JP2002303814A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化などの影響によりビーム径が変動し
ても、簡単な構成で良好な画像を維持することができる
光走査装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 検出手段により副走査方向のビーム径変
動を検出し（１００、１０２）、検出結果が許容値を超
えている場合にＬＤ駆動回路の基準電圧を変化させるこ
とで、定常の光強度を調整する（１０４、１０６）。続
いて、検出手段により主走査方向のビーム径変動を検出
し（１０８）、検出結果が許容値を超えている場合にＬ
Ｄ駆動回路のＲＬＣ回路定数を求めて、抵抗Ｒを変化さ
せることで、ＬＤ駆動電流波形の立上り時のオーバーシ
ュート量を変化させて立上りの光強度を調整する（１１
０、１１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置にかか
り、特に、画像情報に基づき半導体レーザ（ＬＤ）等の
発光源を点灯し、該発光源から出力された光ビームによ
って感光体を光走査することにより画像を形成するレー
ザビームプリンタ、デジタル複写機等の電子写真装置に
設けられた光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のレーザビームプリンタやデジタル
複写機には、光ビームを感光材料や感光体上に走査させ
る光走査装置が設けられている。この種の光走査装置と
しては、例えば図８に示すようなものがある。図８に示
す光走査装置は、光源２００から射出された光ビーム
を、集光レンズ群２０２を介して回転多面鏡２０４へ照
射すると共に、該回転多面鏡２０４に照射された光ビー
ムを該回転多面鏡２０４の回転に伴って移動する反射面
２０４Ａによって反射することにより、結像レンズ２０
６を介して感光体ドラム２０８の軸方向に沿って走査露
光するように構成したものである。なお、回転多面鏡２
０４の回転によって光ビームが走査される方向を主走査
方向、主走査方向と直交する方向を副走査方向という。

【０００３】近年のデジタル化技術の進歩と画像処理技
術の発達に伴って、光走査装置の高解像度化がますます
進み、一般的な光走査装置のビーム径である５０μｍか
ら８０μｍよりも小さいドットで画像を形成する要求が
高まってきている。例えば、１２００ｄｐｉの解像度を
得るためには２１μｍ、２４００ｄｐｉの解像度を得る
ためには１１μｍ単位での画像解像力が要求される。そ
こでこのような光走査装置は、半導体レーザ（以下、Ｌ
Ｄという）の光強度や点灯時間等を高精度に調整するこ
とで、高解像度で画像を形成できるようにしている。

【０００４】ところで、レーザプリンタやデジタル複写
機などの画像形成装置は、温度変動等に起因する光走査
装置の変形やレンズの歪により、光ビームの焦点位置が
変動する。焦点位置が変動すると感光体上のビーム径が
変化し、画質としては光走査装置のビーム径よりも小さ
いドットで画像形成するような細線や、ハーフトーン等
の再現性が悪化する。

【０００５】図９には、ＬＤの発光パワーを一定にした
場合の種々のビーム径における光強度分布を示す。図９
に示すように、ＬＤの発光パワーが一定でも、焦点位置
がずれてビーム径が太くなると、光ビーム中心での光強
度が低下することがわかる。

【０００６】図１０（ａ）には主走査方向及び副走査方
向のビーム径が適正な場合の描画状態を示し、図１０
（ｂ）には主走査方向のビーム径が太くなった場合の描
画状態を示し、図１０（ｃ）には副走査方向のビーム径
が太くなった場合の描画状態を示す。

【０００７】図１０（ａ）に示すように、主走査方向の
線幅は副走査方向のビーム径に依存し、副走査方向の線
幅は主走査方向のビーム径とレーザ点灯時間に依存す
る。副走査方向の線幅が１ドット以下のような場合、レ
ーザ点灯時間によって光ビームの中心光強度が異なる。

【０００８】図１０（ｂ）に示すように、主走査方向の
ビーム径が太くなると、同じレーザ点灯時間に対する光
ビームの中心強度が低下して画像形成幅が減少するた
め、副走査方向の線幅が細くなる。

【０００９】図１０（ｃ）に示すように、副走査方向の
ビーム径が太くなると、光ビームの中心強度が低下し、
画像が形成される幅が狭くなるため、主走査方向の線幅
が細くなる。

【００１０】また、図１０（ｂ）、（ｃ）に示した状態
よりさらにビーム径が太くなると、細線が描画できなく
なってしまう、という問題がある。さらに、同様の理由
により、ビーム径が太くなるとハイライト部の再現性や
ハーフトーンの再現性も悪化する。

【００１１】そこで、この種の問題を解決するために、
特開平１−２９２３１１号公報や特開平７−２０３９５
号公報に記載の技術では、ビーム検出手段により走査ビ
ームのビーム径の変動を検出し、該検出結果に基づいて
光走査装置内部の光学部品を移動させて光ビームの焦点
位置を調整して感光体上のビーム径を安定させている。

