JP5853418B2 - 光源駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の立ち上がりと同期して加算されるオーバーシュート電流とから生成される駆動電流により、前記光源を駆動させる光源駆動装置及びこの光源駆動装置を有する画像形成装置に関する。

情報伝送に関わる技術として、伝送路固有の高周波数における減衰特性に応じて伝送信号の高域側をオーバーシュートさせて送信側から送出し、受信側で受ける信号の周波数特性を改善するプリエンファシス（高域補正）が知られている。例えば特許文献１には、プリエンファシスを用いた技術が開示されている。

駆動電流に対する光出力の応答特性の改善に上記の技術を適用した場合、駆動電流のオーバーシュートにより、所定の光量を得るのに必要な所定電流以上の電流が発光素子へ供給されることになり、発光素子の劣化が早まる虞がある。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、発光素子の劣化を抑制しつつ、駆動電流のオーバーシュートにより光出力の応答特性を改善することが可能な光源駆動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、光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の立ち上がりと同期して加算されるオーバーシュート電流とから生成される駆動電流により、前記光源を駆動させる光源駆動装置であって、前記オーバーシュート電流を加算するオーバーシュート期間を算出して設定するオーバーシュート期間設定手段と、前記オーバーシュート電流の電流値を算出して設定するオーバーシュート電流設定手段と、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手段と、を有し、前記オーバーシュート期間は、前記駆動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も短くなるように設定され、前記オーバーシュート電流は、前記オーバーシュート期間加算すると前記光源の発光が検出される電流値以下の電流値に設定され、前記オーバーシュート期間設定手段は、
前記受光素子から出力された前記信号波形の積分値が予め設定されたオーバーシュート期間閾値以上となったとき、前記光源が発光したと判断する。

また本発明の光源駆動装置において、前記オーバーシュート電流設定手段は、前記オーバーシュート期間設定手段により前記オーバーシュート期間が設定された後に、前記オーバーシュート電流の設定を行う。

また本発明の光源駆動装置は、複数の幅のパルス信号から選択されたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記パルス信号と同期した前記所定電流を前記光源へ供給する第一の電流源と、を有し、前記オーバーシュート期間設定手段は、前記パルス信号出力手段から、前記幅の狭い順に前記パルス信号を選択するパルス選択手段と、選択された前記パルス信号と同期した前記所定電流による前記光源の発光に対応した前記受光素子の信号波形の積分値が、前記オーバーシュート期間閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、を有し、前記オーバーシュート期間設定手段は、前記積分値が前記オーバーシュート期間閾値以上となったときに前記選択された前記パルス信号よりも前に選択された前記パルス信号の幅に対応する時間をオーバーシュート期間とする。

また本発明の光源駆動装置は、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手段と、前記点灯パターン信号と同期して前記所定電流を前記光源へ供給する第二の電流源と、を有し、前記オーバーシュート電流設定手段は、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手段と、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、予め設定されたオーバーシュート電流閾値以上であるか否かを判定するオーバーシュート電流判定手段と、を有し、前記積分値が前記オーバーシュート電流閾値以上となったとき、前記電流値をオーバーシュート電流に設定する。

本発明は、光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の立ち上がりと同期して加算されるオーバーシュート電流とから生成される駆動電流により、前記光源を駆動させる光源駆動装置を有する画像形成装置であって、前記光源駆動装置は、前記オーバーシュート電流を加算するオーバーシュート期間を算出して設定するオーバーシュート期間設定手段と、前記オーバーシュート電流の電流値を算出して設定するオーバーシュート電流設定手段と、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手段と、を有し、前記オーバーシュート期間は、前記駆動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も短くなるように設定され、前記オーバーシュート電流は、前記オーバーシュート期間加算すると前記光源の発光が検出される電流値以下の電流値に設定され、前記オーバーシュート期間設定手段は、前記受光素子から出力された前記信号波形の積分値が予め設定されたオーバーシュート期間閾値以上となったとき、前記光源が発光したと判断する。

