JPH1188629A

JPH1188629A - 光量変調装置

Info

Publication number: JPH1188629A
Application number: JP9250445A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Kawasaki; 素明川崎; Hironari Ehata; 裕也江幡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光量変調動作に伴う発光素子特性（発光遅
延、緩和振動、残留キャリア）の影響を低減し、高速な
光量変調が可能な光量変調装置。バイアス電流の制御を
精密に行い、トナーかぶり現象を解消して、鮮明な画像
が形成可能な電子写真式の画像形成装置。【解決手段】関数電流発生手段ＧＭＰ１〜ＧＭＰ３に
より画像データＤＶ１〜ＤＶ７と三角波信号ＴＲＩとに
相関のある三角波の関数電流Ｉ₂ ，Ｉ₃ を発生させ、こ
の三角波の関数電流Ｉ₂ ，Ｉ₃ と、所定のバイアス電流
Ｉｂとの和電流Ｉｄを発光素子ＬＤに供給することによ
り、発光素子ＬＤの光量変調の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に中間調画像を
高速に印画できるＬＢＰ（レーザビームプリンタ）やデ
ジタル複写機等に使用される光量変調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、中間調画像の印画が可能なＬＢ
Ｐ（デジタル複写機の印画エンジン）を説明する一般的
な概念図である。レーザチップ６は、光源となる半導体
レーザダイオードＬＤと、図示されるように使用される
レーザ光の係数分の一の分配光（モニタ光）を受光しモ
ニタ電流Ｉｍを出力するフォトダイオードＰＤとから構
成されている。半導体レーザダイオードＬＤは、注入電
流Ｉｄによって光量が制御される。

【０００３】図９に示すように、半導体レーザダイオー
ドＬＤは、注入電流Ｉｄの大きさによって、スレッシュ
電流Ｉ_thよりも低いＬＥＤ発光領域と、スレッシュ電流
Ｉ_thよりも高いレーザ発光領域とに分けられ、一般に、
レーザ発光領域を主光源として使用する。注入電流Ｉｄ
およびモニタ電流Ｉｍは、光量変調回路２５に接続され
ている。

【０００４】図８において、レーザチップ６から発生し
た変調レーザビームは、モータ軸に固定されて図中矢印
方向への回転するポリゴンミラー１７によって偏光さ
れ、感光ドラム１９上に変調レーザビームを走査する。
ｆθレンズ１８は、偏光された変調レーザビームを感光
ドラム１９上に線速度一定に集光する。感光ドラム１９
および印画トナーを、予め所定の静電帯電しておくと、
感光ドラム１９上における照射光量に応じて印画トナー
の付着量が変わるため、中間調画像の印画が可能にな
る。ＢＤミラー２０は、感光ドラム１９と機械的に位置
関係が固定されており、ＢＤミラー２０から反射された
レーザビームは受光ダイオード２１に入力され、感光ド
ラム１９上の情報書き込み開始位置を検出する。

【０００５】受光ダイオード２１の出力は、水平同期信
号発生回路２２に入力されて水平同期信号ＨＤを発生す
る。ＨＤ信号は、光量変調回路２５と、パルス発生回路
２３と、画素変調データ発生部２４とに入力される。パ
ルス発生回路２３は、光量制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤ、
および、画素の周期Ｔｏの水平同期信号ＨＤに同期した
画素クロックＳＣＫを出力する。光量制御信号ＡＰＣ−
ＨＯＬＤは光量変調回路２５に入力される。画素クロッ
クＳＣＫは、光量変調回路２５、および、画素変調デー
タ発生部２４に入力される。画素変調データ発生部２４
から出力される一般に８ビット（１画素当りのビット
数）の画素変調データＤＶは、光量変調回路２５に入力
される。

【０００６】図１０（ｄ）に示す水平同期信号ＨＤの発
生が予測される期間Ｔ３において、直流電流Ｉｄを強制
的に供給し、この期間、半導体レーザダイオードＬＤを
全発光させてＢＤミラー２０から反射されるレーザビー
ムを確実に発生させ、図１０（ａ）に示す水平同期信号
ＨＤを得る。画素クロックＳＣＫは、図１０（ｃ）に示
すように水平同期信号ＨＤの立ち下がり（↓）エッジに
同期した所望とする画素の周期Ｔｏの同期クロック信号
である。

【０００７】光量制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤは、図１０
（ｂ）に示すようにレーザ強制照射の期間Ｔ３にローレ
ベルになるパルス信号であり、この期間においてフォト
ダイオードＰＤより得られるモニタ電流Ｉｍによって、
注入電流Ｉｄによるレーザ発光量のバラツキおよび対環
境変動の大きい半導体レーザダイオードＬＤの発光強度
制御（ＡＰＣ）が行われる。

【０００８】次に、光量変調回路２５の構成について説
明する。

【０００９】図１１は、図８における光量変調回路２５
の内部構成例を示す。画素クロック信号ＳＣＫは、三角
波発生回路１に入力され、図１２に示す画素クロックＳ
ＣＫの周期Ｔｏの三角波信号を発生し、比較回路ＣＭＰ
４の正極入力に入力される。三角波発生回路１には、水
平周期毎に三角波発生動作をリセットするために水平同
期信号ＨＤが入力されているが、三角波発生方式によっ
ては不要である。８ビットの画素データＤＶは、Ｄ／Ａ
変換器２（ＤＡＣ）に入力され、画素クロックＳＣＫに
よってラッチされ、図１２（ａ）に示すように三角波信
号に対して電圧値が確定する各画素データ（００ｈ〜Ｆ
Ｆｈ）に対応したアナログ画素データ信号を出力し、比
較回路ＣＭＰの負極入力に入力される。これによって、
比較回路ＣＭＰの出力には、図１２（ｂ）に示すよう
に、ＤＶ＝００ｈ〜ＦＦｈに対してパルス幅Ｔ１〜Ｔ２
に変化するＰＷＭの画素変調信号ＰＩＣが発生する。

【００１０】ＯＲ回路７には、画素変調信号ＰＩＣと光
量制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤ（図１０（ｂ）参照）の反
転信号が入力される。制御電流源３は、電流Ｉｍａｘを
発生し、スイッチＳＷを介して、半導体レーザダイオー
ドＬＤに接続される。スイッチＳＷは、ＯＲ回路７の出
力信号によって制御される。また、半導体レーザダイオ
ードＬＤには電流源５が接続されている。この電流源５
より発生するバイアス電流Ｉｂは、一般に図９に示すス
レッシュ電流値Ｉ_thより小さく設定されている。このよ
うに設定された理由は、レーザ発光動作の高速化を目的
としているからである。そして、バイアス電流Ｉｂとス
イッチＳＷの出力電流Ｉｄｏとの和電流が、半導体レー
ザダイオードＬＤの注入電流Ｉｄとして用いられる。ま
た、フォトダイオードＰＤから得られるモニタ電流Ｉｍ
は、モニタ抵抗Ｒｍによってモニタ電圧Ｖｍに変換さ
れ、最大発光電流制御回路４（ＩｍａｘＡＰＣ）に入
力される。この最大発光電流制御回路４の出力信号は、
電流源３を制御している。ここで、最大発光電流の制御
動作について説明する。

