流す電流と光出力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置を適用した実施の形態について説明する。画像形成装置としては、例えば、レーザプリンタ、光デイスク装置、デジタル複写機、光通信装置等が挙げられる。
【００３８】
図１は、実施の形態の半導体レーザの基本概念図を示す図である。
【００３９】
図１に示すように、半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザとしてのレーザダイオード（以下、ＬＤ（Laser Diode）と略す）１を駆動するための閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、及び初期ＯＮ変調電流源１４の４つの電流源を含む。
【００４０】
このうち、バイアス電流源１２から出力されるバイアス電流は、１ｍＡ程度であり、大きくてもせいぜい数ｍＡ程度である。閾値電流源１１から出力される閾値電流は、半導体レーザの閾値電流を出力する。バイアス電流源１２から出力されるバイアス電流が比較的大きい場合は、閾値電流源１１から出力される電流値を（閾値電流値−バイアス電流値）に設定してもよい。
【００４１】
初期ＯＮ変調電流源１４は、変調電流源１３から出力される変調電流に比例する大きさを持ち、変調電流がＯＮとなる初期の短い時間（例えば０．５ｎｓ〜５ｎｓ）に初期ＯＮ変調電流（以下、オーバーシュート電流と称す）を出力する。
【００４２】
このように、図１に示す半導体レーザ駆動装置は、バイアス電流、閾値電流、変調電流、及び初期ＯＮ変調電流の４電流の和となる電流を出力するように構成されている。
【００４３】
次に、図２、図３を用いて、ＬＤ１のバイアス電流について説明する。
【００４４】
図２は、ＬＤ１に微小電流を流した場合の光出力Ｐ［μＷ］とＬＤ降下電圧ＶＬＤＤＯＷＮ［Ｖ］の実測定結果を一例として示す図であり、図３は、図２に示す特性に含まれる値を示す表である。
【００４５】
図２、図３に示すように、ＬＤ降下電圧ＶＬＤＤＯＷＮは、ＬＤ１に流れるＬＤ電流ＩＬＤが２５０μＡの時に既に１．４Ｖ程度発生しており、ＬＤ電流ＩＬＤが増えるにつれ、少しずつ増大する。
【００４６】
ＬＤ１は、直流抵抗成分を含むため、ＬＤ電流ＩＬＤが増えると、ＬＤ降下電圧ＶＬＤＤＯＷＮは少しずつ増大する。また、ＬＤ電流ＩＬＤが零（０）の時にＬＤ降下電圧ＶＬＤＤＯＷＮが零（０）であったのに対し、ＬＤ電流ＩＬＤが２５０μＡ時に既にＬＤ降下電圧ＶＬＤＤＯＷＮが１．４Ｖにまで増大し、その後少しずつ増大していることから、ＬＤ１に僅か２５０μＡのＬＤ電流ＩＬＤを流しただけで、ＬＤ１のインピーダンスが十分小さくなり、次に閾値電流を流す際の応答特性が十分向上していると考えられる。すなわち、ＬＤ１に１ｍＡ程度の微小なバイアス電流を流しておくことで、ＬＤ１の降下電圧変化も少なく、高速にＬＤ１が応答することが判る。
【００４７】
また、このときのＬＤ１の光出力は、ＬＤ電流ＩＬＤが１ｍＡのときでも、１．２６μＷである。通常、ＬＤ１の発光量が１ｍＷ以上であることを考えれば、これは０．１％程度の出力であり、光通信における消光比や、レーザプリンタ、デジタル複写機における地汚れは、発生しないと言って良いレベルであることが判る。
【００４８】
また、ＬＤアレイのように、ＬＤ１を複数含むがフォトダイオード（以下、ＰＤ（Photo Diode）と略す）を１個しか含まないような半導体レーザを駆動制御する際に、１つのＬＤの光量の制御中に、他のＬＤが約１μＷの微発光をしていることは問題とならないと言える。
【００４９】
図２、図３では、あるＬＤの特性を実測して、例として説明しているが、他のＬＤでも同様の特性を示すため、上述の方式をそのまま当て嵌めることができることは自明である。
【００５０】
ＬＤの種類により、電流を流した際の応答速度は異なり、電流零の状態からでも十分に高速に応答するＬＤの場合には、上述のような微少なバイアス電流を流さなくても、閾値電流、変調電流、及びオーバーシュート電流の３電流を流すだけで十分高速に応答し、また、ビームスポットが良好に形成される場合がある。
【００５１】
しかしながら、ＬＤが短波長化する場合（例えば、プリンタや複写機等の画像形成装置において、赤外の７８０ｎｍから６５０ｎｍの赤色や５００ｎｍの青色に短波長化する場合）に、一般に波長が短いほど応答時間が遅くなり、直流抵抗成分も大きくなるため、微少なバイアス電流を流す効果は大きくなる。
【００５２】
また、この微少なバイアス電流を流すことにより、閾値電流を流す時間を短くすることができるため、特にプリンタや複写機等の画像形成装置においては、地肌汚れになる時間的な領域を更に少なくすることができ、より高品位な画像を形成することが可能となる。
【００５３】
図４は、実施の形態の閾値電流を制御可能とした半導体レーザ駆動装置の基本構成を示す図である。
【００５４】
一般に、ＬＤは、閾値電流が温度により大きく変化するため、閾値電流を常時制御するか、あるいはサンプルホールド回路を用いて閾値電流を制御する必要がある。これに対して、バイアス電流は、固定の微小電流でよく、また変調電流は、初期設定時にＬＤ固有の特性を測定し設定をすれば、温度による変化が少ないため、固定電流とすることができる。
【００５５】
このため、図４に示す半導体レーザ駆動装置は、ＬＤ１の発光を受光するためのフォトダイオード（以下、ＰＤと略す）２、閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、初期ＯＮ変調電流源１４、コンパレータ１５、及び抵抗器１６を含む。抵抗器１６は、ＰＤ２に通流する電流値を電圧値に変換するために設けられている。
【００５６】
図４に示す半導体レーザ駆動装置は、抵抗器１６の両端間電圧をコンパレータ１５で基準値（発光制御電圧）と比較し、閾値電流源１１の出力（閾値電流）を制御するように構成されている。
【００５７】
なお、図４には光源としてのＬＤ１を１つだけ示すが、光源としてのＬＤ１は一例であり、光源はＬＤに限られるものではない。光源は、面発光レーザのような光源であってもよい。また、例えば、ＶＣＳＥＬやＬＤアレイのように複数の光源を有する半導体レーザの場合は、図４に示す光源としてのＬＤ１を複数含み、閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、及び初期ＯＮ変調電流源１４は、ＬＤ１毎に１つずつ設けられる構成になる。
【００５８】
次に、図５を用いて本実施の形態の半導体レーザ駆動装置について説明する。
【００５９】
図５は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置の構成を示す図である。
【００６０】
本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００は、変調信号、閾値ＯＮ信号、及び初期ＯＮ変調信号がスイッチを介してＬＤの駆動電流とする構成を示している。
【００６１】
本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００は、ＰＤ２、閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、初期ＯＮ変調電流源１４、コンパレータ１５、抵抗器１６、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）２０、スイッチ２１〜２３、マイコン３０、メモリ３１、ＤＡＣ３２、ＬＰＦ３３、及びＡＤＣ３４を含む。なお、抵抗器１６、マイコン３０、及びメモリ３１を除いた閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、初期ＯＮ変調電流源１４、コンパレータ１５、ＩＣ２０、スイッチ２１〜２３、ＤＡＣ３２、ＬＰＦ３３、及びＡＤＣ３４については、例えば、ＡＳＩＣで構成することができる。
【００６２】
また、ここでは、半導体レーザ駆動装置１００に、半導体レーザを加えたものを半導体レーザ装置と称す。
【００６３】
図５には、半導体レーザとしてＬＤ１（光源）を１つのみ示すが、本実施の形態における半導体レーザは、実際には、ＶＣＳＥＬやＬＤアレイのように複数の光源を有するため、半導体レーザ装置としては、図５のＬＤ１を複数含み、ＰＤ２、閾値電流源１１、バイアス電流源１２、変調電流源１３、初期ＯＮ変調電流源１４、コンパレータ１５、抵抗器１６、スイッチ２１〜２３、ＤＡＣ３２、ＬＰＦ３３、及びＡＤＣ３４は、各ＬＤ１に対して１つずつ設けられる構成になる。
【００６４】
