(57)【要約】【課題】  半導体レーザを低い電流で駆動する際にも、正常なＡＰＣ制御およびレーザ駆動を可能とし、安定した光出力でレーザ駆動できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  充放電されるホールドコンデンサの電圧をオフセットさせるオフセット電圧生成手段を有し、オフセット電圧生成手段が前記ホールドコンデンサのホールド電圧をオフセットすることにより、充放電回路内部に構成されている充放電トランジスタを能動領域で駆動できる。従って、半導体レーザを低い電流で駆動する際にも安定したＡＰＣ制御および半導体レーザ駆動が可能となる。【選択図】  図１
2008307851.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出力に応じてモニタ電流を生成する光検出手段と、前記光検出手段が出力するモニタ電流をモニタ電圧に変換するモニタ電圧変換手段と、前記モニタ電圧変換手段が出力するモニタ電圧と基準電圧を比較する比較手段と、半導体レーザの出射光量に対応する電圧を保持するホールドコンデンサと、前記比較手段の比較結果に応じて前記ホールドコンデンサへ充放電を行う充放電手段と、半導体レーザに流すレーザ駆動電流を制限する制限抵抗と、前記ホールドコンデンサに充放電されたホールド電圧を前記制限抵抗に印加してレーザ駆動電流を決定するホールド電圧−電流変換手段とを有し、前記充放電手段は、内部に構成されたトランジスタをスイッチングすることによって一定電流で充放電を行う画像形成装置において、
レーザ駆動電流量を変えずに前記制限抵抗の電圧値をオフセットするオフセット電圧生成手段を有し、前記オフセット電圧生成手段が前記制限抵抗に対して生じせしめたオフセット電圧によって、ホールド電圧値をオフセットさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記オフセット電圧は、前記充放電手段の内部に構成されたトランジスタのコレクタ-エミッタ電圧が能動領域となる電圧値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端あるいは下端に接続されたダイオードであり、前記ダイオードが発生させる順方向電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端あるいは下端に接続されたツェナ−ダイオードであり、前記ツェナ−ダイオードが発生させるツェナ−電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端に接続された分圧抵抗であり、前記制限抵抗と前記分圧抵抗との分圧によって発生する電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記オフセット電圧生成手段は、前記充放電手段と１つのＩＣパッケージで構成することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感光体に帯電、露光、現像を繰り返して画像を形成するレーザプリンタやデジタル複写機などに利用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、感光体の感光面を一様に帯電する帯電装置と、記録情報に応じた静電潜像を帯電された感光面に形成する潜像形成装置と、静電潜像を現像する現像装置と、感光面に現像された現像剤を記録紙に転写する転写装置と、記録紙上の現像剤を記録紙に定着させる定着装置とを有するものが一般的である。
【０００３】
画像形成装置は、感光面を移動させながら逐次的に静電潜像形成を行い、現像装置は静電潜像に対して選択的に現像剤を現像し、前記転写装置によって記録紙に転写する。現像剤が転写された記録紙は、前記定着装置によって加圧されながら加熱されることにより、現像剤は溶融固着され記録紙に定着される。
【０００４】
前記帯電された感光面に記録情報に応じた静電潜像を形成する手段としては、電子写真方式の画像形成装置の場合、半導体レーザからのビーム光を照射する方式が一般的である。また感光面は感光体ドラムや、感光体ベルトで構成されており、感光面を移動させながら潜像を形成するラスタスキャンと呼ばれる方式が一般的である。
