(57)【要約】【課題】安価で、信頼性の高い半導体レーザアレイ駆動方式を提供する。【解決手段】１パッケージ内に複数の発光チャネルを有するマルチビーム半導体レーザアレイと、前記半導体レーザアレイのチャネル毎にＡＰＣによって設定した電流を供給する第１定電流駆動源と、前記第１定電流駆動源と並列に接続した第２定電流駆動源から構成され、前記半導体レーザアレイの複数チャネルの発光パターンに応じて、各チャネルのレーザパワーを一定に維持する為に前記第２定電流駆動源から電流を供給することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１パッケージ内に複数の発光チャネルを有するマルチビーム半導体レーザアレイと、
前記半導体レーザアレイのチャネル毎にＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって設定した電流を供給する第１定電流駆動源と、
前記第１定電流駆動源と並列に接続した第２定電流駆動源から構成され、
前記半導体レーザアレイの複数チャネルの発光パターンに応じて、各チャネルのレーザパワーを一定に維持する為に前記第２定電流駆動源から電流を供給することを特徴とする半導体レーザアレイ駆動方式。
【請求項２】
請求項１記載の半導体レーザアレイ駆動方式において、前記半導体レーザアレイからの光を１ビームずつ分離検出可能な光検出器を備え、前記半導体レーザアレイの複数チャネル発光時のレーザパワーを前記光検出器で検出し、その検出信号を基に前記第２定電流駆動源から供給する電流量を決定することを特徴とする半導体レーザアレイ駆動方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真装置などに用いる半導体レーザアレイの駆動方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザアレイの駆動方式に関しては、例えば特許文献１、特許文献２に開示された発明が公知である。以下、従来の技術について説明する。
【０００３】
半導体レーザを用いた代表的な装置である連続紙電子写真装置において、半導体レーザの露光をＯＮ／ＯＦＦの２値で行なうスイッチング回路を用いて被走査面をなす感光体上に静電潜像を形成している。この時、半導体レーザは、その駆動電流に対する光出力が温度により影響を受け易いという難点、すなわち、駆動電流を一定にしても半導体レーザチップの温度上昇により閾値または微分効率の変動により光出力が低下するという難点がある。
【０００４】
連続紙電子写真装置を代表例とする他の電子写真装置の共通問題として、前記半導体レーザからの光出力が一定でないと静電潜像の記録形成がうまく行なえず画質が一定に保てなくなる。このことから半導体レーザの光出力を所定レベルに維持する手段として、半導体レーザの発光レベルを内蔵フォトダイオードでモニタし、そのモニタ結果に基づいて駆動電流を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御が一般的に提案されている。
【０００５】
また、マルチビーム化に伴い、１パッケージ内に複数の発光点(発光チャネル)をもつ半導体レーザ(レーザアレイ)が多様に使用されており、代表的な装置である連続紙電子写真装置などにおいて、低コスト化、実装スペースの確保といった優位な点がある。その反面、１パッケージ内に複数の発光点を有する為、近接するチャネルが同時に発光するとキャリアリークや熱の影響により前記と同様に光出力が低下するという問題が発生する。その解決手段として、放熱フィンを取り付ける、もしくはペルチェ素子など強制冷却手段を用いて半導体レーザチップの温度上昇を抑制する手段が用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１６８３６号公報
【特許文献２】特開２００１−８８３４４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、従来技術にて説明したように半導体レーザアレイにおいてチップの温度上昇を抑制する手段は、かなり高価となるだけではなく、実装エリアの確保が必要になるなどの問題が発生する。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、安価で、信頼性の高い半導体レーザアレイ駆動方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、１パッケージ内に複数の発光チャネルを有するマルチビーム半導体レーザアレイと、前記半導体レーザアレイのチャネル毎にＡＰＣによって設定した電流を供給する第１定電流駆動源と、前記第１定電流駆動源と並列に接続した第２定電流駆動源から構成され、前記半導体レーザアレイの複数チャネルの発光パターンに応じて、各チャネルのレーザパワーを一定に維持する為に前記第２定電流駆動源から電流を供給することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記半導体レーザアレイからの光を１ビームずつ分離検出可能な光検出器を備え、前記半導体レーザアレイの複数チャネル発光時のレーザパワーを前記光検出器で検出し、その検出信号を基に前記第２定電流駆動源から供給する電流量を決定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ペルチェ素子やファン等の冷却手段が不要で低コストが図れ、信頼性の高い半導体レーザアレイ駆動方式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】
【００１２】