【００１２】特開平１−２９２３１１号公報に記載の技
術では、図１１に示すように、感光体２１０と等価な位
置にＣＣＤ２１２を配置し、レーザ素子２１６に図１２
（Ａ）に示すようなＯＮ／ＯＦＦする信号を入力するこ
とにより光ビームをＣＣＤ２１２に照射する。ＣＣＤ２
１２上の露光分布は図１２（Ｂ）に示すように、レーザ
光束のスポット径に応じた強弱分布となるので、ＣＣＤ
２１２の各画素の出力は図１２（Ｃ）に示すような分布
となり、該信号（各画素の出力信号）に基づいて、コン
トラスト比を算出して光ビームのビーム径変動を検出す
る。そして、その結果に基づいてコリメータレンズ２１
４を光軸方向に焦点調整手段２１８としてのステッピン
グモータで移動させて感光体２１０上のビーム径を安定
化させている。

【００１３】また、特開平７−２０３９５号公報に記載
の技術では、図１３に示すように、感光体２２０と等価
な位置に光センサ２２２、２２４を配置し、光センサ２
２２、２２４の出力信号から主走査方向と副走査方向の
ビーム径変動をそれぞれ検出し、その結果に基づいて主
走査方向のビーム径変動はコリメータレンズ２２６を、
副走査方向のビーム径変動はシリンドリカルレンズ２２
８を夫々光軸方向に圧電素子で移動させて感光体上のビ
ーム径を安定化させている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−２９２３１１号公報及び特開平７−２０３９５号公
報のいずれについても、光学部品を機械的に移動させる
ため、圧電素子やステッピングモー夕などの移動機構が
必要となり、装置の構成が複雑となるため、小型化、低
コスト化が困難である、という問題がある。

【００１５】本発明は、上記問題を解決すべく成された
もので、温度変化などの影響によりビーム径が変動して
も、簡単な構成で良好な画質を維持することができる光
走査装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【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、画像情報に基づいて光ビー
ムを出力する発光源を点灯し、前記発光源から出力され
る光ビームによって感光体を光走査する光走査装置であ
って、前記光ビームの状態を検出する検出手段と、前記
検出手段の検出結果に基づいて前記光ビームの定常の光
強度が変化するように前記発光源を制御した後、前記光
ビームの立ち上がりの光強度が変化するように前記発光
源を制御する制御手段と、を備えることを特徴としてい
る。

【００１７】請求項１に記載の発明によれば、検出手段
は半導体レーザなどの発光源より出力される光ビームの
状態（例えば、光強度、ビーム径等）を検出する。制御
手段は検出手段の検出結果に基づいて発光源より出力さ
れる光ビームの定常の光強度が変化するように発光源を
制御する。例えば、検出手段による検出結果に変動があ
った場合に、検出手段の検出結果に基づいて半導体レー
ザ等の発光源の駆動電流や駆動電圧を増減させることに
より、ビーム径変動や光量変動により変動した光ビーム
中心での光強度を適正な状態に維持することが可能とな
る。

【００１８】続いて制御手段は光ビームの立上りの光強
度が変化するように発光源を制御する。例えば、発光源
を駆動する駆動電流波形の立上り時のオーバーシュート
量を変化させることにより、ビーム径変動による立上り
時の光強度の低下を改善することが可能となる。

【００１９】従って、このように制御手段が半導体レー
ザを制御することにより、光学部品を機械的に移動する
ことなく、発光源から出力される光ビームを適正な状態
に維持することができるので、簡単な構成で高解像度の
細線再現性や中間調の再現性を維持することができ、良
好な画質を維持することができる。

【００２０】また、光ビームの立ち上がりの光強度が変
化するように発光源を先に制御すると、光ビームの定常
の光強度が変化するように制御する際に立ち上がりの光
強度を変化させてしまうが、上述のように光ビームの定
常の光強度が変化するように発光源を制御した後に、光
ビームの立上りの光強度が変化するように発光源を制御
することにより、調整精度が悪化することなくビーム径
に対する調整を行なうことができる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記検出手段は前記光ビームの状態と
して主走査方向及び副走査方向のビーム径変動を検出
し、前記制御手段は前記検出手段による副走査方向のビ
ーム径変動の検出結果に基づいて前記光ビームの定常の
光強度が変化するように前記発光源を制御した後、前記
検出手段による主走査方向のビーム径変動の検出結果に
基づいて前記光ビームの立ち上がりの光強度が変化する
ように前記発光源を制御することを特徴としている。

【００２２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、検出手段が発光源から出力され
る光ビームの状態として、主走査方向及び副走査方向の
ビーム径変動を検出する。