【００１１】図１０に示す水平ブランキング期間内の期
間Ｔ３において、注入電流Ｉｄは（Ｉｍａｘ＋Ｉｂ）に
なり、半導体レーザダイオードＬＤは全発光状態にな
る。このとき、最大発光電流制御回路４は、発光量に相
関のあるモニタ電流Ｉｍを所定値になるように電流源３
を制御して、所定の発光強度に制御する。

【００１２】図１０における印画領域を含む期間Ｔ４に
おいては、最大発光電流制御回路４より出力される制御
信号は、期間Ｔ３で制御された値を保持する。従って、
期間Ｔ４では、図１３に示すように、半導体レーザダイ
オードＬＤの注入電流Ｉｄが入力画素データＤＶ値によ
って確定した変調電流になり、これにより中間調画像を
再生可能な光量変調信号を感光ドラム１９に出力でき
る。

【００１３】以上説明したように、ＬＢＰに使用される
光量変調回路は、半導体レーザダイオードＬＤに対して
光直接変調方式を採用している回路である。

【００１４】次に、半導体レーザ素子を用いた光直接変
調の特性について説明する。

【００１５】図１４（ａ）〜（ｃ）は、半導体レーザ素
子の過渡特性を説明する波形図である。図１４（ａ）
は、注入電流密度Ｊを示し、時刻ｔ１以前はレーザ発光
するスレッシュ電流密度Ｊ_th未満の電流密度Ｊｂになっ
ており、時刻ｔ１〜ｔ２では電流密度Ｊ_thを超える所定
発光量が得られる電流密度Ｊｍａｘを供給し、時刻ｔ２
以降は再び電流密度Ｊｂにする。

【００１６】図１４（ｂ）および図１４（ｃ）は、図１
４（ａ）の注入電流密度を供給したときの半導体レーザ
素子内部の活性層におけるキャリア密度ｎおよび光子密
度ｎ_phの応答特性を簡略化して説明するものである。

【００１７】図１４（ａ）〜（ｃ）から、直接変調によ
ってパルス光を発生するとき、半導体レーザ素子のもつ
発光遅延、緩和振動、残留キャリアの３つの代表的な特
性が類推できる。以下、各特性について説明する。

【００１８】（特性１）発光遅延発光遅延時間ｔ_d は活性層内のキャリア密度がレーザ発
光に移行するスレッシュキャリア密度ｎ_thになるまでの
時間であり、下式で示される。

【００１９】

【数１】ｔ_d ＝ｔｎ・ＬＯＧ（（Ｊmax −Ｊb ）／（Ｊmax −Ｊ_th）） …（１）ｔｎは、キャリアの寿命と一般的に言われているレーザ
素子固有の時間的係数である。注入電流が無いとき、活
性層内にある初期キャリア密度は指数関数的に消滅して
いき、時間ｔｎ後、キャリア密度が初期値に対して１／
ｅになることを意味する。

【００２０】（特性２）緩和振動キャリア密度がｎ_thになるとレーザ発光を開始するが、
キャリア密度と光子密度の相関から、図１４（ｃ）に示
すように発光過渡期においてレーザ光のリンギング現象
である緩和振動が発生する。

【００２１】（特性３）残留キャリア時刻ｔ２においてレーザ光はすばやく消灯状態に移行す
るが、活性層内のキャリア密度は前記（特性１）の発光
遅延で説明したようにキャリアの寿命ｔｎのため、ただ
ちに消滅しない。もしキャリア密度が完全に消滅しな
い、すなわち、残留キャリアが残っている時期に再び注
入電流を供給して発光させようとしたとき、時刻ｔ１か
らの発光条件と異なることになる。

【００２２】以上説明したように、図１１に示す従来の
光量変調回路２５では、バイアス電流Ｉｂを印加して上
記３つの発光素子の持つ発光特性を軽減している。

【００２３】図９は半導体レーザ素子の注入電流に対す
る発光量の一般的関係を示すものである。環境温度Ｔａ
によってスレッシュ電流Ｉ_thと所望光量を得るためのＩ
maxは変化する。このため、バイアス電流Ｉｂは環境温
度Ｔａおよび素子バラツキを考慮して、標準条件のスレ
ッシュ電流Ｉ_thより十分小さな値にしている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】近年、高速、高精細の
印画が益々望まれており、これに対応するため高速化さ
れた光量変調回路が望まれている。

【００２５】しかし、図１４に示す半導体レーザ素子の
動作特性を考えると、図１１に示す従来のＰＷＭの光量
変調回路には、以下に述べるような課題がある。ここで
は、図１５に示す注入電流Ｉｄパルス幅と光量との関係
を示す光量変調特性に基づいて説明する。

【００２６】（課題１）前記（特性１）の発光遅延ｔ_d
は、図１５のＡ点に示すように、最小注入電流パルス幅
を必要とすることを意味し、光量変調の高速化に際して
注入電流パルス幅のレンジを制限することになり好まし
くない。

【００２７】（課題２）前記（特性２）の緩和振動が発
生している期間中の消灯制御は、注入電流パルス幅に対
する光量の線形制御を阻害する。すなわち、図１５のＢ
領域に示すように、小光量付近の線形特性が損なわれ
る。電子写真プロセスにおいては、その小光量部は印画
面上のハイライト部に相当し、その結果画質を損ねるこ
とになる。（課題３）前記（特性３）の残留キャリアが存在する注
入電流遮断期間が短い場合、図１５のＣ領域に示すよう
に、発光量の線形性が崩れ、消灯状態に完全に移行でき
ず、全発光量Ｐmax にジャンプする傾向がある。しか
も、このときの発光特性は不安定なものであり、電子写
真プロセスにおいては、この領域を使用できない。

【００２８】（課題４）半導体レーザダイオードＬＤ
は、レーザ発光の高速化のための直流バイアス電流Ｉｂ
の印加は、図９に示すレーザダイオード発光特性に示す
レーザ発光スレッシュ注入電流Ｉ_thの対温度特性のドリ
フトおよび個体差バラツキによって管理が難しい。すな
わち、直流バイアス電流Ｉｂを所定の電流値に近接しよ
うとすると、これだけでレーザ発光状態に至る危険性が
あり、これにより印画面全体に不要なトナーの付着（か
ぶり現象）が発生してしまう。

