JPH11105336A - 半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素変調回路の出力信号に正確に対応したレ
ーザ駆動電流を得ること。 【解決手段】 画素変調回路１では入力画素データに応
じたパルス幅の信号を出力し、接続回路３においてその
信号をレーザ駆動回路２に伝達する。レーザ駆動回路２
では接続回路３からの信号を基にそのパルス幅に応じた
電流を安定して半導体レーザに供給する。画素変調回路
１、接続回路３及びレーザ駆動回路２を１つの半導体集
積回路内に構成することで、画素変調信号はＩＣチップ
内部でレーザ駆動回路２まで伝送されるため、ＩＣチッ
プのピンに付く大きな容量による波形なまり、波形細り
を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばレーザビ
ームプリンタなどに用いる半導体集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームを用いて画像出力を
行うレーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形
成装置は一例として図４のような構成となっている。

【０００３】図４中、フォトダイオード４１は、レーザ
光源としての半導体レーザ４２が出力するレーザ光のモ
ニタリングを行う。半導体レーザ４２はレーザドライバ
４４によって駆動される。光量制御部４３はモニタされ
た光量に基づいて半導体レーザ４２への供給電流を制御
し、フォトダイオード４１からの出力が所定値となるよ
うにレーザドライバ４４を制御する。光量制御部４３と
レーザドライバ４４はレーザ駆動回路２を構成する。

【０００４】ポリゴンミラー４５は半導体レーザ４２か
ら照射されたレーザビームＩを偏光するためのものてあ
り、モータ軸に固定されて図中矢印方向への回転を行
い、感光ドラム４６上にビームＩを走査する。ｆ- θレ
ンズ４７は偏光されたレーザビームＩを感光ドラム４６
上に集光するものである。

【０００５】受光ダイオードからなるビームディテクタ
４８はレーザビームＩにより感光ドラム４６上の情報書
き込み開始位置を検出し、水平同期信号発生回路４９は
ビームディテクタ４８の出力に基づいて水平同期信号Ｈ
ｓｙｎｃを発生する。

【０００６】ブランキング回路５０は、水平同期信号に
基づいて、次にビームディテクタ４８がレーザビームＩ
を検出すべきタイミングで半導体レーザ４２をオンさせ
るアンブランキング信号ＵＮＢＬを発生し、これをオア
回路５１に供給する。

【０００７】画素変調データ発生源５２は、水平同期信
号Ｈｓｙｎｃに同期して画素クロックＳＣＫを発生し、
さらに、この画素クロックＳＣＫに同期して例えば８ビ
ットで画素階調を表す画素変調データを出力する。

【０００８】画素変調回路１は画素変調データ発生源５
２より発生する画素変調データに基づいて、水平同期信
号Ｈｓｙｎｃに同期して発生された画素クロックＳＣＫ
に同期してパルス幅変調された信号を発生する。

【０００９】オア回路５１には画素変調回路１から供給
されるパルス幅変調された画信号も入力される。オア回
路５１からの出力がレーザドライバ４４に与えられ、こ
れにより前記光量制御部４３によって設定された電流が
半導体レーザ４２に供給される。

【００１０】このようなシステムにより階調を表現する
ことで、高精細な画像出力を得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は画素変調回路とレーザードライバ及び光量制御回路か
らなるレーザ駆動回路とはそれぞれ別々の半導体集積回
路（以下ＩＣ回路）内で構成されている。

【００１２】このため画素変調回路の出力パルスは一旦
このＩＣ回路の外に出た後、レーザ駆動回路に入力され
ることになる。このように画素変調信号はこれら両ＩＣ
チップのピンを介して出入力が行われる。しかし、これ
らＩＣチップのピンには非常に大きな容量が付いている
ため、画素変調信号伝送の際に信号波形をなまらせる又
は細らせてしまう。また両ＩＣ間を結ぶ配線にも容量成
分がありこれも波形なまり、細りの要因の一つとなる。
このように波形なまり又は細りのある信号をレーザ駆動
回路に入力すると、半導体レーザの発光量は本来発光さ
せようとしている量とは異なってしまう。さらに画素変
調信号が細いパルスとなった時には、先の現象のために
出力パルスがなくなってしまうという問題を発生する。