【００２３】そして、制御手段が、検出手段により検出
された副走査方向のビーム径が変動していれば光ビーム
の定常の光強度が変化するように発光源を制御する。す
なわち、副走査方向のビーム径が大きくなった場合には
半導体レーザ等の発光源の駆動電流を増加し、副走査方
向のビーム径が小さくなった場合には半導体レーザ等の
発光源の駆動電流を減少することにより、副走査方向の
ビーム径変動や光量変動により変動した光ビーム中心で
の光強度を適正な状態に維持することができるので、副
走査方向のビーム径変動による画質の劣化を防止するこ
とができる。

【００２４】続いて制御手段が、検出手段により検出さ
れた主走査方向のビーム径が変動していれば光ビームの
立上りの光強度が変化するように発光源を制御する。す
なわち、主走査方向のビーム径が大きくなった場合に
は、半導体レーザ等の発光源の駆動電流波形の立上り時
オーバーシュート量を大きくし、主走査方向のビーム径
が小さくなった場合には、半導体レーザ等の発光源の駆
動電流波形の立上り時オーバーシュート量を小さくする
ことにより、主走査方向のビーム径変動による立上り時
の光強度の低下を改善することができるので、高解像度
の細線再現性やハーフトーンの再現性を維持することが
でき、良好な画質を維持することができる。

【００２５】また、主走査方向のビーム径に対する調整
（立上りの光強度の調整）を先に行なうと、副走査方向
のビーム径に対する調整時に定常の光強度を変化させる
ので、先に調整した立上りの光強度が副走査方向の調整
時に変化してしまうが、上述のように、副走査方向のビ
ーム径に対する調整行なってから主走査方向のビーム径
に対する調整を行なうことにより、調整精度が悪化する
ことなくビーム径に対する調整を行なうことができる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記検出手段は前記光ビームの状態と
して前記光ビームの光強度変動及び主走査方向のビーム
径変動を検出し、前記制御手段は前記検出手段による前
記光強度変動の検出結果に基づいて前記光ビームの定常
の光強度が変化するように前記発光源を制御した後、前
記検出手段による前記主走査方向のビーム径変動の検出
結果に基づいて前記光ビームの立ち上がりの光強度が変
化するように前記発光源を制御することを特徴として
る。

【００２７】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、検出手段が発光源から出力され
る光ビームの状態として、光ビームの光強度及び主走査
方向のビーム径変動を検出する。すなわち、検出手段は
ビーム径の変動量を光量の変動として検出する。

【００２８】そして、制御手段が光量の変動に基づいて
光ビームの定常の光強度を調整するように発光源を制御
することにより、副走査方向のビーム径変動による画質
の劣化を防止することができる。

【００２９】続いて制御手段が、検出手段により検出さ
れた主走査方向のビーム径が変動していれば光ビームの
立上りの光強度が変化するように発光源を制御する。す
なわち、主走査方向のビーム径が大きくなった場合に
は、半導体レーザ等の発光源の駆動電流波形の立上り時
オーバーシュート量を大きくし、主走査方向のビーム径
が小さくなった場合には、半導体レーザ等の発光源の駆
動電流波形の立上り時オーバーシュート量を小さくする
ことにより、主走査方向のビーム径変動による立上り時
の光強度の低下を改善することができるので、高解像度
の細線再現性やハーフトーンの再現性を維持することが
でき、良好な画質を維持することができる。

【００３０】また、主走査方向のビーム径に対する調整
（立上りの光強度の調整）を先に行なうと、光量の変動
に対する調整時に定常の光強度を変化させるので、先に
調整した立上りの光強度が光量の変動に対する調整を行
なう際に変化してしまうが、上述のように、光量の変動
に対する調整行なってから主走査方向のビーム径に対す
る調整を行なうことにより、調整精度が悪化することな
くビーム径に対する調整を行なうことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。

【００３２】図２に本発明の実施の形態に係る光走査装
置の概略構成を示す。

【００３３】図２に示す光走査装置１０は、後述する回
転多面鏡の偏向面に偏向面より幅広の光束を入射させる
オーバーフィルドタイプの光学系を適用している。

【００３４】図２において光源部は略ガウシアン分布の
光ビームを発光する本発明の発光源としての半導体レー
ザ（以下、ＬＤという。）１２を備え、該ＬＤ１２の光
ビーム射出側には縦横に異なる広がり角を有する光ビー
ムがその焦点位置から発光された場合に該光ビームを略
平行光とする作用を有するコリメータレンズ１４、中央
部の光ビームのみを通過させるビーム整形用のスリット
１６、及び入射した光ビームを後述する回転多面鏡の偏
向面近傍に副走査方向に収束させるシリンドリカルレン
ズ１８が配置されている。

