JPH10213763A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の露光ビームによる複数に分割された露
光範囲の繋ぎ目における光量を微妙に補正する。 【解決手段】 各々、光ビームを発生させる複数の光源
２２、２３と、複数の光源２２、２３を駆動する複数の
ＬＤ駆動回路２０、２１と、露光範囲を主走査方向に複
数に分割し各分割露光範囲を光ビームによって走査する
走査手段と、走査位置を検出する同期センサ１３と、同
期センサ１３の検出出力に同期してそれぞれ、所定のタ
イミングで前記光源２２、２３からの光ビームを受光し
て光量を検出する複数の受光回路２４、２５と、受光回
路２４、２５の検出結果に基づいて隣接する二つの露光
範囲を走査する前記光源２２、２３の二つの光ビームの
光量が前記隣接する露光範囲の繋ぎ目近傍で均一になる
ようにＬＤ駆動回路２０、２１を制御する光源制御回路
３０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
レーザコピー機等の電子写真方式のディジタル画像形成
機で使用される光走査装置に係り、特に露光範囲を分割
して複数のビームで走査し、画像を形成する光走査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にレーザプリンタ、レーザコピー
機等の電子写真方式のディジタル画像形成機で使用され
る、感光体をレーザビームで走査し、露光する光走査装
置は、広い露光範囲もしくは速い走査速度を実現するた
めに種々の改良がなされている。 しかしながら、従来
のこの種の光走査装置にあっては、露光範囲を広くする
ためにｆθレンズ等の光学部材を大型化する必要があ
り、そのために光走査装置自体が大型化してしまうとい
う問題があった。

【０００３】また走査速度を高速化するためには光偏向
用の回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと記す。）の面
数を増加させか、あるいはポリゴンミラーを回転させる
モータ自体の回転速度を上昇させる必要がある。ポリゴ
ンミラーの面数を増加させる場合には光走査装置の光学
特性を維持するためにポリゴンミラーが大型化してしま
うので、ポリゴンミラーを回転駆動するモータへの負荷
が大きくなり、風損や振動の発生等が問題となる。ポリ
ゴンミラーを回転させるモータ自体の回転速度を上昇さ
せる場合には回転速度の上昇により振動の発生が問題に
なると共に、高回転数で回転可能なモータが必要にな
り、それが非常に高価であるという問題があった。

【０００４】上記問題を解決するために、ポリゴンミラ
ーの反射面に対して複数のレーザ光源を異なる入射角で
入射させ、感光体上の露光範囲を分割してレーザビーム
を走査することにより、広い露光範囲と速い走査速度を
実現する光走査装置が提案されている（特開昭６３−４
７７１８号公報）。このような光走査装置を利用した場
合、複数のレーザビームによって感光体上を走査するた
め、隣接する走査ビームの繋ぎ目における光量が等しく
ないと、一つのレーザ光源を利用した走査ビームと異な
り、形成される画像の上記隣接する走査ビームの繋ぎ目
において筋模様が発生し、画像が断片的になってしま
い、画像の品位を損うおそれが有る。

【０００５】これを解決するために特開昭５８−１２７
９１２号公報に記載の光走査装置では、画像を断片的に
させてしまう繋ぎ目の位置に関して、光学的に走査ビー
ムがオーバラップする領域を設け、その領域を境界領域
とし、その境界領域内で繋ぎ目をランダムに設定し、本
来発生する繋ぎ目での筋模様を見掛け上、目立たせなく
している。

【０００６】また特開平３−９８０６６号公報に記載の
光走査装置では、光学的に走査ビームがオーバラップす
る領域を設け、それぞれの走査ビームの露光エネルギー
を同一の割合で一方を減少、他方を増加させることによ
り、オーバラップ領域での加算露光量を、他の露光範囲
での露光量と大差ない平均した値としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した発明では、露
光範囲の繋ぎ目手の画像の乱れを補正する方式として、
繋ぎ目位置を変えたり、光量を平均化させたりしている
が、画像を感光体上に形成する場合、実際にレーザビー
ムを変調する画像データまで考慮すると、繋ぎ目位置を
変える方式では、繋ぎ目がランダムに異なるため、走査
する露光範囲と画像データの関係が複雑になるという問
題が有る。尚、この方式で画像データとの関係を容易に
行えるように周期的に行えば、その周期での画像乱れが
生じてしまう。

【０００８】また露光範囲の繋ぎ目手の画像の乱れを補
正するのに、光量を平均化させる方式では、平均光量は
良いが、画像データによってオーバラップ領域は２度書
きされるために画像自体がぼけてしまい、特に解像度が
高くなると致命的になっていまう。

【０００９】繋ぎ目位置を変更する方式及び光量を平均
化させる方式の両者に共通することであるが、半導体レ
ーザ等を光走査装置の光源として利用した場合、分割さ
れた複数の露光範囲をそれぞれ、走査する複数の半導体
レーザの光出力について定常的に光量が等しい場合でも
半導体レーザはドループ特性を有しているため分割され
た露光範囲の繋ぎ目で発生する過渡的な光量変動につい
ては補正できない。

