(57)【要約】【課題】ＰＷＭによって定められる発光パルス幅に対してレーザ発光光量を高精度に設定可能とする。【解決手段】半導体レーザを駆動する主電流源と、主電流源と半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第１のパワー変調制御用スイッチおよび第１のＰＷＭ制御用スイッチと、主電流源により半導体レーザを駆動した場合の発光光量の不足分を補足するための電流を供給する少なくとも１つ以上の補助電流源と、補助電流源のそれぞれと前記半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第２以降のパワー変調制御用スイッチおよび第２以降のＰＷＭ制御用スイッチと、光量検出部の出力にもとづいて主電流源および補助電流源をそれぞれＡＰＣ制御するＡＰＣ制御部と、を備えた半導体レーザ駆動装置であって、ＡＰＣ制御部は、光量検出部の出力にもとづいて、ＰＷＭ制御状態で主電流源および補助電流源をＡＰＣ制御する半導体レーザ駆動装置。【選択図】図４
2008027977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザの発光光量を検出する光量検出部と、
前記半導体レーザを駆動する主電流源と、
前記主電流源と前記半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第１のパワー変調制御用スイッチおよび第１のＰＷＭ制御用スイッチと、
前記主電流源により前記半導体レーザを駆動した場合の発光光量の不足分を補足するための電流を供給する少なくとも１つ以上の補助電流源と、
前記補助電流源のそれぞれと前記半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第２以降のパワー変調制御用スイッチおよび第２以降のＰＷＭ制御用スイッチと、
前記光量検出部の出力にもとづいて前記主電流源および前記補助電流源をそれぞれＡＰＣ制御するＡＰＣ制御部と、
前記第１および第２以降のパワー変調用スイッチを個別の信号で制御するパワー変調制御部と、
前記第１および第２以降のＰＷＭ制御用スイッチを共通の信号で制御するＰＷＭ信号制御部と、
を備えた半導体レーザ駆動装置であって、
前記ＡＰＣ制御部は、前記光量検出部の出力にもとづいて、ＰＷＭ制御状態で前記主電流源および前記補助電流源をＡＰＣ制御することを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置において、
前記ＡＰＣ制御部は、複数の駆動パルス幅とこれに対応する複数の光量基準値を予め設定し、前記１つ以上の補助電流源の中からＡＰＣ制御を行う補助電流源を選択し、前記主電流源および選択された補助電流源を、前記複数の駆動パルス幅とこれに対応する複数の光量基準値から選択した所要の駆動パルス幅および光量基準値によりＡＰＣ制御を行うことを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体レーザ駆動装置において、
前記ＡＰＣ制御部は、前記光量検出部の出力を平滑化した値にもとづいてＡＰＣ制御を行うことを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体レーザ駆動装置において、
前記ＡＰＣ制御部は、前記光量検出部の出力のピーク値にもとづいてＡＰＣ制御を行うことを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置において、