【００３５】なお、前記ＬＤ１２は、後述する制御装置
に接続されており、この制御装置は、画像情報に基づい
て前記ＬＤ１２の光ビーム出力を変調するように制御す
る。

【００３６】また、コリメータレンズ１４は、ＬＤ１２
との間隔がコリメータレンズ１４の焦点距離よりも約１
ｍｍ短くなる位置に配置されており、この配置により、
コリメータレンズ１４を通過した光ビームは、略平行光
とならず緩い発散光となる。

【００３７】シリンドリカルレンズ１８の光ビーム射出
側の延長先には、射出された光ビームを反射する平面ミ
ラー２０が配置されている。平面ミラー２０の反射側に
は、複数の同一面幅の偏向面（鏡面）を側面部に有する
正多角柱の形状をなすと共に、図示しない駆動手段によ
り矢印方向に中心軸を回転中心にして等角速度で回転す
る回転多面鏡２２が配置されている。

【００３８】また、平面ミラー２０と回転多面鏡２２の
間には、二枚組のレンズ２４ａ、２４ｂからなるｆθレ
ンズ２４が配置されている。オーバーフィルド光学系の
場合、ｆθレンズ２４は、平面ミラー２０により反射さ
れた緩い発散光を回転多面鏡２２の画幅より広い細長い
線像として主走査方向に収束させる。これにより、複数
の偏向面をまたがるように収束する。

【００３９】さらにｆθレンズ２４は、回転多面鏡２２
により偏向された光ビームが再びｆθレンズ２４を通過
するように配置されており、再度通過した光ビームを後
述する感光体上に光スポットとして収束させると共に、
該光スポットを感光体上で主走査方向に略等速度で移動
させる機能を有する。

【００４０】また、回転多面鏡２２に対してｆθレンズ
２４が配置されている側には、回転多面鏡２２により偏
向された画像記録用の光ビームを反射する平面ミラー２
６とシリンドリカルミラー２８を有し、光ビームはシリ
ンドリカルミラー２８で反射された後、下部に配置され
た感光体３０上に至る。なお、図２ではシリンドリカル
ミラー２８を用いているが、平面ミラーやシリンドリカ
ルレンズであっても良い。シリンドリカルミラー２８及
びシリンドリカルレンズは、副走査方向に光ビームを収
束させるパワーを持ち、回転多面鏡２２の偏向面のばら
つきにより生じる感光体３０上での副走査方向の位置ず
れ（面倒れ）を補正する機能を持つので好ましい。

【００４１】感光体３０は、光ビームに感応する感光材
料がその表面に塗布された細長い円柱状の形状を有して
おり、主走査方向が、この感光体の長手方向に一致する
ように配置されている。すなわち、回転多面鏡２２の回
転方向と共に感光体３０上に収束された光スポットは、
主走査方向に沿って感光体３０上を移動し、走査線での
画像記録が可能となる。

【００４２】また、感光体３０は、その回転軸を中心と
して図示しない駆動手段によりー定の回転速度で回転
し、感光体３０上での走査線を副走査方向に順次移動さ
せる。

【００４３】さらに、これらの走査線における画像記録
が行われる書き出し位置を設定するために、ｆθレンズ
２４を通過した経路上には、光ビームを折り返す平面ミ
ラー３２、副走査方向にビームを結像させるシリンドリ
カルレンズ３４、およびＳＯＳセンサ３６が配置されて
いる。

【００４４】ＳＯＳセンサ３６は、後述する制御装置に
接続されており、制御装置はＳＯＳセンサ３６の出力信
号を検出した時点から所定時間経過した後、画像信号の
変調を開始する。

【００４５】さらに、ＳＯＳセンサ３６を走査した後の
光路上、かつ感光体へ画像を形成する領域外のシリンド
リカルミラー２８を反射した経路上には、光ビームのビ
ーム径変動を検出するために、光ビームを折り返す平面
ミラー３８及び検出手段４０が配置されている。検出手
段４０は、感光体３０と略等価な位置に配置されている
ため、感光体３０上のビーム径の変化量と、検出手段４
０上でのビーム径の変化量は等しくなる。すなわち、検
出手段４０によってビーム径変動を検出することができ
る。

【００４６】光源であるＬＤ１２は画像情報に基づいて
画像信号の変調が行なわれて光走査を行なうが、検出手
段４０は、画像の書き出し位置を設定するためのＳＯＳ
センサ３６を該ＬＤ１２によって走査した後で、画像形
成する領域より以前の領域に配置されている。

【００４７】検出手段４０は、図３に示すように、ホル
ダ４２の内部に素子列の方向が副走査方向と同一となる
ように配置された１次元ＣＣＤセンサ４４とフォトセン
サ４６を配置し、フォトセンサ４６の前面にスリット４
８を設けた構成とされている。

