JP2008181103A - 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源から出射される光束を効率的に利用して高精度な光量制御を行うことができる光走査装置及びそれを有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光走査装置は、面発光型のレーザダイオードと、レーザダイオードから出射された光束を略平行光束へと変換するコリメータレンズと、コリメータレンズによって変換された略平行光束を所望の形状に整形する絞り部材と、光束を走査するポリゴンミラーと、該絞り部材とポリゴンミラーとの間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体と、電気光学結晶構造体により偏向された光束の光量を検知する光量検知センサと、光量検知センサから得られる検知光量と基準電圧に対応する光量との比較を繰り返しながら、レーザダイオードから出射される光束の光量を制御する光量制御部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に設けられる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置が備える光走査装置は、入力された画像データに応じて半導体レーザを駆動し、その画像データに応じた静電潜像を感光体上に形成している。より一層の高速化および高解像度化を図るためには、次の方法がある。１つは、半導体レーザから出射されたレーザビームを感光体上に走査するポリゴンミラーをより高速で回転させることである。もう１つは、レーザビームを出射する半導体レーザの発光点をさらに増加させて、感光体上を同時に走査するレーザビームの数を増加させる必要がある。

しかし、ポリゴンミラーをより高速で回転させるには、発熱や騒音、およびミラーそのものの強度を考慮した場合、限界がある。

そこで、従来用いられてきた端面発光型レーザダイオードから、近年、より多くのレーザビームを出射可能な光源として面発光レーザアレイを用いる構成が製品化されてきている。この面発光レーザアレイは、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）として知られている。

ところで、半導体レーザの光出力特性は周囲の温度の変化に敏感なため、一定電流で駆動していても周囲の温度変化又は自己発熱等により、光出力は大きく変動してしまう。この光出力の温度依存性に対応するために、端面発光型レーザダイオードの場合は、次のような制御を行なう。すなわち、半導体レーザのパッケージ内には一般にモニタダイオードと呼ばれるフォトダイオードが組み込まれており、これにより、半導体レーザのバック光の光出力をモニタして駆動電流を制御し、光出力を一定に保つことができるようにしている。このようなフィードバック機構を持つ半導体レーザのレーザ光量制御を行う駆動回路をＡＰＣ（Auto Power Control）回路（自動光出力制御回路）と呼んでいる。

一方、ＶＣＳＥＬはその構造上、一方向にしか発光しないため、端面発光型レーザダイオードのようにバック光の光出力をモニタしてＡＰＣを行うことができない。

そこで、特許文献１では、図１２に示すように、光源１５１とポリゴンミラー１５２とを結ぶ光路の間に配置されたハーフミラー１５３を用いて、光源１５１から感光体１５４に向かうレーザビームの一部を分離する。そして、分離したレーザビームをフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という）１５５に導いて、光量を検知する構成が提案されている。

また、特許文献２では、感光体の長手方向である主走査方向におけるレーザビームの書き出し基準となる同期信号を検知するＢＤセンサを用いて、光量制御を行う構成が提案されている。
特開２００３−２１５４８５号公報 特開平９−２３０２５９号公報

しかしながら、上記説明したような画像形成装置の構成では、バック光ではなく、光源から感光体に向かうレーザビームの光量を計測してレーザ光量制御を行う場合に、以下の問題があった。

すなわち、ＶＣＳＥＬから出射されたレーザビームをハーフミラーで分離して光量検知を行う構成では、感光体を走査する光量が分離によって半減してしまう。このためＶＣＳＥＬは構造的にレーザ共振器長が短く最大出力も小さいという弱点があるため、感光体を走査するための十分な光量が得られない可能性がある。

また、この構成の場合、ＡＰＣを行うための発光をしている間に分離した残りのレーザビームが感光体を走査しないように、レーザビームが感光体を走査しない非走査領域内でＡＰＣを行わなければならないという制約もある。これは、ＡＰＣ用発光によって感光体に潜像が形成されてしまうと、現像時に画像が形成される位置以外の意図しない位置にトナーが載ってしまい。従って、出力紙の端部汚れや感光体のクリーニング不良等が発生する恐れがあるためである。

また、ＢＤセンサを用いる構成の場合、ポリゴンミラーによって反射される走査光を用いて光量検知を行うため、ＢＤセンサにレーザビームが入射する時間が極めて短く、高精度に光量検知を行うための十分な光量が得られない可能性があるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、光源から出射される光束を効率的に利用して高精度な光量制御を行うことができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。

かかる課題を解決するために、本発明の光走査装置は、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を偏向して、偏向した光束で像担持体を走査する光走査手段と、前記光源と前記光走査手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体と、前記電気光学結晶構造体により偏向された光束の光量を検知する、少なくとも１つの光量検知手段と、前記光量検知手段の検知結果に基づいて、前記光源から出射される光束の光量を制御する光量制御手段とを備えることを特徴とする。