【００２９】そこで、本発明の目的は、発光素子の光量
変調電流として三角波電流を用いることにより、光量変
調動作に伴う発光素子の特性（発光遅延、緩和振動、残
留キャリア）の影響を低減し、高速な光量変調が可能な
光量変調装置を提供することにある。

【００３０】また、本発明の他の目的は、光量変調動作
に伴うバイアス電流の制御を精密に行うことにより、ト
ナーのかぶり現象を解消し、鮮明な画像を形成すること
が可能な電子写真式の画像形成装置を提供することにあ
る。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、１画素を複数
ビットで表現する画像データを用い、各画素単位の画像
データに基づいて発光素子の光量を変調する光量変調装
置であって、１画素に対応した周期Ｔｏの三角波信号を
発生する三角波発生手段と、前記画像データと前記三角
波信号とに相関のある三角波の関数電流を発生させる関
数電流発生手段と、前記関数電流発生手段により発生さ
れた三角波の関数電流と、所定のバイアス電流との和電
流を前記発光素子に供給する和電流供給手段とを具え、
前記発光素子の光量を三角波の関数電流に基づいて変調
することによって、光量変調装置を構成する。

【００３２】ここで、前記関数電流発生手段は、前記画
像データにおける１画素を構成する複数ビットを、最上
位ビットからなる第１のデータと該最上位ビットを除く
複数の下位ビットからなる第２のデータとに分離するデ
ータ分離手段と、前記最上位ビットを除く複数の下位ビ
ットからなる第２のデータと基準電流とに相関のある関
数電流を発生する基準関数電流発生手段と、前記関数電
流と前記三角波信号とに相関のある三角波関数電流を発
生する三角波関数電流発生手段とを含むことができる。

【００３３】前記三角波関数電流発生手段は、前記関数
電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の負極性に対
して相関がある第１の三角波関数電流を発生する第１三
角波関数電流発生手段と、前記関数電流に相関があり、
かつ、前記三角波信号の正極性に対して相関がある第２
の三角波関数電流を発生する第２三角波関数電流発生手
段と、前記最上位ビットの値に応じて、前記基準関数電
流発生手段と、前記第１三角波関数電流発生手段および
前記第２三角波関数電流発生手段との間の接続形態を切
り替える切替え手段とを含むことができる。

【００３４】また、本発明は、発光素子から出射したビ
ームを感光体に照射することにより画像形成を行う電子
写真式の画像形成装置であって、光量変調装置を有し、
該光量変調装置を用いて前記発光素子の光量を画素単位
で変調制御することにより、前記感光体に潜像を形成す
ることができる。

【００３５】また、本発明は、１画素を複数ビットで表
現する画像データを用い、各画素単位の画像データに基
づいて発光素子の光量を変調する光量変調制御方法であ
って、１画素に対応した周期Ｔｏの三角波信号を発生す
る三角波発生工程と、前記画像データと前記三角波信号
とに相関のある三角波の関数電流を発生させる関数電流
発生工程と、前記関数電流発生工程により発生された三
角波の関数電流と、所定のバイアス電流との和電流を前
記発光素子に供給する工程とを具え、前記発光素子の光
量を三角波の関数電流に基づいて変調することによっ
て、光量変調制御方法を提供する。

【００３６】ここで、前記関数電流発生工程は、前記画
像データにおける１画素を構成する複数ビットを、最上
位ビットからなる第１のデータと、該最上位ビットを除
く複数の下位ビットからなる第２のデータとに分離する
データ分離工程と、前記最上位ビットを除く複数の下位
ビットからなる第２のデータと基準電流とに相関のある
関数電流を発生する基準関数電流発生工程と、前記関数
電流と前記三角波信号とに相関のある三角波関数電流を
発生する三角波関数電流発生工程とを含むことができ
る。

【００３７】前記三角波関数電流発生工程は、前記関数
電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の負極性に対
して相関がある第１の三角波関数電流を発生する第１三
角波関数電流発生工程と、前記関数電流に相関があり、
かつ、前記三角波信号の正極性に対して相関がある第２
の三角波関数電流を発生する第２三角波関数電流発生工
程と、前記最上位ビットの値に応じて、前記基準関数電
流発生工程による関数電流と、前記第１三角波関数電流
発生手段および前記第２三角波関数電流発生手段による
三角波関数電流との間の接続形態を切り替える切替え工
程とを含むことができる。

【００３８】また、前記最上位ビットの値がゼロのとき
は、前記第１の三角波関数電流をゼロとし、前記第２の
三角波関数電流を前記第２のデータに比例する電流と
し、前記最上位ビットの値が１のときは、前記第１の三
角波関数電流を前記第２のデータに比例する電流とし、
前記第２の三角波関数電流を前記基準電流とするよう
に、前記切替え手段の切替え制御を行うことができる。

【００３９】光量変調期間外の所定期間に前記三角波電
流を前記発光素子に供給し、該発光素子の発光闘値電流
を検出することができる。

【００４０】前記発光闘値電流の検出結果に応じて前記
バイアス電流の値を設定することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００４２】まず、本発明に係る構成の概要について説
明する。

【００４３】本発明は、周期Ｔｏの三角波信号を発生す
る三角波発生回路を設け、データを最上位ビットの状態
と最上位ビットを除く下位ビットの状態とによって第１
および第２の領域に分割し、最上位ビットを除く下位ビ
ットのデータ値によって第１の基準電流に対する第１の
関数電流を発生させ、第１の関数電流に相関がありかつ
前記三角波信号に対して各々負極性又は正極性の相関性
のある三角波電流関数である第２および第３の関数電流
を発生させ、第２および第３の関数電流の和電流の係数
倍された電流と、所定のバイアス電流との和電流をレー
ザ発光素子に供給する。

【００４４】ここで、第２および第３の関数電流は、デ
ータ値の第１および第２の領域に対して、下記の条件に
設定可能である。すなわち、第２の関数電流をゼロ電流
とし、第３の関数電流を第１の関数電流の最大値とする
条件に設定して発光制御することが可能である。

【００４５】また、光量変調の期間外の所定期間におい
て、三角波電流をレーザ発光素子に供給してレーザ発光
素子のスレッシュ電流を検出し、この検出結果によっ
て、バイアス電流を設定することが可能である。

【００４６】以上が、本発明に係る構成の概要について
説明である。

【００４７】次に、本発明の第１の実施の形態を、図１
〜図５に基づいて説明する。なお、従来例と同様な部分
についての説明は省略し、同一符号を用いる。

【００４８】図１は、本発明に係る光量変調装置（以
下、光量変調回路１００という）の構成例を示す。この
光量変調回路１００は、例えば前述した図８のレーザビ
ームプリンタ（ＬＢＰ）内の光量変調回路に適用するこ
とが可能である。また、図２は光量変調回路１００に使
用される三角波発生回路１の構成例であり、図３は可変
ｇｍアンプの構成例を示す。