【００４８】図４はビーム径の変動に対する１次元ＣＣ
Ｄセンサ４４とフォトセンサ４６の出力信号を示したも
のであり、図４（ａ）はビーム径が適正な状態の電流信
号を示し、図４（ｂ）は主走査方向のビーム径が太くな
った場合の電流信号を示し、図４（ｃ）は副走査方向の
ビーム径が太くなった場合の電流信号を示し、図４
（ｄ）は主走査方向及び副走査方向のビーム径が太くな
った場合の電流信号をそれぞれ示す。このように検出手
段４０に入射される光ビームのビーム径を検出手段４０
の出力信号から容易に判断することができる。この出力
信号に基づいて、光ビームの定常の光強度と立ち上がり
の光強度を調整することが可能となっている。

【００４９】検出手段４０は、図５に示すように制御装
置８０に接続され、検出手段４０の検出結果が制御装置
８０に出力されるようになっている。また、制御装置８
０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、及び周辺装置からなる
マイクロコンピュータからなり、上述したように画像情
報に基づいてＬＤ１２の光ビーム出力を変調する制御や
後述する光ビーム径の調整等の光走査装置の各種制御を
行うようになっている。さらに、制御装置８０は、後述
するＬＤ駆動回路９０に接続され、ＬＤ駆動回路９０の
制御も行なうように構成されている。

【００５０】図６には光ビームの定常の光強度と立上り
の光強度を調整するためのＬＤ駆動回路９０を説明する
ための図を示す。なお、制御装置８０及びＬＤ駆動回路
９０は本発明の制御手段に相当する。

【００５１】図６に示すようにＬＤ駆動回路９０には、
ＬＤ１２に所定電流値のバイアス電流を流すためのバイ
アス電流源５０とＬＤ１２に所定電流値のスイッチング
電流を流すためのスイッチング電流源５２が設けられて
いる。

【００５２】バイアス電流源５０とスイッチング電流源
５２は、それぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して接地されてい
る。また、バイアス電流源５０とスイッチング電流源５
２は、それぞれイネーブル（ＥＮＢ）端子５４と接続さ
れており、ＥＮＢ端子５４からＥＮＢ信号が入力される
ことによって機能するようになっている。

【００５３】バイアス電流源５０はＬＤ１２と接続され
ている。また、ＬＤ１２は立上りの光強度を変化させる
ためのＲＬＣ回路５６を介して、電源端子５８と接続さ
れており、電源端子５８から所定の電圧が印加されるよ
うになっている。

【００５４】すなわちバイアス電流源５０によって、Ｌ
Ｄ１２には所定電流値のバイアス電流が流れるようにな
っている。なお、このバイアス電流源５０は、ＬＤ１２
がコヒーレントな光を出力するために必要な閾値電流未
満となるように設定されている。

【００５５】また、電源端子５８には、ＬＤ１２と並列
に負荷抵抗ＲＬが接続されている。ＬＤ１２と負荷抵抗
ＲＬは、それぞれｎｐｎ型のトランジスタ６０、６２の
コレクタと接続されている。トランジスタ６０、６２の
エミッタは、共にスイッチング電流源５２と接続され、
ベースはスイッチ６４と接続されている。スイッチ６４
は、トランジスタ６０、６２のベース電流を制御するこ
とにより、コレクタからエミッタに流れる電流のＯＮ／
ＯＦＦを制御するようになっている。

【００５６】スイッチ６４はＶＩＤＥＯ端子６６と接続
されている。スイッチ６４の駆動はＶＩＤＥＯ端子６６
からのＶＩＤＥＯ信号に基づいて行われる。これにより
画像データに基づいて変調された光ビームが生成され
る。

【００５７】一方、ＬＤ１２のパッケージ内には、ＬＤ
１２の出力光量をモニタするためのフォトダイオードＰ
Ｄが設けられており、フォとダイオードＰＤはＬＤ１２
の出力光量に対応した電流を出力する。この電流は図示
しない電流一電圧変換器によりモニタ電圧に変換され
て、コンパレータ６８のプラス端子側に入力される。

【００５８】コンパレータ６８のマイナス側は、基準電
圧端子７０と接続されており、基準電圧端子７０から所
定の基準電圧が入力されるようになっている。すなわち
コンパレータ６８では、モニタ電圧と基準電圧とを比較
し、その結果を出力するようになっている。

【００５９】すなわち、検出手段４０の検出結果に基づ
いて制御手段８０により基準電圧を変化させることで、
光ビームの定常の光強度を変化させることができる。

【００６０】コンパレータ６８の出力は、Ｓ／Ｈ回路７
２と接続され、Ｓ／Ｈ回路７２はスイッチング電流源５
２と接続されている。Ｓ／Ｈ回路７２は、コンパレータ
６８の出力に基づいて、スイッチング電流源５２で設定
されているスイッチング電流を変化させ、モニタ電圧が
基準電圧と一致するようなスイッチング電流を生成する
ようになっている。

