JPH09185089A

JPH09185089A - 光走査装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH09185089A
Application number: JP34324695A
Authority: JP
Inventors: Masao Watabe; 雅夫渡部
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波信号によって表面弾性波を励起する場
合であっても所定の光ビームの強度を安定して得る。【解決手段】光走査装置は、半導体レーザ１１と光変
調素子１３からなる光源素子１２と、励起用ＩＤＴ２０
及び光強度センサ２２が設けられた光導波路１０と、光
導波路内に光ビームを入射させるレーザー１２と、ＩＤ
Ｔ２０にＳＡＷを励起させる高周波信号を入力するＶＣ
Ｏ３４と、一定の強度の光ビームが射出されるようにセ
ンサ２２で検出された光強度に応じて光変調素子を変調
する制御回路３２とを備えている。光導波路１０中を伝
搬する光ビームはＳＡＷ１８により偏向された後に射出
され、Ｆ・θレンズ等の光学系を経て感光体３０を露光
する。偏向されない非回折光はセンサ２２で検出され、
制御回路３２はこの強度信号に応じて光変調素子１３を
変調することで、一定強度の回折光が射出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置及び画
像形成装置にかかり、特に、薄膜で形成された光導波路
内に入射された光ビームを、光導波路内で励起された表
面弾性波によって偏向する光走査装置、及びレーザ・プ
リンター、デジタル複写機、ファクシミリ等の光走査装
置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ・ビーム・プリンター、デジタル
複写機、ファクシミリ等に用いられる光ビームによる光
走査装置としては、気体レーザや半導体レーザからの光
ビームを偏向する回転多面鏡（ポリゴンミラー）と、そ
のポリゴンミラーにより反射された光ビームを感光体等
の結像面上において等速度直線運動の状態に集光するｆ
θレンズとで構成されたものが代表的に用いられてい
る。このようなポリゴンミラーを用いた光走査装置は、
モーターによってポリゴンミラーを高速回転させるため
に、耐久性に問題があると共に高速回転の際の騒音が発
生する。また、これら耐久性や騒音を考慮すると、光走
査速度はモーターの回転数によって制限されるという問
題がある。

【０００３】このため、音響光学効果を利用した光導波
路型の光偏向素子が期待されている（C.S.Tsai,IEEE Tr
ans.Circuits and Syst.vol.CAS-26(1979)1072. 、特開
昭５２−６８３０７号公報や特公昭６３−６４７６５号
公報等参照）。この光導波路型の光偏向素子は、ＬｉＮ
ｂＯ₃やＺｎＯ等よりなる光導波路と、この光導波路内
に光ビームをカップリング（入射）させるための入射手
段と、光導波路中の光ビームを音響光学効果により偏向
するための表面弾性波を励起するくし形電極（トランス
デューサ）と、偏向された光ビームを光導波路中より射
出するための射出手段とを備えたものであり、この他に
必要に応じて薄膜レンズ等が光偏向素子へ付加される。

【０００４】このような光導波路型の光偏向素子におい
て、光ビームの偏向角度と表面弾性波の周波数とは略比
例の関係がある。一方、偏向された光ビームの強度は周
波数依存特性を有し、偏向角度によって強度が変化す
る。この周波数特性は、くし型電極の形状や個数およ
び、表面弾性波を励起するくし型電極に入力される電
圧、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controll
ed Oscllator）の出力電圧のレベルの周波数特性等に依
存している。従って、数十ｍｒａｄ以上の角度範囲で偏
向するようにすると、高帯域で周波数を変化させること
になり、偏向された光ビームの強度は１０〜２０％程度
変化する。この変化はレーザビーム・プリンタやファク
シミリ等にとっては、印字ムラ等になって現れる。

【０００５】この問題を解消するため、プリンター等へ
の応用が検討された光走査素子が提案されている（野崎
他，信学技報，OQE85-177(1986)43.、羽鳥他，信学技
報，OQE88-139(1989)9. ）。この技術では、予め表面弾
性波の周波数特性を測定し、その測定値に基づいてＶＣ
Ｏに相当する高周波アンプの出力特性を制御することに
よって、約±５％の光ビームの強度の安定性を得てい
る。しかしながら、この方法では、さらに高い光ビーム
の強度の安定度を得ることができない。また、導波路の
偏向部位等からのジュール熱による導波路の温度変化
や、駆動回路等の経時変化によって、導波路の材料の性
能指数及び実効屈折率が変化して、回折効率（偏向時の
光強度）が変化するという動的な変化に対応することが
できない。

【０００６】このような動的な変化に対応するために、
特開昭５７−１４６２３号公報には、励起用のトランス
デューサ（ＩＤＴ）の対向側に検出用トランスデューサ
を設置し、導波路上を伝搬してきた表面弾性波の速度変
化を検出し、その検出結果から光偏向素子の温度変化を
求めて、光偏向素子の温度を制御することで、導波路の
材料の性能指数及び実効屈折率の変化を抑制する方法が
提案されている。

【０００７】しかしながら、温度を制御する方法では、
ペルチェ素子等の電熱変換素子が必要であると共にそれ
を制御するために装置が複雑になり、コスト高になる。
また、高周波信号によって表面弾性波を励起する場合、
各々の周波数においてブラック反射を満足させることが
できるように異なった角度で表面弾性波が進行する。こ
のため、偏向させるための光ビームの幅を広くすると、
表面弾性波の広がりがトランスデューサの幅に比べて大
きくなり、対向側に設置した検出用トランスデューサだ
けでは良好に信号を検出することができないことがあ
る。また、高周波信号によって表面弾性波を励起する場
合には、トランスデューサに検出されない、すなわち検
出用トランスデューサで吸収されない表面弾性波が散乱
して回折時のノイズとなり、偏向の妨げとなることがあ
る。

【０００８】この問題を解消するため、励起された表面
弾性波による回折光以外の非回折光を検出し、その検出
信号によって、表面弾性波を励起するための発振器の出
力電圧を変化させてレーザ光の強度を一定にする方法が
提案されている（特開昭５７−９７２６５号公報参
照）。この方法によれば、発振器の出力電圧を変化させ
る低周波数帯域でレーザ光の強度を一定にしているの
で、偏向されたレーザ光の強度は、長時間の周期（低周
波数）で安定化させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
光走査装置や画像形成装置は、高解像度でかつ高速化の
要求が高まっている。例えばレーザビームプリンタやコ
ピー、ファクシミリ等のように非常に短い周期や時間
（例えば１０^-8秒）で偏向する必要がある場合には、偏
向角に応じて光量変動が生じるので、この光量変動を補
正しなければならない。上記のように、検出した非回折
光の強度によって表面弾性波を励起するための発振器の
出力電圧を変化させてレーザ光の強度を一定にする方法
では、レーザ光の強度を長時間の周期で安定化させるこ
とができるものの、表面弾性波に応答遅れが生じて、偏
向角に応じた光量変動を補正することが困難となる。

【００１０】本発明は、上記事実を考慮して、高周波信
号によって表面弾性波を励起する場合であっても所定の
光ビームの強度を安定して得ることができる光走査装置
及び画像形成装置を得ることが目的である。

