JP2001308449A - 光源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大光量を出力する駆動電流を超えても発振
可能なレーザ光源において、光量制御に適した光出力範
囲外での使用を防止する。 【解決手段】 レーザ光源１２から出力された光を光検
出部１４で受光し、増幅器１６によってモニタ電圧に変
換して、演算判定部２０に記憶する。演算判定部２０で
は、新たに記憶されたモニタ電圧と前回記憶されたモニ
タ電圧との差を求め、第２の比較部２４では、この差電
圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆとの差が略０になるまで、
アップダウンカウンタ２２のカウンタ値をアップして駆
動電流を増加させる。第２の基準電圧Ｖｒｅｆとの差が
略０となったら、このときのアップダウンカウンタ２２
のカウンタ値をカウンタ上限値として上限値記憶部３４
に記憶しておく。その後、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を
用いて光量制御を行い、アップダウンカウンタ２２のカ
ウンタ値がカウンタ上限値を超えた場合は、異常検出信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置及び画像
形成装置に係わり、特に、最大光量を出力する駆動電流
を超えても発振可能なレーザ光源を備えた光源装置及び
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタや光ディスク等の光
源には、端面発光レーザが用いられている。この端面発
光レーザの電流−光出力特性を図７に示す。

【０００３】図７に示されているように、端面発光レー
ザは、発振しきい値を超えた電流（以下、「駆動電流」
という）を注入すると電流−光出力特性に線形性が得ら
れるため、光量制御が容易であるという特徴を有する
が、駆動電流を増加させると横モードの不安定化がおこ
り、電流−光出力特性に非直線性が現れる。駆動電流を
さらに増やしていくと、レーザ端面の光学損傷によって
発振を停止し、再び低電流領域に戻しても発振不可能と
なる。通常、プリンタ等の光源として使用される光出力
は、光量が不安定になる領域に比べ十分に小さく、概ね
線形性が保たれている。

【０００４】一般に、このような端面発光レーザを光源
として用いる場合、図８に示す制御回路によって光量制
御が行われる。すなわち、レーザ光源１００から出力さ
れた光ビームは、光検出部１０２で受光され、光検出部
１０２では受光した光量に応じた光電流が出力される。
この光電流は、増幅器１０４で増幅されるとともに電圧
変換されて、モニタ電圧として比較部１０６に入力さ
れ、基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。比較部１０６は、
この比較結果に基づいて、レーザ光源１００の出力光量
を増減させるためのアップダウンカウンタ１０８を制御
し、Ｄ／Ａ変換器１１０を介してレーザ駆動回路１１２
にフィードバックさせる。モニタ電圧が基準電圧Ｖｒｅ
ｆと等しくなるまで上記シーケンスを繰り返すことで、
所望の光量を得るようになっている。なお、アップダウ
ンカウンタ１０８の代わりに、サンプルホールド回路を
用いてアナログ的に制御されることもある。

【０００５】近年、プリンタに対する高速・高解像度化
の要求に応えるために、また複数の発光点を有する素子
を安価に作成できるようになってきたことから、特開平
５−２９４００５号公報に示されているように、面発光
レーザをプリンタの光源として使用することが提案され
ている。図９に、この面発光レーザの一般的な電流−光
出力特性を示す。

【０００６】面発光レーザは、例えば『電子情報通信学
会 信学技報、Technical report of IEICE LQE98-14
1、P19-24』にも報告されているように、端面発光レー
ザと比べて発振しきい値電流が低いという利点がある
が、図９に示されているように、出力の線形領域が小さ
い（なお、出力光量は最大でも高々数ｍＷ程度）。ま
た、駆動電流を最大光量を超えて増加させても素子が破
壊することなく、出力光量が減少傾向に変わり、再び最
大光量出力時の電流よりも低電流領域に戻しても発振が
可能であるという特徴を有するが、反面、駆動電流を上
げると横モードが不安定になる場合もある。

【０００７】したがって、このような面発光レーザをプ
リンタなどの光源として使用するためには、最大光量付
近まで必要とするため、電流−光出力特性の非線形領域
での光量制御が求められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動電
流の増加に伴って出力光量が増加する領域と減少する領
域との両方に渡って光量制御を行うと、制御が複雑にな
ったり、マルチモード発振をする可能性がある。例え
ば、環境温度変動や素子の劣化等により最大光量出力時
のモニタ電圧が基準電圧よりも低くなった場合、従来の
光量制御では駆動電流が増加し続けてしまう。

【０００９】このため、最大光量を超えて制御が行われ
ないように、定期的（例えば、画像の書込み前や、ライ
ン間或いはページ間など）に光量調整を行って、駆動電
流の上限値をメモリ等に記憶しておく必要があった。

【００１０】また、面発光レーザは、発光点毎に電流狭
窄部等の構造上のばらつきにより、電流―光出力特性に
ばらつきを有する。例えば、面発光レーザは、一般に
は、図９に示したように、最大光量が低い発光点はその
駆動電流が小さいという傾向があるが、素子の構造によ
っては、図１０のように、最大光量が高い発光点の方
が、駆動電流が小さいこともある。このため、発光点毎
に電流上限値を求めて記憶しておく必要があり、制御時
間やコストが増え、効率が悪いという問題があった。

【００１１】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、最大光量を出力する駆動電流を超えても発
振可能なレーザ光源において、光量制御に適した光出力
範囲外での使用を防止する光源装置及び画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、最大光量を出力する駆動
電流を超えても発振可能なレーザ光源を備えた光源装置
において、前記最大光量を出力する駆動電流以下で、前
記レーザ光源を点灯する点灯制御手段を有することを特
徴としている。

【００１３】請求項１に記載の発明によれば、点灯制御
手段によって、最大光量を出力する駆動電流を超えても
発振可能なレーザ光源を点灯する際に、最大光量を出力
するときの駆動電流以下にその駆動電流値が制限され
る。これにより、駆動電流の増加に伴って出力光量が減
少する領域でのレーザ光源の使用を防止することがで
き、光量制御を安定して行うことができる。

【００１４】請求項２に記載されているように、前記光
源の出力光量を検出する検出手段と、前記検出手段によ
って、前記最大光量と略同等の出力光量が検出されるま
で、前記レーザ光源の駆動電流を増加させる駆動電流制
御手段と、前記検出手段によって、前記最大光量と略同
等の出力光量が検出されたときの駆動電流値を記憶する
記憶手段と、を更に有し、前記点灯制御手段が、前記記
憶手段に記憶されている駆動電流値を上限として、前記
レーザ光源の光出力を制御するとよい。

【００１５】この場合、請求項３に記載されているよう
に、前記駆動電流制御手段が、前記検出手段による検出
光量の増加量が所定値よりも小さくなるまで、前記駆動
電流を段階的に増加させるようにするとよい。或いは、
請求項４に記載されているように、前記駆動電流制御手
段が、前記検出手段による検出光量の増加量が所定値よ
りも小さくなるまで、前記駆動電流を連続的に増加させ
るようにするとよい。

【００１６】また、請求項５に記載されているように、
前記記憶手段が、前記検出手段による検出光量の増加量
が前記所定値よりも小さくなったときの駆動電流値を記
憶するようにするとよい。

【００１７】請求項６に記載されているように、前記レ
ーザ光源が複数の発光点を有する場合は、前記点灯制御
手段が、前記複数の発光点のうちの前記最大光量を出力
する駆動電流値が最小である発光点、或いは前記最大光
量が最小である発光点が、前記最大光量を出力する駆動
電流以下で、各発光点の点灯を制御するようにするとよ
い。例えば、請求項７に記載されているように、前記レ
ーザ光源を、面発光レーザとしてもよい。

【００１８】請求項８に記載の発明は、前記請求項１乃
至請求項７の何れか１項に記載の光源装置を備え、前記
光源装置から出力される光ビームによって感光体上に画
像を形成することを特徴としている。

【００１９】請求項８に記載の発明によれば、感光体上
に画像を形成するための光源装置として、駆動電流の増
加に伴って出力光量が減少する領域でのレーザ光源の使
用を防止することができる光源装置が用いられる。すな
わち、安定して光量制御を行うことができる光出力範囲
内のみでレーザ光源が使用されるので、光源装置から常
に所望の出力光量を得ることができ、画質劣化、書込み
エラー、光量制御不能によるマシンストップ等を防止す
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明に係
る実施形態の１例を詳細に説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１には、本発明が適用された光
源装置の制御回路構成が示されている。

【００２１】図１に示されるように、光源装置１０に
は、レーザ光源１２と、本発明の検出手段としての光検
出部１４が備えられている。なお、光検出部１４は、レ
ーザ光源１２のパッケージ内部に設けてもよいし、外部
に設けてもよい。

【００２２】光検出部１４では、レーザ光源１２から出
力された光ビームを受光し、受光した光量に応じた光電
流を出力する。この光電流は、増幅器１６で増幅される
とともに電圧変換されて、モニタ電圧として、第１の比
較部１８及び演算判定部２０に入力される。

【００２３】第１の比較部１８では、入力されたモニタ
電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、その比較
結果に基づいて、アップダウンカウンタ２２のカウンタ
値をアップ又はダウンさせる。なお、第１の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１は、制御部（図示省略）により予め設定され
る。

【００２４】演算判定部２０は、入力されたモニタ電圧
や、レーザが発振しているか否かを確認するための電圧
値（以下、「発振電圧」という）を記憶するためのメモ
リ（図示省略）を備えている。演算判定部２０では、入
力されたモニタ電圧と予め記憶されている発振電圧とを
比較し、レーザ光源１２が発振しているか否かを判断す
る。また、入力されたモニタ電圧を前回入力されたモニ
タ電圧と比較し、その差（以下、「差電圧」という）を
第２の比較部２４に出力する。

【００２５】第２の比較部２４では、入力された差電圧
と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、その比較結果
に基づいて、アップダウンカウンタ２２のカウンタ値を
アップ又はダウンさせる。この第２の基準電圧Ｖｒｅｆ
２は、後述のアップダウンカウンタ２２の値がｎの時の
モニタ電圧と、ｎ＋１の時のモニタ電圧との差を比較す
るためのものであり、制御部（図示省略）により予め設
定される。なお、本発明の駆動電流制御手段は、演算判
定部２０と第２の比較部２４とで構成される。

