JP6135101B2 - 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

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

従来のプロダクトプリンティング等に用いられる画像形成装置では、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、光源から所定の光出力を得るまでに、光源の応答特性に依存した発光遅延時間が発生することが知られている。また従来では、例えば光源に駆動電流を供給してから光出力を検出するまでに、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ことが知られている。

そのため従来の画像形成装置において、例えば光出力させる時間を例えば数ns以下の短時間とした場合、光出力が所定光量より少なくなり、画像の濃度が低下して画像にむらが発生する虞がある。

そこで従来では、この問題を解決すべく工夫がなされている。例えば特許文献１では、ＬＤ点灯開始時の初期に閾値電流を重畳し、その発光量を制御することが記載されている。また特許文献２には、駆動電流に先行して、発送素子のしきい値電流以上の電流を、駆動電流を出力する期間より短い期間出力することが記載されている。

しかしながら、特許文献１記載では、光源の閾値電流をＬＤ点灯開始時の初期に重畳しているが、光源の閾値電流では寄生容量の充電には不十分であり、寄生容量に依存した発光遅延時間を十分に短縮することは困難である。特に寄生容量が大きい回路や、微分抵抗が大きい光源では寄生容量に依存した遅延時間を短縮することはより困難となる。

また特許文献２に記載されたように、駆動電流に先行して電流を印加するのみの構成では、光源の光出力波形を最適化することは困難である。

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、光出力の発光遅延時間を短縮し、且つ応答特性を改善す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、前記所定電流に先立ち印加される第一の補助駆動電流と、前記所定電流と同期して加算される第二の補助駆動電流とを含む駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記駆動電流生成部に対し、前記第一の補助駆動電流を固定値に設定し、前記第二の補助駆動電流を前記光源から出力される光量に応じて算出された値に設定する制御部と、を有し、前記第一の補助駆動電流の値は、前記光源が実装された基板の寄生容量に依存する寄生遅延時間に基づく固定値であり、前記第二の補助駆動電流の値は、前記光源の応答特性に依存する発光遅延時間に応じて制御される値である。

本発明によれば、光出力の発光遅延時間を短縮し、且つ応答特性を改善することができる。

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。 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。 プリチャージ生成信号及びオーバーシュート生成信号の生成について説明する図である。 第一の実施形態のＩｏｖ値設定部の処理を説明するフローチャートである。 オーバーシュート電流Ｉｏｖを説明する図である。 オーバーシュート期間Ｔｏｖを変更した場合の駆動電流波形と光出力波形の例を示す図である。 第一の実施形態の効果を説明する図である。 光源駆動回路に接続される評価装置の機能構成の例を示す図である。 評価装置によるプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの設定を説明するフローチャートである。 評価装置におけるＴｐｃ値設定部の処理を説明するフローチャートである。 プリチャージ期間Ｔｐｃを説明する図である。 ＬＤの電流−光出力特性を示す図である。 評価装置におけるＩｐｃ値設定部の処理を説明するフローチャートである。 Ｔｐｃ設定電流Ｉｓによりプリチャージ期間を設定した場合の駆動電流波形を示す図である。 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波形を示す図である。 第三の実施形態の光源駆動回路を説明する図である。 第三の実施形態のＣＰＵの機能構成を説明する図である。 第三の実施形態の駆動電流波形を示す図である。

本発明は、光源が実装された基板等の寄生容量に依存する発光遅延時間（以下、寄生遅延時間）と対応した固定値である補助駆動電流と、光源の応答特性に依存する発光遅延時間に応じて制御されるオーバーシュート電流とを含む駆動電流を生成する。本発明では、この駆動電流を光源に供給することにより、寄生遅延時間と応答遅延時間とを短縮し、光出力の応答特性を改善する。

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、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である。図３では、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、補助駆動電流Ｉｐｃとで構成される。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。所定電流Ｉｏｐは、図３の例では、スイッチング電流Ｉｈとバイアス電流Ｉｂとで構成される。

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。補助駆動電流Ｉｐｃは、所定電流Ｉｏｐの立ち上がりよりも前に立ち上がり、光源に供給される。尚以下の説明では、所定電流Ｉｏｐの立ち上がりよりも前に立ち上がる補助駆動電流Ｉｐｃをプリチャージ電流Ｉｐｃと呼ぶ。

プリチャージ電流Ｉｐｃは、寄生遅延時間に基づき設定される電流である。寄生遅延時間は、光源が実装される回路基板等から予め求めることができる。よってプリチャージ電流Ｉｐｃの値と印加期間（以下、プリチャージ期間Ｔｐｃ）は、予め求められた寄生遅延時間に合わせて設定された固定値である。本発明では、プリチャージ電流Ｉｐｃの値は所定電流Ｉｏｐの値より大きい値とした。プリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値の設定方法の詳細は後述する。

オーバーシュート電流Ｉｖｏは、応答遅延時間に基づき設定される電流である。応答遅延時間は、光源の応答特性によって異なる。例えば光源が劣化してきた場合には、応答特性が変化する。また光源毎の製造時のばらつき等によっても応答特性が異なる場合がある。そこでオーバーシュート電流Ｉｏｖの値は、光源の応答特性に応じて調整される変動値とした。オーバーシュート電流Ｉｖｏの印加期間（以下、オーバーシュート期間Ｔｏｖ）は固定値である。