【００１０】すなわち、隣接する露光範囲の繋ぎ目を境
としてその前後の露光範囲を走査する二つの半導体レー
ザから出力されるレーザビームは、主走査方向に対して
隣接する二つの露光範囲のうち繋ぎ目より手前側に位置
する露光範囲を走査するレーザビームでは繋ぎ目近傍で
定常的な光量である場合が多いが、繋ぎ目より後側の露
光範囲を走査するレーザビームは繋ぎ目近傍では立ち上
がりで生じる過渡的な光量となるためドループ特性によ
りレーザビームの光量がどうしても高くなる。このため
に繋ぎ目位置をランダムに変更したり、あるいは繋ぎ目
における光量を平均化しても画像乱れ、もしくは筋模様
が発生してしまうという問題が有る。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、複数の露光ビームによる複数に分割された
露光範囲の繋ぎ目における光量を微妙に補正でき、上記
繋ぎ目での画像乱れ、もしくは筋模様の発生を防止する
ことができる光走査装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【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、各々、光ビームを発生させ
る複数の光源部と、該複数の光源部を駆動する複数の光
源駆動手段と、露光範囲を主走査方向に複数に分割し各
分割露光範囲各光ビームによって走査する走査手段と、
走査位置を検出する少なくとも一つの走査位置検出手段
と、前記走査位置検出手段の検出出力に同期してそれぞ
れ所定のタイミングで前記光源部からの光ビームを受光
して光量を検出する複数の光量検出手段と、前記複数の
光量検出手段の検出結果に基づいて隣接する二つの露光
範囲を走査する前記光源部の二つのビームの光量が前記
隣接する二つの露光範囲の繋ぎ目近傍で均一になるよう
に前記複数の光源駆動手段を制御する光源制御手段とを
有することを特徴とする。

【００１３】また請求項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光源制御手段は、前記隣
接する露光範囲の繋ぎ目近傍における前記光源部のビー
ムの光量制御を、隣接する二つの露光範囲のうち主走査
方向に対し繋ぎ目より手前側に位置する露光範囲におけ
る画像データによる変調時の光源部のオン状態の領域及
びオフ状態の領域を示すデータに基づいて行うことを特
徴とする。

【００１４】更に請求項３に記載の発明は、請求項１ま
たは２のいずれかに記載の光走査装置において、前記光
源制御手段は、前記隣接する露光範囲の繋ぎ目近傍にお
ける前記光源部のビームの光量制御を、前記隣接する二
つの露光範囲の繋ぎ目近傍において画像データに連続性
がない場合には行わないことを特徴とする。

【００１５】上記構成の光走査装置では、複数のビーム
を発生させる複数の光源部が複数の光源駆動手段により
駆動され、主走査方向に複数に分割された露光範囲に対
して複数のビームが走査手段により走査される。、走査
位置を検出する走査位置検出手段に同期してそれぞれ所
定のタイミングで複数の光量検出手段により前記光源部
からのビームを受光することにより光量が検出される。
更に前記複数の光量検出手段の検出結果に基づいて隣接
する二つの露光範囲を走査する前記光源部の二つのビー
ムの光量が前記隣接する二つの露光範囲の繋ぎ目近傍で
均一になるように光源制御手段により前記複数の光源駆
動手段が制御される。

【００１６】請求項１乃至３の発明によれば、隣接する
露光範囲の繋ぎ目近傍において隣接する露光範囲を走査
する二つのビームの光量を均一にすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１に本発明が適用される光走査
装置の概略構成が示されている。この光走査装置は、複
数の光源Ａ２２，Ｂ２３からのレーザビームをポリゴン
ミラー１に入射させ、露光範囲Ｘを分割して走査する光
走査装置である。図１では光走査装置の構成を簡略化し
て二つの光源Ａ２２，Ｂ２３を利用し、かつポリゴンミ
ラーが一つの場合を示している。これらは、当然、複数
であっても良い。図１に示す光走査装置では光源Ｂ２３
によるレーザビームの走査は全露光範囲Ｘの端部Ｐ０よ
り開始されるが、光源Ａ２２によるレーザビームの走査
は全露光範囲Ｘの中央部Ｐ１から開始される。また走査
の開始位置は光源Ｂ２３から射出されるレーザビームを
ポリゴンミラー１、反射鏡２を介して受光する同期セン
サ３の検出出力に基づいて決定される。同図に示すよう
に光源Ａによる露光範囲はＸａ，光源Ｂによる露光範囲
はＸｂである。また光源Ａ２２，Ｂ２３はレーザダイオ
ードを含んで構成されており、光源Ａ２２，Ｂ２３の光
量制御は制御部４により行われる。

