JP2002131662A

JP2002131662A - 光走査装置

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Publication number: JP2002131662A
Application number: JP2000319587A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Inoue; 道浩井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-05-09
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP4081973B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した同期信号を得ることができる光走査
装置を得ると共に、高精度に光量制御を行うことができ
る光走査装置を得る。【解決手段】２次元状に配置された複数の面発光型半
導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）を有する光源を用いて光走査
する光走査装置において、被走査面上に形成されるビー
ムスポットの光走査方向（主走査方向）位置が略等しい
複数のＶＣＳＥＬを点灯させた状態で光センサを走査
し、該走査に応じた光センサからの出力に応じて走査開
始信号（ＳＯＳ信号）を生成する。ここで、上記「光走
査方向位置が略等しい複数のＶＣＳＥＬ」は、当該ＶＣ
ＳＥＬを全て点灯した場合に、光走査方向に対する光セ
ンサ上での合計露光エネルギープロファイルと、ＳＯＳ
信号生成の際の検知しきい値に相当するエネルギーレベ
ルとが２点のみで交差するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置に係
り、より詳しくは、２次元に配置された複数の発光素子
を有する光源を用いて光走査する光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、複数の半導体レーザを２次元状に配置したレーザア
レイを光源とした光走査装置が考案されている（例え
ば、特開平５−２９４００５号公報）。

【０００３】一般的な光走査装置に用いられる単一の半
導体レーザとしては、図１５に示すように、ｎ側電極２
００、基板２０２、活性層２０６、クラッド層２０４、
ｐ側電極２０８が層状に積み重ねられて構成された端面
発光型半導体レーザが広く用いられているが、図１６に
示すように、ｎ側電極２１０、基板２１２、半導体多層
膜２１４、絶縁膜２１６、ｐ側電極２１８によって構成
された面発光型半導体レーザ（Vertical Cavity Surfac
e Emitting diode Laser：所謂ＶＣＳＥＬ）を用いるこ
とによって、多数の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）を基板
上に自由に２次元配置することができるため、複数本の
レーザビームを射出可能な光源を低コストで得ることが
できる。なお、光走査装置では、微少なビームスポット
を得るために、シングルモード発振（単一波長での発
振）が一般に要求されるが、ＶＣＳＥＬでは発光出力が
小さい傾向がある。

【０００４】ところで、光走査装置では一般に、主走査
開始の際のレーザ光が入射されるように配置された光検
出器によって走査ビーム（レーザビーム）を検知し、該
検知のタイミングに応じて走査開始信号（以下、「ＳＯ
Ｓ信号」という）を生成しており、生成したＳＯＳ信号
を基準として主走査を行っている。

【０００５】ここで、上記光検出器としては、図１７に
示すように、入射光量に応じた電流を流すフォトダイオ
ードＰＤ、入力された電流を増幅してＩ（電流）／Ｖ
（電圧）変換する増幅器ＯＰ、しきい値を示す電圧を発
生するしきい値電源ＳＰ、及び増幅器ＯＰとしきい値電
源ＳＰの各出力電圧を比較する比較器ＣＰによって構成
されたものが広く用いられている。この光検出器では、
図１８に示すように、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値
電圧以上になったときにＳＯＳ信号がハイレベルとな
る。

【０００６】このような光検出器をＳＯＳ信号の生成手
段として適用すると共に、複数のＶＣＳＥＬが２次元配
置されて構成された光源を用いた光走査装置では、レー
ザビームの２次元配置が近接している場合に、全レーザ
ビームを点灯させたままで光検出器を走査すると、図１
９に示すように、各ビーム間における増幅器ＯＰの出力
電圧が下がりきらず、しきい値電圧近傍の電圧になって
しまうと、ＳＯＳ信号は、同図におけるＳＯＳ信号１の
ように単一の矩形波状となったり、ＳＯＳ信号２のよう
にレーザビーム毎に立ち下がる矩形波状となったりし
て、安定したＳＯＳ信号を得ることができない、という
問題があった。

【０００７】この問題は、しきい値電圧を上げるか、又
は下げることで理論的には対策が可能であるが、この場
合には、しきい値電圧を上げ過ぎても下げ過ぎてもノイ
ズの影響が大きくなり、誤作動が発生し易くなる、とい
う新たな問題が発生する。

【０００８】これに対し、ＶＣＳＥＬを１つのみ点灯さ
せて光検出器を走査する方法も考えられるが、ＶＣＳＥ
Ｌは前述のように光量が比較的小さいため、増幅器ＯＰ
の出力電圧がしきい値電圧を超えないことがあり、ＳＯ
Ｓ信号が出力されない可能性がある。

【０００９】また、この場合、しきい値電圧を下げれば
ＳＯＳ信号の生成は可能となるものの、この場合は電気
ノイズの影響を受け易くなり、誤作動が発生し易くな
る、という新たな問題が発生する。

【００１０】ところで、通常、半導体レーザを光源とし
た光走査装置を用いて画像を形成する画像形成装置で
は、画像の濃度を所定レベルとするために、レーザビー
ムの光量が所定量となるように光量制御（Auto Power C
ontrol：所謂ＡＰＣ）を行っている。

【００１１】ここで、画像形成速度の高速化を目的とし
て複数の半導体レーザがアレイ状に配置されて構成され
た光源によって光走査を行う光走査装置を適用した場
合、各半導体レーザ毎にＡＰＣする必要があるため、Ａ
ＰＣに要する時間が著しく長くなる、という問題があっ
た。

【００１２】この問題を解決するために、本発明の出願
人によって提案された特開平８−２６４８７３号公報に
記載の技術では、制御対象とする全ての半導体レーザを
同時点灯させた状態で全体光量（総光量）を光量検出手
段によって検出し、該検出によって得られた全体光量が
所定量となるようにフィードバック制御することによっ
て、制御対象とする全ての半導体レーザの射出光量が一
定光量となるように一括して制御していた。なお、この
技術では、光源を構成する各半導体レーザの発光特性に
応じて予め各半導体レーザの発光強度をバランスさせる
光強度バランス調整手段が備えられており、該光強度バ
ランス調整手段によって予め各半導体レーザの発光強度
のばらつきがなくなるように調整している。

【００１３】しかしながら、上記特開平８−２６４８７
３号公報に記載の技術では、２次元配置の光源により、
感光体上に形成される複数のビームスポットの間隔が、
光走査線の方向に対して離れている場合に、上記光量検
出手段の検出部において各半導体レーザによるビームス
ポットが重ならない場合があり、この場合には上記光量
検出手段によって検出される光量が制御対象とする半導
体レーザの全体光量とはならず、この結果として高精度
な光量制御を行うことができない、という問題があっ
た。

【００１４】この問題を回避するためには、検出部の面
積が大きな光量検出手段を適用する方法もあるが、この
場合には光量検出手段にかかるコストが高くなると共
に、装置サイズが大きくなる、という新たな問題が発生
する。

【００１５】一方、特開平９−２３０２５９号公報に
は、１つの受光センサによる光検出結果に基づいて、Ｓ
ＯＳ信号の生成及びＡＰＣの双方を行う技術が記載され
ている。

【００１６】この技術では、半導体レーザ光源の複数の
発光点から射出したレーザ光を、コリメータレンズ、シ
リンドリカルレンズを透過させた後にポリゴンミラーに
よって反射偏向し、走査レンズを透過させた後に感光体
ドラムに照射する。また、この技術では、上記走査レン
ズと上記感光体ドラムとの間のレーザ光が走査開始する
位置に同期検知用ミラーを配置すると共に、該同期検知
用ミラーの光反射方向に受光センサを配置しており、受
光センサによってレーザ光が受光された際に当該受光セ
ンサから出力される電気出力を利用して、複数の発光点
から射出したレーザ光の各々について、ＳＯＳ信号の生
成とＡＰＣの双方を順次行っていた。

【００１７】しかしながら、この技術における半導体レ
ーザ光源をＶＣＳＥＬによって構成した場合には、前述
のようにＶＣＳＥＬは光量が低いため、受光センサによ
る１ビームのみの受光結果に基づくＡＰＣでは、高精度
なＡＰＣを行うことができない、という問題があった。

