(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第１の駆動電流制御信号により制御され該第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流出する第１の駆動電流出力回路と、レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第２の駆動電流制御信号により制御され該第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流入する第２の駆動電流出力回路との双方を備えたレーザダイオード駆動回路において、
レーザダイオードの発光光量がモニタされてなるモニタ信号を入力し前記第１の駆動電流制御信号および前記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号を生成して前記第１の駆動電流出力回路および前記第２の駆動電流出力回路のうちの該一方の駆動電流制御信号により制御される一方の駆動電流出力回路に入力する自動光量調整回路と、
前記自動光量調整回路で生成されたいずれか一方の駆動電流制御信号を入力し、該いずれか一方の駆動電流制御信号と比べ信号レベルの変化の方向が反転した、前記第１の駆動電流制御信号および前記第２の駆動電流制御信号のうちの前記いずれか一方の駆動電流制御信号とは異なるいずれか他方の駆動電流制御信号を生成して前記第１の駆動電流出力回路および前記第２の駆動電流出力回路のうちの該他方の駆動電流制御信号により制御される他方の駆動電流出力回路に入力する信号変換回路とを備えたことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
【請求項２】
前記第１の駆動電流出力回路が、前記第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じて調整された電流量の駆動電流を生成する第１の定電流源、該第１の定電流源から流出した駆動電流をレーザダイオードに供給する電流供給経路を接断自在に接続する第１のスイッチ回路、および該第１のスイッチ回路から流出した駆動電流がレーザダイオードをバイパスして流れるバイパス経路を接断自在に接続する、前記第１のスイッチ回路と比べ背反的にオンオフする第２のスイッチ回路を有する第１の単位駆動源を複数備えるとともに、
前記第２の駆動電流出力回路が、前記第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じて調整された電流量の駆動電流を生成する第２の定電流源、レーザダイオードを経由した駆動電流を該第２の定電流源に流入させる電流供給経路を接断自在に接続する第３のスイッチ回路、およびレーザダイオードをバイパスした駆動電流を該第２の定電流源に流入させるバイパス経路を接断自在に接続する、前記第３のスイッチ回路と比べ背反的にオンオフする第４のスイッチ回路を有する第２の単位駆動源を複数備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【請求項３】
前記信号変換回路が、互いに直列接続されたＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとを有し、該ＰＭＯＳトランジスタのゲートおよびＮＭＯＳトランジスタのゲートのうちの一方のゲートに前記一方の駆動電流制御信号が入力され、該ＰＭＯＳトランジスタのゲートおよびＮＭＯＳトランジスタのゲートのうちの、前記一方のゲートとは異なる他方のゲートが、該ＰＭＯＳトランジスタと該ＮＭＯＳトランジスタとの接続点に接続されてなるものであることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
【請求項４】
画像を記録する過程に、画像情報で変調されたレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置において、
レーザビームを出射するレーザダイオード、
前記レーザダイオードの発光光量をモニタしてモニタ信号を生成する光センサ、
前記レーザダイオードに電流を供給するレーザダイオード駆動回路、および
前記レーザダイオードから出射したレーザビームにより、所定の被走査体上を走査する走査光学系を備え、
前記レーザダイオード駆動回路が、
レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第１の駆動電流制御信号により制御され該第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流出する第１の駆動電流出力回路と、
レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第２の駆動電流制御信号により制御され該第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流入する第２の駆動電流出力回路と、
前記光センサにより得られたモニタ信号を入力し前記第１の駆動電流制御信号および前記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号を生成して前記第１の駆動電流出力回路および前記第２の駆動電流出力回路のうちの該一方の駆動電流制御信号により制御される一方の駆動電流出力回路に入力する自動光量調整回路と、
