JP2005064000A

JP2005064000A - Light emitting element driving device

Info

Publication number: JP2005064000A
Application number: JP2003206972A
Authority: JP
Inventors: Chikao Ikeda; 周穂池田; Hideki Moriya; 秀樹守屋; Hidehiko Yamaguchi; 英彦山口; Masao Omori; 雅夫大森
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP4810787B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting element driving device that can stably control light emitting elements without relying upon the number of light emitting elements that emit light at the time of deciding the transmission timing of image signals. SOLUTION: The light emitting element driving device which controls a plurality of light emitting elements (LD1-LD4) is provided with means (510 and 310) which control light quantities of selectively driven light emitting elements based on the number of the selectively driven light emitting elements at the time of deciding the transmission timing of image signals to the light emitting elements (LD1-LD4). COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）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：ＳｔａｒｔｏｆＳｃａｎ）。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】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載のように、複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置において、前記複数の発光素子に共通に設けられ、これらの発光量をモニタして対応する光電流を出力する受光器と、前記光電流に応じた検出値と目標光量に対応した値とに基づいて制御信号を生成する差動増幅器と、該制御信号に応じて前記複数の発光素子を駆動制御する駆動部と、前記増幅器に与える前記検出値を、選択駆動される発光素子の数に基づき制御する制御手段とを有することを特徴とする。これにより、発光する発光素子の数に依存することなく、安定した光量制御が可能となる。
【００１６】
上記装置において、請求項２に記載のように、前記制御手段は前記光電流を増幅する可変利得増幅器を含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記可変利得増幅器のゲインを制御する構成とすることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載のように、前記制御手段は電気的に制御可能な可変抵抗素子を含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記可変抵抗素子の抵抗値を制御する構成とすることもできる。
【００１８】
更に、請求項４に記載のように、前記制御手段は複数の抵抗と、該複数の抵抗を選択的に前記差動増幅器に接続するスイッチとを含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記スイッチを制御する構成とすることもできる。
【００１９】
また、請求項５に記載のように、前記制御手段は、前記複数の発光素子に対する画像信号送出タイミングを決定する際に、前記増幅器に与える前記検出値を、選択駆動される発光素子の数に基づき制御することが好ましい。
【００２０】
本発明はまた、請求項６に記載のように、複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置において、前記複数の発光素子の発光量と目標光量に対応した値とに基づい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と、前記複数の発光素子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、前記検出値を制御する手段とを有することを特徴とする。
これにより、発光する素子の数に依存することなく、安定した光量制御が可能となる。
【００２１】
この構成において、請求項７に記載のように、前記選択駆動される発光素子の数をｎ（任意の自然数）とした場合、前記手段は前記検出電圧を１／ｎ倍することが好ましい。これにより、フィードバックループを常に１つの発光素子のみを駆動した状態に設定して画像信号送出タイミングを決定することができ、このループを用いた別の制御（例えば後述するＡＰＣ制御）を安定して行うことができるようになる。
【００２２】
本発明はまた、請求項８に記載のように、複数の発光素子と、感光体と、前記複数の発光素子からの光ビームを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発光素子駆動装置とを有し、該発光素子駆動装置は上記の通り構成されている画像形成装置である。
【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：ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）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６１０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１１２_１〜１１２_４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１１２_１〜１１２_４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１１２_１〜１１２_４にホールドされた信号に応じて、駆動回路１１３_１〜１１３_４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１１３_１〜１１３_４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、サンプルホールド回路６１０への制御信号を出力し、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１１２１〜１１２４は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１１３_２と１１３_３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１１２_１〜１１２_４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１１３_２と１１３_３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１１３_１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１１２ｌ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１１２_１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１１３_１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１１２_１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１１２_２〜１１２_４も同様の構成である。図１の駆動回路１１３_１は図２の電流源１１３を含む。他の駆動回路１１３_２〜１１３_４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１の実施形態によれば、第２の実施形態と同様の作用効果が得られる。
〔第３実施形態〕
図３は、本発明の第３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及び図２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。
【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５２０_１〜５２０_４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５３０_１〜５３０_４を介して負荷５２０_１〜５２０_４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５３０_１〜５３０_４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５２０_１〜５２０_４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５３０_１〜５３０_４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５２０_１〜５２０_４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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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Ｃｄ_１〜Ｃｄ_３２を制御する。
電流駆動時、ドライバ１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_４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１００_１〜１００_３２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１００_１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１００_１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（ＳｔａｒｔｏｆＳｃａｎ）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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２に供給される。各ドライバ１００_１〜１００_３２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１００_１〜１００_３２の内部構成について説明する。各ドライバ１００_１〜１００_３２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
１００_１〜１００_３２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６００ＡＰＣ回路
６１オペアンプＳＷｆｂ１〜ＳＷｆｂ３２スイッチ
Ｃｆｂ３２〜Ｃｆｂ３２コンデンサ
Ｖｒｅｆ、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２ＡＰＣ基準電圧
１５０バスＣＯＵＴ端子Ｃｄ_１〜Ｃｄ_３２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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting element driving apparatus, and more particularly to a light emitting element driving apparatus suitable for driving a laser element used as a light source in laser xerography.
[0002]
[Prior art]
In the field of laser xerography using a laser element as a light source, there is an increasing demand for higher resolution and higher speed. There is a limit to the speed (hereinafter referred to as modulation speed) at which on / off control of the driving of the laser element is performed according to the input image data. In the case where the number of laser beams is one, if the resolution in the sub-scanning direction is increased as well as the resolution in the main scanning direction, the modulation speed must be sacrificed. Therefore, the only way to increase the resolution in the sub-scanning direction without increasing the modulation speed is to increase the number of laser beams. For example, when the number of laser light beams is four, the resolution in the main scanning / sub-scanning direction can be doubled on the assumption that the modulation speed is the same as in the case of one.
[0003]
A semiconductor laser used as a light source for laser xerography includes an edge-emitting laser element (hereinafter referred to as an edge-emitting laser) having a structure in which laser light is extracted in a direction parallel to the active layer, and the laser light is perpendicular to the active layer. It is roughly classified into surface emitting laser elements (hereinafter, referred to as surface emitting lasers) having a structure that can be taken out in any direction. Conventionally, in laser xerography, an edge emitting laser is generally used as a laser light source.
[0004]
However, from the viewpoint of increasing the number of laser light beams, edge-emitting lasers are technically difficult, and structurally, surface-emitting lasers increase the number of laser light beams more than edge-emitting lasers. It is advantageous. For these reasons, in recent years, in order to meet the demand for higher resolution and higher speed in the field of laser xerography, an apparatus using a surface emitting laser capable of emitting a large number of laser light beams as a laser light source. Development is underway.
[0005]
In general, a semiconductor laser driving device uses an automatic power control (APC) circuit that detects a light amount of a semiconductor laser with a light receiver and automatically controls the light amount based on the detected light amount. When controlling the amount of light, in the case of a surface emitting laser, a part of the emitted light is separated by an optical system including a half mirror because of the structural restriction that the laser light is emitted in a direction perpendicular to the active layer. A configuration is adopted in which the amount of light of the surface emitting laser is detected by causing light to enter the light receiver as monitor light.