【００２６】アップダウンカウンタ２２は、クロックパ
ルス発生部２６で発生されるパルス信号と同期させて、
第１の比較部１８又は第２の比較部２４によってアップ
又はダウンされたカウンタ値を、Ｄ／Ａ変換器２８及び
上限値モニタ部３０へ出力する。

【００２７】Ｄ／Ａ変換器２８では、アップダウンカウ
ンタ２２からのカウンタ値をＤ／Ａ変換し、レーザ駆動
回路３２に出力する。レーザ駆動回路３２では、当該カ
ウンタ値に対応する駆動電流をレーザ光源１２に供給す
る。すなわち、光源装置１０では、アップダウンカウン
タ２２のカウンタ値をアップ又はダウンすることによ
り、レーザ光源１２の駆動電流値を変化させて、出力光
量を制御することができるようになっている。

【００２８】上限値モニタ部３０は、本発明の記憶手段
としての上限値記憶部３４と、本発明の点灯制御手段と
しての上限値超過検出部３６とを備えている。上限値記
憶部３４には、光量制御時にアップダウンカウンタ２２
がカウント可能な上限値（以下、「カウンタ上限値」と
いう）が記憶される。

【００２９】上限値モニタ部３０では、第１の比較部１
８によってアップダウンカウンタ２２のカウンタ値がア
ップ又はダウンされているときは、上限値超過検出部３
６によって、当該アップダウンカウンタ２２のカウンタ
値が上限値記憶部３４に記憶されているカウンタ上限値
を超えたか否かを判断する。アップダウンカウンタ２２
のカウンタ値がカウンタ上限値を超えた場合は、異常検
出信号を制御装置（図示省略）に出力する。

【００３０】一方、第２の比較部２４によってアップダ
ウンカウンタ２２のカウンタ値がアップ又はダウンされ
ているときは、上限値モニタ部３０では、当該アップダ
ウンカウンタ２２のカウンタ値に基づいて、上限値記憶
部３４に記憶されているカウンタ上限値を更新する。

【００３１】このように、第１の実施の形態に係わる光
源装置１０は、従来の光源装置に用いられていた光量制
御用の制御回路に対して、光量制御のための第１の比較
部１８（図８の比較部１０６に対応）とは別に、電流を
増加させたときの光量（モニタ電圧）の増加量を第２の
基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較する機能が設けられて構成さ
れている。

【００３２】次に、第１の実施の形態の作用について説
明する。

【００３３】光源装置１０では、駆動電流上限値設定処
理によって駆動電流の上限値を設定してから、光量制御
が行なわれる。駆動電流上限値設定処理では、まず、制
御部（図示省略）からの第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を示
す信号が第２の比較部２４に入力され、第２の基準電圧
Ｖｒｅｆ２の値が設定される。

【００３４】次に、制御装置（図示省略）からの点灯デ
ータ信号に従って、レーザ駆動回路３２によりレーザ光
源１２への駆動電流の注入が開始され、レーザ光源１２
が点灯される。なお、従来の光量制御と同様に、予め設
定された電圧値から増加させて、出力光量を増加させて
いく。

【００３５】レーザ光源１２から出力された光ビーム
は、光検出部１４で受光され、受光光量に応じた光電流
が出力される。この光電流は、増幅器１６によって増幅
されるとともに電圧変換によってモニタ電圧に変換され
た後、演算判定部２０に記憶される。

【００３６】演算判定部２０では、モニタ電圧と発振電
圧とを比較し、レーザ光源１２が発振しているか否かを
判断する。モニタ電圧が発振電圧以下の場合は、第２の
比較部２４を介して、アップダウンカウンタ２２のカウ
ンタ値をアップさせ、レーザ光源１２の駆動電流を増加
させる。モニタ電圧が発振電圧を超えるまで、上記を繰
り返し行うことにより、レーザ光源１２が発振を開始す
るしきい値電流以下に、駆動電流の上限値が設定される
のを防ぐようになっている。

【００３７】モニタ電圧が発振電圧を超えたら、このと
きのモニタ電圧を演算判定部２０に記憶する。また、ア
ップダウンカウンタ２２のカウンタ値を１つアップし
て、レーザ光源１２の駆動電流を増加させる。この駆動
電流の増加後のモニタ電圧も演算判定部２０に記憶さ
れ、演算判定部２０では、この新たに記憶されたモニタ
電圧と、前回記憶されたモニタ電圧との差を求め、その
差電圧を第２の比較部２４に入力する。

【００３８】第２の比較部２４では、入力された差電圧
と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、差電圧と第２
の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０になるまで、アップ
ダウンカウンタ２２のカウンタ値をアップさせ、駆動電
流を増加させる。第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略
０となったら、このときのアップダウンカウンタ２２の
カウンタ値を上限値記憶部３４に記憶させる。これによ
り、レーザ光源１２を点灯するための駆動電流の上限値
が設定される。

