JP4042339B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【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２０６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２０４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、ＬＤ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。ＣＣＤ２１２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、ＣＣＤ２１２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２１４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２２２、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２２８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、前記発光源を駆動する駆動手段と、主走査方向及び副走査方向のビーム径変動を検出する検出手段と、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を変化させて前記ビーム径変動を抑制するように前記駆動手段を制御した後、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発光源に流れる駆動電流の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って前記光ビームの立ち上がりの光強度を変化させて前記ビーム径変動を抑制するように前記駆動手段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、駆動手段は発光源を駆動し、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主走査方向及び副走査方向のビーム径変動を検出する。制御手段は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発光源より出力される光ビームの定常の光強度を変化させてビーム径変動を抑制するように駆動手段を制御する。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発光源に流れる駆動電流の駆動電流波形の立上り時のオーバーシュート量を調整することによって光ビームの立上がりの光強度を変化させてビーム径変動を抑制するように制御することより、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、発光源に流れる駆動電流の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って光ビームの立上りの光強度が変化するように駆動手段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、前記制御手段は、前記検出手段による検出結果において、前記主走査方向のビーム径が大きくなった場合には前記オーバーシュート量を大きくするように調整し、また前記主走査方向のビーム径が小さくなった場合には前記オーバシュート量を小さくするように調整することによって前記光ビームの立ち上がりの光強度を変化するように前記駆動手段を制御することを特徴としている。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、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駆動手段を制御する。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発光源に流れる駆動電流の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って光ビームの立上りの光強度が変化するように駆動手段を制御する。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。
【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１ｍｍ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２６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４０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４８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ＣＣＤ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８０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５２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、ＬＤ１２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、ＬＤ１２の出力光量をモニタするためのフォトダイオードＰＤ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７２と接続され、Ｓ／Ｈ回路７２はスイッチング電流源５２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、ＬＤ１２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（Ｓａｍｐｌｅ／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Ｓａｍｐｌｅ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４０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ＣＣＤ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４４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 Ｔａｂｌｅ（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８０に入力される。
【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には、ステップ１１２へ移行して、調整用Ｌｏｏｋ Ｕｐ 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ＬＵＴ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

Claims (2)

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、
   前記発光源を駆動する駆動手段と、
   主走査方向及び副走査方向のビーム径変動を検出する検出手段と、
   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を変化させて前記ビーム径変動を抑制するように前記駆動手段を制御した後、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発光源に流れる駆動電流の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って前記光ビームの立ち上がりの光強度を変化させて前記ビーム径変動を抑制するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を備えた光走査装置。
2. 前記制御手段は、前記検出手段による検出結果において、前記主走査方向のビーム径が大きくなった場合には前記オーバーシュート量を大きくするように調整し、また前記主走査方向のビーム径が小さくなった場合には前記オーバシュート量を小さくするように調整することによって前記光ビームの立ち上がりの光強度を変化するように前記駆動手段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。

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