本発明では、図３に示すような駆動電流Ｉｋを生成し、光源に供給することで、プリチャージ電流Ｉｐｃにより寄生遅延時間を短縮し、オーバーシュート電流Ｉｏｖで応答遅延時間を短縮できる。またプリチャージ電流Ｉｐｃを固定値とし、オーバーシュート電流Ｉｏｖのみを調整する構成としたため、発光遅延時間の短縮に係る制御の容易にし、短時間で光源の応答特性を改善させる。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。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が格納されている。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に供給する駆動電流を生成し、ＬＤの発光タイミングを制御する。本実施形態のＬＤドライバ２００は、所定電流Ｉｏｐに先立ち立ち上がるプリチャージ電流Ｉｐｃと、所定電流Ｉｏｐと同期して立ち上がるオーバーシュート電流Ｉｏｖとを含む駆動電流Ｉｋを出力する。

本実施形態の光源駆動回路１００は、ＣＰＵ１１０とＬＤドライバ２００とにより、駆動電流Ｉｋの制御を行う。具体的には光源駆動回路１００は、ＬＤの光出力に応じてオーバーシュート電流Ｉｏｖの値を算出し、予め設定されたプリチャージ電流Ｉｐｃとオーバーシュート電流Ｉｏｖとを含む駆動電流Ｉｋを生成する。

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、バイアス電流源２２０、プリチャージ電流源２３０、オーバーシュート電流源２４０、スイッチ２１１、２２１、２３１、２４１を有する。

スイッチング電流源２１０、バイアス電流源２２０、プリチャージ電流源２３０、オーバーシュート電流源２４０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、所定のスイッチング電流Ｉｈ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から供給される基準パルス信号からプリチャージ期間Ｔｐｃ分立ち上がりが遅延したパルス信号Ｓ１（図７参照）に基づきオン／オフが制御される。またスイッチング電流Ｉｈの値は、ＣＰＵ１１０からの指示により設定される。

バイアス電流源２２０は、ＣＰＵ１１０からのバイアス生成信号に基づき所定のバイアス電流Ｉｂを生成する。バイアス電流源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から供給されるバイアス生成信号に基づきオン／オフが制御される。またバイアス電流Ｉｂの値は、ＣＰＵ１１０からの指示により設定される。

プリチャージ電流源２３０は、スイッチング電流Ｉｈに先立ちＬＤに印加される第一の補助駆動電流としてのプリチャージ電流Ｉｐｃを生成する。プリチャージ電流源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から供給されるプリチャージ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、プリチャージ生成信号がオンの期間がプリチャージ期間Ｔｐｃである。具体的には本実施形態のスイッチ２３１は、点灯制御信号の立ち上がりからプリチャージ期間Ｔｐｃの間オンとされる。

オーバーシュート電流源２４０は、パルス信号Ｓ１の立ち上がりに、スイッチング電流Ｉｈを補助する第二の補助駆動電流としてのオーバーシュート電流Ｉｖｏを生成する。オーバーシュート電流源２４０は、スイッチ２４１を介してＬＤと接続されている。スイッチ２４１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期間Ｔｏｖである。具体的には本実施形態のスイッチ２４１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期間Ｔｏｖの間オンとされる。

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、スイッチング電流Ｉｈ、バイアス電流Ｉｂ、プリチャージ電流Ｉｐｃの電流値が設定されている。

遅延時間記憶部１２２は、プリチャージ期間Ｔｐｃとオーバーシュート期間Ｔｏｖ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によるオーバーシュート電流Ｉｏｖの算出の際に使用されるＬＤの点灯パターン信号が格納されている。

ＣＰＵ１１０において、電流制御部１１１は、電流値記憶部１２２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、プリチャージ生成信号とオーバーシュート生成信号とを生成する信号生成部である。またパルス生成部１１２は、バイアス生成信号と点灯パターン信号を生成しても良い。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の算出の際にのみ、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。

次に図７を参照して本実施形態のパルス生成部１１２によるプリチャージ生成信号及びオーバーシュート生成信号の生成について説明する。図７は、プリチャージ生成信号及びオーバーシュート生成信号の生成について説明する図である。

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と遅延時間ｔ２を取得する。遅延時間ｔ１は、プリチャージ期間Ｔｐｃと一致する時間である。遅延時間ｔ２は、プリチャージ期間Ｔｐｃとオーバーシュート期間Ｔｏｖとの合計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分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プリチャージ期間Ｔｐｃがオン（ハイレベル）となるプリチャージ生成信号を生成する。またパルス生成部１１２は、例えば基準パルス信号がハイレベル、パルス信号Ｓ１がハイレベル且つパルス信号Ｓ２がローレベルのときオーバーシュート期間Ｔｏｖがオン（ハイレベル）となるオーバーシュート生成信号とを生成する。

尚本実施形態では、遅延時間ｔ１，ｔ２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，ｔ２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，Ｓ２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，Ｓ２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。

次に図８を参照して本実施形態のＩｏｖ値設定部１１３によるオーバーシュート電流Ｉｏｖの設定について説明する。図８は、第一の実施形態のＩｏｖ値設定部の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態のＩｏｖ値設定部１１３は、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。

まず始めにＣＰＵ１１０は、オーバーシュート電流Ｉｏｖの設定指示を受け付ける（ステップＳ８０１）。本実施形態では、例えば光源駆動回路１００からＬＤへの駆動電流Ｉｋの供給が途切れた後に、再度ＬＤへの駆動電流Ｉｋの供給を開始する際に設定指示を受け付ける。この設定指示は、例えば画像形成装置１０の動作全体を制御するメインＣＰＵ（図示せず）等からＣＰＵ１１０へ通知されても良い。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Ｓ８０２）。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Ｓ８０３）。本実施形態の点灯パターン信号は、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、すなわちプリチャージ期間Ｔｐｃを読み出す（ステップＳ８０４）。次にＩｏｖ値設定部１１３は、電流値記憶部１２１からプリチャージ電流Ｉｐｃの電流値を読み出す（ステップＳ８０５）。続いてＩｏｖ値設定部１１３は、遅延時間記憶部１２２から遅延時間ｔ２を読み出し、遅延時間ｔ２と遅延時間ｔ１との差分をオーバーシュート期間Ｔｏｖとして読み出す（ステップＳ８０６）。