【００１１】

【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に記載の発明の光走査装置は、光ビームを射
出するビーム出力手段と、入力された高周波信号に応じ
て表面弾性波を励起するトランスデューサと、薄膜で形
成された光導波路とを備え、前記高周波信号に応じて励
起された表面弾性波で回折を生じさせる音響光学効果に
よって前記光ビームを偏向させて射出して投影面上で走
査する光走査装置において、前記回折された光ビーム以
外の非回折光の強度を検出する検出手段と、検出した非
回折光の強度に基づいて、当該非回折光の強度が所定値
になるように前記ビーム出力手段から射出される光ビー
ムの光量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴と
している。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光走査装置において、前記ビーム出力手段は、射出す
る光ビームを入力された変調信号により強度変調して所
定光量の光ビームを射出するための変調手段を含み、前
記補正手段は、前記変調信号を補正することによって、
前記光ビームの光量を補正することを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の光走査装置において、前記ビーム出力手段は、光ビー
ムを発生させるための発生手段と、前記光ビームを変調
信号により強度変調して所定光量の光ビームを射出する
ための変調手段とから構成されると共にモノシリックに
形成され、前記補正手段は、前記変調信号を補正するこ
とによって、前記光ビームの光量を補正することを特徴
とする。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の光走査装置において、前記ビーム出力手段は、光ビー
ムを発生させるための発生手段と、前記光ビームを変調
信号により強度変調して所定光量の光ビームを射出する
ための変調手段とから構成されると共に、当該変調手段
は前記光導波路にモノシリックに形成され、前記補正手
段は、前記変調信号を補正することによって、前記光ビ
ームの光量を補正することを特徴とする。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の光走査装置において、前記補正手段は、前記非回折光
の強度を所定強度に補正するための補正量を記憶した記
憶手段を備え、前記検出手段で検出した前記非回折光の
強度変化及び前記記憶手段に記憶された補正量に基づい
て補正することを特徴とする。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項２乃至請
求項５の何れか１項に記載の光走査装置において、前記
変調手段は、前記光ビームを複数に分岐させる分岐手段
と、分岐された少なくとも１つの光ビームの位相差を入
力信号に基づいて変動させる位相差変動手段と、分岐さ
れた各光ビームを合成する合成手段とを備えた干渉型光
変調手段で構成され、前記補正手段は、前記入力信号を
補正することによって、前記光ビームの光量を補正する
ことを特徴とする。

【００１７】請求項７に記載の発明は、画像を形成する
ための感光体と、前記感光体を一様に帯電する帯電手段
と、前記感光体に光を照射して潜像を形成する露光手段
と、前記潜像を可視化する現像手段とを備えた画像形成
装置において、前記露光手段は、薄膜で形成された薄膜
光導波路と、前記薄膜光導波路に少なくとも１本の光ビ
ームを入射するための光源と、入力された高周波信号に
応じて表面弾性波を励起するトランスデューサと、前記
高周波信号により励起された表面弾性波で回折を生じさ
せる音響光学効果によって偏向された光ビームを薄膜導
波路外に出射する出射手段と、前記回折された光ビーム
以外の非回折光の強度を検出する検出手段と、検出した
非回折光の強度に基づいて、当該非回折光の強度が所定
値になるように前記ビーム出力手段から射出される光ビ
ームの光量を補正する補正手段と、から構成したことを
特徴とする。

【００１８】本発明の光走査装置によれば、入力された
高周波信号でくし形電極等で構成されるトランスデュー
サにより励起された表面弾性波が光導波路上を伝搬す
る。トランスデューサによって励起される表面弾性波
は、偏向する角度、入力された高周波信号の変動や光導
波路の材料等の特性によって強度変化する。このように
強度変化すると、射出された光ビームの強度が変化す
る。そこで、検出手段は、回折された光ビーム以外の非
回折光の強度を検出する。回折光は、表面弾性波により
偏向された用いるべき光ビームであり、この回折光以外
の光ビームは表面弾性波により偏向されずに通過した所
謂０次回折光とされる光ビームである。補正手段は、検
出した非回折光の強度に基づいて、当該非回折光の強度
が所定値になるように前記ビーム出力手段から射出され
る光ビームの光量を補正する。すなわち、偏向による回
折光以外の非回折光は検出手段により検出されるので、
検出した非回折光の強度から、偏向に用いられた光ビー
ムの強度を求めることができ、偏向された光ビームは、
安定した所定強度で射出される。従って、偏向しながら
光ビームの強度を検出することができ、非常に短い周期
や時間で光ビームを偏向する場合の偏向角毎の光量補正
が可能となる。

【００１９】前記ビーム出力手段は、請求項２に記載し
たように、射出する光ビームを入力された変調信号によ
り強度変調して所定光量の光ビームを射出するための変
調手段を含んで構成することができる。従って、ビーム
出力手段からは、強度変調された所定光量の光ビームが
射出される。この場合、補正手段は、変調手段への変調
信号を補正することにより光ビームの光量を補正する。
このようにすることにより、光ビームは、ビーム出力手
段から射出された時点で、偏向された光ビームが安定し
た所定強度で射出されるように、光量が補正されてお
り、光ビームを偏向するときには偏向のみの制御すれば
よく、制御に対する負荷が軽減する。

【００２０】また、ビーム出力手段は、請求項３にも記
載したように、光ビームを発生させるための発生手段
と、前記光ビームを変調信号により強度変調して所定光
量の光ビームを射出するための変調手段とから構成され
ると共にモノシリックに形成することができ、このよう
に構成することによって、ビーム出力手段を小型かつ単
純な構成にすることができる。

【００２１】さらに、ビーム出力手段を、請求項４に記
載したように、光ビームを発生させるための発生手段
と、前記光ビームを変調信号により強度変調して所定光
量の光ビームを射出するための変調手段とから構成する
と共に、当該変調手段を前記光導波路にモノシリックに
形成することができる。これにより、発生手段と変調手
段とは別個の構成となるが、発生手段には半導体レーザ
等の光素子のみを容易に用いることができると共に、変
調手段は光導波路に容易に形成することができ、製造が
容易となる。

【００２２】前記補正手段は、請求項５に記載したよう
に、前記非回折光の強度を所定強度に補正するための補
正量を記憶した記憶手段を備え、前記検出手段で検出し
た前記非回折光の強度変化及び前記記憶手段に記憶され
た補正量に基づいて補正することができる。すなわち、
記憶手段は、非回折光の各強度毎に、補正量を記憶し、
検出手段で検出した非回折光の強度変化及び記憶手段に
記憶した補正量に基づいて補正する。この記憶手段に記
憶した補正量は、各非回折光の強度に対応して偏向され
射出される光ビームの強度を所定強度に補正するための
ものであり、検出手段で検出した非回折光の強度変化
（例えば所定時間内の差分値）から定まる光ビームの強
度に対応する補正量を用いてビーム出力手段から射出さ
れる光ビームの光量を補正する。従って、記憶手段に記
憶された補正量を読みだすのみで偏向角毎に光量を補正
でき、演算負荷を軽減できる。

【００２３】前記変調手段は、請求項６に記載したよう
に、前記光ビームを複数に分岐させる分岐手段と、分岐
された少なくとも１つの光ビームの位相差を入力信号に
基づいて変動させる位相差変動手段と、分岐された各光
ビームを合成する合成手段とを備えた干渉型光変調手段
で構成され、前記補正手段は、前記入力信号を補正する
ことによって、前記光ビームの光量を補正することがで
きる。この変調手段を用いることによって、例えば位相
差発生電極等へ電圧印加によって位相差を生じさせるの
みで簡単に光ビームの光量を補正することができる。

【００２４】また、本発明の画像形成装置は、請求項７
に記載したように、画像を形成するための感光体と、前
記感光体を一様に帯電する帯電手段と、前記感光体に光
を照射して潜像を形成する露光手段と、前記潜像を可視
化する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記
露光手段は、薄膜で形成された薄膜光導波路と、前記薄
膜光導波路に少なくとも１本の光ビームを入射するため
の光源と、入力された高周波信号に応じて表面弾性波を
励起するトランスデューサと、前記高周波信号により励
起された表面弾性波で回折を生じさせる音響光学効果に
よって偏向された光ビームを薄膜導波路外に出射する出
射手段と、前記回折された光ビーム以外の非回折光の強
度を検出する検出手段と、検出した非回折光の強度に基
づいて、当該非回折光の強度が所定値になるように前記
ビーム出力手段から射出される光ビームの光量を補正す
る補正手段と、から構成する。従って、高周波信号によ
り偏向された光ビームであってもその強度は偏向角度に
拘わらず安定することになり、印字ムラや色ムラが生じ
ることなく画像を形成することができる。