ここで、前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、前記光量検知手段は、前記電気光学結晶に電圧が印加された場合に光束の光量を検知する。また、前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧制御手段を更に備える。また、前記電圧制御手段は、前記電気光学結晶に取り付けられた一対の電極部を有し、前記一対の電極部は、前記電気光学結晶の内部に、前記電気光学結晶を通過する光束の進路方向に対して垂直方向の電界を形成する。また、前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブおよび酸素から成る。また、前記光源は、面発光型レーザダイオードである。また、前記光源から出射された光束を略平行光束へと変換する第１のレンズ部材と、前記第１のレンズ部材により変換された略平行光束を所定の形状に整形する絞り部材と、前記絞り部材により整形された光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を前記電気光学結晶に入射させる第２のレンズ部材とを備える。

また、本発明の画像形成装置は、上記光走査装置を備えた画像形成装置であって、前記光源の発光および消灯と、前記電圧制御手段による前記電気光学結晶に印加される電圧とを制御するための画像処理手段を備え、前記画像処理手段は、主走査方向の光束の走査に従って、前記光源の発光を開始後、ＢＤ信号検知により前記光源を消灯して、前記電圧制御部により前記電気光学結晶に所定電圧を印加させ、前記光源を発光させて、前記光量制御手段による光量制御を開始させ、前記光量制御が終了すると前記光源を消灯して、前記電圧制御部による前記電気光学結晶への所定電圧の印加を停止し、前記光源を発光させて、前記光走査手段により光束で像担持体を走査させることを特徴とする。

また、本発明の光走査装置は、複数の発光点を有して複数の光束を出射する光源と、前記光源から出射された複数の光束を走査する光走査手段と、前記光源と前記光走査手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された複数の光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体と、前記電気光学結晶構造体により異なる方向に偏向された複数の光束の光量を検知する複数の光量検知手段と、前記複数の光量検知手段の検知結果に基づいて、前記光源から出射される複数の光束の光量を制御する光量制御手段とを備え、前記電気光学結晶構造体は、前記光源の各発光点に応じて異なる電圧印加により、前記複数の発光点から出射される複数の光束を夫々異なる光量検知手段に入射させ、前記光量制御手段は、第１の光量検知手段の検知結果に基づいて第１の光束の光量を制御し、第２の光量検知手段の検知結果に基づいて第２の光束の光量を制御することを特徴とする。ここで、前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、前記電気光学結晶に印加される異なる電圧を制御する電圧制御手段を更に備える。

また、本発明の画像形成装置は、光走査装置を備えた画像形成装置であって、前記光源の発光および消灯と、前記電圧制御手段による前記電気光学結晶に印加される電圧とを制御するための画像処理手段を備え、前記画像処理手段は、主走査方向の光束の走査に従って、前記光源の第１の発光点からの発光を開始後、ＢＤ信号検知により前記光源の第１の発光点を消灯して、前記電圧制御手段により前記電気光学結晶に第１の電圧を印加させ、前記光源の第１の発光点から発光させて、前記光量制御手段による第１の発光点からの光束の光量制御を開始させ、前記光量制御が終了すると前記光源の第１の発光点を消灯して、前記電圧制御部により前記電気光学結晶に第２の電圧を印加させ、前記光源の第２の発光点から発光させて、前記光量制御手段による第２の発光点からの光束の光量制御を開始させ、前記光量制御が終了すると前記光源の第２の発光点を消灯して、前記電圧制御部による前記電気光学結晶への電圧の印加を停止し、前記光源の複数の発光点を発光させて、前記光走査手段により複数の光束で像担持体を走査させることを特徴とする。

本発明により、光源から出射される光束を効率的に利用して高精度な光量制御を行うことができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供でる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。

＜本実施形態の光走査装置の第１構成例＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置であるレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。

図１において、レーザ走査装置１００は、面発光型のレーザダイオード（光源の相当）１と、レーザダイオード１から出射された光束（レーザ光）を略平行光束へと変換するコリメータレンズ２（第１のレンズ部材に相当）とを備える。また、コリメータレンズ２によって変換された略平行光束を所望の形状に整形する絞り部材３を備える。また、絞り部材３によって整形された光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を後述の電気光学結晶２１に入射させるシリンドリカルレンズ４（第２のレンズ部材に相当）を備える。また、光束を走査するポリゴンミラー５（光走査手段に相当）と、該絞り部材３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束を電圧印加により主走査方向に偏向する電気光学結晶構造体１２とを備える。また、電気光学結晶構造体１２により主走査方向に偏向された光束の光量を検知する光量検知センサ１３（光量検知手段に相当）と、ポリゴンミラー５によって走査された光束を像担持体である感光ドラム８上に結像するｆθレンズ６，７とを備える。

