JPH05344292A

JPH05344292A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH05344292A
Application number: JP4151810A
Authority: JP
Inventors: Michio Doke; 教夫道家
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】各発光点のビーム走査タイミングが同一とな
らない複数の発光点を有する半導体レーザアレイによる
記録方式において、簡単に各ビームの位相同期をとれる
ようにすること。【構成】ｍ個の発光点を有する半導体レーザアレイを
記録用光源として用いたものにおいて、各発光点毎の主
走査同期信号ＤＰ１〜ＤＰｍを出力する同期検知手段を
設ける他、画像形成のための画素クロックＷＣＬＫと同
一周期のクロックＣ０を生成するクロック生成手段７と
このクロックＣ０をその周期の１／ｎずつ遅延させた
（ｎ−１）個の遅延クロックＣ１〜Ｃ（ｎ−１）を生成
する遅延手段８と生成されたｎ個のクロックＣ０〜Ｃ
（ｎ−１）中から各発光点毎に主走査同期信号ＤＰ１〜
ＤＰｍに対する位相差が最小のクロックを画素クロック
ＷＣＬＫ１〜ＷＣＬＫｍとして選択出力する選択手段１
０とを有する位相同期手段を設けて、各発光点毎に独立
して位相同期制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、レー
ザファクシミリ、デジタル複写機、レーザプロッタ等の
ように、１チップ内に複数の発光点を有する半導体レー
ザアレイを記録用光源として用いた光走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは小型であり、かつ、駆動
電流により高速変調を直接行えることから、近年、レー
ザプリンタ等の記録用光源として広く利用されている。
ここに、記録用光源より出力される光線を回転多面鏡等
を用いて偏向走査（主走査）させて画像記録を行う場
合、画像記録範囲外の光線の一部を受光素子で検知し、
この検知信号（主走査同期信号）を基準として主走査の
画像記録のタイミングを制御することで偏向走査方向と
直交する方向（副走査方向）の画像ずれを防止するのが
一般的である。

【０００３】主走査における画像記録のタイミングの制
御方式としては、主走査同期信号と画像形成のためのク
ロック（画素クロック）との位相差を一定誤差内に収束
させる方式（位相同期方式）が用いられる。画素クロッ
クは画像情報信号をこれに同期させて、記録用光源を画
像形成のために変調させる基準クロックとなるものであ
る。

【０００４】例えば、特開平３−１８８７５７号公報に
よれば、主走査同期信号に対して記録用光源の変調クロ
ック（画素クロック）の位相を一定の誤差範囲内で同期
させるため、基準信号入力と同期して発振を開始する第
１の発振回路と同期化すべき信号を発生する第２の発振
回路とを用い、２つの発振回路出力の位相差を検出して
制御する方式が示されている。

【０００５】１本のビームで画像記録を行う場合であれ
ば、１主走査ライン内で１ライン分のデータを記録する
ため１主走査１ビーム分の主走査同期信号に対して位相
同期を行えばよい。

【０００６】また、近年にあっては、高速・高密度記録
を可能とするため、１チップ内に複数の発光点を副走査
方向に有する半導体レーザアレイを記録用光源として用
い、これらの発光点を同時動作させるマルチビーム方式
として、同時に、複数ライン分の光書込みを可能とした
ものがある。この場合でも、例えば図１１（ａ）に示す
ように４個の発光点を各々の発光点中心を結んだ直線が
主走査方向に直交するように配置させれば、各発光点の
ビーム走査のタイミングは全て同一となるので、１個の
発光点についてのみ位相同期を行えばよいことになる。

【０００７】しかし、複数の発光点を主走査方向に直交
する方向に１列に配設すると、副走査方向のピッチ（間
隔）が半導体レーザアレイチップの発光点ピッチに依存
するため、これ以上の記録密度に対応したピッチを得る
ためには、同図（ｂ）に示すように各発光点を結んだ直
線が主走査方向に対してある角度をなすように配設し、
実質的に各発光点の副走査方向のピッチを詰める必要が
ある。

【０００８】この場合、各発光点のビーム走査のタイミ
ングは同一とはならず、１主走査内での画像記録タイミ
ングを制御するためには、１主走査において発光点の数
だけの主走査同期信号に対して位相同期を行う必要があ
る。

