(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置であって、
前記複数の発光素子に共通に設けられ、駆動された発光素子の発光量をモニタして、モニタした発光量に応じた光電流を出力する受光器と、
前記受光器の出力する光電流を設定されたゲインで増幅し、増幅後の光電流の値に応じた電圧を検出電圧として出力する光電流増幅器と、
前記光電流増幅器から出力される前記検出電圧の値と、駆動する発光素子の目標光量に応じた電圧値との差分に応じた誤差信号を生成する差動増幅器と、
前記複数の発光素子を１つずつ順次駆動する第１の駆動モードと、前記複数の発光素子のうち、選択した少なくとも２つの発光素子を同時に駆動する第２の駆動モードとを備え、前記第１の駆動モード又は前記第２の駆動モードに応じて選択した発光素子を駆動する駆動部に、該選択した発光素子の点灯を指示する選択信号を出力する制御手段と、
前記複数の発光素子に対応してそれぞれ設けられ、前記制御手段から前記選択信号を入力した場合に、対応する発光素子を前記誤差信号に基づいて駆動する複数の駆動部とを備え、
前記制御手段は、感光体の描画領域を走査する際の前記複数の発光素子の光量を設定する場合には、第１の駆動モードで前記複数の発光素子を順次駆動し、前記感光体上の描画開始位置を決定する際の光量を設定する場合には、前記第２の駆動モードで前記複数の発光素子を駆動し、前記複数の発光素子を前記第２の駆動モードで駆動する場合に前記光電流増幅器に設定する前記設定されたゲインが、発光素子を１つずつ順次駆動する前記第１の駆動モードで駆動する場合に前記光電流増幅器に設定する前記設定されたゲインよりも小さくなるように前記光電流増幅器を制御すると共に、前記複数の発光素子を前記第２の駆動モードで駆動する場合に、駆動する発光素子の数が増えるに従って、前記光電流増幅器の前記設定されたゲインが小さくなるように前記光電流増幅器を制御し、
前記目標光量は、前記第１の駆動モードと前記第２の駆動モードとで切り替えられ、前記第１の駆動モードにおいては、前記感光体の画像領域を走査する際の目標光量が選択され、前記第２の駆動モードにおいては、前記感光体上の描画開始位置を決定する際の目標光量が選択されることを特徴とする発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の発光素子に画像信号を送信する画像信号送出タイミングを決定する場合に、前記光電流増幅器を制御して前記設定されたゲインを調整することを特徴とする請求項１記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２の駆動モードで駆動させる発光素子の数がｎ（ｎは任意の自然数）である場合に前記光電流増幅器で検出される検出電圧の値が、発光素子を１つ駆動する場合に前記光電流増幅器で検出される検出電圧の値の１／ｎとなるように、前記光電流増幅器の前記設定されたゲインを調整することを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子駆動装置。
【請求項４】
複数の発光素子と、前記感光体と、前記複数の発光素子の発光によって得られる光ビームを前記感光体上に照射するための光学系と、前記複数の発光素子を駆動する、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置とを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子の駆動装置に関し、特にレーザゼログラフィーにその光源として用いられるレーザ素子の駆動に用いて好適な発光素子駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ素子を光源とするレーザゼログラフィーの分野では、より高解像度化、より高速化の要求が強くなってきている。入力画像データに応じてレーザ素子の駆動をオン／オフ制御する速度（以下、変調速度と記す）には限度がある。レーザ光のビーム数を１本とした場合には、主走査方向の解像度のみならず、副走査方向の解像度をも上げようとすると、変調速度が犠牲にならざるを得ない。したがって、変調速度を上げずに副走査方向の解像度を上げるためには、レーザ光のビーム数を増すしかない。レーザ光のビーム数を例えば４本にした場合は、変調速度が１本の場合と同じと仮定すると、主走査・副走査方向の解像度を２倍に向上できる。
【０００３】
レーザゼログラフィーにその光源として用いられる半導体レーザは、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（以下、端面発光レーザと記す）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（以下、面発光レーザと記す）とに大別される。従来、レーザゼログラフィーでは、レーザ光源として一般的に端面発光レーザが用いられていた。
【０００４】
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、端面発光レーザは技術的に難しいとされており、構造上、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、レーザゼログラフィーの分野において、より高解像度化、より高速化の要求に応えるために、レーザ光源として、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。
【０００５】
一般に、半導体レーザの駆動装置では、当該半導体レーザの光量を受光器で検出し、その検出光量に基づいて自動的に光量制御を行う自動光量制御（ＡＰＣ：Automatic Power Control）回路が用いられる。この光量制御に当たっては、面発光レーザの場合、レーザ光を活性層に垂直な方向に出射するという構造上の制約から、ハーフミラーを含む光学系によって出射光の一部を分離し、この分離した光をモニタ光として受光器に入射させることによって面発光レーザの光量を検出する構成が採られている。
【０００６】
このように、面発光レーザ、光学系および受光器の各素子がアセンブリされた構成となっていると素子相互の位置精度が悪く、そのような状況下でモニタ光を確実に受光できるようにするには受光器の受光面積を大きく設定する必要があるため、受光器の寄生容量が非常に大きくなる。このため、受光器の検出出力を受けて光量制御を行う回路系では、受光器の検出出力を低インピーダンスで受けないと、光量制御に必要な応答性を確保できない。
【０００７】
しかも、面発光レーザの場合は、面発光レーザと受光器との間にハーフミラーを含む光学系が介在するなどの理由によって受光器の出力電流（光電流）自体が非常に小さく、端面発光レーザの受光電流が１００μＡ程度であるのに対して数μＡ程度の微弱電流である。このような微弱な光電流を低い抵抗値の負荷で電圧に変換すると、面発光レーザの光量検出電圧は端面発光レーザと比較して二桁小さくなってしまう。
【０００８】