【００４９】光量変調回路１００の全体構成を説明する
前に、説明をわかり易くするため、まず、三角波発生回
路１および可変ｇｍアンプＧＭＰ１〜ＧＭＰ３の構成に
ついて説明する。

【００５０】まず、図２の三角波発生回路１について説
明する。

【００５１】画素クロックＳＣＫは、外部デジタル回路
において作成されるため、一般にクロックデューティが
保証されていない。そこで、画素クロックＳＣＫを、ま
ず２分周回路９に入力して２分周し、これによって不確
定なデューティ成分を削除しておく。また、水平同期信
号ＨＤは、２分周回路９のリセットとして入力され、２
分周回路９の動作をＨＤ信号に同期させる。２分周回路
９の出力信号は、ＥＸＯＲ回路ＸＲ１に入力されると共
に、可変パルス遅延回路１０（ＤＬ）に入力され、その
パルス遅延出力はＥＸＯＲ回路ＸＲ１の他端入力に入力
される。可変パルス遅延回路１０のパルス遅延時間ｔ_d
は、出力遅延制御信号（電圧信号）△ＤＵの関数で表す
ことができる。

【００５２】

【数２】ｔ_d ＝ｋ１／△ＤＵ …（２）ｋ１：定数今、出力遅延制御信号△ＤＵによって、パル
ス遅延時間ｔ_d ＝Ｔｏ／２に制御された場合、ＥＸＯＲ
回路ＸＲ１の出力信号は、クロックデューティの確保さ
れた画素クロック信号が生成されたことになる。

【００５３】ＥＸＯＲ回路ＸＲ１の出力差動出力であ
る、正負極性出力信号は、トランジスタＱ７のベースお
よびトランジスタＱ８のベースに入力される。トランジ
スタＱ７，Ｑ８はエミッタカップルされており電流スイ
ッチとして動作し、そのエミッタカップル端子に接続さ
れたトランジスタＱ１１のコレクタより電流２Ｉ₁₀が供
給される。

【００５４】ここで、各トランジスタのエミッタサイズ
と抵抗値に対して、Ｑ１０＝Ｑ９＝Ｑ１１、Ｑ５＝Ｑ
６、Ｑ１＝Ｑ２＝Ｑ３、Ｒ４＝Ｒ５＝２Ｒ６、Ｒ１＝Ｒ
２＝Ｒ３が成立しているとする。また、トランジスタＱ
５のベースには、図４に示すように所望とする三角波信
号の中心レベルに相当するバイアスＶ５０が入力されて
おり、トランジスタＱ１０のコレクタ電流Ｉ₁₀と、トラ
ンジスタＱ２のコレクタ電流を一致させるように制御す
る。したがって、トランジスタＱ３のコレクタ電流はＩ
₁₀になる。トランジスタＱ３のコレクタとトランジスタ
Ｑ８のコレクタとは接続されており、さらにその接続点
には容量Ｃ１が接続されている。

【００５５】ＥＸＯＲ回路ＸＲ１の出力信号によって、
トランジスタＱ８がオン（オフ）すると、コンデンサＣ
１には放電（充電）電流Ｉ₁₀が供給され、この端子電圧
を単調下降（上昇）させることによって、画素クロック
周期Ｔｏの三角波信号ＴＲＩが発生する。

【００５６】この三角波信号はバッファＢＵＦ１を介し
て、レベル比較器ＣＭＰ１の負極入力およびレベル比較
器ＣＭＰ２の正極入力に入力される。レベル比較器ＣＭ
Ｐ１の正極入力には、図４で示すように、所望とする三
角波信号の上頂点から１０％下降したレベルに相当する
バイアスＶ１０が供給されており、これによりレベル比
較結果がパルス信号となって出力される。

【００５７】一方、レベル比較器ＣＭＰ２の負極入力に
は、図４で示すように、所望とする三角波信号の下頂点
から１０％上昇したレベルに相当するバイアスＶ９０が
供給されており、レベル比較器ＣＭＰ２からはレベル比
較結果がパルス信号となって出力される。レベル比較器
ＣＭＰ１およびＣＭＰ２の出力はチャージポンプ回路１
３（ＣＰ２）に入力され、さらにピークレベル誤差回路
１４（△ＰＰ）に入力される。そして、ピークレベル誤
差回路１４の出力がトランジスタＱ１１のベースに入力
され、三角波信号ＴＲＩのピークレベルを決定する電流
Ｉ₁₀を制御する。

【００５８】今、チャージポンプ回路１３（ＣＰ２）
は、入力される２つのパルス信号のハイレベル幅の合計
値が、（９／５＝１．８）Ｔｏの時は電流Ｉ₁₀を平衡に
保ち、（９／５）Ｔｏよりも小さい時は電流Ｉ₁₀を減少
させ、（９／５）Ｔｏよりも大きい時は電流Ｉ₁₀を増大
させるように構成すると、三角波信号ＴＲＩのピークレ
ベルが所望とするピークレベルに制御されることにな
る。

【００５９】一方、レベル比較器ＣＭＰ１の出力は、チ
ャージポンプ回路１１（ＣＰ１）に入力され、その出力
はオフセット誤差回路１２に入力される。そして、オフ
セット誤差回路１２からの出力遅延制御信号△ＤＵは、
可変パルス遅延回路１０に入力され、これによりＥＸＯ
Ｒ回路ＸＲ１から出力される画素クロック信号のデュー
ティを制御する。

【００６０】今、チャージポンプ回路１１（ＣＰ１）の
入力パルス信号のハイレベルが、（９／１０＝０．９）
Ｔｏの時は出力遅延制御信号△ＤＵを平衡（クロックデ
ューティ平衡）に保ち、（９／１０）Ｔｏよりも小さい
時は出力遅延制御信号△ＤＵを増大（クロックデューテ
ィ減少）させ、（９／１０）Ｔｏよりも大きい時は出力
遅延制御信号△ＤＵを減少（クロックデューティ増大）
させるように構成しておく。

【００６１】出力遅延制御信号△ＤＵとパルス遅延時間
ｔ_d との関係を示す（１）式から、ＥＸＯＲ回路ＸＲ１
出力の画素クロックのクロックデューティとの関係は容
易に理解できる。すなわち、三角波信号ＴＲＩの上頂点
レベルは、所望のレベル制御がされる。前述のピークレ
ベル制御動作によって、三角波信号ＴＲＩは所望の信号
となる。なお、図４に示すバイアスＶ０（上頂点レベル
相当）、Ｖ１０、Ｖ５０（中心レベル）、Ｖ９０、Ｖ１
００（下頂点レベル相当）は、ＬＳＩ回路においては相
対的高精度に作成される素子を用いて容易に設定でき
る。