また、ＩＣ２０、マイコン３０、及びメモリ３１は、複数のＬＤ１で共通となる。なお、ＰＤ２は、複数のＬＤ１で共通であっても、各ＬＤ１に対して１つずつ設けられていても、どちらでもよく、半導体レーザ又は半導体レーザ装置の構成に合わせて、半導体レーザ駆動装置を構成することができる。
【００６５】
閾値電流源１１は、閾値電流を流す電流源であり、バイアス電流源１２は、バイアスレベルの電流を流す電流源である。
【００６６】
また、変調電流源１３は、入力信号としての変調信号に応じてＬＤ１を発光させるための駆動電流としての変調電流を生成する駆動電流生成部である。
【００６７】
初期ＯＮ変調電流源１４は、変調電流源１３が生成する変調電流（駆動電流）のオン期間の初期期間に、変調電流（駆動電流）を補助する駆動補助電流としてのオーバーシュート電流を生成する駆動補助電流生成部である。
【００６８】
ここで、発光指令信号とは、画像データとクロック信号とに基づき、ＬＤ１を発光させるための信号として、図３に示すＩＣ２０よりも前段にある別の主制御ＩＣ（図示せず）によって生成される信号である。
【００６９】
コンパレータ１５は、抵抗器１６の電圧値を基準値（発光制御電圧）と比較し、閾値電流源１１の閾値電流を制御する。
【００７０】
スイッチ２１〜２３は、それぞれ、ＬＤ１と閾値電流源１１、変調電流源１３、及び初期ＯＮ変調電流源１４との間に配設されており、例えば、トランジスタで構成される。スイッチ２１〜２３は、ＩＣ２０によってオン、オフの制御が行われる。
【００７１】
マイコン３０は、光検出部としてのＰＤ２で検出される発光の度合と、光源としてのＬＤ１の目標発光度合との差に基づいて、オーバーシュート電流（駆動補助電流）による変調電流（駆動電流）の電流値（補助度合）を設定する駆動補助電流設定部である。マイコン３０は、オーバーシュート電流の設定を１又は複数のＬＤ１毎に、行えるように構成されている。
【００７２】
マイコン３０には、メモリ３１、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）３２、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３３、及びＡＤＣ（Analog Digital Converter）３４が接続されている。
【００７３】
メモリ３１は、オーバーシュート電流の制御に用いるデータを格納するためのメモリである。
【００７４】
ＤＡＣ３２は、初期ＯＮ変調電流源１４に接続されており、マイコン３０がオーバーシュート電流を制御する際に、メモリ３１に格納されたデータをアナログ変換する。
【００７５】
ＬＰＦ３３は、抵抗器１６の両端間電圧を積分してＡＤＣ３４に出力する。ＬＰＦ３３が積分する電圧値は、ＰＤ２の光量の積分値（積分光量の値）に相当する。
【００７６】
ＡＤＣ３４は、ＬＰＦ３３で積分されたＰＤ２の光量の積分値（積分光量の値）をデジタル変換してマイコン３０に出力する。なお、以下では、ＡＤＣ３４によってデジタル変換された積分光量についても、積分光量（又は積分光量値）と称す。
【００７７】
このような実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００は、ＩＣ２０でスイッチ２１〜２３のオン／オフを制御することにより、閾値電流、変調電流、及び初期ＯＮ変調電流の制御を行う際に、マイコン３０でＰＤ２の積分光量値を目標光量設定信号で与えられる目標値と比較し、ＡＤＣ３４から入力される積分光量値が目標光量設定信号で与えられる目標値に等しくなるように（あるいは、積分光量値と目標光量設定信号で与えられる目標値との差がある所定の範囲内に入るように）、ＤＡＣ３２を介して初期ＯＮ変調電流源１４の出力電流値の制御を行う。
【００７８】
メモリ３１には、初期ＯＮ変調電流源１４が出力するオーバーシュート電流の量を調整するためのＤＡＣコードが格納されている。本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、オーバーシュート電流（駆動補助電流）の量を調整することにより、変調電流（駆動電流）の補正をおこなうことができる。
【００７９】
ＤＡＣコードは、オーバーシュート電流の電流値を表すデータであり、ＡＤＣ３４から入力される積分光量値（デジタル変換値）と、目標光量設定信号の電圧値との差に基づいて決定される。ＤＡＣコードは、例えば、４ビットで表されるデータであり、複数のＬＤ１に対しては、ＬＤ１毎にＤＡＣコードが設定される。以下では、ＤＡＣコードの値をＤＡＣコードの設定値と称する。
【００８０】
図６は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００で用いるＤＡＣコードのデータ構造の一例を示す図である。
【００８１】
ＬＤ１は複数あるため、各ＬＤ１に識別子（光源ＩＤ（Identification））を付与し、光源ＩＤとＤＡＣコードとを関連付けてメモリ３１に格納すればよい。なお、図６には、ＤＡＣコードの値を符号Ｘに番号を付した記号で示す。
【００８２】
マイコン３０は、ＤＡＣコードを読み出し、ＤＡＣ３２を介して初期ＯＮ変調電流源１４の出力電流値（オーバーシュート電流の値）の制御を行う。ＤＡＣコードは、ＤＡＣ３２でオーバーシュート電流値を表すアナログ値に変換され、初期ＯＮ変調電流源１４に入力される。この結果、初期ＯＮ変調電流源１４は、ＤＡＣコードに応じたオーバーシュート電流を出力する。
【００８３】
次に、光源であるＬＤ１を複数の電流源で特定の点灯パターン（ここでは、一例として、１画素ＯＮ、１画素ＯＦＦの点灯パターン）で駆動する場合について説明する。なお、オーバーシュート電流は、上述のＤＡＣコードにより設定される。
【００８４】
図７、図８は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における、変調信号、閾値ＯＮ信号、及び初期ＯＮ変調信号のタイミング例を示すタイミングチャートである。
【００８５】
ここでは、ＬＤを発光させるために、発光指令信号に基づいて生成する遅延パルス１と遅延パルス２を用いる。発光指令信号、遅延パルス１、及び遅延パルス２は、ＬＤ１の駆動制御に用いられる駆動信号である。遅延パルス１と遅延パルス２は、主制御ＩＣ（図示せず）からＩＣ２０に入力される発光指令信号に基づいて、ＩＣ２０内で生成される。
【００８６】
図７において、変調信号は、変調電流源１３から出力される変調電流の信号波形を示し、閾値ＯＮ信号は、閾値電流源１１から出力される閾値電流の信号波形を示す。初期ＯＮ変調信号は、初期ＯＮ変調電流源１４から出力されるオーバーシュート電流（初期ＯＮ変調電流）の信号波形を示す。なお、ここでは、変調信号として遅延パルス１を用いるため、変調信号と遅延パルス１の信号波形は同一である。
【００８７】
また、ＬＤ駆動電流は、変調電流、閾値電流、オーバーシュート電流、及びバイアス電流の４電流の和として与えられる電流であり、光波形は、ＬＤ駆動電流によって駆動されるＬＤ１が発光する際の光の強度を示す。
【００８８】
また、ＬＤ駆動電流に含まれる変調電流、閾値電流、オーバーシュート電流、及びバイアス電流の各成分を説明するために、変調電流の成分をａ、閾値電流の成分をｂ、オーバーシュート電流の成分をｃ、バイアス電流の成分をｄで示す。なお、図７には、説明の便宜上、ＬＤ駆動電流に含まれる変調電流、閾値電流、オーバーシュート電流、及びバイアス電流の各成分を拡大して示す。
【００８９】
閾値ＯＮ信号は、ＩＣ２０内において、発光指令信号と遅延パルス１のＯＲ（論理和）として与えられる。また、初期ＯＮ変調信号は、ＩＣ２０内において、遅延パルス１と、遅延パルス２の反転とのＡＮＤとして与えられる。
【００９０】
これらの遅延パルス１、２を生成するための遅延は、例えば、インバータ列やバッファ列により行わせても良いし、抵抗とコンデンサ等からなるローパスフィルタで遅延させ、その後波形整形した信号を用いても良い。どちらの場合も、遅延量を変更することは段数やフィルタ定数の変更により容易に実現することができる。
【００９１】
図７に示すように、ＬＤ駆動電流は、バイアス電流、閾値電流、変調電流、及び初期ＯＮ変調電流の４電流の和となる。また、閾値ＯＮ信号は、変調信号の１〜１０ｎｓ前にＯＮとなり、変調信号と同時にＯＦＦする構成となっている。
【００９２】
この閾値ＯＮ信号と変調信号のＯＮ時間の差は、本来短い程良いが、実際のレーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置を想定した場合に、１ドット分程度以下であれば、閾値発光をしても、その部分は僅かで、例え地汚れが生じたとしても、ごく僅かであり問題にならない。