[0006]
As described above, when the surface emitting laser, the optical system, and the light receiving element are assembled, the positional accuracy between the elements is poor, and the monitor light can be reliably received under such a situation. Since it is necessary to set the light receiving area of the light receiver to be large, the parasitic capacitance of the light receiver becomes very large. For this reason, in a circuit system that controls the light quantity by receiving the detection output of the light receiver, the responsiveness required for the light quantity control cannot be secured unless the detection output of the light receiver is received with low impedance.
[0007]
In addition, in the case of a surface emitting laser, the output current (photocurrent) of the photoreceiver itself is very small because an optical system including a half mirror is interposed between the surface emitting laser and the photoreceiver. Is a weak current of about several μA while the received light current is about 100 μA. When such a weak photocurrent is converted into a voltage with a load having a low resistance value, the light amount detection voltage of the surface emitting laser becomes two orders of magnitude smaller than that of the edge emitting laser.
[0008]
By the way, in an image processing apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine in which a light emitting element driving device is incorporated, a light sensor is provided slightly before the drawing start position in order to accurately determine the position for drawing an image. The drawing start position is determined based on the timing at which the light output from the crosses the optical sensor (SOS control: Start of Scan). At this time, as described in, for example, Patent Document 1, using the fact that the laser power rises slowly at the start of APC of the laser, control where the laser power exceeds a predetermined power lower than the power of the image area is used. The voltage is sampled and held, and at the time of SOS control, the laser is emitted using the control voltage. In this method, the circuit is simple and the cost is low. However, since the control voltage is not updated after sampling and holding at the start of APC, the sampled and held voltage fluctuates with time. As a result, the power during SOS control fluctuates. There is a point. In addition, the amount of light required for SOS is determined by the optical system including the photoreceiver and the electrical system including the amplifier, while the amount of light required for the image area is in addition to those, such as humidity and temperature related to the electrophotographic process such as the photoconductor. It varies depending on the environment. For this reason, when the set light amount in the image area is lower than the light amount in the SOS, the light amount in the SOS is limited to the light amount in the image area, and thus a synchronization signal for performing SOS cannot be normally generated.
[0009]
Patent Document 2 discloses a measure different from the method of controlling the laser power, and adjusting the comparison voltage when the laser power fluctuates. However, in Patent Document 2, if the laser power is low, the S / H ratio decreases, so that it is impossible to expect the same accuracy as increasing the laser power.
[0010]
On the other hand, in the case of the surface emitting laser, as described above, the laser light quantity of each light emitting element is smaller than that of the end surface laser. Therefore, it is necessary to increase the amount of laser light by simultaneously turning on a plurality of light emitting elements. For example, Patent Document 3 discloses a technique for controlling a current source that drives a plurality of lasers with a single common line.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-8-252939
[Patent Document 2]
JP-A-11-160636
[Patent Document 3]
JP-A-9-270554
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
When there are a large number of lasers such as a surface emitting laser, the light quantity set by the light quantity control for drawing is maintained and the SOS sensor (light reception provided immediately before the image generation area) is determined by the number of laser lights, although it is a skip value. The amount of light incident on the device can be controlled.
However, as the number of beams scanned by the optical sensor increases, the light emission point spreads and this time the accuracy of detecting the start position decreases. For this reason, in the operation of determining the drawing start position, it is desirable to be able to control to obtain a constant amount of light without changing the number of beams to be turned on. That is, it is most desirable to control the laser power to be constant regardless of the power at the time of image drawing at the time of SOS control.
[0013]
However, in the technique described in Patent Document 3, since a plurality of lasers are driven by a single control line, the photocurrent is multiplied by the number of simultaneously driven lasers and is incident on the SOS sensor during SOS control. The amount of light to be driven depends on the number of lasers driven at the same time, and the gain of negative feedback control changes, so there is a problem in stability.
[0014]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable light emission that can be stably controlled without depending on the number of light emitting elements when determining the image signal transmission timing. The object is to provide an element driving device.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in the light emitting element driving apparatus for controlling a plurality of light emitting elements, the light emitting element driving device is provided in common to the plurality of light emitting elements, and the amount of light emission is monitored to obtain a corresponding photocurrent. An optical receiver that outputs, a differential amplifier that generates a control signal based on a detection value corresponding to the photocurrent and a value corresponding to a target light amount, and driving control of the plurality of light emitting elements according to the control signal It has a drive part and a control means which controls the detection value given to the amplifier based on the number of light emitting elements which are selectively driven. Thereby, stable light quantity control is possible without depending on the number of light emitting elements that emit light.
[0016]
In the above apparatus, as described in claim 2, the control means includes a variable gain amplifier that amplifies the photocurrent, and controls the gain of the variable gain amplifier based on the number of light-emitting elements that are selectively driven. It can be.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, the control means includes an electrically controllable variable resistance element, and controls the resistance value of the variable resistance element based on the number of the selectively driven light emitting elements. You can also
[0018]
Further, according to a fourth aspect of the present invention, the control means includes a plurality of resistors and a switch that selectively connects the plurality of resistors to the differential amplifier. The switch may be controlled based on the above.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, when the control means determines the image signal transmission timing for the plurality of light emitting elements, the control value given to the amplifier is set to the number of light emitting elements that are selectively driven. It is preferable to control based on this.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the light emitting element driving apparatus for controlling the plurality of light emitting elements, the plurality of light emitting elements are controlled based on the light emission amount of the plurality of light emitting elements and a value corresponding to the target light amount. A feedback loop for controlling the light amount of the element, and means for controlling the detection value based on the number of light-emitting elements that are selectively driven when determining the image signal transmission timing for the plurality of light-emitting elements. And
Thereby, stable light quantity control is possible without depending on the number of light emitting elements.
[0021]
In this configuration, as described in claim 7, when the number of light-emitting elements to be selectively driven is n (arbitrary natural number), the means preferably multiplies the detection voltage by 1 / n. As a result, the feedback loop can always be set to a state in which only one light emitting element is driven to determine the image signal transmission timing, and another control (for example, APC control described later) using this loop can be stably performed. Will be able to do.
[0022]
According to another aspect of the present invention, a plurality of light emitting elements, a photosensitive member, an optical system for irradiating the photosensitive member with a light beam from the plurality of light emitting elements, and the plurality of light emitting elements are provided. A light emitting element driving device for driving the element, and the light emitting element driving device is an image forming apparatus configured as described above.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a light emitting element driving apparatus according to a first embodiment of the present invention. The light emitting element driving device includes a current amplifier 300 that amplifies an output current (photocurrent) of the light receiver PD, an APC circuit 600, and a driving unit 100. The light-emitting element driving device has a function of automatically controlling the light emission amounts of a plurality of light-emitting elements (four light-emitting elements LD1 to LD4 are shown for convenience in FIG. 1) so as to become a target light amount. Further, the light emitting element driving device performs SOS control by driving a predetermined number of light emitting elements before starting drawing.