ＡＰＣ制御を行った主電流源および補助電流源の制御結果にもとづいて、ＡＰＣ制御を行っていない補助電流源のＡＰＣ制御を行うことを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ駆動時の発光光量が予め設定された値になるように電流制御（以降ＡＰＣという）される半導体レーザ駆動装置に関する。詳しくは、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせて制御するレーザ駆動方式において、高速駆動時の発光光量を高精度に制御可能とする半導体レーザ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光量制御方式として、ドット内でのレーザの発光パルス幅を制御するＰＷＭ方式と、レーザパワーを制御するパワー変調方式がある。高解像度対応等による画像周期の高速化を行うと、ＰＷＭ方式においては低濃度部（パルス幅の細い領域）でレーザ光量不足が発生し、レーザ光量のリニアリティ不良となり階調性が劣化する。一方、ＰＷＭにパワー変調を組み合わせた光量制御方式においては、階調性が劣化する低濃度部においてレーザ光量を最適化することが可能であり、リニアリティ不良を改善できる。
【０００３】
図１に、高速化によるレーザ発光不良に対して、パワー変調による電流加算を行った場合のレーザ発光の様子を示す。
【０００４】
図２に、発光パルス幅に対する光量の関係を対比して示す。ＰＭＷにパワー変調を組み合わせた光量制御方式では、光量が不足するパルス幅の細い領域で光量を加算することで、図示のようにリニアリティ劣化を改善することができる。このため、画像クロックの高速化への対応手法として、ＰＷＭにパワー変調を組み合わせた光量制御方式が用いられる。
【０００５】
図３は、特許文献１で示されている、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御方式の回路構成図である。図３の構成では、電流源３０８，３１０に対してスイッチング回路３０７，３０９がそれぞれ接続されている。電流源３０８が発生する電流をＩ１、電流源３１０が発生する電流をＩ２とすると、レーザ駆動電流はスイッチング回路３０７，３０９をそれぞれ独立に動作させることによって、Ｉ１，Ｉ２，およびＩ１＋Ｉ２の３パターン作ることができる。各スイッチング回路の駆動を指示するＶｉｎ１，Ｖｉｎ２は、パワー切換回路３０２からドット毎に選択的に出力される信号Ｓ１，Ｓ２と、ＰＷＭ信号の論理和である。例えば、Ｓ１信号がＨｉなら、ＰＷＭ信号はそのままＡＮＤゲート３０３を通過して、スイッチング回路３０７を駆動し、ＰＷＭ信号に追従して電流Ｉ１がレーザ３１１に流れる。Ｓ１がＬｏｗなら、スイッチング回路３０７はＰＷＭ駆動せずＩ１はレーザ３１１に流れない。Ｓ１，Ｓ２をドット毎に切換えることで、ドット毎に使用する駆動電流値（Ｉ１，またはＩ２，またはＩ１＋Ｉ２）を選択し、ＰＷＭ駆動させることができる。ＰＷＭ信号とＳ１，Ｓ２信号は、入力されたＶｉｄｅｏ信号をもとにＰＷＭ回路３０１、パワー切換回路３０２により生成される。
【０００６】
特許文献２は、複数の定電流源と定電流回路それぞれに対してスイッチングを行うスイッチング回路を持ち、定電流源を選択駆動し強度変調を行う半導体レーザ駆動装置を開示している。ここでは、各スイッチング回路と制御部を接続する複数の信号線が略同一の長さであることと、信号線に負荷調整回路を備えることで、信号線の浮遊容量等の調整を行いスイッチングタイミングのずれを低減する技術が示されている。
【特許文献１】特開平４−７７０５０号公報
【特許文献２】特開平１０−１７３２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御を行う半導体レーザ駆動装置を高速で駆動させる場合において、パルス幅に対する発光光量を正確に制御するには、レーザ駆動を行う電流源の電流値設定に問題があった。以下にその問題について述べる。
【０００８】
前述した構成の半導体レーザ駆動装置は、ＰＷＭに追従して駆動する複数の電流スイッチへの入力信号が位相ずれを起こしやすく、パルス電流を重畳してパワー変調を行った場合、位相ずれによって発光パルスに歪みが発生するため、発光光量が不安定になる。入力信号の位相ずれは、伝播遅延時間の差以外でも、信号線の浮遊容量等の違いによっても生じる。完全に位相ずれをなくすためには、信号線の引き回しや線の太さ、長さに特別な配慮が必要であり、レーザ駆動の高速化とともに調整が困難となりコストアップを引き起こしてしまう。
【０００９】