【００９３】
赤色ＬＤや紫外ＬＤを用いる場合には、赤外のＬＤに比較し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に益々時間を要する特性を有していることから、ＬＤの種類によっては、ＯＮ時間の差を１０ｎｓ程度に設定する必要がある場合（すなわち、変調電流よりも１０ｎｓ程度前に閾値電流を流す必要がある場合）がある。また、半導体レーザ駆動装置をＡＳＩＣ化する場合には、遅延時間を外部より制御可能な構成であれば、遅延時間を自在に設定できるため、多種多様なＬＤに対応したＡＳＩＣ型の半導体レーザ駆動装置を実現することができる。
【００９４】
初期ＯＮ変調信号は、上述のように、変調信号がＯＮとなる時間のうちの初期のごく短い時間（例えば０．５ｎｓ〜５ｎｓ）だけＯＮにされるが、初期ＯＮ変調信号をＯＮにする時間は、ＬＤの特性や、レーザプリンタ等の場合には感光体の感度特性等を考慮し、階調再現性がもっとも良好となる時間に設定すれば良い。
【００９５】
また、初期ＯＮ変調信号の信号レベルは、ＬＤの特性や感光体の感度特性等を考慮し、設定を行えば良いが、変調電流の信号レベルのＡ倍であるとすると、通常はＡ＝０．１〜１程度に設定する。これは、Ａ（＝０．１〜１）倍以上に大きくすると、ＬＤの定格を超える光量となる可能性が高くなり、ＬＤの損傷を招く可能性が高くなるためである。このように、初期ＯＮ変調信号の信号レベルは、ＬＤの寿命及び信頼性の点で問題とないレベルに設定する必要がある。
【００９６】
図８に図７の変形例を示す。図８に示す信号波形は、閾値ＯＮ信号の立下りのタイミングが図７に示すタイミングよりも少し遅らされており、変調信号が立ち下がった後に、立ち下がるように設定されている。
【００９７】
図８に示すように、閾値ＯＮ信号は、変調信号がＯＦＦになったのを確認した後、ＯＦＦにされている。例えば、変調信号と閾値ＯＮ信号とを完全に同一のタイミングでＯＦＦにすることが回路の設計上難しい場合も想定される。変調信号のＯＦＦを確認した後に閾値ＯＮ信号をＯＦＦにしたとしても、その差はせいぜい数ｎｓである。レーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置を想定した場合に、僅か数ｎｓであれば、例え地汚れが出たとしても画像に問題は生じないと考えられる。
【００９８】
図８に示すように、変調信号が立ち下がった後に、閾値ＯＮ信号が立ち下がる動作を実現する回路構成にすれば、変調信号より先に閾値ＯＮ信号がＯＦＦになることがなく、パルスを正確に出力できる半導体レーザ駆動装置を実現できる。
【００９９】
なお、図３において、説明を簡略化するため、光源を単体レーザとしているが、実際の光源はＬＤアレイであってもＶＣＳＥＬであっても同様である。
【０１００】
次に、図９を用いて、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００におけるオーバーシュート電流の設定（ＤＡＣコードの設定）方法について説明する。
【０１０１】
図９は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００におけるオーバーシュート電流の設定（ＤＡＣコードの設定）方法を表すフローチャートである。このフローは、マイコン３０（図５参照）によって実行される。
【０１０２】
ＬＤ１から発光された光は、モニター用の受光素子であるＰＤ２に入射され、ＰＤ２では光量に応じた電流（以下、ＰＤ電流と称す）が流れる。このＰＤ電流は、抵抗器１６で電圧値（以下、ＰＤ電圧と称す）に変換され、ＰＤ電圧はＬＰＦ３３で積分されて、ＤＣレベルの信号として検出され、ＡＤＣ３４でデジタル変換される。ＬＰＦ３３でのＰＤ電圧の積分は、ＰＤ２の光量の積分値（積分光量の値）を取得することを意味する。
【０１０３】
実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００は、ＬＰＦ３３で積分して得られる積分光量を目標光量設定信号で与えられる目標値と等しくする（あるいは、積分光量と目標光量設定信号で与えられる目標値との差がある所定の範囲内に入る値にする）ためのＤＡＣコードを取得し、メモリ３１に格納して、ＬＤ１の駆動を行う。
【０１０４】
マイコン３０は、まず、光源の設定を行う（ステップＳ１）。例えば、半導体レーザがＬＤアレイやＶＣＳＥＬである場合は、このステップＳ１で半導体レーザがＬＤアレイやＶＣＳＥＬに含まれるいずれかの光源が選択される。ステップＳ１から後述するステップＳ５までの処理が繰り返し実行されることにより、すべての光源についての処理が実行されることになる。
【０１０５】
次いで、マイコン３０は、ＤＡＣコードを増大させる（ステップＳ２）。このステップＳ２は、後述するステップＳ３と繰り返し実行されることにより、徐々にＤＡＣコードを増大させるためのステップである。なお、第１回目のステップＳ２の処理では、ＤＡＣコードを所定の値（初期値）に設定すればよい。
【０１０６】
次いで、マイコン３０は、目標光量設定信号のレベル（電圧）とＡＤＣ３４から入力される検出信号のレベル（電圧）を比較し、目標光量設定信号のレベルより検出信号が小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。
【０１０７】
マイコン３０は、ステップＳ３において、目標光量設定信号のレベルより検出信号が小さいと判定した場合には、フローをステップＳ２にリターンさせる。この結果、ステップＳ２において、ＤＡＣコードが増大され、オーバーシュート電流量を増大し、再びステップＳ３において目標光量設定信号との比較が行われる。
【０１０８】
マイコン３０は、ステップＳ３において、目標光量設定信号のレベルより検出信号が小さくないと判定した場合は、そのときのＤＡＣコードを光源ＩＤとともにメモリ３１に格納する（ステップＳ４）。
【０１０９】
マイコン３０は、ステップＳ４の処理が終了すると、最後の光源か否かを判定する（ステップＳ５）。
【０１１０】
マイコン３０は、複数の光源に対して、ステップＳ５で最後の光源ではないと判定した場合は、フローをステップＳ１にリターンする。この結果、ＤＡＣコードの調整対象となる光源が次の光源に切り替えられ、ステップＳ２以下の処理が繰り返し実行される。
【０１１１】
マイコン３０は、複数の光源に対して、ステップＳ５で最後の光源であると判定すると、ＤＡＣコードの調整処理を終了する。以上により、すべての光源についてＤＡＣコードを設定することができる。
【０１１２】
なお、ステップＳ３の処理は、目標光量設定信号のレベルより検出信号が小さいか否かを判定する処理ではなく、目標光量設定信号のレベルと検出信号のレベルとの差が所定度合よりも小さいか否かを判定するようにしてもよい。この場合は、目標光量設定信号のレベルと検出信号のレベルとの差が所定の度合まで小さくなったときに、ステップＳ３の判定処理が成立することになる。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００によれば、ＤＡＣコードの設定値を増大させて行くことで、波形の遅延や鈍りによって不足する光量分を補うことが可能となる。
【０１１４】
ステップＳ１〜Ｓ５の処理を複数の光源の各々について繰り返し実行し、マイコン３０が目標とする目標光量設定信号と検出信号とが同等のレベルになったと判定したときのＤＡＣコードの設定値をメモリに保存していくことで、光源毎の光波形の発信遅延や波形鈍りを低減した光波形が可能となる。
【０１１５】
なお、上述のようにして決定したＤＡＣコードは、半導体レーザ駆動装置１００が立ち上がる、若しくはリセット解除される度に、最適なオーバーシュート電流を設定すべく、ＰＤ電圧を積分した値が所望の値になるように調整が行われる。
【０１１６】
このように、マイコン３０を用いてオーバーシュート電流値を調整することにより、光源の特性に応じた積分光量及び光波形に調整することが可能となる。
【０１１７】
なお、以上では、ＤＡＣコードがオーバーシュート電流の電流値を表すデータである形態について説明したが、ＤＡＣコードは、オーバーシュート電流を供給する（変調電流に加算する）時間（加算時間）であってもよい。この場合は、オーバーシュート電流の電流値を一定として、加算時間を調節することにより、変調電流にオーバーシュート電流を補助的に加算する度合（補助度合）を設定してもよいし、あるいは、オーバーシュート電流の電流値と加算時間との両方を調節することによって変調電流にオーバーシュート電流を補助的に加算する度合（補助度合）を設定してもよい。