【００６１】ＬＤ１２は閾値電流を超えるとコヒーレン
トな光を出力し、その光強度はＬＤ１２を流れる電流
（駆動電流）と比例する特性を有する。従って、Ｓ／Ｈ
回路７２はモニタ電圧が基準電圧と一致するようにスイ
ッチング電流を変化させることにより、基準電圧で設定
される所定の光強度の光ビームを出力するように、ＬＤ
１２の光出力制御を行うことができる。

【００６２】また、Ｓ／Ｈ回路７２はＳ／Ｈ（Ｓａｍｐ
ｌｅ／Ｈｏｌｄ）端子７４と接続されており、Ｓ／Ｈ端
子７４からＳａｍｐｌｅ信号またはＨｏｌｄ信号が入力
されるようになっている。Ｓ／Ｈ回路７２はＳａｍｐｌ
ｅ信号が入力されている期間にＬＤ１２の光出力を制御
し、それ以外の期間、すなわちＨｏｌｄ信号が入力され
ている期間は、光出力制御の結果を保持するようになっ
ている。

【００６３】ＬＤ１２と接続されたＲＬＣ回路５６の抵
抗Ｒには、抵抗値制御端子５７が接続され、検出手段４
０の検出結果に基づき、制御手段８０の制御により抵抗
Ｒの抵抗値を変化させることで立上りの光強度を変化さ
せることができるように構成されている。

【００６４】続いて、上述のように構成された光走査装
置において、光ビームの定常の光強度と立上りの光強度
を変化させる手順を説明する。なお、図１には、本実施
の形態に係る光走査装置の制御装置８０における光ビー
ムの定常の光強度と立上りの光強度の補正手順を示すフ
ローチャートである。

【００６５】図１に示すように、制御装置８０は、ステ
ップ１００でＬＤ１２を点灯した後、ステップ１０２へ
移行する。ステップ１０２では、検出手段４０、本実施
の形態では、副走査方向に素子列を配置した１次元ＣＣ
Ｄセンサ４４により、副走査方向のビーム径変動を検出
し、検出結果が制御装置８０に入力される。副走査方向
のビーム径変動は、図４に示したようにＣＣＤセンサ４
４の出力レベルの変動と、ビームを受光したＣＣＤセル
の数（図４では副走査方向位置と記載）となってあらわ
れる。すなわち、ＣＣＤセンサ４４を使用することで、
副走査方向のビーム径変動をビーム径の変動として検出
することもできるし、光量の変動として検出することも
できる。

【００６６】ステップ１０４では、ステップ１０２にお
ける検出結果が、予め図示しないメモリ（制御装置８０
に設けられたＲＯＭ等）内に記憶しておいた許容値を超
えたか否か判定される。該判定が肯定された場合は、ス
テップ１０６へ移行して、調整用Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａ
ｂｌｅ（ＬＵＴ）を使用してＬＤ駆動回路の基準電圧を
求め、基準電圧を変化させることで、定常の光強度を調
整する。すなわち、副走査方向のビーム径が大きくなっ
た場合にはＬＤ１２の駆動電流を増加させるように基準
電圧端子７０に入力する基準電圧を変化させ、ビーム径
が小さくなった場合にはＬＤ１２の駆動電流を減少させ
るように基準電圧端子７０に入力する基準電圧を変化さ
せることにより、ビーム径変動又は光量変動により変動
した光ビーム中心での光強度を適正な状態に維持するこ
とができる。このようにすることにより、副走査方向の
ビーム径変動による画質の劣化を防止することができ
る。また、ステップ１０４の判定が否定された場合に
は、ステップ１０８へ移行する。

【００６７】なお、本実施の形態では、１次元ＣＣＤセ
ンサ４４を使用して副走査方向のビーム径変動を検出す
るようにしたが、センサは１次元ＣＣＤに限るものでは
なく、２次元ＣＣＤセンサやフォトセンサ等の他の検出
デバイスを使用してもよい。また、検出対象は、ビーム
径の変動ではなく１ドット分の光ビームを点灯した時の
最大（ピーク）光量を検出し、この最大光量から定常の
光強度の調整値を求めるようにしてもよい。

【００６８】ステップ１０８では、検出手段４０、本実
施の形態では副走査方向に長手の開口を有するスリット
４８が前面に配置されたフォトセンサ４６により、主走
査方向のビーム径変動を検出し、検出結果が制御装置８
０に入力されるる。