本発明は、１パッケージ内に複数の発光点（発光チャネル）をもつマルチビーム半導体レーザアレイと、前記半導体レーザアレイのチャネル毎に電流を供給する２つの定電流回路と、回転多面鏡と、前記半導体レーザアレイ走査光を規定の位置でアナログ信号に変換する光検出器と、前記光検出器から出力されるアナログ信号を基に前記定電流回路へ制御信号を送信する制御回路と、前記半導体レーザアレイのチャネル毎に搭載された前記定電流回路から前記半導体レーザアレイの電流路に設けられた２つのスイッチング回路と、画像データに基づいて前記スイッチング回路をＯＮ／ＯＦＦするコントローラ部から構成される半導体レーザアレイ駆動回路において、前記半導体レーザアレイが複数発光した場合、前記第２の定電流回路から前記半導体レーザアレイに電流を補正する手段を設けている。
【００１３】
図１は、レーザプリンタや複写機などに代表される電子写真装置に用いられる光走査装置の概略構成図である。
【００１４】
ｎ個のレーザ光源１０から出射したｎ本のレーザビームは回転多面鏡２０で反射し、Ｆθレンズ３０を通じて感光ドラム４０上を走査しながら照射する。このとき、ドットイメージに変換された文字データや図形データがビデオ信号（レーザビームのＯＮ／ＯＦＦ信号）となり、感光ドラム４０の表面にレーザビームが照射される部分と照射されない部分とが形成され、いわゆる静電潜像が形成される。
【００１５】
回転多面鏡２０は、その回転センサの出力を制御クロックと競合させることで定速に制御している。走査光検出器５０は、前述感光ドラム４０と光学的に等しい距離で、かつ、主走査方向に対し感光ドラム４０より前にレーザビームが照射される位置に設置される。この走査光検出器５０は、水平同期信号を生成し、走査光が感光ドラム４０上を走査する際に、ホストコントローラからのドットイメージ送信開始位置を決める。
【００１６】
半導体レーザアレイのレーザパワー補正に関して、図２〜図５を用いて説明する。図２に本発明における制御回路ブロック図を示す。本発明の回路は、１パッケージ内に複数の発光点（発光チャネル）をもつマルチビーム半導体レーザアレイ１０と、前記半導体レーザアレイのチャネル毎に電流を供給する２つの定電流回路２０３，２０４と、回転多面鏡２０と、前記半導体レーザアレイ走査光を規定の位置でアナログ信号に変換する光検出器５０と、前記光検出器から出力されるアナログ信号を基に前記定電流回路へ制御信号を送信する制御回路２０６と、前記半導体レーザアレイのチャネル毎に搭載された前記定電流回路から前記半導体レーザアレイの電流路に設けられた２つのスイッチング回路２０１、２０２と、画像データに基づいて前記スイッチング回路をＯＮ／ＯＦＦするコントローラ部２０７から構成される。
【００１７】
半導体レーザアレイ１０を１ビームずつ一般的なＡＰＣを実施し、図１に示す光走査装置にて駆動すると図３に示すような必要レーザパワーが光検出器５０より出力される。しかしながら、通常の印刷時においては、走査毎に複数ビームが同時に発光するため、各ビーム間での温度上昇による前記半導体レーザアレイ１０の閾値電流の増加、微分効率の低下に伴いレーザパワーが低下してしまう（図４の実線参照）。
【００１８】
そこで、レーザビーム２の場合を用いて説明する。ビーム２の両端のビーム１，３とを同時に発光させると温度によるレーザパワー低下を補正するために前記第２の定電流回路２０４からの電流Ｉ２−２を前記ＡＰＣ実施後の駆動電流Ｉ２−１に重畳させ必要レーザパワーを出力させる手段を用いる（図４の点線参照）。
【００１９】
また、レーザパワーのモニタ方法は、光検出器５０を用いて連続して発光している複数のレーザを１ビームずつ分離可能として、制御回路２０６で各ビームのレーザパワーをアナログ認識可能としている。そして、コントローラ部２０７では、複数のビームを発光させるビデオデータを出力する場合は、前記２つの定電流回路２０３，２０４から電流を各々のレーザに供給する為にスイッチング回路２０１，２０２をＯＮさせ、必要レーザパワーを確保する。
【００２０】
これにより、隣り合うビームが同時に発光した場合の温度上昇によるレーザパワー低下が補正でき、ペルチェ素子、ファン等の冷却手段が不用となり、低コストで回路系を構築可能な電子写真装置を代表例とする半導体レーザアレイ駆動装置を提供することが可能となる。
【００２１】
図５は、本発明の回路構成による電流設定の概略を示す図である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電子写真装置に用いられる光走査装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る制御回路のブロック図である。
【図３】ＡＰＣを実施して光走査装置を駆動した際の光検出器からの出力波形を示す図である。
【図４】複数本のレーザが同時に発光した場合の光検出器からの出力波形を示す図である。
【図５】本発明の回路構成による電流設定の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０はレーザ光源、２０は回転多面鏡、３０はＦθレンズ、４０は感光ドラム、５０は走査光検出センサ、２０１は半導体レーザアレイ、２０２はスイッチング回路、２０３は定電流回路１、２０４は定電流回路２、２０５は走査光検出センサ、２０６は制御回路、２０７はコントローラ、Ｉ２−１はレーザビーム２の駆動電流（定電流回路１）、Ｉ２−２はレーザビーム２の駆動電流（定電流回路２）である。
【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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