前記自動光量調整回路で生成されたいずれか一方の駆動電流制御信号を入力し、該いずれか一方の駆動電流制御信号と比べ信号レベルの変化の方向が反転した、前記第１の駆動電流制御信号および前記第２の駆動電流制御信号のうちの前記いずれか一方の駆動電流制御信号とは異なるいずれか他方の駆動電流制御信号を生成して前記第１の駆動電流出力回路および前記第２の駆動電流出力回路のうちの該他方の駆動電流制御信号により制御される他方の駆動電流出力回路に入力する信号変換回路とを備えたことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路、および画像を記録する過程に、画像情報で変調されたレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザダイオードの発光光量をモニタしてレーザダイオードが適切な光量で発光するように制御を行い、レーザダイオードに電流源を接続し、もしくはレーザダイオードから電流源を切り離すことでレーザダイオードを点灯もしくは消灯してレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路が知られている。一般に市販されているレーザダイオードには、シンクモードのレーザダイオードと、ソースモードのレーザダイオードとの２種類がある。シンクモードのレーザダイオードは、ＮＰＮトランジスタを用いて高速に駆動できるというメリットを有する反面、製造コストが割高になるというデメリットを有する。一方、ソースモードのレーザダイオードは、製造コストが安価で済むというメリットを有する反面、高速駆動性に欠けるというデメリットを有する。従来のレーザダイオード駆動回路にも、これら２種類のレーザダイオードそれぞれに応じて、シンクモードのレーザダイオードを駆動するための電流流入用電流源を備えたレーザダイオード駆動回路と、ソースモードのレーザダイオードを駆動するための電流流出用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路との２種類が知られている。
【０００３】
図７は、従来の、電流流入用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路を示すブロック図である。
図７に示すレーザダイオード駆動回路には、シンクモードのレーザダイオード７７が接続されている。このレーザダイオード駆動回路には、レーザダイオード７７を駆動する駆動電流Ｉｃを所望の電流値に調整する電流設定回路７１と、電流流入用の電流源であるトランジスタ７２と、差動スイッチ信号Ａ，Ｂに応じてオン，オフする差動スイッチ回路を構成するトランジスタ７３，７４と、トランジスタ７２とのペアによりカレント・ミラー回路を構成する、そのトランジスタ７２の電流量を設定するためのトランジスタ７５が備えられている。このレーザダイオード駆動回路によれば、電流設定回路７１からトランジスタ７５に流入する設定電流Ｉｓ１に応じて、トランジスタ７５，７２のエミッタ面積比もしくはエミッタ抵抗比に対応した電流が、トランジスタ７２のコレクタに流れ、これにより所望の電流値の駆動電流Ｉｃが設定される。レーザダイオード７７を点灯する場合は、差動スイッチ信号Ａ，Ｂとして、それぞれ’Ｈ’レベル，’Ｌ’レベルの信号が入力される。すると、トランジスタ７３がオン、トランジスタ７４がオフし、電源ＶDDからレーザダイオード７７，トランジスタ７３，７２を経由して駆動電流Ｉｃがグラウンドに流れ、レーザダイオード７７が点灯する。一方、レーザダイオード７７を消灯する場合は、差動スイッチ信号Ａ，Ｂとして、それぞれ’Ｌ’レベル，’Ｈ’レベルの信号が入力される。すると、トランジスタ７３がオフ、トランジスタ７４がオンし、電源ＶDDからトランジスタ７４，７２を経由して、すなわちレーザダイオード７７をバイパスして、駆動電流Ｉｃがグラウンドに流れる。従って、レーザダイオード７７には駆動電流Ｉｃは供給されず、レーザダイオード７７は消灯する。
【０００４】
図８は、従来の、電流流出用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路を示すブロック図である。
図８に示すレーザダイオード駆動回路には、ソースモードのレーザダイオード８７が接続されている。このレーザダイオード駆動回路には、レーザダイオード８７に流す電流を所望の電流値に調整する電流設定回路８１と、電流流出用の電流源であるトランジスタ８２と、差動スイッチ信号Ａ，Ｂに応じてオン，オフする差動スイッチ回路を構成するトランジスタ８３，８４と、トランジスタ８２とのペアによりカレント・ミラー回路を構成する、そのトランジスタ８２の電流量を設定するためのトランジスタ８５とが備えられている。このレーザダイオード駆動回路回路によれば、トランジスタ８５から電流設定回路８１に流入する設定電流Ｉｓ２に応じて、トランジスタ８５，８２のエミッタ面積比もしくはエミッタ抵抗比に対応した電流がトランジスタ８２のコレクタに流れ、これにより所望の電流値の駆動電流Ｉｃが設定される。レーザダイオード８７を点灯する場合は、差動スイッチ信号Ａ，Ｂとして、それぞれ’Ｌ’レベル，’Ｈ’レベルの信号が入力される。すると、トランジスタ８３がオン、トランジスタ８４がオフし、電源ＶDDからトランジスタ８２，８３を経由してレーザダイオード８７に駆動電流Ｉｃが流れ、レーザダイオード８７が点灯する。一方、レーザダイオード８７を消灯する場合は、差動スイッチ信号Ａ，Ｂとして、それぞれ’Ｈ’レベル，’Ｌ’レベルの信号が入力される。すると、トランジスタ８３がオフ、トランジスタ８４がオンし、電源ＶDDからトランジスタ８２，８４を経由して、すなわちレーザダイオード８７をバイパスしてグラウンドに駆動電流Ｉｃが流れる。