光量検知センサ１３は、ポリゴンミラー５より上流に設けられている。これにより、ポリゴンミラー５で走査される光束ではなく静止光束を用いて光束のＡＰＣを行うことができる。

感光ドラム８上への画像形成期間には、次のように光束が導かれる。レーザダイオード１から出射された光束は、コリメータレンズ２を通過して略平行光束へと変換される。その後、変換された略平行光束を所望の形状に整形する絞り部材３および光束の副走査方向にのみ変化を与えるシリンドリカルレンズ４を通過して、ポリゴンミラー５上に入射されて偏向走査される。そして、ポリゴンミラー５によって偏向走査された光束は、ｆθレンズ６，７を通って感光ドラム８上にスポット状に結像して潜像を形成する。

ＢＤセンサ１１は、感光体ドラム８の主走査方向の書き込み基準となる水平同期（BD）信号を検出する。画像形成領域に先立つ書き出し側の光束が、ＢＤレンズ９を通過して集光されながらＢＤミラー１０によって折り返されて、ＢＤセンサ１１に入射する。

（電気光学結晶構造体１２の構成例）
図２は、図１における電気光学結晶構造体１２の構成を概略的に示す斜視図である。

図２に示すように、電気光学結晶構造体１２は、光束の入射面２１ａおよび出射面２１ｂを有する直方体形状の電気光学結晶（以下、「ＥＯ結晶」という）２１を備える。また、主走査方向に対して直角をなす両端面に取り付けられた一対の電極２２ａ，２２ｂ（電極部に相当）と、一対の電極２２ａ，２２ｂ間に電圧を印加する不図示の電源とを備える。

電極２２ａ，２２ｂは比較的細い電極幅ｄ、長さＬにて直線短冊形状に形成されたものである。電極２２ａ，２２ｂの材料は例えばＡｕが使用されるが、他の導電性材料であってもよい。製法は真空蒸着法による。一対の電極２２ａ，２２ｂは、ＥＯ結晶２１の内部に、ＥＯ結晶２１内を通過する光束の進路方向に対して垂直方向（図２の主走査方向）の電界を形成する。

電極２２ａ，２２ｂに電圧を印加しない状態では、ＥＯ結晶２１はレンズ作用を持たず、入射面２１ａに入射された入射ビームは、そのまま出射面２１ｂからポリゴンミラー５へ向けて出射される（実線で示す出射光束）。

一対の電極２２ａ，２２ｂに最大５〜１０ｋＶの電圧を印加して、電気光学結晶２１内に電界を発生させることにより電界分布が生じ、ｍｓ〜ｎｓ単位の時間内に光束を主走査方向に十数度、例えば１２度偏向する（破線で示す出射光束）。電気光学結晶構造体１２は、この高速かつ広角な電気光学効果により、非画像形成期間に光束を光量検知センサ１３に導く。

ここで、電気光学結晶とは、電圧を印加することにより屈折率が変化する特性を有する結晶である。ＥＯ結晶２１は、カリウム，タンタル，ニオブおよび酸素から成る電気光学結晶で形成されている。例えば、ＫＴＮ（ＫＴａＮｂＯ₃ ：タンタル酸ニオブ酸カリウム、KTa_1-xNb_xO₃）結晶等である。ＫＴＮ結晶は、通常の光学ガラス同様に扱うことが可能であり、良好な加工性を有して切削や研磨加工での表面精度の確保が容易である。また、ＫＴＮ結晶の光線の透過率については、レーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示し、複屈折も小さい。さらに、ＫＴＮ結晶の吸水率は、通常のガラス以下であって、樹脂などに対して極端に小さい。

また、ＫＴＮ結晶は、内部に電界を作用させることで内部の屈折率が変化することが知られている。ＫＴＮ結晶の両端に電極を設置（一方に電圧＝V、他方に電圧＝0）して内部に電界を発生させた場合には、内部に電界が傾斜して分布することにより屈折率もその影響で傾斜して分布することになり、光が方向を変えながら進むことが判っている。ＫＴＮ結晶は、高速かつ広角走査が可能という特徴がある。

ＥＯ結晶２１は、その両端部に印加する電圧の増大に応じて、ＥＯ結晶２１内を通過する光束の進路がその電界方向に大きく偏向される。

本発明では、この現象を利用してレーザビームを透過させる際に進路を変化させるものである。

なお、本実施形態では、光束を光量検知センサ１３に導くための走査角（光束の直進方向からの偏向角度）を１２度としているが、これに限定されない。なお、入射光束を確実に分離するためには、光量センサよりも小さな折り返しミラーを使ったとしても、ＥＯ結晶には少なくとも３度以上の走査角が必要である。