本発明によれば、発光素子の劣化を抑制しつつ、駆動電流のオーバーシュートにより光出力の応答特性を改善することができる。

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装置を示す図である。 レーザダイオードの寄生容量を説明する図である。 電流値とレーザダイオードの応答時間との関係を説明する図である。 第一の実施例の光源駆動装置における発光遅延時間を説明する図である。 第一の実施形態における駆動電流を説明する図である。 第一の実施形態の光源駆動装置のＣＰＵの機能構成を示す図である。 第一の実施形態のＣＰＵの処理を説明するフローチャートである。 第一の実施形態のＴｏｖ値設定部の処理を説明するフローチャートである。 オーバーシュート期間Ｔｏｖを説明する図である。 第一の実施形態のＩｖ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Ｉｖを説明する図である。 第二の実施形態の光源駆動装置の概略を説明する図である。 第二の実施形態のＴｏｖ値設定部の処理を説明するフローチャートである。 第二の実施形態のＩｖ値設定部の処理を説明するフローチャートである。

駆動電流の立ち上がりから光源の発光が検出されるまでの時間よりも短い期間、駆動電流をオーバーシュートさせる。

（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１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、ポリゴンミラー２０、走査レンズ３０、感光体４０、位相同期回路５０、クロック生成回路６０、画像処理ユニット７０、光源駆動装置１００、発光素子（光源）であるＬＤ（レーザダイオード）、受光素子となるＰＤ（フォトディテクタ）を有する。

ＬＤから発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー２０によりスキャンされ、走査レンズ３０を介して被走査媒体である感光体４０上に照射される。照射されたレーザ光は感光体４０上で光スポットとなり、これにより感光体４０上に静電潜像が形成される。またポリゴンミラー２０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、この電気信号を位相同期回路５０に入力する。位相同期回路５０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５０には、クロック生成回路６０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。

生成された画素クロックは、画像処理ユニット７０と光源駆動装置１００とに供給される。画像処理ユニット７０は画素クロックに従って書込制御信号を光源駆動装置１００へ供給する。また光源駆動装置１００は、画素クロックと書込制御信号に基づいて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４０上に形成される。

図２は、第一の実施形態の光源駆動装置を示す図である。本実施形態の光源駆動装置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、セレクタ１６０、ＬＤドライバ２００、抵抗Ｒ１を有する。

本実施形態の光源駆動装置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、光源駆動装置１００の各種動作を制御する。メモリ１２０は、光源駆動装置１００の動作に用いられる各種の値等が格納されている。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。セレクタ１６０は、後述するオーバーシュート期間Ｔｏｖを算出する際に用いられるものであり、ＣＰＵ１１０の指示に従いパルス幅の異なる複数のパルス信号から一つのパルス信号を選択してＬＤドライバ２００へ出力する。

ＬＤドライバ２００は、書込制御信号と画素クロックとが入力される。ＬＤドライバ２００は、書込制御信号と画素クロックとに基づきＬＤへ駆動電流を供給し、ＬＤの発光タイミングを制御する。本実施形態のＬＤドライバ２００は、ＬＤの駆動電流をオーバーシュートさせる。ＬＤドライバ２００の詳細は後述する。

ここで、図３ないし図５を参照して、本実施形態の光源駆動装置１００における発光遅延について説明する。本実施形態では、駆動電流のオーバーシュートにより、ＬＤの発光遅延時間を短縮して応答特性を改善するものである。

本実施形態の発光遅延時間とは、光源駆動装置１００において、ＬＤに対する駆動電流の供給が開始されてから、ＬＤが所定の光量を出力するまでの時間を示す。本実施形態の発光遅延時間には、ＬＤと回路とを接続する配線等に発生する寄生容量の充電時間と、ＬＤに駆動電流が供給されてからＬＤが所定の光量を出力するまでのＬＤ自体の応答時間とが含まれる。この応答時間は、ＬＤの特性に依存するものである。尚以下の説明では、ＬＤが所定の光量を出力することを光出力と呼ぶ。

以下に図３を参照して寄生容量について説明する。図３は、レーザダイオードの寄生容量を説明する図である。例えば本実施形態のＬＤをＬＤドライバ２００等の回路と共に回路基板等に実装した場合、ＬＤとＬＤドライバ２００等の回路とを接続する配線に寄生容量が発生する。またＬＤやＬＤドライバ２００等の回路がパッケージ化されている場合、パッケージ等の寄生容量も存在する。図３では、これらの寄生容量をまとめてＣとして示す。

寄生容量Ｃが存在する状態で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。尚所定電流Ｉｏｐは、ＬＤから所定光量を得るために必要な電流である。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。すなわち本実施形態では、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。

次に図４を参照してＬＤの応答時間について説明する。図４は、電流値とレーザダイオードの応答時間との関係を説明する図である。図４（Ａ）は、電流値と光量及び電圧との関係を示す図であり、図４（Ｂ）は電流波形を示す図である。