従って、レーザダイオード８７には駆動電流Ｉｃは供給されず、レーザダイオード８７は消灯する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示した電流流入用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路と、図８に示した電流流出用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路との双方を同一基板に実装したり、あるいは集積回路化したりすると、一般に市販されているシンクモードとソースモードとの双方のレーザダイオードに対応できるため便利である。しかしこのような双方のモードに対応できるレーザダイオード駆動回路を提供する場合、図７に示す設定電流Ｉｓ１を供給する電流設定回路７１、および図８に示す設定電流Ｉｓ２を供給する電流設定回路８１をそれぞれ備える必要がある。これらの電流設定回路７１，８１は、レーザダイオードの発光パワーをモニタし、このモニタ値を基準値と比較し所望の光量に調整する自動光量調整回路と呼ばれる負帰還ループを含んだ回路で構成されているため、電流設定回路７１，８１をそれぞれ備えることは回路規模の増大につながり、制御も複雑化するという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、シンクモードとソースモードとの双方のレーザダイオードに対応でき、かつ回路構成が簡素化されたレーザダイオード駆動回路、およびそのレーザダイオード駆動回路を備えた画像記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のレーザダイオード駆動回路は、レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第１の駆動電流制御信号により制御されその第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流出する第１の駆動電流出力回路と、レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第２の駆動電流制御信号により制御されその第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流入する第２の駆動電流出力回路との双方を備えたレーザダイオード駆動回路において、
（１―１）レーザダイオードの発光光量がモニタされてなるモニタ信号を入力し上記第１の駆動電流制御信号および上記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号を生成して上記第１の駆動電流出力回路および上記第２の駆動電流出力回路のうちの一方の駆動電流制御信号により制御される一方の駆動電流出力回路に入力する自動光量調整回路
（１―２）上記自動光量調整回路で生成されたいずれか一方の駆動電流制御信号を入力し、いずれか一方の駆動電流制御信号と比べ信号レベルの変化の方向が反転した、上記第１の駆動電流制御信号および上記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号とは異なるいずれか他方の駆動電流制御信号を生成して上記第１の駆動電流出力回路および上記第２の駆動電流出力回路のうちの他方の駆動電流制御信号により制御される他方の駆動電流出力回路に入力する信号変換回路
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のレーザダイオード駆動回路は、自動光量調整回路によりいずれか一方の駆動電流制御信号、例えば、シンクモードのレーザダイオードの駆動電流を制御するための駆動電流制御信号を生成し、その駆動電流制御信号を信号変換回路に入力して、他方の駆動電流制御信号、例えば、ソースモードのレーザダイオードの駆動電流を制御するための駆動電流制御信号を生成するものであるため、複雑な回路構成を有する自動光量調整回路が１つで済み、回路が簡素化される。
【０００９】
ここで、上記第１の駆動電流出力回路が、上記第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じて調整された電流量の駆動電流を生成する第１の定電流源、その第１の定電流源から流出した駆動電流をレーザダイオードに供給する電流供給経路を接断自在に接続する第１のスイッチ回路、およびその第１のスイッチ回路から流出した駆動電流がレーザダイオードをバイパスして流れるバイパス経路を接断自在に接続する、上記第１のスイッチ回路と比べ背反的にオンオフする第２のスイッチ回路を有する第１の単位駆動源を複数備えるとともに、
上記第２の駆動電流出力回路が、上記第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じて調整された電流量の駆動電流を生成する第２の定電流源、レーザダイオードを経由した駆動電流をその第２の定電流源に流入させる電流供給経路を接断自在に接続する第３のスイッチ回路、およびレーザダイオードをバイパスした駆動電流をその第２の定電流源に流入させるバイパス経路を接断自在に接続する、上記第３のスイッチ回路と比べ背反的にオンオフする第４のスイッチ回路を有する第２の単位駆動源を複数備えることが効果的である。
【００１０】
このように、第１の駆動電流出力回路，第２の駆動電流出力回路に、それぞれ複数の第１の単位電流源，複数の第２の単位電流源を備えると、シンクモードのレーザダイオードの駆動電流，ソースモードのレーザダイオードの駆動電流の電流値を複数段階に精度良く高速に制御することができる。