ところで、発光素子駆動装置が組み込まれる複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像処理装置では、画像を描画する位置を正確に決定するために、描画開始位置の少し手前に光センサを設け、発光素子が出力する光が光センサを横切るタイミングに基づき描画開始位置を決定している（ＳＯＳ制御：Start of Scan）。この際、例えば特許文献１に記載されているように、レーザのＡＰＣ開始時にレーザパワーがゆっくり立ち上がることを利用し、レーザパワーが画像領域のパワーよりも低い決められたパワーを越えたところの制御電圧をサンプルホールドし、ＳＯＳ制御時にはその制御電圧を使ってレーザを発光させるものである。この方式では回路が単純なためコストは安いが、ＡＰＣ開始時に制御電圧をサンプルホールドした後には更新されないため、時間と共にサンプルホールドされた電圧が変動し、その結果ＳＯＳ制御時のパワーが変動する問題点がある。またＳＯＳでの必要光量は受光器を含む光学系とアンプを含む電気系で決まるのに対し、画像領域で必要な光量はそれらに加え感光体などの電子写真プロセスが関係する上湿度や温度など環境により変化する。このため画像領域での設定光量がＳＯＳでの光量よりも低くなるとＳＯＳでの光量は画像領域での光量に制限されるためＳＯＳを行うための同期信号が正常に発生できなくなる。
【０００９】
特許文献２はレーザパワーを制御する方法とは別の対策で、レーザパワーが変動した場合には比較電圧を調整することを開示している。しかしながら、特許文献２では、レーザパワーが低ければＳ／Ｈ比が下がるため、レーザパワーを上げるのと同等の精度が期待できない。
【００１０】
これに対し、面発光レーザの場合、前述したように、各発光素子のレーザ光量は端面レーザに比べ小さい。そこで、複数個の発光素子を同時にＯＮさせて、レーザ光量を増やすことが必要になってくる。例えば、特許文献３には、複数のレーザを駆動する電流源の制御を一本の共通線で制御する技術が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−２５２９３９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１６０６３６号公報
【特許文献３】
特開平９−２７０５５４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
面発光レーザのようにレーザが多数ある場合は描画のための光量制御で設定された光量のまま、飛び飛びの値ではあるがレーザの点灯数でＳＯＳセンサ（画像生成領域の直前に設けられた受光器）に入射する光量を制御することができる。しかしながら、光センサを走査するビームの数が増えると、発光点が広がり今度は開始位置を検出する精度が低下してしまう。このため、描画開始位置を決定する動作においては、ＯＮするビームの数を変えることなく、一定光量を得るよう制御できることが望ましい。つまり、レーザパワーをＳＯＳ制御時に画像描画時のパワーと無関係に一定に制御するのが最も望ましい。
【００１３】
ところが、特許文献３に記載の技術では、一本の制御線で複数のレーザを駆動しているため、光電流は同時に駆動するレーザの数だけ増倍されてしまい、ＳＯＳ制御時にＳＯＳセンサに入射する光量は同時に駆動されるレーザの数に依存し負帰還制御のゲインが変化するため安定性に課題がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像信号送出タイミングを決定する際に、発光させる素子の数に依存することなく、安定した制御が可能な発光素子駆動装置を提供することにある。
【００１５】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置であって、前記複数の発光素子に共通に設けられ、駆動された発光素子の発光量をモニタして、モニタした発光量に応じた光電流を出力する受光器と、前記受光器の出力する光電流を設定されたゲインで増幅し、増幅後の光電流の値に応じた電圧を検出電圧として出力する光電流増幅器と、前記光電流増幅器から出力される前記検出電圧の値と、駆動する発光素子の目標光量に応じた電圧値との差分に応じた誤差信号を生成する差動増幅器と、前記複数の発光素子を１つずつ順次駆動する第１の駆動モードと、前記複数の発光素子のうち、選択した少なくとも２つの発光素子を同時に駆動する第２の駆動モードとを備え、前記第１の駆動モード又は前記第２の駆動モードに応じて選択した発光素子を駆動する駆動部に、該選択した発光素子の点灯を指示する選択信号を出力する制御手段と、前記複数の発光素子に対応してそれぞれ設けられ、前記制御手段から前記選択信号を入力した場合に、対応する発光素子を前記誤差信号に基づいて駆動する複数の駆動部とを備え、前記制御手段は、感光体の描画領域を走査する際の前記複数の発光素子の光量を設定する場合には、第１の駆動モードで前記複数の発光素子を順次駆動し、前記感光体上の描画開始位置を決定する際の光量を設定する場合には、前記第２の駆動モードで前記複数の発光素子を駆動し、前記複数の発光素子を前記第２の駆動モードで駆動する場合に前記光電流増幅器に設定する前記設定されたゲインが、発光素子を１つずつ順次駆動する前記第１の駆動モードで駆動する場合に前記光電流増幅器に設定する前記設定されたゲインよりも小さくなるように前記光電流増幅器を制御すると共に、前記複数の発光素子を前記第２の駆動モードで駆動する場合に、駆動する発光素子の数が増えるに従って、前記光電流増幅器の前記設定されたゲインが小さくなるように前記光電流増幅器を制御し、前記目標光量は、前記第１の駆動モードと前記第２の駆動モードとで切り替えられ、前記第１の駆動モードにおいては、前記感光体の画像領域を走査する際の目標光量が選択され、前記第２の駆動モードにおいては、前記感光体上の描画開始位置を決定する際の目標光量が選択されることを特徴としている。
したがって、発光させる発光素子の数に依存することなく、安定した発光素子の光量制御が可能となる。
【００１６】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記複数の発光素子に画像信号を送信する画像信号送出タイミングを決定する場合に、前記光電流増幅器を制御して前記設定されたゲインを調整することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記制御手段は、前記第２の駆動モードで駆動させる発光素子の数がｎ（ｎは任意の自然数）である場合に前記光電流増幅器で検出される検出電圧の値が、発光素子を１つ駆動する場合に前記光電流増幅器で検出される検出電圧の値の１／ｎとなるように、前記光電流増幅器の前記設定されたゲインを調整することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、複数の発光素子と、感光体と、前記複数の発光素子の発光によって得られる光ビームを前記感光体上に照射するための光学系と、前記複数の発光素子を駆動する、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置とを有することを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光素子駆動装置の全体構成を示す図である。発光素子駆動装置は、受光器ＰＤの出力電流（光電流）を増幅する電流アンプ３００、ＡＰＣ回路６００、及び駆動部１００を有する。発光素子駆動装置は、複数の発光素子（図１では便宜上４つの発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を図示してある）の発光光量を目標光量になるように自動的に制御する機能を持つ。また、発光素子駆動装置は、描画開始前に所定数の発光素子を駆動して、ＳＯＳ制御を行う。