図４（Ａ）では、横軸が電流値を示し、縦軸がＬＤの光量と、電流値に対応した電圧値と、を示す。ＬＤの光量は、ＬＤの光量に基づきＰＤから出力される信号により示される。ＬＤに供給される電流値が発光閾値電流Ｉｔｈとなると、ＬＤからの発光が検出される。そしてＬＤは、電流値が所定電流Ｉｏｐとなると所定の光量Ｐｏを出力する。尚所定電流Ｉｏｐは、ＬＤの特性により予め設定される値である。本実施形態では、ＬＤの光量がＰｏとなるまでの時間をＬＤの応答時間とする。図４（Ｂ）に示すように、本実施形態のＬＤの応答時間はｔ３となる。尚図４（Ａ）、（Ｂ）に示す電流Ｉｂは、バイアス電流である。バイアス電流の詳細は後述する。

次に図５を参照して本実施形態の発光遅延時間について説明する。図５は、第一の実施例の光源駆動装置における発光遅延時間を説明する図である。図５（Ａ）は駆動電流をオーバーシュートさせない場合の波形を示し、図５（Ｂ）は従来技術を適用した場合の波形を示し、図５（Ｃ）は本実施形態の光駆動装置による波形を示す図である。

図５（Ａ）では、駆動電流Ｉｋである所定電流Ｉｏｐの供給が開始されてからＬＤの光量がＰｏとなるまでの発光遅延時間はＴ１である。このときの光出力波形を積分した積分光量（領域Ｓ１の面積）をＳ１０とする。また図５（Ａ）では、駆動電流Ｉｋに対して発光遅延時間がない理想的な光出力波形を示しており、この理想的な光出力波形を積分した積分光量（領域Ｓ２の面積）をＳ２０とする。

これに対し、図５（Ｂ）では、駆動電流Ｉｋの立ち上がりの期間Ｔｏだけ電流値を所定電流ＩｏｐからＩｏまでオーバーシュートさせている。このときＬＤの光量がＰｏとなるまでの発光遅延時間はＴ２である。図５（Ｂ）では、駆動電流Ｉｋのオーバーシュートにより、ＬＤの光量がＰｏの発光遅延時間をＴ３からＴ２に短縮している。

ここで図５（Ｂ）の光出力波形の積分光量（領域Ｓ３の面積）をＳ３０とすると、Ｓ３０＞Ｓ２０となる。これは駆動電流ＩｋのオーバーシュートによりＬＤに過大な電流が供給されたことを示している。すなわち図５（Ｂ）の例では、発光遅延時間を短縮することはできるが、ＬＤに過大な電流が印加されるためにＬＤの劣化を早める可能性がある。

そこで本実施形態では、図５（Ｃ）に示すように、光出力波形の積分光量（領域Ｓ４の面積）Ｓ４０が積分光量Ｓ２０に近づくように、駆動電流Ｉｋをオーバーシュートさせる。

本実施形態の光源駆動装置１００は、図５（Ｃ）に示すように、駆動電流Ｉｋの立ち上がりからＬＤの発光が検出されるまでの期間Ｔｏｖだけ駆動電流Ｉｋを所定電流ＩｏｐからＩｏｖまでオーバーシュートさせる。

本実施形態では、このように駆動電流Ｉｋを制御することで、例えばオーバーシュートさせた駆動電流Ｉｋにより、短時間で寄生容量Ｃの充電を行い、発光遅延時間に含まれる寄生容量Ｃの充電時間に相当する時間を短縮できる。また本実施形態において、寄生容量Ｃの充電後にＬＤに供給される駆動電流Ｉｋの電流値は、ＬＤの特性に合わせて設定された所定電流Ｉｏｐであるため、過大な電流の供給によるＬＤの劣化を抑制できる。

すなわち本実施形態では、駆動電流Ｉｋの供給が開始されてからＬＤの発光が検出されるまでの期間より短い期間、駆動電流Ｉｋをオーバーシュートさせる。そしてオーバーシュートさせた分の電流によりＬＤの寄生容量Ｃの充電を行うことで、寄生容量Ｃの充電時間とＬＤの応答時間とを含む発光遅延時間をＬＤの応答時間と同程度まで短縮する。尚以下の本実施形態の説明では、駆動電流Ｉｋを所定電流Ｉｏｐからオーバーシュートさせた分の電流をオーバーシュート電流と呼ぶ。図５（Ｃ）の例では、オーバーシュート電流Ｉｖは、電流（Ｉｏｖ−Ｉｏｐ）となる。