【００２５】なお、上記の光ビームを射出するための装
置としてはレーザ装置があり、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体レー
ザや、ＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体レーザまたはこれ
らのレーザ・アレイ等を用いることができる。薄膜で形
成された光導波路の材料としてはＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴ
ａＯ₃、ＺｎＯ、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃（ＰＺＴ）、
（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃（ＰＬＺＴ）等が代
表的であり、例えば、ＬｉＮｂＯ₃の場合は、ＬｉＮｂ
Ｏ₃単結晶ウエハーにＴｉを蒸着した後、Ｔｉを約１０
００°ＣにてＬｉＮｂＯ₃に拡散することによって作製
した光導波路、ＬｉＴａＯ₃単結晶基板上へＬｉＮｂＯ
₃薄膜をＲｆ−マグネトロン・スパッタリングによって
気相エピタキシャル成長した光導波路、α−Ａｌ₂Ｏ₃
単結晶基板上へＬｉＮｂＯ₃薄膜をゾルゲル法によって
固相エピタキシャル成長した光導波路等を用いることが
できる。ＺｎＯの場合は、ガラス基板上へ電子ビーム蒸
着またはＲｆ−マグネトロン・スパッタリングによって
作製したｃ軸配向性のＺｎＯ薄膜を光導波路としたも
の、ＰＬＺＴの場合には、ＭｇＯ基板上へＰＬＺＴ薄膜
をイオンビーム・スパッタリングによって気相エピタキ
シャル成長した光導波路、ＧａＡｓ基板上エピタキシャ
ルＭｇＯバッファ層へＰＬＺＴ薄膜をＲｆマグネトロン
・スパッタリングによって気相エピタキシャル成長した
光導波路、ＳｒＴｉＯ₃基板上へＰＬＺＴ薄膜をゾルゲ
ル法によって固相エピタキシャル成長した光導波路等を
用いることができる。

【００２６】レーザ装置の発振によって射出される光ビ
ーム、すなわちレーザ・ビームはプリズム・カップリン
グ、バット・カップリング（またはエンド・カップリン
グ）、グレーティング・カップリング、エバーネッセン
ト・フィールド・カップリング等によって光導波路に入
射される。薄膜レンズとしては、モード・インデックス
・レンズ、ルネブルク・レンズ、ジオデシック・レン
ズ、フレネル・レンズ、グレーティング・レンズ等が適
している。光導波路中の光ビームを回折偏向するための
表面弾性波（ＳＡＷ）を励起用のトランスデューサ、ま
たは伝搬された表面弾性波を検出する検出手段としての
トランスデューサは、平行くし形電極、表面弾性波の伝
搬方向に電極指間ピッチを変化させたチャープ電極、こ
の電極を角度を変えて複数配置した電極、各電極指間の
角度が傾斜したチャープ電極、湾曲したすだれ状電極、
各電極指間隔が電極長さ方向に変化する湾曲電極、電極
指間ピッチの異なる複数個の電極を角度を変えて配置し
た電極等を用いることができ、さらにいずれかの電極を
用いて光導波路中の光ビームを多重回折することも可能
である。また、偏向された光ビームを出射するための射
出手段は、プリズム・カップラー、グレーティング・カ
ップラー、フォーカシング・カップラー、ＳＡＷグレー
ティング・カップラー等が適している。

【００２７】なお、前記請求項２に記載の変調手段に相
当する、光変調素子は、電界吸収型光変調器、ＧａＡ
ｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＰ等を用いた電界吸収型光変調
器、ＬｉＮｂＯ₃、ＢａＴｉＯ₃等の強誘電体を用いた
電気光学効果（ＥＯ効果）、音響光学効果（ＡＯ効果）
による光変調器、または、ＬｉＮｂＯ₃を用いた干渉型
光変調器を用いることができる。

【００２８】この干渉型光変調器は、前記請求項６に記
載の干渉型光変調手段に相当する。干渉型光変調器は、
分岐導波路を導波する何れかの導波モードを位相変調
し、これを参照導波光と合波・干渉させ、強度変調され
た出力光を得るものである。具体的には、ＬｉＮｂＯ₃
による電気光学材料上に、入射光が導入される導入導波
路及び導入導波路から複数に分岐した導波路（以下、ア
ームという）からなる入力側導波路群（例えば２股に分
岐し、Ｙ字型分岐導波路）を形成し、この入力側導波路
群を略同一形状で逆向きとなる出力側導波路群（逆Ｙ字
型分岐導波路）で結合し、入出力が単一の光ビームとな
るように導波路を形成する。これらのアームの各々に
は、非対称型のストリップ電極を覆うように形成し、少
なくとも１つのアームにマイクロ波による外部変調電圧
を印加することによって、電圧印加されたアームを伝搬
する光ビームはマイクロ波による変調を受け位相変化す
る。従って、電圧印加されていないアームを伝搬する非
変調の光ビームと、位相変化された光ビームとは、出力
側導波路群（逆Ｙ字型次導波路）で合成される。これに
よって、これらの光ビームは干渉し、各光ビームの位相
差に応じて出力の光ビームの強度が変化する。この干渉
型光変調器を用いれば、光ビームの波長を変動させるこ
となく、変調帯域を増加させることができ、例えば１０
ＧＨｚ程度の超高速な変調が可能となる。なお、この干
渉型光変調器を用いた光変調素子は、特開平６−１５１
６０１号公報の技術に記載されているように、半導体レ
ーザ上にバッファ層を介してＬｉＮｂＯ₃薄膜をエピタ
キシャル成長させ、モノシリックに形成してもよく、ま
た光ビームを偏向させるための偏向素子上に直接モノシ
リックに形成してもよい。

【００２９】

【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。第１実施の形態は、
入射したレーザ・ビームを薄膜導波路によって所定の角
度範囲で偏向する光走査装置に本発明を適用したもので
ある。なお、表面弾性波（以下、ＳＡＷという。）を用
いて偏向する薄膜導波路について説明する。

【００３０】図１に示すように、第１実施の形態にかか
る光走査装置は、２０ｍＷの出力の半導体レーザ１１及
び光変調素子１３が順に設けられたビーム出力手段とし
ての光源素子１２を備えている。光変調素子としては、
ＬｉＮｂＯ₃素子を用いた干渉型光変調器を用いること
ができる。この干渉型光変調器は、上記課題を解決する
ための手段における請求項６の欄に記載したように、分
岐導波路を導波する何れかの導波モードを位相変調し、
これを参照導波光と合波・干渉させ、強度変調された出
力光を得るものである。半導体レーザ１１からはコリメ
ートされたレーザ・ビームが射出され、このコリメート
されたレーザ・ビームは後述するように光変調素子にお
いて強度変調され射出される。なお、後述する光導波路
１０上に、レーザ・ビームのコリメート等のビーム整形
をするための薄膜レンズを設けてもよい。光源素子１２
の射出側には、α−Ａｌ₂Ｏ₃単結晶基板上にＬｉＮｂ
Ｏ ₃薄膜導波路である光導波路１０が設けられた光学素
子が設けられている。この光導波路１０上には、光源素
子１２から射出されたレーザ・ビームを光導波路１０内
へ入射させるための入射用グレーティング１４が形成さ
れている。光源素子１２から射出されたレーザ・ビーム
１６は入射用グレーティング１４のグレーティング・カ
ップリングにより光導波路１０へ入射される。光導波路
１０上に入射されたレーザ・ビーム１６ａの進行方向に
沿った所定位置には射出用グレーティング２８が設けら
れている。従って、光導波路１０内を進行したレーザ・
ビーム１６ａは、射出用グレーティング２８によって光
導波路１０外へ射出される。この光導波路１０外へ射出
されたレーザ・ビーム１６ｂの射出方向に沿った所定位
置には円筒状の感光体３０が位置している。なお、図示
は省略したが、光導波路１０のレーザ・ビームの射出側
で感光体３０までの間にはＦ・θレンズ等の走査結像の
ための光学系が設けられている。

