JP4704661B2 - 発光素子駆動装置及び発光素子駆動システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電流を流して発光させる発光素子を駆動する発光素子駆動装置に係り、詳しくは、面発光型レーザ素子に代表される内部抵抗（シリーズ抵抗）が大きい発光素子の駆動に用いて好適な発光素子駆動装置及び発光素子駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、例えば、図３０に示すようになっている。即ち、レーザ光源１０から出射されたレーザ光は、レンズ１１、ポリゴンミラー１２及びレンズ１３、１４を介して感光体表面１５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１５を繰り返し走査する。
【０００３】
このようなレーザ光走査系では、理想的にはレーザ走査位置にかかわらずレーザ光量分布がP1で示すように一定になることが望ましい。しかしながら、実際には、ミラーやレンズ等の光学系の特性に起因して各レンズの周辺部を通過したレーザ光の感光体表面１５上での光量が低下し、感光体表面１５での走査方向のレーザ光量分布がＰ0で示すように不均一になってしまう。このようなことを防止するため、上記のような光量分布Ｐ0の特性と逆の特性Kに従ってレーザ光源１０から出射されるレーザ光の光量制御を行っている。
【０００４】
このようなレーザ光の光量制御を行う従来技術として、光量分布を表す関数（図３０に示す補正係数Ｋに対応）に基づいた補正電流を光源となるレーザ素子の駆動電流に加算させて光量制御を行う第一の従来技術（以下に示す特許文献１参照）、レーザを駆動する信号の補正量を出力するＤ／Ａ変換器の利得を光量制御の基準値で制御する第二の従来技術（以下に示す特許文献２参照）、Ｄ／Ａ変換器の利得を制御する代わりにＤ／Ａ変換器の出力をマニュアルで調整する第三の従来技術（以下に示す特許文献３参照）、及び最大光量と最小光量をレーザダイオードの最大駆動電流と最小駆動電流に関係付け、この関係から任意の光量に対応した駆動電流を直線補間の手法にて求めるようにした第四の従来技術（以下に示す特許文献４参照）などが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平２−５１１８８号公報
【特許文献２】
特開平１−１８２８１９号公報
【特許文献３】
特公平５−１５３３９号公報
【特許文献４】
特開平１−３０２３６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術では、光量補正に関して以下のような課題がある。
【０００７】
上記第一の従来技術では、図３１に示すように、同期用ビーム位置検出器３２２で検出されたビーム位置の検出信号に基づいて同期信号発生器３２１で発生された同期信号が入力される関数信号発生器３３１で発生させた走査位置に対応した関数値（補正係数Ｋ）と、基準信号回路３３２からの基準値とが加算器３３３で加算されて加算値が得られる。また、得られた加算値は比較器３３５を経由して電流駆動回路３３７に入力される。電流駆動回路３３７には変調回路３３６で変調された情報信号３３８も入力する。従って、電流駆動回路３３７は入力された加算値と変調された情報信号３３８とを合成して得られた駆動信号に基づいてレーザ３３４を駆動する。即ち、電流の基準値を上記加算値とすることでレーザ３３４を駆動する信号を補正する。この手法では、加算器３３３を用いて基準値に関数値を加算しているが、レーザゼログラフィでは、温湿度等の環境変化に合わせてレーザ光量を制御している。この場合、例えば、レーザ光量を倍にしようとしても関数はそのままなので補正不足となる。このため、その都度関数を設定しなおさなければならない。
【０００８】
また、上記第一の従来技術では、レーザ３３４に流れる電流を検出して比較器３３５に導いているが、調整すべきものはレーザ３３４から発せられるレーザ光の光量であってレーザ３３４に流れる電流ではない。レーザ３３４の特性変化によりレーザ３３４の駆動電流と発光光量との関係が変化してしまうと、同じ調整電流でもレーザ３３４からのレーザ光の光量は変わってしまう。
【０００９】
上記第二の従来技術では、図３２に示すように、基準電圧発生器３４１で得られた基準電圧Ｖrefと光検出器３４２で検出されたレーザ３４３の発光光量を表す電圧値とが比較器３４４にて比較される。その比較結果がアップダウンカウンタ３４８に伝えられ、アップダウンカウンタ３４８にて基準電圧Ｖrefに応じたレーザ発光光量となるカウント値が得られる。そのカウント値がＤ／Ａ変換器３４６にてアナログ信号に変換され、更に、そのアナログ信号が演算器３４７に供給される。一方、ディジタル値設定回路３５３は、画像走査クロック発生器３４９により得られた走査位置を表す信号に応じたディジタル値を出力し、そのディジタル値がＤ／Ａ変換器３５０でアナログ信号に変換される。そのアナログ信号が上記演算器３４７に入力されている。
【００１０】
上記演算器３４７は、２つのＤ／Ａ変換器３４６、３５０からの２つのアナログ信号に対して所定の演算を施し、その演算結果を半導体レーザ駆動回路３５１に供給している。ここで、上記Ｄ／Ａ変換器３５０は、ゲイン調整部３５２により、基準電圧Ｖrefに基づいたゲイン調整を受けている。
【００１１】
上記第二の技術では、ディジタル値設定回路３５３で走査位置ごとの補正係数を発生させ、その補正係数に自動光量制御での基準電圧Ｖrefに応じて変化する係数を乗じることで走査対象面（感光体表面）上の光量変動を抑えようとしている。
【００１２】
しかし、この第二の技術では、半導体レーザに供給すべき電流のうちどの電流部分を補正すればよいかという点については明らかにされていない。もしレーザの閾値電流を越える分についてこの補正を行えば光量を変えても補正係数を修正する必要はないが、そうでないと光量を変える毎に補正係数の再設定が必要となる。このため、前述した第一の従来技術と同様に、この第二の従来技術もまた、レーザの特性変化に対して好適な対応ができない。
【００１３】
上記第三の技術では、図３２に示すゲイン調整部３５２に代えて、Ｄ／Ａ変換器３５０の出力をマニュアルで調整する増幅器が備えられている。この場合、マニュアルで調整することから、当然に、レーザの特性変化のたびにＤ／Ａ変換器３５の出力をマニュアルで調整し直さなければならない。
【００１４】
上記第四の技術では、レーザの特性で決まる最大光量と最小光量をその最大駆動電流と最小駆動電流に対応付け、その対応関係から任意の光量に対応した駆動電流を直線補間の手法にて求めるようにしている。これを実現するために、第四の技術では、レーザの駆動電流の最大値と最小値との差及びレーザスポットの走査速度に略比例した値の補正係数データを合成し、これにレーザの駆動電流の最大値を合成することで得られた制御信号に基づいてレーザを駆動するように構成されている。このようにレーザ光の光量を直線補間の手法に従って制御することから、上述した第一の技術や第二の技術での課題は解決されており、光量を変えても補正係数を変更する必要がない。
【００１５】
しかし、この第四の技術をその後述するように内部抵抗の比較的大きい面発光型レーザ素子を光源として用いたレーザゼログラフィに適用した場合、そのレーザを高速にＯＮ状態にするために必要な電圧源をどのように制御するかについては当該第四の技術では明らかにされていない。また、レーザゼログラフィにおける光量補正は、通常ある一定光量を中心としてプラス側またはマイナス側に補正しなければならず、全走査エリア内を最大光量と最小光量に基づいてキャリブレーションを行ったのでは、全走査エリアで比率の高い中心光量近辺での補正精度が悪化してしまう。
【００１６】
以上の第一乃至第四の技術はいずれも電流駆動であり、これらの技術を内部抵抗の大きい面発光素子、例えば、レーザゼログラフィの光源として用いることのできる面発光型レーザ素子（以下、単に面発光レーザという）適用する場合以下のような課題がある。
【００１７】
レーザゼログラフィに用いることのできる面発光レーザの電気的特性と端面発光型レーザ素子（以下、単に端面発光レーザという）の電気的特性との違いは、図３３に示すように、端面発光レーザでは、印加電圧に対して電流が１００mA程度まで指数関数的に増大するのに対し、面発光レーザでは、１００μA程度の小さい電流から電圧−電流特性が直線関係になるということである。これは、次のような理由によるものである。
【００１８】
レーザをシングルモードで発振させる必要性から発光領域を絞るために接合面積が小さくなり、その結果、面発光レーザの内部抵抗が高くなっている。そのため、電圧−電流特性が少ない電流値から直線領域に入ってしまうことになる。一方、端面発光レーザも電流を増やしていくと内部抵抗が原因で最終的にはその電圧−電流特性が直線領域に入るが、面発光レーザと比較してその電圧−電流特性が直線領域に入る電流値は一桁以上違う。端面発光レーザの内部抵抗が数Ω〜数十Ωであるのに対して面発光レーザの内部抵抗は数百Ωと一桁以上大きな値となっている。
【００１９】
端面発光レーザでは、図３４に示すように、内部抵抗Ｒldが小さいうえに駆動配線も比較的短いことから寄生容量も小さい。このため、駆動電流パルスの立ち上がり及び立下りは急峻となる。一方、面発光レーザでは、高速、高解像度にするために多数のレーザ素子を駆動しなければならない場合、駆動回路が大きくなりがちで、配線の引き回しが長くなる傾向にある。そのため、図３５に示すように、比較的長い多数の駆動配線が並列に並んでいることで寄生容量が大きくなったり、線間容量や共通インピーダンスによるクロストークが生じ易い。その結果、駆動電流波形の立ち上がり及び立ち下がりは緩慢になる。
【００２０】
具体的には、従来の電流駆動方式では、端面発光レーザの駆動電流パルスが１nsec.近くで立ち上がるのに対して、面発光レーザの駆動パルスの立ち上がりには数十倍の時間を要し、面発光レーザの変調速度は数十MHzが限度である。このことは、面発光レーザでは、複数のレーザ素子を備えることによりビーム数が増えたにもかかわらずトータルの変調速度が上がらないことを意味する。従って、何らかの方法でこの変調速度を改善しなければ面発光レーザを使うメリットがない。
【００２１】
そこで、発光素子より内部抵抗が小さい電圧源（理想的にはゼロ）により、発光素子を電圧駆動することにより変調速度の高速化が達成され得る。しかし、エミッタフォロワやソースフォロワで発光素子を駆動する技術はあるものの、低抵抗化には電流依存性があるので、低消費電力化や、複数の発光素子を駆動するための集積回路化には課題がある。更に、光量補正について言及されたものについては知られていない。
【００２２】
なお、電圧駆動、及び電圧駆動と電流駆動の切換えについては本出願人が先に特願平2002-049925号にて提案している。例えば、負帰還増幅器によるバッファアンプにより実現される電圧源と、発光素子の駆動端との間に設けられるスイッチ素子とで構成される電圧駆動回路や、更にこれに加え、自動光量制御時の前記電圧駆動回路の出力に対応した制御電圧で制御される電流源からの電流をスイッチ素子を介して発光素子の駆動端に供給する電流駆動回路を含み、この電流駆動回路により電圧駆動時の補償電流を供給したり、電圧駆動後に電流駆動に切換えたりする駆動装置が開示されている。
【００２３】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、走査光学系を介して走査対象面を走査する面発光レーザ等の内部抵抗の大きい発光素子の光量制御を的確に行うことのできるような発光素子駆動装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置において、所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有するように構成される。
【００２５】
このような発光素子駆動装置では、特に、内部抵抗の大きな発光素子では、その電圧−電流特性が実用的な範囲で直線関係となることから、上記第一の光量を得るための駆動電圧及び駆動電流と第二の光量を得るための駆動電圧及び駆動電流とに基づいた直線補間により決定された光量を得るための駆動電流と駆動電圧は発光素子の電圧−電流特性に合致したものとなる。その結果、発光素子の電圧−電流特性に合致した駆動電流及び駆動電圧の双方にて当該発光素子の駆動がなされる。
【００２６】
より簡単に構成できるという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、上記制御手段は、発光素子から出射される光ビームの光量が第一の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第一の制御情報を保持する第一の制御情報保持手段と、発光素子から出射される光ビームの光量が第二の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第二の制御情報を保持する第二の制御情報保持手段とを有し、上記光量補正に係る情報に基づいて、当該情報に対応した光量を得るための制御情報を上記第一の制御情報と第二の制御情報から直線補間により生成し、その生成された制御情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御するように構成することができる。
【００３０】
また、発光素子のより高速な駆動とより安定した発光特性が得られるという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加のタイミングを電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給のタイミングより遅くならないように制御するタイミング制御手段を有するように構成することができる。
【００３１】
特に、上記タイミング制御手段は、請求項４に記載されるように、上記電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加タイミングと電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給タイミングが同じとなるように制御するように構成することができる。
【００３２】
更に、発光素子の消灯時における電源制御を行うという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、発光素子が消灯される際に、バイアス電圧を当該発光素子に印加するバイアス電圧源と、発光素子が消灯される際に、バイアス電流を当該発光素子に印加するバイアス電流源とを有し、発光素子が消灯される際に、バイアス電圧の上記発光素子への印加のタイミングをバイアス電流源からのバイアス電流の上記発光素子への供給タイミングより遅くならないように制御するバイアスタイミング制御手段を有するように構成することができる。
【００３３】
発光素子への電圧印加により発光素子の温度が変動した際の発光特性を安定化できるという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、発光素子の温度を表す情報を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段にて検出された情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正する補正手段とを有するように構成することができる。
【００３４】
上記温度検出手段は、請求項７に記載されるように、上記発光素子の端子電圧を当該発光素子の温度を表す情報として検出するように構成することができる。
【００３５】
また、上記補正手段は、請求項８に記載されるように、上記制御手段が上記光量補正に係る情報に基づいて生成される制御情報に基づいて当該発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御する際に、該制御手段にて生成される制御情報を上記温度検出手段にて検出された当該発光素子の温度を表す情報に基づいて補正するように構成することができる。
【００３６】
更に、上記補正手段は、請求項９に記載されるように、所定の条件で発光素子が駆動されているときの発光素子の温度を表す情報を基準とし、該基準となる温度を表す情報と上記制御手段にて発光素子の駆動電流及び駆動電圧が制御されている際に温度検出手段にて検出された温度を表す情報との差に基づいて該基準となる温度での上記駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正するように構成することができる。
【００３７】
また、本発明は、上記発光素子駆動装置において（請求項９）、請求項１０に記載のように、前記制御手段で駆動電流が制御されているときに発光素子の端子電圧に基づいて温度検出手段が温度を表す情報を検出し、前記補正手段は、基準となる温度を表す情報と温度検出手段で検出された温度を表す情報との差に基づいて上記駆動電圧を補正するように構成することができる。
【００３８】
このような発光素子駆動装置では、発光素子の電流駆動時に当該発光素子の端子電圧に基づいて温度を検出しているので、より簡単な構成でより正確かつ適切に温度補正を行うことができる。
【００３９】
更に、簡単な構成で、発光素子を高速に駆動できると共に的確に光量補正ができるという観点から、本発明は、請求項１１に記載されるように、上記発光素子駆動装置において（請求項１）、前記制御手段が、入力電圧を増幅する前記電圧源としてのバッファアンプと、該バッファアンプの入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する入力側保持手段と、前記バッファアンプの出力側に設けられ該バッファアンプの出力電圧に対応した電圧を保持する出力側保持手段とを含む電圧駆動手段と、前記電流源と、前記電流源の制御入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときの該バッファアンプの出力に対応した制御電圧を保持する保持手段とを含む電流駆動手段と、入力データに基づいて前記発光素子に対して、前記電圧駆動手段による電圧駆動及び前記電流駆動手段による電流駆動のうち少なくとも一方に切換える切換手段と、前記光量補正に係る情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記入力側保持手段の保持電圧を制御する第一の乗算手段と、前記光量補正に係る情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときのバッファアンプの出力に対応した制御電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記保持手段の保持電圧を制御する第二の乗算手段とを具備するように構成することができる。
【００４０】
また、温度補正をより簡単な構成にて正確に行うようにするという観点から、本発明は、請求項１２に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、前記切換手段により、入力データが発光素子の消灯から点灯に遷移する期間及び入力データが発光素子の点灯から消灯に遷移する期間に前記電圧駆動手段による電圧駆動が行われ、その後電流駆動手段による電流駆動が行われ、前記発光素子の点灯時及び消灯時における前記電流駆動手段による電流駆動における発光素子の端子電圧と基準電圧の誤差増幅をする２以上の誤差増幅器を備え、誤差増幅器の誤差増幅結果に基づいて前記入力側保持手段の保持電圧を制御するように構成することができる。
【００４１】
自動光量制御（APC）においてより正確に温度補正を行うことができるようにするという観点から、本発明は、請求項１３に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、前記発光素子の点灯時の誤差増幅を行う誤差増幅器は、発光素子の所定環境条件で、第一の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第一の誤差増幅器と、発光素子の所定環境条件で、第二の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第二の誤差増幅器を含むように構成することができる。
【００４２】
また、上述した光量補正に係る情報は、請求項１４に記載されるように、発光素子の出力光を書込み対象に書き込む走査系に起因する特性を補正するための補正信号とすることができる。
【００４３】
複数の発光素子を駆動させるシステムを提供するという観点から、本発明は、請求項１５に記載されるように、複数の発光素子を請求項１１記載の発光素子駆動装置を複数用いて駆動する発光素子駆動システムにおいて、前記複数の発光素子の光量を検出する検出手段と、前記第一及び第二の光量に対応する第一及び第二の基準電圧と、前記検出手段の検出結果に対応する電圧とに基づき誤差増幅する単一の誤差増幅器とを具備し、前記誤差増幅器は、各発光素子駆動装置に対応し、かつ第一及び第二の光量に制御する制御電圧に対応した数の負帰還ループを有し、各負帰還ループは、誤差増幅器の出力電圧に対応した電圧を保持する保持手段とスイッチ手段との直列回路を含み、前記バッファアンプの入力側に設けられ前記第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する第二の入力側保持手段を具備し、前記負帰還ループの各保持手段に保持した電圧に対応した誤差増幅器の出力電圧を前記入力電圧として、対応する発光素子駆動装置の入力側保持手段及び第二の入力側保持手段に保持させるように構成される。
【００４４】
このような発光素子駆動システムでは、自動光量制御（APC）のための誤差増幅器が一個で、複数の発光素子駆動装置に対応できるので、複数個の誤差増幅器を使用した場合における誤差増幅器個々のオフセットを考慮する必要がなく、構成の簡略化を図ることができる。また、前回の保持電圧を入力側保持手段に設定できるので、高速に自動光量制御（APC）を行うことができる。従って、発光素子の高速駆動と、的確な光量補正が可能となる。
【００５７】
また、本発明は、請求項１６記載のように、電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置を複数有する発光素子駆動システムにおいて、前記発光素子駆動装置の各々は、所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有し、前記発光素子駆動システムは更に、前記光量補正に関する情報を、前記複数の発光素子駆動装置に共通に入力する補正係数として入力する補正係数入力手段を有するように構成することも可能である。これにより、複数の発光素子を駆動させる上記発光素子駆動システムの回路構成が縮小される。
【００５８】
このような補正係数入力手段は、例えば請求項１７記載のように、ディジタルで入力された情報をアナログな前記補正係数に変換して出力するＤ／Ａ変換器を含んで構成されるように構成することもできる。
【００５９】
更に、補正係数入力手段の出力の切り替え時に補正係数に重畳されるノイズを除去するという観点から、請求項１８記載のように、前記補正係数入力手段から出力された前記アナログな補正係数の高周波成分を除去するフィルタ手段を有するように構成することもできる。
【００６０】
また、自動光量制御APCモード切替えの際のAPC精度の向上及びAPC時間の短縮を鑑みると、請求項１９記載のように、前記フィルタ手段の動作／不動作を切り替える切替手段とを有するように構成するとよい。
【００６１】
また、各発光素子が描画する画素の位置が主走査方向にずれていることに鑑みて、請求項２０記載のように、前記補正係数入力手段が、描画される位置が主走査方向においてずれていない前記発光素子を駆動する１つ以上の前記発光素子駆動装置に共通に前記補正係数を入力するように構成することも可能である。これにより、主走査方向に位置ずれのない発光素子を駆動する発光素子駆動装置を同一のグループとし、各グループで位置ずれを解消するように制御することができるようになる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６３】
面発光レーザの光量補正に関して以下のような課題がある。
【００６４】
従来提案されている光量補正の方法では、電流源だけを補正している。しかし、面発光レーザのように直列抵抗が高いレーザでは、レーザをＯＮさせる際の立ち上がりを早くするためにＯＮ開始時に一定電圧を印加しなければならない。この電圧は、レーザの発光波形にオーバーシュートやアンダーシュートが発生しないように制御しなければならない。
【００６５】
例えば、電圧源と電流源を備えた面発光レーザLDの駆動回路として、例えば、図３６に示すような回路が考えられる。この場合、固定電圧源ＶとオペアンプOP（バッファ機能）とで構成された電圧源からスイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに定電圧Ｖが印加される。また、固定電流源Ｉと補正電流源ΔＩから構成される電流源からスイッチＳＷ１を介して駆動電流が面発光レーザLDに供給される。そして、面発光レーザLDの駆動電流の変化に対して、図３７に示すように、その端子電圧及びレーザ光量が変化する。
【００６６】
上記のような駆動制御回路において、従来の電流駆動方式を適用し、電圧源から第一の光量に対応した駆動電圧Ｖを面発光レーザLDに印加した状態で電流源から供給されるその第一の光量に対応した駆動電流Ｉ（基準値）をΔＩだけ補正する。すると、図３７に示す特性から決まる面発光レーザLDの動作点における端子電圧と印加される駆動電圧Ｖとに差が生じる。その結果、その駆動電流が基準値より高くなるように補正した場合（ΔＩが正）、図３８のプラス補正にあるようにレーザ光量にオーバーシュートが生じ、逆に駆動電流が基準値より低くなるように補正した場合（ΔＩが負）、図３８のマイナス補正にあるようにレーザ光量にアンダーシュートが生ずる。このため、補正をかけながらレーザビームで感光体上を露光した場合、ビームの走査方向に、本来同一であるべき濃度にムラができることになる。
【００６７】
そこで、上記のような技術的課題を改善した本発明の実施の一形態に係る発光素子駆動装置の基本的な構成が図１に示される。この発光素子駆動回路は面発光レーザLDを駆動するためのレーザ駆動装置である。
【００６８】
図１において、レーザ駆動装置は、固定電圧源Ｖ、補正電圧源ΔＶ及びオペアンプ（バッファ機能）で構成される電圧源と、固定電流源Ｉ及び補正電流源ΔＩで構成される電流源、バイアス電圧源Ｖbias、デカップリングコンデンサＣd及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有している。スイッチＳＷ１は電流源側及びバイアス電圧源Ｖbias側のいずれかに切り替わる。スイッチＳＷ２はオン・オフ動作を行う。