【００６９】ステップ１１０では、ステップ１０８の検
出結果が、予め図示しないメモリ（制御装置８０のＲＯ
Ｍ等）内に記憶しておいた許容値を超えたか否か判定さ
れる。該判定が肯定された場合には、ステップ１１２へ
移行して、調整用ＬｏｏｋＵｐ Ｔａｂｌｅ（ＬＵＴ）
を使用してＬＤ駆動回路９０のＲＬＣ回路定数を求め、
本実施の形態の場合は抵抗Ｒの抵抗値を変化させる信号
を抵抗値制御端子５７に入力することで抵抗Ｒの値を変
化させ、ＬＤ駆動電流波形の立上り時のオーバーシュー
ト量を変化させて立上りの光強度を調整する。すなわ
ち、主走査方向のビーム径が大きくなった場合にはＬＤ
駆動電流波形の立上り時オーバーシュート量を大きく
し、ビーム径が小さくなった場合にはＬＤ駆動電流波形
の立上り時オーバーシュート量を小さくすることによ
り、主走査方向のビーム径変動による立上り時の光強度
の低下を改善することができる。このようにすることに
より、高解像度の細線再現性やハーフトーンの再現性を
維持することができる。また、ステップ１１０の判定が
否定された場合には、一連の処理を終了する。

【００７０】すなわち、図７に示すビーム径変動に対す
る調整の一例で説明すると、図７（Ａ）に示すノミナル
のビーム径が大きくなり（中心光量が低下）、図７
（Ｂ）に示すように、描画状態が変動した（線幅が細く
なった）場合には、ＬＤ駆動電流を調整することにより
定常の光強度を調整して副走査方向のビーム径を補正す
る。そして、駆動電流波形のオーバーシュート量を調整
することにより光立上り時の光強度を調整して主走査方
向のビーム径を補正する（図７（Ｃ））ことにより、主
走査方向及び副走査方向のビーム径変動に対する補正を
行なうことができる。なお、図７（Ａ）はノミナルの描
画状態、ＬＤ駆動波形及び光強度特性を示し、図７
（Ｂ）はビーム径が大きくなった場合の描画状態、ＬＤ
駆動波形及び光強度特性を示し、図７（Ｃ）は図７
（Ｂ）を補正した場合の描画状態、ＬＤ駆動波形及び光
強度特性を示す。

【００７１】このように副走査方向のビーム径変動に対
する調整を行った後に主走査方向ビーム径の変動に対す
る調整を行うことで、温度の変化などの影響によりビー
ム径が変動しても、主走査方向と副走査方向のビーム径
の調整を精度よく行うことができる。つまり、主走査方
向の調整（立上りの光強度の調整）を先に行うと、副走
査方向の調整時に定常の光強度を変化させるので、先に
調整した立上りの光強度が副走査方向の調整時に変化し
てしまう（定常の光強度の変動分が立上りの光強度に加
算されてしまう）。従って、主走査方向と副走査方向の
調整順序を入替えると調整精度が悪化してしまうが、本
実施の形態では、上述したように、副走査方向のビーム
径変動に対する調整を行った後に主走査方向ビーム径の
変動に対する調整を行うので、調整精度が悪化すること
なく調整を行なうことができ、これにより、高解像度の
細線再現性や中間調の再現性を維持することができ、良
好な画質を維持することができる。

【００７２】なお、上記の実施の形態では、フォトセン
サ４６により主走査方向のビーム径変動を検出するよう
にしたが、センサはフォトセンサ４６に限るものではな
く、２次元ＣＣＤセンサ等の他の検出デバイスを使用す
るようにしてもよい。２次元ＣＣＤセンサを使用する場
合には、ＣＣＤ受光面上で光ビームを１ドット分の時間
だけパルス点灯し、受光画像から主走査方向のビーム径
と副走査方向のビーム径を検出することが可能である。

【００７３】また、上記の実施の形態では、ＣＣＤセン
サ４４によって副走査方向のビーム径変動を検出するよ
うにしたが、これに限定されるものではない。例えば、
主走査方向のビーム径変動を検出するフォトセンサ４６
の前面に設けられたスリット４８を走査方向に対して傾
けて配置し、フォトセンサから得られる時間と電流の関
係から副走査方向のビーム径も検出することも可能であ
る。

【００７４】また、検出手段４０は、上記の実施の形態
のようにビームの変動を直接検出してよいし、温度セン
サなどにより温度変動を検出するようにようにしてもよ
い。温度センサを使用する場合には、予め温度変動量に
対するビーム径変動量を求めておき、その関係値をＬＵ
Ｔとしてメモリ内に記憶しておくことにより、温度変動
量からビーム径変動量、すなわち、調整すべき定常の光
立上りの光強度を推定することが可能となる。