続いてＩｏｖ値設定部１１３は、電流値選択部１１４により、電流値を選択する電流値選択信号をＤＡＣ１３０へ出力する（ステップＳ８０７）。電流値選択部１１４は、ＤＡＣ１３０において出力可能な電流値のうち、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２４０へ出力する。オーバーシュート電流源２４０は、選択された電流値をＬＤへ供給する。このときパルス生成部１１２は、スイッチ２４１に対して、点灯パターン信号の立ち上がりと同期したオーバーシュート生成信号を供給する。オーバーシュート生成信号は、ステップＳ８０６で読み出されたオーバーシュート期間Ｔｏｖだけ、スイッチ２４１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Ｓ８０８）。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断する（ステップＳ８０９）。

ステップＳ８０９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Ｓ８１０）。ステップＳ８０９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はステップＳ８０７へ戻り、次に大きい電流値を選択する。

以下に図９を参照して、オーバーシュート電流Ｉｏｖについてさらに説明する。図９は、オーバーシュート電流Ｉｏｖを説明する図である。

図９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、所定範囲を例えば５０％を中心値として±５％とした場合を示している。尚所定範囲は予め設定された値であり、任意に設定することができる。

図９の（１）は、電流値選択部１１４により電流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、ＰＤの出力波形の立ち上がりの鈍りにより、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比は４５％未満となる。

図９の（２）は、電流値選択部１１４により、最も小さい電流値Ｉｖ′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期間Ｔｏｖの間、電流値Ｉｖ′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比は４５％未満である。

続いて図９の（３）は、電流値選択部１１４により、電流値Ｉｖ′よりも大きい電流値Ｉｖ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期間Ｔｏｖの間、電流値Ｉｖ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比は５０〜５５％の間となる。したがってＩｏｖ値設定部１１３は、電流値Ｉｖをオーバーシュート電流Ｉｏｖの値として設定する。

以上のように本実施形態では、プリチャージ電流Ｉｐｃの値及びプリチャージ期間Ｔｐｃは、予め値をメモリ１２０に格納しておき、所定電流Ｉｏｐ及び目標とする所定光量Ｐｏが変動しても変更せずに使用する。また本実施形態ではオーバーシュート電流Ｉｏｖの電流値については、光源の発光光量が変わるごとに調整して使用する。よって本実施形態では、プリチャージ電流Ｉｐｃについては一度設定すればよく、オーバーシュート電流Ｉｏｖのみ値を調整すればよい。このため本実施形態によれば、調整時間も短くすることができ、且つ回路規模を小さくすることができる。

図１０は、光源の光量が変化した場合の駆動電流波形と光出力波形の例を示す図である。図１０（Ａ）は、低光量(Pa)時の駆動電流波形と光出力波形を示し、図１０（Ｂ）は高光量(Pb)時の駆動電流波形と光出力波形を示す。また図１０（Ａ）における所定電流Ｉｏｐａの値と図１０（Ｂ）の所定電流Ｉｏｐｂの値の大小関係は、Ｉｏｐａ＜Ｉｏｐｂとなる。これは、所定電流Ｉｏｐの大きさに応じて光量が変化するためである。

図１０においてオーバーシュート電流Ｉｏｖに着目すると、光量の変化に伴って電流量が変動していることがわかる。尚電流量とは、オーバーシュート電流Ｉｏｖの値（駆動電流波形の振幅値）と、オーバーシュート期間Ｔｏｖとの乗算により求められる。

図１０の例では、光量の増加に伴いオーバーシュート電流Ｉｏｖの値が増加し、Ｉｏｖ２ａ＜Ｉｏｖ２ｂの関係となる。一方プリチャージ電流Ｉｐｃは主に光源のパッケージやボードの配線などの全体系に基づいて決定するため、所定電流Ｉｏｐ及び所定光量Ｐｏの大きさを変動させても電流値は変動せず、Ｉｐｃａ＝Ｉｐｃｂの関係となる。このように本実施形態では、光量の変化時はオーバーシュート電流Ｉｏｖの値のみを調整する簡易な設定で、安定した光出力波形の取得できる。

尚本実施形態では、オーバーシュート期間Ｔｏｖはメモリに格納された遅延時間ｔ１，ｔ２の差分と一致する固定値であるとしたが、遅延時間ｔ２の値を変更することで、オーバーシュート期間Ｔｏｖを変更しても良い。

次に、本実施形態のプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値の設定について説明する。本実施形態では、プリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの電流値は予め設定される固定値である。

以下に図１１を参照して、本実施形態の効果を説明する。図１１は、第一の実施形態の効果を説明する図である。図１１（Ａ）は、ＬＤに所定電流Ｉｏｐのみ印加した場合の駆動電流波形と光出力波形を示し、図１１（Ｂ）はＬＤに所定電流Ｉｏｐとオーバーシュート電流Ｉｏｖを印加した場合の駆動電流波形と光出力波形を示す。図１１（Ｃ）は、ＬＤに所定電流Ｉｏｐとプリチャージ電流を印加した場合の駆動電流波形と光出力波形を示し、図１１（Ｄ）はＬＤに所定電流Ｉｏｐとオーバーシュート電流Ｉｏｖとプリチャージ電流Ｉｐｃを印加した場合の駆動電流波形と光出力波形を示す。