【００６９】
電圧源からの出力電圧がオン状態となるスイッチＳＷ２及び電流源側に切り替えられたスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに印加される。電流源からの出力電流が当該電流源側に切り替えられたスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに供給される。上記電圧源からの出力電圧は、レーザ発振閾値電圧以上の所定電圧値範囲で制御可能となるように設計される。また、電流源からの出力電流は、面発光レーザLDの発振閾値電流以上の所定電流値範囲で制御可能となるように設計される。
【００７０】
デカップリングコンデンサＣdは、スイッチＳＷ２がオフ状態のときに電圧源からの出力電圧により充電され、その電圧を保持する。また、バイアス電圧源Ｖbiasの出力電圧は、面発光レーザLDを順バイアス状態にし、かつレーザ発振閾値電圧より低い電圧値に設定される。このようなデカップリングコンデンサＣd及びバイアス電圧源Ｖbiasにより、面発光レーザLDのオフ状態からオン動作への切替え時（ＳＷ２のオン状態への切替え及びＳＷ１の電流源側への切替え時）により速やかに面発光レーザLDが発光を開始あるいは停止するようになる。
【００７１】
面発光レーザLDの駆動電流と端子電圧との関係（電圧−電流特性）は、前述したように内部抵抗が高いことから実用的な範囲で図２に示すように比例関係（直線関係：図３０に示す特性に対応）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図２に示すように比例関係（直線関係）となる。このような特性を踏まえて、上記のような構成のレーザ駆動装置では、固定電流源Ｉは面発光レーザLDのレーザ光量が基準光量（第一の光量）となるようにその値が決められると共に補正電流源ΔＩは面発光レーザLDからのレーザ光量が上記基準光量からある補正光量（第二の光量）に変化させるのに必要な値に決定されている。また、面発光レーザLDの電圧−電流特性上で、上記固定電流源Ｉ及び補正電流源ΔＩのそれぞれの値に対応するように固定電圧源Ｖ及び補正電圧源ΔＶの値が決められる。
【００７２】
そして、補正電流源ΔＩ及び補正電圧源ΔＶを図２に示す特性に従って同時に比例制御することにより、レーザ光量を基準光量（第一の光量）と上記補正光量（第二の光量）との間の任意の光量に補正することができるようになる。また、レーザ駆動電流と光量との関係及びレーザ駆動電圧と電流との関係が直線関係で近似される限り、上記の手法に従った光量制御の適用範囲を上記のように決められた補正光量（第二の光量）以上にまで広げる（外挿）ことができる。
【００７３】
上記のように制御される駆動電流とレーザ光量との関係、及び駆動電流と駆動電圧との関係は、図２に示す面発光レーザLDの特性に基づいている。従って、上記のような電圧及び電流の双方の比例制御によりそれらのバランスがずれることがなく、制御されるレーザ光量に図３５で示したオーバーシュートやアンダーシュートが生ずることはない。
【００７４】
ところで、図１及び図２に示した例では、感光体上の像濃度がレーザ光の走査範囲の中央付近において低くなる場合を想定して光量を増大させる補正について説明したが、逆にその中央付近において像濃度が高くなることを抑制するために光量を減少させる場合にも上記と同様の光量制御が可能となる。この場合、図３に示すように補正電流源ΔＩの極性を図１に示すものと逆にする必要がある。しかし、実際には連続的に像濃度を基準よりも増やしたり減らしたりするために、レーザ光量を図４に示すように連続的に基準光量よりも増やしたり減らしたりする場合がある。このような場合に、電流源の極性切替えによって対応していたのでは、回路のもつオフセットにより極性切替え時に濃度が不連続となる。
【００７５】
このようなクロスオーバ歪みを避けるためには、基準電流源（固定電流源）の出力電流値を予めより少ないレーザ光量に対応するように設定しておき、補正電流源ΔＩの制御範囲にその少ないレーザ光量から基準光量に達するまでの電流分が含まれるようにしておけばよい。
【００７６】
ただし、上述した各例では、面発光レーザLDの電圧−電流特性を予め記憶しておき、その特性に従って補正電流源ΔＩ及び補正電圧源ΔＶを調整することになる。このような面発光レーザLDの電圧−電流特性を予め記憶しておかなくても上述したような光量制御が可能となるレーザ駆動装置は、例えば、図５に示すように構成される。
【００７７】
図５において、このレーザ駆動装置は、自動光量制御用オペアンプ（以下、APCオペアンプという）、演算器Ｄ１、Ｄ２、オペアンプＯＰ（バッファ機能）、電流源Ｉ、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、面発光レーザLDの出射光量を検出するためのフォトダイオードPDを有している。また、前述した各例と同様に、デカップリングコンデンサＣd及びバイアス電圧源Ｖbiasが当該レーザ駆動装置に設けられている。
【００７８】
このようなレーザ駆動装置において、まず、スイッチＳＷ１が電流源Ｉ側に、スイッチＳＷ３がコンデンサＣ３側に、スイッチＳＷ４がコンデンサＣ１側に、スイッチＳＷ５がAPCオペアンプ側に、スイッチＳＷ２がオフにそれぞれ切り替えられた状態で、基準光量（第一の光量）に対応した第一の基準電圧値Ｖref１がAPCオペアンプの非反転入力端子（＋）に印加される。この状態で、電流源Ｉからの出力電流が駆動電流として面発光レーザLDに供給され、当該面発光レーザLDからその駆動電流に対応した光量のレーザ光が出射される。そのレーザ発光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧ＶpdがAPCオペアンプの反転入力端子（−）に印加されており、このフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが上記基準電圧Ｖref１に一致するようにAPCオペアンプからの制御電圧によって電流源Ｉの出力電流が制御される。即ち、面発光レーザLDからのレーザ光量が上記基準光量（第一の光量）となるように電流源Ｉの出力電流が制御される。
【００７９】
そして、上記APCオペアンプからの電流源Ｉに対する制御電圧がコンデンサＣ１に充電されると共にそのときの面発光レーザLDの端子電圧がコンデンサＣ３に充電される。
【００８０】
次に、補正光量レベル（第二の光量）の設定のために自動光量制御の目標値が上記第一の基準電圧Ｖref１から第二の基準電圧Ｖref２に切替えられる。このとき、スイッチＳＷ３がコンデンサＣ４側に、スイッチＳＷ４がコンデンサＣ２側にそれぞれ切替えられる。この状態で、面発光レーザLDのレーザ光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが上記第二の基準電圧Ｖref２に一致するようにAPCオペアンプからの制御電圧によって電流源Ｉからの出力電流が制御される。即ち、面発光レーザLDからのレーザ光量が上記補正光量（第二の光量）となるように電流源Ｉの出力電流が制御される。この際、上記電流源Ｉに対する制御電圧がコンデンサＣ２に充電されると共にそのときの面発光レーザLDの端子電圧がコンデンサＣ４に充電される。
【００８１】
更に、光量補正を行いつつ面発光レーザLDの駆動制御を行う場合、スイッチＳＷ２がオン状態に、スイッチＳＷ５が演算器Ｄ１側にそれぞれ切替えられる。この状態で、演算器Ｄ１は、走査位置に応じた光量補正に関する情報が制御回路（図示略）から与えられると、コンデンサＣ１に蓄積された上記基準光量（第一の光量）に対応した制御電圧とコンデンサＣ２に蓄積された上記補正光量（第二の光量）に対応した制御電圧との差と上記基準光量（第一の光量）と補正光量（第二の光量）との光量差との関係基づいた比例計算によって上記走査位置に応じた光量補正に関する情報に対応した制御電圧を演算して出力する。また、演算器Ｄ２は、上記走査位置に応じた光量補正に関する情報が制御回路（図示略）から与えられると、コンデンサＣ３に蓄積された上記基準光量（第一の光量）に対応した面発光レーザの端子電圧とコンデンサＣ４に蓄積された上記補正光量（第二の光量）に対応した面発光レーザの端子電圧との差と上記基準光量（第一の光量）と補正光量（第二の光量）との光量差との関係に基づいた比例計算によって上記走査位置に応じた光量補正に関する情報に対応した駆動電圧を演算して出力する。
【００８２】
そして、演算器Ｄ１から出力される制御電圧によって電流源Ｉが制御されると共に、演算器Ｄ２から出力される駆動電圧がオペアンプOP、スイッチＳＷ２及びＳＷ１を介して面発光レーザLDに印加される。これにより、面発光レーザLDの電圧−電流特性に従った当該面発光レーザLDの駆動電圧及び駆動電流の制御が同時に行われることになる。
【００８３】
更に、簡単なアナログ回路で高精度に面発光レーザLDの駆動電圧及び駆動電流を制御できるようにしたレーザ駆動装置について説明する。その基本的な構成は、例えば、図６に示すようになる。
【００８４】
図６において、固定電圧源Ｖと固定電位（この例は接地電位）との間に補正電圧源ΔＶが接続されると共に、固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）と固定電位（この例では接地電位）との間に補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）が接続されている。そして、固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）からの固定制御電圧と補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）からの補正制御電圧とが重畳された制御電圧により電流源Ｉからの出力電流が制御されるようになっている。この例では、面発光レーザLDのシリーズ抵抗（内部抵抗）が高いことからその駆動電圧と駆動電流が比例関係にあり、電流源Ｉに対する制御電圧と当該電流源Ｉからの出力電流との関係も比例するものとする。
【００８５】
上記補正電圧源ΔＶ及び補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）として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固定電圧源Ｖ及び固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）としてコンデンサを用いることができる。この場合、当該レーザ駆動回路は、図７に示すように構成される。
【００８６】
図７において、コンデンサＣ１が上記固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）に対応し、コンデンサＣ２が上記固定電圧源Ｖに対応する。また、乗算器２１が補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）に対応し、乗算器２２が補正電圧源ΔＶに対応する。更に、面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ１、ＳＷ４を介して上記コンデンサＣ２に充電するための経路が形成されている。
【００８７】
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）に制御電圧が入力する。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により当該オフセットがキャンセルされる。
【００８８】
まず、第一の光量（基準値）を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に０Ｖの補正信号が入力される。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。ここで、スイッチＳＷ２が電流源Ｉ側に切替えられると共にスイッチＳＷ３及びＳＷ４がオンに切替えられ、面発光レーザLDからのレーザ光量が目標光量となる第一の光量（基準値）に一致するように電流制御端子に印加された制御電圧によって電流源Ｉが制御される。
【００８９】
このとき、コンデンサＣ１には電流制御端子からの制御電圧と乗算器２１から出力されるそのオフセット電圧との差電圧が充電される。また、コンデンサＣ２には面発光レーザLDの端子電圧と乗算器２２のオフセット電圧との差電圧が充電される。
【００９０】
次に補正電圧の読み込み動作がなされる。
【００９１】
各乗算器２１、２２の乗数端子には補正光量（第二の光量）に対応した補正電圧が入力される。この状態で各乗算器２１、２２は被乗数端子に入力される制御電圧に応じてその出力がオフセット電圧から増大したものとなる。
【００９２】
ここで、スイッチＳＷ３及びＳＷ４がオフに切替えられると共にスイッチＳＷ２がオンに切替えられる。このような状態で、乗算器２１の被乗数端子に入力される制御電圧を制御することにより面発光レーザLDのレーザ光量が目標光量の補正光量に一致するように乗算器２１の被乗数を制御して電流源Ｉの出力電流が制御される。このとき、面発光レーザLDの端子電圧（オペアンプＯＰの反転入力）とオペアンプＯＰの非反転入力とが一致するように乗算器２２の被乗算端子に入力される制御電圧が制御される。
【００９３】
上記のような各乗算器２１、２２の被乗算端子に入力される制御電圧の制御が終了すると、その各乗算器２１、２２の被乗数端子に入力された制御電圧がサンプルホールド回路（図示略）に保持される。そして、当該レーザ駆動装置は、面発光レーザLDの変調動作に備える。
【００９４】
面発光レーザ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２１、コンデンサＣ２及びオペアンプＯＰで構成される電圧源から面発光レーザLDに印加される駆動電圧及び電流源Ｉから面発光レーザ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（スマイル補正）された光量にて面発光レーザLDの発光がなされる。
【００９５】
上記図７に示すレーザ駆動装置の更に具体的な構成が図８乃至図１０に示される。
【００９６】
図８において、このレーザ駆動装置は、乗算器２１、２２、APCオペアンプ２５、オペアンプ２６及び電流源３０を有すると共に、制御電圧を充電するためのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を有する。また、前述した各例と同様に、バイアス電圧源Ｖbias及びデカップリングコンデンサＣdが当該レーザ駆動装置に設けられている。
【００９７】
上記APCオペアンプ２５にはスイッチＳＷ９を介して第一の基準電圧Ｖref１及び第二の基準電圧Ｖref２のいずれかが入力される。APCオペアンプ２５の出力はスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６の非反転端子（＋）に入力されると共にスイッチＳＷ６を経由してコンデンサＣ４及び乗算器２２の被乗数端子に接続されている。各乗算器２１、２２の乗数端子には補正信号Ｖcorが入力される。変調時には、上記オペアンプ２６はスイッチＳＷ３によって電圧源として機能する。自動光量制御時には、オペアンプ２６は、スイッチＳＷ４及びＳＷ１１を経由して直接的、または、スイッチＳＷ４、ＳＷ５及び乗算器２１を経由して間接的に電流源３０を制御する。
【００９８】
変調時には、スイッチＳＷ７とＳＷ２とが交互にオン状態となり、面発光レーザLDの発光がオフ状態のときにはデカップリングコンデンサＣdが充電されて面発光レーザLDの次のオン状態に備える。スイッチＳＷ１０は電流源３０からの出力電流を面発光レーザLDに供給するためのスイッチであり、変調時には、デカップリングコンデンサＣdと直列に接続されたスイッチＳＷ２と同期して開閉される。面発光レーザLDのレーザ光量を第一の光量または第二の光量に自動光量制御する際には、スイッチＳＷ１０はオン状態でスイッチＳＷ２はオフ状態にされる。これは、自動光量制御時に容量の大きなデカップリングコンデンサＣdが接続されていると、その自動光量制御の応答性が低下して収束性が悪化することを避けるためでる。
【００９９】
上記のようなレーザ駆動装置において、まず、面発光レーザLDのレーザ光量が基準光量（第一の光量）となるように制御される。
【０１００】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は図８に示すような状態に維持される。この状態において、APCオペアンプ２５は、面発光レーザLDからのレーザ光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが第一の基準電圧Ｖref１に一致するようにオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電位を制御する。オペアンプ２６は、この非反転入力端子（＋）に入力されたAPCオペアンプ２５からの出力と反転入力端子（−）に入力された面発光レーザLDの端子電圧とが一致するように、スイッチＳＷ４、ＳＷ１１を経由して電流源３０の出力電流を制御する。
【０１０１】
APCオペアンプ２５に入力するフォトダイオードPDからの出力電圧Ｖpdと第一の基準電圧Vref１が一致すると、このときの電流源３０に対する制御電圧がコンデンサＣ１に充電される。また、このとき、オペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電圧は面発光レーザLDの端子電圧に一致しており、この端子電圧に一致するオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電圧がコンデンサＣ２に充電される。
【０１０２】
このときたとえオペアンプ２６に多少のオフセットがあったとしても、APCオペアンプ２５がフォトダイオードPDの出力Ｖpdと第一の基準電圧Ｖref１との差電圧を増幅しており、オペアンプ２６のオフセットを相殺する電圧がAPCオペアンプ２５の出力に発生する。その結果、オペアンプ２６のオフセットは抑制される。
【０１０３】
次に、補正レベルの読み込み動作がなされる。
【０１０４】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は、図９に示すような状態に維持される。この状態において、APCオペアンプ２５にはスイッチＳＷ９を介して補正光量（第二の光量）対応した第二の基準電圧Ｖref２が供給される。このAPCオペアンプ２５の出力はスイッチＳＷ６を介して乗算器２２の被乗数端子に接続される。このため、APCオペアンプ２５は、乗算器２２及びコンデンサＣ２を介してオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の入力を制御する。乗算器２２の乗数端子には補正信号Ｖcorが入力される。この乗算器２２は、被乗数端子に電圧が印加されると、乗数端子に入力された補正信号Ｖcorのレベルに比例して増幅された電圧を出力する。
【０１０５】
オペアンプ２６は、乗算器２２の出力と面発光レーザLDの端子電圧との差電圧を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ４及びＳＷ５を介して乗算器２１の被乗数端子に入力される。その結果、オペアンプ２６は乗算器２１及びコンデンサＣ１を経由して電流源３０の出力電流を制御することになる。その補正信号の読み込み動作の結果、乗算器２１の出力は補正信号に合わせて補正電圧を発生するようにキャリブレーションされた状態となる。つまり、例えば、補正電圧がゼロの場合には、乗算器２１及び２２からはそれらのオフセットがそのまま出力され、電流源の制御端子及び電圧源であるオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）には第一の光量での駆動電圧及び駆動電流の制御電圧が発生するようになる。
【０１０６】
更に、変調時には次のような動作がなされる。
【０１０７】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は、図１０に示すような状態に維持される。第一の光量（基準光量）と第二の光量（補正光量）の設定時における電流源３０及び電圧源であるオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電位変化は、各乗算器２１、２２の乗数端子に入力された補正信号と被乗数端子に入力された制御信号との乗算の結果得られた電圧に基づいている。そして、各乗算器２１、２２の被乗数端子に入力された電圧をスイッチＳＷ５、ＳＷ６をオープンにしてコンデンサＣ３、Ｃ４に充電しておく。変調時に、乗算器２１、２２の乗数端子に入力される補正信号のレベルをゼロにすると、各乗算器２１、２２の出力はオフセットだけとなるため、面発光レーザLDのレーザ光量が第一の基準電圧Ｖref１に対応した第一の光量（基準光量）となるように当該面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧が同時に制御される。また、各乗算器２１、２２の乗数端子に上記補正レベル設定時の補正信号Ｖcorが入力すると、面発光レーザLDのレーザ光量が第二の基準電圧Ｖref２に対応した第二の光量（補正光量）となるように当該面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧が同時に制御される。
【０１０８】
上記のようなアナログ回路では、各乗算器２１、２２の乗数端子に０からＶcorの任意の補正電圧を入力すると、面発光レーザLDからは、上記第一の光量及び第二の光量の間の光量となるレーザ光が出射されるようになる。そして、その補正電圧とその面発光レーザLDからのレーザ光量との関係は直線的（比例関係）となる。
【０１０９】
従って、変調時に、レーザ光の走査位置に応じた補正信号を上記レーザ駆動装置における各乗算器２１、２２の乗数端子に供給することにより、走査位置に対応したレーザ光の光量補正が容易に行うことができるようになる。
【０１１０】
更に、各乗算器２１、２２の直線性が正負の領域で確保されていれば、乗数端子にマイナスの信号を入力すれば、補正の方向を逆にすることも可能である。また、各乗算器２１、２２のダイナミックレンジと面発光レーザLDの電圧−電流特性の直線性が確保されているならば、各乗算器２１、２２の乗数端子に入力される信号レベルを上記補正レベル設定時の補正信号のレベルＶcor以上にすることにより外挿による直線補間での補正も可能となる。
【０１１１】
レーザゼログラフィに用いられる面発光レーザLDは実際には複数の発光部LDiを有している。そして、このような面発光レーザLDを駆動するレーザ駆動装置は、前述したレーザ駆動装置と同様の構成となる駆動制御回路をその発光部LDi毎に備えた構造となっている。このように複数の発光部LDiを有する面発光レーザLDのレーザ駆動装置は、例えば図１１に示すように構成される。この例では、面発光レーザLDが３６の発光部LD1〜LD36を有している。
【０１１２】
図１１において、このレーザ駆動装置は、面発光レーザLDの発光部LD1〜LD36を駆動するための３６チャネルの駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）を備えている。各駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）の構成は同じであり、その構成は、図８〜図１０に示したレーザ駆動装置の構成と略同一である。ただし、このレーザ駆動装置は、図８〜図１０に示したレーザ駆動装置におけるAPCオペアンプ２５に対応したAPCオペアンプ２５１を各駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）に対して共通のものとしている。その結果、このAPCオペアンプ２５１のオフセットが全てのチャネルに同等に作用するので、そのオフセットにより各チャネルの発光部LDiからの光量がばらつくことはない。
【０１１３】
各発光部LDiのレーザ光量を検出するフォトダイオードPDからの検出電圧がアンプ５１及びスイッチ２５３を介してAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）に入力されている。また、APCオペアンプ２５１の非反転入力端子（＋）には、前述した例と同様に、スイッチ２５４（図８〜図１０におけるＳＷ９に対応）にて選択された第一の基準電圧Ｖref１または第二の基準電圧Ｖref２が印加されている。
【０１１４】
また、APCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）とその出力端子との間に各チャネル１〜３６に対応した２つのサンプルホールド回路２５２１、２５２２が並列的に接続されている。サンプルホールド回路２５２１、２５２２はそれぞれ、第一の基準電圧Vref1及び第二の基準電圧Vref2を用いた光量制御に対応する。各サンプルホールド回路２５２１、２５２２はスイッチＳＷfbi及びコンデンサＣfbi（ｉ＝１〜３６）にて構成される。このスイッチＳＷfbiは、自動光量制御（APC）に際してｉチャネルの駆動制御回路１００（ｉ）におけるスイッチＳＷ５及びＳＷ６とスイッチＳＷ８及びＳＷ１１と同期してオンからオフに切替えられる。従って、各サンプルホールド回路２５２１、２５２２のコンデンサＣfbiには、駆動制御回路１００（ｉ）におけるコンデンサＣ３、Ｃ４に蓄積される制御電圧及びコンデンサＣ１、Ｃ２に蓄積される制御電圧に対応する電圧が交互に蓄積され、スイッチＳＷfbiがオンになるときに、その蓄積された制御電圧がAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）と出力端子との間に印加され、次のAPC動作に備える。各サンプルホールド回路２５２１、２５２２のコンデンサCfbiには厳密には第一の基準電圧Vref1と第二の基準電圧Vref2で光量制御した場合で異なった電圧が充電される。したがって第一の基準電圧Vref1で光量制御してから、次に第二の基準電圧Vref2で光量制御する際収束に時間がかかることとなる。この場合速やかに収束させるには、２つのサンプルホールド回路２５２１、２５２２を設け、第一の基準電圧Vref1と第二の基準電圧Vref2に対してそれぞれコンデンサを用意しておけば収束性を改善することができる。
【０１１５】