【０００５】
次に半導体レーザの一般的な電流−光出力特性を図２に示す。図２に示すように半導体レーザの光出力特性は周囲の温度変化に敏感なため、一定電流で駆動していても周囲の温度変化あるいは自己発熱等により、光出力は大きく変動してしまう。また、図３に示すように寿命劣化に対しも、光出力特性が大きく変動してしまう。
【０００６】
半導体レーザにおける光出力の温度依存性や寿命劣化特性に対応するため、一般に半導体レーザのパッケージ内部には、モニタダイオードと呼ばれるフォトダイオードが組み込まれている。このフォトダイオードが半導体レーザの光出力をモニタし、光出力を一定に保つことができるようにしている。このようなフィードバック制御をＡＰＣ制御(自動光出力制御)と呼んでいる。
【０００７】
レーザビームプリンタ等において、画像データに応じて半導体レーザをオン／オフさせるような駆動回路においては、レーザ点灯の時間が不規則なため、一般に画像領域外で一定時間レーザを点灯させてＡＰＣ制御を行うことが一般的である。
【０００８】
従来のレーザ駆動回路の一例を図４に示す。図４のレーザ駆動回路において、１は半導体レーザ、２はレーザ光量に応じてモニタ電流を発生させるフォトダイオード、３はレーザ駆動電流の負荷抵抗、４は画像データに応じて選択的に半導体レーザ１もしくは負荷抵抗３に駆動電流を流す電流スイッチング回路、５は基準電圧源、６はコンパレータ、７はモニタ電流をモニタ電圧に変換するモニタ電流検出抵抗、８はホールドコンデンサ、９はホールドコンデンサ８に対して充電あるいは放電を行うサンプル＆ホールド回路、１０はホールドコンデンサの両端の電圧(以後、ホールド電圧ＶＣＨという)を電流に変換するホールド電圧-電流変換回路、１３は前記ホールド電圧-電流変換回路によって変換された電流を増幅して半導体レーザに供給する増幅器、１１はレーザ駆動電流を制限する制限抵抗、１２はＡＰＣ制御あるいは画像データに基づいたレーザ発光モードを制御するコントロール制御部である。
【０００９】
コントロール制御部１２よりＡＰＣ制御モードに切り換えられると、ホールド電圧-電流変換部１０は、ホールドコンデンサ８のホールド電圧ＶＣＨと同程度の電圧を制限抵抗１１に印加して、レーザ駆動電流に変換する。増幅器１３は、ホールド電圧-電流変換部１０によって変換されたレーザ駆動電流を増幅し、増幅したレーザ駆動電流を半導体レーザ１に供給する。半導体レーザ１は、レーザ駆動電流量に応じた光量で発光する。フォトダイオード２は、半導体レーザ１のレーザ光量に応じて、モニタ電流Ｉｍを発生させる。モニタ電流検出抵抗７は、発生したモニタ電流Ｉｍをモニタ電圧Ｖｍに変換させる。コンパレータ６は、変換されたモニタ電圧Ｖｍと基準電圧源５が生成する基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する。サンプル＆ホールド回路９は、コンパレータ６の比較結果より変換されたモニタ電圧Ｖｍと基準電圧Ｖｒｅｆが一致するように内部の充放電回路を使用してホールドコンデンサ８に充放電を行う。このようにレーザ駆動回路は、フォトダイオードに流れるモニタ電流をフィードバックすることにより、レーザ光量を制御する回路である。また、検出抵抗はモニタ電流をモニタ電圧に変換するゲインの役割も兼ねている。このゲインである検出抵抗の抵抗値を調整することによって、レーザ光量を調整することが可能となる。
【００１０】
次にサンプル＆ホールド回路９の内部に構成されている充放電回路を図５に示す。充放電回路は、トランジスタ１８とトランジスタ１９をスイッチングすることによって、ホールドコンデンサ８に定電流で充電や放電を行う。以下、トランジスタ１８とトランジスタ１９のように充放電でスイッチングされるトランジスタを総称して充放電トランジスタという。トランジスタ１８とトランジスタ１９は、どちらか一方がＯＮになれば、もう一方は必ずＯＦＦとなるように構成されている。トランジスタ１８がＯＮをすることで充電を行い、トランジスタ１９がＯＮすることで放電を行う。
【００１１】
レーザプリンタなどの画像形成装置では、前記レーザ駆動回路構成によってＡＰＣ制御が行われている。
【００１２】