また、半導体レーザ駆動装置におけるスイッチ素子のスイッチング速度の影響により、レーザ駆動電流のスイッチングを指示するＰＷＭ信号に対して、レーザの発光パルス幅が細くなる場合がある。また、回路のインピーダンスの影響により、レーザ光波形にオーバーシュートやリンギングが生じる場合がある。これらの場合に、連続発光時の発光光量からパルス発光時の発光光量を予測することが困難となる。
【００１０】
このため、従来の連続点灯時の発光光量を基に電流制御を行うＡＰＣ方式では、パルス発光時の発光光量を高精度に制御することは困難となる。特に高速で半導体レーザを駆動させる場合の発光光量は、駆動回路およびレーザ素子のスイッチング速度、駆動回路のインピーダンスの影響を受けやすくなり、レーザ素子や基板毎の製造ばらつきによって個体差を生じやすい。また、パルス発光時の発光光量はレーザ素子や基板間でばらついてしまう。基板間のばらつきを抑えるため、工場出荷時等において基板毎に調整を行ったとしても、レーザ素子の温度変化や、劣化による駆動電流の変化によって、レーザの発光光量は経時的に劣化してしまい、ＡＰＣの精度は低下する。
【００１１】
本発明は、このような状況の下でなされたもので、次の半導体レーザ駆動装置を提供することを課題とするものである。
【００１２】
ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御を行う半導体レーザ駆動装置において、ＰＷＭ信号で定めるレーザ駆動パルス幅に対して光量が高精度に制御される半導体レーザ駆動装置。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明では、半導体レーザ駆動装置を次の（１）のとおりに構成する。
【００１４】
（１）半導体レーザと、
前記半導体レーザの発光光量を検出する光量検出部と、
前記半導体レーザを駆動する主電流源と、
前記主電流源と前記半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第１のパワー変調制御用スイッチおよび第１のＰＷＭ制御用スイッチと、
前記主電流源により前記半導体レーザを駆動した場合の発光光量の不足分を補足するための電流を供給する少なくとも１つ以上の補助電流源と、
前記補助電流源のそれぞれと前記半導体レーザとの間に順次直列に接続された、第２以降のパワー変調制御用スイッチおよび第２以降のＰＷＭ制御用スイッチと、
前記光量検出部の出力にもとづいて前記主電流源および前記補助電流源をそれぞれＡＰＣ制御するＡＰＣ制御部と、
前記第１および第２以降のパワー変調用スイッチを個別の信号で制御するパワー変調制御部と、
前記第１および第２以降のＰＷＭ制御用スイッチを共通の信号で制御するＰＷＭ信号制御部と、
を備えた半導体レーザ駆動装置であって、
前記ＡＰＣ制御部は、前記光量検出部の出力にもとづいて、ＰＷＭ制御状態で前記主電流源および前記補助電流源をＡＰＣ制御する半導体レーザ駆動装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御を行う半導体レーザ駆動装置において、ＰＷＭ信号で定めるレーザ駆動パルス幅に対して光量が高精度に制御される半導体レーザ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、半導体レーザ駆動装置の実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１７】
図４は、実施例１である、“半導体レーザ駆動装置”の構成を示すブロック図である。すなわち、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせてレーザの光量制御を行う半導体レーザ駆動装置のブロック図である。
【００１８】