【００６２】次に、図３の可変ｇｍアンプＧＭＰ１〜Ｇ
ＭＰ３について説明する。

【００６３】トランジスタＱ２２のベースおよびトラン
ジスタＱ２６のベースには、各々負極入力信号Ｖｎ及び
正極入力信号Ｖｐが入力される。トランジスタＱ２２の
エミッタおよびトランジスタＱ２６のエミッタは、抵抗
Ｒ１で接続され、各々電流源より定電流Ｉａが供給され
ている。トランジスタＱ２２のコレクタおよびトランジ
スタＱ２６のコレクタには、各々トランジスタＱ２ｌの
エミッタおよびトランジスタＱ２５のエミッタが接続さ
れている。トランジスタＱ２１のベースおよびトランジ
スタＱ２５のベースは、適当なバイアスＶｘに接続され
ている。トランジスタＱ２１のエミッタおよびトランジ
スタＱ２５のエミッタには、トランジスタＱ２３のベー
スおよびトランジスタＱ２４のベースが接続されてお
り、これにより互いに接続されたトランジスタＱ２３の
エミッタおよびトランジスタＱ２４のエミッタには、基
準電流Ｉｃが供給されている。トランジスタＱ２４のコ
レクタには電源Ｖｃｃより基準電流Ｉｃを流す電流源が
接続されていて、トランジスタＱ２４のコレクタ電流を
Ｉ４とすると、出力端子に発生する電流Ｉｏｕｔは差電
流（Ｉｃ−Ｉ４）となる。

【００６４】トランジスタの動抵抗ｒｅ＝ＶＴ／ＩＥ
（ＶＴ＝ｋＴ／ｑ）が無いとすると、出力電流Ｉｏｕｔ
はＶｐ、ＶｎおよびＩｃによって表すことができる。

【００６５】

【数３】Ｉｏｕｔ＝Ｉｃ・（１−（Ｉａ−△Ｖ／Ｒ１）／２Ｉａ） …（３）Ｉｃ：基準電流Ｉａ：定電流 △Ｖ：入力差電圧（Ｖｐ−Ｖｎ）（３）式から、可変ｇｍアンプは、入力差電圧△Ｖの線
形関数となる基準電流Ｉｃの係数のついた出力電流Ｉｏ
ｕｔを出力するアンプであることがわかる。

【００６６】ここで、説明を簡単にするため、△Ｖ／Ｒ
１を−Ｉａ〜＋Ｉａの範囲で変化するように設定する
と、入力差電圧△Ｖの最小値〜最大値の変化により、出
力電流Ｉｏｕｔは０〜Ｉｃの範囲で線形変化するように
なり、このような変化を可変ｇｍアンプの動作として定
義する。すなわち、可変ｇｍアンプは、「入力差電圧△
Ｖが最小値→最大値の線形入力をした時、出力電流Ｉｏ
ｕｔは０→基準電流Ｉｃの線形出力する」動作として定
義される。

【００６７】なお、図３において、電源Ｖｃｃより基準
電流Ｉｃを設け、差電流出力によって可変ｇｍアンプを
構成した理由は、高速動作する出力電流を高速動作に有
利なｎ型トランジスタのみで取り出すためである。

【００６８】次に、図１の光量変調回路１００について
説明する。

【００６９】画素クロックＳＣＫと水平同期信号ＨＤ
は、三角波発生回路１に入力される。三角波発生回路１
は、画素クロック周期Ｔｏの所望とする三角波信号ＴＲ
Ｉを出力すると共に、図４に示すような発生した三角波
信号の中心レベルのバイアス信号Ｖ５０を出力する。

【００７０】三角波信号ＴＲＩおよびバイアス信号Ｖ５
０は、可変ｇｍアンプＧＭＰ２および可変ｇｍアンプＧ
ＭＰ３に入力される。この場合、三角波信号ＴＲＩに対
して、可変ｇｍアンプＧＭＰ３の場合は三角波信号ＴＲ
Ｉに対して正極性、ＧＭＰ２の場合は負極性になるよう
に接続されている。なお、バイアス信号Ｖ５０に対し
て、可変ｇｍアンプＧＭＰ３の場合は三角波信号ＴＲＩ
に対して負極性、可変ｇｍアンプＧＭＰ２の場合は正極
性になるように接続されている。

【００７１】また、画素データ発生部２４（図８参照）
から送出された８ビットの画素データＤＶは、データ分
離部３０に入力されることにより、最上位ビットの画素
データＤＶ８と、下位７ビットの画素データＤＶ７〜Ｄ
Ｖ１とに分離される。なお、本例では、データ分離部３
０を光量変調回路１００に備える構成としたが、これに
限るものではなく、画素データ発生部２４内において画
素データを２つに分離して出力させるような構成として
もよい。

【００７２】そして、このようにして分離された下位７
ビットの画素データＤＶ７〜ＤＶ１は、Ｄ／Ａ変換器２
に入力される。前述した従来例の光量変調回路２５（図
１１参照）のＤ／Ａ変換器２は８ビット対応であった
が、本例では７ビット対応である。一方、最上位ビット
の画素データＤＶ８は、画素データＤＶ７〜ＤＶ１と同
様に、画素クロックＳＣＫでラッチするため、ラッチ回
路ＬＴ１に入力される。

【００７３】Ｄ／Ａ変換器２には画素データＤＶ＝００
ｈの時の出力レベルに相当するバイアスＶ００が供給さ
れており、画素データＤＶ＝７Ｆｈの時の出力レベルを
Ｖ７Ｆとすると、出力レベルはＤＶ値の増加に応じてＶ
００→Ｖ７Ｆまで線形に下降する。なお、出力ダイナミ
ックレンジ（Ｖ００−Ｖ７Ｆ）は、入力される基準制御
電流Ｉｏの係数で決定される。

【００７４】そして、Ｄ／Ａ変換器２の出力は、可変ｇ
ｍアンプＧＭＰ１の負極入力に入力され、この正極入力
には下位７ビットデータ値Ｄ（７：１）の中間データ値
３Ｆｈの時にＤ／Ａ変換器２の出力レベルに相当するバ
イアスＶ３Ｆが入力されている。可変ｇｍアンプＧＭＰ
１には、基準電流Ｉｃとして基準制御電流Ｉｏが入力さ
れている。これにより、下位７ビットデータ値Ｄ（７：
１）の変化に応じて、可変ｇｍアンプＧＭＰ１の出力に
は、０〜Ｉｏの範囲で変化する出力電流Ｉ１が出力され
ることになる。従って、この出力電流Ｉ１は、（３）式
を参照して、画素データＤＶ７〜ＤＶ１と、基準電流Ｉ
ｃとに相関のある関数電流であると言える。