【００３１】上記光導波路１０内を進行するレーザ・ビ
ーム１６ａから所定方向（図１では紙面の上方向）へ所
定間隔を隔てた位置の光導波路１０上には、電極指間ピ
ッチを変化させたトランスデューサとしての励起用チャ
ープＩＤＴ電極（以下、励起用ＩＤＴ電極という。）２
０が設けられている。また、光導波路１０内でかつ光導
波路１０内を進行するレーザ・ビーム１６ａのうち、後
述するＳＡＷによる回折により偏向されたレーザ・ビー
ム以外のレーザ・ビーム（以下、非回折光という。）１
６ｃ、すなわち、光導波路１０内を略直進する非回折光
１６ｃの進行方向には、この非回折光１６ｃの強度を検
出するためにフォトダイオード等の光検出素子で構成さ
れた光強度センサ２２が設けられている。光強度センサ
２２は、検出した非回折光の強度に応じた電気信号を出
力する。

【００３２】この光強度センサ２２は、非回折光が照射
される位置に設けられるので、レーザ・ビームの偏向中
にも強度を検出することができる。なお、光強度センサ
２２の設置位置は、非回折光が照射される位置に限定さ
れるものではなく、偏向による範囲内において、予め設
定された有効な走査範囲以外の偏向したレーザ・ビーム
が照射される位置を含んでもよい。

【００３３】励起用ＩＤＴ電極２０は整合回路３６を介
してＶＣＯ３４の出力端子３４Ａに接続されている。ま
た、光強度センサ２２は、制御回路３２の入力端子３２
Ａに接続されている。この制御回路３２の第１出力端子
３２ＢはＶＣＯ３４の入力端子３４Ｂに接続され、第２
出力端子３２Ｃは光源素子１２の光変調素子１３に接続
されている。なお、半導体レーザ１１は、図示しないオ
ートゲインコントローラ（ＡＰＣ）を備えており、予め
定めた一定の光量のレーザ・ビームを射出する。

【００３４】励起用ＩＤＴ電極２０は、入力された信号
に応じてＳＡＷ１８を励起する。すなわち、ＶＣＯ３４
から出力された高周波信号が整合回路３６で励起用ＩＤ
Ｔ電極２０を駆動するための信号に整合され、励起用Ｉ
ＤＴ電極２０へ入力されて、ＳＡＷ１８を励起する。こ
のＶＣＯ３４の出力周波数はＶＣＯ３４の入力端子３４
Ｂに入力される電圧値によって定まる。制御回路３２
は、ＶＣＯ３４へ基準電圧を出力し、この基準電圧に応
じてＶＣＯ３４は所定周波数の高周波信号を出力する
（詳細後述）。従って、信号がＶＣＯ３４の入力端子３
４Ｂに入力されると、ＶＣＯ３４からの電圧値に基づい
て所定周波数の高周波信号が出力され、その高周波信号
が励起用ＩＤＴ電極２０に印加されると、光導波路１０
に同じ周波数のＳＡＷ１８が励起される。

【００３５】これによって、光導波路１０へ入射された
レーザ・ビーム１６は、光導波路１０に励起されたＳＡ
Ｗ１８によりブラッグ回折されることによって偏向され
る。この偏向されるレーザ・ビームは、励起用ＩＤＴ電
極２０に入力された高周波信号により所定角度範囲（図
１では角度θ）内で偏向される。そして、光導波路１０
から射出されたレーザ・ビーム１６ｂは、図示を省略し
たＦ・θレンズ等の光学系を通過し感光体３０上へ至
る。従って、レーザ・ビームは偏向によって感光体３０
上を走査することになり、偏向されたレーザ・ビームに
よって感光体３０上に走査線を形成できる。このとき、
偏向されないレーザ・ビーム、すなわち非回折光１６ｃ
は、光強度センサ２２へ至る。

【００３６】なお、本実施の形態では、図示は省略した
駆動手段によって感光体３０は所定の回転速度で所定方
向（図１では矢印Ａ方向）に回転可能とされている。従
って、上記の偏向による走査を主走査とし、感光体の回
転による副走査をすることによって、感光体３０上に走
査線が副走査方向に複数連続した画像面（投影面）を形
成することができる。

【００３７】次に、上記ＶＣＯ３４の一例を図２を参照
し説明する。図２に示したＶＣＯ３４は、信号レベル変
換器４０を備えており、信号レベル変換器４０は発振回
路４２に接続されている。信号レベル変換器４０は、制
御回路３２から入力された電圧値を発振回路４２へ出力
するためのレベルに変換するための変換器である。ま
た、発振回路４２は入力された信号レベルに応じた高周
波信号を発振するための回路である。発振回路４２の出
力端子は増幅器（ＡＭＰ）４６を介して整合回路３６に
接続されている。従って、制御回路３２から入力された
電圧値に応じて発振回路４２において高周波が発振され
る。発振回路４２で発振された高周波信号は、ＡＭＰ４
６から出力される。

【００３８】次に、上記制御回路３２の一例を図３を参
照し説明する。制御回路３２は、上記ＳＡＷによりレー
ザ・ビームを偏向させるための高周波信号をＶＣＯ３４
から出力させるため、一定レベルの電圧値を出力する基
準信号発生器６０を備えている。この基準信号発生器６
０から出力される一定レベルの電圧値によってＶＣＯ３
４から高周波信号が出力され、これにより励起されたＳ
ＡＷによりレーザ・ビームが偏向される。

【００３９】また、制御回路３２は、メモリ６６を備え
ており、このメモリ６６は演算器６８の第１入力端子に
接続されている。この演算器６８の第２入力端子は信号
変換器７２を介して光強度センサ２２に接続されてい
る。演算器６８の出力側はドライバ６２を介して光変調
素子１３に接続されている。

【００４０】メモリ６６には光導波路１０から射出され
るレーザ・ビーム（回折光）の強度を一定に保持するよ
うに非回折光の強度の対応する基準信号ｙ₀が記憶され
ている。この基準信号ｙ₀は偏向中に光導波路１０から
射出されるレーザ・ビーム（回折光）の強度が予め定め
た一定値であるときに光強度センサ２２からの信号、す
なわち信号変換器６４から出力される信号に一致されて
いる。信号変換器６４は光強度センサ２２から出力され
た微弱信号を演算器６８で読み取り可能なレベルに変換
するものである。なお、光強度センサ２２から出力され
た信号は、ＳＡＷ１８を励起する周波数に同期して出力
されるので、偏向角に対応して非回折光の強度を検出す
ることができる。演算器６８は第１及び第２入力端子か
ら入力された信号を減算した演算結果に応じた信号Ｙを
ドライバ６２へ出力するための回路であり、ドライバ６
２は入力された信号Ｙに応じて光変調素子１３において
レーザ・ビームを強度変調するための変調信号ｇを出力
する回路である。

【００４１】次に、本実施の形態の光走査装置の作動を
説明する。光導波路１０へ入射された所定強度のレーザ
・ビーム１６ａは、ＳＡＷ１８によるブラッグ回折の作
用により偏向される。すなわち、励起用ＩＤＴ電極２０
には、ＶＣＯ３４からの高周波信号が入力され、これに
よりＳＡＷ１８が励起され、このＳＡＷ１８が光導波路
１０上を伝搬する。従って、光導波路１０内を通過する
レーザ・ビームは、励起されたＳＡＷ１８によってブラ
ッグ回折されて、偏向される。この場合、偏向されたレ
ーザ・ビームは射出用グレーティング２８により光導波
路１０から射出されると共に、偏向されない非回折光は
光強度センサ２２へ至る。これにより、光強度センサ２
２は照射された非回折光の強度に応じた信号を制御回路
３２の信号変換器６４へ出力する。