【０１１８】
次に、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における目標積分値の設定の仕方について説明する。ここで、目標積分値とは、ＬＰＦ３３で積分される光量の目標値（目標光量）である。
【０１１９】
図１０は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、積分光量を検出する際の光源の点灯パターンの一例を示すタイムチャートである。
【０１２０】
積分光量を検出する際の光源の点灯パターンとして、例えば１画素の単位となる画素クロックの周期時間単位で点灯、消灯を繰り返すパターンを考える。
【０１２１】
例えば１ｂｙ１パターンでは１画素点灯、１画素消灯のパターンを繰り返し、２ｂｙ２パターンでは２画素点灯、２画素消灯のパターンを繰り返すことになる。
【０１２２】
画素クロックが５０ＭＨｚの場合には、画素クロック周期は２０ｎｓとなり、１ｂｙ１パターンでは２０ｎｓ点灯、２０ｎｓ消灯のパターンを繰り返し、２ｂｙ２パターンでは４０ｎｓ点灯、４０ｎｓ消灯のパターンを繰り返し、３ｂｙ３パターンでは６０ｎｓ点灯、６０ｎｓ消灯のパターンを繰り返すこととなる。
【０１２３】
なお、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における画素の点灯、消灯幅は、３以上の任意の数でもかまわない。
【０１２４】
図１１は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における点灯パターンと積分光量の関係を示す図である。
【０１２５】
ここで、点灯光量レベルＰで画素単位毎に点灯、消灯（１ｂｙ１パターン）を繰り返す理想的なＬＤを考える。このとき、ＬＤ１の応答が入力信号通りに点灯、消灯する場合には、１画素点灯、消灯を繰り返す光波形の光量信号を積分した場合、その積分光量は、点灯光量レベルの半分であるＰ／２となる。
【０１２６】
これは、２画素点灯、消灯（２ｂｙ２パターン）の場合や、３画素点灯、消灯（３ｂｙ３パターン）の場合、あるいは、それ以上の画素数で点灯、消灯を繰り返した場合においても同様である。
【０１２７】
点灯光量レベルＰ／２で連続点灯したときの積分光量の値を１００としたとき、点灯光量レベルＰで、点灯、消灯時間の比が同一のパターンで点灯、消灯を繰り返す場合に、理想的なＬＤでは、点灯時間幅によらず積分光量は１００となる。
【０１２８】
しかしながら、実際のＬＤでは、発振遅延や波形鈍りの影響により、積分光量は１００より小さい値となり、このように積分光量の値が小さくなることが濃度低下や濃度ばらつき等の要因となる。
【０１２９】
このため、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、マイコン３０が、複数の点灯パターンによるＬＤ１の発光度合に応じて、ＤＡＣコードを設定するようにしてもよい。
【０１３０】
図１２は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、点灯時間と消灯時間が同じ時間幅となる点灯パターンを示すタイミングチャートである。図１２には、点灯時間の異なる２つのパターン図１２（Ａ）、（Ｂ）を示す。
【０１３１】
図１２（Ａ）に示すように、点灯時間幅Ｔ１、消灯時間Ｔ１で点灯、消灯を行う場合において、初期ＯＮ変調電流源１４の電流出力値を零にするとき（すなわち、ＤＡＣコードの設定値を零にしてオーバーシュート電流を零にするとき）の積分光量が５０になるとする。
【０１３２】
また、初期ＯＮ変調電流源１４のＤＡＣコードの設定値を２０にしたとき、光波形の立上りが目標積分値レベルに対して大きなピークを持つオーバーシュート形状となることがなく、図１２（Ａ）のオーバーシュート調整後光波形に示すような最適な光波形となり、積分光量が８０になるとする。
【０１３３】
ここで、初期ＯＮ変調電流源１４から出力されるオーバーシュート電流によって補正された後の目標積分値が８０に設定されているとする。
【０１３４】
上述のステップＳ２、Ｓ３の処理を繰り返し実行してＤＡＣコードを増大させることにより、初期ＯＮ変調電流源１４から出力されるオーバーシュート電流の値を少しずつ増大していき、上述のステップＳ３のように、そのとき検出されるＡＤＣ３４からの出力信号と目標積分値との差分をマイコン３０が判定し、差が零又はある範囲に入ったときにＤＡＣコードの値を増大させるシーケンスを終了する。そして、上述のステップＳ４のように、シーケンス終了時のＤＡＣコードの値をメモリ３１に保存することで、最終的に、積分光量は８０に調整される。
【０１３５】
オーバーシュート電流を印加した場合においても、理想的な点灯時間と比べると発振遅延や立ち上がりの鈍りの影響があるため、本来入力パルス幅分の光量が点灯したときに得られる理想的な積分光量１００を実際に得ることは困難であるが、ここでは目標積分値が８０であるため、上述のようにＤＡＣコードを設定することにより、積分光量８０を得ることができる。
【０１３６】
次に、図１２（Ａ）と同一のＤＡＣコードの値を用いて、図１２（Ｂ）に示すように、点灯時間Ｔ２、消灯時間Ｔ２で点灯する場合を考える。ここで、点灯時間Ｔ２は、点灯時間幅Ｔ１の２倍の時間であるとする。
【０１３７】
このとき、点灯時間Ｔ２は点灯時間Ｔ１より長いため、例えば、図１２（Ｂ）では点灯時間Ｔ２のときの積分光量は、点灯時間Ｔ１のときの積分光量と比べて、高い値となる。
【０１３８】
これは、点灯時間Ｔ２の立上りでの発振遅延は、図１２（Ａ）に示す点灯時間Ｔ１のときと同様であるが、点灯時間Ｔ２の場合は、点灯時間Ｔ１よりはＴ１だけ点灯時間が長く、後半の点灯時間Ｔ１の間は連続的に点灯しているため、後半の点灯時間Ｔ１で理想的な積分光量が得られるためである。
【０１３９】
このため、図１２（Ａ）に示す点灯時間Ｔ１と比べて、図１２（Ｂ）に示す点灯時間Ｔ２のときには、初期ＯＮ変調電流源１４におけるＤＡＣコードの設定値を同一値とした場合にも、理想的な光波形の状態で得られる積分光量は９２となり、図１２（Ａ）に示す点灯時間Ｔ１の場合の積分光量８０に比べて大きい値となる。
【０１４０】
このように、オーバーシュート電流を加えないときの積分光量は８０と、上述の発振遅延の影響によりやや大きい値が得られる。また、オーバーシュ−ト電流を加えることによる補正後の目標積分値を図１２（Ａ）に示す点灯時間Ｔ１の時の目標値である８０よりも大きい値である９２として調整することで、所望の理想的な光波形をもった積分光量を得ることができる。
【０１４１】
本来は、目標積分値は理想積分量である１００であることが望ましいが、点灯時間幅が短い場合には、点灯時間に対する発振遅延による光量積分の不足の影響が大きくなるため、積分光量が１００となるようにオーバーシュート電流を設定すると、光波形の立上り時に大きなピークを持つ光波形となってしまう。このような場合に、図１２（Ｂ）を用いて説明したように、さらに点灯時間が長くなると、点灯時間が短い場合と同一のＤＡＣコードの設定値を用いると、図１２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明したように点灯時間が長い方が積分光量が増大するため、積分光量を１００超えてしまう可能性がある。
【０１４２】
このように、目標積分値が同一である場合でも、点灯時間によって積分光量は異なってくるため、各点灯時間に応じてＤＡＣ設定値を調整、設定することが必要になる。
【０１４３】
従って、必ずしも積分光量を１００とするのではなく、例えば、ラインを描く場合にエッジ部のバランスをとるために、あまりオーバーシュート電流を増やさないように設定光量を低下させるような工夫を行えばよい。また、光波形の応答自体にオーバーシュートの傾向がある場合には、初期ＯＮ変調電流源１４によるオーバーシュート電流を加える補正を行う前から積分光量が１００を超えている場合もあり得るため、このような場合には積分光量が低下するように調整を行えばよい。また、パルス細りによって画素幅が不足するような場合には、目標積分値を１００よりやや大きい値を設定するような調整を行えばよい。
【０１４４】
このため、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、マイコン３０が、点灯時間及び消灯時間の異なる複数の点灯パターンによるＬＤ１の発光度合に応じて、ＤＡＣコードを設定するようにしてもよい。
【０１４５】