以上の構成から、本実施形態では、光源の寄生容量Ｃが大きいほど発光遅延時間を短縮でき、応答特性を改善することができる。寄生容量Ｃが大きい光源とは、例えば赤色レーザやレーザアレイ、赤色レーザアレイ、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等の面発光レーザ等がある。

図２に戻って、本実施形態の光源駆動装置１００による駆動電流Ｉｋの制御について説明する。

本実施形態の光源駆動装置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装置１００は、駆動電流Ｉｋをオーバーシュートさせる期間Ｔｏｖとオーバーシュート後の電流値Ｉｏｖを算出し、期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖを設定する。本実施形態の以下の説明では、期間Ｔｏｖをオーバーシュート期間Ｔｏｖと呼ぶ。

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、ＬＤインターフェイス２１０、バイアス電流源２２０、変調電流源２３０、オーバーシュート電流原２４０、スイッチ２５０、２６０を有する。

ＬＤインターフェイス２１０は、ＣＰＵ１１０からの各種信号に基づきスイッチ２５０、２６０へオン／オフを制御する信号を供給する。ＬＤインターフェイス２１０の詳細は後述する。

バイアス電流源２２０、変調電流源２３０、オーバーシュート電流原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。

バイアス電流源２２０は、所定のバイアス電流Ｉｂを生成する。変調電流源２３０は、ＣＰＵ１１０からの制御信号に基づき、所定の変調電流Ｉｈを生成する。変調電流源２３０は、スイッチ２５０を介してＬＤと接続されている。スイッチ２５０は、例えばトランジスタ等により構成され、ＬＤインターフェイス２１０を介して供給される変調信号に基づきオン／オフが制御される。また変調電流Ｉｈの値は、ＣＰＵ１１０からの指示により設定される。

オーバーシュート電流源２４０は、変調信号の立ち上がりに、変調電流Ｉｈを補助する駆動補助電流としてのオーバーシュート電流Ｉｖを生成する。オーバーシュート電流源２４０は、スイッチ２６０を介してＬＤと接続されている。スイッチ２６０は、例えばトランジスタ等により構成され、ＬＤインターフェイス２１０を介して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。具体的には本実施形態のスイッチ２６０は、変調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。

次にＬＤインターフェイス２１０について説明する。本実施形態のＬＤインターフェイス２１０は、セレクタ２１１、点灯パターン記憶部２１２を有する。

セレクタ２１１は、ＣＰＵ１１０から指示に従い、ＬＤドライバ２００に入力される書込制御信号か、又は点灯パターン記憶部２１２に格納された点灯パターン信号かの何れか一方を変調信号として選択する。点灯パターン記憶部２１２は、オーバーシュート電流Ｉｖを算出する際に用いられるＬＤの点灯パターン信号が格納されている。

以下に図６を参照して本実施形態の光源駆動装置１００からＬＤへ供給される駆動電流Ｉｋについて説明する。図６は、第一の実施形態における駆動電流を説明する図である。

本実施形態の駆動電流Ｉｋは、バイアス電流Ｉｂと、変調電流Ｉｈと、オーバーシュート電流Ｉｖとを加算した電流である。

本実施形態の所定電流Ｉｏｐは、バイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｈとを加算した電流である。バイアス電流Ｉｂは、ＬＤの応答時間を短縮するために予め流しておく電流である。本実施形態では、バイアス電流Ｉｂを常時流しておくことで、変調電流Ｉｈが供給されてから駆動電流Ｉｋが所定電流Ｉｏｐに達する時間を短縮する。尚バイアス電流Ｉｂは、予め設定された値であり、例えば発光閾値電流Ｉｔｈよりも小さい値であることが好ましい（図４参照）。

変調電流Ｉｈは、変調信号により制御されるスイッチ２５０のオン／オフに合わせてＬＤへ供給される。本実施形態の変調電流Ｉｈは、バイアス電流Ｉｂとの和が所定電流Ｉｏｐとなるように設定されている。

オーバーシュート電流Ｉｖは、オーバーシュート生成信号によりオン／オフが制御されるスイッチ２６０のオン／オフに合わせてＬＤへ供給される。本実施形態では、ＣＰＵ１１０の指示によりセレクタ１６０が選択したパルス信号がオーバーシュート生成信号となる。またオーバーシュート期間Ｔｏｖは、オーバーシュート生成信号のパルス幅により決められる。