【０００９】このような複数個のビームについて位相同
期を行う方式として、特開平３−１８８７５７号公報に
示されるようなＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）
を利用した位相同期方式がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ＰＬＬ方式による場合、位相同期用の発振器（電圧制御
用発振器）が発光点の数だけ必要であり、構成も複雑で
発振器素子間のバラツキが位相同期精度に影響してしま
う等の問題がある。また、画素クロックの周期変更も容
易でない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、同一チップ内に少なくとも２個以上の発光点を副走
査方向に有する半導体レーザアレイによる記録用光源
と、この記録用光源の各発光点からの光線を一定角度偏
向させる偏向手段と、その偏向光を記録面上に結像させ
る結像光学系と、前記各発光点による偏向光の内で画像
記録範囲外の光線の一部を１個又は複数個の同期用受光
素子により検知して得られる光電変換信号に基づき各発
光点毎の主走査同期信号を出力する同期検知手段と、画
像形成のための画素クロックと同一周期のクロックを生
成するクロック生成手段と、このクロックをその周期の
１／ｎずつ遅延させた（ｎ−１）個の遅延クロックを生
成する遅延手段と生成されたｎ個のクロック中から前記
各発光点毎に主走査同期信号に対する位相差が最小のク
ロックを画素クロックとして選択出力する選択手段とを
有する位相同期手段と、前記記録用光源の各発光点の光
出力を制御する光出力制御手段とにより構成した。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の位相同期手段に代えて、画像形成のための画素ク
ロックの周期の１／ｎ周期のクロックを生成する基準ク
ロック生成手段と、各発光点毎の主走査同期信号に対し
てほぼ同期させてこの基準クロックをｎ分周して画素ク
ロックとして出力するｍ個の分周手段とを有する位相同
期手段とした。

【００１３】この際、請求項３記載の発明では、各分周
手段を分周比可変自在なものとし、記録条件に応じて各
発光点の点灯の可否を選択的に規制する発光点規制手段
を設けた。

【００１４】一方、請求項４記載の発明では、請求項１
又は２記載の発明において、主走査同期信号を基準とし
て画素クロック又は画素クロックに同期したパルスを計
数して記録用光源の点灯・非点灯を制御するための各種
制御信号を生成する信号生成手段と、前記主走査同期信
号と前記画素クロックとが略同期状態に達するまでの不
定区間では前記信号生成手段による各種制御信号の生成
の開始を禁止させる動作開始規制手段とを設けた。

【００１５】さらに、請求項５記載の発明では、これら
の発明において、受光素子により検知されて得られる半
導体レーザアレイの各発光点の光出力に比例した受光信
号と発光レベル指令信号とが等しくなるように前記発光
点に対する順方向電流を制御する光・電気負帰還ループ
と、前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記発光点の光出力・順方向電流特性、前記
受光素子と前記発光点の光出力との結合係数、及び前記
受光素子の光入力・受光信号特性に基づき前記発光レベ
ル指令信号を前記発光点に対する順方向電流に変換する
変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電流と前
記変換手段により生成された電流との和又は差の電流に
より前記発光点を制御する制御手段とよりなる光出力制
御手段とした。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、画素クロックと
同一周期のクロックをクロック生成手段により生成し、
これを遅延手段によりその周期の１／ｎずつ遅延させた
（ｎ−１）個の遅延クロックを生成し、主走査同期信号
との位相差が最小のものを画素クロックとして選択手段
により選択出力するので、画素クロックの周期の１／ｎ
の誤差の範囲内で位相同期がとられる。この際、このよ
うな位相同期が各発光点毎に独立して行われるので、複
数の発光点が副走査方向に斜め配設されていても各発光
点の位相同期が確保され、高品位な画像の記録が可能と
なる。即ち、半導体レーザの発光点間の画素クロックの
位相差と、毎主走査間の画素クロックの位相差との双方
の制御が行われる。ここに、全ての発光点用の画素クロ
ックの基となるクロックは共通の１つのクロック生成手
段で生成されるため、比較的単純な構成にして、信頼
性、安定性の高い光走査装置となる。

【００１７】請求項２記載の発明によれば、基準クロッ
ク生成手段により画素クロックの周期の１／ｎ周期のク
ロックを生成し、これを分周手段により主走査同期信号
に同期させてｎ分周させたものを画素クロックとして出
力するので、画素クロックの周期の１／ｎの誤差の範囲
内で位相同期がとられる。この際、このような位相同期
が各発光点毎に独立して行われるので、複数の発光点が
副走査方向に斜め配設されていても各発光点の位相同期
が確保され、高品位な画像の記録が可能となる。即ち、
半導体レーザの発光点間の画素クロックの位相差と、毎
主走査間の画素クロックの位相差との双方の制御が行わ
れる。ここに、全ての発光点用の画素クロックの基とな
る基準クロックは共通の１つの基準クロック生成手段で
生成されるため、比較的単純な構成にして、信頼性、安
定性の高い光走査装置となる。