【００３９】次に、アップダウンカウンタ２２のカウン
タ値をリセットして、駆動電流値を初期値に戻す。その
後、従来と同様に光量制御を行って、予め第１の比較部
１８に記憶された第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を用いて、
所望の光量を得る。

【００４０】このとき、上限値モニタ部３０では、上限
値超過検出部３６によって、光量制御時のアップダウン
カウンタ２２のカウンタ値を監視する。アップダウンカ
ウンタ２２のカウンタ値が、上限値記憶部３４に記憶さ
れているカウンタ上限値を超えたときは、異常検出信号
を出力し、制御装置（図示省略）にレーザ光源１２の異
常を知らせる。この異常検出信号を受けて、制御装置
（図示省略）によって、例えば光源装置１０の駆動を停
止したり、ユーザに報知してレーザ光源１２の交換を促
す等して、駆動電流の上限値以上でのレーザ光源１２の
使用を防止する。

【００４１】このように、第１の実施の形態では、レー
ザ光源１２に対して、光量制御に適した駆動電流の上限
値を容易に設定できる。また、上限値を設定した後は、
レーザ光源１２を点灯するときの駆動電流を当該設定さ
れた上限値以下に制限することができる。

【００４２】例えば、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２の値を
「０」に設定しておけば、レーザ光源１２を点灯すると
きの駆動電流の上限値が、ピーク光量出力時の駆動電流
に設定されるので、レーザ光源１２がピーク光量を超え
て、駆動電流の増加に伴って出力光量が減少する領域で
使用されることを防止することが可能となる。また、ピ
ーク光量付近での使用も防止する場合は、第２の基準電
圧Ｖｒｅｆ２の値を「０」以外（０よりも若干大きい
値）に設定すればよい。

【００４３】これにより、環境温度変動や素子の劣化等
により最大光量出力時の電圧が基準電圧よりも低くなっ
た場合に、駆動電流を増加させ続けてしまうことを防止
する等、光量制御を安定して行うことができ、所望の光
出力（出力光量）を得ることができる。

【００４４】なお、面発光レーザのように電流−光出力
特性が曲線的なレーザ光源１２を使用する場合には、光
量制御用の第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第１の比較部
１８を複数設けることが望ましい。

【００４５】また、アップダウンカウンタ２２の代わり
に、サンプルホールド回路を用いて、アナログ的に制御
してもよい。

【００４６】＜第２の実施の形態＞次に、第２の実施の
形態として、サンプルホールド回路を用いる場合の光源
装置について説明する。

【００４７】図２には、第２の実施の形態に係わる光源
装置１０の制御回路構成が示されている。なお、図２で
は、第１の実施の形態と同一の部材については、同一の
符号を付与しており、ここでは詳細な説明を省略する。

【００４８】図２に示されているように、この光源装置
１０は、第１の実施の形態における演算判定部２０、ア
ップダウンカウンタ２２（図１参照）の代わりに、それ
ぞれ微分回路４０、サンプルホールド回路４２が備えら
れている。

【００４９】微分回路４０では、モニタ電圧の変動量
（増加電圧値）を求められて、第２の比較部２４に出力
される。

【００５０】サンプルホールド回路４２は、第１の比較
部１８によるモニタ電圧と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と
の比較結果、又は第２の比較部２４による増加電圧値と
第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との比較結果に基づいて、そ
の出力電圧が増減されるようになっている。サンプルホ
ールド回路４２から出力された電圧は、上限値モニタ部
３０を介して、レーザ駆動回路３２へ入力される。レー
ザ駆動回路３２では、サンプルホールド回路４２の出力
電圧に応じて、レーザ光源１２の駆動電流を変化させ
る。

【００５１】上限値モニタ部３０の上限値記憶部３４に
は、サンプルホールド回路４２の出力電圧の上限値が記
憶される。上限値モニタ部３０では、上限値超過検出部
３６によってサンプルホールド回路４２の出力電圧をモ
ニタしながら、レーザ駆動回路３２へ入力するようにな
っている。上限値超過検出部３６は、このモニタ結果に
基づいて、上限値記憶部３４に記憶されている出力電圧
の上限値を更新したり、異常検知信号を出力したりす
る。

【００５２】次に、第２の実施の形態の作用について説
明する。

【００５３】まず、第１の実施の形態と同様に、第２の
基準電圧Ｖｒｅｆ２を示す信号が制御装置（図示省略）
から第２の比較部２４に入力され、第２の基準電圧Ｖｒ
ｅｆ２の値が設定される。

【００５４】次に、制御装置（図示省略）からの点灯デ
ータ信号に従って、レーザ駆動回路３２によりレーザ光
源１２への駆動電流の注入が開始され、レーザ光源１２
が点灯される。なお、このとき、注入される電流を０ｍ
Ａ或いはバイアス電流値から増加させて、出力光量を増
加させていく。