【００７５】可変ｇｍアンプＧＭＰ１の出力には、スイ
ッチＳＷ１が接続されている。このスイッチＳＷ１は、
ラッチされた最上位ビットの画素データＤＶ８の値によ
って、端子ａ−ｂ又は端子ａ−ｃに切替え制御される。
スイッチＳＷ１の端子ｂは可変ｇｍアンプＧＭＰ２に接
続され、これにより端子ｂからの出力電流は可変ｇｍア
ンプＧＭＰ２に制御電流Ｉｄ１として入力される。ま
た、スイッチＳＷ１の端子ｃはスイッチＳＷ２の端子ｄ
に接続されている。

【００７６】スイッチＳＷ２は、スイッチＳＷｌと同様
に画素データＤＶ８で制御されており、端子ｄ−ｆ又は
端子ｅ−ｆに切替え制御される。端子ｅには、基準電流
Ｉｃとして基準制御電流Ｉｏが入力されている。スイッ
チＳＷ２の端子ｆは可変ｇｍアンプＧＭＰ３と接続さ
れ、これにより端子ｆからの出力電流は可変ｇｍアンプ
ＧＭＰ３に基準電流Ｉｄ２として入力される。

【００７７】ここで、制御電流Ｉｄ１およびＩｄ２の値
は、画素データＤＶ８の状態（０又は１）によって、以
下のようになる。

【００７８】［ＤＶ８＝０の時、すなわち、ＳＷ１：端
子ａ−ｃ、ＳＷ２：端子ｄ−ｆ］Ｉｄ１：無しＩｄ２：下位７ビットデータ値に比例する制御電流（０
〜Ｉｏ）［ＤＶ８＝１の時、すなわち、ＳＷ１：端子ａ−ｂ、Ｓ
Ｗ２：端子ｅ−ｆ］Ｉｄ１：下位７ビットデータ値に比例する制御電流（０
〜Ｉｏ）Ｉｄ２：基準制御電流Ｉｏこのように制御電流Ｉｄ１およびＩｄ２の値が変化する
ことによって、可変ｇｍアンプＧＭＰ２の出力電流Ｉ２
および可変ｇｍアンプＧＭＰ３の出力電流Ｉ３は加算さ
れた状態で、電流アンプＡＭＰ１に入力される。従っ
て、出力電流Ｉ２，Ｉ３は、（３）式を参照して、前記
関数電流である出力電流Ｉ１と、三角波信号ＴＲＩとに
相関のある三角波の関数電流であると言える。

【００７９】そして、電流アンプＡＭＰ１によって適当
に電流増幅された変調電流Ｉｄｏは、定電流源５からの
スレッシュ電流Ｉ_thよりもわずかに小さく設定されたバ
イアス電流Ｉｂと加算され、発光素子としての半導体レ
ーザダイオードＬＤに発光制御電流（注入電流）Ｉｄと
して供給される。

【００８０】また、モニタ光は、フォトダイオードＰＤ
によってモニタ電流Ｉｍに変換され、図１１に示した従
来の光量変調回路２５と同様に、モニタ抵抗Ｒｍによっ
てモニタ電圧Ｖｍに変換され、最大発光電流制御回路４
に入力され、光量変調回路１００の中の幾つかのブロッ
クで使用される基準制御電流Ｉｏを発生させる電流源３
を制御する。

【００８１】次に、図１の光量変調回路の動作を、図５
を用いて説明する。

【００８２】図５（ａ）は、画素データＤＶが００ｈ〜
７Ｆｈ（ＤＶ８＝０）の時における半導体レーザダイオ
ードＬＤの発光波形を示すものである。このとき、ＤＶ
８＝０であることから、制御電流Ｉｄ１は無く、可変ｇ
ｍアンプＧＭＰ２からは出力電流Ｉ₂ は出力されない。
一方、制御電流Ｉｄ２は、画素データＤＶが００ｈ〜７
Ｆｈに変化するに従って０〜Ｉｏの範囲で変化し、これ
により可変ｇｍアンプＧＭＰ３からの出力電流Ｉ₃ のみ
によって発光波形が作成される。

【００８３】図５（ａ）に示すように、制御電流Ｉｄ２
は、下位７ビットデータ値Ｄ（７：１）によって線形に
０〜Ｉｏまで上昇するため、可変ｇｍアンプＧＭＰ３の
出力の画素周期Ｔｏの中間に位置する三角波電流の波高
値も０〜Ｉｏの範囲で線形に変化する。しかも、本例で
は、バイアス電流Ｉｂをスレッシュ電流Ｉ_thよりわずか
に小さい値に設定しているので、可変ｇｍアンプＧＭＰ
３の出力電流Ｉ₃ の波形に等しい三角波のレーザ光を発
生することができる。

【００８４】また、図５（ｂ）は、画素データＤＶが８
０ｈ〜ＦＦｈ（ＤＶ８＝１）の時のレーザダイオードＬ
Ｄの発光波形を示すものである。この時、ＤＶ８＝１で
あることから、制御電流Ｉｄ２は、基準制御電流Ｉｏに
固定されており、可変ｇｍアンプＧＭＰ３の出力電流Ｉ
₃ の波形は、画素データＤＶが７Ｆｈの時と同じにな
る。一方、制御電流Ｉｄ１は、画素データＤＶが８０ｈ
〜ＦＦｈに変化するに従って０〜Ｉｏに変化する。可変
ｇｍアンプＧＭＰ２の出力電流Ｉ₂ は、画素周期端に頂
点をもつ三角波電流となり、その波高値は０〜Ｉｏとな
る。これによって、図５（ｂ）に示すように、画素デー
タＤＶが７Ｆｈ時の発光波形に１８０度差の三角波光Ｐ
１が積み重なった状態で発光する。画素データＤＶがＦ
Ｆｈのときは、発光強度制御ＡＰＣ時の全発光状態と全
く等しくなる。

【００８５】従って、画素データＤＶが００ｈ〜ＦＦｈ
の範囲で、連続かつ線形に光量変調を行うことができ
る。

【００８６】次に、本発明の第２の実施の形態を、図６
および図７に基づいて説明する。なお、前述した第１の
実施の形態と同様な部分についての説明は省略する。

【００８７】図６は、本発明に係る光量変調回路１００
の構成を示す。本例は、バイアス電流Ｉｂの設定に関し
て改良した例である。なお、データ分離部３０の構成に
ついては省略する。

【００８８】最大発光電流制御回路４は、光量制御信号
ＡＰＣ−ＨＯＬＤ１によって制御されており、その光量
制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤ１は電流演算回路３１に入力
され、基準制御電流Ｉｏが出力される。

【００８９】一方、モニタ電流Ｉｍより作成されたモニ
タ電圧Ｖｍは、最大発光電流制御回路４とバイアス電流
設定回路８とに入力される。バイアス電流設定回路８
は、光量制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤ２によって制御さ
れ、バイアス電流源５を制御し、また、電流演算回路３
１にも入力される。光量制御信号ＡＰＣ−ＨＯＬＤ１お
よびＡＰＣ−ＨＯＬＤ２は、図１０（ｅ）および（ｆ）
に示すように、光量変調を要しないブランキング期間内
の期間Ｔ３ｌおよび期間Ｔ３２に発生する。