【００２４】
駆動部１００は、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を駆動する。発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４は例えば面発光ダイオード（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。受光器ＰＤは複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４に共通に設けられている。受光器ＰＤは例えばフォトダイオードからなり、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４から発せられる光を受光し、その光量に応じた光電流を出力ラインＬ上に出力する。出力ラインＬには、受光器ＰＤの寄生容量（主に、フォトダイオードの空乏層容量）Ｃｏが存在する。
【００２５】
電流アンプ３００は、出力ラインＬからの光電流を増幅し、増幅した電流に対応する電圧をＡＰＣ回路６００に出力する。ＡＰＣ回路６００は電流アンプ３００の出力（これを検知電圧と定義する）を、反転入力端子を介して受け取る。ＡＰＣ回路６００の非反転入力端子には、同期光量設定回路６４０と画像光量設定回路６３０がそれぞれ設定した同期光量及び画像光量に対応した信号が、スイッチ１８０を介して選択的に与えられる。同期光量は、描画開始位置（画像信号出力タイミング）を決定するために所定数の発光素子を駆動する際のレーザ光量である。また、画像光量は、ＡＰＣ制御を行う際のレーザ光量である。ＡＰＣ回路６００は差動増幅器を含み、２つの入力の差分に相当する信号を出力する。サンプルホールド回路６１０は、ＡＰＣ時、ＡＰＣ回路６００の出力をサンプリングし、そのサンプル値をホールドする。またＳＯＳ時、サンプルホールド回路６１０を経由し駆動回路を同時点灯するレーザの駆動回路を対応するＳ／Ｈ信号とＣ−ＯＦＦ信号（サンプルホールド回路６１０のコンデンサ接続信号）を駆動し、同時に制御する。ここでＣ−ＯＦＦ信号でＳ／ＨコンデンサをＯＦＦしているのは、ＡＰＣ時の制御電圧が失われ、次のＡＰＣでの収束に時間がかかるのを防止するためである。
【００２６】
ＡＰＣ回路６００の出力又はサンプルホールド回路６１０の出力が、駆動部１００のサンプルホールド回路１１２1〜１１２4に選択的に与えられる。スイッチ１７０を介して受け取った信号はサンプルホールド回路１１２1〜１１２4によってサンプリングされ、ホールドされる。サンプルホールド回路１１２1〜１１２4にホールドされた信号に応じて、駆動回路１１３1〜１１３4はぞれぞれ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を駆動する。
【００２７】
点灯信号制御回路５１０は、ゲイン調整回路３１０及び駆動回路１１３1〜１１３4を制御する。点灯信号制御回路５１０とゲイン調整回路３１０は、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４に対する画像信号送出タイミングを決定する際に、選択駆動される発光素子の数に基づき、当該選択駆動される発光素子の光量を制御する手段として機能する。別の観点から説明すると、点灯信号制御回路５１０とゲイン調整回路３１０は、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４の発光量をモニタして得られる検出電圧(電流アンプ３００の出力)を基準電圧と比較し、比較結果に応じて前記複数の発光素子の光量を制御するフィードバックループ（受光器ＰＤ、電流アンプ３００、ＡＰＣ回路６００及び駆動部１００を含む）と、複数の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４に対する画像信号送出タイミングを決定する際（ＳＯＳ制御）に、選択駆動される発光素子の数に基づきゲインを調整し、前記検出電圧を制御する手段として機能する。
【００２８】
より特定すれば、点灯信号制御回路５１０は、ＳＯＳ制御時に点灯する発光素子を駆動する駆動回路にイネーブル信号を出力するとともに、サンプルホールド回路１１２１〜１１２４へ制御信号を出力し、ゲイン調整回路３１０に、点灯する発光素子の数に応じた制御信号を出力する。ゲイン調整回路３１０は、この制御信号に応じて電流アンプ３００のゲインを制御する。今、発光素子を１つだけ点灯する場合の電流アンプ３００のゲインをＡとする。ＳＯＳ制御時に点灯する発光素子の数をｎ（任意の自然数）とすると、点灯信号制御回路５１０が出力する制御信号はこのｎを示している。ゲイン調整回路３１０はこの制御信号を受け取り、電流アンプ３００のゲインをＡ／ｎに設定する。これにより、発光素子の点灯数ｎにかかわらず、電流アンプ３００の出力は常に１つの発光素子のみを点灯している状態と同じになる。つまり、発光素子を１つのみ発光させた場合の光電流をＩとすれば、ｎ個発光させたときの光電流はｎＩで、電流アンプ３００は光電流ｎＩをゲインＡ／ｎで増幅する。この結果、電流アンプ３００は発光素子の点灯数にかかわらず、常にＩＡの電流（換言すれば、一定の検知電圧）を出力する。従って、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を１つずつ駆動するＡＰＣ制御において、発振の恐れなく安定した制御が可能となる。
【００２９】
次に、動作を説明する。
【００３０】
ＳＯＳ制御時、スイッチ１８０を同期光量設定回路６４０側に設定し、ＳＯＳ制御時の基準となる同期光量に対応した電圧をＡＰＣ回路６００に出力する。スイッチ１７０はＡＰＣ回路６００の出力を選択する状態に設定する。点灯信号制御回路５１０は、ＳＯＳ制御時に点灯すべき所定の発光素子に対応する駆動回路をイネーブル状態に設定する。またサンプルホールド回路６１０は、サンプルホールド回路１１２１〜１１２４のＳ／Ｈ信号をＯＮ、Ｃ−ＯＦＦ信号をＯＦＦする。今、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４のうちＬＤ２とＬＤ３のみをＳＯＳ制御に使用する発光素子と仮定すると、点灯信号制御回路５１０は駆動回路１１３2と１１３3をイネーブルにするとともに、ｎ＝２を示す制御信号をゲイン調整回路３１０に出力する。ゲイン調整回路３１０は電流アンプ３００のゲインをＡ／ｎに設定する。
【００３１】
発光素子ＬＤ２とＬＤ３が点灯して、光学センサを走査する。光学センサの出力信号に基づいて、描画開始位置を示す同期信号が公知の方法で生成される。受光器ＰＤは発光素子ＬＤ２とＬＤ３の光を受光し、光電流を電流アンプ３００に出力する。電流アンプ３００のゲインはＡ／ｎに設定されているので、出力電流ＡＩを出力する。電流アンプ３００は、この出力電流ＡＩに応じた電圧をＡＰＣ回路６００に出力する。ＡＰＣ回路６００は、これを基準同期光量に対応する基準電圧と比較し、誤差信号を出力する。誤差信号はスイッチ１７０を通りサンプルホールド回路１１２1〜１１２4でサンプルホールドされる。点灯信号制御回路５１０でイネーブル状態にされている駆動回路１１３2と１１３3のみが対応する発光素子ＬＤ２とＬＤ３を駆動する。
