(57)【要約】【課題】電源から供給される電流の変動を抑制し、放射ノイズの低減を図る。【解決手段】半導体発光素子駆動装置１００は、補償回路３５と、制御信号と相補関係にある相補信号により補償回路を相補的に駆動する補償駆動回路３１とを備える。補償回路３５は、インダクタ３６、インダクタ３６に直列接続される抵抗素子３７及び抵抗素子３７に並列接続されるコンデンサ３８からなる補償素子部３４を有する。また、補償回路３５は、補償素子部３４の一端を補償駆動回路３１に接続する補償配線パターン３２と、グラウンドＧＮＤに補償素子部３４の他端を電気的に接続する第２の配線パターン３３と、を有する。そして、補償回路３５のインピーダンス特性が発光回路１５のインピーダンス特性と等価となるように、補償素子部３４のインダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値が設定されている。【選択図】図１
2011243858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子を有する発光回路と、制御信号に基づいて前記発光回路の前記半導体発光素子に電源からの電流を供給して前記半導体発光素子を発光させる素子駆動回路と、を備え、前記発光回路は、前記半導体発光素子の一端を前記素子駆動回路に電気的に接続する駆動配線と、前記電源及びグラウンドのうち一方に前記半導体発光素子の他端を電気的に接続する第１の配線と、を有する半導体発光素子駆動装置において、
誘導性素子、前記誘導性素子に直列接続される抵抗素子及び前記抵抗素子に並列接続される容量性素子からなる補償素子部を有する補償回路と、
前記制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて前記補償回路の補償素子部に前記電源からの電流を供給する補償駆動回路と、を備え、
前記補償回路は、前記補償素子部の一端を前記補償駆動回路に接続する補償配線と、前記電源及び前記グラウンドのうち一方に前記補償素子部の他端を電気的に接続する第２の配線と、を有し、
前記補償回路のインピーダンス特性が前記発光回路のインピーダンス特性と等価となるように、前記補償素子部の前記誘導性素子、前記抵抗素子及び前記容量性素子の各値が設定されていることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項２】
半導体発光素子を有する複数の発光回路と、制御信号に基づいて前記各発光回路の前記半導体発光素子に電源からの電流を供給して前記各半導体発光素子を発光させる素子駆動回路と、を備え、前記各発光回路は、前記半導体発光素子の一端を前記素子駆動回路に電気的に接続する駆動配線と、前記電源及びグラウンドのうち一方に前記半導体発光素子の他端を電気的に接続する第１の配線と、を有する半導体発光素子駆動装置において、
誘導性素子、前記誘導性素子に直列接続される抵抗素子及び前記抵抗素子に並列接続される容量性素子からなる補償素子部を有する複数の補償回路と、
前記制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて前記各補償回路の前記補償素子部に前記電源からの電流を供給する補償駆動回路と、を備え、
前記各補償回路は、前記補償素子部の一端を前記補償駆動回路に接続する補償配線と、前記電源及び前記グラウンドのうち一方に前記補償素子部の他端を電気的に接続する第２の配線と、を有し、
前記各補償回路のインピーダンス特性が、当該補償回路に対応する前記発光回路のインピーダンス特性と等価となるように、前記各補償素子部の前記誘導性素子、前記抵抗素子及び前記容量性素子の各値が設定されていることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記補償素子部及び前記補償駆動回路は、同一の基板に互いに近接して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子駆動装置。
【請求項４】
前記素子駆動回路は、第１の基板に配置され、
前記半導体発光素子は、前記第１の基板とは別の第２の基板に配置され、
前記駆動配線は、前記第１の基板と前記第２の基板とに跨る配線ケーブルを有しており、
前記補償素子部及び前記補償駆動回路は、前記第１の基板に互いに近接して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を発光させる半導体発光素子駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像形成装置には印刷速度の高速化と印刷画像の高画質化が要求されている。そのためレーザビームプリンター等における半導体発光素子駆動装置には、半導体発光素子の駆動周波数を高速化すること、および半導体発光素子の個数を増加することが求められている。半導体発光素子には、いくつかの種類が存在するが、ここでは画像形成装置の記録用光源として一般的に用いられる半導体レーザについて説明する。
【０００３】
半導体レーザは、レーザ光が活性層と平行な方向に取り出される構造の端面発光型レーザ素子（端面発光レーザ）と、レーザ光が活性層に垂直な方向に取り出される構造の面発光型レーザ素子（面発光レーザ）とに大別される。従来、画像形成装置の記録用光源としては、一般的に端面発光レーザが用いられていた。しかしながら、レーザ光のビーム数を増やすという観点からすると、高集積化、アレイ化が可能であるという点で、端面発光レーザよりも面発光レーザの方がレーザ光のビーム数を増やすのに有利である。このような理由から、近年、より高解像度化、より高速化の要求に応えるために、画像形成装置の記録用光源として、多数のレーザ光ビームを出射可能な面発光レーザを用いた装置の開発が進められている。
【０００４】
一般に半導体発光素子駆動装置は、基幹電源配線と、基幹グラウンド配線と、半導体レーザ素子を有する発光回路と、半導体レーザ素子を駆動する素子駆動回路と、を有して構成される。なお、半導体レーザ素子と素子駆動回路とは駆動配線により接続されている。発光回路では、数十ＭＨｚ程度の周波数で電流を半導体レーザに流し、半導体レーザを点滅させることで、受け取った電気的データ信号を光学的データ信号に変換している。このとき、半導体発光素子駆動装置に印加された電流が高周波的に回路中を流れることで、半導体レーザ、素子駆動回路、基幹電源配線、基幹グラウンド配線、及び駆動配線の持つインピーダンスの差により、回路においてノイズ電流が生じる。発生したノイズ電流は基幹電源配線、基幹グラウンド配線等の基幹配線へと伝播し、基幹配線においてもまたノイズ電流が発生する。このノイズ電流は半導体レーザ素子の発光電流品質を劣化させ、高画質化の要求に対する障害となる。また基幹配線が主に電源ケーブルと接続されている場合、電源ケーブルをアンテナ源とした放射ノイズが問題となる。さらに電源ケーブルが他の信号ケーブル等と共通のグラウンドを使用している場合には、上記ノイズ電流が他の信号ケーブルへ流入することによる放射ノイズも問題となる。
【０００５】
このような高画質化の障害となり、かつ放射ノイズの要因であるノイズ電流の発生を抑制する方法として、半導体レーザ素子と駆動用半導体装置を接続する配線上にフィルタを配置するものが提案されている（特許文献１参照）。しかし駆動周波数が高速化するにつれ、フィルタ挿入による発光電流波形の劣化が顕著となるため、高速化、高画質化、放射ノイズ低減を同時に満足することができないという問題があった。
【０００６】
そのため近年、ノイズ電流を抑制する方法として、補償回路を付加するのが一般的となっている。この補償回路を付加した回路基板の例を図１０に示す。半導体発光素子駆動装置は、素子駆動回路１０１、駆動配線パターン１０２、半導体発光素子１０４及び第１の配線パターン１０３を備えている。そして、駆動配線パターン１０２、半導体発光素子１０４及び第１の配線パターン１０３により発光回路１０５が構成されている。また、半導体発光素子駆動装置は、補償駆動回路２０１、補償配線パターン２０２、補償素子である抵抗素子２０４及び第２の配線パターン２０３を備えている。そして、補償配線パターン２０２、抵抗素子２０４及び第２の配線パターン２０３で補償回路２０５が構成されている。発光回路１０５と補償回路２０５とは基幹電源配線パターン３０１に対して並列に接続されている。なお図１０において、配線１０２，１０３，２０２，２０３はプリント基板上の導体パターンにより形成されている。このような構成にすることにより、補償回路２０５が発光回路１０５と相補的に駆動され、給電コンデンサ３０２からの供給電流が一定となるように補償機能を果たす。従って、基幹電源配線パターン３０１を流れる電流を一定とすることができるため、基幹配線の電源変動を抑制することができる。
【０００７】