[0024]
The driving unit 100 drives the plurality of light emitting elements LD1 to LD4. The light emitting elements LD 1 to LD 4 are, for example, surface emitting diodes (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser). The light receiver PD is provided in common to the plurality of light emitting elements LD1 to LD4. The light receiver PD is formed of, for example, a photodiode, receives light emitted from the light emitting elements LD1 to LD4, and outputs a photocurrent corresponding to the light amount on the output line L. In the output line L, there is a parasitic capacitance (mainly, a depletion layer capacitance of the photodiode) Co of the photodetector PD.
[0025]
The current amplifier 300 amplifies the photocurrent from the output line L and outputs a voltage corresponding to the amplified current to the APC circuit 600. The APC circuit 600 receives the output of the current amplifier 300 (this is defined as a detection voltage) via the inverting input terminal. A signal corresponding to the synchronization light amount and the image light amount set by the synchronization light amount setting circuit 640 and the image light amount setting circuit 630 is selectively given to the non-inverting input terminal of the APC circuit 600 via the switch 180. The synchronous light amount is a laser light amount when driving a predetermined number of light emitting elements in order to determine a drawing start position (image signal output timing). The image light amount is a laser light amount when performing APC control. The APC circuit 600 includes a differential amplifier and outputs a signal corresponding to a difference between two inputs. The sample hold circuit 610 samples the output of the APC circuit 600 during APC and holds the sample value. During SOS, the S / H signal and C-OFF signal (capacitor connection signal of the sample hold circuit 610) are driven and controlled simultaneously for the laser drive circuit that simultaneously lights the drive circuit via the sample hold circuit 610. . Here, the reason why the S / H capacitor is turned off by the C-OFF signal is to prevent the control voltage at the APC from being lost and the convergence at the next APC from taking time.
[0026]
The output of the APC circuit 610 or the output of the sample hold circuit 610 is used as the sample hold circuit 112 of the driving unit 100. ₁ ~ 112 ₄ Is given selectively. The signal received via switch 170 is sampled and held by circuit 112. ₁ ~ 112 ₄ Is sampled and held. Sample hold circuit 112 ₁ ~ 112 ₄ In accordance with the signal held in the drive circuit 113, ₁ ~ 113 ₄ The light emitting elements LD1 to LD4 are driven.
[0027]
The lighting signal control circuit 510 includes a gain adjustment circuit 310 and a drive circuit 113. ₁ ~ 113 ₄ To control. When the lighting signal control circuit 510 and the gain adjustment circuit 310 determine the image signal transmission timing for the plurality of light emitting elements LD1 to LD4, the light amount of the light emitting elements that are selectively driven based on the number of light emitting elements that are selectively driven. It functions as a means for controlling. If it demonstrates from another viewpoint, the lighting signal control circuit 510 and the gain adjustment circuit 310 will compare the detection voltage (output of the current amplifier 300) obtained by monitoring the light-emission quantity of several light emitting element LD1-LD4 with a reference voltage. A feedback loop (including the light receiver PD, the current amplifier 300, the APC circuit 600, and the driving unit 100) that controls the light amounts of the plurality of light emitting elements according to the comparison result, and image signal transmission to the plurality of light emitting elements LD1 to LD4 When determining the timing (SOS control), the gain is adjusted based on the number of light-emitting elements to be selectively driven, and functions as a means for controlling the detection voltage.
[0028]
More specifically, the lighting signal control circuit 510 outputs an enable signal to a drive circuit that drives a light emitting element that is turned on during SOS control, and outputs control signals to the sample hold circuits 1121 to 1124 and the sample hold circuit 610. Then, a control signal corresponding to the number of light emitting elements to be lit is output to the gain adjustment circuit 310.
The gain adjustment circuit 310 controls the gain of the current amplifier 300 in accordance with this control signal. Now, let A be the gain of the current amplifier 300 when only one light emitting element is lit. If the number of light-emitting elements that are turned on during SOS control is n (arbitrary natural number), the control signal output by the lighting signal control circuit 510 indicates n. The gain adjustment circuit 310 receives this control signal and sets the gain of the current amplifier 300 to A / n. As a result, regardless of the number n of light-emitting elements, the output of the current amplifier 300 is always the same as when only one light-emitting element is lit. In other words, if the photocurrent when only one light emitting element emits light is I, the photocurrent when n light is emitted is nI, and the current amplifier 300 amplifies the photocurrent nI with a gain A / n. As a result, the current amplifier 300 always outputs a current of IA (in other words, a constant detection voltage) regardless of the number of lighting of the light emitting elements. Therefore, in APC control in which the light emitting elements LD1 to LD4 are driven one by one, stable control can be performed without fear of oscillation.
[0029]
Next, the operation will be described.
[0030]
At the time of SOS control, the switch 180 is set to the synchronous light quantity setting circuit 640 side, and a voltage corresponding to the synchronous light quantity that becomes a reference at the time of SOS control is output to the APC circuit 600. The switch 170 is set to a state in which the output of the APC circuit 600 is selected. The lighting signal control circuit 510 sets a driving circuit corresponding to a predetermined light emitting element to be turned on during SOS control to an enabled state. 1121 to 1124 turn on the S / H signal and turn off the C-OFF signal. Now, assuming that only LD2 and LD3 among the light emitting elements LD1 to LD4 are light emitting elements that are used for SOS control, the lighting signal control circuit 510 has a driving circuit 113. ₂ And 113 ₃ And a control signal indicating n = 2 is output to the gain adjustment circuit 310. The gain adjustment circuit 310 sets the gain of the current amplifier 300 to A / n.
[0031]
The light emitting elements LD2 and LD3 are turned on to scan the optical sensor. Based on the output signal of the optical sensor, a synchronization signal indicating the drawing start position is generated by a known method. The light receiver PD receives light from the light emitting elements LD2 and LD3 and outputs a photocurrent to the current amplifier 300. Since the gain of the current amplifier 300 is set to A / n, the output current AI is output. The current amplifier 300 outputs a voltage corresponding to the output current AI to the APC circuit 600. The APC circuit 600 compares this with a reference voltage corresponding to the reference synchronization light amount, and outputs an error signal. The error signal passes through the switch 170 and the sample and hold circuit 112. ₁ ~ 112 ₄ Is sampled and held. The drive circuit 113 enabled by the lighting signal control circuit 510 ₂ And 113 ₃ Only drives the corresponding light emitting elements LD2 and LD3.
[0032]
By such negative feedback control, the laser light quantity during SOS control is set to a predetermined value. At this time, since the gain of the current amplifier 300 is set to A / n by the gain adjustment circuit 310 under the control of the lighting signal control circuit 510, only one light emitting element is driven as in the APC control described below. In the same state as described above, negative feedback control can be performed with the light amount level at the time of SOS, and stable control can always be realized without fear of oscillation.