【００１８】次に光源Ａ２２，Ｂ２３による走査タイミ
ングを図２に示す。同図において時刻ｔ０で同期センサ
３により光源Ｂ２３からのレーザビームを受光すると、
この時点から所定時間経過後の時刻ｔ１で光源Ｂ２３に
より、全露光範囲Ｘの端部Ｐ０から走査が開始されると
同時に光源Ａ２２により全露光範囲Ｘの中央部Ｐ１から
走査が開始される。時刻ｔ２で光源Ｂによる走査は中央
部Ｐ１まで、光源Ａ２２による走査は端部Ｐ２まで行わ
れ、それぞれの露光範囲での１ライン分の走査が終了す
る。時刻ｔ１〜ｔ２の範囲でタイミングチャート中にお
ける斜線部分は光源Ａ２２による露光範囲Ｘａと光源Ｂ
による露光範囲Ｘｂとの繋ぎ目部分である全露光範囲Ｘ
の中央部Ｐ１近傍の走査タイミングを示している。すな
わち、光源Ｂ２３のレーザビームによる繋ぎ目部分の走
査範囲は露光範囲Ｘｂにおける走査終了点付近の部分で
あり、光源Ａ２２のレーザビームによる繋ぎ目部分の走
査範囲は露光範囲Ｘａにおける走査開始点付近の部分で
ある。異なる光源のレーザビームによりそれぞれ走査さ
れる隣接する露光範囲の繋ぎ目で発生する筋模様は光源
Ｂ２３のレーザビームによる感光体上での走査走査終了
点付近のタイミングにおける光量と光源Ａ２２のレーザ
ビームによる感光体上での走査開始点付近のタイミング
における光量に差が有る場合に生じる。

【００１９】尚、時刻ｔ３〜ｔ５においても時刻ｔ０〜
ｔ２と同様に光源Ａ２２，Ｂ２３によりそれぞれの露光
範囲Ｘａ，Ｘｂにおいて次のラインの走査が行われる。

【００２０】次に本発明の実施の形態に係る光走査装置
の制御部の具体的構成を図３に示す。同図において、光
走査装置の制御部４は制御回路１０を有しており、この
制御回路１０は光走査装置全体の制御を司る回路であ
り、制御回路１０には光走査装置を制御するのに必要な
各種データが入出力されると共に、各回路部の制御に必
要な制御信号が出力される。制御回路１０には、画像メ
モリ１１、１２が内蔵されており、画像メモリ１１には
光源Ａ２２のレーザビームの走査により感光体上に画像
を形成するための画像データが格納され、画像メモリ１
２には光源Ｂ２３のレーザビームの走査により感光体上
に画像を形成するための画像データが格納される。

【００２１】走査位置検出手段としての同期センサ１３
は、図１に示したものと同一であり、同期センサ１３の
検出信号は走査の開始位置を決定するのに使用される。
同期センサ１３の検出信号は、制御回路１０及びカウン
タ１４に入力される。制御回路１０では同期センサ１３
の検出信号の出力タイミングを基準にして走査開始タイ
ミングを決定する。

【００２２】またカウンタ１４は同期センサ１３の検出
信号をリセット信号として用い、制御回路１０から出力
されるイネーブル信号が入力されることにより計数動作
が可能となる。１５は光量検出に用いられるクロックで
ある。カウンタ１４はイネーブル信号の入力タイミング
でクロックを計数し、その計数出力はＡＮＤ回路１８、
１９のゲート信号、あるいは受光回路２４、２５の光量
検出タイミング信号として使用される。

【００２３】画像メモリ１１、１２から読み出されるデ
ィジタル画像データはＰＷＭ変調器１６、１７により、
パルス幅変調され、アナログ画像データに変換され、そ
れぞれＡＮＤ回路１８、１９に出力される。ＡＮＤ回路
１８、１９は、画素単位でＰＷＭ変調器１６、１７から
出力されるアナログ画像データをＬＤ駆動回路２０、２
１に出力する回路である。ここでＰＷＭ変調とは１画素
を複数に分割して光源をその分割単位でパルス点灯また
は消灯することにより１画素内での点灯パルス数及び消
灯パルス数を制御することをいう。

【００２４】光源駆動手段としてのＬＤ（レーザダイオ
ード）駆動回路２０、２１は、それぞれ、ＰＷＭ変調器
１６、１７のアナログ画像データに基づいて光源Ａ２
２、光源Ｂ２３をオン、オフ駆動する回路である。 光
源Ａ２２，光源Ｂ２３はレーザダイオードを含んで構成
されている。光量検出手段としての受光回路２４、２５
は、フォトダイードを含んで構成されており、カウンタ
１４から出力される光量検出タイミング信号に基づいて
それぞれ、光源Ａ２２，光源Ｂ２３から射出されるレー
ザビームの光量を検出する。

【００２５】演算回路２６は、受光回路２４、２５で検
出された光量を電圧に変換する変換回路であり、その変
換出力は制御回路１０及び光源制御回路３０に出力され
る。

【００２６】光源制御手段としての光源制御回路３０
は、ピクセル演算回路３１と、繋ぎ目光量演算回路３２
と、オフセット補正回路３３と、補正キャンセル回路３
４とを有している。

【００２７】ピクセル演算回路３１は、図１における露
光範囲Ｘｂを光源Ｂ２３のレーザビームにより走査する
ことにより得られる画像を形成するための画像データを
画像メモリ１２より読み出し、上記画像データのＰＷＭ
変調時における露光範囲Ｘｂの１走査線当たりの点灯パ
ルス数及び消灯パルス数を計数し、これらの計数値に基
づいて１走査線内での画像状態、すなわち１走査線内に
おける光源がオン状態となる領域とオフ状態となる領域
との割合を示すオン／オフ比ピクセル（この定義につい
ては後述する。）Ｐｒを演算する。