【００３２】
このようなネガティブ・フィードバック制御により、ＳＯＳ制御時のレーザ光量が所定値に設定される。この際、電流アンプ３００のゲインは、点灯信号制御回路５１０の制御の下にゲイン調整回路３１０によってＡ／ｎに設定されるため、次に述べるＡＰＣ制御と同じように発光素子を1つだけ駆動したのと同じ状態でＳＯＳ時の光量レベルで負帰還制御を行うことができ、発振の恐れなく常に安定した制御が実現できる。
【００３３】
ＡＰＣ制御時、スイッチ１７０はサンプルホールド回路６１０を選択し、スイッチ１８０は画像光量設定回路６３０を選択する。これにより形成されるネガティブ・フィードバックループは、上記ＳＯＳ制御時のネガティブ・フィードバックループとは異なる。ＡＰＣ制御では、発光素子を１つずつ制御する。今、仮に発光素子ＬＤ１を制御する場合、点灯信号制御回路５１０は駆動回路１１３1のみをイネーブル状態に設定し、発光素子ＬＤ１が発光する。受光器ＰＤは対応する光信号を電流アンプ３００に出力する。このときのゲインはＡ（ｎ＝１）である。電流アンプ３００は光電流をＡ倍に増幅し、対応する電圧を検出電圧としてＡＰＣ回路６００に出力する。ＡＰＣ回路６００は、画像光量設定回路６３０が設定した画像光量に対応する基準電圧と検出電圧とを比較し、その差差電圧に応じた制御電圧を出力する。この制御電圧は、サンプルホールド回路６１０でサンプリングホールドされる。その出力信号はサンプルホールド回路１１２１のＣ−ＯＦＦ信号がＯＮになっているためスイッチ１７０を通りサンプルホールド回路１１２1でサンプルホールドされる。このサンプルホールドされた電圧に基づき、駆動回路１１３1は発光素子ＬＤ１のバイアス電流を変化させる。このようにして、差電圧がゼロになるようにネガティブ・フィードバック制御され、収束する。この時の制御電圧をサンプルホールド回路６１０にホールドする。
【００３４】
以上のネガティブ・フィードバック制御を残りの発光素子ＬＤ２〜ＬＤ４毎に行い、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４のレーザ光量を目標光量（画像光量設定回路６３０が設定する画像光量）に一致させる。
【００３５】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、面発光ダイオードを用いたゼログラフィー用画像形成装置において、光量制御でレーザを低光量に設定した際同期信号のレーザパワーも低下し同期不良がおきないよう、同期に必要なレーザパワーを得るためにレーザを複数点灯して同期に最適なレーザパワーに制御する際にも、１ビームの場合と同様に安定した光量制御が行えることを可能にする。この結果、同期に必要なレーザパワーを画像領域でのレーザ光量とは無関係に安定的に設定できるため、同時に点灯するビーム本数を最小にし同期信号の位置精度を高く維持することが可能である。またＳＯＳ時にはＡＰＣでの制御電圧をサンプルホールドしているコンデンサをＯＦＦしているため、次のＡＰＣ時での制御開始電圧は前回のAPC開始電圧のため収束性が犠牲になることはない。
〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子駆動装置の構成を示す図である。図中、図１に示す構成要素と同一のものには、同一の参照番号を付してある。
【００３６】
図２に示す構成は、受光器ＰＤからの光電流に対する負荷に、電気的に制御可能な電子式可変抵抗素子の一例である電子ポテンショメータ３５０を用い、この抵抗値を発光素子１個点灯する場合に対し、ｎ個点灯する場合を１／ｎに設定するものである。これにより、ＳＯＳ制御時における発光素子の点灯数ｎにかかわらず、常に１個の発光素子を点灯したのと同じ状態（フィードバックループのゲインが一定）で安定したＳＯＳ制御を実現することができる。
【００３７】
図２の構成では受光器ＰＤを電子ポテンショメータ３５０に直結した例であるが、受光器ＰＤと電子ポテンショメータ３５０との間に、図１に示す電流アンプ３００が介在していてもよい。電流アンプ３００は光電流を増幅し、対応する電圧をポテンショメータ３５０に出力する。
【００３８】
また、図２には、図１に示す駆動部１００の一構成例が図示されている。図１に示すサンプルホールド回路１１２1はスイッチＳＷ１１２とコンデンサＣ１１２とコンデンサをＯＦＦするためのスイッチを含む。他のサンプルホールド回路１１２2〜１１２4も同様の構成である。図１の駆動回路１１３1は図２の電流源１１３を含む。他の駆動回路１１３2〜１１３4も同様である。サンプルホールドされた電圧値に応じて、電流源１１３の供給電流を制御する。更に、図２には、図１に示す画像光量設定回路６３０と同期光量設定回路６４０の原理的な構成例が図示されている。各回路とも電圧値を可変できる（固定でもよい）直流電源に可変抵抗を直列に接続し、各可変抵抗の中間タップがスイッチ１８０の固定端子に接続されている。この構成により、基準となる画像光量及び同期光量とも調整可能である。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４０】
図３では先の実施例と異なりコンデンサＣ１１２のグランド側端子を共通に接続し、これをスイッチを経由しＡＰＣ回路６００に接続している。ＳＯＳ時には、グランド側に接続し、ＡＰＣ時にＡＰＣ回路６００に接続される。
【００４１】
図３に示す構成は、受光器ＰＤからの光電流に対する負荷５２０1〜５２０4を発光素子の数だけ並列に設け、それぞれに設けられたスイッチ５３０1〜５３０4を介して負荷５２０1〜５２０4を受光器ＰＤに選択的に接続可能とするものである。スイッチ５３０1〜５３０4は、ＳＯＳ制御時に点灯させる発光素子の数ｎだけオンさせる。これにより、点灯する発光素子の数に応じた数の抵抗が受光器ＰＤに並列に接続され、負荷５２０1〜５２０4の値が同一であれば、点灯する発光素子の数にかかわらず、常に１個の発光素子を点灯させる場合と同じ条件でＡＰＣ回路６００の反転入力端子に検出電圧を供給することができる。
【００４２】
図３の実施例においては、ＡＰＣによってコンデンサＣ１１２への制御電圧のサンプルホールドが終了したのち、ＳＯＳ時にはコンデンサのグランドだった端子を共通にＡＰＣ回路６００で制御し、ＳＯＳの光量を設定している。このような構成によれば、ＡＰＣ時の制御電圧を基準にしてＳＯＳ時の光量制御が行なわれるためレーザの特性にばらつきがあっても複数同時に発光させるレーザの光量を均一化できるため、特定のレーザだけ光量が高くなり劣化が進むことを防止する効果がある。
【００４３】
なお、図３の構成において、受光器ＰＤとスイッチ５３０1〜５３０4との間に１に示す電流アンプ３００が介在していてもよい。電流アンプ３００からの光電流に対し、負荷５２０1〜５２０4を選択的に接続する。
【００４４】
本発明の第３の実施形態によっても、ＳＯＳ制御時における発光素子の点灯数ｎにかかわらず、常に１個の発光素子を点灯したのと同じ状態（フィードバックループのゲインが一定）で安定したＳＯＳ制御を実現することができる。
【００４５】
以上説明した本発明の第３実施形態によれば、前記第１及び第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