また、上記信号変換回路が、互いに直列接続されたＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとを有し、それらＰＭＯＳトランジスタのゲートおよびＮＭＯＳトランジスタのゲートのうちの一方のゲートに上記一方の駆動電流制御信号が入力され、それらＰＭＯＳトランジスタのゲートおよびＮＭＯＳトランジスタのゲートのうちの、上記一方のゲートとは異なる他方のゲートが、そのＰＭＯＳトランジスタとそのＮＭＯＳトランジスタとの接続点に接続されてなるものであることが好ましい。
【００１１】
信号変換回路をこのように構成すると、入力された一方の駆動電流制御信号から、信号レベルの変化の方向が反転した他方の駆動電流制御信号を生成するにあたり、その他方の駆動電流制御信号を容易に生成することができる。
また、上記目的を達成する本発明の画像記録装置は、画像を記録する過程に、画像情報で変調されたレーザビームにより所定の被走査体上を走査する過程を含む画像記録装置において、
（２―１）レーザビームを出射するレーザダイオード
（２―２）上記レーザダイオードの発光光量をモニタしてモニタ信号を生成する光センサ
（２―３）上記レーザダイオードに電流を供給するレーザダイオード駆動回路
（２−４）上記レーザダイオードから出射したレーザビームにより、所定の被走査体上を走査する走査光学系を備え、
上記（２−３）のレーザダイオード駆動回路が、
（２―３―１）レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第１の駆動電流制御信号により制御されその第１の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流出する第１の駆動電流出力回路
（２―３−２）レーザダイオードを駆動する駆動電流であって、所定の第２の駆動電流制御信号により制御されその第２の駆動電流制御信号の信号レベルに応じた電流量の駆動電流を流入する第２の駆動電流出力回路
（２−３−３）上記光センサにより得られたモニタ信号を入力し上記第１の駆動電流制御信号および上記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号を生成して上記第１の駆動電流出力回路および上記第２の駆動電流出力回路のうちの一方の駆動電流制御信号により制御される一方の駆動電流出力回路に入力する自動光量調整回路
（２−３−４）上記自動光量調整回路で生成されたいずれか一方の駆動電流制御信号を入力し、いずれか一方の駆動電流制御信号と比べ信号レベルの変化の方向が反転した、上記第１の駆動電流制御信号および上記第２の駆動電流制御信号のうちのいずれか一方の駆動電流制御信号とは異なるいずれか他方の駆動電流制御信号を生成して上記第１の駆動電流出力回路および上記第２の駆動電流出力回路のうちの他方の駆動電流制御信号により制御される他方の駆動電流出力回路に入力する信号変換回路
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の画像記録装置は、上述のようなレーザダイオード駆動回路を備えているため、シンクモードとソースモードとの双方のレーザダイオードに対応でき、かつ装置全体としての回路構成が簡素化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施形態を示す構成図である。
図１に示すレーザダイオード駆動回路１０は、ソースモードのレーザダイオード２０およびシンクモードのレーザダイオード２３のいずれのモードのレーザダイオードにも対応することができ、そのレーザダイオード駆動回路１０に、いずれか一方のモードのレーザダイオードを接続することにより、そのモードのレーザダイオードを駆動することができる。
【００１４】
このレーザダイオード駆動回路１０には、入力端子１１を経由して４ビットの強度変調信号およびＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号が入力される信号入力回路１２が備えられている。この信号入力回路１２は、詳細は後述するが、入力された強度変調信号とＰＷＭ信号との論理積に基づいて差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’を生成する。
【００１５】
またレーザダイオード駆動回路１０には、互いに直列接続された第１の定電流源用ＰＭＯＳトランジスタ１３と差動スイッチ回路（ＰＭＯＳトランジスタ対）１４からなる第１の単位駆動源が４つ備えられている。これら４つの単位駆動源が、本発明にいう第１の駆動電流出力回路に相当する。差動スイッチ回路１４は、定電流源用ＰＭＯＳトランジスタ１３から流出した駆動電流を、ソースモードのレーザダイオード２０に供給する電流供給経路を接断自在に接続する第１のスイッチ回路１４ａと、そのＰＭＯＳトランジスタ１３から流出した駆動電流がレーザダイオード２０をバイパスして流れるバイパス経路を接断自在に接続する、第１のスイッチ回路１４ａと比べ背反的にオンオフする第２のスイッチ回路１４ｂとを有する。４つの定電流源用ＰＭＯＳトランジスタ１３は、それらのトランジスタ比＝（ゲート幅／ゲート長）がそれぞれ８：４：２：１となるように構成されており、これにより電流が流れない場合を含めて１６段階の電流を流せるように電流に重み付けがなされている。
【００１６】