図１３は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００において、光量レベルによりＬＤの立上り特性の変化量、変化方向が異なる場合の光波形の調整手法の一例を示す図である。図１３には、点灯光量Ｐ１、Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２）が異なる２つのパターン図１３（Ａ）、（Ｂ）を示す。
【０１４６】
ここでは、ＬＤ１の立上り特性の変化量、変化方向が光量レベルによって異なる場合の例について説明する。
【０１４７】
図１３（Ａ）に示すように、光量の小さい点灯光量Ｐ１の方が、立ち上がり時の発振遅延や波形鈍りが大きく、また、図１３（Ｂ）に示すように、点灯光量をＰ２まで大きくすると、立ち上がり時の波形が変化し、発振遅延量が低減する一方、波形としては鈍るよりもむしろオーバーシュートしていることとする。
【０１４８】
このような場合に、まず、点灯光量Ｐ１の場合について説明する。オーバーシュート電流を印加する前の改良前光波形における積分光量が５０であるとする。このような場合に、光波形の立上りが大きなピーク等を持たない最適なオーバーシュート電流を得るＤＡＣコードの設定値が２０であるとする。また、このとき、発振遅延と波形鈍りの影響によって積分光量８０が得られるとする。
【０１４９】
このような場合には、積分光量８０を目標積分値としてオーバーシュート電流源のＤＡＣ設定を行えば、波形歪みの小さい理想的な光波形を得ることができる。
【０１５０】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、光量がＰ１より大きいＰ２の場合には、光量増大によってＬＤへの供給電流が大きくなっており、オーバーシュート電流を印加しない場合での積分光量は８０と、光量Ｐ１の５０に比べて大きい値をとるとする。
【０１５１】
また、このとき、光量Ｐ２では、目標積分値レベルＰに対して光波形がオーバーシュート気味の応答特性を持っているため、ＤＡＣコードの設定値を３２としたときに、発振遅延や波形鈍りを低減した理想的な光波形が得られ、そのときの積分光量は８８になるとする。
【０１５２】
このように、光量Ｐ１の時の目標積分値８０よりも、光量が大きいＰ２の場合には、目標積分値８８という大きな値をとることで、理想的な光波形が得られることになる。
【０１５３】
このような場合に、点灯光量Ｐ１において目標積分値が１００となるようにオーバーシュート電流による補正をかけると、同じＤＡＣコードの設定値を点灯光量Ｐ２において使用した場合には、オーバーシュート量が不足し、理想的な光波形が得られなくなってしまう。
【０１５４】
よって、Ｐ１とＰ２の例から分かるように、画像形成時に点灯光量によって同じオーバーシュート補正量を用いると、光波形が著しく異なってしまう可能性がある。
【０１５５】
このため、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、点灯光量に応じて目標積分値を変更することにより、点灯光量によらず最適な光波形補正を実現することができる。
【０１５６】
また、点灯時間と点灯光量に応じて目標積分値を設定することにより、光源特性が点灯時間や光量により変動する特性を有する光源について、光波形補正を最適な形で行うことが可能となる。
【０１５７】
上述のようなＤＡＣコードの設定は、主に、光量を変える度に行う必要が生じる。光量を変える場合とは、例えば、電源投入時、初期化時、ページ間、ジョブ間、システムのスタンバイモードからの復帰時、プロセスコントロール調整時、素子の温度が変わったとき等が挙げられる。
【０１５８】
なお、使用する光量、使用するパルス幅のすべての組合せに対して、光源毎に調整を行なうことによって、高精度な光波形補正、すなわち最終的には画像形成が可能となる。
【０１５９】
調整の考え方としては、画像品質として何を求めるかにより、点灯パターン（発光パターン）の選択の仕方が異なる。
【０１６０】
例えば、１ｂｙ１パターンで揃えると、１ドットラインの再現性は良くなるが、２ドットラインについては１ドットラインに比べてばらつきが大きくなる。
【０１６１】
逆に、２ｂｙ２パターンで揃えると、２ドットラインの再現性は良くなるが、１ドットラインについては２ドットラインに比べてばらつきが大きくなる。
【０１６２】
よって、求める画像品質に応じてパターン（１ｂｙ１パターン又は２ｂｙ２パターン等）を選択することで、最適なドット再現性を実現できる。
【０１６３】
このように、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、マイコン３０が、画像の品質に応じて、点灯パターンを設定するようにしてもよい。
【０１６４】
図１４は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における入力パルスに対する光出力を示す図である。
【０１６５】
光波形の調整においては、光源自身の持つパルス細りの度合いと、光波形応答の鈍り具合、点灯パターンや画素クロック周波数等により目標積分光量レベルを変える必要がある。なお、ここでは、図１４のＡに示す入力パルスを発光指令信号として用いることとする。
【０１６６】
例えば、図１４のＢに示すように、理想的な光出力を出力する光源があったとして、その光源で１ｂｙ１パターンで点灯したときの目標積分値レベルを１００とする。これは、光波形でいえば入力信号に対して出力の光波形がパルス細りや光波形応答の鈍り等なく急峻に立ち上がる理想的な特性を有する場合を示している。
【０１６７】
一方、実際の光源においては、パルス細りや光波形応答の鈍り等によって理想的な光出力は得られず、一般的に、理想的な光出力に対して積分光量が低下する。
【０１６８】
例えば、図１４のＣに示すように、パルス細りのある光出力の場合、発振遅延による点灯開始時間の遅れの分だけ積分光量が低下し、理想的な光出力を１００としたときに比べて８６の積分光量しか得られない。
【０１６９】
また、図１４のＤに示すように、光波形応答に鈍りのある光出力の場合、光波形が立上った後に徐々に光量が増大するような特性の場合、その波形鈍りにより、例えば、積分光量が９２程度になる場合が考えられる。
【０１７０】
更に、実際の光波形では、発振遅延と波形鈍りの両方が生じる場合が多くあり、このような場合には、図１４のＥに示すように、積分光量が８０程度になる場合が考えられる。
【０１７１】
また、複数光源を有する場合、発振遅延や波形鈍りの状態について光源間で差異が生じて、その差異が光量ばらつきとなり、画像としての濃度変動につながる場合があり得ると考えられる。
【０１７２】
よって、電流印加による積分光量を複数光源毎に調整を行い、光源間の積分光量ばらつき量を低減することがシステム全体での画像の濃度変動等の低減につながることとなる。
【０１７３】
次に、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００に関する光源特性について説明する。
【０１７４】
例えば、光量が低い場合には、光波形が数ｎｓで立上った後に、数１０ｎｓ〜数１００ｎｓの時間帯で少しずつ光量が増加していき、光量が大きい場合にはそれとは逆で、光波形が数ｎｓで立上った後に数１０ｎｓ〜数１００ｎｓの時間帯で少しずつ光量が減少していく現象がある光源について考える。
【０１７５】
このとき、１画素相当の走査時間を例えば２０ｎｓとすると、光量が低い場合には画素数が増えるにつれて、全体での積分光量が少しずつ増加していく傾向となり、例えば１〜６画素程度の間で濃度が上がっていくという、濃度変動を引き起こしてしまう。
【０１７６】
一方、光量が大きい場合には、画素数が増えるにつれて全体での積分光量は減少していくが、こちらは例えば１〜６画素程度の間で濃度が下がっていくという、負の濃度変動を引き起こしてしまう。
【０１７７】
本来は、上述のような光量変動は生じない方が望ましいが、光源が光量により異なる光波形応答特性を有する場合には、光量毎に最適となる電流調整値を求める必要がある。
【０１７８】
図１４には、ある画素クロック周波数における１画素点灯の場合を図示しているが、例えば、この画素クロックの倍の周波数で点灯を行う場合は、上述の場合に比べて波形鈍りの影響が大きくなるため、より大きい補正電流を印加する必要があると考えられる。
【０１７９】
また、図１１に示すように、１画素単位、２画素単位、又は３画素単位（あるいはそれ以上の画素単位）で積分光量を検出する場合、波形の立上り又は波形鈍りの影響によって画素数によって最適な補正電流量は変わってくる。
【０１８０】
図１５は、実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００における点灯パターン、目標積分値、及びＤＡＣコードの関係の一例を示す。
