(57)【要約】【課題】  レーザダイオードの低消費電力化が可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本光走査装置は、光源と、周囲に一連の面を備え、前記一連の面に、前記光源から出射される出射光の一部を前記光源に戻すことにより前記光源の外部共振器を構成する回折格子が形成された回転部材と、前記光源の状況を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記光源を制御する制御手段と、を有することを要件とする。【選択図】  図１
2010192540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
周囲に一連の面を備え、前記一連の面に、前記光源から出射される出射光の一部を前記光源に戻すことにより前記光源の外部共振器を構成する回折格子が形成された回転部材と、
前記光源の状況を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記光源を制御する制御手段と、を有する光走査装置。
【請求項２】
更に、前記光源の位置を前記出射光に平行な方向に移動させる移動手段を有し、
前記検出手段は、前記光源の位置を検出する位置検出手段と、前記回転部材の回転角を検出する回転角検出手段と、前記光源の温度を検出する温度検出手段と、前記光源の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、を含み、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報と、前記回転角検出手段により検出された回転角情報と、前記温度検出手段により検出された温度情報と、前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流情報とに基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記移動手段により前記光源の位置を制御する請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
更に、前記光源の温度を制御する温度制御手段を有し、
前記検出手段は、前記回転部材の回転角を検出する回転角検出手段と、前記光源の温度を検出する温度検出手段と、前記光源の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、を含み、
前記制御手段は、前記回転角検出手段により検出された回転角情報と、前記温度検出手段により検出された温度情報と、前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流情報とに基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記温度制御手段により前記光源の温度を制御する請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
更に、前記光源の駆動電流を制御する駆動電流制御手段を有し、
前記検出手段は、前記回転部材の回転角を検出する回転角検出手段と、前記光源の温度を検出する温度検出手段と、前記光源の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、を含み、
前記制御手段は、前記回転角検出手段により検出された回転角情報と、前記温度検出手段により検出された温度情報と、前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流情報とに基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記駆動電流制御手段により前記光源の駆動電流を制御する請求項１記載の光走査装置。
【請求項５】
更に、前記光源の位置を前記出射光に平行な方向に移動させる移動手段と、前記光源の温度を制御する温度制御手段と、前記光源の駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、を有し、
前記検出手段は、前記光源の位置を検出する位置検出手段と、前記回転部材の回転角を検出する回転角検出手段と、前記光源の温度を検出する温度検出手段と、前記光源の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、を含み、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報と、前記回転角検出手段により検出された回転角情報と、前記温度検出手段により検出された温度情報と、前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流情報とに基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように、前記移動手段により前記光源の位置、前記温度制御手段により前記光源の温度、前記駆動電流制御手段により前記光源の駆動電流のうちの少なくとも一つを制御する請求項１記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項記載の光走査装置を備え、前記光走査装置から出射された出射光を偏向走査して感光体に電子潜像を形成して画像を形成する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射される出射光を偏向走査する光走査装置、及び、光走査装置を用いて感光体に電子潜像を形成して画像を形成する複写機やプリンタを含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光走査装置を構成するレーザダイオードから出射するレーザ光を感光体上に照射することによって静電潜像を形成する、光プリンタ、ディジタル複写機、光プロッタ等の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において、高品質の画像を安定して形成するためには、感光体上に照射されるレーザ光のビームスポット径や発振波長を安定化させる必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、光走査装置に回折光学素子を備え、この回折光学素子の段差によって発生する不用な次数の回折光が感光体上に集光しないように、この回折光学素子の表面に粗さを設けることにより、ビームスポット径変動を安定化させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、ビームスポット径や発振波長を安定化させることはできるが、レーザダイオードの低消費電力化については考慮されていなかった。
【０００５】
上記の点に鑑みて、レーザダイオードの低消費電力化が可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本光走査装置は、光源と、周囲に一連の面を備え、前記一連の面に、前記光源から出射される出射光の一部を前記光源に戻すことにより前記光源の外部共振器を構成する回折格子が形成された回転部材と、前記光源の状況を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記外部共振器の外部共振条件を満足するように前記光源を制御する制御手段と、を有することを要件とする。本光走査装置によれば、回折格子を外部共振器として用いることにより課題を解決することができる。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、レーザダイオードの低消費電力化が可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。
【図２】ポリゴンミラー上に形成された回折格子における回折条件について説明するための図である。
【図３】ポリゴンミラー上に形成された回折格子とＬＤ間の外部共振条件について説明するための図である。
【図４】ＬＤの位置制御に関するブロック線図の例である。
【図５】ＬＤの位置制御に関するフローチャートの例である。
【図６】第２の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。
【図７】ＬＤの温度制御に関するブロック線図の例である。
【図８】ＬＤの温度制御に関するフローチャートの例である。
【図９】第３の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。
【図１０】ＬＤの駆動電流制御に関するブロック線図の例である。
【図１１】ＬＤの駆動電流制御に関するフローチャートの例である。
【図１２】第４の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。図１を参照するに、光走査装置１０は、レーザユニット１１と、シリンドリカルレンズ１２と、ポリゴンミラー１３と、ｆθレンズ１４と、移動手段１５と、位置検出手段１６と、温度検出手段１７と、駆動電流検出手段１８と、回転角検出手段１９と、制御手段２１と、ＬＤ駆動手段２２とを有する。９０は光走査装置１０がレーザ光を照射する対象物となる感光体である。
【００１１】
レーザユニット１１は、レーザダイオード１１ａ（以下、ＬＤ１１ａとする）と、フォトディテクタ１１ｂ（以下、ＰＤ１１ｂとする）と、ＡＰＣ回路１１ｃと、コリメータレンズ１１ｄと、アパーチャ１１ｅとを有する。
【００１２】
レーザユニット１１において、ＬＤ１１ａはレーザ光を出射する光源としての機能を有する。ＰＤ１１ｂは、ＬＤ１１ａから出射されたレーザ光の一部を受光しモニタ電流Ｉｍを流す光量検出手段としての機能を有する。ＡＰＣ回路１１ｃは、後述するＬＤ駆動手段２２からの指令により、モニタ電流Ｉｍを電圧に変換したモニタ電圧Ｖｍと所定の基準電圧（基準光量）Ｖｒｅｆとを比較し、ＬＤ１１ａに流す駆動電流Ｉｏｐを制御して、ＬＤ１１ａから出射されたレーザ光の光量を所望の値に保つ駆動電流制御手段としての機能を有する。コリメータレンズ１１ｄは、発散光であるレーザ光を平行光にする機能を有する。アパーチャ１１ｅは、レーザ光のスポット径を調節する機能を有する。
【００１３】
シリンドリカルレンズ１２は、副走査倍率の設定及び副走査ビームスポット径の設定を行う機能を有する。ポリゴンミラー１３は、周囲に一連の面１３ａ（図１の場合は６面）を備えた所定の速度で回転する回転部材であり、レーザ光を偏光走査する偏向手段としての機能を有する。各面１３ａには、回折格子１３ｂが形成されている。ポリゴンミラー１３は、例えば所定の半径の円に内接する正６角形の部材である。回折格子１３ｂは、各面１３ａに対して所定の角度を有するギザギザの面（ブレーズ面）から構成されている。回折格子１３ｂは、波長帯域の制限された光のみをＬＤ１１ａに戻し、ＬＤ１１ａの外部共振器として機能する。
【００１４】
ｆθレンズ１４は、ポリゴンミラー１３から感光体９０に到る光路長の変動により、感光体９０に照射される光ビームの走査面の両端近傍で生じる像の歪みを補正し、走査線上のビーム速度を一定にする機能を有する光学系であり、例えば複数のレンズから構成されている。
【００１５】
移動手段１５は、後述するＬＤ駆動手段２２からの指令により、レーザユニット１１を、ＬＤ１１ａから出射されるレーザ光Ａの光軸方向（図１のＹ方向）の所定の位置に移動させて保持する機能を有する。レーザユニット１１をレーザ光Ａの光軸方向（図１のＹ方向）の所定の位置に移動させて保持するのは、ポリゴンミラー１３の回転によるＬＤ１１ａと回折格子１３ｂとの距離の変化をなくすためである。移動手段１５としては、例えば圧電素子等の精密駆動手段を用いることができる。移動手段１５によるレーザユニット１１の１ステップ当たりの移動量は、数ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００１６】