〔第４実施形態〕
次に、図４から図５を参照して、本発明の第４実施形態に係る発光素子駆動装置について説明する。
【００４７】
図４は、本発明の第４実施形態に係る発光素子駆動装置の全体構成を示す図である。図４において、発光素子駆動装置１０は複数個の発光素子を駆動する。図４の構成では、発光素子駆動装置１０は３２個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を駆動する。換言すれば、発光素子駆動装置１０は３２チャネル構成である。各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２は面発光ダイオードで形成され、マトリクス状に配置されている。発光素子駆動装置１０は例えばＩＣチップで形成され、内部に以下に説明する回路を備える。
【００４８】
発光素子駆動装置１０は各チャネル毎に、つまり発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２毎にドライバ１００1〜１００32を有する。また、発光素子駆動装置１０は各チャネルに共通の制御部として、共通制御電位設定回路２００、電流アンプ３００、光量モニタ４００、強制点灯回路５００、ＡＰＣ回路６００を有する。
【００４９】
ドライバ１００1〜１００32は、上記各チャネルに共通の制御部からの信号を、バス１５０を介して受け取り、それぞれ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２を駆動制御するための制御を行う。具体的には、ドライバ１００1〜１００32は各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の光量制御を行うＡＰＣ制御と、ＡＰＣ制御後の変調制御とを行う。後述するように、ＡＰＣ制御では、ドライバ１００1〜１００32は発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に印加する電圧と電流との両方を制御する。電圧駆動時、ドライバ１００1〜１００32は各端子ＣＯＵＴを介して、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のカソードにそれぞれ接続されているコンデンサＣｄ1〜Ｃｄ32を制御する。電流駆動時、ドライバ１００1〜１００32は各端子ＬＤＯＵＴを介して、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に流れる電流量を制御する。
【００５０】
ドライバ１００1〜１００32は複数個ずつが、端子ＬＤＣＯＭを介して共通に接続されるとともに、負荷１０５に接続されている。図４の構成では、ドライバ１００1〜１００4のＬＤＣＯＭ端子は共通に接続され、一端がグランドに接続された負荷１０５の他端に接続されている。各ドライバ１００1〜１００32は対応する発光素子を駆動していないときには、駆動電流に対応する電流（相補出力）を出力する。この電流を負荷１０５に流すことにより、発光素子の点灯の数等に依存することなく常に一定の電流が発光素子駆動装置１０に流れるようにして、動作の安定化を図っている。
【００５１】
光量制御装置１０は、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のレーザ光量をＡＰＣ制御で適切な値に設定した後、変調制御を行う。ＡＰＣ制御の概略は次の通りである。まず、発光素子ＬＤ１のレーザ光量を調整する。ドライバ１００1は発光素子ＬＤ１を駆動する。各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２に共通に設けられた受光器（例えば、フォトダイオード）ＰＤには、発光素子ＬＤ１のレーザ光量に応じた電流が流れる。電流アンプ３００は受光器ＰＤに流れる電流に対し、スイッチＳＷＳａをオンし、電流源４５０からの加算電流を加算した電流を低インピーダンスで受けて増幅する。この場合、スイッチＳＷＳｂがオンすることで電流源４６０から供給される基準電流で加算電流を相殺し、残った電流を基準電圧Ｖｒｅｆ２に接続された抵抗に供給して電流アンプ３００が出力する電流を電圧に変換し、この電圧（検出電圧という）を、スイッチＳＷ１９を介してＡＰＣ回路６００に出力する。ＡＰＣ回路６００はオペアンプ６１と、１つのスイッチ（ＳＷfb1〜ＳＷfb32の何れか１つ）とコンデンサ（Ｃfb1〜Ｃfb32の何れか１つ）との直列回路とを複数個備える。各直列回路はオペアンプ６１の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。各直列回路はサンプルホールド回路を構成する。１つのサンプルホールド回路が１つの発光素子に対応する。例えば、スイッチＳＷfb1とコンデンサＣfb1とのサンプルホールド回路は、発光素子ＬＤ１に対応する。同様に、スイッチＳＷfb32とコンデンサＣfb32とのサンプルホールド回路は、発光素子ＬＤ３２に対応する。ここでは、図３で説明したコンデンサＣ６１０に該当するものが無いため、ＳＯＳ時開始時に収束するのに時間がかかるが、スイッチＳＷｆｂ３３とＣｆｂ３３を増設し、これをＣ６１０としてＳＯＳ時に動作させることで、そのような収束性の問題は回避することができる。
【００５２】
オペアンプ６１は、発光素子ＬＤ１を駆動したときの差電圧を増幅しバス１５０の対応する信号線に出力する。ドライバ１００1はこの差電圧がゼロになるように発光素子ＬＤ１に与える駆動電流を変化させる。これにより、発光素子ＬＤ１のレーザ光量が変化し、受光器ＰＤに流れる電流量が変化する。受光器ＰＤに流れる電流に応じた検出電圧が電流アンプ３００からＡＰＣ回路６００に出力される。このようなフィードバック制御により、電流アンプ３００の入力出力に加えられた加算電流は相殺される結果消え、ＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆで発生した基準電流に対応するレーザ光量となるように発光素子ＬＤ１の駆動状態を設定する。なお、この駆動状態の設定とは、発光素子ＬＤ１に与える駆動電圧と駆動電流の両方をＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆに対応する値に調整することを意味している。
【００５３】
このようにして発光素子ＬＤ１を制御している間、ＡＰＣ回路６００の３２個のサンプルホールド回路のうち、スイッチＳＷfb1のみがオンとなっており、発光素子ＬＤ１のレーザ光量がＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆに相当する値に収束する際の電圧がコンデンサＣfb1に蓄積される。以下同様に、発光素子ＬＤ２〜ＬＤ３２を順番に1つずつＡＰＣ制御する。
【００５４】
次にＳＯＳを行なう場合には、図３で述べたようにＳＷｆｂ３３をオンし、Ｃｆｂ３３をＡＰＣ回路６００のアンプ６１に接続する。また、図５の負荷２３、２４をハイインピーダンスとしてＡＰＣ時の制御電圧が放電しないようにしておく。負荷５００は、同時に点灯するレーザの数に対応した数の抵抗を接続しておく。駆動回路１０を点灯するレーザの個数にあわせイネーブル状態とし、あとはＡＰＣと同様の要領で光量制御を行なう。