【００１８】本発明は上記各問題を解消するために成さ
れたものであり、安定した走査開始信号等の同期信号を
得ることができる光走査装置を提供することを第１の目
的とし、高精度に光量制御を行うことができる光走査装
置を提供することを第２の目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の光走査装置は、２次元に配置
された複数の発光素子を有する光源と、前記光源から射
出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏
向された光ビームを、前記光ビームの走査範囲内の特定
の位置で検知可能とされた光センサと、前記光センサの
受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信
号を生成する生成手段と、前記同期信号の生成に用いる
発光素子として予め選択された、射出した光ビームによ
って前記被走査面上に形成される光スポットの走査方向
に沿った位置が互いに略等しい複数の発光素子を、該複
数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの
受光面を横切る期間に各々点灯させる制御手段と、を含
んでいる。

【００２０】請求項１記載の光走査装置によれば、２次
元に配置された複数の発光素子を有する光源から射出さ
れ被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向さ
れた光ビームが、光ビームの走査範囲内の特定の位置で
光センサによって検知され、該光センサの受光エネルギ
ー量に応じて信号レベルが変化する同期信号が生成手段
によって生成される。

【００２１】なお、上記発光素子には、ＶＣＳＥＬ、端
面発光型半導体レーザ等の半導体レーザや、発光ダイオ
ード等が含まれる。また、上記偏向手段には、ポリゴン
ミラーやガルバノメータミラー等の機械式光偏向器や、
音響光学偏向器、電気光学偏向器等が含まれる。また、
上記光センサには、フォトダイオード、フォトトランジ
スタ等の全ての光電変換素子が含まれる。更に、上記同
期信号には、走査開始信号や走査終了信号等の、走査の
同期をとるために用いられる全ての信号が含まれる。

【００２２】ここで、請求項１に記載の光走査装置で
は、上記同期信号の生成に用いる発光素子として予め選
択された、射出した光ビームによって被走査面上に形成
される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等
しい複数の発光素子が、該複数の発光素子から射出され
た光ビームが光センサの受光面を横切る期間に制御手段
によって各々点灯される。これによって、光センサの受
光面には、上記複数の発光素子の各々から射出された光
ビームが略同時に重ね合わされた状態で入射されること
になり、発光素子が単独で点灯された状態で光ビームが
入射される場合に比較して、光センサの受光エネルギー
量を大きくすることができる。

【００２３】このように、請求項１に記載の光走査装置
によれば、同期信号の生成に用いる発光素子として予め
選択された、射出した光ビームによって被走査面上に形
成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略
等しい複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出さ
れた光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点
灯させているので、光センサの受光エネルギー量を大き
くすることができ、この結果として安定した同期信号を
得ることができる。

【００２４】また、請求項２記載の光走査装置は、請求
項１記載の発明において、前記生成手段は、前記同期信
号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベ
ル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベル
が相違する信号を生成し、前記複数の発光素子は、該複
数の発光素子を全て点灯させたときの前記光センサの受
光面上での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、
前記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間
に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じ
ない分布となるように選択されていることを特徴とする
ものである。

【００２５】請求項２記載の光走査装置によれば、生成
手段により、請求項１記載の同期信号として、光センサ
の受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レ
ベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号が生成さ
れる。

【００２６】ここで、請求項２記載の光走査装置では、
請求項１記載の発明における複数の発光素子が、該複数
の発光素子を全て点灯させたときの光センサの受光面上
での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、走査方
向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する
箇所に上記所定レベル未満となる部分を生じない分布と
なるように選択されている。

【００２７】従って、選択された複数の発光素子から光
センサの受光面に入射される光ビームの合成エネルギー
分布を、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心
の間に相当する箇所では、確実に上記所定レベル以上と
することができるので、個々の光ビームのビーム中心の
間に相当する期間内においては同期信号の信号レベルが
変化しないようにすることができる。

【００２８】このように、請求項２に記載の光走査装置
によれば、同期信号として、光センサの受光エネルギー
量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間と
で信号レベルが相違する信号を生成すると共に、請求項
１記載の発明の複数の発光素子を、該複数の発光素子を
全て点灯させたときの光センサの受光面上での複数本の
光ビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個
々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記所
定レベル未満となる部分を生じない分布となるように選
択されているものとしているので、個々の光ビームのビ
ーム中心の間に相当する期間内においては同期信号の信
号レベルが変化しないようにすることができ、この結果
として安定した同期信号を得ることができる。

【００２９】また、請求項３記載の光走査装置は、請求
項１記載の発明において、前記生成手段は、前記同期信
号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベ
ル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベル
が相違する信号を生成し、任意の１つの発光素子群を構
成する全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサ
の受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、前
記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に
相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じな
い分布となり、かつ、任意の２つの発光素子群を構成す
る全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサの受
光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、一方の
発光素子群に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った
中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の前記走
査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に前記所定
レベル未満となる部分が生じる分布となるように、前記
光源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされ
ており、前記制御手段は、前記同期信号の生成に用いる
発光素子として個々の発光素子群毎に予め選択された複
数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビ
ームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯さ
せることを特徴とするものである。

【００３０】請求項３記載の光走査装置によれば、生成
手段により、請求項１記載の同期信号として、光センサ
の受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レ
ベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号が生成さ
れる。

【００３１】ここで、請求項３記載の光走査装置では、
任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点
灯させたときの光センサの受光面上での各光ビームの合
成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビーム
のビーム中心の間に相当する箇所に所定レベル未満とな
る部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光
素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光
センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布
が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に
沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の
走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に上記所
定レベル未満となる部分が生じる分布となるように、光
源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされて
いる。

【００３２】更に、請求項３に記載の光走査装置では、
制御手段により、同期信号の生成に用いる発光素子とし
て個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子
が、該複数の発光素子から射出された光ビームが光セン
サの受光面を横切る期間に各々点灯される。

【００３３】この制御手段の作用によって生成手段によ
り生成される同期信号は、各発光素子群に属する発光素
子から射出された個々の光ビームの走査方向に沿ったビ
ーム中心の間に相当する期間内においては、請求項２記
載の発明と同様に信号レベルが変化しないようにするこ
とができると共に、各発光素子群毎に分離された状態と
することができるので、各発光素子群毎に安定した同期
信号を得ることができる。

【００３４】このように、請求項３に記載の光走査装置
によれば、同期信号として、光センサの受光エネルギー
量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間と
で信号レベルが相違する信号を生成すると共に、任意の
１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させ
たときの光センサの受光面上での各光ビームの合成エネ
ルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビームのビー
ム中心の間に相当する箇所に上記所定レベル未満となる
部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光素
子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光セ
ンサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布
が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に
沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の
走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に所定レ
ベル未満となる部分が生じる分布となるように、光源の
発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされてお
り、かつ同期信号の生成に用いる発光素子として個々の
発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子を、該複
数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光
面を横切る期間に各々点灯させているので、各発光素子
群毎に安定した同期信号を得ることができる。

【００３５】一方、上記第２の目的を達成するために、
請求項４記載の光走査装置は、２次元に配置された複数
の発光素子を有する光源と、前記光源から射出された光
ビームの光量を検出する光センサと、前記光センサによ
って検出された光量が所定値となるように、前記光源か
ら射出される光ビームの光量を制御する光量制御手段
と、前記光量制御手段によって光量制御が行われる際
に、光量検出に用いる発光素子として予め選択された、
射出し被走査面上を走査するように偏向手段によって偏
向された光ビームによって被走査面上に形成される光ス
ポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数の
発光素子を各々点灯させる制御手段と、を含んでいる。

【００３６】請求項４に記載の光走査装置によれば、２
次元に配置された複数の発光素子を有する光源から射出
された光ビームの光量が光センサによって検出され、該
検出された光量が所定値となるように、光量制御手段に
よって光源から射出される光ビームの光量が制御され
る。

【００３７】なお、上記発光素子には、ＶＣＳＥＬ、端
面発光型半導体レーザ等の半導体レーザや、発光ダイオ
ード等が含まれる。また、上記光センサには、フォトダ
イオード、フォトトランジスタ等の全ての光電変換素子
が含まれる。