補償回路２０５を用いてノイズ電流の抑制を図る場合、理想的には発光回路１０５のインピーダンスＺ１０５と補償回路２０５のインピーダンスＺ２０５を等しく設計する必要がある。駆動配線パターン１０２のインピーダンスＺ１０２や第１の配線パターン１０３のインピーダンスＺ１０３には、リアクタンス成分が含まれている。したがって、駆動配線パターン１０２のインピーダンスＺ１０２と補償配線パターン２０２のインピーダンスＺ２０２は、駆動配線パターン１０２と補償配線パターン２０２の配線構造と配線長を等しくすることで、その値を等しくすることが可能である。また、第１の配線パターン１０３のインピーダンスＺ１０３と、第２の配線パターン２０３のインピーダンスＺ２０３も、第１の配線パターン１０３と第２の配線パターン２０３の配線構造と配線長を等しくすることで、その値を等しくすることが可能である。さらに、配線１０２，１０３，２０２，２０３を極力短くすることでインピーダンスＺ１０２とＺ２０２の差、及びインピーダンスＺ１０３とＺ２０３の差を小さくすることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−０４４７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、半導体発光素子駆動装置のサイズや位置は、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を加工するための光学系の位置により、優先的に決定されているため、基板上の配線の自由度は著しく制限されている。しかも、面発光レーザの適用により半導体レーザのビーム数が従来の数ビーム程度から、数十ビーム程度へと急速に増加し、それに伴って半導体発光素子駆動装置上に配置すべき部品や配線の数が大きく増加している。一方で、レーザ光の光軸は、半導体発光素子駆動装置を周囲の金属筐体に固定することで、安定化を図る必要がある。そのため、基板サイズを大きくすると、振動耐性が劣化し、光軸方向にぶれが生じやすくなり、高画質化の要求にこたえることができないという問題が生じるため、基板サイズを大きくして配線自由度を向上させるのは困難である。つまり、配線自由度が著しく低くなるため、従来のように全てのビームごとに、発光回路と補償回路のそれぞれに極力同じ構造、同じ長さの配線を設けるといった配線形態をとることは非常に困難となる。
【００１０】
加えて、面発光レーザは、端面発光レーザと比較して熱による発光特性の変動が大きいため、熱源となる半導体発光素子駆動回路と近接して配置することが困難となり、駆動配線パターン１０２の長さを極力短くすることは難しい。すなわち配線インピーダンスＺ１０２はある値を有することとなり、配線のインピーダンスによる影響を極力０とすることは困難となる。従って、半導体発光素子駆動装置において、配線１０２と配線２０２、及び配線１０３と配線２０３の配線構造と配線長を等しくする、もしくは配線長を極力短くするといったような配線形態をとることは非常に困難となっている。
【００１１】
そこで、本発明は、電源から供給される電流の変動を抑制し、放射ノイズの低減を図る半導体発光素子駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体発光素子を有する発光回路と、制御信号に基づいて前記発光回路の前記半導体発光素子に電源からの電流を供給して前記半導体発光素子を発光させる素子駆動回路と、を備え、前記発光回路は、前記半導体発光素子の一端を前記素子駆動回路に電気的に接続する駆動配線と、前記電源及びグラウンドのうち一方に前記半導体発光素子の他端を電気的に接続する第１の配線と、を有する半導体発光素子駆動装置において、誘導性素子、前記誘導性素子に直列接続される抵抗素子及び前記抵抗素子に並列接続される容量性素子からなる補償素子部を有する補償回路と、前記制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて前記補償回路の補償素子部に前記電源からの電流を供給する補償駆動回路と、を備え、前記補償回路は、前記補償素子部の一端を前記補償駆動回路に接続する補償配線と、前記電源及び前記グラウンドのうち一方に前記補償素子部の他端を電気的に接続する第２の配線と、を有し、前記補償回路のインピーダンス特性が前記発光回路のインピーダンス特性と等価となるように、前記補償素子部の前記誘導性素子、前記抵抗素子及び前記容量性素子の各値が設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、半導体発光素子を有する複数の発光回路と、制御信号に基づいて前記各発光回路の前記半導体発光素子に電源からの電流を供給して前記各半導体発光素子を発光させる素子駆動回路と、を備え、前記各発光回路は、前記半導体発光素子の一端を前記素子駆動回路に電気的に接続する駆動配線と、前記電源及びグラウンドのうち一方に前記半導体発光素子の他端を電気的に接続する第１の配線と、を有する半導体発光素子駆動装置において、誘導性素子、前記誘導性素子に直列接続される抵抗素子及び前記抵抗素子に並列接続される容量性素子からなる補償素子部を有する複数の補償回路と、前記制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて前記各補償回路の前記補償素子部に前記電源からの電流を供給する補償駆動回路と、を備え、前記各補償回路は、前記補償素子部の一端を前記補償駆動回路に接続する補償配線と、前記電源及び前記グラウンドのうち一方に前記補償素子部の他端を電気的に接続する第２の配線と、を有し、前記各補償回路のインピーダンス特性が、当該補償回路に対応する前記発光回路のインピーダンス特性と等価となるように、前記各補償素子部の前記誘導性素子、前記抵抗素子及び前記容量性素子の各値が設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、補償回路のインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路のインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部の誘導性素子、抵抗素子及び容量性素子の各値が設定される。したがって、補償素子部を備えたことで、補償配線の長さを駆動配線の長さと同一とする必要がなくなり、補償配線の長さを短くすることができ、また、第２の配線の長さを第１の配線の長さと同一とする必要がなくなり、第２の配線の長さを短くすることができる。よって、配線自由度が低い場合でも、電源から供給される電流の変動を抑制して放射ノイズの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図２】基板に配置された配線等を示す説明図であり、（ａ）は配線パターンが基板上に配置された状態を示す断面斜視図、（ｂ）は配線パターンの等価回路を示す電気回路図、（ｃ）は半導体レーザ素子の等価回路を示す電気回路図である。
【図３】実験例における発光回路及び補償回路のインピーダンス特性を示す図であり、（ａ）は発光回路のインピーダンス特性を示す図、（ｂ）は発光回路と補償回路のインピーダンス特性を示す図である。
【図４】実験例における基幹電源配線を流れる電流の特性を示す図であり、（ａ）は電流の時間波形を示す図、（ｂ）は電流の周波数特性を示す図である。
【図５】比較例における基幹電源配線を流れる電流の特性を示す図であり、（ａ）は電流の時間波形を示す図、（ｂ）は電流の周波数特性を示す図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図８】本発明に係る第４実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図９】本発明に係る第５実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図１０】従来の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【図１１】比較例の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。半導体発光素子駆動装置１００は、電源Ｅに接続される基幹配線である基幹電源配線パターン１と、給電コンデンサ３とを備えている。この電源Ｅは、一定の直流電圧を出力する定電圧源である。また、半導体発光素子駆動装置１００は、半導体発光素子である半導体レーザ素子１４を有する発光回路１５と、制御信号に基づいて電源Ｅからの電流を供給して半導体レーザ素子１４を発光させる素子駆動回路１１とを備えている。ここで、素子駆動回路１１の一端が基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続され、半導体レーザ素子１４の一端であるアノード端子が素子駆動回路１１の他端に駆動配線である駆動配線パターン１２で電気的に接続されている。また、半導体レーザ素子１４の他端であるカソード端子がグラウンドＧＮＤに第１の配線である第１の配線パターン１３で電気的に接続されている。そして、これら駆動配線パターン１２、半導体レーザ素子１４及び第１の配線パターン１３により発光回路１５が構成されている。制御信号は、ＬＯＷレベル（例えば０Ｖ）とＨＩＧＨレベル（例えば５Ｖ）とに切り換わるステップ信号である。素子駆動回路１１は、制御信号がＨＩＧＨレベルのときには、半導体レーザ素子１４に電流を供給し、制御信号がＬＯＷレベルのときには、半導体レーザ素子１４への電流の供給を停止する。本第１実施形態では、半導体レーザ素子１４は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）素子である。
【００１８】