近年、エンジンの高速化に伴ってレーザダイオードの低しきい値化が進んでいる。エンジンの速度切り換えモードなど、レーザ光量を低光量に切り換えてレーザを駆動する際には、半導体レーザは、数mAオーダの電流値で駆動される。また、レーザダイオードの寿命劣化が発生しても光量を一定に保つためには、数十mA程度の駆動電流が必要となる。従って、半導体レーザを数mA〜数十mAの電流で安定して駆動できるレーザ駆動回路が求められている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平8-88429号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、数mAオーダの低い電流で半導体レーザを駆動する際のＡＰＣ制御に以下の課題がある。図６に充放電回路内部に構成されているトランジスタ１２および１３のコレクタ-エミッタ間電圧Ｖｃｅとコレクタ電流Ｉｃの関係を示す。低い電流で半導体レーザを駆動する回路において、ＡＰＣ制御では、ホールドコンデンサ８のホールド電圧が低い電圧値に制御される。ホールド電圧値が低く制御されると、特にトランジスタ１３のコレクタ-エミッタ間電圧Ｖｃｅが低くなり、飽和状態となってしまう。
【００１４】
飽和状態になると、トランジスタ１３のコレクタ電流Ｉｃが低くなるため、特に放電電流量が著しく下がり、結果的にＡＰＣ制御に必要な時間が長くなってしまう。また、半導体レーザは、図２に示すように温度が下がると発光効率が上がるため、さらに低いレーザ駆動電流に制御される。レーザ駆動電流が低くなると、さらにホールド電圧が低く制御され、放電電流量が小さくなる。たとえば、１ラインごとに非画像領域でＡＰＣ制御を行っている画像形成装置においては、放電電流が小さくなると、ＡＰＣ制御を行っても非画像領域を走査する時間内に放電が間に合わなくなり、レーザ光量が設定光量に収束しないという問題があった。
【００１５】
本出願に係る第１の目的は、半導体レーザを低い電流で駆動する際にも、正常なＡＰＣ制御およびレーザ駆動を可能とし、安定した光出力でレーザ駆動できる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】
【００１６】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、半導体レーザと、前記半導体レーザの出力に応じてモニタ電流を生成する光検出手段と、前記光検出手段が出力するモニタ電流をモニタ電圧に変換するモニタ電圧変換手段と、前記モニタ電圧変換手段が出力するモニタ電圧と基準電圧を比較する比較手段と、半導体レーザの出射光量に対応する電圧を保持するホールドコンデンサと、前記比較手段の比較結果に応じて前記ホールドコンデンサへ充放電を行う充放電手段と、半導体レーザに流すレーザ駆動電流を制限する制限抵抗と、前記ホールドコンデンサに充放電されたホールド電圧を前記制限抵抗に印加してレーザ駆動電流を決定するホールド電圧−電流変換手段とを有し、前記充放電手段は、内部に構成されたトランジスタをスイッチングすることによって一定電流で充放電を行う画像形成装置において、レーザ駆動電流量を変えずに前記制限抵抗の電圧値をオフセットするオフセット電圧生成手段を有し、前記オフセット電圧生成手段が前記制限抵抗に対して生じせしめたオフセット電圧によって、ホールド電圧値をオフセットさせることを特徴とする。
【００１７】
本出願に係る第２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記オフセット電圧は、前記充放電手段の内部に構成されたトランジスタのコレクタ-エミッタ電圧が能動領域となる電圧値であることを特徴とする。
【００１８】
本出願に係る第３の発明は、請求項１記載または請求項２記載の画像形成装置において、前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端あるいは下端に接続されたダイオードであり、前記ダイオードが発生させる順方向電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする。
【００１９】