【００１８】この際、請求項３記載の発明によれば、分
周手段の分周比を変えるだけで記録用光源の変調周波数
を変更し得るものとなり、発光点の点灯の可否の選択と
組合せることにより、記録密度等を変更した記録条件に
適合する記録を行える融通性の高いものとなる。

【００１９】また、請求項４記載の発明によれば、位相
同期が完了していない不定区間では各種制御信号の生成
開始を規制するので、不定区間で生成された制御信号が
用いられるような誤動作がなく、ドットずれのない高品
位な画像記録が可能となる。

【００２０】また、請求項５記載の発明によれば、高速
かつ高精度、高分解能な光出力制御手段により半導体レ
ーザアレイの各発光点を制御するので、光出力の制御精
度が高いものとなり、同期検知・制御もより正確とな
り、高速で高品位な高密度記録や中間調記録が可能とな
る。

【００２１】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１ないし
図４に基づいて説明する。まず、本実施例が適用される
光走査装置の概要を図２に示す。記録用光源１から出射
された光線はコリメートレンズ２により平行光線化され
た後、ポリゴンミラー等の偏向手段３の１つの反射面に
より一定角度偏向され、さらに、結像光学系としてのｆ
θレンズ４により記録面、例えば感光体５上に結像さ
れ、静電潜像が形成されるように構成されている。ここ
に、記録用光源１は画像情報信号に応じて変調され、偏
向手段３の偏向により感光体５上を主走査され、感光体
５の回転により副走査されることになり、２次元の書込
み記録がなされる。このような動作において、各主走査
毎に主走査方向の同期をとるため、主走査方向の画像範
囲外（感光体５外）には偏向手段３で偏向された偏向光
の一部を受光する同期用受光素子６が設けられている。
この同期用受光素子６により検知されて得られる光電変
換信号は、コンパレータにおいてある閾値で２値化さ
れ、主走査同期信号として光走査装置の電気制御系に出
力される。このような同期方式は、例えば特開昭６２−
４４７１２号公報等に示されているものである。

【００２２】このような概略構成において、まず、記録
用光源１の発光点が１個であるとして、その位相同期回
路（位相同期手段）の基本構成例を図３及び図４により
説明する。まず、画素クロックと同じ周期のクロックＣ
０を生成出力するクロック生成手段としての発振器（Ｏ
ＳＣ）７が設けられている。このクロックＣ０は遅延回
路（遅延手段）８に入力されている。前記遅延回路８は
クロックＣ０を画素クロックＷＣＬＫの周期に対して１
／ｎずつ遅延させた（ｎ−１）個の遅延クロックＣ１〜
Ｃ（ｎ−１）を生成するものである。これらの遅延クロ
ックＣ１〜Ｃ（ｎ−１）はクロックＣ０とともに、位相
同期部９及び出力制御部（選択手段）１０に入力されて
いる。

【００２３】位相同期部９には同期用受光素子６検知に
基づく主走査同期信号ＤＰも入力されており、ｎ個のク
ロックＣ０〜Ｃ（ｎ−１）中で主走査同期信号ＤＰに対
する位相差が最小のものが選択され、対応する選択信号
Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）が出力される。出力制御部１０では
選択信号Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）に対応してｎ個のクロック
Ｃ０〜Ｃ（ｎ−１）中の１つを画素クロックＷＣＬＫと
して選択出力する。

【００２４】図４は例えばｎ＝４とした場合の具体的処
理例を示すタイミングチャートである。図中、ＤＰは主
走査同期信号（負論理）、Ｃ０〜Ｃ３は４つの遅延クロ
ック、Ｓ０〜Ｓ３は選択信号（正論理）、ＯＥ０〜ＯＥ
３はＣＯ〜Ｃ３に対する出力許可信号（正論理）、ＷＣ
ＬＫは画素クロックである。

【００２５】まず、主走査同期信号ＤＰがＬレベルに立
下ると、位相同期部９ではクロックＣ０〜Ｃ３中からそ
の立下りエッジが主走査同期信号ＤＰの立下りエッジに
最も近いクロック、ここではクロックＣ３を検知し、ク
ロックＣ３に対する選択信号Ｓ３をＨレベルとする。こ
の選択信号Ｓ３は主走査同期信号ＤＰの立上りとともに
Ｌレベルとなり、次の主走査同期信号ＤＰの入力を待
つ。ここに、選択信号Ｓ３がＨレベルになると出力制御
部１０はクロックＣ３に対する出力許可信号ＯＥ３をＨ
レベルとして１主走査の間、このクロックＣ３を画素ク
ロックＷＣＬＫとして出力する。