＜光走査装置を備える画像形成装置の構成例＞
図３は、図１のレーザ走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。

図３において、画像形成装置２００の制御部３１０には、画像処理部３１１およびポリゴンモータ制御部３１４が含まれる。また、レーザ走査装置１００には、レーザダイオード１、レーザダイオード１の光量を検知するための光量検知センサ１３、ＢＤセンサ１１、レーザ駆動部３１２が含まれる。また、光量制御部３１３、ＥＯ結晶電圧制御部３１５、ポリゴンミラー５を回転駆動させるポリゴンモータ３２４、および電気光学結晶構造体１２が含まれる。

画像処理部３１１（画像処理手段に相当）は、ＢＤセンサ１１から得られるＢＤ信号に基づいて、非画像形成領域で光量制御を行う指示を光量制御部３１３に出力する。光量制御部３１３（光量制御手段に相当）は、画像処理部３１１からの指示を受けてレーザダイオード１を発光させる。そして、光量検知センサ１３から得られる検知光量と基準電圧に対応する光量との比較を繰り返しながら、レーザダイオード１から出射される光束の光量を所望の光量になるように制御する（ＡＰＣ）。そして、検知光量が規定の値になると、画像処理部３１１は外部から入力された画像データに基づいて、光束のＯＮ／ＯＦＦを制御するビデオ信号をレーザ駆動部３１２に出力する。

なお、本発明は、ＡＰＣの制御の詳細に関連するものではなく、光量検知センサによる光量検知のための構成と制御に係るものであり、ＡＰＣの制御内容は詳説しない。

画像処理部３１１は、レーザダイオード１のＡＰＣが行われる前に、ＢＤセンサ１１より得られたＢＤ信号に基づいてＥＯ結晶２１に電圧を印可する指示をＥＯ結晶電圧制御部３１５（電圧制御手段に相当）に送信する。これによりＥＯ結晶２１は、この高速かつ広角な電気光学効果により、光束を光量検知センサ１３に導く。さらに、画像処理部３１１は、ＡＰＣ終了のタイミングでＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する指示をＥＯ結晶電圧制御部３１５に送信する。これによりＥＯ結晶２１はレンズ作用を持たず、入射ビームはＥＯ結晶２１で偏向されずそのままポリゴンミラー５へ向けて出射される。

＜本実施形態の光走査装置の動作例＞
図４は、主走査方向の１ラインの走査における光束のＡＰＣを説明するフローチャートである。

図４において、ユーザが操作部からコピーボタンを押すか、又はＰＣ等の外部機器から送信されるプリント指示を受ける。すると、ポリゴンミラー５が一定速度で回転する状態になったら、主走査方向の発光タイミングを制御するための基準として、レーザダイオード１から光束を発光させて（ステップＳ４０１）、ＢＤセンサ１１によりＢＤ信号を検知する（ステップＳ４０２）。

次に、発光の開始後、ＢＤ信号検知すると光束を消灯し（ステップＳ４０３）、電気光学結晶構造体１２の一対の電極２２ａ，２２ｂ間に所定電圧を印加する。これにより、ＥＯ結晶２１に電圧が印加される（ステップＳ４０４）。

ＥＯ結晶２１への電圧印加を保持しつつ光束を発光させる（ステップＳ４０５）。ＥＯ結晶２１内に発生する電界を制御して光束を主走査方向に約１２度偏向させ、該光束を光量検知センサ１３に入射させる。そして、光量検知センサ１３により検知された光束の光量に基づいてＡＰＣを行う（ステップＳ４０６）。

ＡＰＣが終了すると、光束を消灯して（ステップＳ４０７）、ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する（ステップＳ４０８）。ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止すると、レーザダイオード１から発光される光束の進路は、光量検知センサ１３へ向かう方向からポリゴンミラー５へ向かう方向に戻る。

その後、ＡＰＣによって光量制御された光束にて、感光ドラム８上の走査および潜像形成を行う（ステップＳ４０９）。全画像データの走査が終了したか否かを判別し（ステップＳ４１０）、全画像データの走査が終了していない場合はステップＳ４０１に戻り、全画像データの走査が終了している場合は、本処理を終了する。

図５は、本実施形態の１ラインの走査における、ＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングと、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦタイミングと、ＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。

図５に示すように、レーザ光は、ＢＤセンサ１１に光束が入射する直前の位相から発光を開始し、ＢＤ信号検知と同時に消灯する。ＥＯ結晶電圧制御部３１５からＥＯ結晶２１への電圧印加が行われると、光量制御部３１３によりレーザダイオード１のＡＰＣを行う。ＡＰＣが終わって光量が決定されると、ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止し、ＡＰＣにより決定された光量を有する光束にて潜像形成を行う。