本出願に係る第４の発明は、請求項１記載または請求項２記載の画像形成装置において、前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端あるいは下端に接続されたツェナ−ダイオードであり、前記ツェナ−ダイオードが発生させるツェナ−電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする。
【００２０】
本出願に係る第５の発明は、請求項１記載または請求項２記載の画像形成装置において、前記オフセット電圧生成手段は、前記制限抵抗の上端に接続された分圧抵抗であり、前記制限抵抗と前記分圧抵抗との分圧によって発生する電圧をオフセット電圧とすることを特徴とする。
【００２１】
本出願に係る第６の発明は、請求項１記載、または請求項２、または請求項３、または請求項４、または請求項５記載の画像形成装置において、前記オフセット電圧生成手段は、前記充放電手段と１つのＩＣパッケージで構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、充放電されるホールドコンデンサの電圧をオフセットさせるオフセット電圧生成手段を有し、オフセット電圧生成手段が前記ホールドコンデンサのホールド電圧をオフセットすることにより、充放電回路内部に構成されている充放電トランジスタを能動領域で駆動できる。従って、半導体レーザを低い電流で駆動する際にも安定したＡＰＣ制御および半導体レーザ駆動が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１について説明する。本実施例は、画像形成装置の代表例としてカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と呼ぶ。）を用いて説明を行う。しかし本発明は電子写真技術を応用したファクシミリ、複写機などにも同様に適用できる。
【００２５】
図７は、本実施例１における画像形成装置の概略構成である。図７において、１は半導体レーザ、３０は画像信号生成部、３１はレーザ駆動制御部、３２はコリメートレンズ、３３は回転多面鏡、３４はｆθレンズ、３５はミラー、３６は主走査同期検出手段、３７は感光体、２はレーザ光量検  出手段、３８はＣＰＵである。
【００２６】
プリンタ（図示なし）は、コントローラまたはホストコンピュータから印字コマンドを受けると、画像形成を開始する。
【００２７】
まず、ＣＰＵ１３は、レーザ駆動制御部３１にレーザを駆動させる信号を送る。これを制御信号ｋとよぶ。レーザ駆動制御部３１は半導体レーザ１を駆動し、レーザ光を出射する。主走査同期検出手段３６は、回転多面鏡３３に反射したレーザ光を受光することにより主走査同期信号を生成する。これをＢＤ信号ｄと呼ぶ。レーザ光量検出手段２は、半導体レーザ１が出射するレーザ光をモニタ光ｅとして受光検出する。これをＰＤ信号ｈとする。モニタ光ｅは、半導体レーザのリアビーム光として検出する方法が一般的であるが、フロントビーム光をスプリッタやハーフミラーなどで分離検出する方法でも構成できる。レーザ駆動制御部３１は、ＰＤ信号ｈによってＡＰＣ制御を行い、半導体レーザ１の出射光量を一定に制御する。主走査同期検出手段３６で生成されたＢＤ信号ｄは、レーザ駆動制御部３１、画像信号生成部３０に出力される。
【００２８】
画像信号生成部３０は、画像データに相関のあるレーザ発光信号を生成する。これを画像信号ｂとよぶ。画像信号生成部３０は、ＢＤ信号ｄに同期して画像信号ｂをレーザ駆動制御部３１へ出力する。
【００２９】
レーザ駆動制御部３１は、画像データｂに基づいて半導体レーザ１を発光制御する。
【００３０】
半導体レーザ１から照射されたレーザ光は、コリメートレンズ３２により平行光aに変換される。平行光aは、回転多面鏡３３により主走査方向に走査する走査光gに変換され、ｆθレンズ３４により面倒れ等の光学的な歪みと走査速度を補正する。ｆθレンズ３４によって光学補正された走査光gは、ミラー３５により反射した後、感光体３７の表面に照射され、静電潜像を形成する。
【００３１】
本実施例における電子写真方式のプリンタは、このように感光体上に得られた静電潜像に対して、現像剤を選択的に付着させ、記録紙に転写した後に、記録紙と現像剤を加熱して定着させて印刷を行うものである。