【００５５】
なお、後述するように、ＡＰＣ制御は２回行うことが好ましい。２回目のＡＰＣ制御では、１回目のＡＰＣでオンしていたスイッチＳＷＳａをオフする。電流アンプ３００の出力側に供給されている相殺電流は基準電流＋加算電流がそのままであるため、受光電流は基準電流＋加算電流に対応する電流で制御が行われる。ＡＰＣ回路６００中の３２個のサンプルホールド回路を１回目及び２回目のＡＰＣ制御で共通に用いることができるが、２回目のＡＰＣ制御用に新たに３２個のサンプルホールド回路を設けてもよい。
【００５６】
光量モニタ４００は、電流アンプ３００に流れる電流から各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２のレーザ光量を示す光量モニタ信号を出力する。
【００５７】
強制点灯回路５００は、ＡＰＣ制御を行う前に必要となる同期信号を生成する回路である。前述したように、発光素子駆動装置１０が組み込まれる複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像処理装置では、画像を描画する位置を正確に決定するために、描画開始位置の少し手前に光センサを設け、発光素子が出力する光が光センサを横切るタイミングに基づき描画開始位置を決定している。
【００５８】
図６に、本発明の発光素子駆動装置を備える画像形成装置の一態様であるレーザゼログラフィにおけるレーザ走査系の構成例と、各センサ出力とを示す。レーザゼログラフィ装置におけるレーザ光走査系の基本的な構成は、次の通りである。レーザ光源１０ｄから出射されたレーザ光は、レンズ１５、ポリゴンミラー１２及びレンズ１３、１４を介して感光体表面１６に照射される。そして、ポリゴンミラー１２の回転により、上記レーザ光が感光体表面１６を繰り返し走査する。また、レーザ光源１０ｄから出射されたレーザ光の一部は、半透過型ミラー１９を介して受光器１１（前述の受光器ＰＤに相当する）に入力する。図６において、このときの受光器１１の出力を光量制御センサ出力として示し、描画開始位置の少し手前に設けられた光センサの出力をＳＯＳ(Start of Scan)センサ出力として示す。ＡＰＣのための領域は、走査領域の前後に設けられている。なお、参照番号１８は前述した発光素子駆動装置（光量制御装置）１０を示している。
【００５９】
前述したように、発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３２の個々のレーザ光量は端面レーザに比べ小さいので、複数個を同時にＯＮさせて、ＳＯＳセンサ上を走査する。この場合、特に二次元に配列された発光素子のうち、中央部分に位置する複数の発光素子のみをＯＮすることが好ましい。しかしながら、ＡＰＣ制御では発光素子を１つずつＯＮさせて条件設定(フィードバックループのゲイン)を行っているため、所定数の発光素子を同時にＯＮさせてしまっては、ＡＰＣ制御のフィードバックループが発振してしまう可能性がある。従って、この問題点を解決するために、強制点灯回路５００は、変調信号（変調データ）に応じて電流アンプ３００の負荷の大きさを変化させる。つまり、ＯＮすべき発光素子の数に応じた負荷を電流アンプ３００の出力に接続する。図示する構成では、複数の抵抗がスイッチを介して電流アンプの出力に接続されている。オペアンプ６１に着目すれば、強制点灯回路５００は、ＯＮすべき発光素子の数に応じて電流電圧変換ゲインを小さくし全体として負帰還のゲインが変わらないようにする。このような構成により、常に１つの発光素子のみをＯＮさせた状態と等価な状態が得られるため、換言すれば、フィードバックループのゲインは１つの発光素子のみをＯＮさせた状態の値となる。この結果、フィードバックループが発振してしまうのを防止することができる。
【００６０】
図４に示す強制点灯回路５００は、前述した図３に示す構成に相当する。この構成に代えて、強制点灯回路５００を図１や図２の構成とすることもできる。
【００６１】
共通制御電位設定回路２００は、各ドライバ１００1〜１００32内で必要とされる各種の電流を生成するために必要な制御電位を生成する回路である。図４の構成では、共通制御電位設定回路２００は、各ドライバ１００1〜１００32内で流れるバイアス電流を設定するための共通電位を生成する回路と、オフセット電流を生成するための共通電位を生成する回路とを備えている。バイアス電流とオフセット電流とは典型的な例であって、各ドライバ１００1〜１００32は駆動と制御に必要なその他の電流を生成するために必要な制御電位を設定することができる。バイアス電流設定用の共通制御電位は、演算増幅器（オペアンプ）２１１、電流源２１２，２１３及び負荷２１４，２１５を含む回路で生成される。オフセット電流設定や他の電流設定用の共通制御電位もそれぞれ同様の回路で生成される。外部からのバイアス電流設定信号に応じて、電流源２１２は指示された電流を負荷２１４に供給する。負荷２１４の端子電圧がオペアンプ２１１のプラス側端子に与えられる。定電圧源２１６に接続された定電流源２１３は、オペアンプ２１１の出力に応じた電流を負荷２１５に流す。負荷２１５の端子電圧がオペアンプ２１１のマイナス側端子に与えられる。オペアンプ２１１は、電流源２１３がバイアス電流設定信号で設定されたバイアス電流と同一の電流を流すように電流源２１３を制御する。このときのオペアンプ２１１の出力信号は、バス１５０の対応するバス線に出力される。他方、定電圧源２１６のプラス側電圧がバス１５０の対応するバス線に出力される。このバス線は、夫々の共通制御電位に共通であって、かつ各ドライバ１００1〜１００32に共通である。このように、外部から設定されたバイアス電流値が差分電圧の形でバス１５０を介して各ドライバ１００1〜１００32に供給される。各ドライバ１００1〜１００32は後述するようにして、受け取った差分電圧からバイアス電流を生成する。この結果、たとえ定電圧源２１６の電源電圧が変動しても、上記電位差は一定となり、電源電圧の変動による影響を回避することができる。なお、オペアンプ２１１の出力電圧と定電圧源２１６の電圧とは、平衡二線で伝送することが好ましい。
【００６２】
次に、図５を参照してドライバ１００1〜１００32の内部構成について説明する。各ドライバ１００1〜１００32は同一構成なので、以下では１〜３２の添え字を省略し、単にドライバ１００として説明する。
【００６３】
ドライバ１００は２つの乗算器２１、２２を有する。乗算器２１は電流源３０を制御するために設けられ、乗算器２２は図４に示すコンデンサＣｄ1〜Ｃｄ32のうちの対応する１つを制御するために設けられている。以下、便宜上、対応する１つのコンデンサをＣｄとし、図５に破線で示す。コンデンサＣｄはレーザへの駆動電圧が立ち上がる短い時間電圧源として機能する。電流源３０は対応する発光素子ＬＤに流す電流を生成し、電圧源として機能するコンデンサＣｄは対応する発光素子ＬＤに駆動電圧を与える。
【００６４】
