JP2014232746A - 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の光出力波形を得ることが可能な光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の供給開始から供給停止までの間に、前記所定電流に重畳される加算電流と、を含む駆動電流を生成する駆動電流生成部を有し、前記加算電流は、加算所定電流と、前記加算所定電流の立ち上がりと同期して前記加算所定電流に重畳される第一の加算補助電流と、前記加算所定電流の立ち下がりに同期して前記加算所定電流に重畳される第二の加算補助電流と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、光源を駆動させる光源駆動回路、この光源駆動回路を有する光走査装置及び画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、ＬＤ（Laser Diode）等の光源から所定の光出力を得て感光体を露光し、画像の濃度を表現する。

ところで従来では、光源に所定電流が供給されてから所定の光出力を得るまでに、光源の応答特性や光源が実装された回路等の寄生容量に依存した発光遅延時間が発生する。光源の光出力波形は、この発光遅延時間の影響により立ち上がりになまりが生じることが知られている。また光源に対する所定電流の供給が停止したときの光出力波形の立ち下がりにおいても、立ち上がりと同様に波形のなまりが生じることが知られている。光出力波形の立ち下がりのなまりは、光源の電位が光源の点灯状態の電位から消灯状態の電位へ遷移するまでにかかる時間により生じる。

そこで従来では、所望の光出力波形を得るために各種の工夫がなされている。例えば特許文献１には、所定電流に立ち上がり時にオーバーシュートをもたせ、立ち下がり時にアンダーシュートを持たせることが記載されている。

例えば光源が複数の発光体を有する半導体レーザアレー(LDA；Laser Diode Array)、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser;垂直共振器面発光レーザ）等である場合には、上記従来の技術では所望の光出力波形を得ることが困難な場合がある。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、所望の光出力波形を得ることが可能な光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。

本発明は、光源を駆動させる光源駆動回路であって、前記光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の供給開始から供給停止までの間に、前記所定電流に重畳される加算電流と、を含む駆動電流を生成する駆動電流生成部を有し、前記加算電流は、加算所定電流と、前記加算所定電流の立ち上がりと同期して前記加算所定電流に重畳される第一の加算補助電流と、前記加算所定電流の立ち下がりに同期して前記加算所定電流に重畳される第二の加算補助電流と、を含む。

本発明によれば、所望の光出力波形を得ることが可能な光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。

光源の発光遅延時間を説明する図である。 光源の寄生容量を説明する図である。 第一の実施形態の駆動電流について説明する第一の図である。 第一の実施形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図である。 第一の実施形態の光源駆動回路を説明する図である。 ＣＰＵの機能構成及びメモリに格納された値を説明する図である。 パルス生成部により信号の生成について説明する第一の図である。 パルス生成部により信号の生成について説明する第二の図である。 第一の実施形態の光源駆動回路のＣＰＵの動作を説明するフローチャートである。 積分光量の判定について説明する図である。 加算電流と光出力波形の例を示す図である。 第一の実施形態の駆動電流について説明する第二の図である。 第二の実施形態の光源駆動回路を説明する図である。 第二の実施形態の駆動電流について説明する図である。

本発明では、光出力波形の立ち上がりと立ち下がりのなまりを改善するオーバーシュート電流及びアンダーシュート電流が重畳された所定電流に、さらに加算電流を重畳させることで、所望の光出力波形を得る。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の概要について説明する。

図１は、光源の発光遅延時間を説明する図である。図１では、光源に供給される駆動電流の波形と、駆動電流が供給された光源の光出力波形を示している。尚図１では、光源の出力は光量で示されるものとした。

図１に示す発光遅延時間ｔは、光源に対する駆動電流の供給が開始されてから、光源が所定光量Ｐｏを出力するまでの時間を示す。所定光量Ｐｏは、予め設定された目標光量である。発光遅延時間ｔは、寄生遅延時間ｔａと応答遅延時間ｔｂの和である。寄生遅延時間ｔａは光源と回路を接続する配線や光源のパッケージ内配線などに存在する光源に並列に生じる寄生容量への充電時間である。尚寄生遅延時間ｔａの詳細は後述する。寄生遅延時間ｔａは、寄生容量が大きくなる程充電量および充電時間が増大するため、これに応じて増大する傾向にある。

応答遅延時間ｔｂは、光源に所定電流Ｉｏｐが供給されて光源が発光を開始してから所定光量Ｐｏを出力するまでの応答時間である。所定電流Ｉｏｐは、所定光量Ｐｏを得るために予め設定された電流値である。応答遅延時間ｔｂは、光源の特性によるものであり、例えば微分抵抗による影響がある。応答遅延時間ｔｂは、微分抵抗が大きくなるほど光源への電流が流れにくくなるため、これに応じて増大する傾向にある。

尚駆動電流が光源に供給されるまでの発光遅延時間には、実際には寄生遅延時間と応答遅延時間以外の回路基板上の配線遅延時間等含まれるが、本明細書の説明では配線遅延時間等は無視し、発光遅延時間を寄生遅延時間と応答遅延時間の和とした。また本明細書の説明では、駆動電流波形と光出力波形のそれぞれの立下がりを揃えた状態で示す。

以下に図２を参照して寄生容量について説明する。図２は、光源の寄生容量を説明する図である。

本実施形態では、光源を例えばＬＤ（Laser Diode）とした。図２に示すＬＤは、所定電流Ｉｏｐが供給されると所定光量Ｐｏを出力する。図２に示すＣは、寄生容量である。寄生容量Ｃは、例えばＬＤがＬＤドライバ等の回路と共に回路基板等に実装された際に、ＬＤとＬＤドライバ等の回路とを接続する配線に発生する寄生容量を含む。また寄生容量Ｃは、ＬＤやＬＤドライバ等の回路がパッケージ化されている場合には、パッケージ等の寄生容量も含む。