【００９０】ここで、動作について説明する。

【００９１】電流演算回路３１は、最大発光電流制御回
路４の出力信号からバイアス電流設定回路８の出力信号
を減算する動作をする。

【００９２】［期間Ｔ３１の時］まず、期間Ｔ３１の時
においては、最大発光電流制御回路４は制御状態になっ
ており、モニタ電流Ｉｍから作成されたモニタ電圧Ｖｍ
を所定基準電圧になるように信号を出力する。一方、バ
イアス電流設定回路８は、バイアス電流Ｉｂをゼロにす
るように、制御出力をバイアス電流源５と電流演算回路
３１とに供給する。また、この時、画素データＤＶをＦ
Ｆｈにしておく。

【００９３】図５（ｂ）の光変調波形から理解できるよ
うに、半導体レーザダイオードＬＤは全発光状態にな
り、所定の発光強度になるように最大発光電流Ｉmax に
相当する基準制御電流Ｉｏが制御される。

【００９４】［期間Ｔ３２の時］次に、期間Ｔ３２の時
においては、最大発光電流制御回路４は保持状態にな
り、期間Ｔ３１で制御された基準制御電流Ｉｏを維持す
る。また、この時、画素データＤＶは７ｆｈにしてお
く。

【００９５】バイアス電流設定回路８は、スレッシュ電
流検出動作に移行するが、出力信号は期間Ｔ３１と同様
に、バイアス電流Ｉｂをゼロにするように、制御出力を
バイアス電流源５と電流演算回路３１とに供給する。

【００９６】図７（ａ）は、半導体レーザダイオードＬ
Ｄの発光制御電流Ｉｄの波形を示す。波高値でＩmax の
三角波電流であり、ｘは三角波電流の頂点を基準として
発光制御電流Ｉｄがスレッシュ電流Ｉ_thを上回る期間を
示す。

【００９７】図７（ｂ）は、発光出力の波形を示す。
（Ｓ１＋Ｓ２）が周期単位の発光量であり、Ｓ０は期間
Ｔ３１の時の光量である全発光時の光量を示す。Ｐ_thは
半導体レーザダイオードＬＤの自然発光領域を示してお
り、Ｓ２は期間Ｔ３２における自然発光成分を表す。自
然発光領域であるＰ_thは、全発光量Ｐｘに比べて十分小
さいので無視すると、期間ｘは、

【００９８】

【数４】ｘ＝（Ｔｘ／２）（Ｉmax −Ｉ_th）／Ｉmax …（４）で示される。また、期間Ｔ３２の時のレーザ発光量（主
成分）は、

【００９９】

【数５】Ｓ１＝ｘ・Ｐmax …（５）で示される。この（５）式を（４）式を用いて整理する
と、

【０１００】

【数６】ｋ・Ｓ０＝ｋ（Ｔｘ・Ｐmax ）＝（（Ｔｘ／２）・（Ｉmax −Ｉ_th）／Ｉmax ）・Ｐmax …（６）となる。ここで、ｋは期間Ｔ３２における光量の期間Ｔ
３１の（全発光）光量に対する係数である。係数ｋにつ
いて（６）式を解くと、

【０１０１】

【数７】ｋ＝（Ｉmax −Ｉ_th）／（２・Ｉmax ） …（７）で示される。さらに、スレッシュ電流Ｉ_thについて解く
と、

【０１０２】

【数８】Ｉ_th＝（１−２・ｋ）・Ｉmax …（８）で示される。また、係数ｋは、期間Ｔ３１の時のモニタ
電流の平均値に対する期間Ｔ３２の時のモニタ電流の平
均値の割合であるので、容易に導き出される。従って、
スレッシュ電流Ｉ_thを係数ｋから検出することができ
る。

【０１０３】［期間Ｔ４の時］次に、期間Ｔ４の時、す
なわち、光量変調期間の時は、最大発光電流制御回路４
は最大発光電流Ｉmax に相当する制御信号を出力し、バ
イアス電流設定回路８からは期間Ｔ３２で検出したスレ
ッシュ電流Ｉ_thに相当する制御信号をバイアス電流源５
および電流演算回路３１に供給する。これにより、バイ
アス電流Ｉｂ＝Ｉ_thになり、基準電流Ｉｏは（Ｉmax −
Ｉｂ）になるため、前述した図１の光量変調回路１００
と同様な光量変調が可能になる。期間Ｔ３２におけるス
レッシュ電流の検出動作において、実際は自然発光成分
Ｓ２があるため、検出したスレッシュ電流値は実際値よ
りわずかに小さいので、レーザ発光直前のバイアス電流
となり好都合である。

【０１０４】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適
用してもよい。また、本発明はシステム或いは装置にプ
ログラムを供給することによって達成される場合にも適
用できることはいうまでもない。この場合、本発明を達
成するためのソフトウェアによって表されるプログラム
を格納した記憶媒体を該システム或いは装置に読み出す
ことによって、そのシステム或いは装置が、本発明の効
果を享受することが可能となる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のＰＷＭ光量変調回路に比べ、発光素子の光量変調
電流として三角波電流を使用しているので、電流変化速
度を小さくでき、また、バイアス電流としてスレッシュ
電流又はわずかに小さい電流値に設定するので、発光遅
延、緩和振動、残留キャリアの光量変調動作に対する影
響が小さくでき、特にレーザダイオード素子を対策しな
くても既存素子を用いて高速な光量変調を行うことが可
能になる。

【０１０６】また、本発明によれば、光量変調範囲が全
消灯から全発光領域まで可能になるので、最大発光強度
Ｐmax をＰＷＭ光量変調方式より小さく設定でき、これ
により、レーザダイオードの寿命を伸ばしたり、使用素
子を小型化することができる。

【０１０７】さらに、本発明によれば、三角波駆動電流
を発光素子であるレーザダイオードに供給できるので、
従来問題とされたレーザダイオードのスレッシュ電流値
の検出が容易になり、バイアス電流をスレッシュ電流又
はわずかに小さい電流値に制御して設定することがで
き、その結果、本装置を電子写真システムに適用した場
合におけるトナーのかぶり現象に対して有効なものとす
ることができる。

【０１０８】さらにまた、本発明によれば、バイアス電
流として、スレッシュ電流又はわずかに小さい電流値に
設定できるので、高速駆動動作を必要とする光量変調電
流のピーク値を最小にすることができ、これにより、回
路構成上の負荷の軽減を図ることができると共に、不要
な輻射ノイズの問題を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である光量制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】三角波発生回路を示す回路図である。