ここで、面発光レーザの駆動電流と駆動電圧（端子電圧）との関係（電圧−電流特性）は、面発光レーザの内部抵抗が高いことから実用的な範囲では比例関係（直線関係）となり、また、駆動電流とレーザ光量との関係も実用的な範囲で比例関係（直線関係）となる。このような特性を踏まえて、１回目のＡＰＣ制御において電流源３０の電流量は発光素子ＬＤのレーザ光量が基準光量（第１の光量）となるように決められ、２回目のＡＰＣ制御においてレーザ光量が第２の光量となるように決められる。同様に、１回目のＡＰＣ制御においてコンデンサＣｄが蓄積する駆動電圧は発光素子ＬＤのレーザ光量が基準光量（第１の光量）となるように決められ、２回目のＡＰＣ制御においてレーザ光量が第２の光量となるように決められる。これらの２つの値を用いた内挿又は外挿処理により、レーザ光量を任意の光量に補正することができるようになる。
【００６５】
乗算器２１と２２は４象限アナログ乗算器を用いることができ、その乗算器に接続されるべき電圧源としてコンデンサを用いることができる。各乗算器２１、２２の入力は差動構成となっている。各乗算器２１、２２の＋と−で表記された２つの差動入力をそれぞれV1a、V1b及びV2a、V2bとすると、差動構成の各乗算器２１、２２はIout=α(V1a-V1b)(V2a-V2b)で記述される電流を出力する。ただし、αは定数である。
【００６６】
このようなレーザ駆動装置では、各乗算器２１及び２２の一方の入力端子（乗数端子）には補正信号が入力し、他方の入力端子（被乗数端子）には制御電圧が入力する。通常差動で構成する乗算器の相補出力の＋側出力を利用した場合オフセット電流が存在するが上記各乗算器２１及び２２にオフセットが存在してもその出力に接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２によりＡＰＣ時当該オフセットがキャンセルされる。補正信号は、レーザ光の走査位置によりレーザ光量が異なる状況を考慮したもので、レーザ光の走査位置に応じた制御電圧を有する。
【００６７】
まず、第１のＡＰＣ制御により、第１の光量（基準値とする）を次のように設定する。スイッチＳＷＳａはオン、ＳＷＳｂはオフ、ＳＷ１はオフ、ＳＷ２はオフ、ＳＷ３はオフ、ＳＷ５−１はオン、ＳＷ５−２はオフ、ＳＷ５−３はオフ、ＳＷ５−４はオン、ＳＷ６−１はオン、ＳＷ６−２はオフ、ＳＷ６−３はオフ、ＳＷ６−４はオン、ＳＷ７はオフ、ＳＷ８はオン、ＳＷ１１はオン、ＳＷ１１−１はオン、ＳＷ１１−２はオフ、ＳＷ１２はオフ、ＳＷ１３はオン、ＳＷ１５−１はオフ、ＳＷ１５−２はオン、ＳＷ１６はオフ、スイッチＳＷＳａをオンに設定する。また、第１の光量を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に０Ｖの補正信号を与える。この状態では、乗数が０であるため、被乗数端子にどのような制御電圧が入力されても各乗算器２１及び２２はオフセット電圧を出力する。また、図４に示すＡＰＣ回路６００のオペアンプ６１には、第１のＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１が与えられる。オペアンプ６１は、発光素子ＬＤのレーザ光量が第１のＡＰＣ基準電圧Ｖｒｅｆ１となるような制御電圧を出力する。この制御電圧は図５のスイッチＳＷ８、オペアンプ２６、インバータ２８及びスイッチＳＷ１１を通り、電流源３０に与えられる。電流源３０は受け取った制御電圧に応じた電流を発光素子ＬＤに与える。また、オペアンプ２６が出力する制御電圧はサンプルホールド回路のコンデンサＣ３−１に格納される。補正信号は０Ｖに設定されているため、乗算器２１はオフセット電圧を出力する。よって、コンデンサＣ１は、上記制御電圧と乗算器２１から出力されるそのオフセット電圧との差電圧で充電される。他方、図４のオペアンプ６１が出力する制御電圧は、コンデンサＣ２に与えられるとともに、サンプルホールド回路のコンデンサＣ４−１に格納される。補正信号は０Ｖに設定されているため、乗算器２２はオフセット電圧を出力する。よって、コンデンサＣ２には制御電圧と乗算器２２のオフセット電圧との差電圧で充電される。
【００６８】
そして、第２のＡＰＣ制御により第２の光量（これを補正光量という）を次のように設定する。スイッチＳＷＳａはオフ、ＳＷＳｂはオフ、ＳＷ１はオフ、ＳＷ２はオフ、ＳＷ３はオフ、ＳＷ５−１はオフ、ＳＷ５−２はオン、ＳＷ５−３はオン、ＳＷ５−４はオフ、ＳＷ６−１はオフ、ＳＷ６−２はオン、ＳＷ６−３はオン、ＳＷ６−４はオフ、ＳＷ７はオフ、ＳＷ８はオフ、ＳＷ１１はオフ、ＳＷ１１−１はオン、ＳＷ１１−２はオフ、ＳＷ１２はオフ、ＳＷ１３はオン、ＳＷ１５−１はオフ、ＳＷ１５−２はオフ、ＳＷ１６はオフ、ＳＷＳａをオフに設定する。また、第２の光量を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に所定電圧の補正信号を与える。更に、スイッチＳＷＳａがオフになっていることからオペアンプ６１は、第１のＡＰＣ制御に対し、電流源４５０の加算電流分、受光器ＰＤからの光量が増大するように制御電圧を出力する。この制御電圧は図９のスイッチＳＷ８、オペアンプ２６、インバータ２８及びスイッチＳＷ５−２、ＳＷ５−３、乗算器２１、抵抗Ｒ１１、キャパシタＣ１を通り、電流源３０に与えられる。電流源３０は、受け取った制御電圧に応じ、受光器ＰＤからの電流を、基準電流から、この基準電流に加算電流を加えた電流へと変化させる。また、オペアンプ２６が出力する制御電圧はサンプルホールド回路のコンデンサＣ３−２に格納される。コンデンサＣ１は、上記制御電圧と乗算器２１の出力との差電圧で充電される。第１のＡＰＣ制御において発光素子ＬＤに与えられる電流をＩとすれば、第２のＡＰＣ制御において発光素子ＬＤに与えられる電流はＩ＋ΔＩと記述することができる。他方、図４のオペアンプ６１が出力する制御電圧は、コンデンサＣ２に与えられるとともに、サンプルホールド回路のコンデンサＣ４−２に格納される。コンデンサＣ２には制御電圧と乗算器２２の出力との差電圧で充電される。第１のＡＰＣ制御においてコンデンサＣ２に格納される電圧をＶとすれば、第２のＡＰＣ制御においてコンデンサＣ２に格納される電圧はＶ＋ΔＶと記述することができる。
【００６９】
ここではスイッチＳＷ６−１、ＳＷ６−４をオン、ＳＷ６−２、ＳＷ６−３をオフしたが、２回目以降のＡＰＣではＳＷ６−３、ＳＷ６−１をオン、ＳＷ６−２、ＳＷ６−４をオフとしてもよく、この方が変調時と同じ条件のため精度向上が期待できる。
【００７０】
発光素子ＬＤの変調時には、レーザ光の走査位置に応じた光量補正量に対応した補正電圧が各乗算器２１、２２の乗数端子に入力される。それにより、乗算器２２、コンデンサＣ２及びオペアンプ２６で構成される電圧源から面発光レーザに印加される駆動電圧、及び電流源３０から発光素子ＬＤに供給される駆動電流の双方が同時に制御され、上記レーザ光の走査位置に応じて補正された光量にて発光素子ＬＤの発光がなされる。
【００７１】
コンデンサＣ１には直列に抵抗Ｒ１１を接続する。すなわち、本実施形態では、コンデンサＣ１を含むサンプルホールド回路をローパスフィルタで構成する。これにより、スイッチＳＷ１１のオン／オフを切り替えた際に発生する高周波ノイズを抑制できる。また、このローパスフィルタにはコンデンサＣ１１を並列に接続する。これにより、ローパスフィルタの時定数に依って負帰還ループの位相が遅れることを防止できる。同様に、コンデンサＣ２に直列に抵抗Ｒ２１を接続することで、これを含むサンプルホールド回路をローパスフィルタで構成する。これにより、スイッチＳＷ８のオン／オフを切り替えた際に発生する高周波ノイズを抑制できる。更に、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２１で構成されたローパスフィルタに、負帰還ループの位相遅れを防止するためのコンデンサＣ２１を並列に接続し、負帰還ループでの発振を防止する。