ＬＤに所定電流Ｉｏｐが供給されると、所定電流Ｉｏｐの一部の電流Ｉｃは、寄生容量Ｃに供給されて寄生容量Ｃの充電を行う。寄生容量Ｃが所定電流Ｉｏｐにより充電されている間、ＬＤには所定電流Ｉｏｐの一部である電流（Ｉｏｐ−Ｉｃ）が供給される。そして寄生容量Ｃの充電が完了すると、所定電流ＩｏｐがＬＤに対して供給される。すなわち電流Ｉｃによる寄生容量Ｃの充電時間は、ＬＤには所定電流Ｉｏｐの一部の電流（Ｉｏｐ−Ｉｃ）しか供給されないため、光出力を得られない時間となる。この光出力が得られない時間が寄生遅延時間とである。

次に図３を参照して本発明の光源駆動回路から光源に供給する駆動電流について説明する。図３は、第一の実施形態の駆動電流について説明する第一の図である。図３には、光源駆動回路から光源に供給される駆動電流波形を示している。

光源に供給される駆動電流Ｉｋは、所定電流Ｉｏｐと、オーバーシュート電流Ｉｏｖと、アンダーシュート電流Ｉｕｄと、所定電流Ｉｏｐに加算（重畳）される加算電流Ｉ′とを含む。

所定電流Ｉｏｐは、光源から所定光量Ｐｏを得るための電流である。オーバーシュート電流Ｉｏｖは、所定電流Ｉｏｐの立ち上がりと同期して所定電流Ｉｏｐに重畳される。アンダーシュート電流Ｉｕｄは、所定電流Ｉｏｐの立ち下がりと同期して所定電流Ｉｏｐに重畳される。この３つの電流により得られる光出力波形は、図３に示す波形３１である。

本実施形態の加算電流Ｉ′は、光源の出力光量を所定光量Ｐｏより大きい光量Ｐ１とするために光源に供給される電流である。本実施形態の加算電流Ｉ′は、加算所定電流Ｉｏｐ′と、加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と、加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′とで構成される。加算電流Ｉ′により得られる光出力波形は、図３に示す波形３２である。

本実施形態の加算所定電流Ｉｏｐ′は、光量を所定光量ＰｏからＰ１とするために必要となる電流であり、所定電流Ｉｏｐが光源に供給された後に所定のタイミングで光源に供給される。本実施形態の加算所定電流Ｉｏｐ′の値は、予め設定されている。

本実施形態の加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′は、加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち上がりに同期して加算所定電流Ｉｏｐ′に重畳される。本実施形態の加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′は、加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち下がりに同期して加算所定電流Ｉｏｐ′に重畳される。

本実施形態の加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の詳細は後述する。

本実施形態では、図３に示すような駆動電流Ｉｋを光源に供給することで、光源から所望の光量を得ることができる。また本実施形態では、加算電流Ｉ′に加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′を含むため、加算電流Ｉ′の印加による波形３２の立ち上がりと立ち下がりのなまりを改善できる。

図４は、第一の実施形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置１０は、光走査装置２０、感光体３０、書込制御部４０、クロック生成回路５０を有する。

本実施形態の光走査装置２０は、ポリゴンミラー２１、走査レンズ２２、光源駆動回路１００、発光素子（光源）であるＬＤ（Laser Diode；半導体レーザ）、受光素子となるＰＤ（フォトディテクタ）を有する。尚本実施形態では光源をＬＤとしたが、これに限定されない。光源は、半導体レーザアレー(LDA；Laser Diode Array)、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser;垂直共振器面発光レーザ）等であっても良い。

ＬＤから発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー２１によりスキャンされ、走査レンズ２２を介して被走査媒体である感光体３０上に照射される。照射されたレーザ光は感光体３０上で光スポットとなり、これにより感光体３０上に静電潜像が形成される。またポリゴンミラー２１は、１ラインの走査が終わる毎にレーザ光をＰＤに照射する。ＰＤはレーザ光が照射されると、これを電気信号に変換し、この電気信号を書込制御部４０の有する位相同期回路４１に入力する。位相同期回路４１は、電気信号が入力されると次の１ライン分の画素クロックを生成する。また位相同期回路４１には、クロック生成回路５０から高周波クロック信号が入力されており、これにより画素クロックの位相同期が図られている。

書込制御部４０は、生成された画素クロックに従って基準パルス信号を光源駆動回路１００へ供給する。また書込制御部４０は、目標光量設定信号を光源駆動回路１００に供給し、ＬＤを駆動する。これにより、画像データの静電潜像が感光体３０上に形成される。

以下に図５を参照して本実施形態の光源駆動回路１００を説明する。図５は、第一の実施形態の光源駆動回路を説明する図である。

本実施形態の光源駆動回路１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１３０、ＬＰＦ（Low-pass Filter）１４０、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１５０、ＬＤドライバ２００、抵抗Ｒ１を有する。尚抵抗Ｒ１は、光源駆動回路１００に含まれなくても良い。この場合抵抗Ｒ１は、光源駆動回路１００の外部に設けられる。