図１１（Ａ）では、駆動電流波形が矩形波であるの対し、光出力波形では発光遅延時間Ｔ１が生じて立ち上がりが鈍っており、理想的な出力状態に比べて光量が補償できていない。図１１（Ｂ）では、駆動電流Ｉｋは、所定電流Ｉｏｐにオーバーシュート電流Ｉｏｖが加算されている。図１１（Ｂ）の光出力波形は、図１１（Ａ）と比較して、立ち上がりの鈍りが軽減し、高速に立ち上がっている。発光遅延時間Ｔ２に関しても、発光遅延時間Ｔ１より短縮されているが、理想的な出力状態に比べて十分な補償はできていない。

また図１１（Ｂ）においてオーバーシュート電流Ｉｏｖをさらに大きくすると、発光遅延時間Ｔ２はさらに改善していくが、所定光量Ｐｏを大幅に超えるため、ＬＤの劣化を促進する虞がある。

図１１（Ｃ）では、プリチャージ電流Ｉｐｃが、回路の配線などの寄生容量を事前に充電するため、光出力波形の発光遅延時間Ｔ３は発光遅延時間Ｔ１より短縮されている。しかし光出力波形の立ち上がりについては、図１１（Ａ）と同等の鈍りがある。

図１１（Ｄ）の駆動電流Ｉｋは、本実施形態の光源駆動回路１００が出力する駆動電流である。図１１（Ｄ）では、立ち上がりが改善した方形波に近い光出力波形を得ることができる。さらに発光遅延時間Ｔ４は、発光遅延時間Ｔ１〜Ｔ３より短縮されることがわかる。

次に、光源駆動回路１００に接続された評価装置によるプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値の算出について説明する。

本実施形態のプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値は、例えば画像形成装置１０の製造過程で光源駆動回路１００に接続された評価装置等により算出され、この算出された値がメモリ１２０に格納されても良い。

図１２は、光源駆動回路に接続される評価装置の機能構成の例を示す図である。本実施形態では、評価装置３００は、例えばＡＤＣ１５０の出力側とＣＰＵ１１０の入力側の間に接続されても良い。

評価装置３００は、例えば演算処理部と記憶部とを有するコンピュータである。評価装置３００は、指示受付部３１０、Ｔｐｃ値設定部３２０、Ｉｐｃ値設定部３３０、閾値記憶部３４０を有する。

指示受付部３１０は、プリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの設定指示を受け付ける。本実施形態では、例えば評価装置３００が光源駆動回路１００と接続されたときに設定指示を受けたものとしても良い。また評価装置３００は、例えば評価装置３００を用いる評価者により設定指示が入力されたときにこれを受け付けても良い。

Ｔｐｃ値設定部３２０は、パルス選択部３２１、積分光量取得部３２２、Ｔｐｃ判定部３２３を有し、プリチャージ期間Ｔｐｃを算出して設定する。

Ｉｐｃ値設定部３３０は、電流値選択部３３１、積分光量取得部３３２、Ｉｐｃ判定部３３３を有し、プリチャージ電流Ｉｐｃの値を算出して設定する。

閾値記憶部３４０には、Ｔｐｃ値設定部３２０で用いられるＴｐｃ閾値３４１と、Ｉｐｃ値設定部３３０で用いられるＩｐｃ閾値３４２とが格納されている。

Ｔｐｃ閾値３４１は、ＬＤの発光が検出されたか否かを判断するための閾値である。Ｉｐｃ閾値３４２は、ＬＤの光量が所定の光量となったか否かを判断するための閾値である。Ｔｐｃ値設定部３２０とＩｐｃ値設定部３３０の処理の詳細は後述する。

以下に図１３を参照して本実施形態の評価装置３００によるプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値の設定を説明する。図１３は、評価装置によるプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの設定を説明するフローチャートである。

評価装置３００は、指示受付部３１０により設定指示を受け付けると（ステップＳ１３１）、始めにＴｐｃ値設定部３２０によりプリチャージ期間Ｔｐｃを設定する（ステップＳ１３２）。続いて評価装置３００は、Ｉｐｃ値設定部３３０によりプリチャージ電流Ｉｐｃを設定する（ステップＳ１３３）。

このように本実施形態では、始めにプリチャージ期間Ｔｐｃを設定してからプリチャージ電流Ｉｐｃを設定する。

次に、図１４を参照してＴｐｃ値設定部３２０によるプリチャージ期間Ｔｐｃの設定について説明する。図１４は、評価装置におけるＴｐｃ値設定部の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態では、ＬＤに対し、所定電流Ｉｏｐより大きい電流の供給が開始されてから、ＬＤの発光が検出されるまでの時間を、プリチャージ期間Ｔｐｃに設定する。

本実施形態では、プリチャージ期間Ｔｐｃをより短い期間に設定することが好ましい。プリチャージ期間Ｔｐｃを短くすれば、寄生容量Ｃを短時間で充電でき、寄生遅延時間ｔａを短縮することができる。

本実施形態では、プリチャージ期間Ｔｐｃを設定する際にＬＤに供給される所定電流Ｉｏｐより大きい電流を、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓと呼ぶ。Ｔｐｃ設定電流Ｉｓは、例えば評価装置３００が有する記憶装置（図示せず）内に格納されている。尚Ｔｐｃ設定電流Ｉｓは、例えば光源駆動回路１００のメモリ１２０に格納されていても良い。

本実施形態の評価装置３００において指示受付部３１０が設定指示を受け付けると、Ｔｐｃ値設定部３２０は、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓを読み出す（ステップＳ１４１）。続いて評価装置３００は、ＣＰＵ１１０及びＤＡＣ１３０を介してプリチャージ電流源２３０にＴｐｃ設定電流Ｉｓを出力させる。このときバイアス電流Ｉｂとスイッチング電流Ｉｈとはオフされており、ＬＤに供給される電流はプリチャージ電流源２３０から出力されるＴｐｃ設定電流Ｉｓのみとする。