【００２８】繋ぎ目光量演算回路３２は、演算回路２６
から得られる露光範囲Ｘａと露光範囲Ｘｂの繋ぎ目近傍
における光源Ａ２２，光源Ｂ２３のレーザビームの光量
値及びピクセル演算回路３１から出力されるオン／オフ
比ピクセルＰｒから露光範囲Ｘａと露光範囲Ｘｂの繋ぎ
目近傍における光源Ａ２２，光源Ｂ２３のレーザビーム
の過渡的な光量変化を補正するためのオフセット光量値
を演算する。

【００２９】オフセット補正回路３３は、制御回路１０
より出力される光量設定信号により設定される光量設定
電圧Ｖｒｅｆと繋ぎ目光量演算回路３２により演算され
たオフセット光量値に相当する電圧値ΔＶとから補正光
量値に相当するオフセット電圧値を算出し、ＬＤ駆動回
路２０、２１に駆動電圧Ｖｒｅｆ−ΔＶ／２，Ｖｒｅｆ
＋ΔＶ／２をそれぞれ、供給する。これにより露光範囲
Ｘａと露光範囲Ｘｂの繋ぎ目近傍における光源Ａ２２，
光源Ｂ２３のレーザビームの光量が補正される。

【００３０】補正キャンセル回路３４は、画像メモリ１
１、１２から画像データを読み出し、光源Ａ２２，Ｂ２
３のレーザビームにより走査される露光範囲Ｘａと露光
範囲Ｘｂの繋ぎ目近傍における画像データに連続性が有
るか、否かを判定し、連続性がない場合には光源Ａ２
２，Ｂ２３のレーザビームの光量補正をする必要がない
のでオフセット補正回路３３にオフセット光量値に相当
する補正を行わないように指示するための補正キャンセ
ル信号を出力する。この場合にオフセット補正回路３３
では、ＬＤ駆動回路２０、２１に駆動電圧Ｖｒｅｆが供
給される。

【００３１】ここで光走査装置の光量調整について具体
的に説明する。光走査装置の製造時等の初期設定時での
光量調整は、通常、感光体の位置に相当する場所でレー
ザダイオード等のレーザ光源を連続点灯した場合のよう
な定常的光量をパワーメータ等の測定器で測定し、レー
ザ光源を駆動するＬＤ駆動回路２０，２１での駆動電流
値、もしくはレーザビームを受光してその光量を測定す
る受光回路２４、２５を構成するフォトダイオード等の
受光素子の増幅率及び変換率等を調整して感光体上での
定常光量とＬＤ駆動回路２０，２１で使用する光量設定
電圧信号との関係を決定する。最も一般的な方法として
は、受光回路２４、２５を構成するフォトダイオードで
光量をモニタする方法であり、この方法ではフォトダイ
オードと可変抵抗器を組み合わせ、この可変抵抗器の抵
抗値を調整することにより感光体上での定常光量とＬＤ
駆動回路２０，２１で使用する光量設定電圧信号との関
係を決定する。この調整後は、感光体上での設定光量に
対応したＬＤ駆動回路へ入力する設定電圧値、すなわち
光量設定電圧は感光体上の設定光量として一意に決ま
る。これにより感光体上で必要とする光量の設定は、Ｌ
Ｄ駆動回路に入力する光量設定電圧信号の値を変更する
ことにより行うことができる。図３に示した本発明の実
施の形態では感光体上で設定したい目標光量に対応する
光量設定電圧値をＶｒｅｆとして制御回路１０によりオ
フセット補正回路３３を介してＬＤ駆動回路２０、２１
に供給することにより感光体上の光量を設定する。この
場合において、光源を連続点灯させポリゴンミラーを回
転駆動した走査中の定常状態における感光体上の光量の
変化状態を図４に示す。今後の光量制御に必要となる初
期値設定の光量情報を得るためにカウンタ１４から出力
される光量検出タイミング信号に基づいて受光回路２
４、２５は感光体上の定常光量であるＰA （ｍｉｎ），
ＰB （ｍｉｎ）を検出し、演算回路２６を介して光源制
御回路３０内の繋ぎ目光量演算回路３２に上記光量値に
対応する電圧信号を供給する。この定常光量ＰA （ｍｉ
ｎ），ＰB （ｍｉｎ）は上述した光量調整から明らかな
ように光量設定電圧信号Ｖｒｅｆと光量検出タイミング
信号のパルス幅によっても求めることができるので、予
め初期情報として制御回路１０内のメモリに保持させて
おいてもよい。カウンタ１４から出力される光量検出タ
イミング信号のパルス幅は、走査速度によって当然、異
なる。本発明の実施の形態に係る光走査装置では、例え
ば、一実施例として受光回路２４、２５にフォトダイオ
ードを使用した場合には光量検出タイミング信号のパル
ス幅を１０μｓｅｃとした。また高速の走査速度を必要
とする光走査装置の場合には受光回路２４、２５にピー
クホールド回路を設け、光量検出タイミング信号のパル
ス幅を０．１μｓｅｃとしたが、更に短くすることも可
能である。図４では光量を検出するタイミングを異なる
光源Ａ２２，Ｂ２３のレーザビームにより、それぞれ走
査される隣接する露光範囲の繋ぎ目近傍としているが、
定常状態の光量であるので検出する箇所はそれぞれ、隣
接する各露光範囲内であれば何処でもよい。この時に保
持される光量値ＰA （ｍｉｎ），ＰB （ｍｉｎ）は、各
光源との関係からまとめると、 ＰB （ｍｉｎ）＝ＰA （ｍｉｎ）＝Ｖｒｅｆ となる。