【００５５】レーザ光源１２から出力された光ビーム
は、光検出部１４で受光され、受光光量に応じた光電流
が出力される。この光電流は、増幅器１６によって増幅
されるとともに電圧変換によってモニタ電圧に変換され
た後、微分回路４０によって増加電圧値が求められる。
第２の比較部２４によって、この増加電圧値と第２の基
準電圧値Ｖｒｅｆ２とを比較し、当該比較結果に応じ
て、サンプルホールド回路４２の出力電圧を増加させ
る。レーザ駆動回路３２では、サンプルホールド回路４
２の出力電圧に応じて、駆動電流を変化させる。

【００５６】第２の比較部２４において、増加電圧値と
第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったら、レ
ーザ光源１２に注入する駆動電流の上限値に対応するレ
ーザ駆動回路３２に印加する電圧上限値として、このと
きのサンプルホールド回路４２の出力値を上限値記憶部
３４に記憶する。

【００５７】光量制御を行う場合は、サンプルホールド
回路４２をリセットし、駆動電流値を初期値に戻す。そ
の後、従来と同様に光量制御を行って、予め第１の比較
部１８に記憶された第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を用い
て、所望の光量を得る。

【００５８】このとき、上限値モニタ部３０では、上限
値超過検出部３６によって、光量制御時のサンプルホー
ルド回路４２の出力電圧を監視し、当該出力電圧が上限
値記憶部３４に記憶させた電圧上限値を超えたときは、
異常検出信号を出力し、制御装置（図示省略）にレーザ
光源の異常を知らせる。

【００５９】このように、アップダウンカウンタ２２の
代わりに、サンプルホールド回路４２を用いてアナログ
的に制御しても、第１の実施の形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００６０】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、レーザ光源１２として、１個の発光点を有する素子
を対象とした場合を前提に説明したが、複数の発光点を
有する素子についても適用してもよい。

【００６１】＜第３の実施の形態＞次に、第３の実施の
形態として、複数の発光点を有する面発光レーザをプリ
ンタ等の光源に使用する場合の光源装置について説明す
る。

【００６２】図３には、第３の実施の形態に係わる光源
装置１０の制御回路構成が示されている。なお、図３で
は、第１の実施の形態と同一の部材については、同一の
符号を付与して、ここでは詳細な説明を省略する。

【００６３】図３に示されているように、この光源装置
１０は、ｎ個（ｎ：２以上の整数）の発光点１２Ａを有
するレーザ光源１２を備えており、各発光点１２Ａに対
してそれぞれレーザ駆動回路３２が設けられている。す
なわち、レーザ駆動回路３２も１２個備えられており、
各発光点１２Ａは各々対応するレーザ駆動回路３２によ
って点灯される。

【００６４】また、第１の実施の形態の光源装置に対し
て、上限値モニタ部３０に上限値比較部５０が追加さ
れ、且つピーク光量記憶部５２とピーク光量比較部５４
からなるピーク光量モニタ部５６が追加されて構成され
ている。

【００６５】光源装置１０では、レーザ光源１２の各発
光点１２Ａに対して、第１の実施の形態と同様の駆動電
流上限値設定処理を行って、発光点１２Ａ毎に、第２の
比較部２４による差電圧と、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２
との差が略０となったときのアップダウンカウンタ２２
のカウンタ値を順に取得する。上限値比較部５０では、
各発光点１２Ａのカウンタ値が取得される度に、上限値
記憶部３４に記憶されているカウント上限値とを比較
し、当該比較結果に基づいて、上限値記憶部３４のカウ
ント上限値を更新する。

【００６６】ピーク光量記憶部５２には、第２の比較部
２４による差電圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が
略０となったときの増幅器１６の出力電圧値、すなわち
ピーク光量を出力しているときのモニタ電圧（以下、
「ピーク時モニタ電圧」という）が記憶される。ピーク
光量比較部５４では、各発光点１２Ａのピーク時モニタ
電圧が取得される度に、ピーク光量記憶部５２に記憶さ
れているピーク時モニタ電圧と比較し、当該比較結果に
基づいて、ピーク光量記憶部５２に記憶されているモニ
タ電圧を更新する。

【００６７】このように、第３の実施の形態に係わる光
源装置１０は、第１の実施の形態における（１個の発光
点に対する）駆動電流の上限値設定機能に、全発光点１
２Ａの駆動電流の上限値及びピーク光量を比較する機能
が追加された構成となっている。

【００６８】次に、第３の実施の形態の作用について説
明する。

【００６９】まず、複数の発光点１２Ａを有するレーザ
光源１２を用いる場合の駆動電流の上限値決定原理につ
いて説明する。なお、以下では、２つの発光点１２Ａを
有するレーザ光源１２を例に用いて、一方の発光点１２
Ａのピーク光量（ピーク時モニタ電圧）をＰ１、そのと
きの駆動電流（すなわち駆動電流の上限値）をＩ１と
し、他方の発光点１２Ａのピーク光量をＰ２、そのとき
の駆動電流をＩ２として説明する。

【００７０】図４、５には、この２つの発光点１２Ａの
電流−光出力特性が示されている。図４に示すように、
Ｐ１＞Ｐ２、Ｉ１＞Ｉ２の関係が成り立つ場合は、ピー
ク光量が高い発光点１２Ａ（図４の参照）では、ピー
ク光量が低い方の発光点１２Ａ（図４の参照）がピー
ク光量を得るときの駆動電流Ｉ２でも、基準電圧（第１
の基準電圧Ｖｒｅｆ１に対応）以上の出力光量を得るこ
とができる。