[0033]
During APC control, the switch 170 selects the sample hold circuit 610, and the switch 180 selects the image light quantity setting circuit 630. The negative feedback loop formed thereby is different from the negative feedback loop during the SOS control. In the APC control, the light emitting elements are controlled one by one. Now, if the light emitting element LD1 is to be controlled, the lighting signal control circuit 510 has a driving circuit 113. ₁ Only the light emitting element LD1 emits light. The light receiver PD outputs a corresponding optical signal to the current amplifier 300. The gain at this time is A (n = 1). The current amplifier 300 amplifies the photocurrent A times and outputs the corresponding voltage to the APC circuit 600 as a detection voltage. The APC circuit 600 compares the reference voltage corresponding to the image light amount set by the image light amount setting circuit 630 with the detection voltage, and outputs a control voltage corresponding to the difference voltage. This control voltage is sampled and held by the sample and hold circuit 610. The output signal passes through the switch 170 because the C-OFF signal of the sample hold circuit 112l is ON, and the sample hold circuit 112 ₁ Is sampled and held. Based on the sampled and held voltage, the driving circuit 113 ₁ Changes the bias current of the light emitting element LD1. In this way, the negative feedback control is performed so that the differential voltage becomes zero, and convergence is achieved. The control voltage at this time is held in the sample hold circuit 610.
[0034]
The above negative feedback control is performed for each of the remaining light emitting elements LD2 to LD4, and the laser light amount of each of the light emitting elements LD1 to LD4 is made to coincide with the target light amount (image light amount set by the image light amount setting circuit 630).
[0035]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the image forming apparatus for xerography using the surface light emitting diode, the laser power of the synchronization signal is reduced when the laser is set to a low light amount by the light amount control. In order to prevent the occurrence of synchronization failure, even when a plurality of lasers are turned on and controlled to the optimum laser power for synchronization in order to obtain the laser power necessary for synchronization, stable light quantity control can be performed as in the case of one beam. Make it possible. As a result, the laser power required for the synchronization can be set stably regardless of the amount of laser light in the image area, so that the number of simultaneously lit beams can be minimized and the position accuracy of the synchronization signal can be kept high. In addition, since the capacitor that samples and holds the control voltage at the APC is turned off at the time of SOS, the control start voltage at the next APC is the previous APC start voltage, so that convergence is not sacrificed.
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a light emitting element driving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0036]
In the configuration shown in FIG. 2, an electronic potentiometer 350, which is an example of an electrically controllable electronic variable resistance element, is used as a load for the photocurrent from the light receiver PD, and one light emitting element is lit with this resistance value. On the other hand, the case where n lights are set to 1 / n. This makes it possible to realize stable SOS control in the same state (a constant gain of the feedback loop) as when one light emitting element is always lit regardless of the number n of light emitting elements turned on during SOS control.
[0037]
2 is an example in which the light receiver PD is directly connected to the electronic potentiometer 350. However, the current amplifier 300 shown in FIG. 1 may be interposed between the light receiver PD and the electronic potentiometer 350. The current amplifier 300 amplifies the photocurrent and outputs a corresponding voltage to the potentiometer 350.
[0038]
FIG. 2 shows an example of the configuration of the drive unit 100 shown in FIG. Sample hold circuit 112 shown in FIG. ₁ Includes a switch SW112, a capacitor C112, and a switch for turning off the capacitor. Other sample and hold circuit 112 ₂ ~ 112 ₄ Is the same configuration. Drive circuit 113 of FIG. ₁ Includes the current source 113 of FIG. Other drive circuit 113 ₂ ~ 113 ₄ Is the same. The supply current of the current source 113 is controlled according to the sampled and held voltage value. Further, FIG. 2 shows an example of the basic configuration of the image light quantity setting circuit 630 and the synchronous light quantity setting circuit 640 shown in FIG. In each circuit, a variable resistor is connected in series to a DC power source whose voltage value can be varied (may be fixed), and an intermediate tap of each variable resistor is connected to a fixed terminal of the switch 180. With this configuration, it is possible to adjust both the reference image light amount and the synchronous light amount.
[0039]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a light emitting element driving apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0040]
In FIG. 3, unlike the previous embodiment, the ground side terminal of the capacitor C112 is connected in common, and this is connected to the APC circuit 600 via a switch. Connected to the ground side during SOS, and connected to the APC circuit 600 during APC.
[0041]
The configuration shown in FIG. 3 has a load 520 for the photocurrent from the photo detector PD. ₁ ~ 520 ₄ Are provided in parallel by the number of light emitting elements, and the switches 530 provided for the respective light emitting elements ₁ ~ 530 ₄ Load 520 through ₁ ~ 520 ₄ Can be selectively connected to the light receiver PD. Switch 530 ₁ ~ 530 ₄ Are turned on by the number n of light emitting elements to be turned on during SOS control. As a result, a number of resistors corresponding to the number of light emitting elements to be lit are connected in parallel to the light receiver PD, and the load 520 ₁ ~ 520 ₄ If the values are the same, the detection voltage can be supplied to the inverting input terminal of the APC circuit 600 under the same conditions as when one light emitting element is always turned on, regardless of the number of light emitting elements to be turned on.
[0042]
In the embodiment of FIG. 3, after the APC completes the sampling and holding of the control voltage to the capacitor C112, the terminal that was the capacitor ground during SOS is commonly controlled by the APC circuit 600 to set the SOS light quantity. . According to such a configuration, since the light amount control at the time of SOS is performed with reference to the control voltage at the time of APC, the light amount of the lasers to be simultaneously emitted can be made uniform even if there is a variation in the laser characteristics. Only the laser has an effect of preventing the amount of light from increasing and causing deterioration.
[0043]
In the configuration of FIG. 3, the light receiver PD and the switch 530 are used. ₁ ~ 530 ₄ The current amplifier 300 shown in 1 may be interposed between the two. For the photocurrent from the current amplifier 300, the load 520 ₁ ~ 520 ₄ Selectively connect.
[0044]
Also according to the third embodiment of the present invention, a stable SOS in the same state (a constant gain of the feedback loop) is always the same as when one light-emitting element is lit regardless of the number n of light-emitting elements turned on during SOS control. Control can be realized.
[0045]
According to the third embodiment of the present invention described above, the same operational effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
[0046]
[Fourth Embodiment]
Next, a light-emitting element driving device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0047]
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of a light emitting element driving apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the light emitting element driving apparatus 10 drives a plurality of light emitting elements. In the configuration of FIG. 4, the light emitting element driving device 10 drives 32 light emitting elements LD1 to LD32. In other words, the light emitting element driving device 10 has a 32 channel configuration. Each of the light emitting elements LD1 to LD32 is formed of a surface light emitting diode and arranged in a matrix. The light emitting element driving device 10 is formed of, for example, an IC chip and includes a circuit described below.