なお、補正データは予め設定された値であり、これが図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）等からＤ／Ａ変換器（補正回路ともいう）５３へ入力され、Ｄ／Ａ変換器５３にてアナログの補正信号に変換され、その補正信号が前述したように各駆動制御回路１００（ｉ）における乗算器２１及び２２の乗数端子に入力される。また、バイアス電圧源Ｖbiasのバイアス電圧が各駆動制御回路１００（ｉ）におけるスイッチＳＷ１を介して発光部LDiに印加されると共に、上記フォトダイオードPDの出力電圧を増幅するアンプ５１の入力端子にスイッチ５２を介して印加される。なお、スイッチＳＷ１及びＳＷ５２のオン動作時のバイアス電圧の発光部LDi及びアンプ５１への印加特性を改善するために、バイアス電圧源Ｖbiasに対して並列的にコンデンサＣbiasが接続されている。
【０１１６】
また、図１１に示すようなレーザ駆動装置の光量制御時の動作は、各々の発光部LDiにおいて１チャネルのときと同じである。図１１では、各々の駆動制御回路１００（ｉ）における乗算器２１，２２に入力される補正信号（＝光量補正に係る情報を上記のように直線補間により決定する際に用いられる補正係数）が、共通に設けられた１つのＤ／Ａコンバータ（変換器）５３によって生成されるように構成されている。即ち、このＤ／Ａ変換器５３は補正係数入力手段として機能する。尚、変調時には図示しない画素信号に応じた制御信号に基づいて各発光部LDiが発光する。
【０１１７】
ここで、図３９に示すように、Ｄ／Ａ変換器５３は、アップ／ダウンカウンタ(Count)１５３から入力される８ビットのカウント値(CNT)によって制御される。アップ／ダウンカウンタ１５３には、入力クロック信号(SCCNT)とアップダウン信号(SCUD)とが入力されており、これに基づいてカウント値(CNT)をアップ／ダウンする。例えばカウント値(CNT)の基準値（補正無し）を８０Ｈとした場合、主走査方向に光量むらが無ければ、アップ／ダウンカウンタ１５３はこの値を出力する。また、主走査方向に光量むらがある場合は、図４０に示すように、補正方向に合わせて入力クロック信号(SCCNT)を制御し、且つＣＰＵから入力されたアップダウン信号(SCUD)と入力クロック信号(SCCNT)とに基づいてカウンタ値CNT)をアップ／ダウンする。従って、Ｄ／Ａ変換器５３から出力される補正信号が図４０に示すように、カウント値(CNT)に応じた電流値となり、結果としてこの電流値に応じ光量補正（補正光量）がなされる。これにより、各面発光レーザＬＤから出力されるレーザ光の光量が均一化される。
【０１１８】
また、上記のように発光素子（面発光レーザＬＤ）を２次元配列したレーザ駆動装置では、同時に発光した素子が描画する位置に、図４１（ａ）に示すような主走査方向への位置ずれが生じる。従って、補正信号による各々の補正カーブは、図４１（ｂ）に示すように、この位置ずれに基づいて微妙にずれている。このような位置ずれは、補正の必要がない場合では問題とならないが、補正をする必要がある場合には画像むらを悪化させる要因となる。そこで、本発明では主走査方向に位置ずれのない素子同士を予めグループ化しておき、それぞれのグループで同一の補正回路（Ｄ／Ａ変換器５３）を用いるように構成しても良い。このように構成して、主走査方向に位置ずれの無い面発光レーザＬＤを駆動する駆動制御回路１００（ｉ）に共通の補正信号を入力することで、図４１（ｃ）に示すように、各補正カーブの位置ずれを修正し、揃えることが可能となる。
【０１１９】
また、図１１におけるＤ／Ａ変換器５３の後段に、図３９に示すようにフィルタ１５４を設けるとよい。これは、Ｄ／Ａ変換器５３の出力の切り替え時に高周波なノイズが発生するためである。この高周波なノイズは、補正信号，変調信号に重畳されるため、光量むらが発生する要因となる。フィルタ１５４は、図３９に示すように、抵抗Ｒ１５４とコンデンサＣ１５４とを有するローパスフィルタとして構成されている。
【０１２０】
但し、光量制御時には自動光量制御APC1，APC2の設定のために、Ｄ／Ａ変換器５３の出力が変更されるが、この際フィルタ１５４が出力段に設けられていると、補正信号の整定に時間がかかり、自動光量制御APC精度が悪化したり、APC時間を多く要するなどという問題が生じる。そこで、本発明では、図３９に示すように、APC制御時にフィルタ１５４の動作／不動作を切り替える切替手段として機能する切替器ＳＷ１５４を設ける。この切替器ＳＷ１５４はＣＰＵから入力された切替信号(FLTO)によりオン／オフ制御する。即ち、APC制御時ではフィルタ１５４が無効となるように切替器ＳＷ１５４がオフに制御され、これ以外ではフィルタ１５４が有効となるように切替器ＳＷ１５４がオンに制御される。
なお、フィルタ１５４の後段には、フィルタ１５４の出力を差動信号に変換する差動信号変換器１６０が設けられている。差動信号変換器１６０が出力する差動信号が図１１の駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）に与えられる。
【０１２１】
上記のようなレーザ駆動装置は、例えば、図１２及び図１３に示すタイミングチャートに従って動作する。なお、各スイッチに対する切替え制御信号は、レーザゼログラフィ装置に設けられた制御回路（図示略）から各スイッチに与えられる。また、図１２及び図１３において「＿ｉ」は、ｉチャネルの部位であることを表している。
【０１２２】
以下、第１チャンネルについての動作を中心に説明する。
【０１２３】
電源投入後、T0-で、スイッチＳＷfb1、スイッチ２５３及び駆動制御回路１００（１）におけるスイッチＳＷ８、ＳＷ４、ＳＷ１１、ＳＷ１０がそれぞれオンされ、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフされる。スイッチＳＷ２は５n secだけオンにされ、その後オフされる。このとき、電流源３０からの電流ＩsがスイッチＳＷ１０を経由して発光部LD_1に供給され、その発光部LD_1が点灯する。この発光部LD_1からのレーザ光を受光したフォトダイオードPDに電流が流れ、その電流が抵抗Ｒ6により電圧に変換され、更にアンプ５１にて増幅される。このアンプ５１からの出力電圧はスイッチ２５３を経由してAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）に入力する。
【０１２４】
APCオペアンプ２５１は、反転入力端子（−）に入力する発光光量に対応した検出電圧と第二の基準電圧Ｖref２との差を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６に入力される。そして、最終的に、APCオペアンプ２５１への発光量に対応した検出電圧が第二の基準電圧Ｖref２と一致して収束する。この後、スイッチＳＷ１１、ＳＷ８がオフされると、そのときのそれぞれの制御電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２に保持される。このとき、コンデンサＣ１、Ｃ２それぞれに保持される電圧は、APCオペアンプ２５１の出力電圧及び発光部LD_1への駆動電流を設定するための制御電圧となる。このAPCオペアンプ２５１の出力電圧はほぼ発光部LD_1の端子電圧となる。
【０１２５】
以上の動作が発光部の数だけ繰り返し行われ、全てのチャネルに対応した駆動制御回路に制御電圧が保持されると共にAPCオペアンプ２５１に接続された各サンプルホールド回路のコンデンサＣfb_i〜Ｃfb_36に制御電圧に対応する電圧が保持される。そして、上記のような自動光量制御APCが最終チャネル３６について終了すると、スイッチ２５３がオフされると共に、スイッチＳＷfb_1がオンされて、コンデンサＣfb_1に保持された制御電圧がAPCオペアンプ２５１の出力電圧となって次回の自動光量制御APCの処理に備える。
【０１２６】
次にＴ１で、スイッチ２５４が第一の基準電圧Ｖref1側に切り替わり、スイッチＳＷfb_1、スイッチ２５３及び駆動制御回路１００（１）におけるスイッチＳＷ６、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ１０がそれぞれおオンされ、スイッチＳＷ３、ＳＷ１１、ＳＷ８、ＳＷ７がオフされる。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は５n sec.だけオンされ、その後オフされる。
【０１２７】
APCオペアンプ２５１は、反転入力端子（−）に入力する発光光量に対応した検出電圧と第一の基準電圧Ｖref1との差を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６に入力される。そして、最終的に、APCオペアンプ２５１への発光光量に対応した検出電圧が第一の基準電圧Ｖref1と一致して収束する。このとき補正データに「１」が設定されている（タイムチャートには示さず）と、乗算器２１、２２は、Ｄ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ４の端子電圧との乗算結果、Ｄ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ３の端子電圧との乗算結果を出力している。この後、スイッチＳＷ６、ＳＷ５がオフされると、このときコンデンサＣ４、Ｃ３に保持される電圧はスイッチ２５４の出力である第二の基準電圧Ｖref2と第一の基準電圧Ｖref1との差に相当する制御電圧となる。即ち、１＿１回目の自動光量制御APC、１＿２回目の自動光量制御APC、２＿１回目の自動考慮制御APC、２＿２回目の自動光量制御APCの一連の動作でコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に充電された制御電圧と「０」に設定された補正データとの乗算結果となる乗算器２１、２２の出力はオフセットのみになる。この状態でスイッチ１０をオンにしてレーザを点灯させると、アンプ５１の出力は第二の基準電圧Ｖref2と一致する。また、補正データを「１」にすると乗算器２１、２２の出力は第二の基準電圧Ｖref2と第一の基準電圧Ｖref1との差に相当する制御電圧分だけ上昇し、同様に、この状態でスイッチＳＷ１０をオンにしてレーザを点灯させるとアンプ５１の出力は第一の基準電圧Ｖref1に一致する。
【０１２８】
なお、スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ１と同時にオン、オフしたが、オペアンプ２６の特性によってはオンする際に当該オペアンプ２６の出力にリンギングが発生する場合もあり、このような場合にはオフのままとしてよい。
【０１２９】
以上の操作により繰り返し自動光量制御APCが行われる結果、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に充電される制御電圧は一定値に収束し、変調動作が可能になる。
【０１３０】
Ｔ７以降の変調動作では、補正データを制御し、対応するＤ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ４の端子電圧との乗算結果でコンデンサＣ２の電位をかさ上げし、オペアンプ２６の出力をその反転入力端子（−）に接続して（図示せず）バッファとし動作させたうえでスイッチＳＷ７をオンし、上記かさ上げされたコンデンサＣ２の端子電圧によりデカップリングコンデンサＣdを充電しておく。電流源３０の制御電圧も同様に乗算器２１でかさ上げされた電圧で制御されている。
【０１３１】
レーザを点灯するときはスイッチＳＷ７をオフし、スイッチＳＷ１０をオンする。スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ２は５n sec.だけオンし、その後オフにする。デカップリングコンデンサCｄによってレーザは瞬時に点灯し、その後は電流源３０による定電流動作に移行する。
【０１３２】
レーザを消灯するときはスイッチＳＷ１０をオフし、スイッチＳＷ１をオンにすることでレーザ端子電圧を瞬時にレーザの閾値電圧以下であるバイアス電圧Ｖbiasにすることで消灯する。バイアス電圧源Ｖbiasと並列に接続されているコンデンサＣbiasは当該バイアス電圧源Ｖbiasの補償用で、レーザを消灯する際の過渡電流を供給している。
【０１３３】
また、次の自動光量制御APCが開始されるまでは、スイッチＳＷ５２がオンされ、変調期間の間バイアス電圧源Ｖbiasからのバイアス電圧をアンプ５１に印加しておき、次の自動光量制御APC開始時にフォトダイオードPDの出力が定常状態に達するまでの時間を短縮する。その結果、次の自動光量制御APCが開始されたときに前回の自動光量制御時の最終電圧から負帰還制御がなされるため、必ずしも一回の制御で光量に対応した検出電圧を最終電圧（基準電圧）に収束させる必要はない。このことは、ポリゴンミラーを用いたレーザゼログラフィでは重要で、間欠的に制御を行うことで感光体への不要な露光を防止し、感光体の劣化を抑制することができる。
【０１３４】
デカップリングコンデンサＣdは、スイッチＳＷ２がオンされて発光部LD_1の端子電圧が速やかに本来の駆動電圧になるようにしている。しかし、このデカップリングコンデンサＣdの容量は限られているので、いずれ端子電圧は低下して発光部LD_1のレーザ光量も低下してしまう。これを補うため負帰還されたオペアンプ２６が発光部LD_1にスイッチＳＷ３を介して接続されている。従って、デカップリングコンデンサＣdの容量はオペアンプ２６の応答速度から決められる。
【０１３５】
通常、CMOSオペアンプではでは応答するのに１μsec.程度必要なため、１μsec.でデカップリングコンデンサＣdの端子電圧が落ちる程度が許容変動以内となるように当該デカップリングコンデンサＣdの容量が設定される。具体的には、レーザ駆動電流が１mAであるなら電圧変動は、
１／Ｃ×１mA×１μsec.＝１／Ｃ×１０-9
となる。
【０１３６】
許容光量変動を２％とし、レーザ内部抵抗を５００Ωとし、許容光量変動に対する電圧変動が１０mVであると過程すると、Ｃ＝０．５μＦが必要となる。しかし、この値は、駆動制御回路を１チップのＩＣに収めようとすると大きすぎる。また、このようなコンデンサをＩＣの外部に接続するなどしても、オペアンプ２６の出力電位は、負荷変動により内部の制御電位が変化するためにスイッチＳＷ３がオンされた瞬間に変動し、それによりレーザの端子電圧が変動する。この対策としてスイッチＳＷ３と同期してレーザの駆動電流ＩSをスイッチＳＷ１０でレーザに供給する。
【０１３７】
このようにすると、オペアンプ２６からの出力電流変動はスイッチＳＷ３の状態に関わらず小さく抑えることができるため、スイッチＳＷ３がオンされた過渡的な電圧変動を防止することができる。更に、このようにすると、デカップリングコンデンサＣdがレーザ端子電圧を維持する時間は電流源３０が電流ＩSをレーザ端子に流し始めるまでの時間となる。カレントミラーで作る電流源３０の応答性はオペアンプの応答性に比べてはるかに良いため、それだけデカップリングコンデンサＣdへの負担が小さくなる。その結果、デカップリングコンデンサＣdの容量を小さくすることが可能である。また、レーザ駆動電流ＩSが供給されるためスイッチＳＷ３やＳＷ１のオン抵抗による電圧変動は無視できるレベルまで小さくすることができる。あるいは、スイッチＳＷ３を使わず、点灯前にスイッチＳＷ７をオンし、点灯電圧をデカップリングコンデンサＣdに充電しておき、点灯時にスイッチＳＷ２をオンしてスイッチＳＷ７をオフしてもよい。
【０１３８】
上述したように、面発光レーザLDを発光させる際に、その面発光レーザLＤの電圧−電流特性及び電流と発光光量との関係に基づいて決められた駆動電流と駆動電圧を面発光レーザLDに供給することにより、レーザ発光時におけるレーザ光量の変動を抑えることができる。更に、駆動電圧のレーザ端子への印加開始を駆動電流のレーザへの供給開始に遅れることなく（同時、または、先に）行うことにより、変調速度の低下を防止できると共に、レーザの発光光量の安定性を確保することができるようになる。特に、その駆動電圧のレーザ端子への印加開始を駆動電流のレーザへの供給開始と同時に行うことにより、レーザの端子電圧変動をより小さくできると共に、デカップリングコンデンサＣdの容量もより小さくすることができる。
【０１３９】
ところで、面発光レーザLDは電流が流れることにより発熱する。その発熱による温度上昇により面発光レーザLDからのレーザ光量が変動してしまう。そこで、次に、温度補償機能を有したレーザ駆動装置について図１４乃至図２６を参照して説明する。
【０１４０】
レーザ駆動装置は、例えば、図１４に示すように構成される。なお、図１４乃至図２４に示すレーザ駆動装置の構成は、スイッチの状態以外はすべて同じである。
【０１４１】
図１４において、このレーザ駆動装置は、図８乃至図１０に示したものと面発光レーザLDに対して駆動電流及び駆動電圧を供給するための構成については基本的に同じである。即ち、このレーザ駆動装置は、APCオペアンプ２５、オペアンプ２６、乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２、電流源３０−１、制御電圧を蓄積するコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３−１、Ｃ３−２、Ｃ４−１、Ｃ４−２、デカップリングコンデンサＣd、バイアス電圧源Ｖbiasを用いて面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧を制御する点で、図８乃至図１０に示したものと同様である。なお、図１０及び図１１におけるスイッチＳＷ３を削除し、消灯時スイッチＳＷ７で点灯電圧をデカップリングコンデンサＣdに充電し、点灯時にはスイッチＳＷ７をオフすると共にスイッチＳＷ２をオンしている。
【０１４２】
各乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２の入力が差動構成となっている。今、図１１において、各乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２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、乗算器部分２２−１、２２−２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。例えば、乗算器２２−１を例にとりその動作を説明すると、第１の光量で制御するときには前述した補正電圧V1aとV1bは同電圧となる。このため電流出力Ioutはゼロとなり、負荷３７にはオフセット電圧のみが発生する。次に、第２の光量で制御するときには、補正電圧V1a、V1bに対応する差電圧が発生するが、第２の光量ではV2a、V2bの差電圧が制御されるため、最終的に電流出力Ioutによる負荷３７で発生する電圧は補正に必要な電圧となる。また、差動構成を用いている関係から、オペアンプ２６からの出力が並列的に２つのスイッチＳＷ5-1、ＳＷ5-2を介して乗算器２１に接続されると共に、それぞれの経路に制御電圧蓄積用のコンデンサＣ３−１、Ｃ３−２が接続されている。また、図８に示す乗算器２２に代えて分割された乗算器部分２２−１、２２−２が用いられている。そして、各乗算器部分２２−１、２２−２の入力が差動構成となっている関係から、上記と同様、APCオペアンプ２５の出力が並列的にスイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2を介して乗算器部分２２−１、２２−２に接続されると共に、それぞれの経路に制御電圧蓄積用のコンデンサＣ４−１、Ｃ４−２が接続されている。
【０１４３】
また、オペアンプ２６の出力がインバータ２８及びスイッチＳＷ１１を介して電流源３０−１の制御端子に接続されている。このインバータ２８は電流源３０−１の特性によりオペアンプ２６と電流源３０−１の制御端子との間に挿入される。
【０１４４】
このレーザ駆動装置は、温度補償に関して新たな構成を有する。即ち、バイアス電流源３０−２から所定バイアス電流がスイッチＳＷ10-2を介して面発光レーザLDに供給されるようになっている。このバイアス電流はレーザ発振閾値電流より低い電流値に設定される。また、温度依存性のある面発光レーザLDの端子電圧を当該面発光レーザLDの温度情報として蓄積して温度補償電圧を生成する温度補償回路を有する。
【０１４５】
この温度補償回路は、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３を有する。バイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）には面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２１を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２２を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２１が接続されると共にその反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２２が接続されている。
【０１４６】
APC２用誤差増幅器３２の非反転入力端子（＋）にも面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２３を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２４を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２３が接続されると共に反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２４が接続されている。更に、APC1用誤差増幅器３３の非反転入力端子（＋）にも面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２５を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２６を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２５が接続されると共に反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２６が接続されている。
【０１４７】
また、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３それぞれの出力はスイッチＳＷ２７、ＳＷ２８及びＳＷ２９を介して制御電圧蓄積用のコンデンサＣ２に接続されている。これらの誤差増幅器３１〜３３からの電流出力が加算されて負荷３７によって電圧に変換される。ここで、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３はそれぞれ、差動１入力の電流出力乗算器である。前述した差動電圧V1a、V1b、V2a、V2bを用いて説明すると、差動電圧V1a、V1bが各差動増幅器の外部入力、V2a、V2bは内部で制御されている電圧である。差動電圧V2a、V2bは例えば負荷３７に出力電流Ioutが流れて生じる電圧降下がV1a-V1bに等しくなるように内部で制御されている。従って、V2a-V2bで変化したのと同じ電圧が負荷３７の両端で得られる。
【０１４８】
また、これらの誤差増幅器３１〜３３は、その出力が電流であることから、スイッチＳＷ２７、ＳＷ２８、ＳＷ２９をオープンにしてＳＷ２２、ＳＷ２４、ＳＷ２６をオンにすると、バッファとして動作する。
【０１４９】
例えば、スイッチＳＷ２１を介して上記バイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）にゼロVを入力した状態で当該バイアス用誤差増幅器３１をバッファとして動作させた場合、その反転入力端子（−）には当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットが現れる。これをコンデンサＣ２２に蓄積することで、オフセットキャンセルが可能となる。
【０１５０】
なお、コンデンサＣ１と電源ラインとの間、乗算器部分２２−１、２２−２とアースラインとの間のそれぞれには、負荷３５、３７、３６が接続されている。
【０１５１】
上記のようなレーザ駆動装置においては次のようにして温度補償動作がなされる。各スイッチは図２５に示すタイミングチャートに従って動作する。
【０１５２】
後述する面発光レーザLDの消灯時における端子電圧の取り込みに先立ち、バイアス電流源３０−２の制御電圧が設定される。オペアンプ２９の非反転入力端子（＋）にバイアス電圧源Vbiasからのバイアス電圧が入力されれると共にその反転入力端子（−）に面発光レーザLDの端子電圧が入力され、当該オペアンプ２９の出力端子がスイッチＳＷ３０を介してバイアス電流源３０−２の制御端子に接続されている。
【０１５３】
スイッチＳＷ３０がオンされると、オペアンプ２９によりレーザ端子電圧がバイアス電圧（Ｖbias）となるように制御され、そのときの制御電圧がコンデンサＣ３０に蓄積される。これにより面発光レーザLDを消灯する際にスイッチＳＷ１によりバイアス電圧（Ｖbias）を面発光レーザLDに印加した後、バイアス電流源３０−２による定電流動作への移行が速やかに行われる。
【０１５４】
ひき続き第１に、上記面発光レーザLDの消灯時における端子電圧の取り込みがなされる。
【０１５５】
この場合、図１４に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）及びＳＷ２２（off_refsh）がオンされる。バイアス電流電源３０−２からスイッチＳＷ１０−２を介して面発光レーザLDにバイアス電流が供給された状態で、面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２１を介して当該面発光レーザLDの消灯時における温度情報としてバイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）に入力される。そして、このバイアス用誤差増幅器３１の反転入力端子（−）にはレーザが消灯した時点での当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットを含むレーザ端子電圧が現れ、そのレーザ端子電圧が当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットと共にコンデンサＣ２２に保持される。
【０１５６】
第２に、自動光量制御APC１前に、デカップリングコンデンサＣdの充電がなされる。ここで、コンデンサＣ２にはタイミング（３）（図２５参照）時点での自動光量制御APC１の光量を得るのに必要なレーザ端子電圧が充電されているものとするが、これは一連の動作が繰り返し行われた場合を想定している。
【０１５７】