【００３８】ここで、請求項４に記載の光走査装置で
は、上記光量制御手段によって光量制御が行われる際
に、光量検出に用いる発光素子として予め選択された、
射出し被走査面上を走査するように偏向手段によって偏
向された光ビームによって被走査面上に形成される光ス
ポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数の
発光素子が各々制御手段によって点灯される。これによ
って、光センサの受光面には、上記複数の発光素子の各
々から射出された光ビームが略同時に重ね合わされた状
態で入射されることになり、発光素子が単独で点灯され
た状態で光ビームが入射される場合に比較して、光セン
サからの出力信号レベルを大きくすることができる。な
お、上記偏向手段には、ポリゴンミラーやガルバノメー
タミラー等の機械式光偏向器や、音響光学偏向器、電気
光学偏向器等が含まれる。

【００３９】このように、請求項４に記載の光走査装置
によれば、２次元に配置された複数の発光素子を有する
光源から射出された光ビームの光量を光センサによって
検出し、検出された光量が所定値となるように、光源か
ら射出される光ビームの光量を制御する際に、光量検出
に用いる発光素子として予め選択された、射出し被走査
面上を走査するように偏向された光ビームによって被走
査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置
が互いに略等しい複数の発光素子を各々点灯させている
ので、光センサからの出力信号レベルを大きくすること
ができ、この結果として高精度に光量制御を行うことが
できる。

【００４０】また、請求項５記載の光走査装置は、請求
項４記載の発明において、前記光センサは、前記光源か
ら射出され前記被走査面上を走査するように偏向手段に
よって偏向された光ビームの光量を、前記光ビームの走
査範囲内の特定の位置で検出するように配置されてお
り、前記制御手段は、前記複数の発光素子を、該複数の
発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光
面を横切る期間に各々点灯させることを特徴とするもの
である。

【００４１】請求項５記載の光走査装置によれば、請求
項４記載の発明において、光源から射出され被走査面上
を走査するように偏向手段によって偏向された光ビーム
の光量が、光センサによって当該光ビームの走査範囲内
の特定の位置で検出され、制御手段により、上記複数の
発光素子が、該複数の発光素子から射出された光ビーム
が光センサの受光面を横切る期間に各々点灯される。

【００４２】すなわち、請求項５記載の発明では、光量
制御のための光量検知を行う光センサを、偏向手段より
光ビームの進行方向下流側に配置すると共に、複数の発
光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横
切る期間には当該複数の発光素子を点灯するようにして
いる。

【００４３】光センサを偏向手段の上流側に配置する場
合には、光源から射出された光ビームを分岐するための
ハーフミラー等の部材を光ビームの経路上に配置する必
要があり、コストが高くなると共に、装置が大型化して
しまうのに対して、請求項５記載の発明では上述のよう
に光センサを偏向手段の下流側に配置しているので、光
ビームを分岐するための部材を設ける必要がなく、低コ
スト化及び小型化が可能である。

【００４４】また、請求項５記載の発明では光センサ
を、請求項１記載の発明における光センサと同一の配置
位置とすることが可能であるので、請求項１記載の発明
における光センサと兼用することができ、この点におい
てもコスト面及び装置サイズの面で有利である。

【００４５】このように、請求項５に記載の光走査装置
によれば、請求項４記載の発明と同様の効果を奏するこ
とができると共に、請求項４記載の発明の光センサを、
光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段
によって偏向された光ビームの光量を、光ビームの走査
範囲内の特定の位置で検出するように配置すると共に、
請求項４記載の発明の複数の発光素子を、該複数の発光
素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切
る期間に各々点灯させるようにしているので、装置を低
コスト化及び小型化することができる。

【００４６】また、請求項６記載の光走査装置は、請求
項５記載の発明において、前記複数の発光素子は、個々
の発光素子を単独で点灯させたときに前記光センサの受
光量に応じて該光センサから出力される信号のレベルが
略最大となる期間の少なくとも一部が、前記複数の発光
素子を各々点灯させたときに互いに重なるように選択さ
れていることを特徴とするものである。

【００４７】請求項６記載の光走査装置によれば、請求
項５記載の複数の発光素子を、個々の発光素子を単独で
点灯させたときに光センサの受光量に応じて該光センサ
から出力される信号のレベルが略最大となる期間の少な
くとも一部が、当該複数の発光素子を各々点灯させたと
きに互いに重なるように選択している。

【００４８】これによって、光センサによって検出され
る光量を上記複数の発光素子の各々から射出された光ビ
ームの光量の総和に略等しくすることができ、高精度に
光量制御を行うことができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る光走査装置の実施の形態について詳細に説明する。

【００５０】〔第１実施形態〕まず、図１を参照して、
本第１実施形態に係る光走査装置１０の構成について説
明する。同図に示すように、本第１実施形態に係る光走
査装置１０は、複数のＶＣＳＥＬ１６Ａが２次元状に配
置されたＶＣＳＥＬアレイ１６を備えており、ＶＣＳＥ
Ｌアレイ１６の光射出側には、コリメータレンズ３６、
シリンドリカルレンズ３８、ポリゴンミラー４０が順に
配置されており、更に、ポリゴンミラー４０の光偏向側
には、ｆθレンズ４４、及び感光体４６が順に配置され
ている。

【００５１】ＶＣＳＥＬアレイ１６から射出されたレー
ザ光は、コリメータレンズ３６によって略平行光とさ
れ、シリンドリカルレンズ３８によって副走査方向に集
束されてポリゴンミラー４０の反射面へ結像される。そ
して、ポリゴンミラー４０の回転によって偏向されて、
ｆθレンズ４４を介して感光体４６上に結像される。な
お、ポリゴンミラー４０の矢印Ａ方向への回転によって
主走査が行われ、感光体４６の矢印Ｂ方向への回転によ
って副走査が行われる。

【００５２】一方、感光体４６の近傍で、かつレーザ光
による主走査開始位置には反射ミラー４８が設けられ、
更に該反射ミラー４８の反射方向にはフォトダイオード
によって構成されたＳＯＳ検知用光センサ５０が設けら
れており、主走査開始の際のレーザ光がＳＯＳ検知用光
センサ５０に入射されるようになっている。そして、レ
ーザ光のＳＯＳ検知用光センサ５０への入射に応じて、
後述するＳＯＳ信号検知用光検知器５２（図３も参照）
によりＳＯＳ信号が生成される構成である。

【００５３】なお、本実施の形態におけるＳＯＳ信号検
知用光検知器５２は、図１７に示した光検出器と同様の
構成とされたものである。ここで、図１７におけるフォ
トダイオードＰＤが本実施の形態のＳＯＳ検知用光セン
サ５０に対応している。

【００５４】本第１実施形態に係る光走査装置１０で
は、一例として図２に示すように、感光体４６上に形成
されるビームスポットの光走査方向（主走査方向）位置
が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬ群（以
下、「ＳＯＳ検知グループ」という）を点灯させた状態
で、ＳＯＳ検知用光センサ５０を走査し、該走査に応じ
たＳＯＳ検知用光センサ５０からの出力に応じてＳＯＳ
信号を生成する。なお、本実施形態における上記「光走
査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＳＯＳ検
知グループ」の定義は次の通りである。

【００５５】当該ＳＯＳ検知グループを構成するＶＣＳ
ＥＬ１６Ａを全て点灯した場合に、光走査方向に対する
ＳＯＳ検知用光センサ５０上での合計露光エネルギープ
ロファイルと、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知し
きい値（図１７におけるしきい値電源ＳＰの電圧が示す
しきい値）に相当するエネルギーレベルとが２点のみで
交差する。

【００５６】これによって、ＳＯＳ検知グループに属す
るＶＣＳＥＬを全て点灯させたときのＳＯＳ検知用光セ
ンサ５０の受光面上での各光ビームの合成エネルギー分
布を、光走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心
の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネ
ルギーレベル未満となる部分が生じない分布とすること
ができる。

【００５７】このとき、図２（Ａ）に示すように、各ビ
ームの光走査方向位置が完全には揃っていなくても、図
２（Ｂ）に示すように、上記の定義を満たすグループで
あればＳＯＳ検知グループとして構わない。

【００５８】ここで、感光体４６上におけるビームスポ
ットの位置ずれの要因として、ＶＣＳＥＬアレイ１６上
の発光点間隔誤差と、光走査装置１０の光学部材の特性
誤差及び取付位置誤差が考えられる。