[0048]
The light emitting element driving device 10 has a driver 100 for each channel, that is, for each of the light emitting elements LD1 to LD32. ₁ ~ 100 ₃₂ Have The light emitting element driving device 10 includes a common control potential setting circuit 200, a current amplifier 300, a light amount monitor 400, a forced lighting circuit 500, and an APC circuit 600 as a common control unit for each channel.
[0049]
Driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Receives a signal from the control unit common to the respective channels via the bus 150, and performs control for driving and controlling the light emitting elements LD1 to LD32. Specifically, the driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Performs APC control for controlling the light amount of each of the light emitting elements LD1 to LD32 and modulation control after the APC control. As described later, in APC control, the driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Controls both the voltage and current applied to the light emitting elements LD1 to LD32. Driver 100 during voltage drive ₁ ~ 100 ₃₂ Is a capacitor Cd connected to the cathode of each of the light emitting elements LD1 to LD32 via each terminal COUT. ₁ ~ Cd ₃₂ To control.
Driver 100 during current drive ₁ ~ 100 ₃₂ Controls the amount of current flowing through each light emitting element LD1 to LD32 via each terminal LDOUT.
[0050]
Driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Are connected in common via a terminal LDCOM and connected to a load 105. In the configuration of FIG. ₁ ~ 100 ₄ The LDCOM terminals are connected in common, and one end is connected to the other end of the load 105 connected to the ground. Each driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Outputs a current (complementary output) corresponding to the drive current when the corresponding light emitting element is not driven. By flowing this current through the load 105, a constant current always flows to the light emitting element driving device 10 without depending on the number of lighting of the light emitting elements, and the operation is stabilized.
[0051]
The light quantity control device 10 performs modulation control after setting the laser light quantity of each of the light emitting elements LD1 to LD32 to an appropriate value by APC control. The outline of APC control is as follows. First, the laser light amount of the light emitting element LD1 is adjusted. Driver 100 ₁ Drives the light emitting element LD1. A current corresponding to the laser light amount of the light emitting element LD1 flows through a light receiver (for example, a photodiode) PD provided in common to each of the light emitting elements LD1 to LD32. The current amplifier 300 turns on the switch SWSa with respect to the current flowing through the light receiver PD, and amplifies the current obtained by adding the addition current from the current source 450 with low impedance. In this case, when the switch SWSb is turned on, the added current is canceled by the reference current supplied from the current source 460, the remaining current is supplied to the resistor connected to the reference voltage Vref2, and the current output from the current amplifier 300 is supplied. The voltage is converted into a voltage, and this voltage (referred to as a detection voltage) is output to the APC circuit 600 via the switch SW19. The APC circuit 600 includes a plurality of operational amplifiers 61, a series circuit of one switch (any one of SWfb1 to SWfb32) and a capacitor (any one of Cfb1 to Cfb32). Each series circuit is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 61. Each series circuit constitutes a sample and hold circuit. One sample and hold circuit corresponds to one light emitting element. For example, a sample and hold circuit including the switch SWfb1 and the capacitor Cfb1 corresponds to the light emitting element LD1.
Similarly, a sample and hold circuit including the switch SWfb32 and the capacitor Cfb32 corresponds to the light emitting element LD32. Here, since there is nothing that corresponds to the capacitor C610 described in FIG. 3, it takes time to converge at the start of SOS. Such a convergence problem can be avoided.
[0052]
The operational amplifier 61 amplifies the difference voltage when the light emitting element LD1 is driven and outputs the amplified voltage to the corresponding signal line of the bus 150. Driver 100 ₁ Changes the drive current applied to the light emitting element LD1 so that the differential voltage becomes zero. As a result, the amount of laser light from the light emitting element LD1 changes, and the amount of current flowing through the light receiver PD changes. A detection voltage corresponding to the current flowing through the light receiver PD is output from the current amplifier 300 to the APC circuit 600. By such feedback control, the added current applied to the input output of the current amplifier 300 is canceled and disappears, and the driving state of the light emitting element LD1 is set so that the laser light quantity corresponds to the reference current generated by the APC reference voltage Vref. Set. The setting of the driving state means that both the driving voltage and the driving current applied to the light emitting element LD1 are adjusted to a value corresponding to the APC reference voltage Vref.
[0053]
While controlling the light emitting element LD1 in this way, only the switch SWfb1 is turned on among the 32 sample hold circuits of the APC circuit 600, and the laser light quantity of the light emitting element LD1 corresponds to the APC reference voltage Vref. The voltage at the time of convergence to the value to be accumulated is accumulated in the capacitor Cfb1. Similarly, the APC control is performed on the light emitting elements LD2 to LD32 one by one in order.
[0054]
Next, when performing SOS, as described in FIG. 3, SWfb 33 is turned on, and Cfb 33 is connected to amplifier 61 of APC circuit 600. Also, the loads 23 and 24 in FIG. 5 are set to high impedance so that the control voltage during APC is not discharged. The load 500 is connected with a number of resistors corresponding to the number of lasers that are turned on simultaneously. The drive circuit 10 is enabled according to the number of lasers to be lit, and the light quantity control is performed in the same manner as APC.
[0055]
As will be described later, the APC control is preferably performed twice. In the second APC control, the switch SWSa that was turned on in the first APC is turned off. Since the cancellation current supplied to the output side of the current amplifier 300 is the reference current + addition current, the received light current is controlled by a current corresponding to the reference current + addition current. The 32 sample and hold circuits in the APC circuit 600 can be commonly used in the first and second APC controls, but 32 sample and hold circuits may be newly provided for the second APC control.
[0056]
The light quantity monitor 400 outputs a light quantity monitor signal indicating the laser light quantity of each of the light emitting elements LD1 to LD32 from the current flowing through the current amplifier 300.
[0057]
The forced lighting circuit 500 is a circuit that generates a synchronization signal required before performing APC control. As described above, in an image processing apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine in which the light emitting element driving device 10 is incorporated, an optical sensor is provided slightly before the drawing start position in order to accurately determine the position for drawing an image. The drawing start position is determined based on the timing at which the light output from the light emitting element crosses the optical sensor.
[0058]
FIG. 6 shows a configuration example of a laser scanning system and output of each sensor in laser xerography, which is an aspect of an image forming apparatus including the light emitting element driving device of the present invention. The basic configuration of the laser beam scanning system in the laser xerography apparatus is as follows. The laser light emitted from the laser light source 10d is irradiated onto the photosensitive member surface 16 through the lens 15, the polygon mirror 12, and the lenses 13 and 14. As the polygon mirror 12 rotates, the laser beam repeatedly scans the photosensitive member surface 16. Further, a part of the laser light emitted from the laser light source 10 d is input to the light receiver 11 (corresponding to the above-described light receiver PD) through the semi-transmissive mirror 19. In FIG. 6, the output of the light receiver 11 at this time is shown as the light amount control sensor output, and the output of the optical sensor provided slightly before the drawing start position is shown as the SOS (Start of Scan) sensor output. The area for APC is provided before and after the scanning area. Reference numeral 18 denotes the light emitting element driving device (light quantity control device) 10 described above.