続いてＴｐｃ値設定部３２０は、パルス選択部３２１により、ＣＰＵ１１０に対してパルス信号の選択指示信号を出力する（ステップＳ１４２）。このときパルス選択部３２１は、ＬＤの発光が検出されたか否かを判断するために、ＣＰＵ１１０に対してパルス幅の狭いパルス信号から順に選択させる。

ＣＰＵ１１０においてパルス信号が選択されると、ＬＤドライバ２００を介して選択されたパルス信号がプリチャージ生成信号としてスイッチ２３１へ供給される。本実施形態のスイッチ２３１は、プリチャージ生成信号がハイレベルの期間オンとされるものである。Ｔｐｃ設定電流Ｉｓは、スイッチ２３１がオンとなるとＬＤに供給される。

続いて積分光量取得部３２２は、ＬＰＦ１４０によりＬＤの光量に基づきＰＤから出力される電気信号の波形を積分して得られた積分光量を、ＡＤＣ１５０を介してデジタル値として取得する（ステップＳ１４３）。

続いてＴｐｃ判定部３２３は、閾値記憶部３４０に格納されたＴｐｃ閾値３４１を参照し、積分光量がＴｐｃ閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４４）。ステップＳ１４４において、積分光量がＴｐｃ閾値以上である場合、Ｔｐｃ判定部３２３３はＬＤの発光が検出されたものと判断し、ステップＳ１４２で選択されたパルス信号より一つ前に選択されたパルス信号のパルス幅をプリチャージ期間Ｔｐｃとする。ここでＴｐｃ判定部３２３は、ＣＰＵ１１０を介してメモリ１２０にプリチャージ期間Ｔｐｃを保存する（ステップＳ１４５）。

ステップＳ１４４において積分光量がＴｐｃ閾値未満の場合、Ｔｐｃ値設定部３２０はステップＳ１４２へ戻り、次に幅の狭いパルス信号を選択する。

以下に図１５を参照して、プリチャージ期間Ｔｐｃについてさらに説明する。図１５は、プリチャージ期間Ｔｐｃを説明する図である。

図１５の（１）〜（４）では、パルス幅の狭いパルス信号から順に選択された際のＰＤの出力波形を示している。尚ＰＤから出力される電気信号は、抵抗Ｒ１により電圧値に変換されて、ＬＰＦ１４０へ供給される。

図１５に示す（１）では、ＣＰＵ１１０において最初に選択されるパルス信号Ｐ１０がＬＤに供給された場合のＰＤの出力波形を示している。パルス信号Ｐ１０は、ＣＰＵ１１０で選択可能なパルス信号のうちパルス幅が最も狭い信号であり、パルス幅をＰ１とする。図１５の（１）では、パルス幅Ｐ１の期間だけ、Ｔｐｃ設定電流ＩｓがＬＤに供給される。このときＰＤの出力は現れず、積分光量は０である。したがって、ＬＤが発光していないことがわかる。

図１５に示す（２）では、パルス幅Ｐ２のパルス信号Ｐ２０が選択された場合のＰＤの出力波形を示している。このときＬＤには、パルス幅Ｐ２の期間だけ、Ｔｐｃ設定電流ＩｓがＬＤに供給され、ＰＤの出力がわずかに現れる。このときの積分光量がＳ１である。

図１５に示す（３）では、パルス幅Ｐ３のパルス信号Ｐ３０が選択された場合のＰＤの出力波形を示している。このときＬＤには、パルス幅Ｐ３の期間だけ、Ｔｐｃ設定電流ＩｓがＬＤに供給され、パルス幅Ｐ２の期間Ｔｐｃ設定電流Ｉｓを供給してときよりはＰＤの出力が大きくなる。このときの積分光量がＳ２である。

本実施形態では、このようにパルス信号のパルス幅を徐々に広げていき、ＰＤの出力波形の積分光量がＴｐｃ閾値以上となったとき、ＬＤの発光を検出したものとする。

Ｔｐｃ閾値は、ＬＤが所定光量Ｐｏを出力している際のＰＤの出力波形の積分光量（以下、全体積分光量）に対する、パルス信号によるＬＤの発光に対応したＰＤの出力波形の積分光量の割合である。本実施形態では、Ｔｏｖ閾値は、全体積分光量の数％程度に設定しても良い。本実施形態では、例えばＴｐｃ閾値を５％とした。この場合、ＰＤの出力波形の積分光量が、全体積分光量の５％以上となったとき、ＬＤが発光していると判断する。

図１５において、例えば積分光量Ｓ１が全体積分光量の３％程度であり、積分光量Ｓ２が全体積分光量の１０％程度であるとしたら、Ｔｐｃ値設定部３２０はパルス幅Ｐ２をプリチャージ期間Ｔｐｃに設定する。

ここで図１６を参照し、プリチャージ期間Ｔｐｃを設定する際にＬＤに供給されるＴｐｃ設定電流Ｉｓについて説明する。

図１６は、ＬＤの電流−光出力特性を示す図である。図１６において領域Ｓ１０は、電流−光出力特性における線形領域であり、領域Ｓ２０は電流−光出力特性における非線形領域である。

本実施形態のＴｐｃ設定電流Ｉｓの値は、図１６に示す線形領域Ｓ１０内における所定電流Ｉｏｐより大きく、非線形領域Ｓ２０における光出力の最大Ｐｍａｘに対応する電流Ｉｍａｘ以下の値であれば良い。尚図１６に示す電流Ｉｔｈは、ＬＤが発光を開始する閾値となる閾値電流である。