この動作を、感光体の主走査方向への１ライン走査毎（ポリゴンミラーの各面ごとの走査毎）に繰り返し行う。すなわち、主走査方向の１ラインの画像形成の開始前に必ず光量制御が実施される。

（第１の実施形態の効果）
本実施の形態によれば、電気光学結晶構造体１２がレーザダイオード１とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられると共に、レーザダイオード１から出射された光束を電圧印加により主走査方向に偏向する。そして、光量検知センサ１３が主走査方向に偏向された光束の光量を検知し、光量制御部３１３が光量検知センサ１３の検知結果に基づいて、レーザダイオード１から出射する光束の光量を制御する。従って、途中で光束を分岐させることなく光束の光量調整を行うことができ、もってレーザダイオード１から出射される光束を効率よく利用して高精度なＡＰＣを行うことができる。また、従来のようにハーフミラーなどによって、光源から出射された光束を分離するのではなく、全光束を用いてＡＰＣを行うことができる。そのため、ＶＣＳＥＬ等の最大出力が小さい光源を用いた場合であっても、光束を効率よく利用して高精度なＡＰＣを行うことができる。

電気光学結晶構造体１２としてＫＴＮ結晶を使用することで、ＫＴＮ結晶の光線の透過率がレーザの波長である赤外から可視光全域に至るまで１ｍあたり９５％以上の内部透過率を示し、複屈折も小さいので、高精度なＡＰＣを行うことができる。

また、光量検知センサ１３をポリゴンミラー５より上流に設けているので、ＶＣＳＥＬ等の最大出力が小さい光源を用いた場合であっても、光束を効率よく利用して高精度なＡＰＣを行うことができる。

さらに、ＡＰＣ用発光を行う際、全光束が光量検知センサ方向に偏向されて入射しているため、光束分離方式のようにＡＰＣ用発光が誤って感光ドラムを走査してしまう恐れがなく、非画像形成領域を最大限に利用してＡＰＣを行うことができる。

本実施形態では、電気光学結晶構造体１２は、絞り部材３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられるが、これに限るものではなく、レーザダイオード１と絞り部材３との間の光路中のいずれに設けられてもよい。

＜本実施形態の光走査装置の第２構成例＞
図６は、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置であるレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。尚、本第２実施形態は、その構成が上記第１の実施形態と類似であり、同じ構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。

レーザ走査装置２００は、発光点を２つ有するモノリシック型マルチビームレーザダイオード（以下、「ＭＭＬＤ」という）２０１を備える。また、ＭＭＬＤ２０１から出射された２つの光束（レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂ）を、電圧印加により互いに異なる方向に偏向する電気光学結晶構造体２０２を備える。また、前記偏向された各光束の光量を夫々検知する２つの光量検知センサ２０３ａ，２０３ｂを備える。

ここで、レーザ光Ａが第１の光束に相当し、レーザ光Ｂが第２の光束に相当する。また、図示しないが、レーザ光Ａを出射する発光点が第１の発光点に相当し、レーザ光Ｂを出射する発光点が第２の発光点に相当する。また、レーザ光Ａの光量を検知する光量検知センサ２０３ａが第１の光量検知手段に相当し、レーザ光Ｂの光量を検知する光量検知センサ２０３ｂが第２の光量検知手段に相当する。

すなわち、上記第１の実施形態では光量検知センサが１つ設けられているのに対して、本実施形態では、２つの発光点から出射されるマルチビーム（レーザ光ＡおよびＢ）に対応した光量検知センサ２０３ａおよび２０３ｂが設けられている。２つの発光点より出射した光束は、ＥＯ結晶２０２によって夫々光量検知センサ２０３ａおよび光量検知センサ２０３ｂに導かれる。光量制御部３１３は、光量検知センサ２０３ａの検知結果に基づいてレーザ光Ａの光量を制御し、さらに、光量検知センサ２０３ｂの検知結果に基づいてレーザ光Ｂの光量を制御する。

＜光走査装置の第２構成例の動作例＞
図７は、図６のレーザ走査装置で実行される１ライン走査における、光束のＡＰＣを説明するフローチャートである。

図７において、ユーザが操作部からコピーボタンを押すか、またはＰＣ等の外部機器から送信されるプリント指示を受ける。すると、主走査方向の発光タイミングを制御するための基準として、ＭＭＬＤ２０１からレーザ光Ａを発光させて（ステップＳ７０１）、ＢＤセンサ１１によりＢＤ信号を検知する（ステップＳ７０２）。次に、ＢＤ信号検知と同時にレーザ光Ａを消灯し（ステップＳ７０３）、電気光学結晶構造体１２の一対の電極２２ａ，２２ｂ間に所定電圧Ｖaを印加する。すなわち、ＥＯ結晶２１に電圧Ｖaが印加される（ステップＳ７０４）。この電圧Ｖaとは、入射光をＥＯ結晶２１の電気光学効果によって光量検知センサ２０３ａに導くための設定電圧で、本例では約５〜１０ｋＶである。