この場合、図１５に示すように、ＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ２２がオフされ、更に、スイッチＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、上記のようにコンデンサＣ２２に取り込まれた面発光レーザLDの消灯時（タイミング３）における端子電圧と、面発光レーザLDの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３1により電流に変換され、その電流が更に負荷３７で電圧に変換される。その電圧がスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正され、その状態でオペアンプ２６からの出力電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電される。
【０１５８】
第３に、上記タイミング（３）に近接したタイミングにて自動光量制御APC１における基準温度情報の取り込みがなされる。
【０１５９】
この場合、図１６に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共に、スイッチＳＷ２、ＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）及びＳＷ２６（on1_refsh）がオンされる。この状態で、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが点灯され、電流源３０−１による定電流駆動に移行してから、そのときの当該面発光レーザLDの端子電圧と誤差増幅器のオフセットとが自動光量制御APC１における基準温度情報としてAPC１用誤差増幅器３３に接続されたコンデンサＣ２６に取り込まれる。
【０１６０】
第４（タイミング（４））に、自動光量制御APC１が実行される。
【０１６１】
この場合、図１７に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）がオン状態となり、スイッチＳＷ２、ＳＷ２６がオフされ、更に、スイッチＳＷ５−１、ＳＷ５−２、ＳＷ６−１、ＳＷ６−２、ＳＷ８、ＳＷ９−１、ＳＷ１１、ＳＷ１３がオンされる。この状態で、前述したのと同様に、フォトダイオードPDからの出力電圧が第一の基準電圧Ｖref１になるように、自動光量制御APC１がなされる。その過程で、上記のようにコンデンサＣ２６にタイミング（３）にて基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となるその端子電圧との差電圧がAPC１用誤差増幅器３３からスイッチＳＷ２９を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２に保持された制御電圧がその差電圧により補正され、その補正された制御電圧により駆動電流及び駆動電圧が制御される。即ち、上記基準温度情報を基礎にした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの自動発光制御APC１がなされる。このとき、コンデンサＣ２には実効的にタイミング（３）でのレーザ温度に対応したレーザ端子電圧が保持される。
【０１６２】
第５（タイミング（５））に、上記のような自動光量制御APC１が終了すると、次の自動光量制御APC２前に、デカップリングコンデンサＣdの充電がなされる。
【０１６３】
この場合、図１８に示すように、ＳＷ１０−１、ＳＷ５−１、ＳＷ５−２、ＳＷ６−１、ＳＷ６−２、ＳＷ８、ＳＷ９−１、ＳＷ１１、ＳＷ１３、ＳＷ２５、ＳＷ２９がオフされると共にスイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１及び乗算器部分２２−１に与えられ、前述したようにコンデンサＣ２２に保持された面発光レーザLDの消灯時における端子電圧とバイアス電流が供給される面発光レーザLDの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正され、その状態でオペアンプ２６からの出力電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電される。
【０１６４】
第６（タイミング（６））に、次の自動光量制御APC２における基準温度情報の取り込みがなされる。
【０１６５】
この場合、図１９に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共に、スイッチＳＷ２、ＳＷ１０−１、ＳＷ２３（on2_aq）、ＳＷ２４（on2_refsh）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１及び乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが一時点灯し、電流源３０−１による定電流駆動に移行して、このときの当該面発光レーザLDの端子電圧が次の自動光量制御APC２における基準温度情報としてAPC２用誤差増幅器３２に接続されたコンデンサＣ２３、Ｃ２４に取り込まれる。
【０１６６】
第７（タイミング（７））に、次の自動光量制御APC２が実行される。
【０１６７】
この場合、図２０に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２３がオン状態になると共にスイッチＳＷ２、ＳＷ２４がオフされ、更に、スイッチＳＷ５−１、ＳＷ６−１、ＳＷ９−２、ＳＷ２８（on2_short）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、前述したのと同様に、フォトダイオードPDからの出力電圧が第二の基準電圧Ｖref２になるように、自動光量制御APC２がなされる。その過程で、上記のようにコンデンサＣ２４に基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となる端子電圧との差電圧がAPC２用誤差増幅器３２からスイッチＳＷ２８を介して負荷３７に供給される。なお、自動光量制御APC２では自動光量制御APC１のようにスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を使って消灯時の基準電圧を自動光量制御APC２前のタイミング（６）で取り込んでいない。これは、タイミング（３）、（６）の前にレーザの温度が十分定常状態になるだけの時間がとられているとするなら２つのタイミングでのレーザ温度はほぼ等しいと想定でき、このためタイミング３で取り込んだ消灯時の基準電圧をそのまま自動光量制御APC２で使用できるとしたためである。従って、タイミング（６）で再び基準電圧をとり直すこともできる。また、タイミング（３）、（６）でのレーザ温度を基準にし、自動光量制御APC１、APC２をこの基準電圧との差電圧で補正しながら行っていることから、コンデンサＣ２、Ｃ１には実効的にタイミング（３）、（６）でのレーザ温度に対応した補正電圧が保持されることとなる。即ち、上記基準温度情報を基礎とした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの自動発光制御APC２がなされる。
【０１６８】
以下、面発光レーザLDの変調時における動作を説明する。
【０１６９】
第８（タイミング（８））に、面発光レーザLDが消灯される（変調ＯＦＦ）際にバイアス電圧源Ｖbaisの面発光レーザLDへの接続がなされる。
【０１７０】
この場合、図２１に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ１、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、走査位置に対応した補正信号が乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、バイアス電圧源ＶbiasからスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDの端子にバイアス電圧が印加される。このとき、前述したようにコンデンサＣ２２に取り込まれた面発光レーザLDの消灯時における端子電圧と、面発光レーザの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正される。
【０１７１】
第９（タイミング（９））に、面発光レーザLDにバイアス電流が供給される。
【０１７２】
この場合、図２２に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ１がオフされ、レーザは電流源３０−２による定電流駆動に移行する。この状態で、コンデンサＣ２２に保持された電圧と面発光レーザLDの端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給され、そのコンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧により補正される。そして、補正信号に対応した電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電され、次の点灯に備える。
【０１７３】
第１０（タイミング（１０））に、面発光レーザLDが点灯される。
【０１７４】
この場合、図２３に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共にスイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２、ＳＷ２５（on1_aq）、ＳＷ２９（on1_short）がオンされる。この状態で、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが点灯される。そして、当該面発光レーザLDの端子電圧が点灯時の基準温度情報としてAPC１用誤差増幅器３３に接続されたコンデンサＣ２５に取り込まれる。このコンデンサＣ２５の端子はダミーの負荷３６、ダミーの乗算器部分２２−２に接続されている。乗算器部分２２−１、乗算器部分２２−２は全く同じ構成で入力信号も共通のため、補正信号によってコンデンサＣ２５、Ｃ２６の端子電圧が補正によるレーザ端子電圧の変動分変化する。つまり、コンデンサＣ２の端子電圧は補正後の基準電圧となり、補正がされた場合にも温度の補正が有効に機能する。また、コンデンサＣ２６も同様に補正されているため、補正によってレーザ端子電圧が変化した場合にもレーザ端子電圧との差が小さいためレーザ端子電圧の取り込みが速やかに行われる。
【０１７５】
第１１（タイミング（１１））に、面発光レーザLDの点灯が維持される。
【０１７６】
この場合、図２４に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ２がオフされる。この状態で、補正信号に基づいて制御される電流源３０−１からの電流が面発光レーザLDに供給され面発光レーザLDの発光状態が維持される。そして、レーザが電流源３０−１によって定電流駆動となった後、上記のようにコンデンサＣ２６に基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となるその端子電圧との差電圧がAPC１誤差用増幅器３３からスイッチＳＷ２９を介してコンデンサＣ２に供給される。その結果、コンデンサＣ２に保持された制御電圧がその差電圧により補正され、その補正された制御電圧に基づいて制御される駆動電流が面発光レーザLDに供給される。即ち、上記基準温度情報を基礎にした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの変調がなされる。
【０１７７】
上記のようなレーザ駆動装置によれば、自動光量制御APC１、自動光量制御APC２及び変調動作において、面発光レーザLDの温度に基づいた駆動電流、駆動電圧の補正がなされるので、電圧印加された面発光レーザLDの温度変動が生じた場合にも、面発光レーザLDからのレーザ光量を安定的に維持することができる（温度補償）。
【０１７８】
なお、上記例では、自動光量制御APC１と次の自動光量制御APC２において異なる誤差増幅器３２、３３を用いて温度補償制御を行うようにしたが、図２６に示すように簡易的にAPC1用誤差用増幅器３３を用いて自動光量制御APC２における温度補償制御を行うことも可能である。この場合、自動光量制御APC２において、スイッチＳＷ２３をスイッチＳＷ２５で、スイッチ２８をスイッチＳＷ２９で、スイッチＳＷ２４をスイッチＳＷ２６でそれぞれ代用する。コンデンサＣ２５、Ｃ２６の片側端子はダミー負荷３６に接続されており、補正量に応じてコンデンサＣ２６の基準端子電圧もレーザ端子電圧の変化に合わせて変化するので、レーザ端子電圧との差電圧で温度補償が可能となる。ただし、自動光量制御APC１、APC２におけるレーザ温度が異なることによる誤差は、この方式の場合補正することができない。
【０１７９】
上記の場合、自動光量補正APC１、APC２の動作及び各スイッチの動作、面発光ダイオードLDのレーザ光量、及びフォトダイオードPDでの検出出力の関係は、図２７に示すタイミングチャートのようになる。このタイミングチャートにおいて、（１）〜（１１）のタイミングは、図２５に示す（１）〜（１１）のタイミングに相当し、この例での処理は、APC１での制御及びAPC２での制御がAPC１用誤差増幅器３３でなされる点以外は、図２５に示す手順に従った処理と略同様である。
【０１８０】
なお、図２８に示すタイミングチャートは、図２７に示す（Ａ）の領域（タイミング（１）〜（３））を拡大して示している。
【０１８１】
また、なお、図１４乃至図２４示す例においては、APCオペアンプ２５と乗算器部分２２−１、２２−２との間の接続構成が、説明を簡単にするため、図２９に示すスイッチＳＷ6-3及びＳＷ6-4を備えることなく、そのスイッチＳＷ6-3を常にオン、スイッチＳＷ6-4を常にオフとした状態に相当する状態となるようにしている。しかし、実際には上記のようなスイッチＳＷ6-3及びＳＷ6-4を設けて、これらを駆動することにより次のような利点がある。なお、図２９は、新たに加えられたこれらのスイッチＳＷ6-3、ＳＷ6-4及びスイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2の接続構成部分を抜き出して示している。
【０１８２】
スイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2を両方オンにしてオフセットをキャンセルする場合（図１７参照）、そのままであると、コンデンサＣ４−１、Ｃ４−２に同一の電位が充電される。しかし、その後、図２０に示すように、ＳＷ6-1をオンして自動光量制御APC２を行う際にコンデンサＣ４−２にはオフセットキャンセル時と異なった電位を取り込む必要から収束に時間がかかる。そこで、図２９に示すように構成することにより、コンデンサＣ４−１をスイッチＳＷ6-3でオフセットキャンセル時に切り離し、乗算器部分２２−１の入力へはスイッチＳＷ6-2及びＳＷ6-4をオンにして同一の電位を印加できるため、上記のような収束の問題は生じない。
【０１８３】
以上の説明では、電圧駆動の後に電流駆動を行う例を説明したが、電流駆動に切換えることなく電圧駆動のままレーザ（発光素子）の駆動制御を継続してもよい。この場合、レーザは電圧が一定で駆動されるので、その発光光量が上昇することにより画質等が劣化する。このようなことが問題にならない用途では、上記のような電圧駆動のままレーザの駆動制御を継続させることは、駆動装置の構成が簡単になると共にレーザの高速駆動が可能となるため、有効である。その際、スイッチＳＷ３は、入力データの立上がり（点灯）に合わせてオンされ、その立下り（消灯）に合わせてオフされる。また、このとき、電流駆動手段で発光素子に補償電流を流す場合には、同一のタイミングでスイッチ１０−１がオン、オフされる。
【０１８４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、電圧源と電流源での駆動しなければならない内部抵抗の大きな発光素子を温度による特性変動も補正しながらレーザ光量を正負に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る発光素子駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図２】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光量特性の一例を示す図である。
【図３】補正電流源の極性を逆にした発光素子駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図４】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光特性の一例を示す図である。
【図５】発光素子駆動装置の他の基本構成例を示す図である。
【図６】発光素子駆動装置の更に他の基本構成例を示す図である。
【図７】図６に示す発光素子駆動装置を具体化させた発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図８】図７に示す発光素子駆動装置を更に具体化させた発光素子駆動装置の構成例（第一の状態）を示す図である。
【図９】図８に示す発光素子駆動装置における他の状態例（第二の状態）を示す図である。
【図１０】図８に示す発光素子駆動装置における更に他の状態例（第三の状態）を示す図である。
【図１１】面発光レーザにおける複数の発光部の駆動制御を行う発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図１２】図１１に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図１３】図１１に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図１４】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１の状態）を示す図である。
【図１５】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第２の状態）を示す図である。
【図１６】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第３の状態）を示す図である。
【図１７】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第４の状態）を示す図である。
【図１８】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第５の状態）を示す図である。
【図１９】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第６の状態）を示す図である。
【図２０】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第７の状態）を示す図である。
【図２１】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第８の状態）を示す図である。
【図２２】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第９の状態）を示す図である。
【図２３】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１０の状態）を示す図である。
【図２４】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１１の状態）を示す図である。
【図２５】図１４乃至図２４に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の他の構成例（第１の状態）を示す図である。
【図２７】図２６に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図２８】図２６に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その２）である。
【図２９】図１４乃至図２４に示す発光素子駆動装置におけるスイッチ、コンデンサの接続関係の他の例を示す図である。
【図３０】レーザゼログラフィにおけるレーザ走査系の構成例と感光体表面での光量特性の一例を示す図である。
【図３１】従来の発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図３２】従来の発光素子駆動装置の他の構成例を示す図である。
【図３３】端面発光レーザと面発光レーザそれぞれの電圧−電流特性の特徴を示す図である。
【図３４】端面発光レーザとその駆動回路との接続構成例を示す図である。
【図３５】面発光レーザとその駆動回路との接続構成例を示す図である。
【図３６】面発光レーザの従来の駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図３７】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光特性の一例を示す図である。
【図３８】面発光レーザの駆動補正の状態例を示す図である。
【図３９】図１１に示す発光素子駆動装置におけるＤ／Ａ変換器５３，これを制御するアップ／ダウンカウンタ１５３及び補正信号の高周波ノイズを除去するフィルタ１５４の構成を示すブロック図である。
【図４０】図３９に示すアップ／ダウンカウンタ１５３に入力される入力クロック信号(SCCNT)及びアップダウン信号(SCUD)、並びにＤ／Ａ変換器５３から出力される補正信号及びこれに基づく発光素子からの補正光量を説明するためのタイミングチャートである。
【図４１】発光素子を２次元配列した図１１に示す発光素子駆動装置における描画の位置ずれと（ａ）、補正カーブの位置ずれと（ｂ）、これを位置補正した後の補正カーブの位置と（ｃ）とを示す図である。
【符号の説明】
２１、２２ 乗算器 ２２−１，２２−２ 乗算器部分
２５ APCオペアンプ ２６ オペアンプ
２８ インバータ ３０、３０−１ 電流源
３０−２ バイアス電流源 ５１ アンプ
５２ スイッチ ５３ Ｄ／Ａ変換器
１００（１）〜１００（３６） 駆動制御回路
１５３ アップ／ダウンカウンタ １５４ フィルタ
２５１ APCオペアンプ
２５２１、２５２２ サンプルホールド回路 ２５３、２５４ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電流を流して発光させる発光素子を駆動する発光素子駆動装置に係り、詳しくは、面発光型レーザ素子に代表される内部抵抗（シリーズ抵抗）が大きい発光素子の駆動に用いて好適な発光素子駆動装置及び発光素子駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、例えば、図３０に示すようになっている。即ち、レーザ光源１０から出射されたレーザ光は、レンズ１１、ポリゴンミラー１２及びレンズ１３、１４を介して感光体表面１５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１５を繰り返し走査する。
【０００３】
このようなレーザ光走査系では、理想的にはレーザ走査位置にかかわらずレーザ光量分布がP1で示すように一定になることが望ましい。しかしながら、実際には、ミラーやレンズ等の光学系の特性に起因して各レンズの周辺部を通過したレーザ光の感光体表面１５上での光量が低下し、感光体表面１５での走査方向のレーザ光量分布がＰ0で示すように不均一になってしまう。このようなことを防止するため、上記のような光量分布Ｐ0の特性と逆の特性Kに従ってレーザ光源１０から出射されるレーザ光の光量制御を行っている。
【０００４】
このようなレーザ光の光量制御を行う従来技術として、光量分布を表す関数（図３０に示す補正係数Ｋに対応）に基づいた補正電流を光源となるレーザ素子の駆動電流に加算させて光量制御を行う第一の従来技術（以下に示す特許文献１参照）、レーザを駆動する信号の補正量を出力するＤ／Ａ変換器の利得を光量制御の基準値で制御する第二の従来技術（以下に示す特許文献２参照）、Ｄ／Ａ変換器の利得を制御する代わりにＤ／Ａ変換器の出力をマニュアルで調整する第三の従来技術（以下に示す特許文献３参照）、及び最大光量と最小光量をレーザダイオードの最大駆動電流と最小駆動電流に関係付け、この関係から任意の光量に対応した駆動電流を直線補間の手法にて求めるようにした第四の従来技術（以下に示す特許文献４参照）などが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平２−５１１８８号公報
【特許文献２】
特開平１−１８２８１９号公報
【特許文献３】
特公平５−１５３３９号公報
【特許文献４】
特開平１−３０２３６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術では、光量補正に関して以下のような課題がある。
【０００７】
上記第一の従来技術では、図３１に示すように、同期用ビーム位置検出器３２２で検出されたビーム位置の検出信号に基づいて同期信号発生器３２１で発生された同期信号が入力される関数信号発生器３３１で発生させた走査位置に対応した関数値（補正係数Ｋ）と、基準信号回路３３２からの基準値とが加算器３３３で加算されて加算値が得られる。また、得られた加算値は比較器３３５を経由して電流駆動回路３３７に入力される。電流駆動回路３３７には変調回路３３６で変調された情報信号３３８も入力する。従って、電流駆動回路３３７は入力された加算値と変調された情報信号３３８とを合成して得られた駆動信号に基づいてレーザ３３４を駆動する。即ち、電流の基準値を上記加算値とすることでレーザ３３４を駆動する信号を補正する。この手法では、加算器３３３を用いて基準値に関数値を加算しているが、レーザゼログラフィでは、温湿度等の環境変化に合わせてレーザ光量を制御している。この場合、例えば、レーザ光量を倍にしようとしても関数はそのままなので補正不足となる。このため、その都度関数を設定しなおさなければならない。
【０００８】
また、上記第一の従来技術では、レーザ３３４に流れる電流を検出して比較器３３５に導いているが、調整すべきものはレーザ３３４から発せられるレーザ光の光量であってレーザ３３４に流れる電流ではない。レーザ３３４の特性変化によりレーザ３３４の駆動電流と発光光量との関係が変化してしまうと、同じ調整電流でもレーザ３３４からのレーザ光の光量は変わってしまう。
【０００９】