以下に図４の構成における、半導体レーザ４０８のスイッチング動作について説明する。半導体レーザ４０８は、レーザ駆動電流ＩＳＷによって駆動している。レーザ駆動電流ＩＳＷは、電流源４１０，４１１，４１２の出力電流ＩＳＷ０，ＩＳＷ１，ＩＳＷ２を選択的に加算したものである。画像領域においては、パワー変調制御部４０２によって制御される電流スイッチ４１３，４１４，４１５により、画素毎に電流源４１０，４１１，４１２のＯＮ，ＯＦＦが制御される。ここでＯＮ状態となった電流源の出力電流は、画素内でＰＷＭ信号によりスイッチングする電流スイッチ４１６，４１７，４１８によって、各々スイッチングしてＰＷＭ信号に同期してパルス幅制御される。画像情報にもとづき、画素毎に電流源の選択と、ＰＷＭ信号のパルス幅を制御することで、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせたレーザ駆動を行う。
【００１９】
本実施例においては、電流スイッチ４１６，４１７，４１８は、共通の信号ラインでＰＷＭ信号生成部と接続しており、電流スイッチ４１６，４１７，４１８は共通の駆動信号でオン、オフが制御される。この構成では、電流スイッチ４１６，４１７，４１８間のスイッチングタイミングにずれが発生しにくく、各電流源から発生させたパルス電流を足し合わせる際に、波形歪みを低減することができる。また、電流スイッチ４１６，４１７，４１８間の配線長を最短にすることにより、入力ＰＷＭ信号の位相ずれを更に低減することができ、各電流スイッチに対して入力信号位相調整手段を設けなくても、高速駆動時に安定したパワー変調駆動が可能となる。
【００２０】
図５に高速でＰＷＭ駆動を行ったときのレーザ発光光量の様子と、本実施例においてＰＷＭとパワー変調を組み合わせて光量補正を行う場合の、ＰＷＭのパルス幅に対する光量値についての一例を示す。ＰＷＭ駆動による光量制御では、ｃ，ｄ，ｅ点でのパルス幅に対する光量は、パルス幅に対して線形に変化している。しかし、パルス幅の細いａ，ｂ点ではレーザの発光不良が発生し、光量が不足している。このａ，ｂ点においては、レーザ駆動装置のスイッチング速度に対して、駆動信号のパルス幅が細いことから、レーザ駆動電流はＡＰＣにより制御した電流源の出力電流値Ｉｓｗ０まで立ち上がらず、発光不良が発生する。そこで、ａ，ｂ点での発光光量がｃ，ｄ，ｅ点での発光光量に対してリニアリティを保つように、ａ点にはスイッチング電流Ｉｓｗ１、ｂ点にはスイッチング電流Ｉｓｗ２を加算する。
【００２１】
本実施例においては、半導体レーザをパルス駆動させた場合の発光光量が、基準値と一致するように各電流源の出力電流値が制御される。また、レーザ温度変動、劣化による光量変動をなくすために、各電流源の出力電流は定期的に制御される。以下に、本実施例における電流源４１０，４１１，４１２の出力電流制御方式（ＡＰＣ方式）について詳細を述べる。
【００２２】
各電流源のＡＰＣは、ページ間、ライン間等の非画像領域で各々行われる。各電流源のＡＰＣ期間でのレーザの駆動状態、電流源の出力電流値は、電流源毎にＡＰＣ制御部４０４によって指示される。各電流源のＡＰＣ期間は、パワー変調制御部４０２、ＰＷＭ信号生成部４０３は、ＡＰＣ制御部４０４からの指示によって信号を生成し、レーザ駆動を行う電流源の選択と発光パルス幅を制御する。
【００２３】
各電流源の出力電流制御期間において、レーザの発光光量は、フォトダイオードＰＤ４０７によって検知され、ＡＰＣ回路４０６では、フォトダイオードＰＤ４０７で検知された光量が、予め設定された基準値となるように、電流源の出力電流を制御する。
【００２４】
図６にＡＰＣ回路４０６について回路構成を示す。ＡＰＣ回路４０６は、フォトダイオードＰＤ４０７の出力値と、各電流源の出力電流設定を行うための光量基準値（ＤＡからの出力値）が入力し、両者を比較するコンパレータ６０１を有する。そして、コンパレータ６０１および電流源４１０，４１１，４１２各々に対応するサンプルホールド回路Ｓ／Ｈ回路６０２，６０３，６０４により構成されている。ＡＰＣ制御部４０４からの制御信号により、各電流源４１０、４１１、４１２のサンプル・ホールドのタイミングが指示される。
【００２５】
図７に図４記載の電流源４１０，４１１，４１２の電流制御シーケンスを示す。