【００２６】図４において、２つ目の主走査同期信号Ｄ
Ｐに対しても同様の位相同期制御がなされ、クロックＣ
１が画素クロックＷＣＬＫとして出力される。

【００２７】このような主走査同期制御の繰返しによ
り、画素クロックの周期の１／ｎの誤差範囲内で位相同
期が可能となる。

【００２８】ここに、本実施例では記録用光源１が、同
一チップ内に複数個（ｍ個）の発光点を副走査方向に有
する半導体レーザアレイとされている。その発光点の配
列は、例えば図１１（ｂ）に示したものと同等とされて
いる。また、このような複数の発光点に対応して同期用
受光素子６もｍ個だけ個別に設けられている。このよう
なｍ個の発光点を考慮した位相同期手段は、図３に示し
た基本構成の展開により、図１に示すように構成され
る。

【００２９】まず、発振器７及び位相同期部９は各発光
点に対して共通とされているが、出力制御部１０は１〜
ｍで示すように各発光点毎に個別に設けられている。ま
た、１主走査内でｍ個の発光点（ビーム）の位相同期を
行うため、発光点に対応した出力制御部１０に選択信号
を順次出力し、他の発光点の位相同期制御に影響を及ぼ
さないための発光点選択部１１が設けられている。一
方、ｍ個の同期用受光素子６により得られるｍ個の主走
査同期信号ＤＰ１〜ＤＰｍは発光点選択部１１に入力さ
れる一方、ＯＲゲート１２を介して位相同期部９に入力
されている。ここに、発光点選択部１１は例えば第１の
ビームに対する主走査同期信号ＤＰ１が出力された場合
に、位相同期部９が第１の出力制御部１０に選択信号を
出力し、他の第２〜第ｍの出力制御部１０に対する選択
信号の出力を禁止させる機能を持つ。このような許容・
禁止動作をｍ個のビームに対して繰返していくことによ
り、１主走査内でｍ個のビームに対する位相同期が個別
に可能となる。

【００３０】このように、本実施例によれば、比較的簡
単な構成で、半導体レーザアレイの複数の発光点による
ビームの位相同期が可能となる。この際、全てのビーム
の画素クロックＷＣＬＫ１〜ＷＣＬＫｍを共通の発振器
７で生成しているため、ビーム間の画素クロックの精度
のバラツキの少ない高品位な光書込みが可能となる。

【００３１】つづいて、請求項２記載の発明の一実施例
を図５ないし図７により説明する。前記実施例で示した
部分と同一部分は同一符号を用いて示す（以下の実施例
でも同様とする）。まず、記録用光源１の発光点が１個
であると仮定して、その位相同期手段の基本構成例を図
５及び図６により説明する。本実施例では、画素クロッ
クの周期の１／ｎ周期の基準クロックＣＬＫを生成出力
する基準クロック生成手段としての発振器（ＯＳＣ）１
３が設けられている。この発振器１３による基準クロッ
クＣＬＫは位相同期部１４と分周器１５とに入力されて
いる。ここに、位相同期部１４は主走査同期信号ＤＰが
出力された直後の基準クロックＣＬＫにより分周器１５
に対してリセット信号ＲＥＳＥＴを生成出力するもので
ある。分周器１５ではリセット信号ＲＥＳＥＴを基準と
して基準クロックＣＬＫをｎ分周し、これを画素クロッ
クＷＣＬＫとして出力するものである。

【００３２】図６は例えばｎ＝４とした場合の具体的処
理例を示すタイミングチャートである。なお、主走査同
期信号ＤＰ、リセット信号ＲＥＳＥＴはともに負論理で
あるとする。

【００３３】まず、主走査同期信号ＤＰがＬレベルにな
ると、位相同期部１４では主走査同期信号ＤＰの立下り
エッジに最も近い基準クロックＣＬＫの立上りエッジに
同期してリセット信号ＲＥＳＥＴがＬレベルとされる。
なお、図６において、リセット信号ＲＥＳＥＴは基準ク
ロックＣＬＫの２クロック分とされているが、必ずしも
２クロック分必要ではなく、回路上の特別な制約がない
限り、１クロック以上の基準クロックＣＬＫの時間幅を
有していればよい。リセット信号ＲＥＳＥＴがＬレベル
になると、分周器１５はリセット信号ＲＥＳＥＴがＬレ
ベルの区間の基準クロックＣＬＫの立上りエッジに同期
してリセットされ、リセット信号ＲＥＳＥＴがＨレベル
になると分周を開始し、基準クロックＣＬＫをｎ分周し
た結果を、画素クロックＷＣＬＫとして出力する。