また、半導体発光素子駆動装置１００は、発光回路１５と等価な補償回路３５と、制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて補償回路３５に電源Ｅからの電流を供給する補償駆動回路３１と、を備えている。つまり、発光回路１５と補償回路３５とは基幹電源配線パターン１に対してお互いに並列に接続されている。補償駆動回路３１の一端は基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続されている。補償回路３５は、補償素子部３４と、補償素子部３４の一端を補償駆動回路３１の他端に電気的に接続する補償配線である補償配線パターン３２とを有している。また、補償回路３５は、補償素子部３４の他端をグラウンドＧＮＤに電気的に接続する第２の配線である第２の配線パターン３３を有している。相補信号は、制御信号がＬＯＷレベルのときには、ＨＩＧＨレベル、制御信号がＨＩＧＨレベルのときには、ＬＯＷレベルに切り換わるステップ信号である。そして、補償駆動回路３１は、相補信号がＨＩＧＨレベルのときには、補償素子部３４に電源Ｅからの電流を供給し、相補信号がＬＯＷレベルのときには、補償素子部３４への電流の供給を停止する。つまり、補償駆動回路３１は、素子駆動回路１１により半導体レーザ素子１４に電流を供給しているときは補償回路３５への電流の供給を停止し、素子駆動回路１１により半導体レーザ素子１４への電流の供給を停止しているときは補償回路３５へ電流を供給する。このように、補償駆動回路３１は、素子駆動回路１１と相補的に補償回路３５へ電流を供給する。また補償駆動回路３１は、素子駆動回路１１と同じ回路構成であり、同じ部品で構成されている。したがって、素子駆動回路１１と補償駆動回路３１とは同一の特性である。
【００１９】
ここで、基幹電源配線パターン１、素子駆動回路１１、発光回路１５、補償駆動回路３１及び補償回路３５は、同一の基板上に配置されている。つまり、配線パターン１，１２，１３，３２，３３は、基板上に形成されている。図２は、基板に配置された配線等を示す説明図であり、図２（ａ）には、配線パターンが基板上に配置された状態を示す斜視図を示している。配線パターン１２，１３，３２，３３は、絶縁体からなる基板（基板本体）２１の表面に形成されたマイクロストリップ線路であり、基板本体２１の裏面には、グラウンド層２３が形成されている。この配線パターン１２，１３，３２，３３の等価回路は、図２（ｂ）に示すように、梯子状に連結された複数のインダクタＬａとコンデンサＣａで表現される。また、これら配線パターン１２，１３に接続されている半導体レーザ素子１４の等価回路は、図２（ｃ）に示す抵抗ＲとコンデンサＣｂで表現される。
【００２０】
補償素子部３４は、図１に示すように、誘導性素子であるインダクタ３６、インダクタ３６に直列接続される抵抗素子３７及び抵抗素子３７に並列接続される容量性素子であるコンデンサ３８により構成されている。具体的には、インダクタ３６の一端が補償配線パターン３２に接続され、インダクタ３６の他端が抵抗素子３７の一端に接続され、抵抗素子３７の他端が第２の配線パターン３３に接続されている。そして、コンデンサ３８の一端が抵抗素子３７の一端に、コンデンサ３８の他端が抵抗素子３７の他端に接続されている。ここで、インダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８は、配線のインピーダンスを低くするために、互いに近接して配置するのがよい。
【００２１】
そして、補償素子部３４のインダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値（定数）は、補償回路３５のインピーダンス特性（インピーダンスの周波数特性）が発光回路１５のインピーダンス特性と等価となるように設定されている。特に、補償回路３５のインピーダンスは、放射ノイズで問題となる３０ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で、発光回路１５のインピーダンスＺ１５と極力等しい周波数特性となるようにインダクタ３６、抵抗素子３７とコンデンサ３８の値（定数）を設定するのがよい。
【００２２】
即ち、インダクタ３６のインダクタンス値は、駆動配線パターン１２から補償配線パターン３２のインダクタンス値を差し引いた値と、第１の配線パターン１３から第２の配線パターン３３のインダクタンス値を差し引いた値との和の値に相当する。
【００２３】
また、抵抗素子３７の抵抗値は、半導体レーザ素子１４の内部抵抗の抵抗値に相当する。なお、配線パターン１２，１３の抵抗値は、半導体レーザ素子１４の内部抵抗の抵抗値に比べて極めて小さい。例えば、半導体レーザ素子１４の内部抵抗の抵抗値が数ｋΩであるのに対し、配線パターン１２，１３の抵抗値は１Ωにも満たず極めて小さい。したがって、抵抗素子３７の抵抗値は、半導体レーザ素子１４の抵抗値に相当するものである。
【００２４】
また、コンデンサ３８の容量値は、配線パターン１２から配線パターン３２の容量値を差し引いた値と、配線パターン１３から配線パターン３３の容量値を差し引いた値との和の値に、半導体レーザ素子１４の寄生容量の容量値を加えた値に相当する。ここで、本第１実施形態では、半導体レーザ素子１４が垂直共振器面発光レーザ素子であり、寄生容量が大きく無視できないため、コンデンサ３８の容量値には半導体レーザ素子１４の寄生容量の容量値が加えられている。
【００２５】
ここで、インダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値は、まず、発光回路１５のインピーダンス特性を実測又はシミュレーションにより求め、これと等価なインピーダンス特性となるように設定すればよい。
【００２６】
例えば、各配線パターン１２，１３，３２，３３のインピーダンスは、シミュレーションにより求め、半導体レーザ素子１４のインピーダンスは実測により求めて、演算により発光回路１５のインピーダンス特性を求めてもよい。また、発光回路１５全体のインピーダンス特性を実測又はシミュレーションにより求めてもよい。そして、補償回路３５全体が発光回路１５と等価なインピーダンスの周波数特性となるように、周波数特性の波形を比較しながら、波形が所定の周波数帯域で一致するところの補償素子部３４の各素子３６，３７，３８の値を導出すればよい。なお、精度を要しない場合は、概算により各配線パターン１２，１３，３２，３３や半導体レーザ素子１４のインピーダンスを求めて加減算により補償素子部３４の各素子３６，３７，３８の値を算出してもよい。
【００２７】
このように、補償回路３５のインダクタンス値、抵抗値及び容量値が、発光回路１５のインダクタンス値、抵抗値及び容量値と同じ値となるように、補償素子部３４のインダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値が設定される。つまり、補償回路３５のインピーダンス特性が、発光回路１５と等価となる。したがって、補償回路３５と発光回路１５とを互いに相補的に駆動した際に、基幹電源配線パターン１に流れる電流を定電流とすることができるため、基幹電源配線パターン１におけるノイズ電流の発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
また、補償素子部３４を設けたことで、補償配線パターン３２の長さを駆動配線パターン１２の長さと同一とする必要がなくなり、補償配線パターン３２の長さを短くすることができる。同様に、第２の配線パターン３３の長さを第１の配線パターン１３の長さと同一とする必要がなくなり、第２の配線パターン３３の長さを短くすることができる。よって、配線自由度が低い場合でも、電源Ｅから供給される電流の変動を抑制して放射ノイズの低減を図ることができる。
【００２９】
本第１実施形態では、配線自由度の低い場合にも対応すべく、補償配線パターン３２の長さを駆動配線パターン１２の長さよりも短く設定している。また、第２の配線パターン３３の長さを第１の配線パターン１３の長さよりも短く設定している。そして、補償駆動回路３１と補償素子部３４とが互いに近接するように基板に配置されている。つまり、補償素子部３４は、補償駆動回路３１と補償素子部３４との距離が、素子駆動回路１１と半導体レーザ素子１４との距離よりも小さくなるように配置されている。このように補償素子部３４を補償駆動回路３１に近接して配置することができるので、装置を小型化することができ、コンパクトな構造でありながら、補償回路３５を発光回路１５と等価なインピーダンス特性にすることができる。したがって、効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００３０】
特に、電子写真方式の画像形成装置に本第１実施形態の半導体発光素子駆動装置１００を適用した際には、基板の面積を小さくすることができるので、画像形成装置の金属筐体に安定して固定することができ、レーザ光の軸ぶれを抑制することができる。したがって、画像形成における高速化、高画質化を実現することが可能である。
【００３１】
（実験例）