上記第二の従来技術では、図３２に示すように、基準電圧発生器３４１で得られた基準電圧Ｖrefと光検出器３４２で検出されたレーザ３４３の発光光量を表す電圧値とが比較器３４４にて比較される。その比較結果がアップダウンカウンタ３４８に伝えられ、アップダウンカウンタ３４８にて基準電圧Ｖrefに応じたレーザ発光光量となるカウント値が得られる。そのカウント値がＤ／Ａ変換器３４６にてアナログ信号に変換され、更に、そのアナログ信号が演算器３４７に供給される。一方、ディジタル値設定回路３５３は、画像走査クロック発生器３４９により得られた走査位置を表す信号に応じたディジタル値を出力し、そのディジタル値がＤ／Ａ変換器３５０でアナログ信号に変換される。そのアナログ信号が上記演算器３４７に入力されている。
【００１０】
上記演算器３４７は、２つのＤ／Ａ変換器３４６、３５０からの２つのアナログ信号に対して所定の演算を施し、その演算結果を半導体レーザ駆動回路３５１に供給している。ここで、上記Ｄ／Ａ変換器３５０は、ゲイン調整部３５２により、基準電圧Ｖrefに基づいたゲイン調整を受けている。
【００１１】
上記第二の技術では、ディジタル値設定回路３５３で走査位置ごとの補正係数を発生させ、その補正係数に自動光量制御での基準電圧Ｖrefに応じて変化する係数を乗じることで走査対象面（感光体表面）上の光量変動を抑えようとしている。
【００１２】
しかし、この第二の技術では、半導体レーザに供給すべき電流のうちどの電流部分を補正すればよいかという点については明らかにされていない。もしレーザの閾値電流を越える分についてこの補正を行えば光量を変えても補正係数を修正する必要はないが、そうでないと光量を変える毎に補正係数の再設定が必要となる。このため、前述した第一の従来技術と同様に、この第二の従来技術もまた、レーザの特性変化に対して好適な対応ができない。
【００１３】
上記第三の技術では、図３２に示すゲイン調整部３５２に代えて、Ｄ／Ａ変換器３５０の出力をマニュアルで調整する増幅器が備えられている。この場合、マニュアルで調整することから、当然に、レーザの特性変化のたびにＤ／Ａ変換器３５の出力をマニュアルで調整し直さなければならない。
【００１４】
上記第四の技術では、レーザの特性で決まる最大光量と最小光量をその最大駆動電流と最小駆動電流に対応付け、その対応関係から任意の光量に対応した駆動電流を直線補間の手法にて求めるようにしている。これを実現するために、第四の技術では、レーザの駆動電流の最大値と最小値との差及びレーザスポットの走査速度に略比例した値の補正係数データを合成し、これにレーザの駆動電流の最大値を合成することで得られた制御信号に基づいてレーザを駆動するように構成されている。このようにレーザ光の光量を直線補間の手法に従って制御することから、上述した第一の技術や第二の技術での課題は解決されており、光量を変えても補正係数を変更する必要がない。
【００１５】
しかし、この第四の技術をその後述するように内部抵抗の比較的大きい面発光型レーザ素子を光源として用いたレーザゼログラフィに適用した場合、そのレーザを高速にＯＮ状態にするために必要な電圧源をどのように制御するかについては当該第四の技術では明らかにされていない。また、レーザゼログラフィにおける光量補正は、通常ある一定光量を中心としてプラス側またはマイナス側に補正しなければならず、全走査エリア内を最大光量と最小光量に基づいてキャリブレーションを行ったのでは、全走査エリアで比率の高い中心光量近辺での補正精度が悪化してしまう。
【００１６】
以上の第一乃至第四の技術はいずれも電流駆動であり、これらの技術を内部抵抗の大きい面発光素子、例えば、レーザゼログラフィの光源として用いることのできる面発光型レーザ素子（以下、単に面発光レーザという）適用する場合以下のような課題がある。
【００１７】
レーザゼログラフィに用いることのできる面発光レーザの電気的特性と端面発光型レーザ素子（以下、単に端面発光レーザという）の電気的特性との違いは、図３３に示すように、端面発光レーザでは、印加電圧に対して電流が１００mA程度まで指数関数的に増大するのに対し、面発光レーザでは、１００μA程度の小さい電流から電圧−電流特性が直線関係になるということである。これは、次のような理由によるものである。
【００１８】
レーザをシングルモードで発振させる必要性から発光領域を絞るために接合面積が小さくなり、その結果、面発光レーザの内部抵抗が高くなっている。そのため、電圧−電流特性が少ない電流値から直線領域に入ってしまうことになる。一方、端面発光レーザも電流を増やしていくと内部抵抗が原因で最終的にはその電圧−電流特性が直線領域に入るが、面発光レーザと比較してその電圧−電流特性が直線領域に入る電流値は一桁以上違う。端面発光レーザの内部抵抗が数Ω〜数十Ωであるのに対して面発光レーザの内部抵抗は数百Ωと一桁以上大きな値となっている。
【００１９】
端面発光レーザでは、図３４に示すように、内部抵抗Ｒldが小さいうえに駆動配線も比較的短いことから寄生容量も小さい。このため、駆動電流パルスの立ち上がり及び立下りは急峻となる。一方、面発光レーザでは、高速、高解像度にするために多数のレーザ素子を駆動しなければならない場合、駆動回路が大きくなりがちで、配線の引き回しが長くなる傾向にある。そのため、図３５に示すように、比較的長い多数の駆動配線が並列に並んでいることで寄生容量が大きくなったり、線間容量や共通インピーダンスによるクロストークが生じ易い。その結果、駆動電流波形の立ち上がり及び立ち下がりは緩慢になる。
【００２０】
具体的には、従来の電流駆動方式では、端面発光レーザの駆動電流パルスが１nsec.近くで立ち上がるのに対して、面発光レーザの駆動パルスの立ち上がりには数十倍の時間を要し、面発光レーザの変調速度は数十MHzが限度である。このことは、面発光レーザでは、複数のレーザ素子を備えることによりビーム数が増えたにもかかわらずトータルの変調速度が上がらないことを意味する。従って、何らかの方法でこの変調速度を改善しなければ面発光レーザを使うメリットがない。
【００２１】
そこで、発光素子より内部抵抗が小さい電圧源（理想的にはゼロ）により、発光素子を電圧駆動することにより変調速度の高速化が達成され得る。しかし、エミッタフォロワやソースフォロワで発光素子を駆動する技術はあるものの、低抵抗化には電流依存性があるので、低消費電力化や、複数の発光素子を駆動するための集積回路化には課題がある。更に、光量補正について言及されたものについては知られていない。
【００２２】
なお、電圧駆動、及び電圧駆動と電流駆動の切換えについては本出願人が先に特願平2002-049925号にて提案している。例えば、負帰還増幅器によるバッファアンプにより実現される電圧源と、発光素子の駆動端との間に設けられるスイッチ素子とで構成される電圧駆動回路や、更にこれに加え、自動光量制御時の前記電圧駆動回路の出力に対応した制御電圧で制御される電流源からの電流をスイッチ素子を介して発光素子の駆動端に供給する電流駆動回路を含み、この電流駆動回路により電圧駆動時の補償電流を供給したり、電圧駆動後に電流駆動に切換えたりする駆動装置が開示されている。
【００２３】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、走査光学系を介して走査対象面を走査する面発光レーザ等の内部抵抗の大きい発光素子の光量制御を的確に行うことのできるような発光素子駆動装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置において、所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有するように構成される。
【００２５】
このような発光素子駆動装置では、特に、内部抵抗の大きな発光素子では、その電圧−電流特性が実用的な範囲で直線関係となることから、上記第一の光量を得るための駆動電圧及び駆動電流と第二の光量を得るための駆動電圧及び駆動電流とに基づいた直線補間により決定された光量を得るための駆動電流と駆動電圧は発光素子の電圧−電流特性に合致したものとなる。その結果、発光素子の電圧−電流特性に合致した駆動電流及び駆動電圧の双方にて当該発光素子の駆動がなされる。
【００２６】
より簡単に構成できるという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、上記制御手段は、発光素子から出射される光ビームの光量が第一の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第一の制御情報を保持する第一の制御情報保持手段と、発光素子から出射される光ビームの光量が第二の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第二の制御情報を保持する第二の制御情報保持手段とを有し、上記光量補正に係る情報に基づいて、当該情報に対応した光量を得るための制御情報を上記第一の制御情報と第二の制御情報から直線補間により生成し、その生成された制御情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御するように構成することができる。
【００３０】
また、発光素子のより高速な駆動とより安定した発光特性が得られるという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加のタイミングを電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給のタイミングより遅くならないように制御するタイミング制御手段を有するように構成することができる。
【００３１】
特に、上記タイミング制御手段は、請求項４に記載されるように、上記電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加タイミングと電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給タイミングが同じとなるように制御するように構成することができる。
【００３２】
更に、発光素子の消灯時における電源制御を行うという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、発光素子が消灯される際に、バイアス電圧を当該発光素子に印加するバイアス電圧源と、発光素子が消灯される際に、バイアス電流を当該発光素子に印加するバイアス電流源とを有し、発光素子が消灯される際に、バイアス電圧の上記発光素子への印加のタイミングをバイアス電流源からのバイアス電流の上記発光素子への供給タイミングより遅くならないように制御するバイアスタイミング制御手段を有するように構成することができる。
【００３３】
発光素子への電圧印加により発光素子の温度が変動した際の発光特性を安定化できるという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、上記各発光素子駆動装置において、発光素子の温度を表す情報を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段にて検出された情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正する補正手段とを有するように構成することができる。
【００３４】
上記温度検出手段は、請求項７に記載されるように、上記発光素子の端子電圧を当該発光素子の温度を表す情報として検出するように構成することができる。
【００３５】
また、上記補正手段は、請求項８に記載されるように、上記制御手段が上記光量補正に係る情報に基づいて生成される制御情報に基づいて当該発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御する際に、該制御手段にて生成される制御情報を上記温度検出手段にて検出された当該発光素子の温度を表す情報に基づいて補正するように構成することができる。
【００３６】
更に、上記補正手段は、請求項９に記載されるように、所定の条件で発光素子が駆動されているときの発光素子の温度を表す情報を基準とし、該基準となる温度を表す情報と上記制御手段にて発光素子の駆動電流及び駆動電圧が制御されている際に温度検出手段にて検出された温度を表す情報との差に基づいて該基準となる温度での上記駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正するように構成することができる。
【００３７】
また、本発明は、上記発光素子駆動装置において（請求項９）、請求項１０に記載のように、前記制御手段で駆動電流が制御されているときに発光素子の端子電圧に基づいて温度検出手段が温度を表す情報を検出し、前記補正手段は、基準となる温度を表す情報と温度検出手段で検出された温度を表す情報との差に基づいて上記駆動電圧を補正するように構成することができる。
【００３８】
このような発光素子駆動装置では、発光素子の電流駆動時に当該発光素子の端子電圧に基づいて温度を検出しているので、より簡単な構成でより正確かつ適切に温度補正を行うことができる。
【００３９】
更に、簡単な構成で、発光素子を高速に駆動できると共に的確に光量補正ができるという観点から、本発明は、請求項１１に記載されるように、上記発光素子駆動装置において（請求項１）、前記制御手段が、入力電圧を増幅する前記電圧源としてのバッファアンプと、該バッファアンプの入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する入力側保持手段と、前記バッファアンプの出力側に設けられ該バッファアンプの出力電圧に対応した電圧を保持する出力側保持手段とを含む電圧駆動手段と、前記電流源と、前記電流源の制御入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときの該バッファアンプの出力に対応した制御電圧を保持する保持手段とを含む電流駆動手段と、入力データに基づいて前記発光素子に対して、前記電圧駆動手段による電圧駆動及び前記電流駆動手段による電流駆動のうち少なくとも一方に切換える切換手段と、前記光量補正に係る情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記入力側保持手段の保持電圧を制御する第一の乗算手段と、前記光量補正に係る情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときのバッファアンプの出力に対応した制御電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記保持手段の保持電圧を制御する第二の乗算手段とを具備するように構成することができる。
【００４０】
また、温度補正をより簡単な構成にて正確に行うようにするという観点から、本発明は、請求項１２に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、前記切換手段により、入力データが発光素子の消灯から点灯に遷移する期間及び入力データが発光素子の点灯から消灯に遷移する期間に前記電圧駆動手段による電圧駆動が行われ、その後電流駆動手段による電流駆動が行われ、前記発光素子の点灯時及び消灯時における前記電流駆動手段による電流駆動における発光素子の端子電圧と基準電圧の誤差増幅をする２以上の誤差増幅器を備え、誤差増幅器の誤差増幅結果に基づいて前記入力側保持手段の保持電圧を制御するように構成することができる。
【００４１】
自動光量制御（APC）においてより正確に温度補正を行うことができるようにするという観点から、本発明は、請求項１３に記載されるように、上記発光素子駆動装置において、前記発光素子の点灯時の誤差増幅を行う誤差増幅器は、発光素子の所定環境条件で、第一の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第一の誤差増幅器と、発光素子の所定環境条件で、第二の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第二の誤差増幅器を含むように構成することができる。
【００４２】
また、上述した光量補正に係る情報は、請求項１４に記載されるように、発光素子の出力光を書込み対象に書き込む走査系に起因する特性を補正するための補正信号とすることができる。
【００４３】
複数の発光素子を駆動させるシステムを提供するという観点から、本発明は、請求項１５に記載されるように、複数の発光素子を請求項１１記載の発光素子駆動装置を複数用いて駆動する発光素子駆動システムにおいて、前記複数の発光素子の光量を検出する検出手段と、前記第一及び第二の光量に対応する第一及び第二の基準電圧と、前記検出手段の検出結果に対応する電圧とに基づき誤差増幅する単一の誤差増幅器とを具備し、前記誤差増幅器は、各発光素子駆動装置に対応し、かつ第一及び第二の光量に制御する制御電圧に対応した数の負帰還ループを有し、各負帰還ループは、誤差増幅器の出力電圧に対応した電圧を保持する保持手段とスイッチ手段との直列回路を含み、前記バッファアンプの入力側に設けられ前記第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する第二の入力側保持手段を具備し、前記負帰還ループの各保持手段に保持した電圧に対応した誤差増幅器の出力電圧を前記入力電圧として、対応する発光素子駆動装置の入力側保持手段及び第二の入力側保持手段に保持させるように構成される。
【００４４】
このような発光素子駆動システムでは、自動光量制御（APC）のための誤差増幅器が一個で、複数の発光素子駆動装置に対応できるので、複数個の誤差増幅器を使用した場合における誤差増幅器個々のオフセットを考慮する必要がなく、構成の簡略化を図ることができる。また、前回の保持電圧を入力側保持手段に設定できるので、高速に自動光量制御（APC）を行うことができる。従って、発光素子の高速駆動と、的確な光量補正が可能となる。
【００５７】
また、本発明は、請求項１６記載のように、電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置を複数有する発光素子駆動システムにおいて、前記発光素子駆動装置の各々は、所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有し、前記発光素子駆動システムは更に、前記光量補正に関する情報を、前記複数の発光素子駆動装置に共通に入力する補正係数として入力する補正係数入力手段を有するように構成することも可能である。これにより、複数の発光素子を駆動させる上記発光素子駆動システムの回路構成が縮小される。
【００５８】
このような補正係数入力手段は、例えば請求項１７記載のように、ディジタルで入力された情報をアナログな前記補正係数に変換して出力するＤ／Ａ変換器を含んで構成されるように構成することもできる。
【００５９】
更に、補正係数入力手段の出力の切り替え時に補正係数に重畳されるノイズを除去するという観点から、請求項１８記載のように、前記補正係数入力手段から出力された前記アナログな補正係数の高周波成分を除去するフィルタ手段を有するように構成することもできる。
【００６０】
また、自動光量制御APCモード切替えの際のAPC精度の向上及びAPC時間の短縮を鑑みると、請求項１９記載のように、前記フィルタ手段の動作／不動作を切り替える切替手段とを有するように構成するとよい。
【００６１】
また、各発光素子が描画する画素の位置が主走査方向にずれていることに鑑みて、請求項２０記載のように、前記補正係数入力手段が、描画される位置が主走査方向においてずれていない前記発光素子を駆動する１つ以上の前記発光素子駆動装置に共通に前記補正係数を入力するように構成することも可能である。これにより、主走査方向に位置ずれのない発光素子を駆動する発光素子駆動装置を同一のグループとし、各グループで位置ずれを解消するように制御することができるようになる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６３】
面発光レーザの光量補正に関して以下のような課題がある。
【００６４】
従来提案されている光量補正の方法では、電流源だけを補正している。しかし、面発光レーザのように直列抵抗が高いレーザでは、レーザをＯＮさせる際の立ち上がりを早くするためにＯＮ開始時に一定電圧を印加しなければならない。この電圧は、レーザの発光波形にオーバーシュートやアンダーシュートが発生しないように制御しなければならない。
【００６５】
例えば、電圧源と電流源を備えた面発光レーザLDの駆動回路として、例えば、図３６に示すような回路が考えられる。この場合、固定電圧源ＶとオペアンプOP（バッファ機能）とで構成された電圧源からスイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに定電圧Ｖが印加される。また、固定電流源Ｉと補正電流源ΔＩから構成される電流源からスイッチＳＷ１を介して駆動電流が面発光レーザLDに供給される。そして、面発光レーザLDの駆動電流の変化に対して、図３７に示すように、その端子電圧及びレーザ光量が変化する。
【００６６】
上記のような駆動制御回路において、従来の電流駆動方式を適用し、電圧源から第一の光量に対応した駆動電圧Ｖを面発光レーザLDに印加した状態で電流源から供給されるその第一の光量に対応した駆動電流Ｉ（基準値）をΔＩだけ補正する。すると、図３７に示す特性から決まる面発光レーザLDの動作点における端子電圧と印加される駆動電圧Ｖとに差が生じる。その結果、その駆動電流が基準値より高くなるように補正した場合（ΔＩが正）、図３８のプラス補正にあるようにレーザ光量にオーバーシュートが生じ、逆に駆動電流が基準値より低くなるように補正した場合（ΔＩが負）、図３８のマイナス補正にあるようにレーザ光量にアンダーシュートが生ずる。このため、補正をかけながらレーザビームで感光体上を露光した場合、ビームの走査方向に、本来同一であるべき濃度にムラができることになる。
【００６７】
そこで、上記のような技術的課題を改善した本発明の実施の一形態に係る発光素子駆動装置の基本的な構成が図１に示される。この発光素子駆動回路は面発光レーザLDを駆動するためのレーザ駆動装置である。
【００６８】
図１において、レーザ駆動装置は、固定電圧源Ｖ、補正電圧源ΔＶ及びオペアンプ（バッファ機能）で構成される電圧源と、固定電流源Ｉ及び補正電流源ΔＩで構成される電流源、バイアス電圧源Ｖbias、デカップリングコンデンサＣd及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有している。スイッチＳＷ１は電流源側及びバイアス電圧源Ｖbias側のいずれかに切り替わる。スイッチＳＷ２はオン・オフ動作を行う。
【００６９】
電圧源からの出力電圧がオン状態となるスイッチＳＷ２及び電流源側に切り替えられたスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに印加される。電流源からの出力電流が当該電流源側に切り替えられたスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDに供給される。上記電圧源からの出力電圧は、レーザ発振閾値電圧以上の所定電圧値範囲で制御可能となるように設計される。また、電流源からの出力電流は、面発光レーザLDの発振閾値電流以上の所定電流値範囲で制御可能となるように設計される。
【００７０】
デカップリングコンデンサＣdは、スイッチＳＷ２がオフ状態のときに電圧源からの出力電圧により充電され、その電圧を保持する。また、バイアス電圧源Ｖbiasの出力電圧は、面発光レーザLDを順バイアス状態にし、かつレーザ発振閾値電圧より低い電圧値に設定される。このようなデカップリングコンデンサＣd及びバイアス電圧源Ｖbiasにより、面発光レーザLDのオフ状態からオン動作への切替え時（ＳＷ２のオン状態への切替え及びＳＷ１の電流源側への切替え時）により速やかに面発光レーザLDが発光を開始あるいは停止するようになる。
【００７１】
面発光レーザLDの駆動電流と端子電圧との関係（電圧−電流特性）は、前述したように内部抵抗が高いことから実用的な範囲で図２に示すように比例関係（直線関係：図３０に示す特性に対応）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図２に示すように比例関係（直線関係）となる。このような特性を踏まえて、上記のような構成のレーザ駆動装置では、固定電流源Ｉは面発光レーザLDのレーザ光量が基準光量（第一の光量）となるようにその値が決められると共に補正電流源ΔＩは面発光レーザLDからのレーザ光量が上記基準光量からある補正光量（第二の光量）に変化させるのに必要な値に決定されている。また、面発光レーザLDの電圧−電流特性上で、上記固定電流源Ｉ及び補正電流源ΔＩのそれぞれの値に対応するように固定電圧源Ｖ及び補正電圧源ΔＶの値が決められる。
【００７２】
そして、補正電流源ΔＩ及び補正電圧源ΔＶを図２に示す特性に従って同時に比例制御することにより、レーザ光量を基準光量（第一の光量）と上記補正光量（第二の光量）との間の任意の光量に補正することができるようになる。また、レーザ駆動電流と光量との関係及びレーザ駆動電圧と電流との関係が直線関係で近似される限り、上記の手法に従った光量制御の適用範囲を上記のように決められた補正光量（第二の光量）以上にまで広げる（外挿）ことができる。
【００７３】
上記のように制御される駆動電流とレーザ光量との関係、及び駆動電流と駆動電圧との関係は、図２に示す面発光レーザLDの特性に基づいている。従って、上記のような電圧及び電流の双方の比例制御によりそれらのバランスがずれることがなく、制御されるレーザ光量に図３５で示したオーバーシュートやアンダーシュートが生ずることはない。
【００７４】
ところで、図１及び図２に示した例では、感光体上の像濃度がレーザ光の走査範囲の中央付近において低くなる場合を想定して光量を増大させる補正について説明したが、逆にその中央付近において像濃度が高くなることを抑制するために光量を減少させる場合にも上記と同様の光量制御が可能となる。この場合、図３に示すように補正電流源ΔＩの極性を図１に示すものと逆にする必要がある。しかし、実際には連続的に像濃度を基準よりも増やしたり減らしたりするために、レーザ光量を図４に示すように連続的に基準光量よりも増やしたり減らしたりする場合がある。このような場合に、電流源の極性切替えによって対応していたのでは、回路のもつオフセットにより極性切替え時に濃度が不連続となる。
【００７５】
このようなクロスオーバ歪みを避けるためには、基準電流源（固定電流源）の出力電流値を予めより少ないレーザ光量に対応するように設定しておき、補正電流源ΔＩの制御範囲にその少ないレーザ光量から基準光量に達するまでの電流分が含まれるようにしておけばよい。
【００７６】
ただし、上述した各例では、面発光レーザLDの電圧−電流特性を予め記憶しておき、その特性に従って補正電流源ΔＩ及び補正電圧源ΔＶを調整することになる。このような面発光レーザLDの電圧−電流特性を予め記憶しておかなくても上述したような光量制御が可能となるレーザ駆動装置は、例えば、図５に示すように構成される。
【００７７】