【００３４】よって、本実施例による場合も、基本的に
は、画素クロックの周期の１／ｎの誤差範囲内で位相同
期を行えることが分かる。

【００３５】ここに、本実施例でもｍ個の発光点を有す
る半導体レーザアレイが記録用光源１して用いられてお
り、このようなｍ個の発光点を考慮した位相同期手段
は、図５に示した基本構成の展開により、図７に示すよ
うに構成される。

【００３６】まず、発振器１３及び位相同期部１４は各
発光点に対して共通とされているが、分周器１５は１〜
ｍで示すように各発光点毎に個別に設けられている。ま
た、１主走査内でｍ個の発光点（ビーム）の位相同期を
行うため、発光点に対応した分周器１５にリセット信号
ＲＥＳＥＴ１〜ＲＥＳＥＴｍを順次出力し、他の発光点
の位相同期制御に影響を及ぼさないための発光点選択部
１６が設けられている。一方、ｍ個の同期用受光素子６
により得られるｍ個の主走査同期信号ＤＰ１〜ＤＰｍは
発光点選択部１６に入力される一方、ＯＲゲート１２を
介して位相同期部１４に入力されている。ここに、発光
点選択部１６は例えば第１のビームに対する主走査同期
信号ＤＰ１が出力された場合に、位相同期部１４が第１
の分周器１５にリセット信号ＲＥＳＥＴ１を出力し、他
の第２〜第ｍの分周器１５に対するリセット信号ＲＥＳ
ＥＴ２〜ＲＥＳＥＴｍの出力を禁止させる機能を持つ。
このような動作をｍ個のビームに対して繰返していくこ
とにより、１主走査内でｍ個のビームに対する位相同期
が個別に可能となる。

【００３７】このように、本実施例によれば、比較的簡
単な構成で、半導体レーザアレイの複数の発光点による
ビームの位相同期が可能となる。この際、全てのビーム
の画素クロックＷＣＬＫ１〜ＷＣＬＫｍを共通の発振器
１３で生成しているため、ビーム間の画素クロックの精
度のバラツキの少ない高品位な光書込みが可能となる。

【００３８】さらに、請求項３記載の発明の一実施例を
図８により説明する。本実施例は、前記実施例をさらに
改良したもので、分周比固定の分周器１５に代えて、分
周比可変自在な分周器１７が用いられている。このよう
な分周器１７としては、例えばカウンタ等により構成す
ればよい。このため、ｍ個の各分周器１７に対して記録
条件の変化等に応じて各発光点の分周比を個別に設定す
るための制御信号Ｄ１〜Ｄｍが入力されている。そし
て、外部より入力される記録条件設定信号Ａをこのよう
な制御信号Ｄ１〜Ｄｍに変換するための記録条件設定部
１８が設けられている。ここに、この記録条件設定部１
８は発光点規制手段としても機能するもので、記録条件
設定信号Ａに応じて各発光点による画像記録許可信号
（点灯許可信号）Ｖ１〜Ｖｍを各発光点の光出力制御部
に出力するものである。

【００３９】このような構成によれば、各ビームについ
て独立して画素クロックＷＣＬＫ１〜ＷＣＬＫｍの周期
を可変し得るとともに、各ビームの画像記録の許可／禁
止も制御できることになり、主走査記録密度や副走査記
録速度等を、記録条件の変化に対応させ得るものであ
り、融通性の高いものとなる。

【００４０】さらに、請求項４記載の発明の一実施例を
図９により説明する。本実施例は、前述した同期方式の
誤動作を防止するため、動作開始規制手段（図示せず）
を設けたものである。まず、前述した実施例構成のみに
よる場合の誤動作の可能性について説明する。一般に、
記録用光源のビームを偏向手段により偏向して画像の記
録を行う場合、主走査同期信号にほぼ同期して記録用光
源を変調させるのが望ましい。そのためには、画像の記
録範囲の設定や同期検知時に記録用光源を点灯させる等
して、記録用光源のビーム主力制御を行う信号を主走査
同期信号に略同期させる必要がある。このように記録用
光源のビーム制御信号を主走査同期信号に略同期させる
方式の一つとして、主走査同期信号に位相同期させた画
素クロック（又は、画素クロックに同期したパルス）を
カウンタによりカウントし、このカウンタのアドレスに
応じて制御信号を生成する方式がある。