[0059]
As described above, since the individual laser light amounts of the light emitting elements LD1 to LD32 are smaller than those of the end face laser, a plurality of the light emitting elements LD1 to LD32 are simultaneously turned on to scan the SOS sensor. In this case, it is preferable to turn on only a plurality of light emitting elements located in the center portion among the light emitting elements arranged in two dimensions. However, in APC control, the light emitting elements are turned on one by one and the conditions are set (gain of feedback loop). Therefore, if a predetermined number of light emitting elements are turned on at the same time, the feedback loop of APC control will oscillate. There is a possibility that. Therefore, in order to solve this problem, the forced lighting circuit 500 changes the load size of the current amplifier 300 according to the modulation signal (modulation data). That is, a load corresponding to the number of light emitting elements to be turned on is connected to the output of the current amplifier 300. In the configuration shown in the figure, a plurality of resistors are connected to the output of the current amplifier via a switch. Focusing on the operational amplifier 61, the forced lighting circuit 500 reduces the current-voltage conversion gain in accordance with the number of light emitting elements to be turned on, so that the gain of negative feedback as a whole does not change. With such a configuration, a state equivalent to a state in which only one light emitting element is always turned on can be obtained. In other words, the gain of the feedback loop is a value in a state in which only one light emitting element is turned on. As a result, it is possible to prevent the feedback loop from oscillating.
[0060]
The forced lighting circuit 500 shown in FIG. 4 corresponds to the configuration shown in FIG. 3 described above. Instead of this configuration, the forced lighting circuit 500 can be configured as shown in FIGS.
[0061]
The common control potential setting circuit 200 includes each driver 100. ₁ ~ 100 ₃₂ This circuit generates a control potential necessary for generating various currents required in the circuit. In the configuration of FIG. 4, the common control potential setting circuit 200 includes each driver 100. ₁ ~ 100 ₃₂ A circuit for generating a common potential for setting a bias current flowing therein, and a circuit for generating a common potential for generating an offset current. The bias current and the offset current are typical examples, and each driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Can set the control potential required to generate other currents required for drive and control. The common control potential for setting the bias current is generated by a circuit including an operational amplifier (op-amp) 211, current sources 212 and 213, and loads 214 and 215. A common control potential for offset current setting and other current setting is also generated by the same circuit. The current source 212 supplies the instructed current to the load 214 in response to an external bias current setting signal. The terminal voltage of the load 214 is applied to the plus side terminal of the operational amplifier 211. A constant current source 213 connected to the constant voltage source 216 causes a current corresponding to the output of the operational amplifier 211 to flow through the load 215. The terminal voltage of the load 215 is given to the negative terminal of the operational amplifier 211. The operational amplifier 211 controls the current source 213 so that the current source 213 passes the same current as the bias current set by the bias current setting signal. At this time, the output signal of the operational amplifier 211 is output to the corresponding bus line of the bus 150. On the other hand, the positive voltage of the constant voltage source 216 is output to the corresponding bus line of the bus 150. This bus line is common to each common control potential and each driver 100. ₁ ~ 100 ₃₂ Is common. As described above, the bias current value set from the outside is in the form of a differential voltage via each bus 150 to each driver 100. ₁ ~ 100 ₃₂ To be supplied. Each driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Generates a bias current from the received differential voltage as described later. As a result, even if the power supply voltage of the constant voltage source 216 fluctuates, the potential difference is constant, and the influence of fluctuations in the power supply voltage can be avoided. Note that the output voltage of the operational amplifier 211 and the voltage of the constant voltage source 216 are preferably transmitted by balanced two wires.
[0062]
Next, referring to FIG. ₁ ~ 100 ₃₂ The internal structure of will be described. Each driver 100 ₁ ~ 100 ₃₂ Since the configuration is the same, the subscripts 1 to 32 are omitted in the following description, and only the driver 100 will be described.
[0063]
The driver 100 has two multipliers 21 and 22. The multiplier 21 is provided for controlling the current source 30, and the multiplier 22 is provided for controlling a corresponding one of the capacitors Cd1 to Cd32 shown in FIG. Hereinafter, for convenience, one corresponding capacitor is denoted by Cd, and is indicated by a broken line in FIG. The capacitor Cd functions as a voltage source for a short time when the drive voltage to the laser rises. The current source 30 generates a current that flows through the corresponding light emitting element LD, and the capacitor Cd that functions as a voltage source supplies a driving voltage to the corresponding light emitting element LD.
[0064]
Here, the relationship between the driving current and the driving voltage (terminal voltage) of the surface emitting laser (voltage-current characteristics) is proportional (linear relationship) in a practical range because the internal resistance of the surface emitting laser is high. Further, the relationship between the drive current and the laser light quantity is also proportional (linear relationship) within a practical range. Based on such characteristics, the current amount of the current source 30 in the first APC control is determined so that the laser light amount of the light emitting element LD becomes the reference light amount (first light amount). In the second APC control, the laser amount is determined. The amount of light is determined to be the second amount of light. Similarly, the driving voltage accumulated in the capacitor Cd in the first APC control is determined so that the laser light amount of the light emitting element LD becomes the reference light amount (first light amount), and the laser light amount is the second in the second APC control. The amount of light is determined. By the interpolation or extrapolation process using these two values, the laser light quantity can be corrected to an arbitrary light quantity.
[0065]
Multipliers 21 and 22 can use 4-quadrant analog multipliers, and capacitors can be used as voltage sources to be connected to the multipliers. The inputs of the multipliers 21 and 22 have a differential configuration. When two differential inputs represented by + and-of each multiplier 21 and 22 are V1a, V1b and V2a and V2b, respectively, each multiplier 21 and 22 in the differential configuration has Iout = α (V1a−V1b). The current described by (V2a-V2b) is output. Where α is a constant.
[0066]
In such a laser driving device, a correction signal is input to one input terminal (multiplier terminal) of each multiplier 21 and 22, and a control voltage is input to the other input terminal (multiplier terminal). When the + side output of the complementary output of a multiplier that is normally configured as a differential is used, there is an offset current, but even if there is an offset in each of the multipliers 21 and 22, the capacitors C1 and C2 connected to the output are used. The offset is canceled during APC. The correction signal takes into consideration the situation where the amount of laser light varies depending on the scanning position of the laser beam, and has a control voltage corresponding to the scanning position of the laser beam.