図５において、このレーザ駆動装置は、自動光量制御用オペアンプ（以下、APCオペアンプという）、演算器Ｄ１、Ｄ２、オペアンプＯＰ（バッファ機能）、電流源Ｉ、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、面発光レーザLDの出射光量を検出するためのフォトダイオードPDを有している。また、前述した各例と同様に、デカップリングコンデンサＣd及びバイアス電圧源Ｖbiasが当該レーザ駆動装置に設けられている。
【００７８】
このようなレーザ駆動装置において、まず、スイッチＳＷ１が電流源Ｉ側に、スイッチＳＷ３がコンデンサＣ３側に、スイッチＳＷ４がコンデンサＣ１側に、スイッチＳＷ５がAPCオペアンプ側に、スイッチＳＷ２がオフにそれぞれ切り替えられた状態で、基準光量（第一の光量）に対応した第一の基準電圧値Ｖref１がAPCオペアンプの非反転入力端子（＋）に印加される。この状態で、電流源Ｉからの出力電流が駆動電流として面発光レーザLDに供給され、当該面発光レーザLDからその駆動電流に対応した光量のレーザ光が出射される。そのレーザ発光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧ＶpdがAPCオペアンプの反転入力端子（−）に印加されており、このフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが上記基準電圧Ｖref１に一致するようにAPCオペアンプからの制御電圧によって電流源Ｉの出力電流が制御される。即ち、面発光レーザLDからのレーザ光量が上記基準光量（第一の光量）となるように電流源Ｉの出力電流が制御される。
【００７９】
そして、上記APCオペアンプからの電流源Ｉに対する制御電圧がコンデンサＣ１に充電されると共にそのときの面発光レーザLDの端子電圧がコンデンサＣ３に充電される。
【００８０】
次に、補正光量レベル（第二の光量）の設定のために自動光量制御の目標値が上記第一の基準電圧Ｖref１から第二の基準電圧Ｖref２に切替えられる。このとき、スイッチＳＷ３がコンデンサＣ４側に、スイッチＳＷ４がコンデンサＣ２側にそれぞれ切替えられる。この状態で、面発光レーザLDのレーザ光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが上記第二の基準電圧Ｖref２に一致するようにAPCオペアンプからの制御電圧によって電流源Ｉからの出力電流が制御される。即ち、面発光レーザLDからのレーザ光量が上記補正光量（第二の光量）となるように電流源Ｉの出力電流が制御される。この際、上記電流源Ｉに対する制御電圧がコンデンサＣ２に充電されると共にそのときの面発光レーザLDの端子電圧がコンデンサＣ４に充電される。
【００８１】
更に、光量補正を行いつつ面発光レーザLDの駆動制御を行う場合、スイッチＳＷ２がオン状態に、スイッチＳＷ５が演算器Ｄ１側にそれぞれ切替えられる。この状態で、演算器Ｄ１は、走査位置に応じた光量補正に関する情報が制御回路（図示略）から与えられると、コンデンサＣ１に蓄積された上記基準光量（第一の光量）に対応した制御電圧とコンデンサＣ２に蓄積された上記補正光量（第二の光量）に対応した制御電圧との差と上記基準光量（第一の光量）と補正光量（第二の光量）との光量差との関係基づいた比例計算によって上記走査位置に応じた光量補正に関する情報に対応した制御電圧を演算して出力する。また、演算器Ｄ２は、上記走査位置に応じた光量補正に関する情報が制御回路（図示略）から与えられると、コンデンサＣ３に蓄積された上記基準光量（第一の光量）に対応した面発光レーザの端子電圧とコンデンサＣ４に蓄積された上記補正光量（第二の光量）に対応した面発光レーザの端子電圧との差と上記基準光量（第一の光量）と補正光量（第二の光量）との光量差との関係に基づいた比例計算によって上記走査位置に応じた光量補正に関する情報に対応した駆動電圧を演算して出力する。
【００８２】
そして、演算器Ｄ１から出力される制御電圧によって電流源Ｉが制御されると共に、演算器Ｄ２から出力される駆動電圧がオペアンプOP、スイッチＳＷ２及びＳＷ１を介して面発光レーザLDに印加される。これにより、面発光レーザLDの電圧−電流特性に従った当該面発光レーザLDの駆動電圧及び駆動電流の制御が同時に行われることになる。
【００８３】
更に、簡単なアナログ回路で高精度に面発光レーザLDの駆動電圧及び駆動電流を制御できるようにしたレーザ駆動装置について説明する。その基本的な構成は、例えば、図６に示すようになる。
【００８４】
図６において、固定電圧源Ｖと固定電位（この例は接地電位）との間に補正電圧源ΔＶが接続されると共に、固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）と固定電位（この例では接地電位）との間に補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）が接続されている。そして、固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）からの固定制御電圧と補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）からの補正制御電圧とが重畳された制御電圧により電流源Ｉからの出力電流が制御されるようになっている。この例では、面発光レーザLDのシリーズ抵抗（内部抵抗）が高いことからその駆動電圧と駆動電流が比例関係にあり、電流源Ｉに対する制御電圧と当該電流源Ｉからの出力電流との関係も比例するものとする。
【００８５】
上記補正電圧源ΔＶ及び補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）として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固定電圧源Ｖ及び固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）としてコンデンサを用いることができる。この場合、当該レーザ駆動回路は、図７に示すように構成される。
【００８６】
図７において、コンデンサＣ１が上記固定制御電圧源Ｖ（Ｉ）に対応し、コンデンサＣ２が上記固定電圧源Ｖに対応する。また、乗算器２１が補正制御電圧源Ｖ（ΔＩ）に対応し、乗算器２２が補正電圧源ΔＶに対応する。更に、面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ１、ＳＷ４を介して上記コンデンサＣ２に充電するための経路が形成されている。
【００８７】
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）に制御電圧が入力する。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により当該オフセットがキャンセルされる。
【００８８】
まず、第一の光量（基準値）を設定する際には、各乗算器２１及び２２の乗数端子に０Ｖの補正信号が入力される。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。ここで、スイッチＳＷ２が電流源Ｉ側に切替えられると共にスイッチＳＷ３及びＳＷ４がオンに切替えられ、面発光レーザLDからのレーザ光量が目標光量となる第一の光量（基準値）に一致するように電流制御端子に印加された制御電圧によって電流源Ｉが制御される。
【００８９】
このとき、コンデンサＣ１には電流制御端子からの制御電圧と乗算器２１から出力されるそのオフセット電圧との差電圧が充電される。また、コンデンサＣ２には面発光レーザLDの端子電圧と乗算器２２のオフセット電圧との差電圧が充電される。
【００９０】
次に補正電圧の読み込み動作がなされる。
【００９１】
各乗算器２１、２２の乗数端子には補正光量（第二の光量）に対応した補正電圧が入力される。この状態で各乗算器２１、２２は被乗数端子に入力される制御電圧に応じてその出力がオフセット電圧から増大したものとなる。
【００９２】
ここで、スイッチＳＷ３及びＳＷ４がオフに切替えられると共にスイッチＳＷ２がオンに切替えられる。このような状態で、乗算器２１の被乗数端子に入力される制御電圧を制御することにより面発光レーザLDのレーザ光量が目標光量の補正光量に一致するように乗算器２１の被乗数を制御して電流源Ｉの出力電流が制御される。このとき、面発光レーザLDの端子電圧（オペアンプＯＰの反転入力）とオペアンプＯＰの非反転入力とが一致するように乗算器２２の被乗算端子に入力される制御電圧が制御される。
【００９３】
上記のような各乗算器２１、２２の被乗算端子に入力される制御電圧の制御が終了すると、その各乗算器２１、２２の被乗数端子に入力された制御電圧がサンプルホールド回路（図示略）に保持される。そして、当該レーザ駆動装置は、面発光レーザLDの変調動作に備える。
【００９４】
面発光レーザ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２１、コンデンサＣ２及びオペアンプＯＰで構成される電圧源から面発光レーザLDに印加される駆動電圧及び電流源Ｉから面発光レーザ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（スマイル補正）された光量にて面発光レーザLDの発光がなされる。
【００９５】
上記図７に示すレーザ駆動装置の更に具体的な構成が図８乃至図１０に示される。
【００９６】
図８において、このレーザ駆動装置は、乗算器２１、２２、APCオペアンプ２５、オペアンプ２６及び電流源３０を有すると共に、制御電圧を充電するためのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を有する。また、前述した各例と同様に、バイアス電圧源Ｖbias及びデカップリングコンデンサＣdが当該レーザ駆動装置に設けられている。
【００９７】
上記APCオペアンプ２５にはスイッチＳＷ９を介して第一の基準電圧Ｖref１及び第二の基準電圧Ｖref２のいずれかが入力される。APCオペアンプ２５の出力はスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６の非反転端子（＋）に入力されると共にスイッチＳＷ６を経由してコンデンサＣ４及び乗算器２２の被乗数端子に接続されている。各乗算器２１、２２の乗数端子には補正信号Ｖcorが入力される。変調時には、上記オペアンプ２６はスイッチＳＷ３によって電圧源として機能する。自動光量制御時には、オペアンプ２６は、スイッチＳＷ４及びＳＷ１１を経由して直接的、または、スイッチＳＷ４、ＳＷ５及び乗算器２１を経由して間接的に電流源３０を制御する。
【００９８】
変調時には、スイッチＳＷ７とＳＷ２とが交互にオン状態となり、面発光レーザLDの発光がオフ状態のときにはデカップリングコンデンサＣdが充電されて面発光レーザLDの次のオン状態に備える。スイッチＳＷ１０は電流源３０からの出力電流を面発光レーザLDに供給するためのスイッチであり、変調時には、デカップリングコンデンサＣdと直列に接続されたスイッチＳＷ２と同期して開閉される。面発光レーザLDのレーザ光量を第一の光量または第二の光量に自動光量制御する際には、スイッチＳＷ１０はオン状態でスイッチＳＷ２はオフ状態にされる。これは、自動光量制御時に容量の大きなデカップリングコンデンサＣdが接続されていると、その自動光量制御の応答性が低下して収束性が悪化することを避けるためでる。
【００９９】
上記のようなレーザ駆動装置において、まず、面発光レーザLDのレーザ光量が基準光量（第一の光量）となるように制御される。
【０１００】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は図８に示すような状態に維持される。この状態において、APCオペアンプ２５は、面発光レーザLDからのレーザ光量に対応したフォトダイオードPDの出力電圧Ｖpdが第一の基準電圧Ｖref１に一致するようにオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電位を制御する。オペアンプ２６は、この非反転入力端子（＋）に入力されたAPCオペアンプ２５からの出力と反転入力端子（−）に入力された面発光レーザLDの端子電圧とが一致するように、スイッチＳＷ４、ＳＷ１１を経由して電流源３０の出力電流を制御する。
【０１０１】
APCオペアンプ２５に入力するフォトダイオードPDからの出力電圧Ｖpdと第一の基準電圧Vref１が一致すると、このときの電流源３０に対する制御電圧がコンデンサＣ１に充電される。また、このとき、オペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電圧は面発光レーザLDの端子電圧に一致しており、この端子電圧に一致するオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電圧がコンデンサＣ２に充電される。
【０１０２】
このときたとえオペアンプ２６に多少のオフセットがあったとしても、APCオペアンプ２５がフォトダイオードPDの出力Ｖpdと第一の基準電圧Ｖref１との差電圧を増幅しており、オペアンプ２６のオフセットを相殺する電圧がAPCオペアンプ２５の出力に発生する。その結果、オペアンプ２６のオフセットは抑制される。
【０１０３】
次に、補正レベルの読み込み動作がなされる。
【０１０４】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は、図９に示すような状態に維持される。この状態において、APCオペアンプ２５にはスイッチＳＷ９を介して補正光量（第二の光量）対応した第二の基準電圧Ｖref２が供給される。このAPCオペアンプ２５の出力はスイッチＳＷ６を介して乗算器２２の被乗数端子に接続される。このため、APCオペアンプ２５は、乗算器２２及びコンデンサＣ２を介してオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の入力を制御する。乗算器２２の乗数端子には補正信号Ｖcorが入力される。この乗算器２２は、被乗数端子に電圧が印加されると、乗数端子に入力された補正信号Ｖcorのレベルに比例して増幅された電圧を出力する。
【０１０５】
オペアンプ２６は、乗算器２２の出力と面発光レーザLDの端子電圧との差電圧を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ４及びＳＷ５を介して乗算器２１の被乗数端子に入力される。その結果、オペアンプ２６は乗算器２１及びコンデンサＣ１を経由して電流源３０の出力電流を制御することになる。その補正信号の読み込み動作の結果、乗算器２１の出力は補正信号に合わせて補正電圧を発生するようにキャリブレーションされた状態となる。つまり、例えば、補正電圧がゼロの場合には、乗算器２１及び２２からはそれらのオフセットがそのまま出力され、電流源の制御端子及び電圧源であるオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）には第一の光量での駆動電圧及び駆動電流の制御電圧が発生するようになる。
【０１０６】
更に、変調時には次のような動作がなされる。
【０１０７】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１は、図１０に示すような状態に維持される。第一の光量（基準光量）と第二の光量（補正光量）の設定時における電流源３０及び電圧源であるオペアンプ２６の非反転入力端子（＋）の電位変化は、各乗算器２１、２２の乗数端子に入力された補正信号と被乗数端子に入力された制御信号との乗算の結果得られた電圧に基づいている。そして、各乗算器２１、２２の被乗数端子に入力された電圧をスイッチＳＷ５、ＳＷ６をオープンにしてコンデンサＣ３、Ｃ４に充電しておく。変調時に、乗算器２１、２２の乗数端子に入力される補正信号のレベルをゼロにすると、各乗算器２１、２２の出力はオフセットだけとなるため、面発光レーザLDのレーザ光量が第一の基準電圧Ｖref１に対応した第一の光量（基準光量）となるように当該面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧が同時に制御される。また、各乗算器２１、２２の乗数端子に上記補正レベル設定時の補正信号Ｖcorが入力すると、面発光レーザLDのレーザ光量が第二の基準電圧Ｖref２に対応した第二の光量（補正光量）となるように当該面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧が同時に制御される。
【０１０８】
上記のようなアナログ回路では、各乗算器２１、２２の乗数端子に０からＶcorの任意の補正電圧を入力すると、面発光レーザLDからは、上記第一の光量及び第二の光量の間の光量となるレーザ光が出射されるようになる。そして、その補正電圧とその面発光レーザLDからのレーザ光量との関係は直線的（比例関係）となる。
【０１０９】
従って、変調時に、レーザ光の走査位置に応じた補正信号を上記レーザ駆動装置における各乗算器２１、２２の乗数端子に供給することにより、走査位置に対応したレーザ光の光量補正が容易に行うことができるようになる。
【０１１０】
更に、各乗算器２１、２２の直線性が正負の領域で確保されていれば、乗数端子にマイナスの信号を入力すれば、補正の方向を逆にすることも可能である。また、各乗算器２１、２２のダイナミックレンジと面発光レーザLDの電圧−電流特性の直線性が確保されているならば、各乗算器２１、２２の乗数端子に入力される信号レベルを上記補正レベル設定時の補正信号のレベルＶcor以上にすることにより外挿による直線補間での補正も可能となる。
【０１１１】
レーザゼログラフィに用いられる面発光レーザLDは実際には複数の発光部LDiを有している。そして、このような面発光レーザLDを駆動するレーザ駆動装置は、前述したレーザ駆動装置と同様の構成となる駆動制御回路をその発光部LDi毎に備えた構造となっている。このように複数の発光部LDiを有する面発光レーザLDのレーザ駆動装置は、例えば図１１に示すように構成される。この例では、面発光レーザLDが３６の発光部LD1〜LD36を有している。
【０１１２】
図１１において、このレーザ駆動装置は、面発光レーザLDの発光部LD1〜LD36を駆動するための３６チャネルの駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）を備えている。各駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）の構成は同じであり、その構成は、図８〜図１０に示したレーザ駆動装置の構成と略同一である。ただし、このレーザ駆動装置は、図８〜図１０に示したレーザ駆動装置におけるAPCオペアンプ２５に対応したAPCオペアンプ２５１を各駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）に対して共通のものとしている。その結果、このAPCオペアンプ２５１のオフセットが全てのチャネルに同等に作用するので、そのオフセットにより各チャネルの発光部LDiからの光量がばらつくことはない。
【０１１３】
各発光部LDiのレーザ光量を検出するフォトダイオードPDからの検出電圧がアンプ５１及びスイッチ２５３を介してAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）に入力されている。また、APCオペアンプ２５１の非反転入力端子（＋）には、前述した例と同様に、スイッチ２５４（図８〜図１０におけるＳＷ９に対応）にて選択された第一の基準電圧Ｖref１または第二の基準電圧Ｖref２が印加されている。
【０１１４】
また、APCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）とその出力端子との間に各チャネル１〜３６に対応した２つのサンプルホールド回路２５２１、２５２２が並列的に接続されている。サンプルホールド回路２５２１、２５２２はそれぞれ、第一の基準電圧Vref1及び第二の基準電圧Vref2を用いた光量制御に対応する。各サンプルホールド回路２５２１、２５２２はスイッチＳＷfbi及びコンデンサＣfbi（ｉ＝１〜３６）にて構成される。このスイッチＳＷfbiは、自動光量制御（APC）に際してｉチャネルの駆動制御回路１００（ｉ）におけるスイッチＳＷ５及びＳＷ６とスイッチＳＷ８及びＳＷ１１と同期してオンからオフに切替えられる。従って、各サンプルホールド回路２５２１、２５２２のコンデンサＣfbiには、駆動制御回路１００（ｉ）におけるコンデンサＣ３、Ｃ４に蓄積される制御電圧及びコンデンサＣ１、Ｃ２に蓄積される制御電圧に対応する電圧が交互に蓄積され、スイッチＳＷfbiがオンになるときに、その蓄積された制御電圧がAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）と出力端子との間に印加され、次のAPC動作に備える。各サンプルホールド回路２５２１、２５２２のコンデンサCfbiには厳密には第一の基準電圧Vref1と第二の基準電圧Vref2で光量制御した場合で異なった電圧が充電される。したがって第一の基準電圧Vref1で光量制御してから、次に第二の基準電圧Vref2で光量制御する際収束に時間がかかることとなる。この場合速やかに収束させるには、２つのサンプルホールド回路２５２１、２５２２を設け、第一の基準電圧Vref1と第二の基準電圧Vref2に対してそれぞれコンデンサを用意しておけば収束性を改善することができる。
【０１１５】
なお、補正データは予め設定された値であり、これが図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）等からＤ／Ａ変換器（補正回路ともいう）５３へ入力され、Ｄ／Ａ変換器５３にてアナログの補正信号に変換され、その補正信号が前述したように各駆動制御回路１００（ｉ）における乗算器２１及び２２の乗数端子に入力される。また、バイアス電圧源Ｖbiasのバイアス電圧が各駆動制御回路１００（ｉ）におけるスイッチＳＷ１を介して発光部LDiに印加されると共に、上記フォトダイオードPDの出力電圧を増幅するアンプ５１の入力端子にスイッチ５２を介して印加される。なお、スイッチＳＷ１及びＳＷ５２のオン動作時のバイアス電圧の発光部LDi及びアンプ５１への印加特性を改善するために、バイアス電圧源Ｖbiasに対して並列的にコンデンサＣbiasが接続されている。
【０１１６】
また、図１１に示すようなレーザ駆動装置の光量制御時の動作は、各々の発光部LDiにおいて１チャネルのときと同じである。図１１では、各々の駆動制御回路１００（ｉ）における乗算器２１，２２に入力される補正信号（＝光量補正に係る情報を上記のように直線補間により決定する際に用いられる補正係数）が、共通に設けられた１つのＤ／Ａコンバータ（変換器）５３によって生成されるように構成されている。即ち、このＤ／Ａ変換器５３は補正係数入力手段として機能する。尚、変調時には図示しない画素信号に応じた制御信号に基づいて各発光部LDiが発光する。
【０１１７】
ここで、図３９に示すように、Ｄ／Ａ変換器５３は、アップ／ダウンカウンタ(Count)１５３から入力される８ビットのカウント値(CNT)によって制御される。アップ／ダウンカウンタ１５３には、入力クロック信号(SCCNT)とアップダウン信号(SCUD)とが入力されており、これに基づいてカウント値(CNT)をアップ／ダウンする。例えばカウント値(CNT)の基準値（補正無し）を８０Ｈとした場合、主走査方向に光量むらが無ければ、アップ／ダウンカウンタ１５３はこの値を出力する。また、主走査方向に光量むらがある場合は、図４０に示すように、補正方向に合わせて入力クロック信号(SCCNT)を制御し、且つＣＰＵから入力されたアップダウン信号(SCUD)と入力クロック信号(SCCNT)とに基づいてカウンタ値CNT)をアップ／ダウンする。従って、Ｄ／Ａ変換器５３から出力される補正信号が図４０に示すように、カウント値(CNT)に応じた電流値となり、結果としてこの電流値に応じ光量補正（補正光量）がなされる。これにより、各面発光レーザＬＤから出力されるレーザ光の光量が均一化される。
【０１１８】
また、上記のように発光素子（面発光レーザＬＤ）を２次元配列したレーザ駆動装置では、同時に発光した素子が描画する位置に、図４１（ａ）に示すような主走査方向への位置ずれが生じる。従って、補正信号による各々の補正カーブは、図４１（ｂ）に示すように、この位置ずれに基づいて微妙にずれている。このような位置ずれは、補正の必要がない場合では問題とならないが、補正をする必要がある場合には画像むらを悪化させる要因となる。そこで、本発明では主走査方向に位置ずれのない素子同士を予めグループ化しておき、それぞれのグループで同一の補正回路（Ｄ／Ａ変換器５３）を用いるように構成しても良い。このように構成して、主走査方向に位置ずれの無い面発光レーザＬＤを駆動する駆動制御回路１００（ｉ）に共通の補正信号を入力することで、図４１（ｃ）に示すように、各補正カーブの位置ずれを修正し、揃えることが可能となる。
【０１１９】
また、図１１におけるＤ／Ａ変換器５３の後段に、図３９に示すようにフィルタ１５４を設けるとよい。これは、Ｄ／Ａ変換器５３の出力の切り替え時に高周波なノイズが発生するためである。この高周波なノイズは、補正信号，変調信号に重畳されるため、光量むらが発生する要因となる。フィルタ１５４は、図３９に示すように、抵抗Ｒ１５４とコンデンサＣ１５４とを有するローパスフィルタとして構成されている。
【０１２０】
但し、光量制御時には自動光量制御APC1，APC2の設定のために、Ｄ／Ａ変換器５３の出力が変更されるが、この際フィルタ１５４が出力段に設けられていると、補正信号の整定に時間がかかり、自動光量制御APC精度が悪化したり、APC時間を多く要するなどという問題が生じる。そこで、本発明では、図３９に示すように、APC制御時にフィルタ１５４の動作／不動作を切り替える切替手段として機能する切替器ＳＷ１５４を設ける。この切替器ＳＷ１５４はＣＰＵから入力された切替信号(FLTO)によりオン／オフ制御する。即ち、APC制御時ではフィルタ１５４が無効となるように切替器ＳＷ１５４がオフに制御され、これ以外ではフィルタ１５４が有効となるように切替器ＳＷ１５４がオンに制御される。
なお、フィルタ１５４の後段には、フィルタ１５４の出力を差動信号に変換する差動信号変換器１６０が設けられている。差動信号変換器１６０が出力する差動信号が図１１の駆動制御回路１００（１）〜１００（３６）に与えられる。
【０１２１】
上記のようなレーザ駆動装置は、例えば、図１２及び図１３に示すタイミングチャートに従って動作する。なお、各スイッチに対する切替え制御信号は、レーザゼログラフィ装置に設けられた制御回路（図示略）から各スイッチに与えられる。また、図１２及び図１３において「＿ｉ」は、ｉチャネルの部位であることを表している。
【０１２２】
以下、第１チャンネルについての動作を中心に説明する。