【００３２】次に黒プリントのような走査線を１ライン
書く場合の光量状態を図５に示す。同図に示すように光
源Ｂ２３のレーザビームにより走査される露光範囲Ｘｂ
の繋ぎ目部分は、光源Ｂ２３のレーザビームの走査終了
点付近となり、光源Ａ２２のレーザビームにより走査さ
れる露光範囲Ｘａの繋ぎ目部分は、光源Ａ２２のレーザ
ビームの走査開始点付近となる。したがって、光量設定
電圧で光量を設定しても光源としてレーザダイオードを
使用した場合は、レーザダイオードが有するドループ特
性により露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分において露光
範囲Ｘｂ側の繋ぎ目近傍では光源Ｂ２３のレーザビーム
の光量は定常的な光量となり、露光範囲Ｘａの繋ぎ目近
傍では光源Ａ２２のレーザビームの光量は過渡的な光量
となるために露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分において
光量に段差が生じる。この定常光量より高い過渡的な光
量を検出するために光量検出タイミングによりＬＤ駆動
回路２０を介して光源Ａ２２のレーザダイオードを駆動
し、受光回路２４によりモニタする。

【００３３】次に図６に光源Ａ２２，Ｂ２３のレーザダ
イオードをパルス点灯した場合における露光範囲 Ｘ
ａ、Ｘｂの繋ぎ目部分の光量状態を示す。この場合の光
量検出は必ずしも露光範囲 Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分に
おいて行う必要はなく、パルス点灯時の過渡的な立ち上
がり部分が検出できれば露光範囲 Ｘａ、Ｘｂの何処で
もよいが、光量検出タイミング信号のパルス幅は、定常
光量の検出時に使用した光量検出タイミング信号と同一
でなければならない。回路構成を簡単化するために定常
光量を検出する際に使用した光量検出タイミング信号を
利用してもよい。

【００３４】受光回路２４、２５により検出された各光
源Ａ２２，Ｂ２３のパルス点灯時の過渡的な立ち上がり
部分の光量値ＰA （ｍａｘ），ＰB （ｍａｘ）は、演算
回路２６をにより光電変換され、繋ぎ目光量演算回路３
２に初期光量値として保持される。繋ぎ目光量演算回路
３２は、上述し．初期光量値ＰA （ｍａｘ），ＰB （ｍ
ａｘ），A （ｍｉｎ），ＰB （ｍｉｎ）を用いて露光範
囲 Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分の光量を補正する。露光範
囲 Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分の光量が最悪となるのは図
５に示したように１ラインを単純に走査する場合であ
る。この場合の繋ぎ目近傍における光源Ａ２２のレーザ
ビームと光源Ｂ２３のレーザビームとの光量差ΔＶは、 ΔＶ＝ＰA （ｍａｘ）−ＰB （ｍｉｎ） （１） となる。この光量差ΔＶは、初期光量値から簡単に算出
することができる。この場合の補正は、図７に示すよう
に光量差ΔＶの半分である、ΔＶ／２に相当する光量値
をオフセット量とし、このオフセット量に対応する電圧
ΔＶ／２を光量設定電圧Ｖｒｅｆに対して補正するよう
にオフセット補正回路３３よりＬＤ駆動回路２０に駆動
電圧（Ｖｒｅｆ−ΔＶ／２）を、ＬＤ駆動回路２１に駆
動電圧（Ｖｒｅｆ＋ΔＶ／２）を供給することにより行
われる。この補正を行う場合に光量差ΔＶに相当する電
圧を光量設定電圧Ｖｒｅｆに対して補正するように光源
Ａ２２，Ｂ２３の何れか一方を駆動するＬＤ駆動回路２
０またはＬＤ駆動回路２１に駆動電圧を供給するように
してもよい。すなわち、光源Ｂのレーザビームの光量の
みを補正する場合には、光源Ｂ２３を駆動するＬＤ駆動
回路２１に対してΔＶ相当の光量を増加させるための駆
動電圧（Ｖｒｅｆ＋ΔＶ）を供給し、光源Ａのレーザビ
ームの光量のみを補正する場合には、光源Ｂを駆動する
ＬＤ駆動回路２３に対してΔＶ相当の光量を減少させる
ための駆動電圧（Ｖｒｅｆ−ΔＶ）を供給するようにし
てもよい。しかし、副走査方向の走査ライン間での光量
差を最小に抑制するため、補正する光量は光源Ａ２２，
Ｂ２３に均等に割り当てることにより分散させた方が望
ましい。本発明の実施の形態では光源は二つであるが、
光源が三つ以上の場合には主走査方向に走査開始側から
隣接する露光範囲の最初の繋ぎ目で上述したのと同様な
光量補正を行い、２番目以降の繋ぎ目ではその前の繋ぎ
目における隣接する露光範囲の補正光量差を加味して光
量補正を行っていけばよい。