電圧Ｖaを保持しつつレーザ光Ａを発光させ（ステップＳ７０５）、ＥＯ結晶２１内に発生する電界を制御して光束を主走査方向に約１２度偏向し、該光束を光量検知センサ２０３ａに入射させる。そして、光量検知センサ２０３ａにより検知された光束の光量に基づいて、ＡＰＣを行う（ステップＳ７０６）。

レーザ光ＡのＡＰＣが終了すると、レーザ光Ａを消灯して（ステップＳ７０７）、ＥＯ結晶２１への印加電圧を電圧Ｖbに切り替える（ステップＳ７０８）。この電圧Ｖbとは入射光を光量検知センサ２０３ｂに導くための設定電圧で、本実施形態では電圧Ｖaの約半分である。ここで、電圧Ｖaが第１の電圧に相当し、電圧Ｖbが第２の電圧に相当する。

電圧Ｖbを保持しつつレーザ光Ｂを発光させ（ステップＳ７０９）、ＥＯ結晶２１内に発生する電界を制御して光束を主走査方向に約６度偏向し、該光束を光量検知センサ２０３ｂに入射させる。そして、光量検知センサ２０３ｂにより検知された光束の光量に基づいて、ＡＰＣを行う（ステップＳ７１０）。

レーザ光ＢのＡＰＣが終了すると、レーザ光Ｂを消灯して（ステップＳ７１１）、ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止する（ステップＳ７１２）。

ＥＯ結晶２１への電圧印加を停止すると、ＭＭＬＤ２０１から発光されるレーザ光Ａ及びＢの進路は、光量検知センサ２０３ｂへ向かう方向からポリゴンミラー５へ向かう方向に戻る。その後、ＡＰＣによって光量制御されたレーザ光Ａおよびレーザ光Ｂにて感光ドラム８上の走査および潜像形成を行う（ステップＳ７１３）。

全画像データの走査が終了したか否かを判別し（ステップＳ７１４）、全画像データの走査が終了していない場合はステップＳ７０１に戻り、全画像データの走査が終了している場合は、本処理を終了する。

（光量検知センサが１つの場合の動作例）
図８は、マルチビームに対して光量検知センサが１つしかない場合の、ＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングと、レーザ光Ａ及びＢのＯＮ／ＯＦＦタイミングと、ＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。例えば、図６で、光量検知センサ２０３ａあるいは２０３ｂの一方のみを設けた場合である。

図８に示すように、光量検知センサが１つしかない場合、レーザ光ＡのＡＰＣを行った後に、光量検知対象をレーザ光Ａからレーザ光Ｂに切り替える。そのために、一度レーザ光Ａを消灯して光量検知センサの電荷を下げてから（図８中に示す消灯区間）、改めてレーザ光Ｂを発光させる必要がある。

また、ＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングも、光量検知対象をレーザ光Ａからレーザ光Ｂに切り替えるために、ＥＯ結晶への電圧印加もＯＦＦ（図８中に示すＯＦＦ区間）する。すなわち、一度レーザ光Ａを消灯して光量検知センサの電荷を下げるのにあわせてＥＯ結晶への電圧印加もＯＦＦし、改めてＥＯ結晶への電圧印加をＯＮさせる必要がある。

消灯、ＯＦＦ区間の必要性は、一般的に、光量検知センサとして用いられるＰＤセンサでは、電荷が下がるときには図９に示すような立ち下がりカーブを描き、電荷がしきい値を下回るまでのディレイ時間δとして３〜５ｎｓかかる場合があるためである。

（光量検知センサが２つの場合の動作例）
図１０は、図６のように、マルチビームに対して光量検知センサが複数設けられた場合における、ＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングとレーザのＯＮ／ＯＦＦタイミングとＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。

図１０に示すように、レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂがそれぞれ別々の光量検知センサに入射するため、図８に示すような消灯区間を設ける必要がなく、レーザ光Ａの消灯とほぼ同時にレーザ光Ｂを発光させることが可能である。また、ＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングも、レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂがそれぞれ別々の光量検知センサに入射させるように切り替えればよい。そのため、図８中に示すＯＦＦ区間を設ける必要がなく連続して制御することが可能である。これにより、光量センサが１つしかない構成において必要であった消灯区間分、レーザ光Ａおよびレーザ光Ｂの光量検知時間を増大させることができる。