本実施形態の光源駆動回路１００は、ＬＤとＰＤとに接続されており、ＬＤの光量に応じてＰＤから出力される電気信号に基づきＬＤの駆動を制御する。

ＣＰＵ１１０は、光源駆動回路１００の各種動作を制御する。メモリ１２０は、光源駆動回路１００の動作に用いられる各種の値等を格納する。ＣＰＵ１１０の機能及びメモリ１２０に格納される値の詳細は後述する。

ＤＡＣ１３０は、ＣＰＵ１１０から出力される信号をアナログ値に変換する。ＬＰＦ１４０は、ＰＤから出力された電気信号のうち所定帯域の信号を通過させる。ＡＤＣ１５０は、ＬＰＦ１４０から出力された電気信号をデジタル値に変換する。

ＬＤドライバ２００は、基準パルス信号と目標光量設定信号とに基づきＬＤへ駆動電流を供給し、ＬＤの発光タイミングを制御する。

また、本実施形態のＬＤドライバ２００は、ＬＤを駆動するために通常印加する所定電流の立ち上がりと同期したオーバーシュート電流Ｉｏｖと、所定電流の立ち下がりと同期したアンダーシュート電流ＩｕｄとをＬＤへ印加する。

以下に本実施形態のＬＤドライバ２００について説明する。本実施形態のＬＤドライバ２００は、スイッチング電流源２１０、加算所定電流源２２０、オーバーシュート電流源２３０、加算オーバーシュート電流源２４０、アンダーシュート電流源２５０、加算アンダーシュート電流源２６０を有する。また本実施形態のＬＤドライバ２００は、スイッチ２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１を有する。

スイッチング電流源２１０、加算所定電流源２２０、オーバーシュート電流源２３０、加算オーバーシュート電流源２４０、アンダーシュート電流源２５０、加算アンダーシュート電流源２６０は、ＬＤの駆動電流Ｉｋを生成する。本実施形態の駆動電流Ｉｋは、各電流源から出力される電流値を加算した電流である。

スイッチング電流源２１０は、ＣＰＵ１１０からの点灯制御信号に基づき、所定電流Ｉｏｐを生成する。スイッチング電流源２１０は、スイッチ２１１を介してＬＤと接続されている。スイッチ２１１は、例えばトランジスタ等により構成され、ＣＰＵ１１０から供給される点灯制御信号に基づきオン／オフが制御される。また所定電流Ｉｏｐの値は、ＣＰＵ１１０からの指示により設定される。

加算所定電流源２２０は、ＣＰＵ１１０からの加算所定電流生成信号に基づき所定の加算所定電流Ｉｏｐ′を生成する。加算所定電流源２２０は、スイッチ２２１を介してＬＤと接続されている。スイッチ２２１は、例えばトランジスタ等により構成され、ＣＰＵ１１０から供給される加算電流生成信号に基づきオン／オフが制御される。また加算所定電流Ｉｏｐ′の値は、ＣＰＵ１１０からの指示により設定される。本実施形態のスイッチ２２１は、加算所定電流生成信号がハイレベルの期間（以下、加算所定時間Ｔｏｐ′）オンされる。本実施形態では、加算所定時間Ｔｏｐ′は、予め設定されている。

オーバーシュート電流源２３０は、パルス信号Ｓ１の立ち上がりに、所定電流Ｉｏｐを補助する第一の補助駆動電流としてのオーバーシュート電流Ｉｏｖを生成する。オーバーシュート電流源２３０は、スイッチ２３１を介してＬＤと接続されている。スイッチ２３１は、例えばトランジスタ等により構成され、ＣＰＵ１１０から供給されるオーバーシュート生成信号に基づきオン／オフが制御される。本実施形態では、オーバーシュート生成信号がオンの期間がオーバーシュート時間Ｔｏｖである。具体的には本実施形態のスイッチ２３１は、スイッチング信号の立ち上がりからオーバーシュート時間Ｔｏｖの間オンとされる。本実施形態では、オーバーシュート時間Ｔｏｖ、予め設定されており、オーバーシュート電流Ｉｏｖの値は動的調整される。

加算オーバーシュート電流源２４０は、スイッチ２４１のオン／オフにより、ＬＤとの接続が制御される。加算オーバーシュート電流源２４０は、加算所定電流Ｉｏｐ′を補助する第一の加算補助電流としての加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′を生成する。加算オーバーシュート電流源２４０は、スイッチ２４１がオンされると、加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち上がりと同期して加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′をＬＤに供給する。スイッチ２４１は、ＣＰＵ１１０から供給される加算オーバーシュート生成信号によりオン／オフが制御される。具体的にはスイッチ２４１は、加算オーバーシュート生成信号がハイレベルの期間（以下、加算オーバーシュート時間Ｔｏｖ′）オンされる。本実施形態では、加算オーバーシュート時間Ｔｏｖ′は、予め設定されている。

アンダーシュート電流源２５０は、スイッチ２５１のオン／オフにより、ＬＤとの接続が制御される。アンダーシュート電流源２５０は、所定電流Ｉｏｐを補助する第二の補助駆動電流としてのアンダーシュート電流Ｉｕｄを生成する。スイッチ２５１がオンされると、所定電流Ｉｏｐの立ち下がりと同期してアンダーシュート電流ＩｕｄをＬＤに供給する。スイッチ２４１は、ＣＰＵ１１０から供給されるアンダーシュート生成信号によりオン／オフが制御される。具体的にはスイッチ２５１は、アンダーシュート生成信号がハイレベルの期間（以下、アンダーシュート時間Ｔｕｄ）オンされる。本実施形態では、アンダーシュート時間Ｔｕｄとアンダーシュート電流Ｉｕｄの値とは、予め設定されている。