【００７２】
電圧印加時間調整回路８００は、スイッチＳＷ２を制御して発光素子ＬＤに電圧を印加する時間を調整する。この電圧はコンデンサＣｄに蓄積された電圧である。前述したように、本実施形態では、発光素子ＬＤに与える電圧と電流との両方を制御して発光素子ＬＤを駆動する。発光素子ＬＤを駆動する際、まず電圧で駆動し次に電流で駆動する。電圧駆動の電圧印加時間を調整可能にすることで、図５のＬＤＯＵＴ端からレーザまでの配線が長く立ち上がりに時間がかかる場合のように発光素子ＬＤの実装状態に応じた電圧印加時間を適切に設定することができる。
【００７３】
電圧印加時間調整回路８００は、遅延回路８１と排他的論理和回路８２とを２組有する。２つの遅延回路８１は、インバータ８３で図示するように接続されている。遅延回路８１は、電圧印加時間信号と変調信号とを受け取り、電圧印加時間信号に従って変調信号を遅延させる。一方の遅延回路８１の出力信号と変調信号との排他的論理和をとり、その出力信号でスイッチＳＷ２をオンさせる。この結果、出力信号は変調信号の立ち上がりで立ち上がり、遅延した変調信号の立ち上がりで立ち下がる第１のパルスと変調信号の立ち下がりで立ち上がり、遅延した変調信号の立ち下がりで立ち下がる第２のパルスを発生する。つまり、遅延回路８１の遅延時間と同じパルス幅で電圧を変調信号の立ち上がり時と立ち下り時に印加するようになる。このようにして、適切な電圧印加時間を設定することが可能になる。同様に、他方の遅延回路８１と排他的論理和回路８２の作用によりスイッチＳＷ１を制御してＯＦＦバイアスを供給することで、発光素子ＬＤがオンからオフへの動作を制御する（高速化する）。
【００７４】
電流生成回路７００は、図４に示す共通制御電位設定回路２００が出力する電流毎の差分電圧を受け取り、差分電圧に応じた電流を生成する。電流生成回路７００のオペアンプ３４と定電流源３２とは基準共通電位と基準オフセット電位で形成される差分電圧を受け取り、差分電圧に応じたオフセット電流を生成する。オフセット電流はスイッチＳＷ１６を介して負荷２４に流れる。オフセット電流に応じてコンデンサＣ２の端子電位が決まり、これにより電圧源として機能するコンデンサＣ２が発光素子ＬＤに与える駆動電圧を調整することができる。駆動電圧を調整することで、駆動パルスをオーバーシュートさせ、短いパルス幅までレーザを追従させることでハイライトの再現性を高めることができ、駆動電圧を少し大きめに設定することで画像の輪郭を強調できるなど、画像に合わせてこれらを適宜設定することで画質の調整にも使用することができる。オペアンプ３５と電流源３１とは、基準共通電位と基準バイアス電位で形成される差分電圧をスイッチ７５０を介して受け取り、差分電圧に応じたバイアス電流を生成する。また、スイッチ７５０に接続される図中の電圧源が設定するＯＦＦバイアス電圧を受けた電流源３１は、ＯＦＦバイアス電圧応じたレーザ駆動電流を生成する。
【００７５】
以上説明したように、第４実施形態に係る発光素子駆動装置は、第１から第３の実施形態と同様の作用効果を奏する。つまり、面発光ダイオードを用いたゼログラフィー用画像形成装置において、光量制御でレーザを低光量に設定した際同期信号のレーザパワーも低下し同期不良がおきないよう、同期に必要なレーザパワーを得るためにレーザを複数点灯して同期に最適なレーザパワーに制御する際にも、１ビームの場合と同様に安定した光量制御が行えることを可能にする。この結果、同期に必要なレーザパワーを画像領域でのレーザ光量とは無関係に安定的に設定できるため、同時に点灯するビーム本数を最小にし同期信号の位置精度を高く維持することが可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像信号送出タイミングを決定する際に、発光させる素子の数に依存することなく、安定した制御が可能な発光素子駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る発光素子駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第２実施形態に係る発光素子駆動装置の構成を示す回路図である。
【図３】  本発明の第３実施形態に係る発光素子駆動装置の構成を示す回路図である。
【図４】  本発明の第４実施形態に係る発光素子駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】  図５に示すドライバの内部構成を示す回路図である。
【図６】  本発明の画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０  発光素子駆動装置      ＬＤ１〜ＬＤ３２  発光素子
１００1〜１００32  ドライバ      ２００  共通制御電位設定回路
２１１  演算増幅器（オペアンプ）      ２１２、２１３  定電流源
２１４、２１５  負荷      ２１６  定電圧源
３００  電流アンプ      ４００  光量モニタ
５００  強制点灯回路      ６００  ＡＰＣ回路
６１  オペアンプ      ＳＷfb1〜ＳＷfb32  スイッチ
Ｃfb32〜Ｃfb32  コンデンサ
Ｖｒｅｆ、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２  ＡＰＣ基準電圧
１５０  バス      ＣＯＵＴ  端子      Ｃｄ1〜Ｃｄ32  コンデンサ
ＬＤＯＵＴ  端子      ＬＤＣＯＭ  端子      １１０  負荷
ＰＤ  受光器      ＳＷ１９  スイッチ      ２１、２２  乗算器
３０  電流源      ２６  オペアンプ      ２８  インバータ
８００  電圧印加時間調整回路      ８１  遅延回路
８２  排他的論理和回路      ７００  電流生成回路
３４  オペアンプ      ３２  定電流源      ２４  負荷
３５  オペアンプ      ３３  電流源      ９００  バイアス回路
３１  電流源      Ｒ１１、Ｒ２１  抵抗      Ｃ１１、Ｃ２１  コンデンサ
Ｃｄ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３−１、Ｃ４−１、Ｃ３−２、Ｃ４−２  コンデンサ
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５−１、ＳＷ５−２、ＳＷ５−３、ＳＷ５−４、ＳＷ６−１、ＳＷ６−２、ＳＷ６−３、ＳＷ６−４、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ１１、ＳＷ１１−１、ＳＷ１１−２、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１５−１、ＳＷ１５−２、ＳＷ１６  スイッチ
【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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