（第２の実施形態の効果）
本実施形態によれば、電気光学結晶構造体２０２は、ＭＭＬＤ２０１の各発光点に応じた電圧印加により、２つの発光点から出射されるレーザ光Ａおよびレーザ光Ｂを夫々光量検知センサ２０３ａ，２０３ｂに入射させる。光量制御部３１３は、光量検知センサ２０３ａの検知結果に基づいてレーザ光Ａの光量を制御し、次に、光量検知センサ２０３ｂの検知結果に基づいてレーザ光Ｂの光量を制御する。従って、ＭＭＬＤ２０１から出射される光束を効率よく利用すると共に、十分な光量で更に高精度なＡＰＣを行うことができる。また、レーザ光Ａを消灯後すぐにレーザ光Ｂを発光させることができるため、各レーザ光の光量検知時間を増大させることができる。

さらに、レーザ光Ａを消灯後すぐにレーザ光Ｂを発光させることができるため光量検知時間として割り当てられている所定時間内に、より多くのレーザ光の光量を制御する動作を行うことが可能となる。

本実施形態では、レーザ走査装置２００は、発光点を２つ有するＭＭＬＤ２０１と、２つの光量検知センサ２０３ａ，２０３ｂとを備えるが、これに限るものではない。３つ以上の複数の発光点を有するＭＭＬＤと、該発光点の数に対応する数の光量検知センサを備えていてもよい。

また、光量検知センサの数は、ＭＭＬＤの発光点の数より少なくてもよい。例えば、４つの発光点からのレーザ光Ａ〜Ｄの光量調整を２つの光量検知センサで行うようにしてもよい。つまり、レーザ光Ａを光量検知センサ２０３ａに入射させ、レーザ光Ａを消灯後すぐにレーザ光Ｂを発光させて光量検知センサ２０３ｂに入射させる。さらに、レーザ光Ｂを消灯後すぐにレーザ光Ｃを発光させて再び光量検知センサ２０３ａに入射させ、レーザ光Ｃを消灯後すぐにレーザ光Ｄを発光させて光量検知センサ２０３ｂに入射させる。このように制御すれば、上述のディレイ時間δを考慮せずに、より少ない光量検知センサの数でより多くの発光点の光量調整を可能とすることができる。

本実施形態では、発光点を２つ有するモノリシックマルチビームを用いているが、これに限るものではなく、２つのレーザダイオードから出射する光束を合成してマルチビームを構成してもよい。面発光レーザアレイ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser（ＶＣＳＥＬ））のような、より多発光点を有するものであればより一層の効果が得られる。

＜本実施形態の光走査装置の第３構成例＞
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る光走査装置であるレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。尚、本第３実施形態は、その構成が上記第１の実施形態と類似であり、同じ構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。

図１１に示すように、レーザ走査装置３００は、絞り部材３によって整形された光束に副走査方向への変化を与えると共に、レーザダイオード１から出射された光束を電圧印加により主走査方向に偏向するシリンドリカルレンズ３０１を備える。かかるシリンドリカルレンズ３０１が、該絞り部材３とポリゴンミラー５との間の光路中に設けられる。すなわち、シリンドリカルレンズ３０１は、電気光学結晶で形成され、このシリンドリカルレンズ３０１に電圧を印加することにより、レーザダイオード１から出射される光束を光量検知センサ１３に導き、ＡＰＣを行う。

（第３の実施形態の効果）
シリンドリカルレンズ３０１が電気光学結晶で形成される場合、光量検知センサ１３に入射する光束がシリンドリカルレンズ３０１の作用によって副走査方向に絞られるため、光量検知センサ１３の形状を小さくすることができる。また、光量検知センサ１３の応答速度をより高めることができる。また、電気光学結晶とシリンドリカルレンズとを一体的に構成することにより、光走査装置の部品点数を少なくすることができる。

＜本実施形態の光走査装置の更に他の構成例＞
上記実施の形態では、ポリゴンミラー５によって偏向されるレーザ光で感光ドラム８を走査するが、これに限るものではない。例えば、ガルバノミラーやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）を使って、レーザ光で感光ドラム８を走査する構成であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係るレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。 本実施形態の電気光学結晶構造体の構成を概略的に示す斜視図である。 本実施形態のレーザ走査装置を備える画像形成装置の構成を概略的に示すブロック図である。 第１の実施形態の１ラインの走査における光束のＡＰＣを説明するフローチャートである。 第１の実施形態の１ラインの走査におけるＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングとレーザ光のＯＮ／ＯＦＦタイミングとＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。 第２の実施形態のレーザ走査装置で実行される１ライン走査における光束のＡＰＣを説明するフローチャートである。 第２の実施形態のマルチビームに対して光量検知センサが１つしかない場合における、ＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングとレーザ光のＯＮ／ＯＦＦタイミングとＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。 一般的な光量検知センサにおける電荷の時間変化を示す図である。 第２の実施形態のマルチビームに対して光量検知センサが複数設けられた場合における、ＢＤ信号のＯＮ／ＯＦＦタイミングとレーザのＯＮ／ＯＦＦタイミングとＥＯ結晶への電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングとの関係を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係るレーザ走査装置の構成を概略的に示す平面図である。 ＡＰＣ機能を有する従来のレーザ走査装置を有する画像形成装置の構成を示すブロック図である。