加算アンダーシュート電流源２６０は、スイッチ２６１のオン／オフにより、ＬＤとの接続が制御される。加算アンダーシュート電流源２６０は、加算所定電流Ｉｏｐ′を補助する第二の加算補助電流としての加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′を生成する。加算アンダーシュート電流源２６０は、スイッチ２６１がオンされると、加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち下がりと同期して加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′をＬＤに供給する。スイッチ２６１は、ＣＰＵ１１０から供給される加算アンダーシュート生成信号によりオン／オフが制御される。具体的にはスイッチ２６１は、加算アンダーシュート生成信号がハイレベルの期間（以下、加算アンダーシュート時間Ｔｕｄ′）オンされる。本実施形態では、加算アンダーシュート時間Ｔｕｄ′は、予め設定されている。

以下に図６を参照して本実施形態のＣＰＵ１１０の機能とメモリ１２０に格納された値について説明する。図６は、ＣＰＵの機能構成及びメモリに格納された値を説明する図である。

本実施形態のＣＰＵ１１０は、電流制御部１１１、パルス生成部１１２、Ｉｏｖ値設定部１１３、Ｉｕｄ値設定部１１７を有する。また本実施形態のＣＰＵ１１０は、加算所定電流値設定部（Ｉｏｐ′値設定部）１３１、加算オーバーシュート電流値設定部（加算Ｉｏｖ′値設定部）１３２、加算アンダーシュート電流値設定部（加算Ｉｕｄ′値設定部）１３３を有する。

メモリ１２０は、電流値記憶部１２１、遅延時間記憶部１２２、点灯パターン記憶部１２３、相関関数記憶部１２４を有する。電流値記憶部１２１には、光源駆動回路１００の有する各種電流源における設定値が記憶されている。具体的には電流値記憶部１２１には、所定電流Ｉｏｐ、加算所定電流Ｉｏｐ′の電流値と、オーバーシュート電流Ｉｏｖ及びアンダーシュート電流Ｉｕｄそれぞれの初期値が設定されている。

遅延時間記憶部１２２は、オーバーシュート時間Ｔｏｖとアンダーシュート時間Ｔｕｄを決めるための遅延時間が格納されている。また遅延時間記憶部１２２は、加算所定時間Ｔｏｐ′、加算オーバーシュート時間Ｔｏｖ′と加算アンダーシュート時間Ｔｕｄ′を決めるための遅延時間が格納されている。

点灯パターン記憶部１２３には、後述するＩｏｖ値設定部１１３及びＩｕｄ値設定部１１７によるオーバーシュート電流Ｉｏｖの値の調整及びアンダーシュート電流Ｉｕｄの値の調整の際に使用されるＬＤの点灯パターン信号が格納されている。

相関関数記憶部１２４には、加算Ｉｏｖ′値設定部１３２による加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′の値の設定と、加算Ｉｕｄ′値設定部１３３による加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値の設定に使用される相関関数が格納されている。本実施形態の相関関数は、ＬＤに供給される電流とＬＤの光量（すなわちＰＤの出力）との関係を示す応答特性を示す関数である。

ＣＰＵ１１０において、電流制御部１１１は、電流値記憶部１２１に格納された各種電流源の設定値を取得し、各種電流源に対してＤＡＣ１３０を介して設定値に対応する電流を出力させる。

パルス生成部１１２は、遅延時間記憶部１２２に格納された遅延時間と、基準パルス信号とに基づき、オーバーシュート生成信号、アンダーシュート生成信号、加算オーバーシュート生成信号及び加算アンダーシュート生成信号を生成する信号生成部である。またパルス生成部１１２は、点灯パターン信号も生成しても良い。

尚本実施形態の点灯パターン信号は、Ｉｏｖ値設定部１１３によるオーバーシュート電流Ｉｏｖの値の調整の際にスイッチ２１１に供給される信号である。スイッチ２１１は、画像形成装置１０が画像形成動作を行っている場合には、書込制御部４０から供給される画像データに基づいた点灯制御信号により、オン／オフが制御される。

Ｉｏｖ値設定部１１３は、ＰＤの出力に基づきオーバーシュート電流Ｉｏｖを算出し設定する。本実施形態のＩｏｖ値設定部１１３は、電流値選択部１１４、積分光量算出部１１５、判定部１１６を有する。Ｉｏｖ値設定部１１３の処理の詳細は後述する。

本実施形態のＩｕｄ値設定部１１７は、例えばＩｏｖ値設定部１１３により設定されたＩｏｖ値に基づき、アンダーシュート電流量がオーバーシュート電流量と等しくなるようにアンダーシュート電流Ｉｕｄの値を設定する。アンダーシュート電流Ｉｕｄの電流量は、アンダーシュート電流Ｉｕｄの値とアンダーシュート時間Ｔｕｄの積で決まる。よってアンダーシュート時間Ｔｕｄとオーバーシュート時間Ｔｏｖが等しい場合にはアンダーシュート電流Ｉｕｄの値は、オーバーシュート電流Ｉｏｖの値の極性を逆にした値となる。

本実施形態のＩｏｐ′値設定部１３１は、加算所定電流Ｉｏｐ′の値を設定する。加算所定電流Ｉｏｐ′の値は、電流値記憶部１２１に格納されていても良い。尚本実施形態の加算所定電流Ｉｏｐ′は、例えば所定電流Ｉｏｐとの比率に基づき設定されても良い。