【００３２】
次に本特許の特徴部分であるレーザ駆動制御部３１の概略回路構成を図１に示す。図１は、本実施例１のレーザ駆動回路であり、図４のレーザ駆動回路から新たにオフセット電圧生成手段であるダイオード１０が接続されている。その他の機能に関しては、図４と同じである。なお、ダイオード１５のＶ-Ｉ特性を図８に示す。ダイオード１５の順方向電圧のしきい値は、約0.6Ｖとなっている。
【００３３】
コントロール制御部１２がＡＰＣ制御を実行すると、ホールド電圧-電流変換部１０がホールドコンデンサ８のホールド電圧ＶＣＨに応じた電圧をダイオード１５と制限抵抗１１に印加する。ダイオード１５は、順方向電圧ＶＦを発生させるものの、図８に示すＶ-Ｉ特性より順方向電圧が0.6Ｖ以下の領域では、ほとんど電流が流れない。ホールドコンデンサ８が充電されて、ホールド電圧ＶＣＨが0.6Ｖ以上になると、ダイオード１５と制限抵抗１１に印加される電圧も0.6Ｖ以上になり、ダイオード１５は電流を流し始める。このとき、ダイオード１５で発生する順方向電圧ＶＦは、レーザ駆動電流量を変えずに制限抵抗１１の電圧値を順方向電圧ＶＦの電圧値だけオフセットする。ＡＰＣ制御を行うことによって、オフセット電圧生成手段であるダイオード１５は、結果的にホールドコンデンサ８のホールド電圧値を順方向電圧ＶＦだけオフセットする。このオフセット電圧は、充放電回路内部に構成される充放電トランジスタを能動領域で駆動させるため、安定した半導体レーザの低電流駆動を可能にする。
【００３４】
図９は本実施例におけるホールドコンデンサのＶＣＨ電圧とレーザ駆動電流Ｉｓｗの関係を示す。
【００３５】
図に示すように従来の構成では、充放電回路内部における充放電トランジスタのコレクタ-エミッタ電圧Ｖｃｅが飽和領域となるため、使用できないレーザ駆動電流領域が生じる。従って、レーザダイオードの光量を低い光量に設定できないという問題が発生していた。
【００３６】
本実施例のレーザ駆動回路では、ダイオード15が、結果的にホールド電圧を順方向電圧ＶＦと同じ電圧だけオフセットする。従って、充放電トランジスタのコレクタ-エミッタ電圧Ｖｃｅはキャンセルされるため、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。しかしながら、レーザダイオードは寿命劣化特性があるため、レーザ駆動回路はレーザダイオードの寿命劣化を考慮すると、数十mAまで電流を流す必要がある。また、充放電回路の制約により、ホールド電圧ＶＣＨにおける上限の電圧値は、少なくとも電源電圧よりも低い電圧値となっている。従って、オフセット電圧生成手段によってオフセット電圧を生成するだけでは、最大駆動電流量が低くなってしまい、寿命劣化を満足することができない。この寿命劣化を満足させるため、制限抵抗１１の抵抗値を小さい値に最適化し、ホールド電圧ＶＣＨに対するレーザ駆動電流量の傾きを大きくすることにより、最大レーザ駆動電流量を保持することができる。
【００３７】
オフセット電圧生成手段として、本実施例ではダイオードを使用した構成であるけれども、トランジスタを用いてもよい。トランジスタのコレクタ端子とベース端子をショートしてオフセット電圧生成手段として使用することで、ダイオードと同等の効果を得ることができる。また、オフセット電圧生成手段と充電放電回路部を含むレーザ駆動回路部を１つのＩＣパッケージ化にすることにより、オフセット電圧生成手段を安価に構成することができる。
【００３８】
以上、説明したようにオフセット電圧生成手段としてダイオードを用いて、レーザ駆動電流量を変えずに制限抵抗の電圧値を順方向電圧ＶＦだけオフセットすることにより、半導体レーザを低い電流で安定して駆動することが可能となる。また、最大レーザ駆動電流を制限する制限抵抗を最適化することにより、最大レーザ駆動電流量を保持したまま、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。
【実施例２】
【００３９】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、実施例１と同等の効果を得ることきる方法について説明する。実施例１と重複する説明は省略する。
【００４０】