【００３５】次に実際に画像を形成するような通常動作
時においては、１走査線内での画像状態、すなわち１走
査線内における光源Ｂ２３がオン状態となる領域とオフ
状態となる領域との割合をピクセル演算回路３１により
演算し、その演算結果に基づいて繋ぎ目光量演算回路３
２で光源Ａ２２，光源Ｂ２３のレーザダイオードが有す
るドループ特性に起因して隣接する露光範囲の繋ぎ目近
傍で変化する光源の光量を予測する。図８に光源Ｂ２３
に出力される画像データをＰＷＭ変調した場合における
光量の変化状態を示す。同図に示すように光源Ｂのオフ
状態が暫く続く場合にはレーザダイオードの熱的特性で
あるドループ特性は十分、時間が経過するためにレーザ
ダイオードが冷えてしまうために初期状態に戻ってしま
う。その結果、その直後のパルス点灯で得られる光量は
初期状態での光量に等しくなる。種々の画像データの状
態、すなわち露光範囲Ｘｂの１走査線内の各画素のＰＷ
Ｍ変調時におけるオン、オフ状態の配列から最終的に露
光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍での光源Ｂ２３のレーザ
ダイオードの光量をピクセル演算回路３１、繋ぎ目光量
演算回路３２により演算する。演算により得られた光量
ＰB （ｃａｌｃ）と光源Ａ２２のレーザダイオードの初
期値光量ＰA （ｍａｘ）から露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ
目での光源Ａ２２と光源Ｂ２３との光量差ΔＶは、 ΔＶ＝ＰA （ｍａｘ）−ＰB （ｃａｌｃ） （２） となり、図７に示した例と同様に、図９に示すようにΔ
Ｖ／２に相当する光量補正を光源Ａ２２，Ｂ２３にする
ようにオフセット補正回路３３からＬＤ駆動回路２０、
２１にそれぞれ、駆動電圧（Ｖｒｅｆ−ΔＶ／２）、
（Ｖｒｅｆ＋ΔＶ／２）が出力される。 式（Ｉ）、
（２）より明らかなように露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目
で光量差が生じる原因は初期光量値ＰA （ｍａｘ）であ
る。すなわち、光源Ａのレーザダイオードのレーザビー
ムにより、露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分より画像メ
モリ１１から読み出した画像データに基づいて走査を開
始する場合に光源Ａ２２と光源Ｂ２３とで光量差が発生
する。しかし、この場合であっても光源Ｂ２３のレーザ
ダイオードのレーザビームで書き込む画像データが感光
体上の露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍に存在しない場
合には露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目部分の画質は光源Ａ
２２のレーザダイオードのレーザビームにより書き込む
画像状態の影響を受けない。したがって、光源Ｂ２３の
レーザダイオードのレーザビームにより露光範囲Ｘｂに
形成される画像と、光源Ａ２２のレーザダイオードのレ
ーザビームにより露光範囲Ｘａに形成される画像とが露
光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍で連続性がない場合、具
体的には光源Ａ２２，または光源Ｂ２３が露光範囲Ｘ
ａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍でオフ状態にある場合には上述し
た露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目における光源Ａ２２，光
源Ｂ２３の光量補正制御を行う必要はない。露光範囲Ｘ
ａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍で画像に連続性が有るか否かは、
補正キャンセル回路３４が画像メモリ１０、１１から画
像データを読み出し、露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍
に対応する画像データをチェックすることにより容易に
判定できる。露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍で画像に
連続性がない場合には補正キャンセル回路３４は、補正
キャンセル信号をオフセット補正回路３３に出力し、オ
フセット補正回路３３の光量補正動作を停止させる。

【００３６】次に光源制御回路３０の制御動作を図１０
を参照して説明する。尚、図１０の処理フローでは主と
して露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍での光源Ｂ２３の
レーザダイオードのレーザビームによる予測光量ＰB
（ｃａｌｃ）の演算について示している。先ずステップ
４１ではピクセル演算回路３１において初期値設定
（１）が行われる。 ここでは１画素単位を示すパラメ
ータである画素クロックをソフト的に計数する画素クロ
ックカウンタがリセットされると共に、予測光量ＰB
（ｃａｌｃ）の演算に必要な各種データの初期値が設定
される。ここで設定される初期値としては、１画素内を
複数の領域に分割する際の分割数を示すＰＷＭ変調のビ
ット数ｎ、レーザダイオードのＨｅａｔ係数α、レーザ
ダイオードのＣｏｏｌ係数β、１分割露光範囲当たりの
画素総数Ｑ、初期光量値ＰA （ｍａｘ），ＰB （ｍａ
ｘ），ＰA （ｍｉｎ），ＰB （ｍｉｎ）が設定される。
具体的には例えば、ｎ＝４、α＝１、β＝０．５、Ｑ＝
２０００に設定される。レーザダイオードのＨｅａｔ係
数α、Ｃｏｏｌ係数βは、レーザダイオードのドループ
特性が熱的現象であることに着目してレーザダイオード
のオン、オフ時においてレーザダイオードを加熱する係
数としてＨｅａｔ係数αが、レーザダイオードを冷却す
る係数としてＣｏｏｌ係数βが定義されている。これら
の係数はレーザダイオードの構造及び構成材料の組成等
により決まるのでレーザダイオードの種類及び品種によ
り一意的に決まる。またＨｅａｔ係数α及びＣｏｏｌ係
数βは、比として定義し、与えてもよい。