【００５９】しかしながら、ＶＣＳＥＬアレイ１６は半
導体プロセスによって作成するため、ＶＣＳＥＬアレイ
１６上の発光点間隔誤差はサブμｍ以下となり、問題と
はならない。また、光走査装置１０の光学部材の特性誤
差及び取付位置誤差についても、各光学部材の適正な設
計及び製造を行ったうえで、取付位置を調整するための
機構を設けていれば、ある程度の位置ずれはあるもの
の、ほぼ計算通りのビームスポット位置を得ることがで
きる。

【００６０】このため、図２（Ａ）に示すような１グル
ープ（Ｇ１グループ）のみをＳＯＳ検知グループとして
ＳＯＳ信号の生成を行う場合には、当該ＳＯＳ検知グル
ープとは主走査方向にオフセットしている他のグループ
（ここでは、Ｇ２グループ及びＧ３グループ）のレーザ
ビームの点灯タイミングを、生成したＳＯＳ信号を基準
として導出したタイミングに対して設計上のビーム位置
オフセットを補正するように、次の（１）式で求められ
るタイミング補正時間ＨＴを加算又は減算したタイミン
グとすることによって、本光走査装置１０を画像形成装
置に適用した場合において、十分な品質の画像を得るこ
とができる。

【００６１】ＨＴ＝ＯＤ／ＳＳ・・・（１）但し、ＯＤは感光体４６上のビームスポットオフセット
距離であり、ＳＳは感光体４６上のビームスポット走査
速度である。

【００６２】図３には、本第１実施形態に係る光走査装
置１０における露光制御部９０の構成が示されている。
なお、ここでは、ＶＣＳＥＬアレイ１６におけるＶＣＳ
ＥＬの構成が、図２（Ａ）に示すビームスポットに対応
する構成、すなわち、主走査方向に直交する副走査方向
に沿った直線上に略等間隔で３つのＶＣＳＥＬが配置さ
れて構成された３つのＶＣＳＥＬ群が、主走査方向に沿
って、各ＶＣＳＥＬの副走査方向位置が互いにずれるよ
うに配置された構成とされると共に、各ＶＣＳＥＬ群を
Ｇ１グループ、Ｇ２グループ、Ｇ３グループとし、Ｇ１
グループのみのＶＣＳＥＬ群からのレーザビームによっ
てＳＯＳ信号を生成する場合について説明する。

【００６３】図３に示すように、本第１実施形態に係る
露光制御部９０は、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２、ビ
デオ信号出力回路６０及びＶＣＳＥＬ駆動回路７０を含
んで構成されている。

【００６４】ＳＯＳ信号検知用光検知器５２は、前述の
ように、図１７に示した光検出器と同様の構成とされた
ものである。

【００６５】また、ビデオ信号出力回路６０は、発振器
６２、クロック位相同期回路６４、カウンタ回路６６、
タイミング回路６８、複数のビデオメモリＭＧ１−１〜
ＭＧ３−３、及びＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９
を含んで構成されている。なお、ビデオメモリＭＧ１−
１〜ＭＧ１−３がＧ１グループに属する各ＶＣＳＥＬに
対応するものであり、ビデオメモリＭＧ２−１〜ＭＧ２
−３がＧ２グループに属する各ＶＣＳＥＬに対応するも
のであり、ビデオメモリＭＧ３−１〜ＭＧ３−３がＧ３
グループに属する各ＶＣＳＥＬに対応するものである。

【００６６】ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９は、
反射ミラー４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡
って、ＶＣＳＥＬ駆動回路７０に対してＳＯＳ検知グル
ープ（本実施形態ではＧ１グループ）に属する全てのＶ
ＣＳＥＬを点灯させることができる信号を出力する。こ
れによって、ＳＯＳ検知用光センサ５０にＳＯＳ検知グ
ループに属するＶＣＳＥＬから射出された複数のレーザ
ビームが入射され、該複数のレーザビームの光量レベル
に応じたＳＯＳ信号（図４も参照）がＳＯＳ信号検知用
光検知器５２によって生成される。

【００６７】また、ビデオ信号出力回路６０では、ＳＯ
Ｓ信号検知用光検知器５２によって生成されたＳＯＳ信
号と、発振器６２によって生成されたクロック信号がク
ロック位相同期回路６４に入力され、ＳＯＳ信号の立ち
上りタイミングに同期したビデオクロック信号が出力さ
れる。

【００６８】カウンタ回路６６にはＳＯＳ信号とビデオ
クロック信号が入力され、カウンタ回路６６ではＳＯＳ
信号の立ち上りからの経過時間としてビデオクロックの
数がカウントされ、カウント値を示すカウント信号がタ
イミング回路６８に出力される。

【００６９】タイミング回路６８では、カウンタ回路６
６から入力されているカウント信号に基づいて、図４に
示す時間Ｔ０が経過した時点でハイレベルとなり、予め
定められたビデオ信号読み出し許可時間の経過後にロー
レベルとなるＬＳ１信号を生成して出力する。

【００７０】ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ３−３は各
々ＦＩＦＯ（First-In First-Out）メモリで構成されて
おり、画像データを基に、図示しないビデオ信号処理装
置によって変換されたＶＣＳＥＬ各ビーム点灯用のビデ
オ信号を記憶しておく。

【００７１】ＬＳ１信号がハイレベルになると、図２
（Ａ）に示されるＧ１グループのＶＣＳＥＬに対応する
ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ１−３に読み出し許可信
号として入力され、ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ１−
３からビデオクロック信号に同期してＧ１グループに属
するＶＣＳＥＬに対するビデオ信号ＳＧ１−１〜ＳＧ１
−３が出力され、各ビデオ信号がオンのときは、ＶＣＳ
ＥＬ駆動回路７０が対応するＶＣＳＥＬを点灯させる。

【００７２】ここで、図２（Ａ）におけるＧ２グループ
及びＧ３グループに属するＶＣＳＥＬの点灯タイミング
は、Ｇ１グループに属するＶＣＳＥＬの点灯タイミング
に対し、各々図２（Ａ）に示されるオフセットＯＦ１及
びオフセットＯＦ２の分だけ遅延させる必要がある。

【００７３】ここで、各々の遅延時間は、図４に示すよ
うに、次の（２）式及び（３）式で求められる。

【００７４】Ｇ２グループの遅延時間Ｔ１＝ＯＦ１／走査速度・・・（２）Ｇ３グループの遅延時間Ｔ２＝ＯＦ２／走査速度・・・（３）よって、所定の位置にＧ２グループ及びＧ３グループの
各グループに属するＶＣＳＥＬのビームによって露光を
行うために、ＬＳ１信号を遅延時間Ｔ１だけ遅延させた
ＬＳ２信号と、ＬＳ１信号を遅延時間Ｔ２だけ遅延させ
たＬＳ３信号をタイミング回路６８から出力し、各信号
を‘Ｇ２グループのビデオメモリ読み出し許可信号’
と、‘Ｇ３グループのビデオメモリ読み出し許可信号’
として適用する。

【００７５】そして、Ｇ１グループに属するＶＣＳＥＬ
の点灯手順と同様に、各ビデオ信号に対応したＶＣＳＥ
Ｌを点灯させる。

【００７６】ＶＣＳＥＬアレイ１６が本発明の光源に、
ＶＣＳＥＬ１６Ａが本発明の発光素子に、ＳＯＳ検知用
光センサ５０が本発明の光センサに、ＳＯＳ信号検知用
光検知器５２が本発明の生成手段に、ＳＯＳ検知グルー
プ点灯制御回路６９が本発明の制御手段に、各々相当す
る。

【００７７】以上詳細に説明したように、本第１実施形
態に係る光走査装置では、ＳＯＳ信号の生成に用いるＶ
ＣＳＥＬとして予め選択された、射出した光ビームによ
って被走査面上に形成されるビームスポットの走査方向
に沿った位置が互いに略等しい複数のＶＣＳＥＬを、該
複数のＶＣＳＥＬから射出された光ビームがＳＯＳ検知
用光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させている
ので、ＳＯＳ検知用光センサの受光エネルギー量を大き
くすることができ、この結果として安定したＳＯＳ信号
を得ることができる。