位置検出手段１６は、ＬＤ１１ａの光軸方向（図１のＹ方向）の位置（以下、ＬＤ位置とする）を検知し、ＬＤ位置の検知結果を後述するＬＤ駆動手段２２に出力する機能を有する。位置検出手段１６としては、例えばエンコーダセンサ等を用いることができる。例えば、ＬＤ１１ａにスリットを形成したエンコーダスケールを光軸方向（図１のＹ方向）に沿って設け、エンコーダスケールのスリットを検出するエンコーダセンサを設けることにより、ＬＤ１１ａの光軸方向（図１のＹ方向）の位置を検知することができる。位置検出手段１６の検出感度は、数ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００１７】
温度検出手段１７は、ＬＤ１１ａの温度（以下、ＬＤ温度とする）を検知し、ＬＤ温度の検知結果を後述するＬＤ駆動手段２２に出力する機能を有する。温度検出手段１７としては、例えば金属又は半導体の電気抵抗の温度依存性を利用した温度センサ、熱電対又は半導体のゼーベック効果を利用した温度センサ等を用いることができる。温度検出手段１７は、例えばレーザユニット１１に接触するように配置してもよいし、ＬＤ１１ａに直接接触するように配置してもよい。又、レーザユニット１１又はＬＤ１１ａの近傍に配置してもよい。
【００１８】
駆動電流検出手段１８は、ＬＤ１１ａの駆動電流Ｉｏｐ（以下、ＬＤ駆動電流とする）を検知し、ＬＤ駆動電流の検知結果を後述するＬＤ駆動手段２２に出力する機能を有する。駆動電流検出手段１８は、例えばＬＤ駆動電流の流れるラインに０．１Ω程度の抵抗を挿入し、その両端の電圧をモニタする方法により実現することができる。
【００１９】
回転角検出手段１９は、ポリゴンミラー１３の回転角（以下、ＰＭ回転角とする）を検知し、ＰＭ回転角の検知結果を後述する制御手段２１に出力する機能を有する。回転角検出手段１９は、例えばポリゴンミラー１３の回転軸にポテンショメータや、回転に応じてパルス列を発生する回転角検出用エンコーダ等を設ける方法により実現することができる。
【００２０】
制御手段２１は、回転角検出手段１９からの情報等に基づいてＬＤ駆動手段２２を制御する機能を有する。制御手段２１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリなどを含んでいてもよく、その場合、制御手段２１の各種機能は、ＲＯＭ等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現される。ただし、制御手段２１の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御手段２１は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
【００２１】
ＬＤ駆動手段２２は、位置検出手段１６からのＬＤ位置情報、温度検出手段１７からのＬＤ温度情報、及び駆動電流検出手段１８からのＬＤ駆動電流情報を検知し、検知結果を制御手段２１に出力する機能を有する。又、ＬＤ駆動手段２２は、制御手段２１の指令に基づいて、ＡＰＣ回路１１ｃや移動手段１５を駆動する機能を有する。
【００２２】
光走査装置１０において、レーザユニット１１のＬＤ１１ａから出射されたレーザ光Ａは、所定の速度で回転するポリゴンミラー１３の面１３ａに形成された回折格子１３ｂに入射する。回折格子１３ｂは、レーザ光Ａに対してリトロー配置とされている。すなわち、回折格子１３ｂに入射したレーザ光Ａは、回折格子１３ｂで回折され、１次回折光ＢはＬＤ１１ａへ戻る。０次回折光Ｃ（反射光）は感光体９０へ入射し、画像形成を行う。このように、１次回折光ＢがＬＤ１１ａへ戻ることにより、外部共振器が形成される。すなわち、回折格子１３ｂは、ＬＤ１１ａの外部共振器としての機能を有する。
【００２３】
回折格子１３ｂがＬＤ１１ａの外部共振器として機能するためには、回折格子１３ｂが所定の条件（回折条件、外部共振条件）を満足する必要がある。以下に、所定の条件について説明する。
【００２４】
図２は、ポリゴンミラー上に形成された回折格子における回折条件について説明するための図である。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図２は、図１の一部を拡大した図である。図２において、αは、ポリゴンミラー１３の面１３ａの法線（一点鎖線で表示）とレーザ光Ａとのなす角である（以下、入射角αとする）。βは、ポリゴンミラー１３の面１３ａの法線（一点鎖線で表示）と０次回折光Ｃ（反射光）とのなす角である（以下、回折角βとする）。ｄは、回折格子１３ｂのブレーズ面のピッチである（以下、格子定数ｄとする）。
【００２５】
ｍを回折光の次数、λをレーザ光Ａの波長とすると、図２において、入射角αのレーザ光Ａと回折角βの０次回折光Ｃとの関係は式（数1）で表すことができる。
【００２６】
【数１】
2010192540.tif 000003
本実施の形態ではリトロー配置を利用しているのでα=−βであるから、式（数１）は、式（数２）のように変形される。
【００２７】
【数２】
2010192540.tif 000004
式（数２）より、ＬＤ１１ａへの戻り光である１次回折光Ｂの波長λ（＝レーザ光Ａの波長λ）は、入射角αにより変化する。入射角αは、ポリゴンミラー１３の回転角によって変化するので、ＬＤ１１ａへの戻り光である１次回折光Ｂの波長λ（＝レーザ光Ａの波長λ）は、ポリゴンミラー１３の回転角によって変化することになる。
【００２８】