【００４１】しかし、このように主走査同期信号を基準
にして画素クロック又はこれに同期したパルスをカウン
トする場合、例えば、前述した実施例方式においては、
主走査同期信号が出力された直後は位相同期動作が完了
せずに、１つ前の主走査時に位相同期されたクロックが
出力されており、位相同期完了の前後で画素クロックの
状態が不安定となってしまうことがある。このため、主
走査同期信号が出力された直後からカウントを開始する
と、不定区間に生じたパルスをカウントし、毎走査での
制御信号のタイミングがばらついてしまうことがある。

【００４２】図９（ａ）を例にとると、画素クロックＷ
ＣＬＫ１のように不定区間内にパルスがない場合と、画
素クロックＷＣＬＫ２のように不定区間内にパルスが存
在する場合とでは、カウンタのカウント値が１だけずれ
てしまい、記録位置が１クロック分ずれることになる。
これでは、位相同期部９，１４で補償した位相誤差を維
持することが不可能となってしまう。

【００４３】しかして、本実施例では下記のように動作
制御するように構成した。ここでは、１ビームの場合を
例にとり説明する。まず、図９（ａ）において、ＤＰは
主走査同期信号、ＳＥＬＥＣＴは遅延クロックの選択信
号（選択信号Ｓ０〜Ｓ（ｎ−１）内の位相同期部９で選
択された遅延クロックに対する選択信号であり、正論
理）、ＷＣＬＫ１，ＷＣＬＫ２は各々位相同期開始から
完了までの不定区間の状態の異なる画素クロック例、Ｓ
ＴＡＲＴは記録用光源１のビーム制御信号の生成を開始
するための開始信号（負論理）とする。

【００４４】まず、主走査同期信号ＤＰがＬレベルにな
ると、位相同期を開始し、選択信号ＳＥＬＥＣＴがＨレ
ベルになった時点で位相同期を完了する。よって、主走
査同期信号ＤＰがＬレベルになった後の選択信号ＳＥＬ
ＥＣＴの立上りエッジに同期して信号ＳＴＡＲＴをＬレ
ベルからＨレベルに遷移させ、記録用光源１のビーム制
御信号の生成を開始させることにより、不定区間の状態
に依存しない高精度な記録が可能となる。図１に示した
ようなｍ個の発光点を持つものであれば、各々の発光点
に対して独立して適用すればよい。

【００４５】つぎに、図９（ｂ）において、ＣＬＫは基
準クロック、ＲＥＳＥＴは分周器１５に対するリセット
信号（負論理）であるとする。まず、主走査同期信号Ｄ
ＰがＬレベルになると、位相同期を開始し、リセット信
号ＲＥＳＥＴがＬレベルとなり分周器１５をリセットし
てＬレベルからＨレベルに遷移した時点で位相同期が完
了する。よって、主走査同期信号ＤＰがＬレベルになっ
た後のリセット信号ＲＥＳＥＴの立上りエッジに同期し
てスタート信号ＳＴＡＲＴをＬレベルからＨレベルに遷
移させ、記録用光源１のビーム制御信号の生成を開始さ
せることにより、画素クロックの不定区間に依存しない
高精度な記録が可能となる。この場合も、図７に示した
ようなｍ個の発光点を持つものであれば、各々の発光点
に対して独立して適用すればよい。

【００４６】さらに、請求項５記載の発明の一実施例を
図１０により説明する。本実施例は、記録用光源（半導
体レーザアレイ）１の出力制御を行う光出力制御部１９
の構成に関するものであり、ここでは、例えば１つの発
光点に対する制御系を抽出して示すものとする。発光レ
ベル指令信号は比較増幅器２０及び電流変換器（変換手
段）２１に入力され、半導体レーザアレイの発光点２２
の光出力の一部が共通モニタ用の受光素子２３によりモ
ニタされる。ここに、比較増幅器２０と発光点２２と受
光素子２３とは光・電気負帰還ループ２４を形成してお
り、比較増幅器２０は受光素子２３に誘起された光起電
流（発光点２２の光出力に比例する）に比例する受光信
号と発光レベル指令信号とを比較して、その結果により
発光点２２の順方向電流を受光信号と発光レベル指令信
号とが等しくなるように制御する。また、電流変換器２
１は前記受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなる
ように発光レベル指令信号に従って予め設定された電流
（発光点２２の光出力・順方向電流特性、受光素子２３
と発光点２２の光出力との結合係数、及び、受光素子２
３の光入力・順方向電流特性に基づき予め設定された電
流）を出力する。この電流変換器２１の出力電流と比較
増幅器２０から出力される制御電流との和の電流（又
は、差の電流）が発光点２２の順方向電流となって制御
されることになる。