またこのレーザダイオード駆動回路１０には、互いに直列接続された第２の定電流源用ＮＭＯＳトランジスタ１５と差動スイッチ回路（ＮＭＯＳトランジスタ対）１６からなる第２の単位駆動源が４つ備えられている。これら４つの単位駆動源が、本発明にいう第２の駆動電流出力回路に相当する。差動スイッチ回路１６は、シンクモードのレーザダイオード２３を経由した駆動電流を定電流源用ＮＭＯＳトランジスタ１５に流入させる電流供給経路を接断自在に接続する第３のスイッチ回路１６ａと、レーザダイオード２３をバイパスした駆動電流をそのＮＭＯＳトランジスタ１５に流入させるバイパス経路を接断自在に接続する、第３のスイッチ回路１６ａと比べ背反的にオンオフする第４のスイッチ回路１６ｂとを有する。また４つの定電流源用ＮＭＯＳトランジスタ１５についても、前述した４つの定電流源用ＰＭＯＳトランジスタ１３と同様にして電流に重み付けがなされている。本実施形態のレーザダイオード駆動回路１０は、ＣＭＯＳ技術を用いて形成されており、一般にＣＭＯＳ技術を用いて形成されたＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタでは、キャリア移動は１：２程度の差があるので、定電流源用ＰＭＯＳトランジスタ１３のサイズは定電流源用ＮＭＯＳトランジスタ１５のサイズの２倍程度に設定されている。これにより、ＰＭＯＳトランジスタ１３に流れる電流と、ＮＭＯＳトランジスタ１５に流れる電流をほぼ等しくすることができる。
【００１７】
さらにこのレーザダイオード駆動回路１０には、自動光量調整回路１７と、信号変換回路１８と、バイアス電流出力回路１９と、レーザダイオード２０を接続するための電流流出用端子２１，２２と、レーザダイオード２３を接続するための電流流入用端子２４，２５と、レーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３の発光光量をモニタするためのフォトダイオード２６を接続するためのモニタ端子２７とが備えられている。
【００１８】
自動光量調整回路１７は、フォトダイオード２６からの、レーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３の発光光量がモニタされてなるモニタ信号Ｖｍを入力し、各ＮＭＯＳトランジスタ１５に流入する駆動電流を制御するための駆動電流制御信号Ｃ２を生成する。
信号変換回路１８は、互いに直列接続されたＰＭＯＳトランジスタ１７ａとＮＭＯＳトランジスタ１７ｂとを有し、ＮＭＯＳトランジスタ１７ｂのゲートに自動光量調整回路１７からの駆動電流制御信号Ｃ２が入力され、ＰＭＯＳトランジスタ１７ａのゲートが、ＰＭＯＳトランジスタ１７ａとＮＭＯＳトランジスタ１７ｂとの接続点に接続されている。この信号変換回路１８は、入力された駆動電流制御信号Ｃ２と比べ信号レベルの変化の方向が反転した、駆動電流制御信号Ｃ１を生成する。
【００１９】
バイアス電流出力回路１９は、レーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３のしきい値電流に基づいて定められバイアス電流を定常的にレーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３に供給するための回路である。このバイアス電流によりレーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３の点灯速度が高まる。
【００２０】
図２は、図１に示す信号入力回路の機能ブロックを示す回路図である。
図２に示す信号入力回路１２のバッファ回路１２ａには、強度変調信号ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４とＰＷＭ信号が入力される。バッファ回路１２ａから出力された強度変調信号ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４とＰＷＭ信号は、ナンドゲート１２ｂにより論理積が取られ、インバータ１２ｃを経由し、さらにバッファ回路１２ｄおよびバッファ回路１２ｅ，インバータ１２ｆを経由することにより差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’として出力される。出力された差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’は、４つの差動スイッチ回路１４および４つの差動スイッチ回路１６にそれぞれ入力される。
【００２１】
図３は，図１に示す自動光量調整回路の機能ブロックを示す回路図である。
レーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３の光出力は、フォトダイオード２６により受光され光電変換され、そのフォトダイオード２６から光電流が出力される。この光電流は抵抗器２８（図１参照）により電流−電圧変換されモニタ電圧Ｖｍとして自動光量調整回路１７の電圧比較器３１に入力される。電圧比較器３１は、入力されたモニタ電圧Ｖｍと、図示しない回路で生成された所望の光量に対応する基準電圧Ｖｒとを比較する。比較結果はスイッチ３３，バッファ３４を経由して駆動電流制御信号Ｃ２として出力され、これによりレーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３の駆動電流がフィードバック制御され、所望の光量を出力させるための電圧がコンデンサ３２に保持される。ここで、レーザダイオード駆動回路１０に強度変調信号が入力され、強度変調された駆動電流がレーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３に供給される期間においては、スイッチ信号ＳＷによりスイッチ３３が開放される。すると、コンデンサ３２に保持された電圧がバッファ３４を経由して駆動電流制御信号Ｃ２として出力される。このようにして、レーザダイオード２０もしくはレーザダイオード２３に供給される駆動電流の安定化が図られる。