次に本第１実施形態による効果を説明するために、図１に示す半導体発光素子駆動装置１００のシミュレーションを行った。素子駆動回路１１および補償駆動回路３１はスイッチ素子により構成し、立ち上がり／立下り時間が１［ｎｓｅｃ］、パルス幅が９［ｎｓｅｃ］、周期が２０［ｎｓｅｃ］の制御パルスにおいて、互いが差動関係になるように駆動した。半導体レーザ素子１４は、抵抗とコンデンサの並列接続による等価回路で模擬し、抵抗値は１［ｋΩ］、容量値は５［ｐＦ］とした。給電コンデンサ３の容量値は０．１［μＦ］とし、基幹電源へは５［Ｖ］の電圧を供給した。
【００３２】
また図２（ａ）において、基板（基板本体）２１は、厚さｈ＝０．２［ｍｍ］で、比誘電率εｒ＝４．３とした。配線パターン１２，１３，３２，３３は、厚さｔ＝５０［μｍ］、幅ｗ＝０．３［ｍｍ］、導電率σ＝５．８×１０７［Ｓ／ｍ］とした。導電層であるグラウンド層２３は、厚さｔ＝５０［μｍ］、導電率σ＝５．８×１０７［Ｓ／ｍ］とした。そして、駆動配線パターン１２の配線長は３０［ｍｍ］、第１の配線パターン１３の配線長は２［ｍｍ］、補償配線パターン３２の配線長は１０［ｍｍ］、第２の配線パターン３３の配線長は２［ｍｍ］とした。
【００３３】
また、各配線パターンのインピーダンスの周波数特性を電磁界シミュレーション（ＣＳＴ社製ＭＷ−Ｓｔｕｄｉｏ）にてシミュレーションを行い算出した。半導体レーザ素子１４のインピーダンスＺ１４は、半導体レーザ素子１４に直流電圧を印加して発光している状態で、ベクトルネットワークアナライザを用いて測定を行った。
【００３４】
発光回路１５のインピーダンスＺ１５は、算出した駆動配線パターン１２のインピーダンスＺ１２と、測定した半導体レーザ素子１４のインピーダンスＺ１４と、算出した第１の配線パターン１３のインピーダンスＺ１３とを直列接続することにより算出した。
【００３５】
図３（ａ）は発光回路１５のインピーダンスＺ１５の周波数特性である。補償素子部３４の各定数は、補償回路３５のインピーダンスＺ３５が発光回路１５のインピーダンスＺ１５と、３０ＭＨｚから１ＧＨｚの所定の周波数帯域で極力等しい特性となるように、シミュレーションを用いて決定した。シミュレーションの結果より、インダクタ３６のインダクタンス値は５［ｎＨ］、抵抗素子３７の抵抗値は１［ｋΩ］、コンデンサ３８の容量値は７．２［ｐＦ］とした。
【００３６】
図３（ｂ）は図１における発光回路１５のインピーダンスＺ１５と補償回路３５のインピーダンスＺ３５の周波数特性であり、破線が発光回路１５のインピーダンスＺ１５、実線が補償回路３５のインピーダンスＺ３５を示している。図３（ｂ）から、補償回路３５のインピーダンスＺ３５は発光回路１５のインピーダンスＺ１５と３０ＭＨｚから１ＧＨｚの所定の周波数帯域で極力等しい特性となるように構成されていることが分かる。なお、発光回路１５のインピーダンスＺ１５および補償回路３５のインピーダンスＺ３５の算出には、シミュレーション（Ａｎｓｏｆｔ社製Ａｎｓｏｆｔ  Ｄｅｓｉｇｎｅｒ）を使用した。
【００３７】
以上のような条件でシミュレーションモデルを構成し、回路シミュレーション（Ｃａｄｅｎｃｅ社製Ｐｓｐｉｃｅ）により得られた基幹電源配線パターン１に流れる電流の時間変化を図４（ａ）に、周波数特性を図４（ｂ）にそれぞれ示している。
【００３８】
（比較例）
次に比較のために図１０に示した従来の発光素子駆動装置において基幹配線に流れる電流を、実験例と同様にシミュレーションを行った。素子駆動回路１０１および補償駆動回路２０１はスイッチ素子により構成し、立ち上がり／立下り時間が１［ｎｓｅｃ］、パルス幅が９［ｎｓｅｃ］、周期が２０［ｎｓｅｃ］の制御パルスにおいて、互いが差動関係になるように駆動した。半導体レーザ素子１０４は、抵抗とコンデンサの並列接続による等価回路で模擬し、抵抗値は１［ｋΩ］、容量値は５［ｐＦ］とした。給電コンデンサ３０２の容量値は０．１［μＦ］とし、基幹電源へは５［Ｖ］の電圧を供給した。
【００３９】
基板は、厚さｈ＝０．２［ｍｍ］で、比誘電率εｒ＝４．３とした。配線パターン１０２，１０３，２０２，２０３は、厚さｔ＝５０［μｍ］、幅ｗ＝０．３［ｍｍ］、導電率σ＝５．８×１０７［Ｓ／ｍ］とした。導電層であるグラウンド層は、厚さｔ＝５０［μｍ］、導電率σ＝５．８×１０７［Ｓ／ｍ］とした。そして、駆動配線パターン１０２の配線長は３０［ｍｍ］、第１の配線パターン１０３の配線長は２［ｍｍ］、補償配線パターン２０２の配線長は３５［ｍｍ］、第２の配線パターン２０３の配線長は２［ｍｍ］とした。補償素子である抵抗素子２０４の抵抗値は１［ｋΩ］とした。
【００４０】
上記の構成で、実験例と同様に回路シミュレーションを実施し、得られた基幹電源配線パターン３０１に流れる電流の時間変化を図５（ａ）に、周波数特性を図５（ｂ）にそれぞれ示している。
【００４１】
図４（ａ）と図５（ａ）とを比較すると、図１０に示す従来の構成に比べ、本第１実施形態の構成では、基幹電源配線パターン１に流れる電流の変動が極めて小さく安定しているということが分かる。また図４（ｂ）と図５（ｂ）とを比較すると、図１０に示す従来の構成に比べ、本第１実施形態の構成では、各周波数における電流の変動が、放射ノイズで問題となる３０ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数帯域において低減されていることが分かる。すなわち実験例は比較例に比べて、半導体レーザ素子の発光精度を高精度に保つと共に、基幹電源の変動を抑え、放射ノイズの発生を抑制している。
【００４２】
また図１に示した半導体発光素子駆動装置１００において、補償素子部３４は、補償駆動回路３１と補償素子部３４との距離が、素子駆動回路１１と半導体レーザ素子１４との距離よりも小さくなるように配置されていればよい。従ってこの範囲であれば、インダクタ３６、抵抗素子３７、コンデンサ３８は配置の制約がほとんどない。即ち、図１０に示す従来例の半導体発光素子駆動装置のように、半導体レーザ素子１０４の周辺に補償素子である抵抗素子２０４を配置し、補償配線パターン２０２と駆動配線パターン１０２とを等しい配線長にしているが、本第１実施形態ではその必要はない。また、図１０の従来例では、第１の配線パターン１０３と第２の配線パターン２０３とを等しい配線長にしているが、本第１実施形態ではその必要はない。したがって、本第１実施形態では、補償駆動回路３１に近接して配置するなど、補償回路３５の配置を任意に行うことができる。ゆえに、高画質化の要求から、ビーム数が急増し、配線の自由度が著しく制限されたとしても、本第１実施形態は容易に形成することが可能である。以上説明したように、第１実施形態によれば、高速化、高画質化、放射ノイズ低減を同時に達成することが可能となる。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態の半導体発光素子駆動装置について説明する。図６は本発明に係る第２実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。図６において、半導体発光素子駆動装置１００Ａは、上記第１実施形態と同様に、素子駆動回路１１、発光回路１５Ａ、補償駆動回路３１及び補償回路３５Ａを備えているが、回路の接続構成が上記第１実施形態と異なるものである。つまり、上記第１実施形態では、第１の配線パターン１３が、半導体レーザ素子１４の他端を電源Ｅ及びグラウンドＧＮＤのうちの一方としてグラウンドＧＮＤに接続する場合について説明した。さらに、上記第１実施形態では、第２の配線パターン３３が、補償素子部３４の他端を電源Ｅ及びグラウンドＧＮＤのうちの一方としてグラウンドＧＮＤに接続する場合について説明した。本第２実施形態では、第１の配線パターン１３が、半導体レーザ素子１４の他端を電源Ｅ及びグラウンドＧＮＤのうちの一方として電源Ｅに接続する場合について説明する。さらに、本第２実施形態では、第２の配線パターン３３が、補償素子部３４の他端を電源Ｅ及びグラウンドＧＮＤのうちの一方として電源Ｅに接続する場合について説明する。
【００４４】
図６に示すように、発光回路１５Ａは、上記第１実施形態と同様に、駆動配線パターン１２と、半導体レーザ素子１４と、第１の配線パターン１３とを有している。また、補償回路３５Ａは、上記第１実施形態と同様に、補償配線パターン３２と、補償素子部３４と、第２の配線パターン３３とを有している。半導体発光素子駆動装置１００Ａは、グラウンドＧＮＤに接続された基幹配線である基幹グラウンド配線パターン２を備えている。そして、素子駆動回路１１の一端が基幹グラウンド配線パターン２を介してグラウンドＧＮＤに電気的に接続されている。半導体レーザ素子１４の一端であるカソード端子は、駆動配線パターン１２で素子駆動回路１１の他端に電気的に接続され、半導体レーザ素子１４の他端であるアノード端子は、第１の配線パターン１３で電源Ｅに電気的に接続されている。
【００４５】
また、補償駆動回路３１の一端が基幹グラウンド配線パターン２を介してグラウンドＧＮＤに接続されている。そして、補償素子部３４の一端が補償駆動回路３１の他端に補償配線パターン３２で電気的に接続され、補償素子部３４の他端が第２の配線パターン３３で電源Ｅに電気的に接続されている。したがって、発光回路１５Ａと補償回路３５Ａとは基幹グラウンド配線パターン２に対してお互いに並列に接続されている。また素子駆動回路１１と補償駆動回路３１とは同じ部品を使用している。
【００４６】