【００４７】いま、光・電気負帰還ループ２４の開ルー
プでの交叉周波数をｆ０とし、ＤＣゲインを１００００
とした場合、発光点２２の光出力Ｐout のステップ応答
特性は、ｔ＝∞における光出力をＰＬ、電流変換器２１
により設定された光量をＰＳとすると、Ｐout＝ＰＬ＋（ＰＳ−ＰＬ）exp（−２πｆ０ｔ）で近似できる。ここでは、光・電気負帰還ループ２４の
開ループでのＤＣゲインを１００００としているので、
設定誤差の許容範囲を０．１％以下とした場合には光出
力ＰＬは設定された光量に等しいと考えられる。従っ
て、仮に電流変換器２１により設定された光量ＰＳがＰ
Ｌに等しければ、瞬時に発光点２２の光出力がＰＬに等
しくなる。また、外乱等によりＰＳが５％変動したとし
てもｆ０＝４０ＭＨｚ程度であれば、１０ナノ秒後には
発光点２２の光出力は設定値に対する誤差が０．４％以
下となる。

【００４８】このような高速・高精度・高分解能な構成
の光出力制御部１９を用いることにより、光源（発光点
２２）の光出力を精度よく制御できるので、主走査同期
精度の高い光走査装置となる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数個の
発光点を有する半導体レーザアレイを記録用光源として
用いたものにおいて、各発光点毎の主走査同期信号を出
力する同期検知手段を設ける他、画像形成のための画素
クロックと同一周期のクロックを生成するクロック生成
手段とこのクロックをその周期の１／ｎずつ遅延させた
（ｎ−１）個の遅延クロックを生成する遅延手段と生成
されたｎ個のクロック中から前記各発光点毎に主走査同
期信号に対する位相差が最小のクロックを画素クロック
として選択出力する選択手段とを有する位相同期手段を
設けて、各発光点毎に独立して位相同期制御するように
したので、全ての発光点について画素クロックの周期の
１／ｎの誤差の範囲内で位相同期をとることができ、よ
って、複数の発光点が副走査方向に対して斜め配設され
ていても各発光点の位相同期を確保でき、高品位な画像
記録を行うことができ、この際、全ての発光点用の画素
クロックの基となるクロックは共通な１つのクロック生
成手段で生成されるため、比較的単純な構成にして、信
頼性、安定性の高い光走査装置とすることができる。

【００５０】請求項２記載の発明による場合も同様であ
り、複数個の発光点を有する半導体レーザアレイを記録
用光源として用いたものにおいて、各発光点毎の主走査
同期信号を出力する同期検知手段を設ける他、画像形成
のための画素クロックの周期の１／ｎ周期のクロックを
生成する基準クロック生成手段と各発光点毎の主走査同
期信号に対してほぼ同期させてこの基準クロックをｎ分
周して画素クロックを出力するｍ個の分周手段とを有す
る位相同期手段を設けて、各発光点毎に独立して位相同
期制御するようにしたので、全ての発光点について画素
クロックの周期の１／ｎの誤差の範囲内で位相同期をと
ることができ、よって、複数の発光点が副走査方向に対
して斜め配設されていても各発光点の位相同期を確保で
き、高品位な画像記録を行うことができ、この際、全て
の発光点用の画素クロックの基となるクロックは共通な
１つの基準クロック生成手段で生成されるため、比較的
単純な構成にして、信頼性、安定性の高い光走査装置と
することができる。

【００５１】この際、請求項３記載の発明によれば、各
分周手段を分周比可変自在なものとし、記録条件に応じ
て各発光点の点灯の可否を選択的に規制する発光点規制
手段を設けたので、分周手段の分周比を変えるだけで記
録用光源の変調周波数を変更でき、発光点の点灯の可否
の選択と組合せることにより、記録密度等を変更した記
録条件に適合する記録を行える融通性の高いものとする
ことができる。

【００５２】一方、請求項４記載の発明によれば、請求
項１又は２記載の発明において、主走査同期信号を基準
として画素クロック又は画素クロックに同期したパルス
を計数して記録用光源の点灯・非点灯を制御するための
各種制御信号を生成する信号生成手段と、前記主走査信
号と前記画素クロックとが略同期状態に達するまでの不
定区間では前記信号生成手段による各種制御信号の生成
の開始を禁止させる動作開始規制手段とを設けて、位相
同期が完了していない不定区間では各種制御信号の生成
開始を規制するようにしたので、不定区間で生成された
制御信号が用いられるような誤動作がなく、ドットずれ
のない高品位な画像記録を可能とすることができる。