本実施例２における画像形成装置の概略構成は、実施例１と同じため省略する。本実施例２におけるレーザ駆動制御部の概略回路構成を図１０に示す。図４のレーザ駆動制御部にオフセット電圧生成手段として、ツェナ−ダイオード１６が制限抵抗１１の下端に接続されている。その他の機能は、図４と同じであるため、説明を省略する。
【００４１】
ツェナ−ダイオード１６のＶ-Ｉ特性を図１１に示す。ツェナ−ダイオード１６のツェナ−電圧は、ツェナー電圧Ｖｚとなっている。
【００４２】
コントロール制御部１２がＡＰＣ制御を実行すると、電圧-電流変換部１０がホールドコンデンサ８のＶＣＨ電圧に応じた電圧をツェナ−ダイオード１６と制限抵抗１１に印加する。ツェナ−ダイオード１６は、ツェナ−電圧を発生させるものの、図１１に示すＶ-Ｉ特性より印加される電圧がツェナ−電圧Ｖｚ以下では、ほとんど電流が流れない。ホールドコンデンサ８が充電されて、ホールド電圧ＶＣＨがツェナ−電圧Ｖｚ以上になると、ツェナ−ダイオード１６と制限抵抗１１に印加される電圧もツェナ−電圧Ｖｚ以上になり、ツェナ−ダイオード１６はブレークダウン状態となって、電流を流し始める。このとき、ツェナ−ダイオード１６で発生するツェナ−電圧Ｖｚは、レーザ駆動電流量を変えずに制限抵抗１１の電圧値をツェナ−電圧Ｖｚの電圧値だけオフセットする。ＡＰＣ制御を行うことによって、オフセット電圧生成手段であるツェナ−ダイオード１６は、結果的にホールドコンデンサ８のホールド電圧値をツェナ−電圧Ｖｚだけオフセットする。このオフセット電圧は、レーザ駆動電流量に影響を与えず、充放電回路内部に構成される充放電トランジスタを能動領域で駆動させるため、安定した半導体レーザの低電流駆動を可能にする。
【００４３】
図１２は本実施例におけるホールドコンデンサのＶＣＨ電圧とレーザ駆動電流Ｉｓｗの関係を示す。本実施例のレーザ駆動回路では、ツェナ−ダイオード１６が、結果的にホールド電圧をツェナ−電圧Ｖｚと同じ電圧だけオフセットする。従って、充放電トランジスタのコレクタ-エミッタ電圧Ｖｃｅはキャンセルされるため、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。しかしながら、レーザダイオードは寿命劣化特性があるため、レーザ駆動回路はレーザダイオードの寿命劣化を考慮すると、数十mAまで電流を流す必要がある。また、充放電回路の制約により、ホールド電圧ＶＣＨにおける上限の電圧値は、少なくとも電源電圧よりも低い電圧値となっている。従って、オフセット電圧生成手段によってオフセット電圧を生成するだけでは、最大駆動電流量が低くなってしまい、寿命劣化を満足することができない。この寿命劣化を満足させるため、制限抵抗１１の抵抗値を小さい値に最適化し、ホールド電圧ＶＣＨに対するレーザ駆動電流量の傾きを大きくすることにより、最大レーザ駆動電流量を保持することができる。
【００４４】
以上、説明したように、オフセット電圧生成手段としてツェナ−ダイオードを用いて、レーザ駆動電流量を変えずに制限抵抗の電圧値をツェナ−電圧Ｖｚだけオフセットすることにより、半導体レーザを低い電流で安定して駆動することが可能となる。また、最大レーザ駆動電流を制限する制限抵抗を最適化することにより、最大レーザ駆動電流量を保持したまま、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。
【実施例３】
【００４５】
以下、本発明の実施例３について説明する。本実施例では、実施例１と同等の効果を得ることできる方法について説明する。実施例１と重複する説明は省略する。
【００４６】
本実施例３における画像形成装置の概略構成は、実施例１と同じため省略する。本実施例３におけるレーザ駆動制御部の概略回路構成を図１３に示す。図４のレーザ駆動制御部にオフセット電圧生成手段として、分圧抵抗１７が電源と制限抵抗１１の上端に接続されており、分圧抵抗１７と制限抵抗１１の分圧比によって、制限抵抗１１は分圧Ｖaだけオフセットされている。その他の機能は、図４と同じであるため、説明を省略する。
【００４７】