【０１２３】
電源投入後、T0-で、スイッチＳＷfb1、スイッチ２５３及び駆動制御回路１００（１）におけるスイッチＳＷ８、ＳＷ４、ＳＷ１１、ＳＷ１０がそれぞれオンされ、スイッチＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７がオフされる。スイッチＳＷ２は５n secだけオンにされ、その後オフされる。このとき、電流源３０からの電流ＩsがスイッチＳＷ１０を経由して発光部LD_1に供給され、その発光部LD_1が点灯する。この発光部LD_1からのレーザ光を受光したフォトダイオードPDに電流が流れ、その電流が抵抗Ｒ6により電圧に変換され、更にアンプ５１にて増幅される。このアンプ５１からの出力電圧はスイッチ２５３を経由してAPCオペアンプ２５１の反転入力端子（−）に入力する。
【０１２４】
APCオペアンプ２５１は、反転入力端子（−）に入力する発光光量に対応した検出電圧と第二の基準電圧Ｖref２との差を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６に入力される。そして、最終的に、APCオペアンプ２５１への発光量に対応した検出電圧が第二の基準電圧Ｖref２と一致して収束する。この後、スイッチＳＷ１１、ＳＷ８がオフされると、そのときのそれぞれの制御電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２に保持される。このとき、コンデンサＣ１、Ｃ２それぞれに保持される電圧は、APCオペアンプ２５１の出力電圧及び発光部LD_1への駆動電流を設定するための制御電圧となる。このAPCオペアンプ２５１の出力電圧はほぼ発光部LD_1の端子電圧となる。
【０１２５】
以上の動作が発光部の数だけ繰り返し行われ、全てのチャネルに対応した駆動制御回路に制御電圧が保持されると共にAPCオペアンプ２５１に接続された各サンプルホールド回路のコンデンサＣfb_i〜Ｃfb_36に制御電圧に対応する電圧が保持される。そして、上記のような自動光量制御APCが最終チャネル３６について終了すると、スイッチ２５３がオフされると共に、スイッチＳＷfb_1がオンされて、コンデンサＣfb_1に保持された制御電圧がAPCオペアンプ２５１の出力電圧となって次回の自動光量制御APCの処理に備える。
【０１２６】
次にＴ１で、スイッチ２５４が第一の基準電圧Ｖref1側に切り替わり、スイッチＳＷfb_1、スイッチ２５３及び駆動制御回路１００（１）におけるスイッチＳＷ６、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ１０がそれぞれおオンされ、スイッチＳＷ３、ＳＷ１１、ＳＷ８、ＳＷ７がオフされる。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は５n sec.だけオンされ、その後オフされる。
【０１２７】
APCオペアンプ２５１は、反転入力端子（−）に入力する発光光量に対応した検出電圧と第一の基準電圧Ｖref1との差を増幅し、その出力電圧がスイッチＳＷ８を経由してオペアンプ２６に入力される。そして、最終的に、APCオペアンプ２５１への発光光量に対応した検出電圧が第一の基準電圧Ｖref1と一致して収束する。このとき補正データに「１」が設定されている（タイムチャートには示さず）と、乗算器２１、２２は、Ｄ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ４の端子電圧との乗算結果、Ｄ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ３の端子電圧との乗算結果を出力している。この後、スイッチＳＷ６、ＳＷ５がオフされると、このときコンデンサＣ４、Ｃ３に保持される電圧はスイッチ２５４の出力である第二の基準電圧Ｖref2と第一の基準電圧Ｖref1との差に相当する制御電圧となる。即ち、１＿１回目の自動光量制御APC、１＿２回目の自動光量制御APC、２＿１回目の自動考慮制御APC、２＿２回目の自動光量制御APCの一連の動作でコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に充電された制御電圧と「０」に設定された補正データとの乗算結果となる乗算器２１、２２の出力はオフセットのみになる。この状態でスイッチ１０をオンにしてレーザを点灯させると、アンプ５１の出力は第二の基準電圧Ｖref2と一致する。また、補正データを「１」にすると乗算器２１、２２の出力は第二の基準電圧Ｖref2と第一の基準電圧Ｖref1との差に相当する制御電圧分だけ上昇し、同様に、この状態でスイッチＳＷ１０をオンにしてレーザを点灯させるとアンプ５１の出力は第一の基準電圧Ｖref1に一致する。
【０１２８】
なお、スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ１と同時にオン、オフしたが、オペアンプ２６の特性によってはオンする際に当該オペアンプ２６の出力にリンギングが発生する場合もあり、このような場合にはオフのままとしてよい。
【０１２９】
以上の操作により繰り返し自動光量制御APCが行われる結果、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に充電される制御電圧は一定値に収束し、変調動作が可能になる。
【０１３０】
Ｔ７以降の変調動作では、補正データを制御し、対応するＤ／Ａコンバータ５３の出力とコンデンサＣ４の端子電圧との乗算結果でコンデンサＣ２の電位をかさ上げし、オペアンプ２６の出力をその反転入力端子（−）に接続して（図示せず）バッファとし動作させたうえでスイッチＳＷ７をオンし、上記かさ上げされたコンデンサＣ２の端子電圧によりデカップリングコンデンサＣdを充電しておく。電流源３０の制御電圧も同様に乗算器２１でかさ上げされた電圧で制御されている。
【０１３１】
レーザを点灯するときはスイッチＳＷ７をオフし、スイッチＳＷ１０をオンする。スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ２は５n sec.だけオンし、その後オフにする。デカップリングコンデンサCｄによってレーザは瞬時に点灯し、その後は電流源３０による定電流動作に移行する。
【０１３２】
レーザを消灯するときはスイッチＳＷ１０をオフし、スイッチＳＷ１をオンにすることでレーザ端子電圧を瞬時にレーザの閾値電圧以下であるバイアス電圧Ｖbiasにすることで消灯する。バイアス電圧源Ｖbiasと並列に接続されているコンデンサＣbiasは当該バイアス電圧源Ｖbiasの補償用で、レーザを消灯する際の過渡電流を供給している。
【０１３３】
また、次の自動光量制御APCが開始されるまでは、スイッチＳＷ５２がオンされ、変調期間の間バイアス電圧源Ｖbiasからのバイアス電圧をアンプ５１に印加しておき、次の自動光量制御APC開始時にフォトダイオードPDの出力が定常状態に達するまでの時間を短縮する。その結果、次の自動光量制御APCが開始されたときに前回の自動光量制御時の最終電圧から負帰還制御がなされるため、必ずしも一回の制御で光量に対応した検出電圧を最終電圧（基準電圧）に収束させる必要はない。このことは、ポリゴンミラーを用いたレーザゼログラフィでは重要で、間欠的に制御を行うことで感光体への不要な露光を防止し、感光体の劣化を抑制することができる。
【０１３４】
デカップリングコンデンサＣdは、スイッチＳＷ２がオンされて発光部LD_1の端子電圧が速やかに本来の駆動電圧になるようにしている。しかし、このデカップリングコンデンサＣdの容量は限られているので、いずれ端子電圧は低下して発光部LD_1のレーザ光量も低下してしまう。これを補うため負帰還されたオペアンプ２６が発光部LD_1にスイッチＳＷ３を介して接続されている。従って、デカップリングコンデンサＣdの容量はオペアンプ２６の応答速度から決められる。
【０１３５】
通常、CMOSオペアンプではでは応答するのに１μsec.程度必要なため、１μsec.でデカップリングコンデンサＣdの端子電圧が落ちる程度が許容変動以内となるように当該デカップリングコンデンサＣdの容量が設定される。具体的には、レーザ駆動電流が１mAであるなら電圧変動は、
１／Ｃ×１mA×１μsec.＝１／Ｃ×１０-9
となる。
【０１３６】
許容光量変動を２％とし、レーザ内部抵抗を５００Ωとし、許容光量変動に対する電圧変動が１０mVであると過程すると、Ｃ＝０．５μＦが必要となる。しかし、この値は、駆動制御回路を１チップのＩＣに収めようとすると大きすぎる。また、このようなコンデンサをＩＣの外部に接続するなどしても、オペアンプ２６の出力電位は、負荷変動により内部の制御電位が変化するためにスイッチＳＷ３がオンされた瞬間に変動し、それによりレーザの端子電圧が変動する。この対策としてスイッチＳＷ３と同期してレーザの駆動電流ＩSをスイッチＳＷ１０でレーザに供給する。
【０１３７】
このようにすると、オペアンプ２６からの出力電流変動はスイッチＳＷ３の状態に関わらず小さく抑えることができるため、スイッチＳＷ３がオンされた過渡的な電圧変動を防止することができる。更に、このようにすると、デカップリングコンデンサＣdがレーザ端子電圧を維持する時間は電流源３０が電流ＩSをレーザ端子に流し始めるまでの時間となる。カレントミラーで作る電流源３０の応答性はオペアンプの応答性に比べてはるかに良いため、それだけデカップリングコンデンサＣdへの負担が小さくなる。その結果、デカップリングコンデンサＣdの容量を小さくすることが可能である。また、レーザ駆動電流ＩSが供給されるためスイッチＳＷ３やＳＷ１のオン抵抗による電圧変動は無視できるレベルまで小さくすることができる。あるいは、スイッチＳＷ３を使わず、点灯前にスイッチＳＷ７をオンし、点灯電圧をデカップリングコンデンサＣdに充電しておき、点灯時にスイッチＳＷ２をオンしてスイッチＳＷ７をオフしてもよい。
【０１３８】
上述したように、面発光レーザLDを発光させる際に、その面発光レーザLＤの電圧−電流特性及び電流と発光光量との関係に基づいて決められた駆動電流と駆動電圧を面発光レーザLDに供給することにより、レーザ発光時におけるレーザ光量の変動を抑えることができる。更に、駆動電圧のレーザ端子への印加開始を駆動電流のレーザへの供給開始に遅れることなく（同時、または、先に）行うことにより、変調速度の低下を防止できると共に、レーザの発光光量の安定性を確保することができるようになる。特に、その駆動電圧のレーザ端子への印加開始を駆動電流のレーザへの供給開始と同時に行うことにより、レーザの端子電圧変動をより小さくできると共に、デカップリングコンデンサＣdの容量もより小さくすることができる。
【０１３９】
ところで、面発光レーザLDは電流が流れることにより発熱する。その発熱による温度上昇により面発光レーザLDからのレーザ光量が変動してしまう。そこで、次に、温度補償機能を有したレーザ駆動装置について図１４乃至図２６を参照して説明する。
【０１４０】
レーザ駆動装置は、例えば、図１４に示すように構成される。なお、図１４乃至図２４に示すレーザ駆動装置の構成は、スイッチの状態以外はすべて同じである。
【０１４１】
図１４において、このレーザ駆動装置は、図８乃至図１０に示したものと面発光レーザLDに対して駆動電流及び駆動電圧を供給するための構成については基本的に同じである。即ち、このレーザ駆動装置は、APCオペアンプ２５、オペアンプ２６、乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２、電流源３０−１、制御電圧を蓄積するコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３−１、Ｃ３−２、Ｃ４−１、Ｃ４−２、デカップリングコンデンサＣd、バイアス電圧源Ｖbiasを用いて面発光レーザLDに対する駆動電流及び駆動電圧を制御する点で、図８乃至図１０に示したものと同様である。なお、図１０及び図１１におけるスイッチＳＷ３を削除し、消灯時スイッチＳＷ７で点灯電圧をデカップリングコンデンサＣdに充電し、点灯時にはスイッチＳＷ７をオフすると共にスイッチＳＷ２をオンしている。
【０１４２】
各乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２の入力が差動構成となっている。今、図１１において、各乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２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、乗算器部分２２−１、２２−２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。例えば、乗算器２２−１を例にとりその動作を説明すると、第１の光量で制御するときには前述した補正電圧V1aとV1bは同電圧となる。このため電流出力Ioutはゼロとなり、負荷３７にはオフセット電圧のみが発生する。次に、第２の光量で制御するときには、補正電圧V1a、V1bに対応する差電圧が発生するが、第２の光量ではV2a、V2bの差電圧が制御されるため、最終的に電流出力Ioutによる負荷３７で発生する電圧は補正に必要な電圧となる。また、差動構成を用いている関係から、オペアンプ２６からの出力が並列的に２つのスイッチＳＷ5-1、ＳＷ5-2を介して乗算器２１に接続されると共に、それぞれの経路に制御電圧蓄積用のコンデンサＣ３−１、Ｃ３−２が接続されている。また、図８に示す乗算器２２に代えて分割された乗算器部分２２−１、２２−２が用いられている。そして、各乗算器部分２２−１、２２−２の入力が差動構成となっている関係から、上記と同様、APCオペアンプ２５の出力が並列的にスイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2を介して乗算器部分２２−１、２２−２に接続されると共に、それぞれの経路に制御電圧蓄積用のコンデンサＣ４−１、Ｃ４−２が接続されている。
【０１４３】
また、オペアンプ２６の出力がインバータ２８及びスイッチＳＷ１１を介して電流源３０−１の制御端子に接続されている。このインバータ２８は電流源３０−１の特性によりオペアンプ２６と電流源３０−１の制御端子との間に挿入される。
【０１４４】
このレーザ駆動装置は、温度補償に関して新たな構成を有する。即ち、バイアス電流源３０−２から所定バイアス電流がスイッチＳＷ10-2を介して面発光レーザLDに供給されるようになっている。このバイアス電流はレーザ発振閾値電流より低い電流値に設定される。また、温度依存性のある面発光レーザLDの端子電圧を当該面発光レーザLDの温度情報として蓄積して温度補償電圧を生成する温度補償回路を有する。
【０１４５】
この温度補償回路は、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３を有する。バイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）には面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２１を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２２を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２１が接続されると共にその反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２２が接続されている。
【０１４６】
APC２用誤差増幅器３２の非反転入力端子（＋）にも面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２３を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２４を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２３が接続されると共に反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２４が接続されている。更に、APC1用誤差増幅器３３の非反転入力端子（＋）にも面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２５を介して印加され、その出力がスイッチＳＷ２６を介して反転入力端子（−）に帰還されている。その非反転入力端子（＋）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２５が接続されると共に反転入力端子（−）には電圧蓄積用のコンデンサＣ２６が接続されている。
【０１４７】
また、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３それぞれの出力はスイッチＳＷ２７、ＳＷ２８及びＳＷ２９を介して制御電圧蓄積用のコンデンサＣ２に接続されている。これらの誤差増幅器３１〜３３からの電流出力が加算されて負荷３７によって電圧に変換される。ここで、バイアス用誤差増幅器３１、APC２用誤差増幅器３２及びAPC１用誤差増幅器３３はそれぞれ、差動１入力の電流出力乗算器である。前述した差動電圧V1a、V1b、V2a、V2bを用いて説明すると、差動電圧V1a、V1bが各差動増幅器の外部入力、V2a、V2bは内部で制御されている電圧である。差動電圧V2a、V2bは例えば負荷３７に出力電流Ioutが流れて生じる電圧降下がV1a-V1bに等しくなるように内部で制御されている。従って、V2a-V2bで変化したのと同じ電圧が負荷３７の両端で得られる。
【０１４８】
また、これらの誤差増幅器３１〜３３は、その出力が電流であることから、スイッチＳＷ２７、ＳＷ２８、ＳＷ２９をオープンにしてＳＷ２２、ＳＷ２４、ＳＷ２６をオンにすると、バッファとして動作する。
【０１４９】
例えば、スイッチＳＷ２１を介して上記バイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）にゼロVを入力した状態で当該バイアス用誤差増幅器３１をバッファとして動作させた場合、その反転入力端子（−）には当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットが現れる。これをコンデンサＣ２２に蓄積することで、オフセットキャンセルが可能となる。
【０１５０】
なお、コンデンサＣ１と電源ラインとの間、乗算器部分２２−１、２２−２とアースラインとの間のそれぞれには、負荷３５、３７、３６が接続されている。
【０１５１】
上記のようなレーザ駆動装置においては次のようにして温度補償動作がなされる。各スイッチは図２５に示すタイミングチャートに従って動作する。
【０１５２】
後述する面発光レーザLDの消灯時における端子電圧の取り込みに先立ち、バイアス電流源３０−２の制御電圧が設定される。オペアンプ２９の非反転入力端子（＋）にバイアス電圧源Vbiasからのバイアス電圧が入力されれると共にその反転入力端子（−）に面発光レーザLDの端子電圧が入力され、当該オペアンプ２９の出力端子がスイッチＳＷ３０を介してバイアス電流源３０−２の制御端子に接続されている。
【０１５３】
スイッチＳＷ３０がオンされると、オペアンプ２９によりレーザ端子電圧がバイアス電圧（Ｖbias）となるように制御され、そのときの制御電圧がコンデンサＣ３０に蓄積される。これにより面発光レーザLDを消灯する際にスイッチＳＷ１によりバイアス電圧（Ｖbias）を面発光レーザLDに印加した後、バイアス電流源３０−２による定電流動作への移行が速やかに行われる。
【０１５４】
ひき続き第１に、上記面発光レーザLDの消灯時における端子電圧の取り込みがなされる。
【０１５５】
この場合、図１４に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）及びＳＷ２２（off_refsh）がオンされる。バイアス電流電源３０−２からスイッチＳＷ１０−２を介して面発光レーザLDにバイアス電流が供給された状態で、面発光レーザLDの端子電圧がスイッチＳＷ２１を介して当該面発光レーザLDの消灯時における温度情報としてバイアス用誤差増幅器３１の非反転入力端子（＋）に入力される。そして、このバイアス用誤差増幅器３１の反転入力端子（−）にはレーザが消灯した時点での当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットを含むレーザ端子電圧が現れ、そのレーザ端子電圧が当該バイアス用誤差増幅器３１のオフセットと共にコンデンサＣ２２に保持される。
【０１５６】
第２に、自動光量制御APC１前に、デカップリングコンデンサＣdの充電がなされる。ここで、コンデンサＣ２にはタイミング（３）（図２５参照）時点での自動光量制御APC１の光量を得るのに必要なレーザ端子電圧が充電されているものとするが、これは一連の動作が繰り返し行われた場合を想定している。
【０１５７】
この場合、図１５に示すように、ＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ２２がオフされ、更に、スイッチＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、上記のようにコンデンサＣ２２に取り込まれた面発光レーザLDの消灯時（タイミング３）における端子電圧と、面発光レーザLDの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３1により電流に変換され、その電流が更に負荷３７で電圧に変換される。その電圧がスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正され、その状態でオペアンプ２６からの出力電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電される。
【０１５８】
第３に、上記タイミング（３）に近接したタイミングにて自動光量制御APC１における基準温度情報の取り込みがなされる。
【０１５９】
この場合、図１６に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共に、スイッチＳＷ２、ＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）及びＳＷ２６（on1_refsh）がオンされる。この状態で、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが点灯され、電流源３０−１による定電流駆動に移行してから、そのときの当該面発光レーザLDの端子電圧と誤差増幅器のオフセットとが自動光量制御APC１における基準温度情報としてAPC１用誤差増幅器３３に接続されたコンデンサＣ２６に取り込まれる。
【０１６０】
第４（タイミング（４））に、自動光量制御APC１が実行される。
【０１６１】
この場合、図１７に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）がオン状態となり、スイッチＳＷ２、ＳＷ２６がオフされ、更に、スイッチＳＷ５−１、ＳＷ５−２、ＳＷ６−１、ＳＷ６−２、ＳＷ８、ＳＷ９−１、ＳＷ１１、ＳＷ１３がオンされる。この状態で、前述したのと同様に、フォトダイオードPDからの出力電圧が第一の基準電圧Ｖref１になるように、自動光量制御APC１がなされる。その過程で、上記のようにコンデンサＣ２６にタイミング（３）にて基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となるその端子電圧との差電圧がAPC１用誤差増幅器３３からスイッチＳＷ２９を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２に保持された制御電圧がその差電圧により補正され、その補正された制御電圧により駆動電流及び駆動電圧が制御される。即ち、上記基準温度情報を基礎にした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの自動発光制御APC１がなされる。このとき、コンデンサＣ２には実効的にタイミング（３）でのレーザ温度に対応したレーザ端子電圧が保持される。
【０１６２】
第５（タイミング（５））に、上記のような自動光量制御APC１が終了すると、次の自動光量制御APC２前に、デカップリングコンデンサＣdの充電がなされる。
【０１６３】
この場合、図１８に示すように、ＳＷ１０−１、ＳＷ５−１、ＳＷ５−２、ＳＷ６−１、ＳＷ６−２、ＳＷ８、ＳＷ９−１、ＳＷ１１、ＳＷ１３、ＳＷ２５、ＳＷ２９がオフされると共にスイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１及び乗算器部分２２−１に与えられ、前述したようにコンデンサＣ２２に保持された面発光レーザLDの消灯時における端子電圧とバイアス電流が供給される面発光レーザLDの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正され、その状態でオペアンプ２６からの出力電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電される。
【０１６４】
第６（タイミング（６））に、次の自動光量制御APC２における基準温度情報の取り込みがなされる。
【０１６５】
この場合、図１９に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共に、スイッチＳＷ２、ＳＷ１０−１、ＳＷ２３（on2_aq）、ＳＷ２４（on2_refsh）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１及び乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが一時点灯し、電流源３０−１による定電流駆動に移行して、このときの当該面発光レーザLDの端子電圧が次の自動光量制御APC２における基準温度情報としてAPC２用誤差増幅器３２に接続されたコンデンサＣ２３、Ｃ２４に取り込まれる。
【０１６６】
第７（タイミング（７））に、次の自動光量制御APC２が実行される。
【０１６７】