本実施形態では、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓは上記の範囲内において大きいほど短時間でＬＤの発光を検知することができ、プリチャージ期間Ｔｐｃを短時間に設定できるため、好ましい。よって例えば本実施形態では、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓを電流Ｉｍａｘとしても良い。具体的には例えば、本実施形態ではプリチャージ期間Ｔｐｃが１ｎｓｅｃ程度となるようにＴｐｃ設定電流Ｉｓの値を決めても良い。

このように本実施形態では、プリチャージ期間Ｔｐｃを設定する際に、ＬＤから目標光量として設定された所定光量Ｐｏを得るための所定電流Ｉｏｐよりも大きな電流をＬＤへ供給し、短時間でＬＤの発光を検出させる。尚本実施形態では、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓの値をＬＤの定格電流を越えた値とした場合でも、ＬＤにＴｐｃ設定電流Ｉｓが供給されるのはＬＤが破損しない程度の期間となる。

次に図１７を参照して評価装置３００のＩｐｃ値設定部３３０によるプリチャージ電流Ｉｐｃの設定について説明する。図１６は、評価装置におけるＩｐｃ値設定部の処理を説明するフローチャートである。

本実施形態の評価装置３００において指示受付部３１０が設定指示を受け付けると（ステップＳ１７０１）、Ｉｐｃ値設定部３３０は、所定電流Ｉｏｐを読み出す（ステップＳ１７０２）。Ｉｐｃ値設定部３３０は、ＣＰＵ１１０を介してメモリ１２０から点灯パターン信号を読み出す（ステップＳ１７０３）。続いてＩｐｃ値設定部３３０は、プリチャージ期間Ｔｐｃを読み出す（ステップＳ１７０４）。

プリチャージ期間Ｔｐｃを読み出すと、Ｉｐｃ値設定部３３０は、電流値選択部３３１により、電流値を選択する電流値選択信号をＣＰＵ１１０を介してＤＡＣ１３０へ出力する（ステップＳ１７０５）。電流値選択部３３１は、ＤＡＣ１３０において出力可能な電流値のうち、値の小さい電流値から順に選択する。

ＤＡＣ１３０は、ＣＰＵ１１０を介して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プリチャージ電流源２３０へ出力する。プリチャージ電流源２３０は、選択された電流値をＬＤへ供給する。このときパルス生成部１１２は、スイッチ２３１に対して、点灯パターン信号の立ち上がりと同期したプリチャージ生成信号を供給する。プリチャージ生成信号は、ステップＳ１６０４で読み出されたプリチャージ期間Ｔｐｃがハイレベルとなる信号であり、プリチャージ期間Ｔｐｃの間スイッチ２３１をオンさせる。

続いてＩｐｃ値設定部３３０は、積分光量取得部３３２により、ＡＤＣ１５０から出力されるＰＤの出力波形の積分光量を取得する（ステップＳ１７０６）。続いてＩｐｃ値設定部３３０は、Ｉｐｃ判定部３３３により閾値記憶部３４０を参照し、取得した積分光量がＩｐｃ閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１７０７）。

ステップＳ１６０７において、積分光量がＩｐｃ閾値以上であるとき、Ｉｐｃ値設定部３３０はこのとき選択した電流値をプリチャージ電流Ｉｐｃの値とし、ＣＰＵ１１０を介してメモリ１２０に保存させる（ステップＳ１７０８）。ステップＳ１６０７において、積分光量がＩｐｃ閾値以上でないとき、Ｉｐｃ値設定部３３０はステップＳ１７０５へ戻り、次に大きい電流値を選択する。

以上のように本実施形態では、光源駆動回路１００に接続した評価装置３００により、固定値であるプリチャージ電流Ｉｐｃの値とプリチャージ期間Ｔｐｃを算出し、光源駆動回路１００に設定する。本実施形態では、このようにプリチャージ期間Ｔｐｃとプリチャージ電流Ｉｐｃの値とを設定することで、短時間で静電容量Ｃを充電することができる。

図１８は、Ｔｐｃ設定電流Ｉｓによりプリチャージ期間を設定した場合の駆動電流波形を示す図である。

図１８に示す駆動電流Ｉｋでは、プリチャージ期間Ｔｐｃが短く設定されている。このプリチャージ期間Ｔｐｃは、ＬＤの発光応答時間より短い時間である。本実施形態のＬＤの発光応答時間とは、光源駆動回路１００全体の中で、駆動電流Ｉｋを生成してからＬＤが発光し始めるまでの時間を示す。

具体的には例えば、ＬＤの最大光量Ｐｍａｘを得る電流ＩｍａｘをＴｐｃ設定電流Ｉｓとしても良い。このようにしてプリチャージ期間Ｔｐｃを設定すれば、ＶＣＳＥＬ等の寄生容量や微分抵抗が大きい光源でも高速に寄生容量Ｃを充電することができる。またＬＤを高速駆動する際にも、ＬＤのオフ（消灯）時間内に余裕を持って駆動電流Ｉｋを印加でき、１つ前の駆動電流Ｉｋに対する干渉を抑制できる。

尚本実施形態では、評価装置３００は光源駆動回路１００の外部に接続されるものとしたが、これに限定されない。本実施形態の光源駆動回路１００は、例えばＣＰＵ１１０が評価装置３００の有する機能を有していても良い。この場合光源駆動回路１００は、評価装置３００を用いずにプリチャージ電流Ｉｐｃの値とプリチャージ期間Ｔｐｃをメモリ１２０へ保存することができる。

以上のように本実施形態では、プリチャージ電流Ｉｐｃで寄生容量Ｃを高速に充電して寄生遅延時間ｔａを短縮できる。また本実施形態では、ＬＤの光量に応じて設定されるオーバーシュート電流Ｉｏｖにより応答遅延時間ｔｂも短縮できる。よって本実施形態では、最終的な発光遅延時間ｔを短縮することができ、必要な光量を補償することができる。