コントロール制御部１２がＡＰＣ制御を実行すると、電圧-電流変換部１０がホールドコンデンサ８のＶＣＨ電圧に応じた電圧を制限抵抗１１に印加する。電圧-電流変換部１０によって印加される電圧が分圧Ｖa以下の場合、増幅器４およびレーザダイオード１には、ほとんど電流が流れない。ホールドコンデンサ８が充電されて、ホールド電圧ＶＣＨが分圧Ｖａ以上になると、制限抵抗１１に印加される電圧が分圧Ｖa以上になり、電源電圧からホールド電圧ＶＣＨを減算した電圧が分圧抵抗１７に印加される。分圧抵抗１７は、この印加された電圧に応じたオフセット電流を制限抵抗１１に流す。増幅器４には、ホールド電圧ＶＣＨが制限抵抗１１に印加されたときに流れる電流から前記オフセット電流を減算した電流が増幅器４に流れる。
【００４８】
ＡＰＣ制御を行うことによって、オフセット電圧生成手段である分圧抵抗１７は、結果的にレーザ駆動電流量を変えずにホールドコンデンサ８のホールド電圧を分圧Ｖａだけオフセットする。このオフセット電圧は、充放電回路内部に構成される充放電トランジスタを能動領域で駆動させるため、安定した半導体レーザの低電流駆動を可能にする。
【００４９】
図１４は本実施例におけるホールドコンデンサのＶＣＨ電圧とレーザ駆動電流Ｉｓｗの関係を示す。本実施例のレーザ駆動回路では、分圧抵抗１７が、ホールド電圧を分圧抵抗１７と制限抵抗１１の分圧比より決まる分圧Ｖａと同じ電圧だけオフセットする。従って、充放電トランジスタのコレクタ-エミッタ電圧Ｖｃｅはキャンセルされるため、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。
【００５０】
しかしながら、レーザダイオードは寿命劣化特性があるため、レーザ駆動回路はレーザダイオードの寿命劣化を考慮すると、数十mAまで電流を流す必要がある。また、充放電回路の制約により、ホールド電圧ＶＣＨにおける上限の電圧値は、少なくとも電源電圧よりも低い電圧値となっている。従って、オフセット電圧生成手段によってオフセット電圧を生成するだけでは、最大駆動電流量が低くなってしまい、寿命劣化を満足することができない。この寿命劣化を満足させるため、制限抵抗１１の抵抗値を小さい値に最適化し、ホールド電圧ＶＣＨに対するレーザ駆動電流量の傾きを大きくすることにより、最大レーザ駆動電流量を保持することができる。
【００５１】
以上、説明したように、オフセット電圧生成手段として分圧抵抗を用い、レーザ駆動電流量を変えずに制限抵抗の電圧値を制限抵抗と分圧抵抗から発生する分圧値だけオフセットすることにより、半導体レーザを低い電流で安定して駆動することが可能となる。また、最大レーザ駆動電流を制限する制限抵抗を最適化することにより、最大レーザ駆動電流量を保持したまま、ほぼ0mAからのレーザ駆動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施例１におけるレーザ駆動回路の概略回路構成
【図２】半導体レーザにおける光出力の温度特性図
【図３】半導体レーザにおける光出力の寿命劣化特性図
【図４】レーザ駆動回路の従来例
【図５】充放電回路の概略回路構成
【図６】コレクタ-エミッタ間電圧とコレクタ電流の特性図
【図７】本実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図８】本実施例１におけるダイオードのＶ-Ｉ特性
【図９】本実施例１におけるホールド電圧とレーザ駆動電流の関係図
【図１０】本実施例２におけるレーザ駆動回路の概略回路構成
【図１１】本実施例２におけるツェナ−ダイオードのＶ-Ｉ特性
【図１２】本実施例２におけるホールド電圧とレーザ駆動電流の関係図
【図１３】本実施例２におけるレーザ駆動回路の概略回路構成
【図１４】本実施例２におけるホールド電圧とレーザ駆動電流の関係図
【符号の説明】
【００５３】
１  半導体レーザ
２  フォトダイオード
３  負荷抵抗
４  スイッチング回路
５  基準電圧源
６  コンパレータ
７  検出抵抗
８  ホールドコンデンサ
９  サンプル＆ホールド回路
１０  ホールド電圧-電流変換部
１１  制限抵抗
１２  コントロール制御部
１３  増幅器
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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