【００２２】
次に、本実施形態のレーザダイオード駆動回路１０の動作について、図１を参照して説明する。
先ず、シンクモードのレーザダイオード２３を駆動する場合について説明する。シンクモードのレーザダイオード２３を駆動する場合は、レーザダイオード２３を電流流入用端子２４，２５に接続する。これにより、そのレーザダイオード２３のカソードが電流流入用端子２４を経由して、差動スイッチ回路１６を構成する一方のスイッチ回路１６ａに共通接続され、アノードが電流流入用端子２５を経由して他方のスイッチ回路１６ｂに接続されるとともに電源Ｖｃｃに共通接続される。また、電流流出用端子２１，２２を電源Ｖｃｃに接続することにより、差動スイッチ回路１４を介してＰＭＯＳトランジスタ１３が電源Ｖｃｃに共通接続される。尚、電流流出用端子２１，２２を電源Ｖｃｃに接続せず開放状態にしてもよい。
【００２３】
先ず、レーザダイオード２３の最大発光パワーを自動調整するために、入力端子１１に入力される強度変調信号ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４すべてを‘Ｈ’レベルにするか、あるいは信号入力回路１２により差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’を制御して、定電流源用ＮＭＯＳトランジスタ１５とレーザダイオード２３とが接続されるように差動スイッチ回路１６を制御する。レーザダイオード２３の発光パワーが小さければ、自動光量調整回路１７に入力されるモニタ電圧Ｖｍも基準電圧よりも小さくなり、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲート電圧を上昇するように自動光量調整回路１７から駆動電流制御信号Ｃ２が出力され、これによりＮＭＯＳトランジスタ１５に流入する駆動電流が上昇するのでレーザダイオード２３の発光パワーも上昇する。一方、レーザダイオード２３の発光パワーが大きければ、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲート電圧を下げるように自動光量調整回路１７から駆動電流制御信号Ｃ２が出力され、これによりＮＭＯＳトランジスタ１５に流入する駆動電流が低下するのでレーザダイオード２３の発光パワーも低下する。レーザダイオード２３が所望の光量パワーに安定した時に、ＮＭＯＳトランジスタ１５のゲート電圧が自動光量調整回路１７によりサンプル・ホールドされる。強度変調を行なうには、このゲート電圧を駆動電流制御信号Ｃ２として一定に保持し、ＮＭＯＳトランジスタ１５に流れる電流を安定化した上で差動スイッチ回路１６を差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’に応じてオン，オフする。
【００２４】
次に、ソースモードのレーザダイオード２０を駆動する場合について説明する。ソースモードのレーザダイオード２０を駆動する場合は、レーザダイオード２０を電流流出用端子２１，２２に接続する。これにより、そのレーザダイオード２０のアノードが電流流出用端子２１を経由して差動スイッチ回路１４を構成する一方のスイッチ回路１４ａに共通接続され、カソードが電流流出用端子２２を経由して他方のスイッチ回路１４ｂに共通接続されるとともにグラウンドに共通接続される。また、電流流入用端子２４，２５をグラウンドに接続することにより、差動スイッチ回路１６を介してＮＭＯＳトランジスタ１５がグラウンドに接続される。尚、電流流入用端子２４，２５をグラウンドに接続せず開放状態にしてもよい。
【００２５】
先ず、レーザダイオード２０の最大発光パワーを自動調整するために、入力端子１１に入力される強度変調信号ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４すべてを‘Ｈ’レベルにするか、あるいは信号入力回路１２により差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’を制御して、定電流源用であるＰＭＯＳトランジスタ１３とレーザダイオード２０とが共通接続されるように差動スイッチ回路１４を制御する。レーザダイオード２０の発光パワーが小さければ、自動光量調整回路１７に入力されるモニタ電圧Ｖｍも基準電圧よりも小さくなり、自動光量調整回路１７の出力電圧（駆動電流制御信号Ｃ２）が上昇し、これにより信号変換回路１８により変換され出力された電流制御電圧（駆動電流制御信号Ｃ１）が下がり、ＰＭＯＳトランジスタ１３からの駆動電流が上昇するのでレーザダイオード２０の発光パワーも上昇する。一方、レーザダイオード２０の発光パワーが大きければ、自動光量調整回路１７に入力されるモニタ電圧Ｖｍが基準電圧よりも小さくなり、自動光量調整回路１７の出力電圧が低下し。これにより信号変換回路１８により変換され出力された電流制御電圧が上昇し、駆動電流が低下するので、レーザダイオード２０の発光パワーも低下する。レーザダイオード２０が所望の光量パワーに安定した時に、ＰＭＯＳトランジスタ１３のゲート電圧に対応する電圧が自動光量調整回路１７によりサンプル・ホールドされる。強度変調を行なうには、このゲート電圧を駆動電流制御信号Ｃ１として一定に保持し、ＰＭＯＳトランジスタ１３に流れる電流を安定化した上で差動スイッチ回路１４を差動スイッチ信号Ｔ１，Ｔ１’、Ｔ２，Ｔ２’、Ｔ３，Ｔ３’、Ｔ４，Ｔ４’に応じてオン，オフする。