ところで従来では、特に、パッケージの大きいＬＤでは、寄生容量の増大や波長帯によっては抵抗成分が増大すること等、さまざまな応答特性の変動要因を有している。例えば、波長７８０ｎｍ帯の赤外半導体レーザと比較して、６５０ｎｍ帯赤色光半導体レーザは一般的に微分抵抗が大きいため、常に高速に光出力の応答が得られるわけではなく、波形の鈍りが発生する場合がある。また赤外半導体レーザでも、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser;垂直共振器面発光レーザ）等は、構造上の違いにより微分抵抗が数百Ω程度と、端面型レーザに比較して非常に大きい微分抵抗を持っている。よってＶＣＳＥＬ自身の端子容量やＶＣＳＥＬを搭載している基板の寄生容量やドライバの端子容量等とＶＣＳＥＬの微分抵抗によりＣＲの時定数が発生する。このため、ＶＣＳＥＬ自身は高速に変調できる素子特性やカットオフ周波数Ftを持っていても、基板に搭載すると所望の高速に光出力の応答が得られず発光遅延時間が増大してしまうという問題があった。

本実施形態では、どのような光源であっても、寄生容量や微分抵抗などに応じて光出力波形を補正するため、発光遅延時間を短縮でき、所定電流Ｉｏｐの電流波形に近い光出力波形を得ることができる。つまり本実施形態によれば、ＶＣＳＥＬのような複数の光源を有し、且つ微分抵抗が大きい光源であっても、各光源毎に最適なプリチャージ電流Ｉｐｃとオーバーシュート電流Ｉｏｖを設定することができる。よって本実施形態によれば、光源間の発光ばらつきを抑制することができ、例えば画像形成装置１０における画像の濃度ばらつきや色ずれを抑制することができる。また本実施形態では、オーバーシュート電流Ｉｏｖは所定電流Ｉｏｐの大きさ及び光量に応じて調整されるため、光源の光量が変更されても所望の光出力波形を得ることができる。

このように本実施形態によれば、光出力の発光遅延時間を短縮し、且つ応答特性を改善することができる。

（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は、駆動電流Ｉｋにバイアス電流Ｉｂを含まない点が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、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、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１９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。ＬＤドライバ２００Ａは、スイッチング電流源２１０、プリチャージ電流源２３０、オーバーシュート電流源２４０、スイッチ２１１、２３１、２４１を有する。本実施形態のＬＤドライバ２００Ａは、ＤＡＣ１３０から供給されるアナログ値に基づき３つの電流源から電流を出力し、駆動電流Ｉｋを生成する。具体的には本実施形態のＬＤドライバ２００Ａは、スイッチング電流Ｉｈの立ち上がりから先行して印加されるプリチャージ電流Ｉｐｃと、スイッチング電流Ｉｈと同期して印加されるオーバーシュート電流Ｉｏｖとを含む駆動電流Ｉｋを生成し、ＬＤへ供給する。

図２０は、第二の実施形態の駆動電流波形を示す図である。

本実施形態の駆動電流Ｉｋでは、バイアス電流Ｉｂを用いないため、スイッチング電流Ｉｈの電流値と所定電流Ｉｏｐの電流値とが等しくなる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態は、駆動電流Ｉｋにアンダーシュート電流を含む点が第一の実施形態と相違する。よって本発明の第三の実施形態では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、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２１は、第三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１００Ｂは、ＬＤドライバ２００Ｂを有する。本実施形態の光源駆動回路１００Ｂは、ＣＰＵ１１０Ａと、ＬＤドライバ２００Ｂとを有する。ＬＤドライバ２００Ｂは、スイッチング電流源２１０、バイアス電流源２２０、プリチャージ電流源２３０、オーバーシュート電流源２４０、アンダーシュート電流源２５０、スイッチ２１１、２２１、２３１、２４１、２５１を有する。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、スイッチ２５１がオンされると、スイッチング電流Ｉｈ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２５１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、アンダーシュート期間Ｔｕｄ）オンされる。

図２２は、第三の実施形態のＣＰＵの機能構成を説明する図である。本実施形態のＣＰＵ１１０Ａは、第一の実施形態のＣＰＵ１１０の有する各部に加え、Ｉｕｄ値設定部１１７を有する。

本実施形態のＩｕｄ値設定部１１７は、メモリ１２０を参照し、プリチャージ電流Ｉｐｃの電流量と、オーバーシュート電流Ｉｏｖの電流量との和を算出する。尚電流量とは、電流値×オン時間で定義される。具体的には例えばプリチャージ電流Ｉｐｃの電流量は、プリチャージ電流Ｉｐｃの電流値と、プリチャージ期間Ｔｐｃの積である。オーバーシュート電流Ｉｏｖの電流量は、オーバーシュート電流Ｉｏｖの電流値と、オーバーシュート期間Ｔｏｖの積である。

そしてＩｕｄ値設定部１１７は、２つの電流量の和とアンダーシュート電流Ｉｕｄの電流量とが等しくなるようにアンダーシュート電流Ｉｕｄの電流値とアンダーシュート期間Ｔｕｄとを設定する。

アンダーシュート電流Ｉｕｄには光出力波形の立ち下がりの鈍り補正と、プリチャージ電流Ｉｐｃ等により充電された寄生容量の放電の役割を果たす。このため光出力波形の改善に必要なアンダーシュート電流の電流量はオーバーシュート電流Ｉｏｖの電流量とほぼ等しく、寄生容量の放電に必要なアンダーシュート電流の電流量はプリチャージ電流Ｉｐｃの電流量とほぼ等しくなる。