【００４２】制御回路３２では、信号変換器６４が非回
折光の強度に応じた信号を演算器６８で読み取り可能な
強度信号ｙに変換して演算器６８へ出力する。このと
き、光導波路１０から射出されるレーザ・ビーム（回折
光）の強度を一定に保持するための非回折光の強度に対
応する基準信号ｙ₀が演算器６８へ出力されている。従
って、演算器６８では、メモリ６６からの基準信号ｙ₀
から強度信号ｙを減算し、その減算結果である信号Ｙ
（＝ｙ₀−ｙ）をドライバ６２へ出力する。ドライバ６
２では、入力された信号Ｙを強度変調用の信号ｇに変換
して出力する。

【００４３】この入力された信号Ｙから強度変調用の信
号ｇへの変換は、予め実験等により求めた線形または非
線形の変換であり、信号Ｙに対応するレーザ・ビームの
強度だけ増減された強度のレーザ・ビームが光強度セン
サ２２へ至るように光変調素子１３を変調するための信
号に、変換するものである。すなわち、光変調素子１３
を変調することによって、光強度センサ２２からは、基
準信号ｙ₀に相当する信号が出力される。なお、この変
換は、ルックアップテーブル等の１対１変換や、予め実
験的に求めた関数変換を用いることができる。また、予
めレーザ・ビーム（回折光）の強度を一定に保持するた
めの非回折光の強度を多数実験的に求め、これらの対応
をデータベース化してメモリに記憶し、検出した光強度
センサ２２の出力信号に対応する値を読みだすようにし
てもよい。

【００４４】従って、制御回路３２では、光導波路１０
から射出されるレーザ・ビームの強度が一定であれば信
号変換器６４からは基準信号ｙ₀と一致する強度信号ｙ
が出力される。一方、ＳＡＷ１８の強度変動や材料の経
時変化等により、ある偏向角でレーザ・ビームの強度が
変動すると、信号変換器６４から出力される強度信号ｙ
は基準信号ｙ₀と不一致となる。このように不一致とな
る強度信号が出力されると、演算器６８で差分が求めら
れ、差分値（信号Ｙ）が出力される。この差分値で強度
変調用の信号ｇが求められ、信号ｇに応じてレーザ・ビ
ームの強度が増減するように光変調素子１３を変調す
る。このようにして光変調素子１３が変調されると、略
一定の強度の非回折光が光強度センサ２２へ至る。これ
によって、光導波路１０から射出されるレーザ・ビーム
の強度、すなわち、回折光の強度は、基準信号に略一致
し安定する。

【００４５】本発明者等は、本実施の形態にかかる光走
査装置において、トランスデュサーの帯域Δｆ＝１００
０ＭＨｚ、レーザの波長λ０＝７８０ｎｍ、レーザ・ビ
ーム幅１０ｍｍの条件で実験を行い、光導波路から射出
されたレーザ・ビームは、偏向角度が約１３°で走査さ
れ、レーザ・ビームの光強度分布の均一性が良好な走査
線を形成することができる、という結果を得た。

【００４６】なお、上記の、ＶＣＯの経時変動や光導波
路自体の温度変動、及び励起用ＩＤＴ電極２０の形状か
ら予測されるＳＡＷ１８の変動は予め実験等によって求
めることができるので、これら予め求めた変動による補
正量を制御回路３２にさらに記憶しておけば、光強度セ
ンサ２２へ至る非回折光をさらに安定させることがで
き、射出されるレーザ・ビームの安定性を向上させるこ
とができる。

【００４７】次に、本実施の形態の光走査装置を用いて
感光体３０上に画像を形成する画像形成装置を構成する
場合を説明する。図４に示すように、画像形成装置は、
上記説明した実施の形態の光導波路を含む感光体を除く
光走査装置を、レーザ・ビームの照射により感光体３０
に潜像を形成させるための露光装置５０として、備え
る。この感光体３０は、露光装置５０のレーザ・ビーム
の射出側に位置している。また、画像形成装置は、感光
体３０を一様に帯電させるための帯電装置５２と、露光
装置５０によって形成された潜像をトナー付着等により
可視化するための現像装置５４とを備えている。また、
帯電装置５２の感光体３０の回転方向（図４の矢印Ａ方
向）の上流側には、クリーナ５６Ａが設けられ、現像装
置５４の感光体３０の下流側には転写紙５６Ｃを感光体
３０とで挟持するように転写器５６Ｂが設けられてい
る。

【００４８】この画像形成装置では、帯電装置５２によ
って感光体３０が回転と共に一様に帯電され、帯電部位
が露光装置５０のレーザ・ビームの照射部位に至る。露
光装置５０はレーザ・ビームを照射し、感光体３０に潜
像が形成される。形成された潜像は、現像装置５４でト
ナー付着等により可視化される。この後、可視化された
像は、転写器５６Ｂによって転写紙５６Ｃに転写され、
転写紙５６Ｃに画像が形成される。この転写器５６Ｂに
より転写されずに残存したトナー等はクリーナ５６Ａで
クリーニングされる。このようにして画像が形成され
る。

【００４９】ここで、２次元画像を形成する場合には、
ＳＡＷの偏向による主走査及び感光体３０の回転による
副走査に同期して画像信号に基づいてレーザ・ビームを
感光値３０に投影するようにすればよい。例えば、２値
画像形成の場合には、画像信号の画素毎に感光体３０上
に投影されるレーザ・ビームをオンオフしたり、レーザ
・ビームの強度を感光体３０上に潜像形成が可能な強度
とそれ未満の強度とに強弱させる。また、階調画像の場
合には階調度に応じてレーザ・ビームの強度を設定す
る。これらレーザ・ビームをオンオフしたり、レーザ・
ビームの強度を強弱または設定したりすることは、半導
体レーザ自体を制御したり、励起用ＩＤＴ電極へ入力す
る高周波信号の強度を変更することで、可能である。例
えば、ホストコンピュータ等から形成するための画像の
濃度等に応じた画像データが入力されるようにして、感
光体３０の走査（主走査及び副走査）と同期して、画像
データに応じて半導体レーザが射出するレーザ・ビーム
の強度を変調すればよい。また、半導体レーザに代え
て、画像データに応じて光変調素子でさらに変調するよ
うにしてもよい。

【００５０】次に、第２実施の形態を説明する。上記実
施の形態における光導波路で大きな角度範囲で偏向しよ
うとすると、励起用ＩＤＴ電極２０へ入力する信号の周
波数帯域が広帯域になり、制御が複雑化すると共に、光
導波路への負荷が増大する。そこで、本実施の形態で
は、単純な構成で、より広範囲の走査を可能とする光走
査装置を提供するものである。なお、本実施の形態は上
記実施の形態と略同様の構成であるため、同一部分は詳
細な説明を省略する。

【００５１】図５に示すように、第２実施の形態にかか
る光走査装置は、上記半導体レーザ１１と同様の３つの
半導体レーザ１１₁，１１₂，１１₃を備えている。こ
れらの各半導体レーザ１１₁〜１１₃からはコリメート
されたレーザ・ビームが射出される。各半導体レーザ１
１₁〜１１₃の射出側には、光変調素子１３と同様の光
変調素子１３₁〜１３₃が半導体レーザに対応して設け
られ、光源素子１２と同様の３組の光源素子１２₁〜１
２₃を構成している。