【０１８１】
例えば、１画素単位（１ｂｙ１パターン）、２画素単位（２ｂｙ２パターン）、４画素単位画素単位（４ｂｙ４パターン）で点灯、消灯を繰り返す駆動パターンで信号検出する場合を考える。
【０１８２】
ここで、目標積分値はＰ１、Ｐ２の２パターンを用いることとする。
【０１８３】
図１５は、理想的な光波形での積分光量を１００とした場合において、それぞれの駆動パターンで実際に得られる積分光量を示しており、括弧書きで右に示す値は、ＤＡＣコードの設定値である。
【０１８４】
例えば、光量Ｐ１のとき、ＤＡＣコードの設定値は、点灯パターンによって異なり、１ｂｙ１パターンでは１６、２ｂｙ２パターンでは１４、４ｂｙ４パターンでは１２となっている。
【０１８５】
このとき、画像として何を最優先するかに応じて、オーバーシュート電流による補正するためのＤＡＣコードの設定値を決める必要がある。
【０１８６】
例えば、画像全体でのバランスを考えるのであれば、３パターンの平均値１４（１６、
１４、１２の平均値）を用いるというＤＡＣコードの設定の仕方が考えられる。また、１ドットラインの再現性を重視するモードでは、１ｂｙ１パターンのＤＡＣコードの設定値である１６を用いることが考えられる。
【０１８７】
また、光量が異なる場合には、図１５に示すように光波形の応答特性が変わり、積分光量としても変化することが考えられるので、光量、点灯パターン等の状況に応じた最適なＤＡＣコードを設定することが必要となる。
【０１８８】
このように、光波形応答特性に応じて、複数の光源毎にＤＡＣコードによるＬＤ駆動電流の補正量を変えて、各光源の応答特性の補正を行うことにより、光源間でのバランスを取ることができ（すなわち、光源間における発光度合のばらつき小さくすることができ）、高画質な画像を形成することが可能となる。
【０１８９】
このように、本実施の形態の半導体レーザ駆動装置１００では、マイコン３０が、複数の光源間における発光度合のばらつきが小さくなるように、光源の点灯パターンを設定してもよい。
【０１９０】
ここで、図１６乃至図１８を用いて、１ｂｙ１パターン（１画素点灯）、２ｂｙ２パターン（２画素点灯）、４ｂｙ４パターン（４画素点灯）による発光特性について説明する。
【０１９１】
図１６（Ａ）は１ｂｙ１パターン用に最適化された光出力を表し、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に示す光出力を得る１ｂｙ１パターン用のオーバーシュート電流の設定で２ｂｙ２パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、図１６（Ｃ）は図１６（Ａ）に示す光出力を得る１ｂｙ１パターン用のオーバー電流の設定で４ｂｙ４パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【０１９２】
なお、図１６（Ｂ）、図１６（Ｃ）には、図１６（Ａ）に示す１ｂｙ１パターンによる光出力を破線で示す。
【０１９３】
図１６（Ａ）に示す光出力は、一例として、最適化された１ｂｙ１パターンの光出力を得るために、目標積分量を８８、ＤＡＣコードの設定値を１２に設定した場合に得られる１ｂｙ１パターンの光出力である。
【０１９４】
このように１ｂｙ１パターン用に最適化した目標積分量（８８）及びＤＡＣコードの設定値（１２）を用いて２ｂｙ２パターン又は４ｂｙ４パターンの駆動を行うと、図１６（Ｂ）又は図１６（Ｃ）に示すように、消灯時間が長くなるに連れ、立上り波形が鈍る傾向が見られる。このような傾向は、図１６（Ｂ）に示す２ｂｙ２パターンよりも、図１６（Ｃ）に示す４ｂｙ４パターンで顕著である。
【０１９５】
このように、駆動パターンが１ｂｙ１パターン、２ｂｙ２パターン、又は４ｂｙ４パターンのいずれであるかにより、光出力は異なる。また、１ｂｙ１パターン用に最適化された駆動パターンを１ｂｙ１パターン以外の駆動パターンに用いても、最適な光出力は得られない。
【０１９６】
図１７（Ｂ）は２ｂｙ２パターン用に最適化された光出力を表し、図１７（Ａ）は図１７（Ｂ）に示す光出力を得る２ｂｙ２パターン用のオーバーシュート電流の設定で１ｂｙ１パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、図１７（Ｃ）は図１７（Ｂ）に示す光出力を得る２ｂｙ２パターン用のオーバー電流の設定で４ｂｙ４パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【０１９７】
なお、図１７（Ａ）、図１７（Ｃ）には、図１７（Ｂ）に示す２ｂｙ２パターンによる光出力を破線で示す。
【０１９８】
図１７（Ｂ）に示す光出力は、一例として、最適化された２ｂｙ２パターンの光出力を得るために、目標積分量を９０、ＤＡＣコードの設定値を１４に設定した場合に得られる１ｂｙ１パターンの光出力である。
【０１９９】
このように２ｂｙ２パターン用に最適化した目標積分量（９０）及びＤＡＣコードの設定値（１４）を用いて１ｂｙ１パターンの駆動を行うと、図１７（Ａ）に示すように、立上り時にオーバーシュートが生じてしまい、画像の書き始めが濃くなってしまう。これは、図１６（Ａ）に示した１ｂｙ１パターンについて最適化されたＤＡＣコードの設定値（１２）よりも大きいＤＡＣコードの設定値（１４）を用いたことが主な原因と考えられる。
【０２００】
また、２ｂｙ２パターン用に最適化した目標積分量（９０）及びＤＡＣコードの設定値（１４）を用いて４ｂｙ４パターンの駆動を行うと、図１７（Ｃ）に示すように、立上り波形が鈍る傾向が見られる。
【０２０１】
駆動パターンが１ｂｙ１パターン、２ｂｙ２パターン、又は４ｂｙ４パターンのいずれであるかにより、光出力は異なるため、２ｂｙ２パターン用に最適化された駆動パターンを２ｂｙ２パターン以外の駆動パターンに用いても、最適な光出力は得られない。
【０２０２】
図１８（Ｃ）は４ｂｙ４パターン用に最適化された光出力を表し、図１８（Ａ）は図１８（Ｃ）に示す光出力を得る４ｂｙ４パターン用のオーバーシュート電流の設定で１ｂｙ１パターンの点灯を行った場合の光出力を表し、図１８（Ｂ）は図１８（Ｃ）に示す光出力を得る４ｂｙ４パターン用のオーバー電流の設定で２ｂｙ２パターンの点灯を行った場合の光出力を表す。
【０２０３】
なお、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）には、図１８（Ｃ）に示す４ｂｙ４パターンによる光出力を破線で示す。
【０２０４】
図１８（Ｃ）に示す光出力は、一例として、最適化された４ｂｙ４パターンの光出力を得るために、目標積分量を９２、ＤＡＣコードの設定値を１６に設定した場合に得られる４ｂｙ４パターンの光出力である。
【０２０５】
このように４ｂｙ４パターン用に最適化した目標積分量（９２）及びＤＡＣコードの設定値（１６）を用いて１ｂｙ１パターンの駆動を行うと、図１８（Ａ）に示すように、立上り時にオーバーシュートが生じてしまい、画像の書き始めが濃くなってしまう。これは、図１６（Ａ）に示した１ｂｙ１パターンについて最適化されたＤＡＣコードの設定値（１２）よりも大きいＤＡＣコードの設定値（１４）を用いたことが主な原因と考えられる。
【０２０６】
また、４ｂｙ４パターン用に最適化した目標積分量（９２）及びＤＡＣコードの設定値（１６）を用いて２ｂｙ２パターンの駆動を行うと、図１８（Ｂ）に示すように、立上り時にオーバーシュートが生じてしまい、画像の書き始めが濃くなってしまう。これは、図１７（Ｂ）に示した２ｂｙ２パターンについて最適化されたＤＡＣコードの設定値（１４）よりも大きいＤＡＣコードの設定値（１６）を用いたことが主な原因と考えられる。
【０２０７】
このように、立上り時のオーバーシュートは、オフ時間が短くなるほど顕著であった。
【０２０８】
駆動パターンが１ｂｙ１パターン、２ｂｙ２パターン、又は４ｂｙ４パターンのいずれであるかにより、光出力は異なるため、４ｂｙ４パターン用に最適化された駆動パターンを４ｂｙ４パターン以外の駆動パターンに用いても、最適な光出力は得られない。
【０２０９】
次に、図１９乃至図２２を用いて、オーバーシュート電流値の最適化について説明する。
【０２１０】
図１９は、ＬＤ１に供給する駆動電流、閾値電流及び変調電流の合計の電流、及び光出力との関係を示す特性図である。
【０２１１】
ＬＤ１に供給する駆動電流Ｉ１は、バイアス電流Ｉｂｉに、閾値電流及び変調電流の合計の電流Ｉｄ１を加えた電流である。また、ＬＤ１に供給する駆動電流Ｉ２は、バイアス電流Ｉｂｉに、閾値電流及び変調電流の合計の電流Ｉｄ２を加えた電流である。
【０２１２】
ここで、電流Ｉｄ１は電流Ｉｄ２の２倍の電流値である。
【０２１３】
ＬＤ１は、駆動電流としてバイアス電流Ｉｂｉを供給している状態から、駆動電流を徐々に増加させて行くと、ある点で光出力の立上りが急峻になり、駆動電流がＩ２になると光出力Ｐ２が得られる。また、さらに駆動電流を増加させると、駆動電流がＩ１になったときに光出力Ｐ１が得られる。図１９に示すように、光出力Ｐ１は光出力Ｐ２よりも大きい。
【０２１４】
ここで、光出力の立上り応答を考えたとき、光出力Ｐ２と比べて光出力Ｐ１を得るときの方が注入電流量が大きくなるため、そのぶん立ち上がり応答特性が良好になり、発振遅延が小さくなるという傾向がある。
【０２１５】
また、電流と光出力の関係は、ＬＤの素子毎にばらつきがあり、多少特性が異なるため、素子毎の立上り特性や発振遅延のばらつきの要因になりうる。
【０２１６】
次にＬＤのばらつきによる立上り特性や発振遅延のばらつきについて図２０を用いて説明する。
【０２１７】
図２０は、ＬＤの立上り特性や発振遅延のばらつきを概念的に示す図である。
【０２１８】
光源と光源ドライバで構成されるレーザ駆動装置において、光源自体が有するパッケージのばらつきや素子間のばらつき、これら両者を実装したボードでの配線間のばらつき、又は、ドライバでのチャンネル間のばらつき等、複数の光源を駆動する系には様々なばらつきの要因が存在する。
【０２１９】
これらのばらつき要因により、複数の光源を同一条件で駆動したときの光出力には、図２０に示すように、光源毎の立上り特性や発振遅延のばらつきが生じてしまう。例えば、ある光源（ＬＤ）では実線で示す光出力の立上りが得られても、例えば、他の光源（ＬＤ）では、３本の破線のいずれかで示すような立上りになる場合がある。
【０２２０】
図２１は、ＬＤに流す電流と光出力の関係を示す図である。
【０２２１】
図２１（Ａ）には、１本の光出力Ｐ１と、３本の光出力Ｐ２を示す。光出力Ｐ１は光出力Ｐ２よりも大きい。また、図２１（Ａ）に示す３本の光出力Ｐ２のうち、実線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値を零（０）に設定した場合である。また、一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値をＩｏｖ１（＞０）に設定した場合の光出力であり、破線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値をＩｏｖ２（＞Ｉｏｖ１）に設定した場合の光出力を示す。
【０２２２】
図２１（Ｂ）は、光出力Ｐ１を得るために必要な電流Ｉｄ１を示し、閾値電流源１１から出力される閾値電流と、変調電流源１３から出力される変調電流とを合わせた電流である。電流Ｉｄ１は、バイアス電流源１２から出力されるバイアス電流Ｉｂｉに重畳される。
【０２２３】
図２１（Ｅ）は、光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ２を示し、閾値電流源１１から出力される閾値電流と、変調電流源１３から出力される変調電流とを合わせた電流である。なお、電流Ｉｄ１と電流Ｉｄ２の電流値の調整は、閾値電流源１１と変調電流源１３の出力電流を調整することによって行われる。閾値電流源１１が出力する閾値電流の調整は、コンパレータ１５によって行われる。同様に、変調電流源１３が出力する変調電流の調整は、図５に図示しないコンパレータで抵抗器１６の両端間電圧を基準値と比較することによって行えばよい。
【０２２４】
図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）に破線で示す光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ２とオーバーシュート電流Ｉｏｖ２を示す。
【０２２５】
図２１（Ｄ）は、図２１（Ａ）に一点鎖線で示す光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ１とオーバーシュート電流Ｉｏｖ１を示す。
【０２２６】
オーバーシュート電流Ｉｏｖ１とＩｏｖ２は、パルス幅はともにｔｏｖ１で等しいが、電流値はＩｏｖ２の方がＩｏｖ１よりも大きい。
【０２２７】
図２１（Ｂ）に示す電流Ｉｄ１をバイアス電流Ｉｂｉに重畳してＬＤ１に供給すると、図２１（Ａ）に示す光出力Ｐ１が得られる。
【０２２８】
また、図２１（Ｅ）に示す電流Ｉｄ２をバイアス電流Ｉｂｉに重畳してＬＤ１に供給すると、図２１（Ａ）に示す光出力Ｐ２が得られる。
【０２２９】
電流Ｉｄ２は電流Ｉｄ１より小さいため、図２１（Ａ）に示すように、光出力Ｐ２は光出力Ｐ１よりも光出力が低い。
【０２３０】
また、光出力Ｐ１は電流Ｉｄ１の印加後に時間ｔ１だけ経過したときに立ち上がるが、光出力Ｐ２は電流Ｉｄ２の印加後に時間ｔ４経過したときに立ち上がっており、光出力Ｐ１よりも立上りが遅れている。
【０２３１】
このように光出力Ｐ２の立上りが光出力Ｐ１の立上りよりも遅れるのは、電流Ｉｄ２の方が電流Ｉｄ１よりもＬＤに注入する電流量が少ないため、ＬＤの発振応答に遅延が生じるからである。
【０２３２】
このため、電流Ｉｄ２のように閾値電流と変調電流との合計の電流値が比較的小さい場合は、オーバーシュート電流を加えて発振遅延を少なくすることが効果的である。
【０２３３】
例えば、図２１（Ｃ）に示すように、電流Ｉｄ２にオーバーシュート電流Ｉｏｖ２を加えた場合は、図２１（Ａ）に破線で示す光出力Ｐ２が得られる。破線で示す光出力Ｐ２は、時刻０で電流Ｉｄ２とオーバーシュート電流Ｉｏｖ２をＬＤに供給してから、時間ｔ２が経過したときに光出力が立ち上がっている。また、破線で示す光出力Ｐ２は、実線で示す光出力Ｐ２と同一レベルの出力が得られている。
【０２３４】
すなわち、ＬＤ１が発振するときに微小なパルス幅（ｔｏｖ１）のオーバーシュート電流Ｉｏｖ２を電流Ｉｄ２に加えることにより、ＬＤ１の光出力の発振遅延を減らすことができる。
【０２３５】
また、図２１（Ｄ）に示すように、電流Ｉｄ２にオーバーシュート電流Ｉｏｖ１を加えた場合は、図２１（Ａ）に一点鎖線で示す光出力Ｐ２が得られる。一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、時刻０で電流Ｉｄ２とオーバーシュート電流Ｉｏｖ２をＬＤに供給してから、時間ｔ３が経過したときに光出力が立ち上がっている。また、一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、オーバーシュート電流Ｉｏｖ１が立ち下がった後は、実線で示す光出力Ｐ２と同一レベルの出力になっている。
【０２３６】
ここで、一点鎖線で示す光出力Ｐ２の立上りが破線で示す光出力Ｐ２の立上りよりも遅れているのは、破線で示す光出力Ｐ２を得るためのオーバーシュート電流Ｉｏｖ２よりも、一点鎖線で示す光出力Ｐ２を得るためのオーバーシュート電流Ｉｏｖ１の方が小さいからである。
【０２３７】
以上より、上述の電流Ｉｄ１と電流Ｉｄ２のように、閾値電流と変調電流との合計の電流値を調整することにより、光出力を調整できることが分かる。また、閾値電流と変調電流との合計の電流値が大きい方がＬＤ１の光出力の立上りの遅延時間が短く、閾値電流と変調電流との合計の電流値が小さい方がＬＤ１の光出力の立上りの遅延時間が長くなることが分かる。
【０２３８】
また、オーバーシュート電流の電流値を調整することにより、ＬＤ１の光出力の立上りのタイミングを調整できることが分かる。
【０２３９】
次に、図２２を用いて、オーバーシュート電流のパルス幅を調整する場合について説明する。
【０２４０】
図２２は、ＬＤに流す電流と光出力の関係を示す図である。
【０２４１】
図２２（Ａ）には、３本の光出力Ｐ２を示す。光出力Ｐ２は、図２１（Ａ）に示す光出力Ｐ２と同様に、閾値電流源１１から出力される閾値電流と、変調電流源１３から出力される変調電流とを合わせた電流Ｉｄ２によって得られる。
【０２４２】
図２２（Ａ）に示す３本の光出力Ｐ２のうち、実線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値を零（０）に設定した場合である。また、一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値によって設定されるオーバーシュート電流をＩｏｖ１に設定し、オーバーシュート電流のパルス幅をｔｏｖ２に設定した場合の光出力を示す。破線で示す光出力Ｐ２は、ＤＡＣコードの設定値で設定されるオーバーシュート電流をＩｏｖ１に設定し、オーバーシュート電流のパルス幅をｔｏｖ１に設定した場合の光出力を示す。