電流源４１０の出力電流ＩＳＷ０の制御では、まず、電流スイッチ４１３をＯＮ状態とし、ＰＷＭ信号生成部から同一パルス幅のＰＷＭ信号を連続して発生させる。このときのレーザ駆動電流はＩＳＷ０であり、ＰＷＭ信号のパルス幅は、図５のｃ，ｄ，ｅ点のいずれか一つのパルス幅を選択する。次に、ＡＰＣ回路９０６に前段で選択したパルス幅に対応した光量基準値Ｖ０を入力し、Ｓ／Ｈ回路６０２をサンプリング状態にする。この時、電流源４１０の出力電流値Ｉｓｗ０は、出力電流をパルス駆動させた時の発光光量が、光量基準値Ｖ０と一致するように出力電流調整される。次にＳ／Ｈ回路６０２をホールド状態にして出力電流値を保持する。ここで、出力電流制御期間において複数ある電流源の出力電流制御は、電流源毎に一つずつ行われ、同時に２つ以上の電流源の出力電流が変動しないように、制御される。
【００２６】
電流源４１１の出力電流値ＩＳＷ１の制御では、まず、電流スイッチ４１３，４１４をＯＮ状態とし、レーザ駆動電流ＩＳＷ０＋ＩＳＷ１でレーザ発光を行う。ＰＷＭ信号生成部からは、図５のａ点でのパルス幅で連続パルス駆動を行う。次に、ＡＰＣ回路にパルス幅ａに対応した光量基準値Ｖ１を入力し、Ｓ／Ｈ回路６０３をサンプリング状態として、パルス幅ａでパルス駆動時のレーザの検知光量が光量基準値Ｖ１と一致するように、電流源の出力電流値ＩＳＷ１の調整を行う。ここで、光量基準値Ｖ１は、パルス幅に対する光量値が、ｃ，ｄ，ｅに対して線形性を保つようにＡＰＣ制御部において予め設定される。また、電流源４１１の出力電流ＩＳＷ１の制御時においては、電流源４１０からの出力電流ＩＳＷ０は、前もって設定されているものとする。
【００２７】
電流源４１２の出力電流値ＩＳＷ２の制御では、電流スイッチ４１３，４１５をＯＮ状態とし、レーザ駆動電流ＩＳＷ０＋ＩＳＷ２でレーザ発光を行う。ＰＷＭ信号生成部からは、図５のｂ点でのパルス幅で連続パルス駆動を行う。次に、ＡＰＣ回路にパルス幅ｂに対応した光量基準値Ｖ２を入力し、Ｓ／Ｈ回路６０３をサンプリング状態として、パルス幅ｂでパルス駆動時のレーザの検知光量が光量基準値Ｖ２と一致するように、電流源４１２の出力電流値ＩＳＷ２の調整を行う。ここで、光量基準値Ｖ２は、光量基準値Ｖ１と同様にパルス幅に対する光量値が、ｃ，ｄ，ｅに対してリニアリティを保つように、ＡＰＣ制御部において予め設定される。
【００２８】
本実施例が示す構成においては、電流源と電流スイッチを増設することで、より多くのパルス幅に対して補正が可能となり、滑らかな階調再現が可能である。ただし、電流源と電流スイッチを増設した場合、各電流源に対して各々ＡＰＣを行う方式では、全ての電流源の電流値を設定するのに時間がかかるという問題が発生する。そこで、ライン間、ページ間において、ＡＰＣを行うのに十分な時間がない場合、代表とする複数の電流源に対してＡＰＣを行い、該電流源各々の出力電流値を検出する。そして、検出された出力電流値とパルス幅のデータから各パルス幅に対する加算電流値を算出し、各電流源に対して出力電流の設定を行うための、電流値検出・演算部を設けても良い。図８に、電流値検出・演算部を設けた構成について示す。図８の構成では、電流源８１０および８１１の出力電流値を基に演算部８２０で補間データを作成し、補間データを基に電流源８１２の出力電流が設定される。
【００２９】
本実施例が提案するパワー変調回路を用いたレーザ駆動電流設定手法は、実画像での画像書き込み時と等しい速度でレーザを駆動させて、其の時の光量を基にレーザ駆動電流の設定を行っている。このため、レーザの立ち上がり特性にばらつきが生じたとしても、発光光量をパルス幅に対応して高精度に制御できる。特に、レーザを高速駆動させる場合において、波形歪や、鈍りが生じても、光量を安定化することができる。また、熱によるレーザの発光特性の変動や、経時劣化によってレーザのスイッチング特性が変化しても、常に一定の光量を維持できる。光量基準値の設定によってパルス幅に対する光量設定が可能なので、感光体ドラムの特性に合わせて発光パルス幅に対する光量を調整することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例によれば、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御を行う半導体レーザ駆動装置において、ＰＷＭ信号で定めるレーザ駆動パルス幅に対して光量が高精度に制御される半導体レーザ駆動装置を提供することができる。