補償素子部３４は、誘導性素子であるインダクタ３６、インダクタ３６に直列接続される抵抗素子３７及び抵抗素子３７に並列接続される容量性素子であるコンデンサ３８により構成されている。具体的には、インダクタ３６の一端が補償配線パターン３２に接続され、インダクタ３６の他端が抵抗素子３７の一端に接続され、抵抗素子３７の他端が第２の配線パターン３３に接続されている。そして、コンデンサ３８の一端が抵抗素子３７の一端に、コンデンサ３８の他端が抵抗素子３７の他端に接続されている。ここで、インダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８は、配線のインピーダンスを低くするために、互いに近接して配置するのがよい。
【００４７】
補償素子部３４のインダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値（定数）は、補償回路３５Ａのインピーダンス特性（インピーダンスの周波数特性）が発光回路１５Ａのインピーダンス特性と等価となるように設定されている。特に、補償回路３５Ａのインピーダンスは、放射ノイズで問題となる３０ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で、発光回路１５ＡのインピーダンスＺ１５と極力等しい周波数特性となるようにインダクタ３６、抵抗素子３７とコンデンサ３８の値（定数）を設定するのがよい。
【００４８】
このように、補償回路３５Ａのインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路１５Ａのインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部３４のインダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８の各値が設定される。つまり、補償回路３５Ａのインピーダンス特性が、発光回路１５Ａと等価である。したがって、補償回路３５Ａと発光回路１５Ａとを互いに相補的に駆動した際に、基幹グラウンド配線パターン２に流れる電流を定電流とすることができるため、基幹グラウンド配線パターン２におけるノイズ電流の発生を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、補償素子部３４を設けたことで、補償配線パターン３２の長さを駆動配線パターン１２の長さと同一とする必要がなくなり、補償配線パターン３２の長さを短くすることができる。同様に、第２の配線パターン３３の長さを第１の配線パターン１３の長さと同一とする必要がなくなり、第２の配線パターン３３の長さを短くすることができる。よって、配線自由度が低い場合でも、電源Ｅから供給される電流の変動を抑制して放射ノイズの低減を図ることができる。
【００５０】
本第２実施形態では、配線自由度の低い場合にも対応すべく、補償配線パターン３２の長さを駆動配線パターン１２の長さよりも短く設定している。また、第２の配線パターン３３の長さを第１の配線パターン１３の長さよりも短く設定している。そして、補償駆動回路３１と補償素子部３４とが互いに近接するように同一の基板に配置されている。つまり、補償素子部３４は、補償駆動回路３１と補償素子部３４との距離が、素子駆動回路１１と半導体レーザ素子１４との距離よりも小さくなるように配置されている。このように補償素子部３４を補償駆動回路３１に近接して配置することができるので、装置を小型化することができ、コンパクトな構造でありながら、補償回路３５Ａを発光回路１５Ａと等価なインピーダンス特性にすることができる。したがって、効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００５１】
特に、電子写真方式の画像形成装置に本第２実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ａを適用した際には、基板の面積を小さくすることができるので、画像形成装置の金属筐体に安定して固定することができ、レーザ光の軸ぶれを抑制することができる。したがって、画像形成における高速化、高画質化を実現することが可能である。
【００５２】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態の半導体発光素子駆動装置について説明する。図７は本発明に係る第３実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。図７において、半導体発光素子駆動装置１００Ｂは、上記第１実施形態と同様に、素子駆動回路１１、発光回路１５Ｂ、補償駆動回路３１及び補償回路３５を備えているが、それらの基板への配置構成及び駆動配線の構成が上記第１実施形態と異なるものである。
【００５３】
本第３実施形態では、補償駆動回路３１及び補償回路３５は、第１の基板２１に配置されている。これに対し、素子駆動回路１１は、第１の基板２１に配置されているが、半導体レーザ素子１４は、第１の基板２１とは別の第２の基板２２に配置されている。なお、基幹電源配線パターン１及び給電コンデンサ３は、第１の基板２１に配置されている。
【００５４】
発光回路１５Ｂは、半導体レーザ素子１４と、半導体レーザ素子１４の一端であるアノード端子を素子駆動回路１１の他端に電気的に接続する駆動配線１２Ｂを有している。また、発光回路１５Ｂは、半導体レーザ素子１４の他端であるカソード端子をグラウンドＧＮＤに電気的に接続する第１の配線である第１の配線パターン１３を有している。第１の配線パターン１３は、半導体レーザ素子１４と共に第２の基板２２に配置されている。
【００５５】
本第３実施形態では、発光回路１５Ｂの駆動配線１２Ｂは、第１の基板２１に配置される配線パターン１２ａと、第２の基板２２に配置される配線パターン１２ｂとを有している。更に、駆動配線１２Ｂは、第１の基板２１と第２の基板２２とに跨って配線パターン１２ａと配線パターン１２ｂとを電気的に接続する１本の配線ケーブル１２ｃを有している。補償回路３５の第２の配線パターン３３は、第１の基板２１に配置されているグラウンドＧＮＤに接続されており、発光回路１５Ｂの第１の配線パターン１３は、第２の基板２２に配置されているグラウンドＧＮＤに接続されている。
【００５６】
また、補償回路３５は、上記第１実施形態と同様の構成であり、補償素子部３４と、補償素子部３４の一端を補償駆動回路３１の他端に電気的に接続する補償配線である補償配線パターン３２を有している。また、補償回路３５は、補償素子部３４の他端をグラウンドＧＮＤに電気的に接続する第２の配線である第２の配線パターン３３を有している。インダクタ３６、抵抗素子３７及びコンデンサ３８からなる補償素子部３４は、補償駆動回路３１に近接して第１の基板２１に配置されており、補償配線パターン３２は、駆動配線１２Ｂよりも短く設定することが可能である。つまり、補償配線パターン３２については、配線構造や配線長に制約がほとんどないため、極力短くすることが可能である。
【００５７】
ここで、本第３実施形態における効果を説明するために、比較例の半導体発光素子駆動装置について説明する。図１１は、比較例の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。図１１において、半導体発光素子駆動装置は、素子駆動回路１０１、駆動配線１０２Ｂ、半導体レーザ素子１０４及び第１の配線パターン１０３を備えている。素子駆動回路１０１は、第１の基板３２１に配置されており、半導体レーザ素子１０４及び第１の配線パターン１０３は、第２の基板３２２に配置されている。また、半導体発光素子駆動装置は、補償駆動回路２０１、補償配線２０２Ｂ、補償素子である抵抗素子２０４及び第２の配線パターン２０３を備えている。補償駆動回路２０１は、第１の基板３２２に配置されており、抵抗素子２０４及び第２の配線パターン２０３は、第２の基板３２２に配置されている。なお、基幹電源配線パターン３０１及び給電コンデンサ３０２は、第１の基板３２１に配置されている。
【００５８】
図１１に示すように、駆動配線１０２Ｂは、第１の基板３２１に配置される配線パターン１０２ａと、第２の基板３２２に配置される配線パターン１０２ｂと、配線パターン１０２ａ，１０２ｂを繋ぐ配線ケーブル１０２ｃと、からなる。そして、補償配線２０２Ｂは、インピーダンスを駆動配線１０２Ｂと同様とするために、同様の構成に設定されている。つまり、補償配線２０２Ｂは、配線パターン１０２ａ，１０２ｂと同じ構成の配線パターン２０２ａ，２０２ｂを有し、配線パターン２０２ａは第１の基板３２１に配置され、配線パターン２０２ｂは第２の基板３２２に配置されている。また、補償配線２０２Ｂは、配線ケーブル１０２ｃと同じ構成の配線ケーブル２０２ｃを有し、配線パターン２０２ａ２０２ｂ同士を繋いでいる。図１１において、補償回路が補償機能を果たすためには、第１の配線パターン１０３と第２の配線パターン２０３、及び駆動配線１０２Ｂと補償配線２０２Ｂとがそれぞれ等しい配線構造、等しい配線長である必要がある。
【００５９】