【００７８】また、本第１実施形態に係る光走査装置で
は、ＳＯＳ信号として、ＳＯＳ検知用光センサの受光エ
ネルギー量が検知しきい値に相当するエネルギーレベル
以上の期間と該エネルギーレベル未満の期間とで信号レ
ベルが相違する信号を生成すると共に、ＳＯＳ検知グル
ープに属するＶＣＳＥＬ群を、該ＶＣＳＥＬ群を全て点
灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの受光面上でのレ
ーザビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った
個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する箇所に
上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満とな
る部分を生じない分布となるように選択しているので、
個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する期間内
においてはＳＯＳ信号の信号レベルが変化しないように
することができ、この結果として安定したＳＯＳ信号を
得ることができる。

【００７９】なお、本第１実施形態では、ＳＯＳ検知グ
ループを最も早いタイミングで光検知器を走査するグル
ープとした場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、他のグループとしても、タイミ
ング回路６８の設定を適正化すれば問題はない。

【００８０】また、本第１実施形態では、タイミング回
路６８によるビデオメモリ読み出し許可信号の遅延をビ
デオクロック信号単位で行う場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、アナログ素子
やロジックゲートによる遅延を利用した微調整機構を備
えることによって、より高精度にＧ２グループ及びＧ３
グループに属するＶＣＳＥＬのビームスポット位置を制
御することができる。

【００８１】また、本第１実施形態では、Ｇ２グループ
及びＧ３グループに対するＧ１グループとのビーム位置
オフセットの補正を設計値に応じて行う場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、測
定値に応じて行う形態とすることができることはいうま
でもない。

【００８２】なお、図２（Ｂ）に示すように、Ｇ１グル
ープ、Ｇ２グループ、Ｇ３グループと各々を構成する複
数のＶＣＳＥＬの間でもオフセットがある場合、各ビー
ム単位でタイミング調整を行う構成とすることによっ
て、同様の対策が可能である。

【００８３】〔第２実施形態〕上記第１実施形態では、
１つのグループに属するＶＣＳＥＬ群のみのレーザビー
ムに基づいてＳＯＳ信号の生成を行い、各グループ間の
位置ずれを、設計又は測定タイミング値に応じて補正す
る場合の一形態について説明したが、更に高精度にビー
ムスポット位置を制御するためには、各グループで独立
してＳＯＳ信号の生成を行い、ビデオ信号の同期を取る
必要がある。本第２実施形態では、この場合の一形態に
ついて説明する。なお、本第２実施形態に係る光走査装
置の全体構成は、上記第１実施形態に係る光走査装置１
０（図１も参照)と同様であるので、ここでの説明は省
略する。

【００８４】本第２実施形態に係る光走査装置１０で
は、図５に示すように、感光体４６上に形成されるビー
ムスポットの配置位置に基づき複数のＶＣＳＥＬによっ
て構成されるＳＯＳ検知グループを、次の条件を満足す
るように決定することによって、各ＳＯＳ検知グループ
毎に独立してＳＯＳ信号を生成することができるように
している。

【００８５】すなわち、複数のＳＯＳ検知グループのな
かの任意の１グループを構成する全てのＶＣＳＥＬを点
灯した場合に、図２に示す状態と同様に、光走査方向
（主走査方向）に対するＳＯＳ検知用光センサ５０上で
の合計露光エネルギープロファイルと、ＳＯＳ信号検知
用光検知器５２の検知しきい値に相当するエネルギーレ
ベルとが２点のみで交差する。

【００８６】更に、図５に示すように、複数のＳＯＳ検
知グループのなかの任意の２グループ（同図ではＧ１グ
ループ及びＧ２グループ）を構成する全てのＶＣＳＥＬ
を点灯した場合に、上記合計露光エネルギープロファイ
ルとＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい値に相
当するエネルギーレベルとが４点のみで交差し、かつ一
方のグループの光走査方向中心と、他方のグループの光
走査方向中心との間で、合計露光エネルギープロファイ
ルと上記検知しきい値に相当するエネルギーレベルとが
２点のみで交差する。

【００８７】これによって、任意の１つのＳＯＳ検知グ
ループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳ
ＯＳ検知用光センサ５０の受光面上での各レーザビーム
の合成エネルギー分布を、走査方向に沿った個々のレー
ザビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記検知し
きい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分を生
じない分布とすることができ、かつ、任意の２つのＳＯ
Ｓ検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させた
ときのＳＯＳ検知用光センサ５０の受光面上での各レー
ザビームの合成エネルギー分布を、一方のＳＯＳ検知グ
ループに属するレーザビーム群の走査方向に沿った中心
と、他方のＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群
の走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に上記
検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部
分が生じる分布とすることができる。

【００８８】このとき、各グループの主走査方向距離が
接近していると、図６に示すように任意の２グループ
（同図では、Ｇ１グループとＧ２グループ）に属するＶ
ＣＳＥＬを点灯させた場合に、合計露光エネルギープロ
ファイルとＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい
値が前述の条件を満たさないため、１走査中で各グルー
プ毎に独立したＳＯＳ信号を検知することができない。
この場合、ＶＣＳＥＬアレイ１６における主走査方向に
対する各ＶＣＳＥＬの間隔を広くする、光学部材によっ
て感光体４６上のビームスポット間隔を広くする等の対
策が必要である。

【００８９】なお、このように１走査中で各グループ毎
に独立したＳＯＳ信号を検知できなくても、前述の条件
を満足するグループのみでＳＯＳ信号を得て、得られた
ＳＯＳ信号のタイミングから所定タイミングだけずらす
ことによってＳＯＳ信号を検知できないグループのＳＯ
Ｓ信号を作成することも可能である。しかしながら、こ
の場合には、本第２実施形態の本来の目的である、高精
度に各グループのビームスポット位置を制御することは
できなくなる。

【００９０】図７には、本第２実施形態に係る光走査装
置１０の露光制御部９０’の構成が示されている。な
お、図７の図３と同様の部分については図３と同一の符
号を付して、その説明を省略する。

【００９１】同図におけるビデオ信号出力回路６０’の
ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９’は、反射ミラー
４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡って、ＶＣ
ＳＥＬ駆動回路７０に対してＳＯＳ検知グループ（本実
施形態ではＧ１〜Ｇ３グループ）に属する全てのＶＣＳ
ＥＬを点灯させることができる信号を出力する。これに
よって、ＳＯＳ検知用光センサ５０に各ＳＯＳ検知グル
ープに属するＶＣＳＥＬから射出された複数のレーザビ
ームが入射され、該複数のレーザビームの光量レベルに
応じた各ＳＯＳ検知グループに対応するＳＯＳ信号がＳ
ＯＳ信号検知用光検知器５２によって生成される。

【００９２】すなわち、複数グループによりＳＯＳ信号
の検知を行う場合には、全ＶＣＳＥＬを同時、又は時系
列に点灯させてＳＯＳ信号の検知を行うために、図８に
示すようにＳＯＳ信号がグループ数と同数だけ生成され
る。そして、これらの複数のＳＯＳ信号を、Ｇ１グルー
プ、Ｇ２グループ及びＧ３グループの各グループに対応
するＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号及びＳＯＳ３信号に分
離する必要がある。

【００９３】このため、本第２実施形態に係る光走査装
置１０の露光制御部９０’におけるビデオ信号出力回路
６０’では、上記第１実施形態におけるビデオ信号出力
回路６０の構成に加えて、ＳＯＳカウント回路６１及び
ＳＯＳ分離回路６３を備えている。

【００９４】ＳＯＳカウント回路６１は、ＳＯＳ信号検
知用光検知器５２からＳＯＳ信号が入力されると所定タ
イミングの経過後に‘０’→‘１’→‘２’と順にカウ
ントし、３番目のＳＯＳ信号が入力されたとき、又は初
期状態では‘０’となる。

【００９５】ＳＯＳ分離回路６３は、ＳＯＳカウント回
路６１によるカウント値が‘０’でかつＳＯＳ信号が入
力されたとき、所定時間だけＳＯＳ１信号をハイレベル
にし、上記カウント値が‘１’でかつＳＯＳ信号が入力
されたとき、所定時間だけＳＯＳ２信号をハイレベルに
し、更に、上記カウント値が‘２’でかつＳＯＳ信号が
入力されたとき、所定時間だけＳＯＳ３信号をハイレベ
ルにする。