【００２６】
このように本実施形態のレーザダイオード駆動回路１０では、シンクモードのレーザダイオード２３が接続された場合であっても、あるいはソースモードのレーザダイオード２０が接続された場合であっても、１つの自動光量調整回路１７により、それらレーザダイオードの駆動電流が制御されるため、回路構成が簡素化される。
【００２７】
図４は、図１に示すバイアス電流出力回路の構成図である。
シンクモードのレーザダイオード２３が接続された場合のバイアス電流制御回路１９における電流流入側は、電流流入用電流源であるＮＭＯＳトランジスタ４１と差動スイッチ回路（ＮＭＯＳトランジスタ対）４２で構成され、またソースモードのレーザダイオード２０が接続された場合のバイアス電流制御回路１９における電流流出側は、電流流出用電流源であるＰＭＯＳトランジスタ４３と差動スイッチ回路（ＰＭＯＳトランジスタ対）４４で構成されている。電流流入用端子４５，４６は、図１に示す電流流入用端子２４，２５に接続され、電流流出用端子４７，４８は，電流流出用端子２１，２２に接続されている。このように構成されたバイアス電流出力回路１９の動作について説明する。
【００２８】
先ず、シンクモードのレーザダイオード２３が接続された場合について説明する。電流流入用電流源であるＮＭＯＳトランジスタ４１のゲート電圧はバイアス電流設定回路４９から出力される電流制御電圧により制御され、これによりそのＮＭＯＳトランジスタ４１への流入電流が調整される。差動スイッチ回路４２は、バイアス電流を出力する通常モードでは、電流流入用端子４５および図１に示す電流流入用端子２４に接続されたスイッチ回路１６ａがオフするように、差動スイッチ制御回路５０により制御される。
【００２９】
次に、ソースモードのレーザダイオード２０が接続された場合について説明する。電流流出用電流源であるＰＭＯＳトランジスタ４３のゲート電圧はバイアス電流設定回路４９が出力する電流制御電圧をカレントミラー回路５１で電圧変換した電圧により制御され、これによりＰＭＯＳトランジスタ４３から流出する電流が調整される。差動スイッチ回路（ＰＭＯＳトランジスタ対）４４は、電流流出用端子４７および電流流出用端子２１に接続されたスイッチ回路１４ａがオフするように、差動スイッチ制御回路５０により制御される。カレントミラー回路５１は、そのカレントミラー回路５１を構成するＮＭＯＳトランジスタ５１ａのサイズと電流流入用電流源であるＮＭＯＳトランジスタ４１のサイズの比率Ｂと、やはりカレントミラー回路５１を構成するＰＭＯＳトランジスタ５１ｂのサイズと電流流出用電流源であるＰＭＯＳトランジスタ４３のサイズの比率Ｂ’が等しくなるように構成されている。このため、電流流入用電流源であるＮＭＯＳトランジスタ４１に流れる電流と電流流出用電流源であるＰＭＯＳトランジスタ４３に流れる電流をほぼ等しくすることができる。また、バイアス電流を設定するにあたり、負帰還をかけるように構成して電流制御の精度を向上させても良いし、バイアス電流をしきい値よりも若干小さい電流値に設定して消光比を向上させても良い。
【００３０】
尚、本実施形態では、自動光量調整装置１７により生成された駆動電流制御信号Ｃ２をＮＭＯＳトランジスタ１５に入力し、信号変換回路１８により生成された駆動電流制御信号Ｃ１をＰＭＯＳトランジスタ１３に入力してシンクモードのレーザダイオード２３，ソースモードのレーザダイオード２０の駆動電流を制御したが、これに限られるものではなく、自動光量調整装置１７により生成された駆動電流制御信号Ｃ２をＰＭＯＳトランジスタ１３に入力し、信号変換回路１８により生成された駆動電流制御信号Ｃ１をＮＭＯＳトランジスタ１５に入力してソースモードのレーザダイオード２０，シンクードのレーザダイオード２３の駆動電流を制御してもよい。また自動光量調整装置１７は、図３に示したブロック図以外にも様々な制御方式が考えられるが、所望の発光パワーを得るために、電流制御電圧を調整して駆動電流を制御する方式であれば、本実施形態による構成と同様の効果が得られる。
【００３１】
また本実施形態のレーザダイオード駆動回路１０は、半導体集積回路で構成されているため、回路占有スペースの減少、コストダウン、および回路動作の安定化が図られる。
図５は、本発明の画像記録装置の一実施形態を示すブロック図、図６は、図５に示す画像記録装置のレーザ走査系の構成図である。
【００３２】
図５に示す画像記録装置は、その構成が信号処理系２１０、レーザ走査系２２０、および画像出力系２３０に大別される。レーザ走査系２２０のＬＤドライバ２２１には、図１に示すレーザダイオード駆動回路１０が含まれており、またレーザダイオードとしてソースモードのレーザダイオード２０が用いられている。画像を読み取って画像信号を得る例えばデジタルスキャナ等の画像生成系２０１で得られた画像信号が、信号処理系２１０を構成する画像信号処理システム２１１に入力されると、この画像信号処理システム２１１では、画像出力系２３０を構成する電子写真プロセス２３２の機構を制御する機構制御部２３１からの制御情報、例えば現像条件等の情報を受け、それに適合するように、入力された画像信号に適切な画像処理、例えば階調処理や色補正処理等が施され、その画像処理後の画像信号がレーザ変調信号生成部２１２に入力される。レーザ変調信号生成部２１２では、入力された画像信号に基づいて、レーザ走査系２２０を構成するレーザダイオード２０から出射されるレーザ光の変調強度を表わすレーザ変調信号を生成する。このレーザ変調信号の生成にあたっては、レーザ走査系２２０を構成する走査レーザ光の同期検知手段２２６からの情報を受け、レーザ走査と同期するようにレーザ変調信号が生成される。この走査レーザ光の同期検知手段２２６は、本実施形態では、図６に示すように、ミラー２２６＿１と光センサ２２６＿２とからなり、光センサ２２６＿２からは、レーザダイオード２０から出射したレーザ光が図６に示す矢印Ａ方向に一回偏向される毎に同期パルスが出力される。