【００３７】次にステップ４２ではピクセル演算回路３
１において初期値設定（２）が行われる。 ここでは画
像メモリ１２より読み出す画像データのＰＷＭ変調時に
おける１画素中の点灯パルス数を計数するオンカウンタ
の計数内容Ｍ、１画素中の消灯パルス数を計数するオフ
カウンタの計数内容Ｎがリセットされる。ここでオンカ
ウンタ及びオフカウンタはソフトカウンタである。

【００３８】ステップ４３ではピクセル演算回路３１に
より画像メモリ１２から画像データが読み出され、１画
素内の分割単位毎に画素単位にオンカウンタ、オフカウ
ンタの計数が開始され、１画素分の点灯パルス数及び消
灯パルス数が計数される。

【００３９】ステップ４４では画素クロックカウンタＣ
Ｋがカウントアップされる。次のステップ４５では画像
データのＰＷＭ変調時における１画素内の点灯パルス数
ＯＮを計数するオンカウンタの計数内容Ｍまたは１画素
内の消灯パルス数ＯＦＦを計数するオフカウンタの計数
内容Ｎがステップ４３で計数された分だけ加算される。

【００４０】更にステップ４６ではピクセル演算回路３
１によりオンオフ比ピクセルＰｒが算出される。ここで
オンオフ比ピクセルＰｒは、次式で表せる。

【００４１】 Ｐｒ＝ Ｍ・α−Ｎ・β （３） すなわち、ピクセル演算回路３１ではステップ４６で求
めた、画像メモリ１２から読み出された画像データから
１画素当たりのオン状態、オフ状態の加算結果とレーザ
ダイオードのＨｅａｔ係数α、Ｃｏｏｌ係数βとの乗算
により得られるオンオフ比ピクセルＰｒを算出する。

【００４２】ステップ４７で画素クロックカウンタＣＫ
の計数値ＣＫがＣＫ≧Ｑであるか否か、すなわち画素ク
ロックが１分割露光範囲の総数Ｑに達したか否かが判定
される。ＣＫ＜Ｑである場合にはステップ４８でオンオ
フ比ピクセルＰｒがＰｒ≦０であるか否かが判定され
る。

【００４３】Ｐｒ≦０となる場合にはＬＤ駆動回路２１
に駆動される光源Ｂのレーザダイオードの状態が初期状
態に戻ったと判定され、ステップ４２に戻り、Ｐｒ＞０
であると判定された場合にはステップ４３に戻る。

【００４４】ステップ４７で画素クロックカウンタＣＫ
の計数値ＣＫがＣＫ≧Ｑであると判定された場合にはス
テップ４９で繋ぎ目光量演算回路３２によりステップ４
６でのオンオフ比ピクセルＰｒの演算結果に基づいて露
光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍での光源Ｂ２３のレーザ
ダイオードのレーザビームによる予測光量ＰB （ｃａｌ
ｃ）の演算が行われる。この予測光量ＰB （ｃａｌｃ）
は、露光範囲Ｘａ、Ｘｂの繋ぎ目近傍での最終的な光源
Ｂのレーザダイオードの熱的状態であるオンオフ比ピク
セルＰｒの演算結果からレーザダイオードのドループ特
性に基づいてオフセット光量を演算するために定義され
るドループ特性関数を用いて演算される。このドループ
特性関数は光走査装置の光源Ｂに実際に使用するレーザ
ダイオードのドループ特性データに基づいて定義した関
数を利用してもよいし、一例としてドループ特性関数を
近似的に ｄｙ／ｄｘ＝−α／（ｘ＋１） （４） として傾きが反比例する関数として定義してもよい。こ
こで境界条件として、規格条件をｘ＝０，ｙ＝１とし、
ドループ１０パーセント（ｘ＝ｘmax ，ｙ＝１０／１
１）として解くと、 ＰB （ｃａｌｃ）＝ｆ（ｘ）＝ｙ ＝−1/［11・ｌｎ｛（（２のｎ乗）−１）・Ｑ・α｝］・ｌｎ（ｘ＋１）＋１ （５） となる。ここでｘは式（３）について１分割露光範囲当
たりの画素総数まで演算することにより最終的に算出さ
れるオンオフ比ピクセルＰｒであり、ｙはその時の光源
Ｂのレーザダイオードの光量に相当する。またｘmax は
レーザダイオードの連続点灯時の最悪値に相当し、 ｘmax ＝Ｑ・｛（２のｎ乗）−１｝・α （６） である。ここでＱは１分割露光範囲における画素総数、
ｎはＰＷＭ変調のビット数である。式（５）に示すドル
ープ特性関数をプロットした例を図１１に示す。