【００１３】さらにＩＣ外部に画素変調信号を出力する
ことは、それだけ外部のノイズの影響を受けやすくして
しまうことになる。これは、その出カ信号が非常に微細
な変化をする画素変調信号にとっては大きな問題とな
る。

【００１４】そこで本発明の目的は、以上のような問題
を解消した半導体集積回路を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、クロック信号に同期して
発生する三角波を、前記クロック信号に同期した画素変
調データに対応した直流電圧と比較することによりパル
ス幅変調信号を出力する画素変調手段と、前記画素変調
手段からのパルス幅変調信号を入力し当該パルス幅変調
信号に基づいて半導体レーザを駆動するレーザ駆動手段
と、前記画素変調手段から出力されるパルス幅変調信号
を前記レーザ駆動手段に伝達するための接続手段とを具
えたことを特徴とする。

【００１６】また請求項２にかかる発明は、請求項１に
おいて、前記画素変調手段は、前記クロツク信号のデュ
ーティを再生するデューティ再生手段と、前記デューテ
ィの再生されたクロック信号に同期して三角波を発生す
る三角波発生手段と、前記画素変調データに対応するレ
ベルの直流信号を出力するＤ／Ａコンバータと、前記三
角波信号と前記Ｄ／Ａコンバータ出力を比較する比較手
段とを有することを特徴とする。

【００１７】さらに請求項３にかかる発明は、請求項１
または２において、前記接続手段は、差動増輻回路を含
むように構成したことを特徴とする。

【００１８】さらに請求項４にかかる発明は、請求項３
において、前記画素変調手段は、前記パルス変調信号と
して差動信号を出力し、前記差動増幅回路は、前記画素
変調手段からの差動信号を入力するバッファアンプと、
該バッファアンプの出力を入力して差動増幅するための
１対のトランジスタを有することを特徴とする。

【００１９】さらに請求項５にかかる発明は、請求項１
〜４のいずれかの半導体集積回路は、レーザビームプリ
ンタに適用したことを特徴とする。

【００２０】さらに請求項６にかかる発明は、請求項１
〜４のいずれかの半導体集積回路は、デジタル複写機に
適用したことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下図１において本発明の実施形
態を説明する。

【００２２】図１は半導体集積回路全体をあらわしてお
り、画素変調回路１、レーザ駆動回路２及びこれら両回
路を接続する接続回路３からなっており、これらは１つ
の半導体集積回路内に構成されている。

【００２３】図１中、画素変調回路１は、１例として図
２の様な構成になっている。図２の画素変調回路は、入
力された水平同期信号Ｈｓｙｎｃに同期した画素クロッ
クＳＣＫのデューティを再生するデューティ再生回路
４、再生されたクロック信号ＳＣＫｌをもとに三角波信
号ＴＲＩを発生する三角波発生回路５、入力画素データ
Ｄｖを三角波信号ＴＲＩのピーク・ピーク電圧内で直流
電圧に変換するＤ／Ａコンバータ６及び三角波信号ＴＲ
ＩとＤ／Ａコンバータ出力を比較する比較回路７からな
り、比較回路７の出力結果が画素変調信号ＰＷＭとなっ
て現れる。ここでは入力画素データは一例として８ビッ
トで構成している。

【００２４】図３の（ａ）に水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、
（ｂ）に入力画素クロックＳＣＫ、（ｃ）に入力画素デ
ータＤｖ、（ｄ）にデューティの再生されたクロック信
号ＳＣＫｌ、（ｅ）に三角波信号ＴＲＩ及びＤ／Ａコン
バータ出力ＤＡ０、（ｆ）に画素変調信号ＰＷＭをそれ
ぞれ示す。これによりこの場合は２５６の階調を持つ画
素変調信号を得ることができる。画素変調回路１は、画
素変調信号として、差動信号を出力する。この画素変調
回路１について詳しくは特開平０６−３３９０１４号に
記載されており、本発明においても画素変調回路１には
これと同様のものを適用することができる。