【図３】可変ｇｍアンプ回路を示す回路図である。

【図４】図２の回路により発生する三角波を示す波形図
である。

【図５】光量変調時の発光波形を示す説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態である光量制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】駆動電流波形および発光波形を示す波形図であ
る。

【図８】レーザビームプリンタの概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】レーザ発光素子に対する静的発光特性を示す特
性図である。

【図１０】図１、図６および図１１の動作を説明するタ
イミングチャートである。

【図１１】従来の光量変調回路を示すブロック図であ
る。

【図１２】図１１の動作を説明する説明図である。

【図１３】従来の光量変調の発光波形を示す波形図であ
る。

【図１４】レーザ発光素子に対する過渡発光特性を示す
特性図である。

【図１５】従来の光量変調回路における光量変調特性を
示す特性図である。

【符号の説明】

１三角波発生手段３０データ分離手段１００光量変調装置ＧＭＰ１基準関数電流発生手段ＧＭＰ２第１三角波関数電流発生手段ＧＭＰ３第２三角波関数電流発生手段Ｉｂバイアス電流Ｉｄ和電流Ｉｄｏ三角波の関数電流Ｉｏ基準電流Ｉ₁ 関数電流Ｉ₂ 関数電流（三角波関数電流）Ｉ₃ 関数電流（三角波関数電流）ＬＤ発光素子ＳＷ１切替え手段ＳＷ２切替え手段ＴＲＩ三角波信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１画素を複数ビットで表現する画像デー
タを用い、各画素単位の画像データに基づいて発光素子
の光量を変調する光量変調装置であって、１画素に対応した周期Ｔｏの三角波信号を発生する三角
波発生手段と、前記画像データと前記三角波信号とに相関のある三角波
の関数電流を発生させる関数電流発生手段と、前記関数電流発生手段により発生された三角波の関数電
流と、所定のバイアス電流との和電流を前記発光素子に
供給する和電流供給手段とを具え、前記発光素子の光量
を三角波の関数電流に応じて変調することを特徴とする
光量変調装置。
【請求項２】前記関数電流発生手段は、前記画像データにおける１画素を構成する複数ビット
を、最上位ビットからなる第１のデータと、該最上位ビ
ットを除く複数の下位ビットからなる第２のデータとに
分離するデータ分離手段と、前記最上位ビットを除く複数の下位ビットからなる第２
のデータと基準電流とに相関のある関数電流を発生する
基準関数電流発生手段と、前記関数電流と前記三角波信号とに相関のある三角波関
数電流を発生する三角波関数電流発生手段とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の光量変調装置。
【請求項３】前記三角波関数電流発生手段は、前記関数電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の負
極性に対して相関がある第１の三角波関数電流を発生す
る第１三角波関数電流発生手段と、前記関数電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の正
極性に対して相関がある第２の三角波関数電流を発生す
る第２三角波関数電流発生手段と、前記最上位ビットの値に応じて、前記基準関数電流発生
手段と、前記第１三角波関数電流発生手段および前記第
２三角波関数電流発生手段との間の接続形態を切り替え
る切替え手段とを含むことを特徴とする請求項２記載の
光量変調装置。
【請求項４】前記最上位ビットの値がゼロのときは、
前記第１の三角波関数電流をゼロとし、前記第２の三角
波関数電流を前記第２のデータに比例する電流とし、前記最上位ビットの値が１のときは、前記第１の三角波
関数電流を前記第２のデータに比例する電流とし、前記
第２の三角波関数電流を前記基準電流とするように、前記切替え手段の切替え制御を行うことを特徴とする請
求項３記載の光量変調装置。
【請求項５】光量変調期間外の所定期間に前記三角波
電流を前記発光素子に供給し、該発光素子の発光闘値電
流を検出する検出手段をさらに具えたことを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載の光量変調装置。
【請求項６】前記発光闘値電流の検出結果に応じて、
前記バイアス電流の値を設定することを特徴とする請求
項５記載の光量変調装置。
【請求項７】発光素子から出射したビームを感光体に
照射することにより画像形成を行う電子写真式の画像形
成装置であって、請求項１ないし６のいずれかに記載の光量変調装置を有
し、該光量変調装置を用いて前記発光素子の光量を画素単位
で変調制御することにより、前記感光体に潜像を形成す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】１画素を複数ビットで表現する画像デー
タを用い、各画素単位の画像データに基づいて発光素子
の光量を変調する光量変調制御方法であって、１画素に対応した周期Ｔｏの三角波信号を発生する三角
波発生工程と、前記画像データと前記三角波信号とに相関のある三角波
の関数電流を発生させる関数電流発生工程と、前記関数電流発生工程により発生された三角波の関数電
流と、所定のバイアス電流との和電流を前記発光素子に
供給する工程とを具え、前記発光素子の光量を三角波の
関数電流に応じて変調することを特徴とする光量変調制
御方法。
【請求項９】関数電流発生工程は、前記画像データにおける１画素を構成する複数ビット
を、最上位ビットからなる第１のデータと、該最上位ビ
ットを除く複数の下位ビットからなる第２のデータとに
分離するデータ分離工程と、前記最上位ビットを除く複数の下位ビットからなる第２
のデータと基準電流とに相関のある関数電流を発生する
基準関数電流発生工程と、前記関数電流と前記三角波信号とに相関のある三角波関
数電流を発生する三角波関数電流発生工程とを含むこと
を特徴とする請求項８記載の光量変調制御方法。
【請求項１０】前記三角波関数電流発生工程は、前記関数電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の負
極性に対して相関がある第１の三角波関数電流を発生す
る第１三角波関数電流発生工程と、前記関数電流に相関があり、かつ、前記三角波信号の正
極性に対して相関がある第２の三角波関数電流を発生す
る第２三角波関数電流発生工程と、前記最上位ビットの値に応じて、前記基準関数電流発生
工程による関数電流と、前記第１三角波関数電流発生手
段および前記第２三角波関数電流発生手段による三角波
関数電流との間の接続形態を切り替える切替え工程とを
含むことを特徴とする請求項９記載の光量変調制御方
法。
【請求項１１】前記最上位ビットの値がゼロのとき
は、前記第１の三角波関数電流をゼロとし、前記第２の
三角波関数電流を前記第２のデータに比例する電流と
し、前記最上位ビットの値が１のときは、前記第１の三角波
関数電流を前記第２のデータに比例する電流とし、前記
第２の三角波関数電流を前記基準電流とするように、前記切替え手段の切替え制御を行うことを特徴とする請
求項１０記載の光量変調制御方法。
【請求項１２】光量変調期間外の所定期間に前記三角
波電流を前記発光素子に供給し、該発光素子の発光闘値
電流を検出することを特徴とする請求項８ないし１１の
いずれかに記載の光量変調制御方法。
【請求項１３】前記発光闘値電流の検出結果に応じ
て、前記バイアス電流の値を設定することを特徴とする
請求項１２記載の光量変調制御方法。