【００５２】光源素子１２₁〜１２₃の各射出側には、
上記光導波路１０と同様の構成の光導波路１０ａが設け
られた光学素子が設けられており、光導波路１０ａ上に
は、光源素子１２₁〜１２₃の各々から射出されたレー
ザ・ビームを光導波路１０ａ内へ入射させるための入射
用グレーティング１４₁が形成されている。この光導波
路１０ａ上に入射されたレーザ・ビームの進行方向に沿
った所定位置には射出用グレーティング２８₁が設けら
れている。光導波路１０ａ外へ射出されたレーザ・ビー
ムの射出方向に沿った所定位置には円筒状の感光体３０
₁が位置している。

【００５３】光導波路１０ａ上には、上記実施の形態の
励起用ＩＤＴ電極２０及び光強度センサ２２と同様の構
成配置であると共に、半導体レーザ１１₁を担当する励
起用ＩＤＴ電極２０₁及び光強度センサ２２₁、半導体
レーザ１１₂を担当する励起用ＩＤＴ電極２０₂及び光
強度センサ２２₂、半導体レーザ１１₃を担当する励起
用ＩＤＴ電極２０₃及び光強度センサ２２₃が順に設け
られている。これら励起用ＩＤＴ電極２０₁〜２０₃の
各々は、偏向角度範囲θで感光体３０₁を走査したとき
に、走査線が連続するように配置される。

【００５４】励起用ＩＤＴ電極２０₁は整合回路３６₁
を介してＶＣＯ３４₁に接続され、光強度センサ２２₁
は制御回路３２₁に接続される。同様に、励起用ＩＤＴ
電極２０₂は整合回路３６₂を介してＶＣＯ３４₂に接
続され、励起用ＩＤＴ電極２０₃は整合回路３６₃を介
してＶＣＯ３４₃に接続され、光強度センサ２２₂、２
２₃は、制御回路３２₁に接続されている。この制御回
路３２₁の出力端子はＶＣＯ３４₁〜３４₃の入力端子
に各々接続されている。また、制御回路３２₁は、射出
される各レーザ・ビームの強度を変調するための光変調
素子１３₁〜１３₃の各々に接続されている。

【００５５】図６に示すように、制御回路３２₁は、上
記制御回路３２（図３）と同様の構成である制御部８２
₁、８２₂、８２₃を有し、これら制御部８２₁、８２
₂、８２₃にはタイミング回路８０が接続されている。
制御部８２₁はＶＣＯ３４₁へ基準信号を出力すると共
に光強度センサ２２₁からの検出信号に基づいて光変調
素子１３₁へ補正用の信号を出力し、制御部８２₂はＶ
ＣＯ３４₂へ基準信号を出力すると共に光強度センサ２
２₂からの検出信号に基づいて光変調素子１３ ₂へ補正
用の信号を出力し、制御部８２₃はＶＣＯ３４₃へ基準
信号を出力すると共に光強度センサ２２₃からの検出信
号に基づいて光変調素子１３₃へ補正用の信号を出力す
る。タイミング回路８０は、制御部８２₁〜８２₃から
出力される信号を投影面上で１本の走査線を形成するよ
うに同期させるための回路である。例えば、制御部８２
₁〜８２₃から順に信号を出力するように同期信号を出
力したり、制御部８２₁〜８２₃の各々が一致して動作
するように同期信号を出力したりする。

【００５６】従って、各ＶＣＯから高周波信号が出力さ
れ、その高周波信号が励起用ＩＤＴ電極に印加され、光
導波路１０に同じ周波数のＳＡＷが励起される。すなわ
ち、励起用ＩＤＴ電極２０₁はＳＡＷ１８₁を励起し、
励起用ＩＤＴ電極２０₂はＳＡＷ１８₂を励起し、励起
用ＩＤＴ電極２０₃はＳＡＷ１８₃を励起する。

【００５７】これによって、例えば制御部８２₁〜８２
₃から順に信号が出力される場合、光導波路１０へ入射
された半導体レーザ１１₁からのレーザ・ビームがＳＡ
Ｗ１８₁によりブラッグ回折されることによって偏向さ
れ、その後半導体レーザ１１ ₂からのレーザ・ビームが
ＳＡＷ１８₂によりブラッグ回折されることによって偏
向され、その後半導体レーザ１１₃からのレーザ・ビー
ムがＳＡＷ１８₃によりブラッグ回折されることによっ
て偏向されるというように順次偏向される。これらの偏
向されたレーザ・ビームは、各励起用ＩＤＴ電極に入力
された高周波信号により略同一の所定角度範囲（図５で
は角度θ）内で偏向される。

【００５８】ここで、偏向された各レーザ・ビームは射
出用グレーティング２８₁により光導波路１０ａから射
出されると共に、偏向されない非回折光の各々は対応す
る光強度センサ２２₁〜２２₃へ至る。これにより、光
強度センサ２２₁〜２２₃の各々は照射された非回折光
の強度に応じた信号を制御回路３２₁の制御部８２₁〜
８２₃の各々へ出力する。

【００５９】制御回路３２₁の各制御部８２₁〜８２₃
では、上記実施の形態で説明したように、各々非回折光
の強度に応じた信号ｙと光導波路１０ａから射出される
レーザ・ビームの強度を一定に保持するための非回折光
の強度に対応する基準信号ｙ ₀との減算結果の信号ｇで
光変調素子の対応する各々を強度変調する。

【００６０】従って、強度変調用の信号ｇの各々に応じ
て各レーザ・ビームの強度が増減するように光変調素子
１３₁〜１３₃の各々が変調される。このようにして各
光変調素子が変調されると、略一定の強度の非回折光の
各々が対応する光強度センサ２２₁〜２２₃へ至る。こ
れによって、光導波路１０ａから射出される３本のレー
ザ・ビームの各強度、すなわち、各回折光の強度は、基
準信号に略一致し安定する。そして、光導波路１０ａか
ら射出されたレーザ・ビームは、図示を省略したＦ・θ
レンズ等の光学系を通過し感光体３０₁上へ至る。

【００６１】従って、ＳＡＷ１８₁、ＳＡＷ１８₂、そ
してＳＡＷ１８₃によりレーザ・ビームがブラッグ回折
されることによって順次偏向され、感光体３０₁上を走
査することになり、角度範囲３θで偏向したレーザ・ビ
ームにより形成される走査線に等価な均一な強度で走査
線を感光体３０上に形成できる。

【００６２】なお、本発明者等は、本実施の形態にかか
る光走査装置において、励起用ＩＤＴ電極の帯域Δｆ＝
１０００ＭＨｚ、レーザの波長λ０＝７８０ｎｍ、レー
ザ・ビーム幅１０ｍｍ、レーザ・ビームの変調速度５０
０ＭＨｚとする条件で実験を行い、各レーザ・ビームは
偏向角度が約１３°で走査されることにより、３本のレ
ーザ・ビームによる見かけの走査角度は約３９°を得る
ことができ、強度が均一なレーザ・ビームによって、感
光体上にて均一な強度の一本の走査線を形成することが
できる、という結果を得た。

【００６３】図７には、第２実施の形態の比較例とし
て、光強度センサの検出信号に応じてＳＡＷを変調する
ことによってレーザ・ビームの強度を変調する光導波路
１０_Hによる光走査装置を示した。なお、比較例の制御
回路３２_Hは、光変調素子を変調するための信号に代え
て、光強度センサの検出信号によってＶＣＯで変調させ
るための信号を含んで出力するである。