このように、図１１に示す比較例の半導体発光素子駆動装置では、補償配線２０２Ｂの配線長が駆動配線１０２Ｂの配線長と同じであるので、広い面積を必要とする。これに対し、本第３実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ｂでは、補償素子部３４が補償駆動回路３１に近接させて第１の基板２１に配置されているので、補償配線パターン３２を駆動配線１２Ｂよりも短くすることができる。したがって、配線自由度が低い場合でも補償回路３５を設けることができる。これにより、装置を小型化することができ、コンパクトな構造でありながら、補償回路３５を発光回路１５Ｂと等価なインピーダンス特性にすることができ、効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００６０】
また、図１１に示す比較例の半導体発光素子駆動装置では、補償素子である抵抗素子２０４を第２の基板３２２に配置したことにより、１つの半導体レーザ素子１０４に対し、２本の配線ケーブル１０２ｃ，２０２ｃを必要とする。これに対して、本第３実施形態では、補償素子部３４を第１の基板２１に配置したことにより、１つの半導体レーザ素子１４に対して１本の配線ケーブル１２ｃでよく、ケーブルの本数を削減することができ、構造を簡略化することができる。
【００６１】
また、第３実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ｂを電子写真式の画像形成装置に使用することで、印刷速度の高速化、印刷画質の高画質化の要求に応えつつ、放射ノイズを低減することが可能となる。
【００６２】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態の半導体発光素子駆動装置について説明する。図８は、本発明に係る第４実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。上記第１実施形態では、１つの半導体レーザ素子を備えた場合について説明したが、本第４実施形態では、複数（ｎ個（ｎは、２以上の整数））の半導体レーザ素子を備える場合について説明する。
【００６３】
本第４実施形態では、半導体発光素子駆動装置１００Ｃは、複数（ｎ個）の発光回路１５１，１５２，…，１５ｎと、制御信号に基づいて各発光回路１５１，１５２，…，１５ｎに電源Ｅからの電流を供給する素子駆動回路１１Ｃを備えている。素子駆動回路１１Ｃの一端は、基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続されている。各発光回路１５１，１５２，…，１５ｎは、それぞれ上記第１実施形態と同様に、半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎを有している。半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎの一端であるアノード端子は、素子駆動回路１１Ｃの各他端に駆動配線である駆動配線パターン１２１，１２２，…，１２ｎで接続されている。半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎの他端であるカソード端子は、第１の配線である第１の配線パターン１３１，１３２，…，１３ｎでグラウンドＧＮＤに電気的に接続されている。つまり、各発光回路１５１，１５２，…，１５ｎは、各駆動配線パターン１２１，１２２，…，１２ｎ、各半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎ及び各第１の配線パターン１３１，１３２，…，１３ｎで構成されている。これら発光回路１５１，１５２，…，１５ｎは、互いに並列に素子駆動回路１１Ｃに接続されている。なお、本第４実施形態では、半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）素子である。
【００６４】
また、半導体発光素子駆動装置１００Ｃは、各発光回路１５１，１５２，…，１５ｎにそれぞれ等価な複数（ｎ個）の補償回路３５１，３５２，…，３５ｎを備えている。これら補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、発光回路１５１，１５２，…，１５ｎの数と同数である。具体的には、補償回路３５１は、発光回路１５１に対応して設けられたものであり、補償回路３５２は、発光回路１５２に対応して設けられたものであり、補償回路３５ｎは、発光回路１５ｎに対応して設けられたものである。また、半導体発光素子駆動装置１００Ｃは、制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎに電源Ｅからの電流を供給する補償駆動回路３１Ｃを備えている。補償駆動回路３１Ｃの一端は基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続されている。
【００６５】
各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、それぞれの補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎを有している。また、各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎの一端を補償駆動回路３１Ｃの各他端に電気的にそれぞれ接続する補償配線である補償配線パターン３２１，３２２，…，３２ｎを有している。また、各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎの他端をグラウンドＧＮＤに電気的にそれぞれ接続する第２の配線である第２の配線パターン３３１，３３２，…，３３ｎを有している。補償駆動回路３１Ｃは、相補信号がＨＩＧＨレベルのときには、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎに電源Ｅからの電流を供給し、相補信号がＬＯＷレベルのときには、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎへの電流の供給を停止する。また補償駆動回路３１Ｃは、素子駆動回路１１Ｃと同じ回路構成であり、同じ部品で構成されている。したがって、素子駆動回路１１Ｃと補償駆動回路３１Ｃとは同一の特性である。
【００６６】
各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎは、それぞれ誘導性素子であるインダクタ３６１，３６２，…，３６ｎを有している。また、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎは、各インダクタ３６１，３６２，…，３６ｎにそれぞれ直列接続される抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎを有している。また、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎは、各抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎにそれぞれ並列接続される容量性素子であるコンデンサ３８１，３８２，…，３８ｎを有している。具体的には、各インダクタ３６１，３６２，…，３６ｎの一端が各補償配線パターン３２１，３２２，…，３２ｎに接続されている。また、各インダクタ３６１，３６２，…，３６ｎの他端が各抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎの一端に接続されている。また、各抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎの他端が各第２の配線パターン３３１，３３２，…，３３ｎに接続されている。また、各コンデンサ３８１，３８２，…，３８ｎの一端が各抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎの一端に、各コンデンサ３８１，３８２，…，３８ｎの他端が各抵抗素子３７１，３７２，…，３７ｎの他端に接続されている。
【００６７】
そして、各補償素子部３４１〜３４ｎのインダクタ、抵抗素子及びコンデンサの各値（定数）は、各補償回路３５１〜３５ｎが各補償回路３５１〜３５ｎに対応する発光回路１５１〜１５ｎのインピーダンス特性と等価となるように設定されている。具体的に説明すると、補償素子部３４１のインダクタ３６１、抵抗素子３７１及びコンデンサ３８１の各値（定数）は、補償回路３５１のインピーダンス特性が補償回路３５１に対応する発光回路１５１のインピーダンス特性と等価となるように設定されている。同様に、補償素子部３４ｎのインダクタ３６ｎ、抵抗素子３７ｎ及びコンデンサ３８ｎの各値（定数）は、補償回路３５ｎのインピーダンス特性が補償回路３５ｎに対応する発光回路１５ｎのインピーダンス特性と等価となるように設定されている。特に、補償回路３５１〜３５ｎのインピーダンスは、放射ノイズで問題となる３０ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で、発光回路１５１〜１５ｎのインピーダンスと極力等しい周波数特性となるように設定するのがよい。
【００６８】