本実施形態の光源駆動装置１００は、ＣＰＵ１１０の処理により、駆動電流Ｉｋの供給を開始してからＬＤの発光が検出されるまでの期間を算出してオーバーシュート期間Ｔｏｖとする。また本実施形態の光源駆動装置１００は、ＣＰＵ１１０の処理により、光出力波形を理想の波形に近づけるようにオーバーシュート電流Ｉｖを算出する（図５参照）。

以下に図７を参照して本実施形態の光源駆動装置１００のＣＰＵ１１０の機能について説明する。図７は、第一の実施形態の光源駆動装置のＣＰＵの機能構成を示す図である。

本実施形態のＣＰＵ１１０は、指示受付部１１１、Ｔｏｖ値設定部１１２、Ｉｖ値設定部１１３、閾値記憶部１１４を有する。

指示受付部１１１は、画像形成装置１０の動作に基づくオーバーシュート期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖの設定指示を受け付ける。本実施形態では、光源駆動装置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。

Ｔｏｖ値設定部１１２は、パルス選択部１１２１、積分光量算出部１１２２、Ｔｏｖ閾値判定部１１２３を有し、オーバーシュート期間Ｔｏｖを算出して設定する。Ｉｖ値設定部１１３は、電流値選択部１１３１、積分光量算出部１１３２、Ｉｖ閾値判定部１１３３を有し、オーバーシュート電流Ｉｖを算出して設定する。閾値記憶部１１４には、Ｔｏｖ値設定部１１２で用いられるＴｏｖ閾値１１４１と、Ｉｖ値設定部１１３で用いられるＩｖ閾値１１４２とが格納されている。

Ｔｏｖ閾値１１４１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。Ｉｖ閾値１１４２は、ＬＤの発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。Ｔｏｖ値設定部１１２とＩｖ値設定部１１３の処理の詳細は後述する。

以下に図８を参照して本実施形態のＣＰＵ１１０の処理を説明する。図８は、第一の実施形態のＣＰＵの処理を説明するフローチャートである。

本実施形態のＣＰＵ１１０は、画像形成装置１０のメインＣＰＵ等から設定指示を受け付けると（ステップＳ８１）、始めにＴｏｖ値設定部１１２によりオーバーシュート期間Ｔｏｖを設定する（ステップＳ８２）。続いてＣＰＵ１１０は、Ｉｖ値設定部１１３によりオーバーシュート電流Ｉｖを設定する（ステップＳ８３）。

このように本実施形態のＣＰＵ１１０は、始めにオーバーシュート期間Ｔｏｖを設定してからオーバーシュート電流Ｉｖを設定する。

次に、図９を参照して本実施形態のＴｏｖ値設定部１１２によるオーバーシュート期間Ｔｏｖの設定について説明する。図９は、第一の実施形態のＴｏｖ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に対する所定電流Ｉｏｐ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、オーバーシュート期間Ｔｏｖに設定する。

本実施形態のＣＰＵ１１０において指示受付部１１１が設定指示を受け付けると、Ｔｏｖ値設定部１１２はメモリ１２０から所定電流Ｉｏｐを読み出し、ＤＡＣ１３０を介してオーバーシュート電流源２４０に所定電流Ｉｏｐを出力させる（ステップＳ９１）。尚所定電流Ｉｏｐは予めメモリ１２０に格納されているものとする。またこのとき、バイアス電流Ｉｂと変調電流Ｉｈとはオフされており、ＬＤに供給される電流はオーバーシュート電流源２４０から出力される所定電流Ｉｏｐのみとする。

続いてＴｏｖ値設定部１１２は、パルス選択部１１２１により、セレクタ１６０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Ｓ９２）。このとき本実施形態のパルス選択部１１２１は、ＬＤの発光が検出されたか否かを判断するために、セレクタ１６０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。

セレクタ１６０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オーバーシュート生成信号としてスイッチ２６０へ供給される。本実施形態のスイッチ２６０は、パルス信号が供給されている期間オンとされるものである。したがってスイッチ２６０がオンとなると、所定電流ＩｏｐがＬＤに供給される。

続いて積分光量算出部１１２２は、ＬＤの光量に基づきＰＤから出力される電気信号の波形をＬＰＦ１４０により積分して積分光量を算出し、ＡＤＣ１５０により積分光量をデジタル値として検出する（ステップＳ９３）。