【００６４】本発明者は、上記比較例について励起用Ｉ
ＤＴ電極の帯域Δｆ＝１０００ＭＨｚ、レーザの波長λ
０＝７８０ｎｍ、レーザ・ビーム幅１０ｍｍ、及びレー
ザ・ビームの変調速度を５００ＭＨｚとする条件で実験
を行い、励起用ＩＤＴ電極２０₁でＳＡＷ１８₁を励起
し、励起用ＩＤＴ電極２０₂でＳＡＷ１８₂を励起し、
励起用ＩＤＴ電極２０₃でＳＡＷ１８₃を励起すること
によって、上記第２実施の形態と同様の広範囲で走査線
を形成するように偏向することができるが、励起用ＩＤ
Ｔ電極２０₁、２０₂、２０₃により励起されたＳＡＷ
１８₁、１８₂、１８₃の各々を制御するための応答性
に遅延が生じ、結果的に偏向したレーザ・ビームの強度
が不均一となる、という結果を得た。このため、この光
走査装置を用いて画像形成装置を構成すると、各走査線
が不均一に形成されることになるので、得られる画像は
濃度ムラを伴うこととなる、という問題を生じる。

【００６５】次に、第３実施の形態を説明する。本第３
実施の形態は、半導体レーザと光変調素子を基板上にモ
ノシリックに形成した光源素子を用いたものである。な
お、本実施の形態は、図５に示した光走査装置と同様の
構成のため、同一部分には同一符号を付し詳細な説明を
省略する。

【００６６】図８に示すように、本実施の形態の光走査
装置は、後述する半導体レーザと光変調素子を基板上に
モノシリックに形成した光源素子８８₁〜８８₃（図５
の光源素子１２₁〜１２₃に相当）を備えている。光源
素子１２₁〜１２₃の各射出側には、上記光走査素子と
同様の構成である、射出されたレーザ・ビームを光導波
路１０ａ内へ入射させるための入射用グレーティング１
４₁、入射されたレーザ・ビームを光導波路１０ａから
射出するための射出用グレーティング２８₁、光導波路
１０ａの射出側に位置する感光体３０₁が設けられてお
り、光導波路１０ａ上には、励起用ＩＤＴ電極２０₁〜
２０₃及び光強度センサ２２₁〜２２₃が順に設けられ
ている。これら励起用ＩＤＴ電極２０₁〜２０₃の各々
は、偏向角度範囲θで感光体３０₁を走査したときに、
走査線が連続するように配置される。

【００６７】図９に示すように、光源素子８８₁は、半
導体レーザ８４と干渉型の光変調素子８６とが同一のＧ
ｓＡｓ基板８５上にモノシリックに形成されている。本
実施の形態ではＧｓＡｓ基板８５上の一部に半導体レー
ザ８４が設けられ、半導体レーザ８４の射出側でかつＧ
ａＡｓ基板８５上に光変調素子８６を構成するＭｇＯ層
８６Ａ、ＬｉＮｂＯ₃層８６Ｂ、及びバッファ層である
ＳｉＯ₂層８６Ｃが順に形成されている。また、ＬｉＮ
ｂＯ₃層８６Ｂには、光導波路９０が形成され、光変調
素子８６の上部には電極９２、９４が形成されている。

【００６８】すなわち、このＬｉＮｂＯ₃層８６Ｂによ
る電気光学材料上に、半導体レーザ８４からのレーザ・
ビームが導入される導入導波路９０Ａ及び導入導波路か
ら２つに分岐した導波路９０Ｂ，９０Ｃからなる、２股
に分岐したＹ字型分岐導波路を形成すると共に、この入
力側導波路群と略同一形状で逆向きの導出導波路９０
Ｈ、導波路９０Ｆ，９０Ｇからなる逆Ｙ字型分岐導波路
を形成し、かつ導波路９０Ｂと導波路９０Ｆを連通させ
るための導波路９０Ｄ及び導波路９０Ｃと導波路９０Ｇ
とを連通させるための導波路９０Ｅを形成することによ
って、入射出が単一のレーザ・ビームとなるように導波
路９０を形成する。この導波路９０Ｄには外形コ字状の
電極９２の中腹部がその全部を覆うように形成し、導波
路９０Ｅには電極９４の一部がその一部を覆うように形
成する。

【００６９】外形コ字状の電極９２の両端部は抵抗９８
を介して電圧印加装置９６に接続されている。この抵抗
９８と電圧印加装置９６との間は接地側とされ、電極９
４に接続されている。従って、電極９２は電圧印加側電
極として機能し、電極９４は接地側電極として機能す
る。この電圧印加装置９６には制御回路３２₁が接続さ
れており、電圧印加装置９６は制御回路３２₁からの変
調用の信号が入力されることによって変調用の信号に応
じて変調電圧を電極９２へ印加するためのものである。
制御回路３２₁からの変調用の信号に応じて変調電圧を
電極９２へ印加すると、電圧印加された電極を担当する
光導波路９０Ｄを伝搬するレーザ・ビームは変調を受け
て位相変化（例えば、位相が遅延）する。一方、光導波
路９０Ｅは変調を受けないので、位相変化はない。

【００７０】従って、導入導波路９０Ａへ導入されたレ
ーザ・ビームは導波路９０Ｂ，９０Ｃに分岐され、導波
路９０Ｄを伝搬するときにのみ位相変化される。この位
相変化されたレーザ・ビームと導波路９０Ｅを伝搬する
位相変化されないレーザ・ビームとは導波路９０Ｆ，９
０Ｇを介して導出導波路９０Ｈへ至るときに合成され、
導出導波路９０Ｈを伝搬して射出される。これによっ
て、これらのレーザ・ビームは干渉し、各レーザ・ビー
ムのの位相差に応じて出力のレーザ・ビームの強度が変
化する。このように、干渉型の光変調素子は、分岐導波
路を伝搬させる何れかの光導波路においてレーザ・ビー
ムを位相変調し、これを位相変調しないレーザ・ビーム
（参照導波光）と合波・干渉させ、強度変調された出力
のレーザ・ビームを得ることができる。なお、この干渉
型の光変調素子は、特開平６−１５１６０１号公報に記
載された技術を採用することができる。この干渉型の光
変調素子を用いれば、光ビームの波長を変動させること
なく、変調帯域を増加させることができ、例えば１０Ｇ
Ｈｚ程度の超高速な変調が可能となる。

【００７１】なお、光源素子８８₂、８８₃は光源素子
８８₁と同様の構成のため、詳細な説明を省略する。

【００７２】このように、半導体レーザと光変調素子を
基板上にモノシリックに形成した光源素子を用いること
によって、光源素子は小型化できると共に、光源素子部
分において容易に強度変調することができ、変調素子の
複雑な光軸調整等の組み立て作業を要することなく光走
査装置を形成することができる。

【００７３】本発明者等は、本実施の形態にかかる光走
査装置において、励起用ＩＤＴ電極の帯域Δｆ＝１００
０ＭＨｚ、レーザの波長λ０＝７８０ｎｍ、レーザ・ビ
ーム幅１０ｍｍ、及びレーザ・ビームの変調速度５００
ＭＨｚとする条件で実験を行い、各レーザ・ビームは偏
向角度が約１３°で走査されることにより、３本のレー
ザ・ビームによる見かけの走査角度は約３９°を得るこ
とができ、強度が均一なレーザ・ビームによって、感光
体上にて均一な強度の一本の走査線を形成することがで
きる、という結果を得た。

【００７４】次に、第４実施の形態を説明する。上記第
３実施の形態では、半導体レーザと光変調素子を基板上
にモノシリックに形成した光源素子を用いた光走査装置
を説明したが、本実施の形態の光走査装置は光導波路上
に光変調素子をモノシリックに形成したものである。な
お、本実施の形態は、上記実施の形態と同様の構成のた
め、同一部分には同一符号を付し詳細な説明を省略す
る。