[0067]
First, by the first APC control, the first light amount (set as a reference value) is set as follows. Switch SWSa is on, SWSb is off, SW1 is off, SW2 is off, SW3 is off, SW5-1 is on, SW5-2 is off, SW5-3 is off, SW5-4 is on, SW6-1 is on SW6-2 is off, SW6-3 is off, SW6-4 is on, SW7 is off, SW8 is on, SW11 is on, SW11-1 is on, SW11-2 is off, SW12 is off, SW13 is on , SW15-1 is turned off, SW15-2 is turned on, SW16 is turned off, and the switch SWSa is turned on. Further, when setting the first light quantity, a 0 V correction signal is applied to the multiplier terminals of the multipliers 21 and 22. In this state, since the multiplier is 0, each multiplier 21 and 22 outputs an offset voltage regardless of what control voltage is input to the multiplicand terminal. Further, the first APC reference voltage Vref1 is supplied to the operational amplifier 61 of the APC circuit 600 shown in FIG. The operational amplifier 61 outputs a control voltage so that the laser light amount of the light emitting element LD becomes the first APC reference voltage Vref1. This control voltage is supplied to the current source 30 through the switch SW8, the operational amplifier 26, the inverter 28, and the switch SW11 in FIG. The current source 30 supplies a current corresponding to the received control voltage to the light emitting element LD. The control voltage output from the operational amplifier 26 is stored in the capacitor C3-1 of the sample and hold circuit. Since the correction signal is set to 0V, the multiplier 21 outputs an offset voltage. Therefore, the capacitor C1 is charged with a difference voltage between the control voltage and the offset voltage output from the multiplier 21. On the other hand, the control voltage output from the operational amplifier 61 of FIG. 4 is supplied to the capacitor C2 and stored in the capacitor C4-1 of the sample and hold circuit. Since the correction signal is set to 0V, the multiplier 22 outputs an offset voltage. Therefore, the capacitor C2 is charged with a difference voltage between the control voltage and the offset voltage of the multiplier 22.
[0068]
Then, the second light quantity (this is called a correction light quantity) is set as follows by the second APC control. Switch SWSa off, SWSb off, SW1 off, SW2 off, SW3 off, SW5-1 off, SW5-2 on, SW5-3 on, SW5-4 off, SW6-1 off SW6-2 is on, SW6-3 is on, SW6-4 is off, SW7 is off, SW8 is off, SW11 is off, SW11-1 is on, SW11-2 is off, SW12 is off, SW13 is on , SW15-1 is off, SW15-2 is off, SW16 is off, and SWSa is off. Further, when setting the second light quantity, a correction signal having a predetermined voltage is applied to the multiplier terminals of the multipliers 21 and 22. Further, since the switch SWSa is off, the operational amplifier 61 outputs a control voltage for the first APC control so that the amount of light from the light receiver PD increases by the amount of current added by the current source 450. This control voltage is supplied to the current source 30 through the switch SW8, the operational amplifier 26, the inverter 28, the switches SW5-2 and SW5-3, the multiplier 21, the resistor R11, and the capacitor C1 in FIG. The current source 30 changes the current from the light receiver PD from the reference current to a current obtained by adding the addition current to the reference current in accordance with the received control voltage. The control voltage output from the operational amplifier 26 is stored in the capacitor C3-2 of the sample and hold circuit. The capacitor C1 is charged with a voltage difference between the control voltage and the output of the multiplier 21. If the current applied to the light emitting element LD in the first APC control is I, the current applied to the light emitting element LD in the second APC control can be described as I + ΔI. On the other hand, the control voltage output from the operational amplifier 61 of FIG. 4 is supplied to the capacitor C2 and stored in the capacitor C4-2 of the sample and hold circuit. The capacitor C2 is charged with a voltage difference between the control voltage and the output of the multiplier 22. If the voltage stored in the capacitor C2 in the first APC control is V, the voltage stored in the capacitor C2 in the second APC control can be described as V + ΔV.
[0069]
Here, the switches SW6-1 and SW6-4 are turned on, and the SW6-2 and SW6-3 are turned off. However, in the second and subsequent APCs, SW6-3 and SW6-1 are turned on, and SW6-2 and SW6-4 are turned off. Since this is the same condition as during modulation, an improvement in accuracy can be expected.
[0070]
At the time of modulating the light emitting element LD, a correction voltage corresponding to the light amount correction amount corresponding to the scanning position of the laser light is input to the multiplier terminals of the multipliers 21 and 22. Thereby, both the drive voltage applied to the surface emitting laser from the voltage source constituted by the multiplier 22, the capacitor C2, and the operational amplifier 26 and the drive current supplied from the current source 30 to the light emitting element LD are simultaneously controlled. The light emitting element LD emits light with a light amount corrected according to the scanning position of the laser light.
[0071]
A resistor R11 is connected in series with the capacitor C1. That is, in the present embodiment, the sample and hold circuit including the capacitor C1 is configured with a low-pass filter.
Thereby, the high frequency noise which generate | occur | produces when switching on / off of switch SW11 can be suppressed. In addition, a capacitor C11 is connected in parallel to this low-pass filter. This can prevent the phase of the negative feedback loop from being delayed due to the time constant of the low-pass filter. Similarly, by connecting a resistor R21 in series with the capacitor C2, a sample and hold circuit including this is constituted by a low-pass filter.
Thereby, the high frequency noise which generate | occur | produces when switching on / off of switch SW8 can be suppressed. Further, a capacitor C21 for preventing a phase delay of the negative feedback loop is connected in parallel to a low-pass filter composed of the capacitor C2 and the resistor R21, thereby preventing oscillation in the negative feedback loop.
[0072]
The voltage application time adjustment circuit 800 controls the switch SW2 to adjust the time for applying a voltage to the light emitting element LD. This voltage is a voltage accumulated in the capacitor Cd. As described above, in this embodiment, the light emitting element LD is driven by controlling both the voltage and current applied to the light emitting element LD. When the light emitting element LD is driven, it is first driven with a voltage and then with a current. By making the voltage application time for voltage driving adjustable, the voltage application time according to the mounting state of the light emitting element LD can be appropriately set as in the case where the wiring from the LDOUT end to the laser in FIG. Can be set.
[0073]
The voltage application time adjustment circuit 800 includes two sets of a delay circuit 81 and an exclusive OR circuit 82. The two delay circuits 81 are connected by an inverter 83 as illustrated. The delay circuit 81 receives the voltage application time signal and the modulation signal, and delays the modulation signal according to the voltage application time signal. The exclusive OR of the output signal of one delay circuit 81 and the modulation signal is taken, and the switch SW2 is turned on by the output signal. As a result, the output signal has a first pulse rising at the rising edge of the modulation signal, a first pulse falling at the rising edge of the delayed modulation signal, and a second pulse falling at the falling edge of the delayed modulation signal. Occur. That is, the voltage is applied at the rise and fall of the modulation signal with the same pulse width as the delay time of the delay circuit 81. In this way, it is possible to set an appropriate voltage application time. Similarly, by controlling the switch SW1 by the action of the other delay circuit 81 and the exclusive OR circuit 82 to supply an OFF bias, the operation of the light emitting element LD from on to off is controlled (speeded up). .
[0074]
The current generation circuit 700 receives the differential voltage for each current output from the common control potential setting circuit 200 shown in FIG. 4, and generates a current corresponding to the differential voltage. The operational amplifier 34 and the constant current source 32 of the current generation circuit 700 receive a differential voltage formed by the reference common potential and the reference offset potential, and generate an offset current corresponding to the differential voltage.