このように、補償回路３５１のインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路１５１のインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部３４１のインダクタ３６１、抵抗素子３７１及びコンデンサ３８１の各値が設定される。同様に、補償回路３５ｎのインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路１５ｎのインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部３４ｎのインダクタ３６ｎ、抵抗素子３７ｎ及びコンデンサ３８ｎの各値が設定される。つまり、補償回路３５１〜３５ｎのインピーダンス特性が、発光回路１５１〜１５ｎと等価となる。したがって、補償回路３５１〜３５ｎと発光回路１５１〜１５ｎとを互いに相補的に駆動した際に、基幹電源配線パターン１に流れる電流を定電流とすることができるため、基幹電源配線パターン１におけるノイズ電流の発生を抑制することが可能となる。また、補償素子部３４１〜３４ｎを設けたことで、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを駆動配線パターン１２１〜１２ｎの長さと同一とする必要がなくなり、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを短くすることができる。同様に、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを第１の配線パターン１３１〜１３ｎの長さと同一とする必要がなくなり、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを短くすることができる。よって、配線自由度が低い場合でも、電源Ｅから供給される電流の変動を抑制して放射ノイズの低減を図ることができる。
【００６９】
本第４実施形態では、配線自由度の低い場合にも対応すべく、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを駆動配線パターン１２１〜１２ｎの長さよりも短く設定している。また、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを第１の配線パターン１３１〜１３ｎの長さよりも短く設定している。そして、補償駆動回路３１Ｃと補償素子部３４１〜３４ｎとが互いに近接するように基板に配置されている。つまり、補償素子部３４１〜３４ｎは、補償駆動回路３１Ｃと補償素子部３４１〜３４ｎとの距離が、素子駆動回路１１Ｃと半導体レーザ素子１４１〜１４ｎとの距離よりも小さくなるように配置されている。このように補償素子部３４１〜３４ｎを補償駆動回路３１Ｃに近接して配置することができるので、装置を小型化することができる。そして、コンパクトな構造でありながら、補償回路３５１〜３５ｎを発光回路１５１〜１５ｎと等価なインピーダンス特性にすることができ、効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００７０】
特に、電子写真方式の画像形成装置に本第４実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ｃを適用した際には、基板の面積を小さくすることができるので、画像形成装置の金属筐体に安定して固定することができ、レーザ光の軸ぶれを抑制することができる。したがって、画像形成における高速化、高画質化を実現することが可能である。
【００７１】
なお、本第４実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成の発光回路及び補償回路を複数備える場合について説明したが、上記第２実施形態と同様の構成の発光回路及び補償回路を複数備える場合であっても同様の作用効果を奏する。つまり、駆動配線パターン１２１〜１２ｎで半導体レーザ素子１４１〜１４ｎの一端であるカソード端子を素子駆動回路１１Ｃに電気的に接続してもよい。そして、第１の配線パターン１３１〜１３ｎで半導体レーザ素子１４１〜１４ｎの他端であるアノード端子を電源Ｅに電気的に接続してもよい。さらに、補償配線パターン３２１〜３２ｎで補償素子部３４１〜３４ｎの一端を補償駆動回路３１Ｃに電気的に接続してもよい。そして、第２の配線パターン３３１〜３３ｎで補償素子部４３１〜３４ｎの他端を電源Ｅに電気的に接続してもよい。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、本発明に係る第５実施形態の半導体発光素子駆動装置について説明する。図９は、本発明に係る第５実施形態の半導体発光素子駆動装置の概略構成を示す電気回路図である。上記第３実施形態では、１つの半導体レーザ素子を備えた場合について説明したが、本第５実施形態では、複数（ｎ個（ｎは、２以上の整数））の半導体レーザ素子を備える場合について説明する。
【００７３】
本第５実施形態では、半導体発光素子駆動装置１００Ｄは、複数（ｎ個）の発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎと、制御信号に基づいて各発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎに電源Ｅからの電流を供給する素子駆動回路１１Ｃを備えている。素子駆動回路１１Ｃの一端は、基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続されている。各発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎは、それぞれ上記第３実施形態と同様に、半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎを有している。半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎの一端であるアノード端子は、素子駆動回路１１Ｃの各他端に駆動配線１２Ｂ１，１２Ｂ２，…，１２Ｂｎで接続されている。半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎの他端であるカソード端子は、第１の配線である第１の配線パターン１３１，１３２，…，１３ｎでグラウンドＧＮＤに電気的に接続されている。つまり、各発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎは、各駆動配線１２Ｂ１，１２Ｂ２，…，１２Ｂｎ、各半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎ及び各第１の配線パターン１３１，１３２，…，１３ｎで構成されている。これら発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎは、互いに並列に素子駆動回路１１Ｃに接続されている。なお、本第５実施形態では、半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）素子である。
【００７４】
また、半導体発光素子駆動装置１００Ｄは、各発光回路１５Ｂ１，１５Ｂ２，…，１５Ｂｎにそれぞれ等価なｎ個の補償回路３５１，３５２，…，３５ｎを備えている。具体的には、補償回路３５１は、発光回路１５Ｂ１に対応して設けられたものであり、補償回路３５２は、発光回路１５Ｂ２に対応して設けられたものであり、補償回路３５ｎは、発光回路１５Ｂｎに対応して設けられたものである。また、半導体発光素子駆動装置１００Ｄは、制御信号と相補関係にある相補信号に基づいて各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎに電源Ｅからの電流を供給する補償駆動回路３１Ｃを備えている。補償駆動回路３１Ｃの一端は基幹電源配線パターン１を介して電源Ｅに電気的に接続されている。
【００７５】
各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、それぞれの補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎを有している。また、各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎの一端を補償駆動回路３１Ｃの各他端に電気的にそれぞれ接続する補償配線である補償配線パターン３２１，３２２，…，３２ｎを有している。また、各補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎの他端をグラウンドＧＮＤに電気的にそれぞれ接続する第２の配線である第２の配線パターン３３１，３３２，…，３３ｎを有している。補償駆動回路３１Ｃは、相補信号がＨＩＧＨレベルのときには、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎに電源Ｅからの電流を供給し、相補信号がＬＯＷレベルのときには、各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎへの電流の供給を停止する。また補償駆動回路３１Ｃは、素子駆動回路１１Ｃと同じ回路構成であり、同じ部品で構成されている。したがって、素子駆動回路１１Ｃと補償駆動回路３１Ｃとは同一の特性である。