よって本実施形態では、アンダーシュート電流Ｉｕｄの電流量を２つの電流量の和と等しくなるように設定することで光出力波形の応答特性をさらに改善できる。

また本実施形態では、プリチャージ電流Ｉｐｃとオーバーシュート電流Ｉｏｖを用いてアンダーシュート電流Ｉｕｄを設定するため、複雑な演算等が不要であり、高速にアンダーシュート電流Ｉｕｄを設定できる。また本実施形態では、アンダーシュート期間Ｔｕｄは、オーバーシュート期間Ｔｏｖと等しくしても良い。この場合、光出力波形の立ち上がり時の応答と立ち下がり時の応答とをほぼ等しくさせることができる。

図２３は、第三の実施形態の駆動電流波形を示す図である。

本実施形態の駆動電流Ｉｋは、第一の実施形態に所定電流Ｉｏｐの立ち下がりに同期してアンダーシュート電流Ｉｕｄが印加されている。アンダーシュート電流Ｉｕｄは光出力波形の立ち下がりの鈍りの低減させることができ、さらに充電された寄生容量を高速に放電させることができる。

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
２０ 光走査装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ 光源駆動回路
１１０、１１０Ａ ＣＰＵ
１１１ 電流制御部
１１２ パルス生成部
１１３ Ｉｏｖ２値設定部
１１７ Ｉｕｄ値設定部
１２０ メモリ
１３０ ＤＡＣ
１４０ ＬＰＦ
１５０ ＡＤＣ
２００、２００Ａ、２００Ｂ ＬＤドライバ
２１０ スイッチング電流源
２２０ バイアス電流源
２３０ プリチャージ電流源
２４０ オーバーシュート電流源
２５０ アンダーシュート電流源

特許第３４６６５９９号公報 特許第３５７８５９６号公報

Claims (9)

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、前記所定電流に先立ち印加される第一の補助駆動電流と、前記所定電流と同期して加算される第二の補助駆動電流とを含む駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
   前記駆動電流生成部に対し、前記第一の補助駆動電流を固定値に設定し、前記第二の補助駆動電流を前記光源から出力される光量に応じて算出された値に設定する制御部と、を有し、
   前記第一の補助駆動電流の値は、前記光源が実装された基板の寄生容量に依存する寄生遅延時間に基づく固定値であり、
   前記第二の補助駆動電流の値は、前記光源の応答特性に依存する発光遅延時間に応じて制御される値である、光源駆動回路。
2. 前記所定電流に先立ち、前記光源に前記第一の補助駆動電流を第一の期間印加させる第一の信号と、
   前記所定電流に前記第二の補助駆動電流を第二の期間加算させる第二の信号と、を生成する信号生成部を有し、
   前記第一の期間は、前記所定電流の立ち上がりから前記光源の発光が検出されるまでの期間より短い期間である請求項１記載の光源駆動回路。
3. 前記光源から発光された光を受光し、受光した光量に対応する大きさの信号を出力する受光素子と、
   前記受光素子から出力された信号波形を積分する積分部と、
   前記第二の補助駆動電流の値を設定する電流値設定部と、
   前記光源を所定期間点灯させ、所定期間消灯させる点灯パターン信号が格納された点灯パターン記憶部と、を有し、
   前記電流値設定部は、
   前記所定電流に加算される電流値を小さい値から順に選択する電流値選択部と、
   前記所定電流に前記電流値を加算した電流が前記光源に供給されたときの前記受光素子の前記信号波形の積分値が、予め設定された所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、を有し、
   前記積分値が前記所定範囲内となったとき、前記電流値を前記第二の補助駆動電流の値に設定する請求項２記載の光源駆動回路。
4. 前記第一の期間は、
   前記光源に対し、前記所定電流より大きく且つ前記光源の電流−光出力特性における光出力の最大値に対応する電流以下である電流の供給を開始してから、前記光源が発光するまでの期間である請求項２又は３記載の光源駆動回路。
5. 前記所定電流は、
   予め設定されたバイアス電流と、前記光源の点灯制御信号に基づき前記光源に供給されるスイッチング電流とを含む請求項２ないし４の何れか一項に記載の光源駆動回路。
6. 前記駆動電流は、前記所定電流の立ち下がりと同期して前記所定電流から減算されるアンダーシュート電流を含み、
   前記アンダーシュート電流の電流量は、前記第一の補助駆動電流の電流量と前記第二の補助駆動電流の電流量の和と等しい請求項２ないし５の何れか一項に記載の光源駆動回路。
7. 前記アンダーシュート電流を前記所定電流から減算するアンダーシュート期間は、前記第二の期間と等しい請求項６記載の光源駆動回路。
8. 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、前記所定電流に先立ち印加される第一の補助駆動電流と、前記所定電流と同期して加算される第二の補助駆動電流とを含む駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
   前記駆動電流生成部に対し、前記第一の補助駆動電流を固定値に設定し、前記第二の補助駆動電流を前記光源から出力される光量に応じて算出された値に設定する制御部と、を有し、
   前記第一の補助駆動電流の値は、前記光源が実装された基板の寄生容量に依存する寄生遅延時間に基づく固定値であり、
   前記第二の補助駆動電流の値は、前記光源の応答特性に依存する発光遅延時間に応じて制御される値である、光走査装置。
9. 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、前記所定電流に先立ち印加される第一の補助駆動電流と、前記所定電流と同期して加算される第二の補助駆動電流とを含む駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
   前記駆動電流生成部に対し、前記第一の補助駆動電流を固定値に設定し、前記第二の補助駆動電流を前記光源から出力される光量に応じて算出された値に設定する制御部と、を有し、
   前記第一の補助駆動電流の値は、前記光源が実装された基板の寄生容量に依存する寄生遅延時間に基づく固定値であり、
   前記第二の補助駆動電流の値は、前記光源の応答特性に依存する発光遅延時間に応じて制御される値である、画像形成装置。

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