【００７５】図１０に示すように、本実施の形態にかか
る光走査装置は、上記半導体レーザ１１と同様の３つの
半導体レーザ１１₁，１１₂，１１₃を備えている。こ
れらの各半導体レーザ１１₁〜１１₃からはコリメート
されたレーザ・ビームが射出される。各半導体レーザ１
１₁〜１１₃の射出側には、上記光導波路１０ａと同様
の構成の光導波路１０ｂが設けられた光学素子が設けら
れており、光導波路１０ｂ上には、半導体レーザ１１₁
〜１１₃の各々から射出されたレーザ・ビームを光導波
路１０ａ内へ入射させるための入射用グレーティング１
４₁が形成されている。この光導波路１０ｂ上に入射さ
れたレーザ・ビームの進行途中には、光変調素子１３₁
〜１３₃が半導体レーザに対応して設けられる。光変調
素子１３ ₁〜１３₃から射出されたレーザ・ビームの進
行方向に沿った所定位置には射出用グレーティング２８
₁が設けられている。光導波路１０ｂ外へ射出されたレ
ーザ・ビームの射出方向に沿った所定位置には円筒状の
感光体３０₁が位置している。

【００７６】なお、光導波路１０ａ上の光変調素子１３
₁〜１３₃からのレーザ・ビームの射出側に、励起用Ｉ
ＤＴ電極２０₁〜２０₃及び光強度センサ２２₁〜２２
₃が順に設けられている。これら励起用ＩＤＴ電極２０
₁〜２０₃の各々は、偏向角度範囲θで感光体３０₁を
走査したときに、走査線が連続するように配置される。

【００７７】このように、本実施の形態では、光導波路
へレーザ・ビームを導入するための光源部は半導体レー
ザのみの構成により単純化でき、さらに光変調素子を光
導波路上にモノシリックに形成することによって、変調
素子の複雑な光軸調整等の組み立て作業を要することな
く光走査装置を形成することができる。また、光導波路
上に強度を変調するための光変調素子をモノシリックに
形成することは光導波路の作製と同様に容易であるの
で、小型かつ容易に強度変調が可能な光走査素子を作製
することができる。

【００７８】本発明者等は、本実施の形態にかかる光走
査装置において、励起用ＩＤＴ電極の帯域Δｆ＝１００
０ＭＨｚ、レーザの波長λ０＝７８０ｎｍ、レーザ・ビ
ーム幅１０ｍｍ、及びレーザ・ビームの変調速度５００
ＭＨｚとする条件で実験を行い、各レーザ・ビームは偏
向角度が約１３°で走査されることにより、３本のレー
ザ・ビームによる見かけの走査角度は約３９°を得るこ
とができ、強度が均一なレーザ・ビームによって、感光
体上にて均一な強度の一本の走査線を形成することがで
きる、という結果を得た。

【００７９】なお、上記の実施形態では、光導波路上に
レーザ・ビームの強度を検出するための光強度センサを
設けた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、光導波路から射出されたレーザ・ビームを
検出できるように、素子の外に、フォトダイオード等の
光強度センサを配置してもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光走査装置
によれば、検出手段により回折された光ビーム以外の非
回折光の強度を検出し、補正手段により検出した非回折
光の強度に基づいて、非回折光の強度が所定値になるよ
うに光ビームの光量を補正するので、偏向された光ビー
ムは、安定した所定強度で射出できるため、偏向しなが
ら光ビームの強度を検出することができ、非常に短い周
期や時間で光ビームを偏向する場合の偏向角毎の光量補
正が可能となる、という効果がある。

【００８１】また、回折光以外の光ビームを検出し光ビ
ームの光量補正に用いることによって、ビーム出力手段
から射出された光ビームを有効に利用することができ
る。

【００８２】本発明の画像形成装置では、補正手段によ
り検出した非回折光の強度に基づいて、非回折光の強度
が所定値になるように光ビームの光量を補正するので、
偏向された光ビームは、安定した所定強度で射出できる
ため、形成される画像に対応する光ビームの光量が安定
するので、印字ムラや色ムラが生じることなく画像を形
成することができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態の光走査装置の構成を示す概略
図である。

【図２】ＶＣＯの構成の一例を示すブロック図である。

【図３】第１実施の形態の制御回路の構成の一例を示す
ブロック図である。

【図４】画像形成装置の構成を示す概略図である。

【図５】第２実施の形態の光走査装置の構成を示す概略
図である。

【図６】第２実施の形態の制御回路の構成の一例を示す
ブロック図である。

【図７】比較例の光走査装置の構成を示す概略図であ
る。

【図８】第３実施の形態の光走査装置の構成を示す概略
図である。

【図９】半導体レーザと光変調素子をモノシリックに形
成した光源素子の構成を示す概略図である。

【図１０】第４実施の形態の光走査装置の構成を示す概
略図である。

【符号の説明】

１０光導波路１８ＳＡＷ２０励起用チャープＩＤＴ２２光強度センサ３２制御回路３４ＶＣＯ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを射出するビーム出力手段と、
入力された高周波信号に応じて表面弾性波を励起するト
ランスデューサと、薄膜で形成された光導波路とを備
え、前記高周波信号に応じて励起された表面弾性波で回
折を生じさせる音響光学効果によって前記光ビームを偏
向させて射出して投影面上で走査する光走査装置におい
て、前記回折された光ビーム以外の非回折光の強度を検出す
る検出手段と、検出した非回折光の強度に基づいて、当該非回折光の強
度が所定値になるように前記ビーム出力手段から射出さ
れる光ビームの光量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】前記ビーム出力手段は、射出する光ビー
ムを入力された変調信号により強度変調して所定光量の
光ビームを射出するための変調手段を含み、前記補正手
段は、前記変調信号を補正することによって、前記光ビ
ームの光量を補正することを特徴とする請求項１に記載
の光走査装置。
【請求項３】前記ビーム出力手段は、光ビームを発生
させるための発生手段と、前記光ビームを変調信号によ
り強度変調して所定光量の光ビームを射出するための変
調手段とから構成されると共にモノシリックに形成さ
れ、前記補正手段は、前記変調信号を補正することによ
って、前記光ビームの光量を補正することを特徴とする
請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】前記ビーム出力手段は、光ビームを発生
させるための発生手段と、前記光ビームを変調信号によ
り強度変調して所定光量の光ビームを射出するための変
調手段とから構成されると共に、当該変調手段は前記光
導波路にモノシリックに形成され、前記補正手段は、前
記変調信号を補正することによって、前記光ビームの光
量を補正することを特徴とする請求項１に記載の光走査
装置。
【請求項５】前記補正手段は、前記非回折光の強度を
所定強度に補正するための補正量を記憶した記憶手段を
備え、前記検出手段で検出した前記非回折光の強度変化
及び前記記憶手段に記憶された補正量に基づいて補正す
ることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】前記変調手段は、前記光ビームを複数に
分岐させる分岐手段と、分岐された少なくとも１つの光
ビームの位相差を入力信号に基づいて変動させる位相差
変動手段と、分岐された各光ビームを合成する合成手段
とを備えた干渉型光変調手段で構成され、前記補正手段
は、前記入力信号を補正することによって、前記光ビー
ムの光量を補正することを特徴とする請求項２乃至請求
項５の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】画像を形成するための感光体と、前記感
光体を一様に帯電する帯電手段と、前記感光体に光を照
射して潜像を形成する露光手段と、前記潜像を可視化す
る現像手段とを備えた画像形成装置において、前記露光手段は、薄膜で形成された薄膜光導波路と、前記薄膜光導波路に少なくとも１本の光ビームを入射す
るための光源と、入力された高周波信号に応じて表面弾性波を励起するト
ランスデューサと、前記高周波信号により励起された表面弾性波で回折を生
じさせる音響光学効果によって偏向された光ビームを薄
膜導波路外に出射する出射手段と、前記回折された光ビーム以外の非回折光の強度を検出す
る検出手段と、検出した非回折光の強度に基づいて、当該非回折光の強
度が所定値になるように前記ビーム出力手段から射出さ
れる光ビームの光量を補正する補正手段と、から構成したことを特徴とする画像形成装置。