【００７６】
各補償素子部３４１，３４２，…，３４ｎは、上記第４実施形態と同様の構成である。素子駆動回路１１Ｃ、補償駆動回路３１Ｃ、補償回路３５１，３５２，…，３５ｎは、第１の基板２１に配置されている。また、半導体レーザ素子１４１，１４２，…，１４ｎは、第１の基板２１とは別の第２の基板２２に配置されている。ここで、本第５実施形態では、各駆動配線１２Ｂ１，１２Ｂ２，…，１２Ｂｎは、第１の基板２１に配置される配線パターン１２ａ１，１２ａ２，…，１２ａｎを有している。また、各駆動配線１２Ｂ１，１２Ｂ２，…，１２Ｂｎは、第２の基板２２に配置される配線パターン１２ｂ１，１２ｂ２，…，１２ｂｎを有している。各駆動配線１２Ｂ１，１２Ｂ２，…，１２Ｂｎは、第１の基板２１と第２の基板２２とに跨って配線パターン１２ａ１〜１２ａｎと配線パターン１２ｂ１〜１２ｂｎとを電気的に接続する配線ケーブル１２ｃ１〜１２ｃｎを有している。
【００７７】
各補償回路３５１〜３５ｎの第２の配線パターン３３１〜３３ｎは、第１の基板２１に配置されているグラウンドＧＮＤに接続されている。また、各発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎの第１の配線パターン１３１〜１３ｎは、第２の基板２２に配置されているグラウンドＧＮＤに接続されている。各補償素子部３４１〜３４ｎは、補償駆動回路３１Ｃに近接して第１の基板２１に配置されており、各補償配線パターン３２１〜３２ｎは、各駆動配線１２Ｂ１〜１２Ｂｎよりも短く設定することが可能である。つまり、補償配線パターン３２１〜３２ｎについては、配線構造や配線長に制約がほとんどないため、極力短くすることが可能である。
【００７８】
各補償素子部３４１〜３４ｎのインダクタ、抵抗素子及びコンデンサの各値（定数）は、各補償回路３５１〜３５ｎが各補償回路３５１〜３５ｎに対応する発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎのインピーダンス特性と等価となるように設定されている。具体的に説明すると、補償素子部３４１のインダクタ３６１、抵抗素子３７１及びコンデンサ３８１の各値（定数）は、補償回路３５１のインピーダンス特性が補償回路３５１に対応する発光回路１５Ｂ１のインピーダンス特性と等価となるように設定されている。同様に、補償素子部３４ｎのインダクタ３６ｎ、抵抗素子３７ｎ及びコンデンサ３８ｎの各値（定数）は、補償回路３５ｎのインピーダンス特性が補償回路３５ｎに対応する発光回路１５Ｂｎのインピーダンス特性と等価となるように設定されている。特に、補償回路３５１〜３５ｎのインピーダンスは、放射ノイズで問題となる３０ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で、発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎのインピーダンスと極力等しい周波数特性となるように設定するのがよい。
【００７９】
このように、補償回路３５１のインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路１５Ｂ１のインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部３４１のインダクタ３６１、抵抗素子３７１及びコンデンサ３８１の各値が設定される。同様に、補償回路３５ｎのインダクタンス値、容量値及び抵抗値が発光回路１５Ｂｎのインダクタンス値、容量値及び抵抗値と同じ値となるように補償素子部３４ｎのインダクタ３６ｎ、抵抗素子３７ｎ及びコンデンサ３８ｎの各値が設定される。つまり、補償回路３５１〜３５ｎのインピーダンス特性が、発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎと等価となる。したがって、補償回路３５１〜３５ｎと発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎとを互いに相補的に駆動した際に、基幹電源配線パターン１に流れる電流を定電流とすることができるため、基幹電源配線パターン１におけるノイズ電流の発生を抑制することが可能となる。また、補償素子部３４１〜３４ｎを設けたことで、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを駆動配線１２Ｂ１〜１２Ｂｎの長さと同一とする必要がなくなり、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを短くすることができる。同様に、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを第１の配線パターン１３１〜１３ｎの長さと同一とする必要がなくなり、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを短くすることができる。よって、配線自由度が低い場合でも、電源Ｅから供給される電流の変動を抑制して放射ノイズの低減を図ることができる。
【００８０】
本第５実施形態では、配線自由度の低い場合にも対応すべく、補償配線パターン３２１〜３２ｎの長さを駆動配線１２１〜１２ｎの長さよりも短く設定している。また、第２の配線パターン３３１〜３３ｎの長さを第１の配線パターン１３１〜１３ｎの長さよりも短く設定している。そして、補償駆動回路３１Ｃと補償素子部３４１〜３４ｎとが互いに近接するように第１の基板２１に配置されている。つまり、補償素子部３４１〜３４ｎは、補償駆動回路３１Ｃと補償素子部３４１〜３４ｎとの距離が、素子駆動回路１１Ｃと半導体レーザ素子１４１〜１４ｎとの距離よりも小さくなるように配置されている。このように補償素子部３４１〜３４ｎを補償駆動回路３１Ｃに近接して配置することができるので、装置を小型化することができる。そして、コンパクトな構造でありながら、補償回路３５１〜３５ｎを発光回路１５Ｂ１〜１５Ｂｎと等価なインピーダンス特性にすることができ、効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００８１】
また、本第５実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ｄでは、補償素子部３４１〜３４ｎを第１の基板２１に配置したことにより、ｎ個の半導体レーザ素子１４１〜１４ｎに対して基板間に跨る配線ケーブル１２ｃ１〜１２ｃｎの本数をｎ本に削減できる。つまり、図１１に示す半導体発光素子駆動装置では、２ｎ本の配線ケーブルが必要になるが、本第５実施形態では、ｎ本の配線ケーブルが必要となるだけなので、ケーブルの本数を半減することができ、構造を簡略化することができる。
【００８２】
特に、電子写真方式の画像形成装置に本第５実施形態の半導体発光素子駆動装置１００Ｄを適用した際には、基板の面積を小さくすることができるので、画像形成装置の金属筐体に安定して固定することができ、レーザ光の軸ぶれを抑制することができる。したがって、画像形成における高速化、高画質化を実現することが可能である。
【００８３】
なお、本第５実施形態では、上記第３実施形態と同様の構成の発光回路及び補償回路を複数備える場合について説明したが、上記第２実施形態と同様の構成の発光回路及び補償回路を複数備える場合であっても同様の作用効果を奏する。
【００８４】
以上、上記実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記第１〜第５実施形態では、半導体発光素子としてＶＣＳＥＬの場合について説明したが、端面発光型レーザ素子やＬＥＤ素子などのその他の半導体発光素子を用いた場合においても、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１１，１１Ｃ  素子駆動回路
１２  駆動配線パターン（駆動配線）
１２Ｂ，１２Ｂ１〜１２Ｂｎ  駆動配線
１２ｃ，１２ｃ１〜１２ｃｎ  配線ケーブル
１３，１３１〜１３ｎ  第１の配線パターン（第１の配線）
１４，１４１〜１４ｎ  半導体レーザ素子
１５，１５１〜１５ｎ，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｂ１〜１５Ｂｎ  発光回路
２１  基板，第１の基板
２２  第２の基板
３１，３１Ｃ  補償駆動回路
３２，３２１〜３２ｎ  補償配線パターン（補償配線）
３３，３３１〜３３ｎ  第２の配線パターン（第２の配線）
３４，３４１〜３４ｎ  補償素子部
３５，３５Ａ，３５１〜３５ｎ  補償回路
３６，３６１〜３６ｎ  インダクタ（誘導性素子）
３７，３７１〜３７ｎ  抵抗素子
３８，３８１〜３８ｎ  コンデンサ（容量性素子）
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  半導体発光素子駆動装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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