【実施例２】
【００３１】
図９は、実施例２である、“半導体レーザ駆動装置”の構成を示すブロック図である。本実施例は、実施例１の半導体レーザ駆動装置の光量検知装置として、フォトダイオードＰＤ出力を平滑化する積分回路９２０を付加したものである。
【００３２】
以下に、本実施例装置の動作について説明する。なお、画像情報に対する各電流スイッチの制御、ＡＰＣ制御のシーケンスは実施例１と同様に制御されるので、ここでの説明は省略する。
【００３３】
本実施例においては、フォトダイオードＰＤ９０７の出力に対して平滑化を行うための積分回路９２０を設けており、ＡＰＣ回路９０６では、フォトダイオードＰＤ出力の積分値が光量基準値と一致するように、電流源の出力電流が制御される。
【００３４】
図１０−ａにレーザをパルス発光させた時のレーザ発光、フォトダイオードＰＤ出力、図１０−ｂに積分回路出力を示す。レーザを高速でパルス駆動させた時の発光光量を受光素子で受光する場合において、受光素子からの出力波形は受光素子の周波数特性に影響を受ける。レーザの駆動速度に対して受光素子の応答速度が遅い場合、レーザの駆動速度に受光素子の応答が追いつかず、出力波形に鈍りや歪みが発生する。また、レーザの駆動速度が速くなっていくと、受光素子、および、Ｉ−Ｖ変換回路の周波数特性により、ノイズが発生しやすくなる。このため、出力波形をそのままＡＰＣ回路のコンパレータに入力すると、ＡＰＣ動作が不安定になりやすく、精度が悪くなる。
【００３５】
そこで、本実施例の半導体レーザ駆動装置においては、積分回路により出力波形の平滑化を行い、平滑化された積分回路出力値をＡＰＣ回路９０６に入力する。フォトダイオードＰＤ９０７出力の積分値は、レーザ発光強度と発光パルス幅に比例して変化するため、フォトダイオードＰＤ出力の積分値が所望の値となるように電流源の出力電流を制御することで、レーザの発光光量を所望の値に制御できる。
【００３６】
本実施例においては、フォトダイオードＰＤからの出力に対して出力波形の平滑化を行うため、発光光量を安定して検知可能である。また、積分回路における容量成分等のインピーダンス調整により、フォトダイオードＰＤ、および、周辺回路の速度応答性やインピーダンスに対応した出力波形のコントロールを行うことで、ＡＰＣの安定化と精度の向上が可能となる。また、後述の実施例３と対比して、高速応答可能な受光素子を使用する必要がないため低コストでの実現が可能であり、フォトダイオードＰＤ波形にオーバーシュート等の乱れが発生しても安定した光量検知が可能となる。
【実施例３】
【００３７】
図１１は、実施例３である、“半導体レーザ駆動装置”の構成を示すブロック図である。本実施例は、実施例１の半導体レーザ駆動装置の光量検知装置として、フォトダイオードＰＤ出力のピーク値を検出するピークホールド回路１１２０を付加したものである。
【００３８】
以下に、本実施例装置の動作について説明する。なお、画像情報に対する各電流スイッチの制御、ＡＰＣ制御のシーケンスは実施例１と同様に制御されるので、ここでの説明は省略する。
【００３９】
本実施例ではピークホールド回路１１２０によって、連続パルス発光させた時のフォトダイオードＰＤ出力のピーク検出を行い、検知したフォトダイオードＰＤ出力のピーク値が設定した光量基準値と一致するように電流源の出力電流を制御する。ここで、レーザ光量の検知に用いるフォトダイオードＰＤ素子は、ＡＰＣを行う際のレーザ駆動周波数、光量ピーク値に対して速度応答性と感度を有するものを使用する。また、ピーク検出を行うピークホールド回路も同様に、レーザ駆動周波数に対して速度応答性を有するものを使用する。
【００４０】
図１０−ｃに連続パルス発光時のフォトダイオードＰＤ出力値を、ピークホールド回路によりピーク検出した波形を示す。ピークホールド回路では、ＡＰＣを行う期間においてフォトダイオードＰＤの出力最大値を保持し、ＡＰＣの開始前、および、終了後に、出力値がグランドレベルに固定されるように制御する。ＡＰＣ制御部では、ＡＰＣの対象となる電流源の出力電流を段階的に上げていき、ピークホールド回路の出力値が光量基準値と一致したところで、電流源の出力電流を固定する。