続いてＴｏｖ閾値判定部１１２３は、閾値記憶部１１４に格納されたＴｏｖ閾値を参照し、積分光量がＴｏｖ閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ９４）。ステップＳ９４において、積分光量がＴｏｖ閾値以上である場合、Ｔｏｖ閾値判定部１１２３はＬＤの発光が検出されたものと判断し、ステップＳ９２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オーバーシュート期間Ｔｏｖに設定する（ステップＳ９５）。

ステップＳ９４において積分光量がＴｏｖ閾値未満の場合、Ｔｏｖ値設定部１１２はステップＳ９２へ戻り、次に幅の狭いパルス信号を選択する。

以下に図１０を参照して、オーバーシュート期間Ｔｏｖについてさらに説明する。図１０は、オーバーシュート期間Ｔｏｖを説明する図である。図１０の（１）〜（４）では、セレクタ１６０において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１０に示す（１）では、セレクタ１６０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、セレクタ１６０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。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１０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ＰＤの出力がわずかに現れ、積分光量がＳ１である。

図１０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ＰＤの出力がわずかに現れ、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、Ｔｏｖ閾値以上となったとき、ＬＤの発光を検出したものとする。

Ｔｏｖ閾値は、ＬＤが光量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Ｔｏｖ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１０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、Ｔｏｖ値設定部１１２はパルス幅Ｐ２をオーバーシュート期間Ｔｏｖに設定する。

本実施形態では、以上の構成により、駆動電流Ｉｋが供給されてからＬＤの発光が検出されるまでの期間を算出し、オーバーシュート期間Ｔｏｖとして設定することができる。

尚本実施形態では、ＰＤの出力波形の積分光量がＴｏｖ閾値以上となったときに選択されていたパルス信号の直前に選択されていたパルス信号の幅をオーバーシュート期間Ｔｏｖとして設定したが、これに限定されない。本実施形態では、ＰＤの出力波形の積分光量がＴｏｖ閾値以上となったときに選択されていたパルス信号のパルス幅よりも短い期間をオーバーシュート期間Ｔｏｖとすれば良い。

次に図１１を参照してＩｖ値設定部１１３によるオーバーシュート電流Ｉｖの設定について説明する。図１１は、第一の実施形態のＩｖ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Ｉｖ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が、Ｉｖ閾値以上となったときの電流値をオーバーシュート電流Ｉｖとして設定する。Ｉｖ閾値は、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Ｉｖ値設定部１１３は、Ｔｏｖ値設定部１１２によるオーバーシュート期間Ｔｏｖの設定が行われたか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。ステップＳ１１０１においてオーバーシュート期間Ｔｏｖが設定されていた場合、Ｉｖ値設定部１１３はメモリ１２０から所定電流Ｉｏｐを読み出す（ステップＳ１１０２）。尚本実施形態では、変調信号Ｉｈとバイアス電流Ｉｂとを加算した電流が、所定電流Ｉｏｐとなるように、ＣＰＵ１１０により変調電流源２３０が制御される。

続いてＩｖ値設定部１１３は、ＬＤドライバ２００のセレクタ２１１に対して、点灯パターン記憶部２１２に格納された点灯パターン信号を読み出して選択するように指示を行う（ステップＳ１１０３）。ＬＤドライバ２００において、セレクタ２１１が点灯パターン信号を選択すると、点灯パターン信号が変調信号としてスイッチ２５０へ供給される。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Ｉｖ値設定部１１３は、電流値選択部１１３１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Ｓ１１０４）。電流値選択部１１３１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。このときスイッチ２６０には、点灯パターン信号の立ち上がりと同期して、オーバーシュート生成信号が供給される。このオーバーシュート生成信号は、Ｔｏｖ値設定部１１２により設定さたれオーバーシュート期間Ｔｏｖだけ、スイッチ２６０をオンとする。

続いてＩｖ値設定部１１３は、積分光量算出部１１３２により、ＰＤの出力波形の積分光量がＩｖ閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１０６）。ステップＳ１１０６において、積分光量がＩｖ閾値以上であるとき、Ｉｖ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Ｉｖとして設定する（ステップＳ１１０７）。ステップＳ１１０６において、積分光量がＩｖ閾値未満であるとき、Ｉｖ値設定部１１３はステップＳ１１０４へ戻り、次に大きい電流値を選択する。

以下に図１２を参照して、オーバーシュート電流Ｉｖについてさらに説明する。図１２は、オーバーシュート電流Ｉｖを説明する図である。

図１２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、Ｉｖ閾値を５０％とした場合を示している。

図１２の（１）は、電流値選択部１１３１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、点灯パターン信号の１周期分の期間ＨにおけるＰＤの出力波形の積分光量は、５０％未満となる。