【００９６】また、本第２実施形態のクロック位相同期
回路６４’では、ＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号、及びＳ
ＯＳ３信号に各々同期したビデオクロック１信号、ビデ
オクロック２信号、及びビデオクロック３信号を生成す
る。

【００９７】そして、ビデオクロック１信号、ビデオク
ロック２信号、及びビデオクロック３信号が各々入力さ
れたカウンタ回路６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｃと、各々
対応するカウンタ回路６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｃに接
続されたタイミング回路６８Ａ、６８Ｂ、及び６８Ｃで
は、各々図３に示されるカウンタ回路６６とタイミング
回路６８と同様にしてＬＳ１信号、ＬＳ２信号、及びＬ
Ｓ３信号を生成する。

【００９８】ＬＳ１信号、ＬＳ２信号、及びＬＳ３信号
は、各々ＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号、及びＳＯＳ３信
号から各々図８に示される時間Ｔ０１、Ｔ０２、及びＴ
０３が経過した時点でハイレベルになり、予め定められ
たビデオ信号読み出し許可時間経過後にローレベルとな
って、これ以降は上記第１実施形態に係る図３に示した
構成と同様にＶＣＳＥＬアレイ１６を点灯させる。

【００９９】ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９’が
請求項３記載の発明の制御手段に相当する。

【０１００】なお、電源投入時等のように、所定時間以
上、光走査装置を停止した後に起動した場合、最初にＳ
ＯＳ信号を得るために、光偏向手段を起動し、光センサ
を露光してＳＯＳ信号を得る所定の複数レーザを所定光
量で発光させる。このとき、走査開始ビーム位置は一定
ではないので、得られたＳＯＳ信号の最初の立上がりが
図８のＳＯＳ１信号であるとは限らない。

【０１０１】本実施形態では、ＳＯＳ信号が立上がった
ときに、前回のＳＯＳ信号立上がりからの経過時間を計
測し、該経過時間が所定時間以上であった場合のＳＯＳ
信号をＳＯＳ１信号であるものと判断する、図示しない
ＳＯＳ信号特定手段を有している。

【０１０２】以上詳細に説明したように、本第２実施形
態に係る光走査装置では、ＳＯＳ信号として、ＳＯＳ検
知用光センサの受光エネルギー量が検知しきい値に相当
するエネルギーレベル以上の期間と該エネルギーレベル
未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成すると
共に、任意の１つのＳＯＳ検知グループに属する全ての
ＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの
受光面上での各レーザビームの合成エネルギー分布が、
走査方向に沿った個々のレーザビームのビーム中心の間
に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギ
ーレベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、
任意の２つのＳＯＳ検知グループに属する全てのＶＣＳ
ＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの受光面
上での各レーザビームの合成エネルギー分布が、一方の
ＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群の走査方向
に沿った中心と、他方のＳＯＳ検知グループに属するレ
ーザビーム群の走査方向に沿った中心と、の間に相当す
る箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル
未満となる部分が生じる分布となるように、ＶＣＳＥＬ
アレイ１６のＶＣＳＥＬが複数のＳＯＳ検知グループに
グループ分けされており、かつＳＯＳ信号の生成に用い
るＶＣＳＥＬとして個々のＳＯＳ検知グループ毎に予め
選択された複数のＶＣＳＥＬを、該複数のＶＣＳＥＬか
ら射出された光ビームがＳＯＳ検知用光センサの受光面
を横切る期間に各々点灯させているので、各ＳＯＳ検知
グループ毎に安定したＳＯＳ信号を得ることができる。

【０１０３】なお、上記第１、第２実施形態では、ＳＯ
Ｓ検知用光センサ５０を１つのみのフォトダイオードで
構成した光走査装置に本発明を適用した場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば特開平５−３２３２２０号公報記載の技術のよう
に、ＳＯＳ検知用光センサ５０を複数のフォトダイオー
ドで構成した光走査装置に本発明を適用する形態とする
こともできる。

【０１０４】図９及び図１０には、特開平５−３２３２
２０号公報に記載の技術における、２つのフォトダイオ
ードを有する光検知器の構成と該光検知器の要部信号の
タイミングチャートが示されている。

【０１０５】この技術では、図９（Ａ）に示すように、
フォトダイオードＰＤ₁とフォトダイオードＰＤ₂の長方
形の受光面が光ビームの走査方向に沿って配置される。
そして、図９（Ｂ）に示すように、２つのフォトダイオ
ードＰＤ₁及びＰＤ₂の両方に光ビームが入射されないと
き、ＳＯＳ信号Ｖ_Oの出力の状態が定まらないことがあ
るためにバイアス電圧Ｅを付加している。

【０１０６】実際には、フォトダイオードＰＤ₁及びＰ
Ｄ₂の出力光電流を各々アンプＡ₁及びＡ₂で増幅してＩ
（電流）／Ｖ（電圧）変換する。そして、一方の出力電
圧Ｖ₂に一定のバイアス電圧Ｅを与え、出力電圧Ｖ₁と電
圧Ｖ₂−Ｅとを比較器で比較した結果を、ＳＯＳ信号Ｖ_O
として出力する。

【０１０７】なお、この光検知器は、図１０（Ａ）及び
図１０（Ｂ）に示すように、バイアス電圧Ｅが大きいほ
どノイズによる誤動作を回避することができる反面、Ｓ
ＯＳ信号のタイミングが検知光量の大小に応じて大きく
変動してしまう、という特性を有するものである。

【０１０８】この構成では、フォトダイオードＰＤ₂の
出力電圧がバイアス電圧Ｅよりも小さい場合は、ＳＯＳ
信号Ｖ_Oが出力されない。

【０１０９】すなわち、この構成においては、バイアス
電圧Ｅが比較器のしきい値電圧となる。また、フォトダ
イオードＰＤ₂に対応する出力電圧Ｖ₂の光の検知時と非
検知時との出力差が、バイアス電圧Ｅと等しくなるとき
のフォトダイオードＰＤ₂を露光する光ビームの出力
が、図２及び図５に示される検知しきい値エネルギーレ
ベルとなる。

【０１１０】〔第３実施形態〕本第３実施形態では、請
求項４〜請求項６に係る発明の形態例について説明す
る。まず、図１１を参照して、本第３実施形態に係る光
走査装置１０’の構成について説明する。なお、図１１
における図１と同様の部分については図１と同一の符号
を付して、その説明を省略する。

【０１１１】同図に示すように、本第３実施形態に係る
光走査装置１０’は、上記第１、第２実施形態に係る光
走査装置１０のＳＯＳ検知用光センサ５０に代えて、Ｓ
ＯＳ信号生成のためのレーザ光検知と、ＡＰＣのための
レーザ光の光量検知の双方を行う役割を有するＳＯＳ光
量検知用光センサ５０’を適用している点と、ＳＯＳ光
量検知用光センサ５０’によって検知された光量に応じ
てＶＣＳＥＬアレイ１６による発光光量が所定光量で一
定となるようにＡＰＣを行う光量制御部５４が備えられ
ている点と、後述する光量検知グループに属するＶＣＳ
ＥＬを所定期間に渡って強制的に点灯させるようにＶＣ
ＳＥＬ駆動回路７０を制御する光量検知グループ点灯制
御回路５６が備えられている点のみが、上記第１、第２
実施形態に係る光走査装置１０と異なっている。

【０１１２】本第３実施形態に係る光走査装置１０’で
は、感光体４６上に形成されるビームスポットの光走査
方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬ
群（以下、「光量検知グループ」という）を光量検知グ
ループ点灯制御回路５６によって点灯させた状態で、Ｓ
ＯＳ光量検知用光センサ５０’を走査し、該走査に応じ
たＳＯＳ光量検知用光センサ５０’からの出力に応じて
光量制御部５４によりＡＰＣを行う。なお、本実施形態
における上記「光走査方向位置が略等しいレーザビーム
を射出する光量検知グループ」の定義は次の通りであ
る。

【０１１３】当該光量検知グループを構成するＶＣＳＥ
Ｌ１６Ａのなかの任意の１つを点灯した場合に、ＳＯＳ
光量検知用光センサ５０’からの出力信号のタイミング
チャートにおける少なくとも１点でピーク値があり、当
該光量検知グループを構成するＶＣＳＥＬ１６Ａのなか
の任意の２つを点灯した場合に、当該２つのＶＣＳＥＬ
に対応する上記タイミングチャートにおける各々のピー
ク値が少なくとも１点で交わる。