本実施形態のＩｏｖ′値設定部１３２は、加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′の値を設定する。本実施形態のＩｕｄ′値設定部１３３は、加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値を設定する。

本実施形態のＩｏｖ′値設定部１３２とＩｕｄ′値設定部１３３は、例えば相関関数記憶部１２４に格納された相関関数を参照し、適正な加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′及び加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値を設定する。尚本実施形態では、加算オーバーシュート電流量と加算アンダーシュート電流量とが等しくなるように加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′の値と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値と設定しても良い。加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′及び加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値の詳細は後述する。

次に図７を参照して本実施形態のパルス生成部１１２による各種信号の生成について説明する。図７は、パルス生成部により信号の生成について説明する第一の図である。

本実施形態のパルス生成部１１２には、例えば遅延時間記憶部１２２から遅延時間ｔ１を取得する。遅延時間ｔ１は、オーバーシュート時間Ｔｏｖ及びアンダーシュート時間Ｔｕｄと一致する時間である。パルス生成部１１２は、基準パルス信号を遅延時間ｔ１分遅延させたパルス信号Ｓ１を生成する。パルス生成部１１２は、例えば基準パルス信号がハイレベルであり、且つパルス信号Ｓ１がローレベルのときオーバーシュート時間Ｔｏｖがオン（ハイレベル）となるオーバーシュート生成信号を生成する。またパルス生成部１１２は、基準パルス信号がローレベルであり、且つパルス信号Ｓ１がハイレベルのときアンダーシュート時間Ｔｕｄがオン（ハイレベル）となるアンダーシュート生成信号を生成する。

尚本実施形態では、遅延時間ｔ１がメモリ１２０に格納されたものとしたが、これに限定されない。本実施形態の遅延時間ｔ１は、上記以外の方法で取得されても良い。本実施形態のパルス生成部１１２は、例えばインバータ列やバッファ列によりパルス信号Ｓ１を生成しても良い。また本実施形態では、抵抗とコンデンサ等からなるローパスフィルタで基準パルス信号を遅延させた後、波形整形した信号をパルス信号Ｓ１として用いても良い。どちらの場合も、遅延量を変更する事は段数やフィルタ定数の変更により容易に実施する事が出来る。

このときオーバーシュート電流Ｉｏｖが印加されるオーバーシュート時間Ｔｏｖ（遅延時間ｔ１）は、例えば０．４〜０．５ｎｓｅｃの間とすることが好ましい。オーバーシュート時間Ｔｏｖは、ＬＤの特性や感光体の感度特性等を考慮し、階調再現性がもっとも良好となる時間に設定されれば良い。

また図７では図示していないが、本実施形態のパルス生成部１１２は、オーバーシュート生成信号及びアンダーシュート生成信号と同様の手法により、加算オーバーシュート生成信号及び加算アンダーシュート生成信号を生成する。

具体的には本実施形態のパルス生成部１１２は、遅延時間記憶部１２２から例えば遅延時間Ｔを取得する。遅延時間Ｔは、加算オーバーシュート時間Ｔｏｖ′及び加算アンダーシュート時間Ｔｕｄ′と一致する時間である。

パルス生成部１１２は、遅延時間記憶部１２２から加算所定時間Ｔｏｐ′と対応する時間を取得し、この時間がハイレベルとなる加算基準パルス信号と、この加算基準パルス信号を遅延時間Ｔ遅延させたパルス信号ｓを生成する。パルス生成部１１２は、例えば加算基準パルス信号がハイレベルであり、且つパルス信号ｓがローレベルのとき加算オーバーシュート時間Ｔｏｖ′がオン（ハイレベル）となる加算オーバーシュート生成信号を生成する。

またパルス生成部１１２は、加算基準パルス信号がローレベルであり、且つパルス信号ｓがハイレベルのとき加算アンダーシュート時間Ｔｕｄ′がオン（ハイレベル）となる加算アンダーシュート生成信号を生成する。

尚以上の説明では、加算所定時間Ｔｏｐ′は遅延時間記憶部１２２に予め記憶されているものとしたが、これに限定されない。加算所定時間Ｔｏｐ′は、所定電流Ｉｏｐがオンされる時間に応じて動的に決められても良い。

図８は、パルス生成部により信号の生成について説明する第二の図である。図８は、パルス生成部１１２が２つの遅延時間ｔ１，ｔ２を用いてオーバーシュート電流Ｉｏｖとアンダーシュート電流Ｉｕｄの印加時間を異ならせる場合の例を示す。

図８の例ではパルス生成部１１２には、例えば遅延時間記憶部１２２から遅延時間ｔ１ｔ２を取得する。遅延時間ｔ１は、オーバーシュート時間Ｔｏｖと一致する時間であり、遅延時間ｔ２はアンダーシュート時間Ｔｕｄと一致する時間である。パルス生成部１１２は、基準パルス信号を遅延時間ｔ１分遅延させたパルス信号Ｓ１と、基準パルス信号を遅延時間ｔ２遅延させたパルス信号Ｓ２と、を生成する。パルス生成部１１２は、例えば基準パルス信号がローレベルであり、且つパルス信号Ｓ２がハイレベルのときアンダーシュート時間Ｔｕｄがオン（ハイレベル）となるアンダーシュート生成信号を生成する。

また本実施形態のパルス生成部１１２は、図８に示す手により加算オーバーシュート生成信号及び加算アンダーシュート生成信号を生成することもできる。

本実施例では、以上のように複数の遅延時間記憶部１２２に複数の遅延時間を設定することで、オーバーシュート時間Ｔｏｖ、アンダーシュート時間Ｔｕｄのそれぞれを必要に応じて変更することができる。