【００４１】
ＡＰＣ制御部には、各パルス幅に対して光量基準値を予め設定しており、パルス幅に対して発光光量がリニアリティを有するように、光量基準値を設定する。レーザ発光時のオーバーシュートや、フォトダイオードＰＤ、ピークホールド回路での波形歪等の影響により、ピーク値に対する発光光量の予測が困難な場合がある。この場合、工場出荷時などに発光光量に対応したピーク値の測定を行い、パルス幅と発光光量のリニアリティ特性が最適となるように、光量基準値を設定する。
【００４２】
本実施例においては、実施例２に示される、フォトダイオードＰＤ波形の積分値をもとに電流源の出力制御を行う方式と比較して、フォトダイオードＰＤ出力波形を鈍らせることなく光量を検知するため、短時間で出力電流の制御を行うことができる。このため、ライン間の非画像領域において時間的な余裕がない光学系においても出力電流が制御可能であり、また、ＡＰＣを行う電流源の数が多い場合でも、ＡＰＣの頻度を増やすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のＰＷＭ方式において発生するレーザ発光不良と、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた方式により改善されるレーザ発光の様子を示す図
【図２】従来のＰＷＭ方式において発生するリニアリティ不良と、ＰＷＭとパワー変調を組み合わせた方式によるリニアリティ改善の様子を示す図
【図３】特許文献１で示されているＰＷＭとパワー変調を組み合わせた光量制御を行う半導体レーザ駆動装置の構成図
【図４】実施例１である半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図
【図５】実施例１によるリニアリティ改善の様子を示す図
【図６】実施例１で用いるＡＰＣ回路の構成を示すブロック図
【図７】実施例１におけるＡＰＣシーケンスを示す図
【図８】実施例１の変形の構成を示すブロック図
【図９】実施例２である半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図
【図１０−ａ】半導体レーザ駆動装置のＡＰＣ期間でのフォトダイオードＰＤ出力波形を示す図
【図１０−ｂ】実施例２の半導体レーザ駆動装置におけるＡＰＣ期間での積分回路出力波形を示す図
【図１０−ｃ】実施例２の半導体レーザ駆動装置におけるＡＰＣ期間でのピークホールド回路出力波形を示す図
【図１１】実施例３である半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４４】
４０２      パワー変調制御部
４０３      ＰＷＭ信号生成部
４０４      ＡＰＣ制御部
４０７      フォトダイオード
４０８      半導体レーザ
４１０，４１１，４１２    電流源
４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８    電流スイッチ
【図１】
2008027977.tif 000003
【図２】
2008027977.tif 000004
【図３】
2008027977.tif 000005
【図４】
2008027977.tif 000006
【図５】
2008027977.tif 000007
【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−ａ】
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【図１０−ｂ】
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【図１０−ｃ】
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【図１１】
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