【００５３】さらに、請求項５記載の発明によれば、光
・電気負帰還ループを利用した高速かつ高精度、高分解
能な光出力制御手段により半導体レーザアレイの各発光
点を制御するようにしたので、光出力の制御精度が高い
ものとし、同期検知・制御もより正確となり、高速で高
品位な高密度記録や中間調記録を可能とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示すブロック
図である。

【図２】光書込み装置の構成例を示す斜視図である。

【図３】１ビームの場合の基本的構成を例を示すブロッ
ク図である。

【図４】その動作を示すタイミングチャートである。

【図５】請求項２記載の発明の一実施例を示す１ビーム
の場合の基本的構成のブロック図である。

【図６】その動作を示すタイミングチャートである。

【図７】複数ビームに対する構成例を示すブロック図で
ある。

【図８】請求項３記載の発明の一実施例を示すブロック
図である。

【図９】請求項４記載の発明の一実施例を示すタイミン
グチャートである。

【図１０】請求項５記載の発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１１】複数発光点の配列例を示す説明図である。

【符号の説明】

１記録用光源３偏向手段４結像光学系５記録面６同期用受光素子７クロック生成手段８遅延手段１０，１１選択手段１３基準クロック生成手段１５分周手段１７分周比可変の分周手段１８発光点規制手段１９光出力制御手段２１変換手段２２発光点２３受光素子２４光・電気負帰還ループ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一チップ内に少なくとも２個以上の発
光点を副走査方向に有する半導体レーザアレイによる記
録用光源と、この記録用光源の各発光点からの光線を一
定角度偏向させる偏向手段と、その偏向光を記録面上に
結像させる結像光学系と、前記各発光点による偏向光の
内で画像記録範囲外の光線の一部を１個又は複数個の同
期用受光素子により検知して得られる光電変換信号に基
づき各発光点毎の主走査同期信号を出力する同期検知手
段と、画像形成のための画素クロックと同一周期のクロ
ックを生成するクロック生成手段とこのクロックをその
周期の１／ｎずつ遅延させた（ｎ−１）個の遅延クロッ
クを生成する遅延手段と生成されたｎ個のクロック中か
ら前記各発光点毎に主走査同期信号に対する位相差が最
小のクロックを画素クロックとして選択出力する選択手
段とを有する位相同期手段と、前記記録用光源の各発光
点の光出力を制御する光出力制御手段とよりなることを
特徴とする光走査装置。
【請求項２】同一チップ内にｍ個の発光点を副走査方
向に有する半導体レーザアレイによる記録用光源と、こ
の記録用光源の各発光点からの光線を一定角度偏向させ
る偏向手段と、その偏向光を記録面上に結像させる結像
光学系と、前記各発光点による偏向光の内で画像記録範
囲外の光線の一部を１個又は複数個の同期用受光素子に
より検知して得られる光電変換信号に基づき各発光点毎
の主走査同期信号を出力する同期検知手段と、画像形成
のための画素クロックの周期の１／ｎ周期のクロックを
生成する基準クロック生成手段と各発光点毎の主走査同
期信号に対してほぼ同期させてこの基準クロックをｎ分
周して画素クロックとして出力するｍ個の分周手段とを
有する位相同期手段と、前記記録用光源の各発光点の光
出力を制御する光出力制御手段とよりなることを特徴と
する光走査装置。
【請求項３】各分周手段を分周比可変自在なものと
し、記録条件に応じて各発光点の点灯の可否を選択的に
規制する発光点規制手段を設けたことを特徴とする請求
項２記載の光走査装置。
【請求項４】主走査同期信号を基準として画素クロッ
ク又は画素クロックに同期したパルスを計数して記録用
光源の点灯・非点灯を制御するための各種制御信号を生
成する信号生成手段と、前記主走査同期信号と前記画素
クロックとが略同期状態に達するまでの不定区間では前
記信号生成手段による各種制御信号の生成の開始を禁止
させる動作開始規制手段とを設けたことを特徴とする請
求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項５】受光素子により検知されて得られる半導
体レーザアレイの各発光点の光出力に比例した受光信号
と発光レベル指令信号とが等しくなるように前記発光点
に対する順方向電流を制御する光・電気負帰還ループ
と、前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記発光点の光出力・順方向電流特性、前記
受光素子と前記発光点の光出力との結合係数、及び前記
受光素子の光入力・受光信号特性に基づき前記発光レベ
ル指令信号を前記発光点に対する順方向電流に変換する
変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電流と前
記変換手段により生成された電流との和又は差の電流に
より前記発光点を制御する制御手段とよりなる光出力制
御手段としたことを特徴とする請求項１，２，３又は４
記載の光走査装置。