この場合、図２０に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２３がオン状態になると共にスイッチＳＷ２、ＳＷ２４がオフされ、更に、スイッチＳＷ５−１、ＳＷ６−１、ＳＷ９−２、ＳＷ２８（on2_short）がオンされる。この状態で、補正信号「１」が乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、前述したのと同様に、フォトダイオードPDからの出力電圧が第二の基準電圧Ｖref２になるように、自動光量制御APC２がなされる。その過程で、上記のようにコンデンサＣ２４に基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となる端子電圧との差電圧がAPC２用誤差増幅器３２からスイッチＳＷ２８を介して負荷３７に供給される。なお、自動光量制御APC２では自動光量制御APC１のようにスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を使って消灯時の基準電圧を自動光量制御APC２前のタイミング（６）で取り込んでいない。これは、タイミング（３）、（６）の前にレーザの温度が十分定常状態になるだけの時間がとられているとするなら２つのタイミングでのレーザ温度はほぼ等しいと想定でき、このためタイミング３で取り込んだ消灯時の基準電圧をそのまま自動光量制御APC２で使用できるとしたためである。従って、タイミング（６）で再び基準電圧をとり直すこともできる。また、タイミング（３）、（６）でのレーザ温度を基準にし、自動光量制御APC１、APC２をこの基準電圧との差電圧で補正しながら行っていることから、コンデンサＣ２、Ｃ１には実効的にタイミング（３）、（６）でのレーザ温度に対応した補正電圧が保持されることとなる。即ち、上記基準温度情報を基礎とした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの自動発光制御APC２がなされる。
【０１６８】
以下、面発光レーザLDの変調時における動作を説明する。
【０１６９】
第８（タイミング（８））に、面発光レーザLDが消灯される（変調ＯＦＦ）際にバイアス電圧源Ｖbaisの面発光レーザLDへの接続がなされる。
【０１７０】
この場合、図２１に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ１、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）がオンされる。この状態で、走査位置に対応した補正信号が乗算器２１、乗算器部分２２−１、２２−２に与えられ、バイアス電圧源ＶbiasからスイッチＳＷ１を介して面発光レーザLDの端子にバイアス電圧が印加される。このとき、前述したようにコンデンサＣ２２に取り込まれた面発光レーザLDの消灯時における端子電圧と、面発光レーザの現在の端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給される。その結果、コンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧にて補正される。
【０１７１】
第９（タイミング（９））に、面発光レーザLDにバイアス電流が供給される。
【０１７２】
この場合、図２２に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ２１（off_aq）、ＳＷ２７（off_short）のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ１がオフされ、レーザは電流源３０−２による定電流駆動に移行する。この状態で、コンデンサＣ２２に保持された電圧と面発光レーザLDの端子電圧との差電圧がバイアス用誤差増幅器３１からスイッチＳＷ２７を介して負荷３７に供給され、そのコンデンサＣ２の制御電圧がその差電圧により補正される。そして、補正信号に対応した電圧によりデカップリングコンデンサＣdが充電され、次の点灯に備える。
【０１７３】
第１０（タイミング（１０））に、面発光レーザLDが点灯される。
【０１７４】
この場合、図２３に示すように、スイッチＳＷ１０−２、ＳＷ７、ＳＷ１２、ＳＷ２１、ＳＷ２７がオフされると共にスイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２、ＳＷ２５（on1_aq）、ＳＷ２９（on1_short）がオンされる。この状態で、デカップリングコンデンサＣdの充電電圧により面発光レーザLDが点灯される。そして、当該面発光レーザLDの端子電圧が点灯時の基準温度情報としてAPC１用誤差増幅器３３に接続されたコンデンサＣ２５に取り込まれる。このコンデンサＣ２５の端子はダミーの負荷３６、ダミーの乗算器部分２２−２に接続されている。乗算器部分２２−１、乗算器部分２２−２は全く同じ構成で入力信号も共通のため、補正信号によってコンデンサＣ２５、Ｃ２６の端子電圧が補正によるレーザ端子電圧の変動分変化する。つまり、コンデンサＣ２の端子電圧は補正後の基準電圧となり、補正がされた場合にも温度の補正が有効に機能する。また、コンデンサＣ２６も同様に補正されているため、補正によってレーザ端子電圧が変化した場合にもレーザ端子電圧との差が小さいためレーザ端子電圧の取り込みが速やかに行われる。
【０１７５】
第１１（タイミング（１１））に、面発光レーザLDの点灯が維持される。
【０１７６】
この場合、図２４に示すように、スイッチＳＷ１０−１、ＳＷ２５（on1_aq）のオン状態が維持されると共にスイッチＳＷ２がオフされる。この状態で、補正信号に基づいて制御される電流源３０−１からの電流が面発光レーザLDに供給され面発光レーザLDの発光状態が維持される。そして、レーザが電流源３０−１によって定電流駆動となった後、上記のようにコンデンサＣ２６に基準温度情報として保持された電圧と面発光レーザLDの温度情報となるその端子電圧との差電圧がAPC１誤差用増幅器３３からスイッチＳＷ２９を介してコンデンサＣ２に供給される。その結果、コンデンサＣ２に保持された制御電圧がその差電圧により補正され、その補正された制御電圧に基づいて制御される駆動電流が面発光レーザLDに供給される。即ち、上記基準温度情報を基礎にした温度補正がなされた状態で面発光レーザLDの変調がなされる。
【０１７７】
上記のようなレーザ駆動装置によれば、自動光量制御APC１、自動光量制御APC２及び変調動作において、面発光レーザLDの温度に基づいた駆動電流、駆動電圧の補正がなされるので、電圧印加された面発光レーザLDの温度変動が生じた場合にも、面発光レーザLDからのレーザ光量を安定的に維持することができる（温度補償）。
【０１７８】
なお、上記例では、自動光量制御APC１と次の自動光量制御APC２において異なる誤差増幅器３２、３３を用いて温度補償制御を行うようにしたが、図２６に示すように簡易的にAPC1用誤差用増幅器３３を用いて自動光量制御APC２における温度補償制御を行うことも可能である。この場合、自動光量制御APC２において、スイッチＳＷ２３をスイッチＳＷ２５で、スイッチ２８をスイッチＳＷ２９で、スイッチＳＷ２４をスイッチＳＷ２６でそれぞれ代用する。コンデンサＣ２５、Ｃ２６の片側端子はダミー負荷３６に接続されており、補正量に応じてコンデンサＣ２６の基準端子電圧もレーザ端子電圧の変化に合わせて変化するので、レーザ端子電圧との差電圧で温度補償が可能となる。ただし、自動光量制御APC１、APC２におけるレーザ温度が異なることによる誤差は、この方式の場合補正することができない。
【０１７９】
上記の場合、自動光量補正APC１、APC２の動作及び各スイッチの動作、面発光ダイオードLDのレーザ光量、及びフォトダイオードPDでの検出出力の関係は、図２７に示すタイミングチャートのようになる。このタイミングチャートにおいて、（１）〜（１１）のタイミングは、図２５に示す（１）〜（１１）のタイミングに相当し、この例での処理は、APC１での制御及びAPC２での制御がAPC１用誤差増幅器３３でなされる点以外は、図２５に示す手順に従った処理と略同様である。
【０１８０】
なお、図２８に示すタイミングチャートは、図２７に示す（Ａ）の領域（タイミング（１）〜（３））を拡大して示している。
【０１８１】
また、なお、図１４乃至図２４示す例においては、APCオペアンプ２５と乗算器部分２２−１、２２−２との間の接続構成が、説明を簡単にするため、図２９に示すスイッチＳＷ6-3及びＳＷ6-4を備えることなく、そのスイッチＳＷ6-3を常にオン、スイッチＳＷ6-4を常にオフとした状態に相当する状態となるようにしている。しかし、実際には上記のようなスイッチＳＷ6-3及びＳＷ6-4を設けて、これらを駆動することにより次のような利点がある。なお、図２９は、新たに加えられたこれらのスイッチＳＷ6-3、ＳＷ6-4及びスイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2の接続構成部分を抜き出して示している。
【０１８２】
スイッチＳＷ6-1、ＳＷ6-2を両方オンにしてオフセットをキャンセルする場合（図１７参照）、そのままであると、コンデンサＣ４−１、Ｃ４−２に同一の電位が充電される。しかし、その後、図２０に示すように、ＳＷ6-1をオンして自動光量制御APC２を行う際にコンデンサＣ４−２にはオフセットキャンセル時と異なった電位を取り込む必要から収束に時間がかかる。そこで、図２９に示すように構成することにより、コンデンサＣ４−１をスイッチＳＷ6-3でオフセットキャンセル時に切り離し、乗算器部分２２−１の入力へはスイッチＳＷ6-2及びＳＷ6-4をオンにして同一の電位を印加できるため、上記のような収束の問題は生じない。
【０１８３】
以上の説明では、電圧駆動の後に電流駆動を行う例を説明したが、電流駆動に切換えることなく電圧駆動のままレーザ（発光素子）の駆動制御を継続してもよい。この場合、レーザは電圧が一定で駆動されるので、その発光光量が上昇することにより画質等が劣化する。このようなことが問題にならない用途では、上記のような電圧駆動のままレーザの駆動制御を継続させることは、駆動装置の構成が簡単になると共にレーザの高速駆動が可能となるため、有効である。その際、スイッチＳＷ３は、入力データの立上がり（点灯）に合わせてオンされ、その立下り（消灯）に合わせてオフされる。また、このとき、電流駆動手段で発光素子に補償電流を流す場合には、同一のタイミングでスイッチ１０−１がオン、オフされる。
【０１８４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、電圧源と電流源での駆動しなければならない内部抵抗の大きな発光素子を温度による特性変動も補正しながらレーザ光量を正負に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る発光素子駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図２】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光量特性の一例を示す図である。
【図３】補正電流源の極性を逆にした発光素子駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図４】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光特性の一例を示す図である。
【図５】発光素子駆動装置の他の基本構成例を示す図である。
【図６】発光素子駆動装置の更に他の基本構成例を示す図である。
【図７】図６に示す発光素子駆動装置を具体化させた発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図８】図７に示す発光素子駆動装置を更に具体化させた発光素子駆動装置の構成例（第一の状態）を示す図である。
【図９】図８に示す発光素子駆動装置における他の状態例（第二の状態）を示す図である。
【図１０】図８に示す発光素子駆動装置における更に他の状態例（第三の状態）を示す図である。
【図１１】面発光レーザにおける複数の発光部の駆動制御を行う発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図１２】図１１に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図１３】図１１に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図１４】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１の状態）を示す図である。
【図１５】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第２の状態）を示す図である。
【図１６】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第３の状態）を示す図である。
【図１７】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第４の状態）を示す図である。
【図１８】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第５の状態）を示す図である。
【図１９】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第６の状態）を示す図である。
【図２０】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第７の状態）を示す図である。
【図２１】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第８の状態）を示す図である。
【図２２】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第９の状態）を示す図である。
【図２３】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１０の状態）を示す図である。
【図２４】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の構成例（第１１の状態）を示す図である。
【図２５】図１４乃至図２４に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】温度補償機能を備えた発光素子駆動装置の他の構成例（第１の状態）を示す図である。
【図２７】図２６に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その１）である。
【図２８】図２６に示す発光素子駆動装置の動作を示すタイミングチャート（その２）である。
【図２９】図１４乃至図２４に示す発光素子駆動装置におけるスイッチ、コンデンサの接続関係の他の例を示す図である。
【図３０】レーザゼログラフィにおけるレーザ走査系の構成例と感光体表面での光量特性の一例を示す図である。
【図３１】従来の発光素子駆動装置の構成例を示す図である。
【図３２】従来の発光素子駆動装置の他の構成例を示す図である。
【図３３】端面発光レーザと面発光レーザそれぞれの電圧−電流特性の特徴を示す図である。
【図３４】端面発光レーザとその駆動回路との接続構成例を示す図である。
【図３５】面発光レーザとその駆動回路との接続構成例を示す図である。
【図３６】面発光レーザの従来の駆動装置の基本構成例を示す図である。
【図３７】面発光レーザの電圧−電流特性及び発光特性の一例を示す図である。
【図３８】面発光レーザの駆動補正の状態例を示す図である。
【図３９】図１１に示す発光素子駆動装置におけるＤ／Ａ変換器５３，これを制御するアップ／ダウンカウンタ１５３及び補正信号の高周波ノイズを除去するフィルタ１５４の構成を示すブロック図である。
【図４０】図３９に示すアップ／ダウンカウンタ１５３に入力される入力クロック信号(SCCNT)及びアップダウン信号(SCUD)、並びにＤ／Ａ変換器５３から出力される補正信号及びこれに基づく発光素子からの補正光量を説明するためのタイミングチャートである。
【図４１】発光素子を２次元配列した図１１に示す発光素子駆動装置における描画の位置ずれと（ａ）、補正カーブの位置ずれと（ｂ）、これを位置補正した後の補正カーブの位置と（ｃ）とを示す図である。
【符号の説明】
２１、２２ 乗算器 ２２−１，２２−２ 乗算器部分
２５ APCオペアンプ ２６ オペアンプ
２８ インバータ ３０、３０−１ 電流源
３０−２ バイアス電流源 ５１ アンプ
５２ スイッチ ５３ Ｄ／Ａ変換器
１００（１）〜１００（３６） 駆動制御回路
１５３ アップ／ダウンカウンタ １５４ フィルタ
２５１ APCオペアンプ
２５２１、２５２２ サンプルホールド回路 ２５３、２５４ スイッチ
Claims (20)
- 電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置において、
所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有する発光素子駆動装置。 - 請求項１記載の前記発光素子駆動装置において、
上記制御手段は、発光素子から出射される光ビームの光量が第一の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第一の制御情報を保持する第一の制御情報保持手段と、
発光素子から出射される光ビームの光量が第二の光量となるように制御した駆動電流及び駆動電圧に基づいた第二の制御情報を保持する第二の制御情報保持手段とを有し、
上記光量補正に係る情報に基づいて、当該情報に対応した光量を得るための制御情報を上記第一の制御情報と第二の制御情報から直線補間により生成し、その生成された制御情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御するようにした発光素子駆動装置。 - 請求項１又は２に記載の前記発光素子駆動装置において、
電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加のタイミングを電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給のタイミングより遅くならないように制御するタイミング制御手段を有する発光素子駆動装置。 - 請求項３記載の前記発光素子駆動装置において、
上記タイミング制御手段は、上記電圧源からの駆動電圧の上記発光素子への印加タイミングと電流源からの駆動電流の上記発光素子への供給タイミングが同じとなるように制御するようにした発光素子駆動装置。 - 請求項１から請求項４いずれか記載の前記発光素子駆動装置において、
発光素子が消灯される際に、バイアス電圧を当該発光素子に印加するバイアス電圧源と、
発光素子が消灯される際に、バイアス電流を当該発光素子に印加するバイアス電流源とを有し、
発光素子が消灯される際に、バイアス電圧の上記発光素子への印加のタイミングをバイアス電流源からのバイアス電流の上記発光素子への供給タイミングより遅くならないように制御するバイアスタイミング制御手段を有する発光素子駆動装置。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の前記発光素子駆動装置において、
発光素子の温度を表す情報を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段にて検出された情報に基づいて発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正する補正手段とを有する発光素子駆動装置。 - 請求項６記載の前記発光素子駆動装置において、
上記温度検出手段は、上記発光素子の端子電圧を当該発光素子の温度を表す情報として検出するようにした発光素子駆動装置。 - 請求項６または請求項７記載の前記発光素子駆動装置において、
上記補正手段は、上記制御手段が上記光量補正に係る情報に基づいて生成される制御情報に基づいて当該発光素子に対する駆動電圧及び駆動電流の双方を制御する際に、該制御手段にて生成される制御情報を上記温度検出手段にて検出された当該発光素子の温度を表す情報に基づいて補正するようにした発光素子駆動装置。 - 請求項８記載の前記発光素子駆動装置において、
上記補正手段は、所定の条件で発光素子が駆動されているときの発光素子の温度を表す情報を基準とし、該基準となる温度を表す情報と上記制御手段にて発光素子の駆動電流及び駆動電圧が制御されている際に温度検出手段にて検出された温度を表す情報との差に基づいて上記駆動電圧及び駆動電流の少なくとも一方を補正するようにした発光素子駆動装置。 - 請求項９記載の前記発光素子駆動装置において、
前記制御手段で駆動電流が制御されているときに発光素子の端子電圧に基づいて温度検出手段が温度を表す情報を検出し、前記補正手段は、基準となる温度を表す情報と温度検出手段で検出された温度を表す情報との差に基づいて上記駆動電圧を補正することを特徴とする発光素子駆動装置。 - 請求項１記載の前記発光素子駆動装置において、
前記制御手段が、
入力電圧を増幅する前記電圧源としてのバッファアンプと、該バッファアンプの入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する入力側保持手段と、前記バッファアンプの出力側に設けられ該バッファアンプの出力電圧に対応した電圧を保持する出力側保持手段とを含む電圧駆動手段と、
前記電流源と、前記電流源の制御入力側に設けられ第一の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときの該バッファアンプの出力に対応した制御電圧を保持する保持手段とを含む電流駆動手段と、
入力データに基づいて前記発光素子に対して、前記電圧駆動手段による電圧駆動及び前記電流駆動手段による電流駆動のうち少なくとも一方に切換える切換手段と、
前記光量補正に関する情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記入力側保持手段の保持電圧を制御する第一の乗算手段と、
前記光量補正に関する情報と、第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧が入力されたときのバッファアンプの出力に対応した制御電圧とを乗算し、乗算結果に基づいて前記電流駆動手段に含まれる前記保持手段の保持電圧を制御する第二の乗算手段とを具備することを特徴とする発光素子駆動装置。 - 請求項１１記載の前記発光素子駆動装置において、
前記切換手段により、入力データが発光素子の消灯から点灯に遷移する期間及び入力データが発光素子の点灯から消灯に遷移する期間に前記電圧駆動手段による電圧駆動が行われ、その後電流駆動手段による電流駆動が行われ、前記発光素子の点灯時及び消灯時における前記電流駆動手段による電流駆動における発光素子の端子電圧と基準電圧の誤差増幅をする２以上の誤差増幅器を備え、誤差増幅器の誤差増幅結果に基づいて前記入力側保持手段の保持電圧を制御することを特徴とする発光素子駆動装置。 - 請求項１２記載の前記発光素子駆動装置において、
前記発光素子の点灯時の誤差増幅を行う誤差増幅器は、発光素子の所定環境条件で、第一の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第一の誤差増幅器と、発光素子の所定環境条件で、第二の光量に制御する制御時の発光素子の端子電圧を基準電圧とする第二の誤差増幅器を含むことを特徴とする発光素子駆動装置。 - 請求項１から請求項１３のいずれかに記載の前記発光素子駆動装置において、
前記光量補正に関する情報が、発光素子の出力光を書込み対象に書き込む走査系に起因する特性を補正するための補正信号であることを特徴とする発光素子駆動装置。 - 複数の発光素子を請求項１１記載の前記発光素子駆動装置を複数用いて駆動する発光素子駆動システムにおいて、
前記複数の発光素子の光量を検出する検出手段と、
前記第一及び第二の光量に対応する第一及び第二の基準電圧と、前記検出手段の検出結果に対応する電圧とに基づき誤差増幅する単一の誤差増幅器とを具備し、
前記誤差増幅器は、各発光素子駆動装置に対応し、かつ第一及び第二の光量に制御する制御電圧に対応した数の負帰還ループを有し、各負帰還ループは、誤差増幅器の出力電圧に対応した電圧を保持する保持手段とスイッチ手段との直列回路を含み、
前記バッファアンプの入力側に設けられ前記第二の光量に制御する制御電圧に対応した入力電圧を保持する第二の入力側保持手段を具備し、前記負帰還ループの各保持手段に保持した電圧に対応した誤差増幅器の出力電圧を前記入力電圧として、対応する発光素子駆動装置の入力側保持手段及び第二の入力側保持手段に保持させることを特徴とする発光素子駆動システム。 - 電圧源から発光素子に印加される駆動電圧を制御すると共に電流源から発光素子に供給される駆動電流を制御することにより発光素子から出射される光ビームの光量を制御する発光素子駆動装置を複数有する発光素子駆動システムにおいて、
前記発光素子駆動装置の各々は、所望の光量を得るための駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御するとともに、第一の光量を得るための駆動電流と第二の光量を得るための駆動電流とに基づいた直線補間により、前記光ビームの走査位置に応じた前記第一の光量に対する補正分である光量補正に関する情報を算出し、前記走査位置に応じた光量に制御するために、前記第一の光量を得るための駆動電流を前記情報で補正した駆動電流とするとともに、当該駆動電流に対応した前記発光素子の端子電圧となるように前記駆動電圧を制御する制御手段を有し、
前記発光素子駆動システムは更に、前記光量補正に関する情報を、前記複数の発光素子駆動装置に共通に入力する補正係数として入力する補正係数入力手段を有することを特徴とする発光素子駆動システム。 - 請求項１６記載の前記発光素子駆動システムにおいて、
前記補正係数入力手段はディジタルで入力された情報をアナログな前記補正係数に変換して出力するＤ／Ａ変換器を含んで構成されていることを特徴とする発光素子駆動システム。 - 請求項１６記載の前記発光素子駆動システムにおいて、
前記補正係数入力手段はディジタルで入力された情報をアナログな前記補正係数に変換して出力するＤ／Ａ変換器を含んで構成され、
前記補正係数入力手段から出力された前記アナログな補正係数の高周波成分を除去するフィルタ手段を有することを特徴とする発光素子駆動システム。 - 請求項１６記載の前記発光素子駆動システムにおいて、
前記補正係数入力手段はディジタルで入力された情報をアナログな前記補正係数に変換して出力するＤ／Ａ変換器を含んで構成され、
前記補正係数入力手段から出力された前記アナログな補正係数の高周波成分を除去するフィルタ手段と、
該フィルタ手段の動作／不動作を切り替える切替手段とを有することを特徴とする発光素子駆動システム。 - 請求項１６記載の前記発光素子駆動システムにおいて、
前記補正係数入力手段は、描画される位置が主走査方向においてずれていない前記発光素子を駆動する１つ以上の前記発光素子駆動装置に共通に前記補正係数を入力することを特徴とする発光素子駆動システム。
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