次に図９を参照して本実施形態のＣＰＵ１１０の動作を説明する。図９は、第一の実施形態の光源駆動回路のＣＰＵの動作を説明するフローチャートである。

本実施形態のＣＰＵ１１０は、Ｉｏｖ値設定部１１３により、点灯パターン信号に基づきＬＤを発光させた際のＰＤの出力波形の積分光量比が所定範囲内となったとき、電流値をオーバーシュート電流Ｉｏｖとして設定する。積分光量比は、点灯パターン信号１周期分の積分光量に対するＰＤの出力波形の積分光量の割合を示す値である。

ＣＰＵ１１０は、オーバーシュート電流Ｉｏｖの値の設定指示を受けると、各電流値の設定対象となるＬＤを設定する（ステップＳ９０１）。本実施形態では、具体的には例えば、画像形成装置１０がスリープモードから起動するときや、画像形成装置１０の筐体に設けられたドアが開かれた後に閉じられたとき等に設定指示を受け付ける。

続いてＩｏｖ値設定部１１３は、電流値記憶部１２１から所定電流Ｉｏｐの値を読み出す（ステップＳ９０２）。続いてＩｏｖ値設定部１１３は、点灯パターン信号記憶部１２３から点灯パターン信号を読み出す（ステップＳ９０３）。本実施形態の点灯パターン信号は、例えば１画素分ＬＤを点灯させ、１画素分ＬＤを消灯させるように予め生成された信号である。

続いてＩｏｖ値設定部１１３は、遅延時間記憶部１２２から遅延時間ｔ１、すなわちオーバーシュート時間Ｔｏｖを読み出す（ステップＳ９０４）。

続いてＩｏｖ値設定部１１３は、電流値記憶部１２１からオーバーシュート電流Ｉｏｖの初期値を読み出し、電流値選択部１１４により、この初期値を選択する電流値選択信号をＤＡＣ１３０へ出力する（ステップＳ９０５）。電流値選択部１１４は、ＤＡＣ１３０において出力可能な電流値のうち、初期値の次に値の小さい電流値から順に選択する。ＤＡＣ１３０は、ＣＰＵ１１０から電流値選択信号を受けると、選択された電流値をアナログ値に変換してオーバーシュート電流源２３０へ出力する。オーバーシュート電流源２３０は、選択された電流値をＬＤへ供給する。このときスイッチ２３１には、点灯パターン信号の立ち上がりと同期して、オーバーシュート生成信号が供給される。このオーバーシュート生成信号は、オーバーシュート時間Ｔｏｖだけ、スイッチ２３１をオンとする。

続いてＩｏｖ値設定部１１３は、積分光量算出部１１５により、ＰＤの出力波形の積分光量比を算出する（ステップＳ９０６）。続いてＩｏｖ値設定部１１３は、判定部１１６により、算出した積分光量比が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ９０７）。判定部１１６による積分光量の判定の詳細は後述する。

ステップＳ９０７において、積分光量比が所定範囲内であるとき、Ｉｏｖ値設定部１１３はこのとき選択した電流値をオーバーシュート電流Ｉｏｖとして設定する（ステップＳ９０８）。ステップＳ９０７において、積分光量比が所定範囲内にないとき、Ｉｏｖ値設定部１１３はステップＳ９０５へ戻り、次に大きい電流値を選択する。

本実施形態では、以上のようにオーバーシュート電流Ｉｏｖを設定することで、寄生遅延時間ｔａと応答遅延時間ｔｂの和である発光遅延時間ｔを短縮することができる。

次に本実施形態の積分光量の判定について説明する。図１０は、積分光量の判定について説明する図である。

図１０では、ＰＤの出力波形を発光遅延のない理想的な波形に近づけるために、積分光量の所定範囲を例えば４８％以上５２％未満とした場合を示している。

図１０の（１）は、電流値選択部１１４によりオーバーシュート電流Ｉｏｖの値が選択されておらず、駆動電流Ｉｋが点灯パターン信号に同期した所定電流Ｉｏｐとなる場合のＰＤの出力波形を示す。この場合、点灯パターン信号の１周期分の期間ＨにおけるＰＤの出力波形の積分光量は、４８％未満となる。

図１０の（２）は、電流値選択部１１４により、オーバーシュート電流Ｉｏｖの初期値Ｉｏｖｓが印加された場合のＰＤの出力波形を示す。このとき駆動電流Ｉｋは、立ち上がりからオーバーシュート時間Ｔｏｖの間、電流値Ｉｏｖｓ分オーバーシュートされる。このときも、点灯パターン信号の１周期分の期間ＨにおけるＰＤの出力波形の積分光量は４８％未満である。

続いて図１０の（３）は、電流値選択部１１４により、電流値Ｉｏｖｓよりも大きい電流値Ｉｏｖが選択された場合のＰＤの出力波形を示す。このとき駆動電流Ｉｋは、立ち上がりからオーバーシュート時間Ｔｏｖの間、電流値Ｉｏｖ分オーバーシュートされる。この場合、点灯パターン信号の１周期分の期間ＨにおけるＰＤの出力波形の積分光量は５０％となる。したがってＩｏｖ値設定部１１３は、電流値Ｉｏｖをオーバーシュート電流として設定する。

次に、図１１を参照して本実施形態の加算電流Ｉ′について説明する。図１１は、加算電流と光出力波形の例を示す図である。図１１（Ａ）は、加算電流Ｉ′が所定加算電流Ｉｏｐ′のみであった場合の加算電流Ｉ′と光出力波形とを示す図である。図１１（Ｂ）は、加算電流Ｉ′に加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′を含む場合の加算電流Ｉ′と光出力波形とを示す図である。