【００７１】従って、発光点１２Ａ毎に取得された駆動
電流を比較して、その最小値を全ての発光点１２Ａに対
する駆動電流の上限値とすればよい。なお、一般に、面
発光レーザでは、Ｐ１＞Ｐ２、Ｉ１＞Ｉ２の関係とな
る。

【００７２】一方、図５に示すように、Ｐ１＞Ｐ２、Ｉ
１＜Ｉ２の関係が成り立つ場合は、両方の発光点１２Ａ
に対する駆動電流の上限値を、ピーク光量が高い方の発
光点１２Ａ（図５の参照）がピーク光量を得るときの
駆動電流Ｉ１にしてしまうと、ピーク光量が低い方の発
光点１２Ａ（図５の参照）では、基準電圧（第１の基
準電圧Ｖｒｅｆ１に対応）以上の出力光量を得ることが
できない。従って、この場合は、発光点１２Ａの出力光
量が下降する可能性もあるが、駆動電流Ｉ２を両方の発
光点１２Ａに対する駆動電流の上限値にする。

【００７３】次に、上記原理に基づく、光源装置１０の
動作について説明する。

【００７４】光源装置１０では、まず、第１の実施の形
態と同様に、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を示す信号が制
御装置（図示省略）から第２の比較部２４に入力され、
第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２の値が設定される。

【００７５】次に、制御装置（図示省略）からの点灯デ
ータ信号に従って、レーザ駆動回路３２により、レーザ
光源１２の１つ目の発光点１２Ａに対する駆動電流の注
入が開始され、当該１つ目の発光点１２Ａに対して、第
１の実施の形態と同様に駆動電流上限値設定処理が実施
される。

【００７６】これにより、第２の比較部２４による差電
圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったと
き（ピーク光量を得たとき）の、アップダウンカウンタ
２２のカウンタ値がカウンタ上限値として上限値記憶部
３４に記憶される。また、このときの増幅器１６の出力
電圧値、すなわちモニタ電圧が、ピーク時モニタ電圧と
してピーク光量記憶部５２に記憶される。

【００７７】次いで、アップダウンカウンタ２２のカウ
ンタ値をリセットして、駆動電流を初期値に戻す。ま
た、１つ目の発光点１２Ａに対する駆動電流の注入を停
止（発光停止）した後、２つ目の発光点１２Ａに対する
駆動電流の注入を開始して、当該２つ目の発光点１２Ａ
に対して、駆動電流上限値設定処理を同様に実施する。

【００７８】第２の比較部２４による差電圧と、第２の
基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったら、上限値比
較部５０によって、このときのアップダウンカウンタ２
２のカウンタ値、すなわち２つ目の発光点１２Ａのカウ
ンタ上限値と、上限値記憶部３４に記憶されているカウ
ンタ上限値とが比較される。２つ目の発光点１２Ａのカ
ウンタ上限値が、上限値記憶部３４に記憶されているカ
ウンタ上限値よりも小さければ、上限値記憶部３４の記
憶内容を当該２つ目の発光点１２Ａのカウンタ上限値に
更新する。

【００７９】このとき、ピーク光量比較部５４によっ
て、第２の比較部２４による差電圧と第２の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２との差が略０となったときのモニタ電圧、すな
わち２つ目の発光点１２Ａのピーク時モニタ電圧と、ピ
ーク光量記憶部５２に記憶されているピーク時モニタ電
圧との比較も行われる。

【００８０】２つ目の発光点１２Ａのピーク時モニタ電
圧が、ピーク光量記憶部５２に記憶されているピーク時
モニタ電圧よりも小さければ、ピーク光量記憶部５２の
記憶内容を当該２つ目の発光点１２Ａのピーク時モニタ
電圧値に更新する。これと同時に、上限値記憶部３４の
記憶内容をこのときのアップダウンカウンタ２２のカウ
ンタ値、すなわち２つ目の発光点１２Ａのカウンタ上限
値に更新する。

【００８１】３つ目以降の各発光点１２Ａに対しても、
２つ目の発光点１２Ａと同様に駆動電流上限値設定処理
を行って、第２の比較部２４による差電圧と第２の基準
電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったときの、アップダ
ウンカウンタ２２のカウンタ値やモニタ電圧に基づい
て、上限値記憶部３４やピーク光量記憶部５２の記憶内
容を更新する。ｎ個目の発光点１２Ａまで終了したら、
アップダウンカウンタ２２のカウンタ値をリセットし
て、駆動電流値を初期値に戻す。

【００８２】これにより、第２の比較部２４による差電
圧と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったと
きのモニタ電圧が低い発光点１２Ａほど、そのときのア
ップダウンカウンタ２２のカウンタ値（カウンタ上限
値）が小さい場合は、各発光点１２Ａのカウンタ上限値
のうちの最小値が上限値記憶部３４に記憶される。