The offset current flows to the load 24 via the switch SW16. The terminal potential of the capacitor C2 is determined in accordance with the offset current, whereby the driving voltage applied to the light emitting element LD by the capacitor C2 functioning as a voltage source can be adjusted. By adjusting the drive voltage, you can overshoot the drive pulse and follow the laser to a short pulse width to improve the reproducibility of highlights, and set the drive voltage slightly larger to make the image outline It can also be used for image quality adjustment by appropriately setting these according to the image, such as emphasis. The operational amplifier 35 and the current source 31 receive the differential voltage formed by the reference common potential and the reference bias potential via the switch 750, and generate a bias current according to the differential voltage. Further, the current source 31 that has received the OFF bias voltage set by the voltage source in the drawing connected to the switch 750 generates a laser drive current according to the OFF bias voltage.
[0075]
As described above, the light emitting element driving device according to the fourth embodiment has the same functions and effects as those of the first to third embodiments. In other words, in an image forming apparatus for xerography using a surface light emitting diode, the laser power necessary for synchronization is obtained so that the laser power of the synchronization signal is lowered and no synchronization failure occurs when the laser is set to a low light amount by light amount control. Therefore, even when a plurality of lasers are turned on to control the laser power to be optimal for synchronization, it is possible to perform stable light amount control as in the case of one beam. As a result, the laser power required for the synchronization can be set stably regardless of the amount of laser light in the image area, so that the number of simultaneously lit beams can be minimized and the position accuracy of the synchronization signal can be kept high.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light emitting element driving apparatus capable of stable control without depending on the number of elements that emit light when determining the image signal transmission timing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting element driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting element driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an overall configuration of a light emitting element driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an internal configuration of the driver shown in FIG. 5;
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Light Emitting Element Driving Device LD1 to LD32 Light Emitting Element
100 ₁ ~ 100 ₃₂ Driver 200 Common control potential setting circuit
211 Operational Amplifier (Op Amp) 212, 213 Constant Current Source
214, 215 Load 216 Constant voltage source
300 Current amplifier 400 Light intensity monitor
500 Forced lighting circuit 600 APC circuit
61 operational amplifier SWfb1-SWfb32 switch
Cfb32 to Cfb32 capacitors
Vref, Vref1, Vref2 APC reference voltage
150 Bus COUT terminal Cd ₁ ~ Cd ₃₂ Capacitor
LDOUT terminal LDCOM terminal 110 Load
PD receiver SW19 Switch 21, 22 Multiplier
30 Current source 26 Operational amplifier 28 Inverter
800 Voltage application time adjustment circuit 81 Delay circuit
82 Exclusive OR circuit 700 Current generation circuit
34 operational amplifier 32 constant current source 24 load
35 operational amplifier 33 current source 900 bias circuit
31 Current source R11, R21 Resistor C11, C21 Capacitor
Cd, C1, C2, C3-1, C4-1, C3-2, C4-2 capacitors
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 switch

Claims

複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置において、
前記複数の発光素子に共通に設けられ、これらの発光量をモニタして対応する光電流を出力する受光器と、
前記光電流に応じた検出値と目標光量に対応した値とに基づいて制御信号を生成する差動増幅器と、
該制御信号に応じて前記複数の発光素子を駆動制御する駆動部と、
前記増幅器に与える前記検出値を、選択駆動される発光素子の数に基づき制御する制御手段とを有することを特徴とする発光素子駆動装置。In a light emitting element driving apparatus for controlling a plurality of light emitting elements,
A light receiver that is provided in common to the plurality of light emitting elements, monitors the amount of light emission, and outputs a corresponding photocurrent; and
A differential amplifier that generates a control signal based on a detection value corresponding to the photocurrent and a value corresponding to a target light amount;
A drive unit that drives and controls the plurality of light emitting elements according to the control signal;
And a control means for controlling the detection value given to the amplifier based on the number of light-emitting elements to be selectively driven.

前記制御手段は前記光電流を増幅する可変利得増幅器を含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記可変利得増幅器のゲインを制御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。2. The light emitting element driving device according to claim 1, wherein the control means includes a variable gain amplifier that amplifies the photocurrent, and controls the gain of the variable gain amplifier based on the number of the selectively driven light emitting elements. .

前記制御手段は電気的に制御可能な可変抵抗素子を含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記可変抵抗素子の抵抗値を制御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。2. The light emitting element drive according to claim 1, wherein the control means includes an electrically controllable variable resistance element, and controls a resistance value of the variable resistance element based on the number of the selectively driven light emitting elements. apparatus.

前記制御手段は複数の抵抗と、該複数の抵抗を選択的に前記差動増幅器に接続するスイッチとを含み、前記選択駆動される発光素子の数に基づき前記スイッチを制御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。The control means includes a plurality of resistors and a switch that selectively connects the plurality of resistors to the differential amplifier, and controls the switch based on the number of light-emitting elements that are selectively driven. The light emitting element driving device according to claim 1.

前記制御手段は、前記複数の発光素子に対する画像信号送出タイミングを決定する際に、前記増幅器に与える前記検出値を、選択駆動される発光素子の数に基づき制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載の発光素子駆動装置。2. The control unit according to claim 1, wherein the detection value to be supplied to the amplifier is controlled based on the number of light-emitting elements that are selectively driven when determining image signal transmission timings for the plurality of light-emitting elements. The light-emitting element driving device according to claim 4.

複数の発光素子を制御する発光素子駆動装置において、
前記複数の発光素子の発光量と目標光量に対応した値とに基づい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と、
前記複数の発光素子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、前記検出値を制御する手段とを有することを特徴とする発光素子駆動装置。In a light emitting element driving apparatus for controlling a plurality of light emitting elements,
A feedback loop for controlling the light amount of the plurality of light emitting elements based on the light emission amount of the plurality of light emitting elements and a value corresponding to the target light amount;
And a means for controlling the detection value based on the number of light-emitting elements that are selectively driven when determining the image signal transmission timing for the plurality of light-emitting elements.

前記選択駆動される発光素子の数をｎ（任意の自然数）とした場合、前記制御手段は前記検出電圧を１／ｎ倍することを特徴とする請求項６記載の発光素子駆動装置。7. The light emitting element driving apparatus according to claim 6, wherein when the number of light emitting elements to be selectively driven is n (arbitrary natural number), the control unit multiplies the detection voltage by 1 / n.

複数の発光素子と、感光体と、前記複数の発光素子からの光ビームを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発光素子駆動装置とを有し、該発光素子駆動装置は請求項１から７のいずれか一項記載の画像形成装置。A plurality of light emitting elements, a photosensitive member, an optical system for irradiating the photosensitive member with a light beam from the plurality of light emitting elements, and a light emitting element driving device for driving the plurality of light emitting elements, The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light emitting element driving device is a light emitting element driving device.