図１１（Ａ）に示す光出力波形では、光量が所定光量Ｐｏから所望の光量Ｐ１になるまでの立ち上がりと立ち下がりに、ＬＤの応答特性に応じた応答遅延時間が発生する。したがって図１１（Ａ）に示す光出力波形の立ち上がりと立ち下がりにはなまりが生じる。

これに対して図１１（Ｂ）に示す光出力波形では、加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′とが印加されるため、応答遅延時間が短縮され、光出力波形のなまりが改善されていることがわかる。

本実施形態の加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′及び加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値は、ＬＤの応答特性を示す相関関数に基づき設定される。本実施形態では、オーバーシュート電流Ｉｏｖの値は、寄生遅延時間ｔａと応答遅延時間ｔｂとの和である発光遅延時間ｔを短縮するように設定される。よって光量がＰｏとなった際に、寄生容量はオーバーシュート電流Ｉｏｖにより充電される。

よって光量が所定光量Ｐｏの状態において、ＬＤに加算電流Ｉ′を印加した場合に生じる遅延時間は、応答遅延時間ｔａのみとなる。したがって本実施形態の加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′及び加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の値は、ＬＤの応答特性を示す相関関数から決めれば良い。

本実施形態では、以上のように加算電流Ｉ′に、加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′とを含めることで、所望の光出力波形を得ることができる。

また本実施形態では、１波形の駆動電流Ｉｋについて１波形の加算電流Ｉ′を印加する場合について説明したが、これに限定されない。

尚本実施形態では、ＬＤに対する所定電流Ｉｏｐの供給が開始されてからアンダーシュート電流Ｉｕｄの供給が停止されるまでを１波形の駆動電流Ｉｋとした。また本実施形態では、ＬＤに対して加算所定電流Ｉｏｐ′の供給が開始されてから加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′の供給が停止されるまでを加算電流Ｉ′の１波形とした。

本実施形態では、例えば１波形の駆動電流Ｉｋに対して複数波形の加算電流Ｉ′が加算されても良い。

図１２は、第一の実施形態の駆動電流について説明する第二の図である。

図１２に示す駆動電流Ｉｋには、複数波形の加算電流Ｉ′が加算されている。１つ目の加算電流Ｉ′は加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち上がりと所定電流Ｉｏｐの立ち上がりとが同期するようにＬＤに印加される。２つ目の加算電流Ｉ′は、所定電流Ｉｏｐの立ち下がりと加算所定電流Ｉｏｐ′の立ち下がりとが同期するようにＬＤに印加される。

１つ目の加算電流Ｉ′は、加算所定電流Ｉｏｐ′１と、加算所定電流Ｉｏｐ′１の立ち上がりと同期して印加される加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′１と、加算所定電流Ｉｏｐ′１の立ち下がりと同期して印加される加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′１とを含む。
２つ目の加算電流Ｉ′は、加算所定電流Ｉｏｐ′２と、加算所定電流Ｉｏｐ′２の立ち上がりと同期して印加される加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′２と、加算所定電流Ｉｏｐ′２の立ち下がりと同期して印加される加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′２とを含む。

この駆動電流ＩｋがＬＤに印加された場合の光出力波形は、１つ目の加算電流Ｉ′に対応した波形３３と、２つ目の加算電流Ｉ′に対応した波形３４とが波形３１に重畳された波形となる。

このように本実施形態では、所定電流Ｉｏｐに加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′と加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′とを含む加算電流Ｉ′を加算することで、所望の光出力波形を得ることができる。

したがって本実施形態では、例えば感光体３０に照射に照射されるレーザ光の光量を任意に調整し、感光体３０に対するトナーの付着状態を制御できる。

例えば図３に示すように、所定電流Ｉｏｐの立ち上がりから立ち下がりまでの間に１波形の加算電流Ｉ′が加算された駆動電流ＩｋをＬＤに供給した場合、画像の中央部分におけるレーザ光の光量が大きくなり、感光体３０に対するトナーの付着量が増える。

したがって図３に示す駆動電流ＩｋをＬＤに供給した場合には、例えばエッジ効果による画像の濃度むらを抑制することができる。エッジ効果とは、面積の広い画像の周辺部で画像の濃度が高く、中央部では画像の濃度が低く現像される現象である。エッジ効果は、感光体上に形成される静電潜像の境界部分では強い電界（縁端電界）が生じ、面積の広い静電潜像の中においては電界が弱くなるために生じる。

例えば図１２に示すように、所定電流Ｉｏｐの立ち上がりと立ち下がりのそれぞれに同期した複数波形の加算電流Ｉ′が加算された駆動電流ＩｋをＬＤに供給した場合、画像の境界におけるレーザ光の光量が大きくなり、感光体３０に対するトナーの付着量が増える。

したがって図１２に示す駆動電流ＩｋをＬＤに供給した場合には、例えばハロー効果による画像の劣化を抑制することができる。ハロー効果とは、画像のベタ部分とハーフトーン部分の境界にトナーが付かず、画像が白く抜けてしまう現象である。

また例えば形成する画像が細線等である場合には、図１２に示す駆動電流ＩｋをＬＤに供給すれば、画像の境界部分のトナーの付着量を増やすことができ、画像の鮮鋭性を向上させることができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、所定電流Ｉｏｐに加算電流を加算することで、光量を所定光量Ｐｏより小さい光量とする点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１３は、第二の実施形態の光源駆動回路を説明する図である。