【００８３】また、第２の比較部２４による差電圧と第
２の基準電圧Ｖｒｅｆ２との差が略０となったときのモ
ニタ電圧が低いにも係わらず、そのときのアップダウン
カウンタ２２のカウンタ値が大きい発光点１２Ａがあっ
た場合は、当該発光点１２Ａのカウンタ上限値が上限値
記憶部３４に記憶される。

【００８４】例えば、前述の図４で示した例の場合は、
駆動電流Ｉ２に対応するアップダウンカウンタ２２のカ
ウンタ値が上限値記憶部３４に記憶される。また、前述
の図５で示した例の場合も、駆動電流Ｉ２に対応するア
ップダウンカウンタ２２のカウンタ値が上限値記憶部３
４に記憶される。

【００８５】その後、各発光点１２Ａに対して、従来と
同様に光量制御を行って、予め第１の比較部１８に記憶
された第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を用いて、所望の光量
を得る。

【００８６】このとき、上限値記憶部３４に記憶されて
いるカウンタ上限値が、全ての発光点１２Ａで共通のカ
ウンタ上限値として用いられる。すなわち、各発光点１
２Ａを発光するときには、このカウンタ上限値を超えな
いように駆動電流が制限され、カウンタ上限値を超えた
場合には、上限値超過検出部３６によって異常検出信号
を出力し、制御装置（図示省略）にレーザ光源１２の異
常を知らせる。

【００８７】例えば、前述の図４で示した例の場合は、
駆動電流Ｉ２に対応するアップダウンカウンタ２２のカ
ウンタ値が上限値記憶部３４に記憶されているので、駆
動電流Ｉ２が両方の発光点１２Ａに対する駆動電流の上
限値とされる。この場合、ピーク光量が高い方の発光点
１２Ａ（図４の参照）でも、ピーク光量が低い方の発
光点１２Ａ（図４の参照）がピーク光量を得るときの
駆動電流Ｉ２でも、基準電圧（第１の基準電圧Ｖｒｅｆ
１）以上の出力光量を得ることができる。すなわち、光
量制御によって、所望の光量を得ることができる。

【００８８】一方、図５に示した例でも、駆動電流Ｉ２
が両方の発光点１２Ａに対する駆動電流の上限値となる
ため、ピーク光量が低い方の発光点１２Ａ（図５の参
照）でも、基準電圧（第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１）の出
力光量に到達可能であるので、光量制御によって所望の
光量を得ることができる。

【００８９】このように、複数の発光点１２Ａを有する
レーザ光源１２を用いる場合でも、全ての発光点１２Ａ
に対して共通に、光量制御に適した駆動電流の上限値を
容易に設定できる。また、上限値を設定した後は、各発
光点１２Ａを点灯するための駆動電流を、当該設定され
た上限値以下に制限することができる。これにより、各
発光点１２Ａの光量制御を安定して行うことができ、所
望の出力光量を得ることができる。

【００９０】なお、上記第３の実施の形態では、全ての
発光点１２Ａにおいて所定の光量を得ることを優先して
制御する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば面発光レーザを用いる場合
に、所定の光量を得ることよりも、ピーク光量を超えて
駆動電流を上げることによってマルチモード発振してし
まうことを防止する方を優先するならば、各発光点１２
Ａに対して求められた駆動電流の上限値の中から最小値
を選択して、全ての発光点１２Ａに対する駆動電流の上
限値とすればよい。

【００９１】また、上記第１乃至第３の実施の形態の光
源装置をプリンタや光ディスク等の光源としてを用いる
ことにより、レーザ光源１２を安定して光量制御を行う
ことができる光出力範囲内のみで使用することができる
ので、常に所望の光量でプリンタや光ディスク等の動作
を行うことができるとともに、画質劣化、書込みエラ
ー、光量制御不能によるマシンストップ等を防止するこ
とができる。

【００９２】また、特に、第３の実施の形態の光源装置
１０は、面発光レーザを使用するプリンタに用いること
ができる。図６には、面発光レーザを使用するプリンタ
の一例が示されている。

【００９３】詳しく説明すると、図６に示すプリンタ６
０は、面発光レーザ６２の各発光点６４から出力された
光ビームを、コリメータレンズ６６、シリンダレンズ６
８を介して、各々回転多面鏡７０に入射させる。なお、
当然ながら、面発光レーザ６２が前述のレーザ光源１２
に対応し、発光点６４が前述の発光点１２Ａに対応す
る。

【００９４】回転多面鏡７０に入射した各光ビームは、
当該回転多面鏡７０の回転によって主走査方向に偏向さ
れる。このとき、各光ビームを副走査方向にずらして入
射させることにより、同時に複数本の走査線７２による
書き込みが感光体ドラム７４上になされる。

【００９５】回転多面鏡７０の反射面７０Ａにより反射
された各光ビームは、トロイダルレンズ７６や走査レン
ズ７８を介して感光体ドラム７４上に照射される。すな
わち、プリンタ６０では、複数ラインを同時に走査する
ことができるので、感光体ドラム７４への画像の高速書
込みが可能となっている。