【００２５】接続回路３は画素変調出力信号をレーザ駆
動回路２に伝達するための回路である。この回路はバッ
ファアンプＢ１、トランジスタＱ１〜Ｑ４、抵抗Ｒ１〜
Ｒ２及び電流源Ｉ１〜Ｉ３からなり、画素変調回路１の
（差動）出力信号を差動でレーザ駆動回路２に伝達す
る。このように接続回路３においては、非反転及び反転
信号からなる差動信号のゼロクロス点で信号幅が決定さ
れる、差動増幅回路を用いることにより正確な信号幅の
画素変調出力信号をレーザ駆動回路２に伝達できる。

【００２６】レーザ駆動回路２は、画素変調回路１で発
生したパルスを接続回路３を介して入力し、このパルス
幅に応じてレーザ駆動電流を発生することで半導体レー
ザを制御する。このレーザ駆動回路２には光量制御回路
（図４参照）も含まれており、この光量制御回路により
安定した電流を半導体レーザに供給する。

【００２７】画素変調回路１では入力画素データに応じ
たパルス幅の信号を出力し、接続回路３においてその信
号をレーザ駆動回路２に伝達する。レーザ駆動回路２で
は接続回路３からの信号を基にそのパルス幅に応じた電
流を安定して半導体レーザに供給する。

【００２８】このように画素変調回路１、接続回路３及
びレーザ駆動回路２を１つの半導体集積回路内に構成す
ることで、画素変調信号はＩＣチップ内部でレーザ駆動
回路２まで伝送されるため、ＩＣチップのピンに付く大
きな容量による波形なまり、波形細りを回避することが
できる。また、ＩＣ外部の配線による波形なまり、波形
細りも同様に回避できる。さらにＩＣ外部のノイズ等に
よる外乱からも画素変調信号を保護することができ、正
確な画素変調信号でレーザ駆動回路２はレーザ駆動電流
を発生し、半導体レーザを駆動できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力画素データに応じたパルス幅で信号を出力する画素変
調回路、入力された信号のパルス幅に応じて安定した電
流を半導体レーザに供給するレーザ駆動回路を同一の半
導体集積回路内に構成することで、画素変調回路の出力
信号に正確に対応したレーザ駆動電流を得る半導体集積
回路を容易に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。

【図２】本発明の構成要素である画素変調回路の１例を
示すブロック図である。

【図３】図２の画素変調回路の動作を説明するタイミン
グ図である。

【図４】画像形成装置の１例を示すシステム構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 画素変調回路 ２ レーザ駆動回路 ３ 接続回路 ４ デューティ再生回路 ５ 三角波発生回路 ６ Ｄ／Ａコンバータ ７ 比較回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロック信号に同期して発生する三角波
   を、前記クロック信号に同期した画素変調データに対応
   した直流電圧と比較することによりパルス幅変調信号を
   出力する画素変調手段と、 前記画素変調手段からのパルス幅変調信号を入力し当該
   パルス幅変調信号に基づいて半導体レーザを駆動するレ
   ーザ駆動手段と、 前記画素変調手段から出力されるパルス幅変調信号を前
   記レーザ駆動手段に伝達するための接続手段とを具えた
   ことを特徴とする半導体集積回路。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記画素変調手段は、前記クロツク信号のデューティを
   再生するデューティ再生手段と、前記デューティの再生
   されたクロック信号に同期して三角波を発生する三角波
   発生手段と、前記画素変調データに対応するレベルの直
   流信号を出力するＤ／Ａコンバータと、前記三角波信号
   と前記Ｄ／Ａコンバータ出力を比較する比較手段とを有
   することを特徴とする半導体集積回路。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記接続手段は、差動増輻回路を含むように構成したこ
   とを特徴とする半導体集積回路。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記画素変調手段は、前記パルス変調信号として差動信
   号を出力し、前記差動増幅回路は、前記画素変調手段か
   らの差動信号を入力するバッファアンプと、該バッファ
   アンプの出力を入力して差動増幅するための１対のトラ
   ンジスタを有することを特徴とする半導体集積回路。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの半導体集積回
   路は、レーザビームプリンタに適用したことを特徴とす
   る半導体集積回路。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかの半導体集積回
   路は、デジタル複写機に適用したことを特徴とする半導
   体集積回路。