本実施形態の光源駆動回路１００Ａは、ＬＤドライバ２００Ａを有する。本実施形態のＬＤドライバ２００Ａでは、加算所定電流Ｉｏｐ′を負の電流として生成する点のみ第一の実施形態と相違する。本実施形態のＬＤドライバ２００Ａは、加算所定電流源２２０Ａを有する。加算所定電流源２２０Ａは、スイッチ２２１Ａを介してＬＤと接続されている。

以下に図１４を参照して本実施形態の光源駆動回路１００Ａにより生成される駆動電流Ｉｋを説明する。図１４は、第二の実施形態の駆動電流について説明する図である。

本実施形態の加算電流Ｉ′では、ＬＤに対する加算所定電流Ｉｏｐ′の供給が開始されるタイミングと同期して、加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′が加算所定電流Ｉｏｐ′に加算される。すなわち本実施形態では、加算所定電流Ｉｏｐ′の負の方向への立ち上がりに同期して、加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′が印加される。

また本実施形態の加算電流Ｉ′では、ＬＤに対する加算所定電流Ｉｏｐ′の供給が停止されるタイミングと同期して、加算アンダーシュート電流Ｉｕｄ′が加算所定電流Ｉｏｐ′に加算される。すなわち本実施形態では、加算所定電流Ｉｏｐ′の負の方向への立ち下がりに同期して、加算オーバーシュート電流Ｉｏｖ′が印加される。

本実施形態では、以上のように負の加算電流Ｉ′を所定電流Ｉｏｐに印加することで、光量を所定光量Ｐｏよりも小さい光量Ｐ２とすることができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１０ 画像形成装置
１００、１００Ａ 光源駆動回路
１１０ ＣＰＵ
１１１ 電流制御部
１１３ Ｉｏｖ値設定部
１１７ Ｉｕｄ値設定部
１３１ Ｉｏｐ′値設定部
１３２ Ｉｏｖ′値設定部
１３３ Ｉｕｄ′値設定部
１２０ メモリ
１３０ ＤＡＣ
２００、２００Ａ ＬＤドライバ

特開２０１１−１９８８７７号公報

Claims (7)

1. 光源を駆動させる光源駆動回路であって、
   前記光源から所定光量を得る所定電流と、
   前記所定電流の供給開始から供給停止までの間に、前記所定電流に重畳される加算電流と、を含む駆動電流を生成する駆動電流生成部を有し、
   前記加算電流は、
   加算所定電流と、前記加算所定電流の立ち上がりと同期して前記加算所定電流に重畳される第一の加算補助電流と、前記加算所定電流の立ち下がりに同期して前記加算所定電流に重畳される第二の加算補助電流と、を含む光源駆動回路。
2. 前記第一の加算補助電流及び前記第二の加算補助電流の値を、前記光源に供給される電流と前記光源の光量との関係を示す応答特性に基づき設定する設定部を有する請求項１記載の光源駆動回路。
3. 前記設定部は、
   前記第一の加算補助電流及び前記第二の加算補助電流の電流量が等しくなるように前記第一の加算補助電流及び前記第二の加算補助電流の値を設定する請求項２記載の光源駆動回路。
4. 前記駆動電流は、
   前記光源に対する前記所定電流の供給開始と同期して前記所定電流に重畳される第一の補助駆動電流と、
   前記光源に対する前記所定電流の供給停止と同期して前記所定電流に重畳される第二の補助駆動電流と、を含み、
   前記加算電流は、
   前記第一の補助駆動電流の供給停止から前記所定電流の立ち下がりまでの間に前記所定電流に加算される請求項１乃至３の何れか一項に記載の光源駆動回路。
5. 前記加算電流は、
   前記加算所定電流の立ち上がりが前記所定電流の立ち上がりと同期するように前記所定電流に重畳される第一の加算電流と、
   前記加算所定電流の立ち下がりが前記所定電流の立ち下がりと同期するように前記所定電流に重畳される第二の加算電流と、を含む請求項２又は３記載の光源駆動回路。
6. 光源と、前記光源から照射される光を反射させる反射鏡と、前記光源を駆動させる光源駆動回路とを含む光走査装置であって、
   前記光源駆動回路は、
   前記光源から所定光量を得る所定電流と、
   前記所定電流の供給開始から供給停止までの間に、前記所定電流に重畳される加算電流と、を含む駆動電流を生成する駆動電流生成部を有し、
   前記加算電流は、
   加算所定電流と、前記加算所定電流の立ち上がりと同期して前記加算所定電流に重畳される第一の加算補助電流と、前記加算所定電流の立ち下がりに同期して前記加算所定電流に重畳される第二の加算補助電流と、を含む光走査装置。
7. 光源と、前記光源から照射される光を反射させる反射鏡と、前記反射鏡により反射された反射光により走査される感光体と、前記光源を駆動させる光源駆動回路とを含む画像形成装置であって、
   前記光源駆動回路は、
   前記光源から所定光量を得る所定電流と、
   前記所定電流の供給開始から供給停止までの間に、前記所定電流に重畳される加算電流と、を含む駆動電流を生成する駆動電流生成部を有し、
   前記加算電流は、
   加算所定電流と、前記加算所定電流の立ち上がりと同期して前記加算所定電流に重畳される第一の加算補助電流と、前記加算所定電流の立ち下がりに同期して前記加算所定電流に重畳される第二の加算補助電流と、を含む画像形成装置。

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