Claims (11)

1. 光束を出射する光源と、
   前記光源から出射された光束を偏向して、偏向した光束で像担持体を走査する光走査手段と、
   前記光源と前記光走査手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体と、
   前記電気光学結晶構造体により偏向された光束の光量を検知する、少なくとも１つの光量検知手段と、
   前記光量検知手段の検知結果に基づいて、前記光源から出射される光束の光量を制御する光量制御手段とを備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、
   前記光量検知手段は、前記電気光学結晶に電圧が印加された場合に光束の光量を検知することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、
   前記電気光学結晶に印加される電圧を制御する電圧制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
4. 前記電圧制御手段は、前記電気光学結晶に取り付けられた一対の電極部を有し、
   前記一対の電極部は、前記電気光学結晶の内部に、前記電気光学結晶を通過する光束の進路方向に対して垂直方向の電界を形成することを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
5. 前記電気光学結晶は、カリウム、タンタル、ニオブおよび酸素から成ることを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
6. 前記光源は、面発光型レーザダイオードであることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
7. 前記光源から出射された光束を略平行光束へと変換する第１のレンズ部材と、
   前記第１のレンズ部材により変換された略平行光束を所定の形状に整形する絞り部材と、
   前記絞り部材により整形された光束に副走査方向への変化を与えると共に、該光束を前記電気光学結晶に入射させる第２のレンズ部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
8. 請求項３に記載の光走査装置を備えた画像形成装置であって、
   前記光源の発光および消灯と、前記電圧制御手段による前記電気光学結晶に印加される電圧とを制御するための画像処理手段を備え、
   前記画像処理手段は、主走査方向の光束の走査に従って、
   前記光源の発光を開始後、ＢＤ信号検知により前記光源を消灯して、前記電圧制御部により前記電気光学結晶に所定電圧を印加させ、
   前記光源を発光させて、前記光量制御手段による光量制御を開始させ、
   前記光量制御が終了すると前記光源を消灯して、前記電圧制御部による前記電気光学結晶への所定電圧の印加を停止し、
   前記光源を発光させて、前記光走査手段により光束で像担持体を走査させることを特徴とする画像形成装置。
9. 複数の発光点を有して複数の光束を出射する光源と、
   前記光源から出射された複数の光束を走査する光走査手段と、
   前記光源と前記光走査手段との間の光路中に設けられ、前記光源から出射された複数の光束を電圧印加により偏向する電気光学結晶構造体と、
   前記電気光学結晶構造体により異なる方向に偏向された複数の光束の光量を検知する複数の光量検知手段と、
   前記複数の光量検知手段の検知結果に基づいて、前記光源から出射される複数の光束の光量を制御する光量制御手段とを備え、
   前記電気光学結晶構造体は、前記光源の各発光点に応じて異なる電圧印加により、前記複数の発光点から出射される複数の光束を夫々異なる光量検知手段に入射させ、
   前記光量制御手段は、第１の光量検知手段の検知結果に基づいて第１の光束の光量を制御し、第２の光量検知手段の検知結果に基づいて第２の光束の光量を制御することを特徴とする光走査装置。
10. 前記電気光学結晶構造体は、電圧印加により屈折率が変化する特性を有する電気光学結晶からなり、
    前記電気光学結晶に印加される異なる電圧を制御する電圧制御手段を更に備えることを特徴とする請求項９記載の光走査装置。
11. 請求項１０に記載の光走査装置を備えた画像形成装置であって、
    前記光源の発光および消灯と、前記電圧制御手段による前記電気光学結晶に印加される電圧とを制御するための画像処理手段を備え、
    前記画像処理手段は、主走査方向の光束の走査に従って、
    前記光源の第１の発光点からの発光を開始後、ＢＤ信号検知により前記光源の第１の発光点を消灯して、前記電圧制御手段により前記電気光学結晶に第１の電圧を印加させ、
    前記光源の第１の発光点から発光させて、前記光量制御手段による第１の発光点からの光束の光量制御を開始させ、
    前記光量制御が終了すると前記光源の第１の発光点を消灯して、前記電圧制御部により前記電気光学結晶に第２の電圧を印加させ、
    前記光源の第２の発光点から発光させて、前記光量制御手段による第２の発光点からの光束の光量制御を開始させ、
    前記光量制御が終了すると前記光源の第２の発光点を消灯して、前記電圧制御部による前記電気光学結晶への電圧の印加を停止し、
    前記光源の複数の発光点を発光させて、前記光走査手段により複数の光束で像担持体を走査させることを特徴とする画像形成装置。

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