【００９６】また、反射ミラー８０により、各ライン走
査における画像領域走査前の光ビームを反射し、主走査
開始タイミングの検知する所謂ＳＯＳセンサと、面発光
レーザ６２からの出射光光量を検出する前記光検出部１
４との役割を兼ねた光検出器８２に案内する。この光検
出器８２から出力される光電流を用いて、上記の駆動電
流上限値設定処理や光量制御を行うことにより、所望の
光量の光ビームによって感光体ドラム７４に画像を書込
むことができる。

【００９７】なお、当然ながら図６に示したプリンタ以
外にも、光ビームによって感光体に画像を書込む画像形
成装置であれば、本発明を適用することができる。

【００９８】なお、駆動電流上限値値設定処理は、光量
制御の度に行う必要はなく、発光点の数や制御時間に応
じて、例えばＪＯＢ開始時やページ間に行えばよい。

【００９９】

【発明の効果】上記に示したように、本発明は、最大光
量を出力する駆動電流を超えても発振可能なレーザ光源
において、光量制御に適した光出力範囲外での使用を防
止することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態に係わる光源装置における
制御回路構成を示すブロック図である。

【図２】 第２の実施の形態に係わる光源装置における
制御回路構成を示すブロック図である。

【図３】 第３の実施の形態に係わる光源装置における
制御回路構成を示すブロック図である。

【図４】 複数のレーザ光源（発光点）を有する光源の
電流−光出力特性の一例を示すグラフである。

【図５】 複数のレーザ光源（発光点）を有する光源の
電流−光出力特性の別の一例を示すグラフである。

【図６】 面発光レーザを光源に用いたプリンタの一例
を示す構成図である。

【図７】 一般的な端面発光レーザの電流−光出力特性
を示すグラフである。

【図８】 従来の光源装置における制御回路構成を示す
ブロック図である。

【図９】 一般的な面発光レーザの電流−光出力特性を
示すグラフである。

【図１０】 素子に構造上のばらつきがある場合の面発
光レーザの電流−光出力特性の一例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ 光源装置 １２ レーザ光源 １４ 光検出部 １８ 第１の比較部 ２０ 演算判定部 ２２ アップダウンカウンタ ２４ 第２の比較部 ３０ 上限値モニタ部 ３２ レーザ駆動回路 ３４ 上限値記憶部 ３６ 上限値超過検出部 ４０ 微分回路 ４２ サンプルホールド回路 ５０ 上限値比較部 ５２ ピーク光量記憶部 ５４ ピーク光量比較部 ５６ ピーク光量モニタ部 ６０ プリンタ ６２ 面発光レーザ ６４ 発光点 ７４ 感光体ドラム ８２ 光検出器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/18 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 5/40 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０ Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA12 AA16 AA53 AA54 AA55 AA61 AA72 AA74 DA09 2H045 AA01 BA02 BA22 CB42 DA41 2H076 AB02 AB06 DA04 DA17 5C051 AA02 CA07 DA01 DA02 DB30 DE30 FA01 5F073 AB05 AB16 AB21 AB25 AB27 AB29 BA07 GA02 GA12 GA18 GA33 GA37

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最大光量を出力する駆動電流を超えても
   発振可能なレーザ光源を備えた光源装置において、 前記最大光量を出力する駆動電流以下で、前記レーザ光
   源を点灯する点灯制御手段を有する、 ことを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 前記光源の出力光量を検出する検出手段
   と、 前記検出手段によって、前記最大光量と略同等の出力光
   量が検出されるまで、前記レーザ光源の駆動電流を増加
   させる駆動電流制御手段と、 前記検出手段によって、前記最大光量と略同等の出力光
   量が検出されたときの駆動電流値を記憶する記憶手段
   と、を更に有し、 前記点灯制御手段が、前記記憶手段に記憶されている駆
   動電流値を上限として、前記レーザ光源の光出力を制御
   する、 ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 【請求項３】 前記駆動電流制御手段が、前記検出手段
   による検出光量の増加量が所定値よりも小さくなるま
   で、前記駆動電流を段階的に増加させることを特徴とす
   る請求項２に記載の光源装置。
4. 【請求項４】 前記駆動電流制御手段が、前記検出手段
   による検出光量の増加量が所定値よりも小さくなるま
   で、前記駆動電流を連続的に増加させることを特徴とす
   る請求項２に記載の光源装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段が、前記検出手段による検
   出光量の増加量が前記所定値よりも小さくなったときの
   駆動電流値を記憶することを特徴とする請求項３又は請
   求項４に記載の光源装置。
6. 【請求項６】 前記レーザ光源が複数の発光点を有する
   場合は、 前記点灯制御手段が、前記複数の発光点のうちの前記最
   大光量を出力する駆動電流値が最小である発光点、或い
   は前記最大光量が最小である発光点が、前記最大光量を
   出力する駆動電流以下で、各発光点の点灯を制御するこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記
   載の光源装置。
7. 【請求項７】 前記レーザ光源が、面発光レーザである
   ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 【請求項８】 前記請求項１乃至請求項７の何れか１項
   に記載の光源装置を備え、前記光源装置から出力される
   光ビームによって感光体上に画像を形成することを特徴
   とする画像形成装置。