【０２４３】
図２２（Ｄ）は、光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ２を示し、閾値電流源１１から出力される閾値電流と、変調電流源１３から出力される変調電流とを合わせた電流である。
【０２４４】
図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）に破線で示す光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ２と、パルス幅ｔｏｖ２のオーバーシュート電流Ｉｏｖ１とを示す。
【０２４５】
図２２（Ｃ）は、図２２（Ａ）に一点鎖線で示す光出力Ｐ２を得るために必要な電流Ｉｄ１と、パルス幅ｔｏｖ１のオーバーシュート電流Ｉｏｖ１を示す。パルス幅ｔｏｖ１は、図２１（Ｃ）、図２１（Ｄ）に示すパルス幅ｔｏｖ１と等しい。
【０２４６】
オーバーシュート電流Ｉｏｖ１のパルス幅ｔｏｖ１とｔｏｖ２は、ｔｏｖ２の方がＩｏｖ１よりも長く、約２倍の長さである。
【０２４７】
図２２（Ｄ）に示す電流Ｉｄ２をバイアス電流Ｉｂｉに重畳してＬＤ１に供給すると、図２２（Ａ）に実線で示す光出力Ｐ２が得られる。光出力Ｐ２は、時刻０でＬＤ１に電流Ｉｄ２を供給し始めてから、時間ｔ４が経過したときに立ち上がっている。時間ｔ４は、図２１（Ａ）に示す時間ｔ４と同一である。
【０２４８】
図２２（Ｂ）に示すように、電流Ｉｄ２にパルス幅ｔｏｖ２のオーバーシュート電流Ｉｏｖ２を加えた場合は、図２２（Ａ）に破線で示す光出力Ｐ２が得られる。破線で示す光出力Ｐ２は、時刻０で電流Ｉｄ２とオーバーシュート電流Ｉｏｖ２をＬＤに供給してから、時間ｔ３が経過したときに光出力が立ち上がっている。また、破線で示す光出力Ｐ２は、オーバーシュート電流が立ち下がった後は、実線で示す光出力Ｐ２と同一レベルの出力になっている。
【０２４９】
すなわち、ＬＤ１が発振するときに微小なパルス幅（ｔｏｖ１）のオーバーシュート電流Ｉｏｖ２を電流Ｉｄ２に加えることにより、ＬＤ１の光出力の発振遅延を減らすことができる。
【０２５０】
また、図２２（Ｃ）に示すように、電流Ｉｄ２にパルス幅ｔｏｖ１のオーバーシュート電流Ｉｏｖ１を加えた場合は、図２２（Ａ）に一点鎖線で示す光出力Ｐ２が得られる。一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、時刻０で電流Ｉｄ２とオーバーシュート電流Ｉｏｖ２をＬＤに供給してから、時間ｔ３が経過したときに光出力が立ち上がっている。また、一点鎖線で示す光出力Ｐ２は、オーバーシュート電流が立ち下がった後は、実線で示す光出力Ｐ２と同一レベルの出力になっている。
【０２５１】
ここで、一点鎖線で示す光出力Ｐ２と、破線で示す光出力Ｐ２とは、ともに時刻ｔ３で立上り始めている。これは、一点鎖線で示す光出力Ｐ２と、破線で示す光出力Ｐ２とは、ともに電流Ｉｄにオーバーシュート電流Ｉｏｖ１を加えた電流をＬＤ１に供給しており、ＬＤ１に注入する電流量が等しいためである。
【０２５２】
また、時刻ｔ３で光出力が立ち上がった後に、一点鎖線で示す光出力Ｐ２と、破線で示す光出力Ｐ２とで立上り方が異なるのは、破線で示す光出力Ｐ２を得るためのオーバーシュート電流Ｉｏｖ１のパルス幅ｔｏｖ２は、一点鎖線で示す光出力Ｐ２を得るためのオーバーシュート電流Ｉｏｖ１のパルス幅ｔｏｖ１よりもパルス幅が広いからである。
【０２５３】
以上より、閾値電流と変調電流との合計の電流値が等しく、かつ、オーバーシュート電流の電流値が等しい場合、オーバーシュート電流のパルス幅が広い方がＬＤ１の光出力の立上りが急峻になり、オーバーシュート電流のパルス幅が狭い方がＬＤ１の光出力の立上りが緩やかになることが分かる。
【０２５４】
以上、図２１及び図２２に示したように、光出力の立上りのタイミングと、立上りの度合（立上りが急峻か緩やかかの度合い）とは、閾値電流源１１から出力される閾値電流と、変調電流源１３から出力される変調電流とを合わせた電流の電流値、オーバーシュート電流の電流値、又は、オーバーシュート電流のパルス幅によって決定する。
【０２５５】
このため、光源の発光状態に応じて、閾値電流と変調電流とを合わせた電流の電流値、オーバーシュート電流の電流値、又は、オーバーシュート電流のパルス幅を調整することによってＬＤ１の駆動電流を設定すれば、パルス細りや波形鈍りを改善するとともに、光源間での光量ばらつきを低減することができ、低濃度における階調再現性に優れた高速・高精度の描画を行うことができる。
【０２５６】
例えば、ＬＤ１の発光パターンが１ｂｙ１パターン、２ｂｙ２パターン、又は４ｂｙ４パターンのように複数ある場合は、これら複数の発光パターンによるレーザの発光度合に応じて、オーバーシュート電流の電流値又はパルス幅を設定すればよい。
【０２５７】
また、例えば、発光パターンが１ｂｙ１パターン、２ｂｙ２パターン、又は４ｂｙ４パターンのように複数あり、発光パターンによって描画される画像の品質が異なる場合は、ＬＤ１の発光によって得る画像の品質に応じて、発光パターンを設定してもよい。
【０２５８】
また、ＬＤ１をアレイ状に複数配列して描画を行うような場合に、各ＬＤ１の発光度合のばらつきが比較的大きく、得られる画像にばらつきが生じる場合は、複数のＬＤ１間における発光度合のばらつきが小さくなるように、複数のＬＤ１の発光パターンを設定してもよい。
【０２５９】
また、上述のように、オーバーシュート電流のパルス幅によって光出力の立上り応答が変わるため、画素を生成する際に用いるクロックの周波数に応じてオーバーシュート電流のパルス幅（加算時間）を設定してもよい。
【０２６０】
また、ＰＤ２で検出される発光度合と、ＬＤ１の目標発光度合との差に基づいて、オーバーシュート電流のパルス幅（オーバーシュート電流を駆動電流に加算する加算時間）を設定してもよい。
【０２６１】
また、オーバーシュート電流のパルス幅は、個々のばらつきのあるＬＤ１のばらつきに応じて設定してもよい。
【０２６２】
以上で説明した実施の形態によれば、オーバーシュート量を調整することで光波形の方形波形状を得ると共にパルス幅に関しても入力信号を再現する半導体レーザ駆動装置及びこれを含む画像形成装置を提供することができる。
【０２６３】
また、オーバーシュート機能により、画像を形成する場合に一番必要となる積分光量を適正化及び安定化する構成を実現することができる。
【０２６４】
以上、本発明の例示的な実施の形態の半導体レーザ駆動装置、及びこれを含む画像形成装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０２６５】
１  ＬＤ
２  ＰＤ
１１  閾値電流源
１２  バイアス電流源
１３  変調電流源
１４  初期ＯＮ変調電流源
１５  コンパレータ
１６  抵抗器
２０  ＩＣ
２１〜２３  スイッチ
３０  マイコン
３１  メモリ
３２  ＤＡＣ
３３  ＬＰＦ
３４  ＡＤＣ
１００  半導体レーザ駆動装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２６６】
【特許文献１】特開平４−２８３９７８号公報
【特許文献２】特開平９−８３０５０号公報
【図１】
2011216843.tif 000003
【図２】
2011216843.tif 000004
【図３】
2011216843.tif 000005
【図４】
2011216843.tif 000006
【図５】
2011216843.tif 000007
【図６】
2011216843.tif 000008
【図７】
2011216843.tif 000009
【図８】
2011216843.tif 000010
【図９】
2011216843.tif 000011
【図１０】
2011216843.tif 000012
【図１１】
2011216843.tif 000013
【図１２】
2011216843.tif 000014
【図１３】
2011216843.tif 000015
【図１４】
2011216843.tif 000016
【図１５】
2011216843.tif 000017
【図１６】
2011216843.tif 000018
【図１７】
2011216843.tif 000019
【図１８】
2011216843.tif 000020
【図１９】
2011216843.tif 000021
【図２０】
2011216843.tif 000022
【図２１】
2011216843.tif 000023
【図２２】
2011216843.tif 000024