【０１１４】これによって、光量検知グループに属する
ＶＣＳＥＬ群を、個々のＶＣＳＥＬを単独で点灯させた
ときにＳＯＳ光量検知用光センサ５０’の受光量に応じ
て該ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’から出力される信
号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、上
記ＶＣＳＥＬ群を各々点灯させたときに互いに重なるよ
うに選択することができる。

【０１１５】すなわち、ＶＣＳＥＬアレイ１６における
複数のＶＣＳＥＬを点灯させて合計光量を検知する場
合、一例として図１２（Ａ）に示すように、上記複数の
ＶＣＳＥＬから射出されるレーザビームを走査方向に対
して比較的近接したビームＡ及びビームＢとした場合に
は、何れか１ビームのみ点灯させてＳＯＳ光量検知用光
センサ５０’を走査させたときのセンサ出力のタイミン
グチャートにおいてピーク値を有すると共に、ビームＡ
及びビームＢの双方のピーク値が発生する時間の一部
（図１２（Ａ）における‘ピークの重複部’に相当）が
重複している。

【０１１６】このため、ビームＡ及びビームＢの２ビー
ムを同時に点灯させてＳＯＳ光量検知用光センサ５０’
を走査させたときのセンサ出力のタイミングチャートに
おけるピーク値が発生する時間は、前述の１ビームのみ
点灯させたときのピークの重複部に対応する時間であ
り、このとき、出力が光量に比例する光センサをＳＯＳ
光量検知用光センサ５０’として使用していれば、複数
ビームの同時点灯時のピーク値は、複数ビームのなかの
各ビーム毎のピーク値の合計を示すものとなる。

【０１１７】従って、この場合の複数ビーム同時点灯時
のピーク値によって、複数ビームの合計光量を正確に検
知することが可能となり、この合計光量に基づいて、一
例として前述の特開平８−２６４８７３号公報に記載の
技術と同様にＡＰＣを行うことによって、高精度にＡＰ
Ｃを行うことができる。

【０１１８】これに対して、一例として図１２（Ｂ）に
示すように、走査方向に対して比較的離れているビーム
ＢとビームＣを同時点灯させて光量検知を行おうとして
も、どちらか１ビームのみ点灯させてＳＯＳ光量検知用
光センサ５０’を走査させたときのセンサ出力のタイミ
ングチャートにおけるピーク値が発生する時間が重複し
ないため、２ビーム同時点灯したときの合計光量を検知
することはできない。従って、前述の条件を満たす複数
のＶＣＳＥＬを選択する必要がある。

【０１１９】本第３実施形態に係る光走査装置１０’で
は、光量検知グループ点灯制御回路５６により、反射ミ
ラー４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡って、
ＶＣＳＥＬ駆動回路７０に対して上記光量検知グループ
に属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させることができる信
号を出力する。これによって、ＳＯＳ光量検知用光セン
サ５０’には、光量検知グループに属する全てのＶＣＳ
ＥＬから射出された複数のレーザビームが入射され、該
複数のレーザビームの合計光量レベルに応じた出力信号
が当該ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’から出力され
る。そして、光量制御部５４では、ＳＯＳ光量検知用光
センサ５０’からの出力信号に応じて、ＶＣＳＥＬアレ
イ１６の射出光量が所定光量となるようにＡＰＣを行
う。

【０１２０】ここで、光量制御部５４では、ピークホー
ルド回路によってセンサ出力のピーク値を保持すること
により、走査単位で光量制御を行うことが可能になる。

【０１２１】また、複数ビーム同時点灯時の上記タイミ
ングチャートのピーク値の持続時間がある程度長けれ
ば、複数ビームの合計光量を、前述の特開平９−２３０
２５９号公報に記載の技術のように高速フィードバック
制御することも可能である。

【０１２２】ところで、本第３実施形態に係る光走査装
置１０’では、光量検知グループが複数あり、かつ上記
第１、第２実施形態と同様にＳＯＳ検知グループによっ
てＳＯＳ信号の生成を行う際に、当該ＳＯＳ検知グルー
プを上記複数の光量検知グループのうちの少なくとも１
グループであるものとしている。これによって、ＳＯＳ
検知グループの合計光量が安定するため、ＳＯＳ信号も
安定したタイミングで出力することができる。

【０１２３】なお、前述の特開平８−２６４８７３号公
報記載の技術のように、ＶＣＳＥＬアレイ１６の各ＶＣ
ＳＥＬの発光特性に応じて予め各ＶＣＳＥＬの発光強度
をバランスさせる光強度バランス調整手段を備えること
によって、各ビームの光量の補正精度を向上させること
が可能である。

【０１２４】ところで、本第３実施形態のように、ＳＯ
Ｓ検知グループが光量検知グループと兼用され、かつＳ
ＯＳ信号の生成とＡＰＣとを単一の光センサからの出力
に基づいて行うと共に、複数のＶＣＳＥＬ群によるグル
ープの合計光量をフィードバック制御する場合において
は、全ビームを点灯させて光センサを走査すると、ある
グループの同期検知又は光量検知を行っている際に、他
のグループに属するＶＣＳＥＬのレーザビームが光セン
サに照射されてしまい、ＳＯＳ信号又はＡＰＣの精度が
低下することがある。

【０１２５】このような場合には、一例として図１３に
示すように、複数のＶＣＳＥＬで構成される複数のＳＯ
Ｓ検知グループから、光センサに同時に２グループ以上
のビームが照射されないような「複数グループによるグ
ループ（同時検知グループ）」を設定しておき、同時検
知グループを順次切り替えつつ、各同時検知グループ毎
にＳＯＳ信号の生成とＡＰＣを行うことを全ての同時検
知グループに対して行うようにすればよい。

【０１２６】この際、検知を行わないグループにおいて
は、前回設定した光量で点灯させ、ＳＯＳ信号は、他の
グループのＳＯＳ信号を基に、設計上のオフセット量を
補正するようなタイミングで変化するダミーＳＯＳ信号
で代用することによって、精度よくビーム光量及びビー
ムスポット位置を制御することが可能となる。

【０１２７】ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’が請求項
３〜請求項６記載の発明の光センサに、光量制御部５４
が請求項３〜請求項６記載の発明の光量制御手段に、光
量検知グループ点灯制御回路５６が請求項３〜請求項６
記載の発明の制御手段に、各々相当する。

【０１２８】以上詳細に説明したように、本第３実施形
態に係る光走査装置では、２次元に配置された複数のＶ
ＣＳＥＬを有するＶＣＳＥＬアレイから射出されたレー
ザビームの光量をＳＯＳ光量検知用光センサによって検
出し、検出された光量が所定値となるように、ＶＣＳＥ
Ｌアレイから射出されるレーザビームの光量を制御する
際に、光量検出に用いるＶＣＳＥＬとして予め選択され
た、射出し被走査面上を走査するように偏向されたレー
ザビームによって被走査面上に形成されるビームスポッ
トの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数のＶＣ
ＳＥＬを各々点灯させているので、ＳＯＳ光量検知用光
センサからの出力信号レベルを大きくすることができ、
この結果として高精度に光量制御を行うことができる。

【０１２９】また、本第３実施形態に係る光走査装置で
は、ＳＯＳ光量検知用光センサをポリゴンミラーの下流
側に配置しているので、ＳＯＳ光量検知用光センサをポ
リゴンミラーの上流側に配置する場合等のように、ＶＣ
ＳＥＬアレイから射出されたレーザビームを分岐するた
めのハーフミラー等の部材をレーザビームの経路上に配
置する必要がなく、低コスト化及び小型化が可能であ
る。

【０１３０】また、本第３実施形態に係る光走査装置で
は、個々のＶＣＳＥＬを単独で点灯させたときにＳＯＳ
光量検知用光センサの受光量に応じて該ＳＯＳ光量検知
用光センサから出力される信号のレベルが略最大となる
期間の少なくとも一部が、当該複数のＶＣＳＥＬを各々
点灯させたときに互いに重なるように選択しているの
で、ＳＯＳ光量検知用光センサによって検出される光量
を上記複数のＶＣＳＥＬの各々から射出されたレーザビ
ームの光量の総和に略等しくすることができ、高精度に
光量制御を行うことができる。