図１２の（２）は、電流値選択部１１３１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は５０％未満である。

続いて図１２の（３）は、電流値選択部１１３１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は５０％以上となる。したがってＩｖ値設定部１１３は、電流値Ｉｖをオーバーシュート電流として設定する。

以上に説明したように、本実施形態では、駆動電流Ｉｋの立ち上がりからＬＤの発光が検出されまでの時間を検出し、この時間より短い期間をオーバーシュート期間Ｔｏｖに設定する。また本実施形態では、ＰＤの出力波形の積分光量が発光遅延のない理想的な波形の積分光量に近づくように予め設定されたＩｖ閾値に基づき、オーバーシュート電流Ｉｖを設定する。

本実施形態では、設定されたオーバーシュート期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖとに基づき駆動電流Ｉｋを制御することで、短時間で寄生容量Ｃの充電を行うことができ、且つＬＤの発光開始後は所定電流ＩｏｐのみがＬＤに供給される構成とすることができる。したがって本実施形態によれば、発光素子の劣化を抑制しつつ、駆動電流のオーバーシュートにより光出力の応答特性を改善することができる。

尚本実施形態では、オーバーシュート期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖを共に算出して設定する構成としたが、これに限定されない。例えばオーバーシュート期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖのうち、何れか一方は予め設定された初期値としてメモリ１２０に格納されていても良い。

（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、ＬＤを複数有する点が第一の実施形態と相違する。したがって本発明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１３は、第二の実施形態の光源駆動装置の概略を説明する図である。本実施形態の光源駆動装置１００Ａは、複数のＬＤと、ＬＤドライバＩＣ３００とを有する。ＬＤドライバＩＣには、各ＬＤ毎に設けられた複数のＬＤドライバ２００が含まれる。

ＣＰＵ１１０Ａは、各ＬＤドライバ２００において、第一の実施形態で説明した処理と同様の処理を行い、各ＬＤに供給される駆動電流Ｉｋのオーバーシュート期間Ｔｏｖとオーバーシュート電流Ｉｖとを設定する。

図１４は、第二の実施形態のＴｏｖ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ＣＰＵ１１０Ａは、複数のＬＤから制御対象となる駆動電流Ｉｋの供給先となるＬＤを選択する（ステップＳ１４０１）。続いてＣＰＵ１１０Ａは、メモリ１２０から、選択されたＬＤに対応した所定電流Ｉｏｐを読み出す（ステップＳ１４０２）。尚本実施形態では、メモリ１２０に複数のＬＤ毎に対応した所定電流Ｉｏｐが格納されているものとした。

ステップＳ１４０３からステップＳ１４０６までの処理は、図９のステップＳ９２からステップＳ９５までの処理と同様であるから説明を省略する。

ステップＳ１４０６に続いて、ＣＰＵ１１０Ａは、全てのＬＤに対してオーバーシュート期間Ｔｏｖを設定したか否かを判断する（ステップＳ１４０７）。ステップＳ１４０７において全てのＬＤに対してオーバーシュート期間Ｔｏｖが設定されていた場合、Ｔｏｖ値設定部１１２は処理を終了する。ステップＳ１４０７において、全てのＬＤにオーバーシュート期間Ｔｏｖが設定されていない場合、ステップＳ１４０１へ戻る。

図１５は、第二の実施形態のＩｖ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ＣＰＵ１１０Ａは、全てのＬＤに対してオーバーシュート期間Ｔｏｖが設定されたか否かを判断する（ステップＳ１５０１）。ステップＳ１５０１で全てのＬＤに対してオーバーシュート期間Ｔｏｖが設定されていた場合、ＣＰＵ１１０Ａは、複数のＬＤから制御対象となる駆動電流Ｉｋの供給先となるＬＤを選択する（ステップＳ１５０２）。続いてＣＰＵ１１０Ａは、メモリ１２０から、選択されたＬＤに対応した所定電流Ｉｏｐを読み出す（ステップＳ１５０３）。