【００４５】次にステップ５０では露光範囲Ｘａ、Ｘｂ
の繋ぎ目での光源Ａ２２と光源Ｂ２３との光量差ΔＶが
式（２）により算出される。

【００４６】 ΔＶ＝ＰA （ｍａｘ）−ＰB （ｃａｌｃ） （２） 光量と光量設定電圧は比例関係にあるから、光量差ΔＶ
に相当する電圧ΔＶは、Ｖｒｅｆ（１−ｙ）として容易
に求めることができる。

【００４７】次にステップ５１では、オフセット補正回
路３３により制御回路１０より出力される光量設定信号
により設定される光量設定電圧Ｖｒｅｆと繋ぎ目光量演
算回路３２により演算されたオフセット光量値に相当す
る電圧値ΔＶとから補正光量値に相当するオフセット電
圧値を算出し、ＬＤ駆動回路２０、２１に駆動電圧Ｖｒ
ｅｆ−ΔＶ／２，Ｖｒｅｆ＋ΔＶ／２をそれぞれ、供給
する。

【００４８】このようにしてレーザダイオードのドルー
プ特性に起因する過渡的な光量変化を補正することによ
り、隣接する露光範囲の繋ぎ目近傍における異なる光源
の光量を均一にすることができ、筋模様に代表される画
質不具合の発生を防止することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１乃至請求
項３に記載の発明によれば、画像情報に基づいて光量制
御することにより、複数の露光ビームによる複数に分割
された露光範囲の繋ぎ目における光量を微妙に補正で
き、上記繋ぎ目での画像乱れ、もしくは筋模様の発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る光走査装置の概略構
成図。

【図２】図１における光源Ａ，Ｂによる走査タイミング
を示すタイミングチャート。

【図３】本発明の実施の形態に係る光走査装置の制御部
の具体的構成を示すブロック図。

【図４】光源を連続点灯させ走査中の定常状態における
感光体上の光量の変化状態を示す説明図。

【図５】光源を連続点灯させて実際のライン印字を行っ
た時の感光体上の光量の変化状態を示す説明図。

【図６】光源をパルス点灯させた場合における感光体上
の隣接する露光範囲の繋ぎ目部分の光量の変化状態を示
す説明図。

【図７】光源を連続点灯させて実際のライン印字を行っ
た時の光量補正後の感光体上の光量の変化状態を示す説
明図。

【図８】光源をパルス点灯させて実際のライン印字を行
った時の感光体上の光量の変化状態を示す説明図。

【図９】光源を連続点灯させて実際のライン印字を行っ
た時の光量補正後の感光体上の光量の変化状態を示す説
明図。

【図１０】図３に示した光源制御回路の制御動作を示す
フローチャート。

【図１１】ドループ特性関数の具体例を示す図。

【符号の説明】

１ ポリゴンミラー ２ 反射鏡 ３ 同期センサ ４ 制御部 １０ 制御回路 １１ 画像メモリ １２ 画像メモリ １３ 同期センサ １４ カウンタ １５ クロックパルス発生器 １６ ＰＷＭ変調器 １７ ＰＷＭ変調器 １８ ＡＮＤ回路 １９ ＡＮＤ回路 ２０ ＬＤ駆動回路 ２１ ＬＤ駆動回路 ２２ 光源Ａ ２３ 光源Ｂ ２４ 受光回路 ２５ 受光回路 ２６ 演算回路 ３０ 光源制御回路 ３１ ピクセル演算回路 ３２ 繋ぎ目光量演算回路 ３３ オフセット補正回路 ３４ 補正キャンセル回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々、光ビームを発生させる複数の光源
   部と、該複数の光源部を駆動する複数の光源駆動手段
   と、露光範囲を主走査方向に複数に分割し各分割露光範
   囲を各光ビームによって走査する走査手段と、走査位置
   を検出する少なくとも一つの走査位置検出手段と、前記
   走査位置検出手段の検出出力に同期してそれぞれ所定の
   タイミングで前記光源部からの光ビームを受光して光量
   を検出する複数の光量検出手段と、前記複数の光量検出
   手段の検出結果に基づいて隣接する二つの露光範囲を走
   査する前記光源部の二つのビームの光量が前記隣接する
   二つの露光範囲の繋ぎ目近傍で均一になるように前記複
   数の光源駆動手段を制御する光源制御手段とを有するこ
   とを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 前記光源制御手段は、前記隣接する露光
   範囲の繋ぎ目近傍における前記光源部のビームの光量制
   御を、隣接する二つの露光範囲のうち主走査方向に対し
   繋ぎ目より手前側に位置する露光範囲における画像デー
   タによる変調時の光源部のオン状態の領域及びオフ状態
   の領域を示すデータに基づいて行うことを特徴とする請
   求項１に記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記光源制御手段は、前記隣接する露光
   範囲の繋ぎ目近傍における前記光源部のビームの光量制
   御を、前記隣接する二つの露光範囲の繋ぎ目近傍におい
   て画像データに連続性がない場合には行わないことを特
   徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の光走査装
   置。