【００７５】さらに、上記の実施の形態では、検出手段
４０を走査開始側に配置するようにしたが、これに限る
ものではなく、走査終端側の画像形成領域外に設けるよ
うにしてもよいし、ＳＯＳセンサ３６を走査する前の光
路上に設けるようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光源より出力される光ビームの状態を検出し、該検出結
果に基づいて光ビームの定常の光強度が変化するように
発光源を制御した後に、光ビームの立上りの光強度が変
化するように発光源を制御することにより、光ビーム中
心での光強度を適正な状態に維持することができると共
に、ビーム径変動による立上り時の光強度の低下を改善
することができるので、温度変化などの影響によりビー
ム径が変動しても、簡単な構成で良好な画質を維持する
ことができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態に係る光走査装置における光ビ
ームの定常の光強度と立上りの光強度の補正手順を示す
フローチャートである。

【図２】 本発明の実施の形態に係る光走査装置の概略
構成を示す斜視図である。

【図３】 検出手段の構成を示す図である。

【図４】 ビーム径の変動に対する１次元ＣＣＤセンサ
とフォトセンサの出力信号を示す図であり、（ａ）はビ
ーム径が適正な状態の各出力信号を示し、（ｂ）は主走
査方向のビーム径が太くなった場合の各出力を示し、
（ｃ）は副走査方向のビーム径が太くなった場合の各出
力を示し、（ｄ）は主走査方向及び副走査方向のビーム
径が太くなった場合の各出力を示す。

【図５】 ビーム径変動の補正を行なう制御系を示すブ
ロック図である。

【図６】 光ビームの定常の光強度と立上りの光強度を
調整するためのＬＤ駆動回路を説明するための図であ
る。

【図７】 ビーム径変動に対する調整の一例を示す図で
あり、（Ａ）はノミナルの描画状態、ＬＤ駆動電流波形
及び光強度特性を示し、（Ｂ）はビーム径が大きくなっ
た場合の描画状態、ＬＤ駆動電流波形及び光強度特性を
示し、（Ｃ）は（Ｂ）を補正した場合の描画状態、ＬＤ
駆動電流波形及び光強度特性を示す。

【図８】 従来の光走査装置の一例を示す図である。

【図９】 ＬＤの発光パワーを一定にした場合の種々の
ビーム径における光強度分布を示す図である。

【図１０】 主走査方向と副走査方向のビーム径の変動
による描画状態を示す図であり、（ａ）は主走査方向及
び副走査方向のビーム径が適正な場合の描画状態を示
し、（ｂ）は主走査方向のビーム径が太くなった場合の
描画状態を示し、（ｃ）は副走査方向のビーム径が太く
なった場合の描画状態を示す。

【図１１】 従来の光走査装置におけるビーム径補正手
段の一例を示す図である。

【図１２】 従来の光装置におけるビーム径の補正を説
明するための図であり、（Ａ）はレーザドライバからの
信号を示し、（Ｂ）はレーザ光のビーム径と露光分布と
の関係を示し、（Ｃ）はＣＣＤからの出力信号を示す。

【図１３】 従来の光走査装置におけるビーム径補正手
段のその他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光走査装置 １２ 半導体レーザ ４０ 検出手段 ４４ １次元ＣＣＤセンサ ４６ フォトセンサ ４８ スリット ５０ バイアス電流源 ５２ スイッチング電流源 ５６ ＲＬＣ回路 ６８ コンパレータ ７０ 基準電圧端子 ７２ Ｓ／Ｈ回路 ８０ 制御装置 ９０ ＬＤ駆動回路 ＰＤ フォとダイオード Ｒ 抵抗

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA20 AA28 AA29 AA32 AA33 AA54 AA61 2H045 CB22 CB41 DA02 5C072 AA03 BA13 HA02 HB02 HB04 HB10 XA01 XA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に基づいて光ビームを出力する
   発光源を点灯し、前記発光源から出力される光ビームに
   よって感光体を光走査する光走査装置であって、 前記光ビームの状態を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記光ビームの定常
   の光強度が変化するように前記発光源を制御した後、前
   記光ビームの立ち上がりの光強度が変化するように前記
   発光源を制御する制御手段と、 を備えた光走査装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は前記光ビームの状態とし
   て主走査方向及び副走査方向のビーム径変動を検出し、
   前記制御手段は前記検出手段による副走査方向のビーム
   径変動の検出結果に基づいて前記光ビームの定常の光強
   度が変化するように前記発光源を制御した後、前記検出
   手段による主走査方向のビーム径変動の検出結果に基づ
   いて前記光ビームの立ち上がりの光強度が変化するよう
   に前記発光源を制御することを特徴とする請求項１に記
   載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は前記光ビームの状態とし
   て前記光ビームの光強度変動及び主走査方向のビーム径
   変動を検出し、前記制御手段は前記検出手段による前記
   光強度変動の検出結果に基づいて前記光ビームの定常の
   光強度が変化するように前記発光源を制御した後、前記
   検出手段による前記主走査方向のビーム径変動の検出結
   果に基づいて前記光ビームの立ち上がりの光強度が変化
   するように前記発光源を制御することを特徴とする請求
   項１に記載の光走査装置。