ステップＳ１５０４からステップＳ１５０８までの処理は、図１１のステップＳ１１０３からステップＳ１１０７までの処理と同様であるから説明を省略する。

ステップＳ１５０８に続いて、ＣＰＵ１１０Ａは、全てのＬＤに対してオーバーシュート電流Ｉｖを設定したか否かを判断する（ステップＳ１５０９）。ステップＳ１５０９において全てのＬＤに対してオーバーシュート電流Ｉｖが設定されていた場合、Ｉｖ値設定部１１３は処理を終了する。ステップＳ１５０９において、全てのＬＤにオーバーシュート電流Ｉｖが設定されていない場合、ステップＳ１５０２へ戻る。

本実施形態では、以上の処理により、複数のＬＤを駆動させる光源駆動装置１００Ａにおいても、第一の実施形態と同様に、発光素子の劣化を抑制しつつ、駆動電流のオーバーシュートにより光出力の応答特性を改善することができる。

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

１０ 画像形成装置
１００、１００Ａ 光源駆動装置
１１０、１１０Ａ ＣＰＵ
１１１ 指示受付部
１１２ Ｔｏｖ値設定部
１１３ Ｉｖ値設定部
１１４ 閾値記憶部
１２０ メモリ
１６０ セレクタ
２００ ＬＤドライバ
２１０ ＬＤインターフェイス
２２０ バイアス電流源
２３０ 変調電流源
２４０ オーバーシュート電流源

特開２０１０−６８０３３号公報

Claims (5)

1. 光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の立ち上がりと同期して加算されるオーバーシュート電流とから生成される駆動電流により、前記光源を駆動させる光源駆動装置であって、
   前記オーバーシュート電流を加算するオーバーシュート期間を算出して設定するオーバーシュート期間設定手段と、
   前記オーバーシュート電流の電流値を算出して設定するオーバーシュート電流設定手段と、
   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手段と、を有し、
   前記オーバーシュート期間は、前記駆動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も短くなるように設定され、
   前記オーバーシュート電流は、前記オーバーシュート期間加算すると前記光源の発光が検出される電流値以下の電流値に設定され、
   前記オーバーシュート期間設定手段は、
   前記受光素子から出力された前記信号波形の積分値が予め設定されたオーバーシュート期間閾値以上となったとき、前記光源が発光したと判断する光源駆動装置。
2. 前記オーバーシュート電流設定手段は、
   前記オーバーシュート期間設定手段により前記オーバーシュート期間が設定された後に、前記オーバーシュート電流の設定を行う請求項１記載の光源駆動装置。
3. 複数の幅のパルス信号から選択されたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、
   前記パルス信号と同期した前記所定電流を前記光源へ供給する第一の電流源と、を有し、
   前記オーバーシュート期間設定手段は、
   前記パルス信号出力手段から、前記幅の狭い順に前記パルス信号を選択するパルス選択手段と、
   選択された前記パルス信号と同期した前記所定電流による前記光源の発光に対応した前記受光素子の信号波形の積分値が、前記オーバーシュート期間閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、を有し、
   前記オーバーシュート期間設定手段は、
   前記積分値が前記オーバーシュート期間閾値以上となったときに前記選択された前記パルス信号よりも前に選択された前記パルス信号の幅に対応する時間をオーバーシュート期間とする請求項２記載の光源駆動装置。
4. 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手段と、
   前記点灯パターン信号と同期して前記所定電流を前記光源へ供給する第二の電流源と、を有し、
   前記オーバーシュート電流設定手段は、
   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手段と、
   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、予め設定されたオーバーシュート電流閾値以上であるか否かを判定するオーバーシュート電流判定手段と、を有し、
   前記積分値が前記オーバーシュート電流閾値以上となったとき、前記電流値をオーバーシュート電流に設定する請求項１ないし３の何れか一項に記載の光源駆動装置。
5. 光源から所定光量を得る所定電流と、前記所定電流の立ち上がりと同期して加算されるオーバーシュート電流とから生成される駆動電流により、前記光源を駆動させる光源駆動装置を有する画像形成装置であって、
   前記光源駆動装置は、
   前記オーバーシュート電流を加算するオーバーシュート期間を算出して設定するオーバーシュート期間設定手段と、
   前記オーバーシュート電流の電流値を算出して設定するオーバーシュート電流設定手段と、
   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手段と、を有し、
   前記オーバーシュート期間は、前記駆動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も短くなるように設定され、
   前記オーバーシュート電流は、前記オーバーシュート期間加算すると前記光源の発光が検出される電流値以下の電流値に設定され、
   前記オーバーシュート期間設定手段は、
   前記受光素子から出力された前記信号波形の積分値が予め設定されたオーバーシュート期間閾値以上となったとき、前記光源が発光したと判断する画像形成装置。

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