【００３３】
図５に示すレーザ変調信号生成部２１２で生成されたレーザ変調信号ＳL は、レーザ走査系２２０を構成するＬＤドライバ２２１に入力される。ＬＤドライバ２２１には、機構制御部２３１からの機構制御情報ＳC も入力され、ＬＤドライバ２２１は、その機構制御に合わせて、レーザダイオード２０を駆動する。レーザダイオード２０は、ＬＤドライバ２２１の駆動により時系列的な強度変調を伴ったレーザ光を出射し、その出射レーザ光は、レンズ２２３＿１，アパーチャ２２３＿２，シリンドリカルレンズ２２３＿３からなるプレポリゴン光学系２２３を経由し、矢印Ｂ方向に回転するポリゴンミラー２２４＿１を含む光偏向器２２４により矢印Ａ方向に繰り返し偏向され、さらにｆθレンズ２２５＿１，およびシリンドリカルミラー２２５＿２からなるポストポリゴン光学系２２５を経由し、画像出力系２３０を構成する、矢印Ｃ方向に回転する感光体２３３上を矢印Ａ’方向に繰り返し走査（主走査）する。
【００３４】
この感光体２３３は、光の照射により表面の抵抗値が変化する性質を有し、画像情報を担持したレーザ光により走査されることにより、その表面に静電潜像が形成される。この感光体２３３に形成された静電潜像は所定の電子写真プロセス２３２を経て、所定の用紙上に、画像生成系２０１で得られた画像信号が担持する画像のハードコピー２０２が生成される。
【００３５】
尚、この画像記録装置では、ソースモードのレーザダイオードを用いて説明したが、シンクモードのレーザダイオードの場合も同様にして駆動され、その発光光量が高速に調整され、したがって高画質の画像が高速に形成される。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シンクモードとソースモードとの双方のレーザダイオードに対応でき、かつ回路構成が簡素化されたレーザダイオード駆動回路、およびそのレーザダイオード駆動回路を備えた画像記録装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザダイオード駆動回路の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す信号入力回路の機能ブロックを示す回路図である。
【図３】図１に示す自動光量調整回路の機能ブロックを示す回路図である。
【図４】図１に示すバイアス電流出力回路の構成図である。
【図５】本発明の画像記録装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５に示す画像記録装置のレーザ走査系の構成図である。
【図７】従来の、電流流入用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路を示すブロック図である。
【図８】従来の、電流流出用の電流源を備えたレーザダイオード駆動回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０    レーザダイオード駆動回路
１１    入力端子
１２    信号入力回路
１２ａ，１２ｄ，１２ｅ    バッファ回路
１２ｂ    ナンドゲート
１２ｃ，１２ｆ    インバータ
１３，１７ａ，４３，５１ｂ    ＰＭＯＳトランジスタ
１４，１６，４２，４４    差動スイッチ回路
１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂ    スイッチ回路
１５，１７ｂ，４１，５１ａ    ＮＭＯＳトランジスタ
１７    自動光量調整回路
１８    信号変換回路
１９    バイアス電流出力回路
２０，２３    レーザダイオード
２１，２２，４７，４８    電流流出用端子
２４，２５，４５，４６    電流流入用端子
２６    フォトダイオード
２７    モニタ端子
２８    抵抗器
３１    電圧比較器
３２    コンデンサ
３３    スイッチ
３４    バッファ
４９    バイアス電流設定回路
５０    差動スイッチ制御回路
５１    カレント・ミラー回路
２０１    画像生成系
２０２    ハードコピー
２１０    信号処理系
２１１    画像信号処理システム
２１２    レーザ変調信号生成部
２２０    レーザ走査系
２２１    ＬＤドライバ
２２３    プレポリゴン光学系
２２４    光偏向器
２２５    ポストポリゴン光学系
２２６    同期検知
２３０    画像出力系
２３１    機構制御部
２３２    電子写真プロセス
２３３    感光体
【図１】
0003893655.tif 000002
【図２】
0003893655.tif 000003
【図３】
0003893655.tif 000004
【図４】
0003893655.tif 000005
【図５】
0003893655.tif 000006
【図６】
0003893655.tif 000007
【図７】
0003893655.tif 000008
【図８】
0003893655.tif 000009