【０１３１】更に、本第３実施形態に係る光走査装置で
は、光量検知用の光センサとＳＯＳ検知用の光センサと
をＳＯＳ光量検知用光センサで兼用しているので、装置
の構成を簡略化でき、低コスト化及び小型化ができる。

【０１３２】なお、上記各実施形態では、感光体上の走
査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥ
Ｌの全てによってＳＯＳ検知グループないし光量検知グ
ループを構成した場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、各々に対応する「感光体
上の光走査方向位置が略等しい」という条件を満たして
いれば、例として図１４に示すように、感光体上の光走
査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥ
Ｌの一部のみでＳＯＳ検知グループないし光量検知グル
ープを構成しても構わない。この場合も、上記各実施形
態と同様の効果を奏することができる。

【０１３３】

【発明の効果】請求項１乃至請求項３に記載の光走査装
置によれば、同期信号の生成に用いる発光素子として予
め選択された、射出した光ビームによって被走査面上に
形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに
略等しい複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出
された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々
点灯させているので、光センサの受光エネルギー量を大
きくすることができ、この結果として安定した同期信号
を得ることができる、という効果が得られる。

【０１３４】また、請求項４乃至請求項６に記載の光走
査装置によれば、２次元に配置された複数の発光素子を
有する光源から射出された光ビームの光量を光センサに
よって検出し、検出された光量が所定値となるように、
光源から射出される光ビームの光量を制御する際に、光
量検出に用いる発光素子として予め選択された、射出し
被走査面上を走査するように偏向された光ビームによっ
て被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿っ
た位置が互いに略等しい複数の発光素子を各々点灯させ
ているので、光センサからの出力信号レベルを大きくす
ることができ、この結果として高精度に光量制御を行う
ことができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１、第２実施形態に係る光走査装置の全体
構成を示す概略斜視図である。

【図２】第１実施形態に係る光走査装置の動作の説明
に供する概略図であり、（Ａ）はＳＯＳ検知グループに
属する各ビームの走査方向位置が完全に揃っている場合
のビームスポットの状態例及び合計露光エネルギープロ
ファイルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示
す図であり、（Ｂ）はＳＯＳ検知グループに属する各ビ
ームの走査方向位置が完全には揃っていない場合のビー
ムスポットの状態例及び合計露光エネルギープロファイ
ルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示す図で
ある。

【図３】第１実施形態に係る露光制御部の構成を示す
ブロック図である。

【図４】図３に示す露光制御部の要部信号の状態を示
すタイミングチャートである。

【図５】第２実施形態に係る光走査装置の動作の説明
に供する概略図であり、ＳＯＳ検知グループの状態例及
び合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネ
ルギーレベルの状態例を示す図である。

【図６】第２実施形態に係る光走査装置において、１
走査中で各グループ毎に独立したＳＯＳ信号を検知する
ことができない場合のＳＯＳ検知グループの状態例及び
合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネル
ギーレベルの状態例を示す図である。

【図７】第２実施形態に係る露光制御部の構成を示す
ブロック図である。

【図８】図７に示す露光制御部の要部信号の状態を示
すタイミングチャートである。

【図９】２つのフォトダイオードを有する場合の光検
知器の構成例を示す図であり、（Ａ）はフォトダイオー
ドの配置を示す配置図で、（Ｂ）は光検知器の回路構成
を示す回路図である。

【図１０】図９に示される光検知器の要部信号のタイ
ミングチャートであり、（Ａ）はバイアス電圧が大きい
場合のタイミングチャートで、（Ｂ）はバイアス電圧が
小さい場合のタイミングチャートである。

【図１１】第３実施形態に係る光走査装置の全体構成
を示す概略斜視図（一部ブロック図）である。

【図１２】第３実施形態に係る光走査装置の動作の説
明に供する概略図であり、（Ａ）は光量検知グループを
走査方向に対して比較的近接したビームＡ及びビームＢ
を射出するＶＣＳＥＬとした場合の光センサ出力のタイ
ミングチャートで、（Ｂ）は光量検知グループを走査方
向に対して比較的離れたビームＢ及びビームＣを射出す
るＶＣＳＥＬとした場合の光センサ出力のタイミングチ
ャートである。

【図１３】第３実施形態に係る光走査装置において、
あるグループのＳＯＳ検知又は光量検知を行っている際
に、他のグループに属するＶＣＳＥＬのレーザビームが
光センサに照射される場合の対策の説明に供する概略図
である。

【図１４】ＳＯＳ検知グループ又は光量検知グループ
の他の形態例を示す概略図である。

【図１５】端面発光型半導体レーザの構成を示す概略
斜視図である。

【図１６】ＶＣＳＥＬの構成を示す概略側面図であ
る。

【図１７】光検出器の回路構成例を示す回路図であ
る。

【図１８】図１７に示す光検出器の要部信号の状態を
示すタイミングチャートである。

【図１９】従来技術の問題点の説明に供する概略図で
ある。

【符号の説明】

１０、１０’ 光走査装置１６ＶＣＳＥＬアレイ（光源）１６ＡＶＣＳＥＬ（発光素子）５０ＳＯＳ検知用光センサ（光センサ）５０’ ＳＯＳ光量検知用光センサ（光センサ）５２ＳＯＳ信号検知用光検知器（生成手段）５４光量制御部（光量制御手段）５６光量検知グループ点灯制御回路（制御手段）６０、６０’ ビデオ信号出力回路６９、６９’ ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路（制
御手段）７０ＶＣＳＥＬ駆動回路９０、９０’ 露光制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元に配置された複数の発光素子を有
する光源と、前記光源から射出され被走査面上を走査するように偏向
手段によって偏向された光ビームを、前記光ビームの走
査範囲内の特定の位置で検知可能とされた光センサと、前記光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが
変化する同期信号を生成する生成手段と、前記同期信号の生成に用いる発光素子として予め選択さ
れた、射出した光ビームによって前記被走査面上に形成
される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等
しい複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出され
た光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々
点灯させる制御手段と、を含む光走査装置。
【請求項２】前記生成手段は、前記同期信号として、
前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期
間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する
信号を生成し、前記複数の発光素子は、該複数の発光素子を全て点灯さ
せたときの前記光センサの受光面上での複数本の光ビー
ムの合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々
の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定
レベル未満となる部分を生じない分布となるように選択
されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。
【請求項３】前記生成手段は、前記同期信号として、
前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期
間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する
信号を生成し、任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点
灯させたときの前記光センサの受光面上での各光ビーム
の合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々の
光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定レ
ベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意
の２つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯さ
せたときの前記光センサの受光面上での各光ビームの合
成エネルギー分布が、一方の発光素子群に属する光ビー
ム群の前記走査方向に沿った中心と、他方の発光素子群
に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った中心と、の
間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分が生
じる分布となるように、前記光源の発光素子が複数の発
光素子群にグループ分けされており、前記制御手段は、前記同期信号の生成に用いる発光素子
として個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光
素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前
記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させること
を特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】２次元に配置された複数の発光素子を有
する光源と、前記光源から射出された光ビームの光量を検出する光セ
ンサと、前記光センサによって検出された光量が所定値となるよ
うに、前記光源から射出される光ビームの光量を制御す
る光量制御手段と、前記光量制御手段によって光量制御が行われる際に、光
量検出に用いる発光素子として予め選択された、射出し
被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向され
た光ビームによって被走査面上に形成される光スポット
の走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数の発光素
子を各々点灯させる制御手段と、を含む光走査装置。
【請求項５】前記光センサは、前記光源から射出され
前記被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向
された光ビームの光量を、前記光ビームの走査範囲内の
特定の位置で検出するように配置されており、前記制御手段は、前記複数の発光素子を、該複数の発光
素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を
横切る期間に各々点灯させることを特徴とする請求項４
記載の光走査装置。
【請求項６】前記複数の発光素子は、個々の発光素子
を単独で点灯させたときに前記光センサの受光量に応じ
て該光センサから出力される信号のレベルが略最大とな
る期間の少なくとも一部が、前記複数の発光素子を各々
点灯させたときに互いに重なるように選択されているこ
とを特徴とする請求項５記載の光走査装置。