図３は、ポリゴンミラー上に形成された回折格子とＬＤ間の外部共振条件について説明するための図である。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。ポリゴンミラー１３は、正６角形で半径aの円に内接するものとし、図３の如くｘｙ座標をとる。又、正６角形を６つの正三角形に分割して考え、図３では１つの正三角形のみを記載している。ポリゴンミラー１３の注目する２つの頂点をＥ及びＦとする（直線ＥＦは、ポリゴンミラー１３の一辺である）と、ｘとｙとの関係は式（数３）のようになる。なお、θは、ポリゴンミラー１３の回転角を示している。
【００２９】
【数３】
2010192540.tif 000005
ここで、ＬＤ１１ａの設置位置を（ｘ、ｙ）＝（ｂ、ｃ）とし、レーザ光Ａの軌跡をｘ＝ｂとすると、ＬＤ１１ａと外部共振器（回折格子１３ｂのブレーズ面）間の距離Lは、式（数４）で表すことができる。
【００３０】
【数４】
2010192540.tif 000006
ここで、ＬＤ１１ａと外部共振器間の外部共振条件は、式（数５）のように表されるので、図３における外部共振条件として式（数６）を導くことができる。なお、式（数５）において、ｎは整数である。
【００３１】
【数５】
2010192540.tif 000007
【００３２】
【数６】
2010192540.tif 000008
式（数６）より、ＬＤ１１ａへの戻り光である１次回折光Ｂの波長λ（＝レーザ光Ａの波長λ）は、ポリゴンミラー１３の回転角θによって変化することになる。すなわち、外部共振条件は、ポリゴンミラー１３の回転角θによって変化する。
【００３３】
このように、式（数２）よりレーザ光Ａの波長λはポリゴンミラー１３の回転角θによって変化し、式（数６）より外部共振条件もポリゴンミラー１３の回転角θによって変化することが示された。式（数６）の条件を満たすには、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する必要がある。
【００３４】
又、周知のようにレーザ光Ａの波長λはＬＤ１１ａの駆動電流、ＬＤ１１ａの温度によっても変化するので、ＬＤ１１ａの駆動電流及びＬＤ１１ａの温度に関する情報もＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）の制御に反映させる必要がある。すなわち、ＬＤ１１ａの駆動電流及びＬＤ１１ａの温度に関する情報から、その時点でのレーザ光Ａの波長λを算出し、算出した波長λに対して式（数６）の条件を満たすようにＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する必要がある。
【００３５】
続いて、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する具体的な方法について説明する。図４は、ＬＤの位置制御に関するブロック線図の例である。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図５は、ＬＤの位置制御に関するフローチャートの例である。図４及び図５を参照しながら、ＬＤ１１ａの位置制御について説明する。
【００３６】
始めにステップ１００において、回転角検出手段１９は、現在のＰＭ回転角の検知結果（ＰＭ回転角情報）を制御手段２１の目標ＬＤ位置決定手段２１ａに入力する。又、ＬＤ駆動手段２２は、温度検出手段１７から入手した現在のＬＤ温度の検知結果（ＬＤ温度情報）を制御手段２１の目標ＬＤ位置決定手段２１ａに入力する。又、ＬＤ駆動手段２２は、駆動電流検出手段１８から入手した現在のＬＤ駆動電流の検知結果（ＬＤ駆動電流情報）を制御手段２１の目標ＬＤ位置決定手段２１ａに入力する（Ｓ１００）。
【００３７】
次いでステップ１１０において、目標ＬＤ位置決定手段２１ａは、ステップ１００で入力された情報に基づいてＬＤ１１ａの位置を計算するか、又は予め格納されているテーブルに基づいて目標ＬＤ位置を決定し、目標ＬＤ位置情報をコントローラ２１ｂ及び比較器２１ｃに出力する（Ｓ１１０）。
【００３８】
次いでステップ１２０において、コントローラ２１ｂのフィードフォワード部２１ｂ１は、目標ＬＤ位置決定手段２１ａから入力された目標ＬＤ位置情報に基づいてフィードフォワード信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に出力する。そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードフォワード部２１ｂ１から入力されたフィードフォワード信号に基づいてレーザユニット駆動信号を生成し、移動手段１５に出力する。更に、移動手段１５は、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいてレーザユニット１１を光軸方向（図１のＹ方向）の所定の位置に移動させて保持する（Ｓ１２０）。
【００３９】
次いでステップ１３０において、比較器２１ｃは、目標ＬＤ位置決定手段２１ａから入力された目標ＬＤ位置情報とＬＤ駆動手段２２から入力されたＬＤ位置情報（現在のＬＤ位置）とを比較し、現在のＬＤ位置と目標ＬＤ位置との偏差を計算する（Ｓ１３０）。
【００４０】
次いでステップ１４０において、比較器２１ｃは、ステップ１３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えているか否かを判定する（Ｓ１４０）。
【００４１】
ステップ１４０において、外乱等の影響によりステップ１３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていると判定された場合（図５のＹＥＳの場合）には、ステップ１５０において、偏差の情報はコントローラ２１ｂのフィードバック部２１ｂ３に入力される。そして、フィードバック部２１ｂ３は、比較器２１ｃから入力された偏差の情報に基づいてフィードバック信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に入力する。
【００４２】
そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードバック部２１ｂ３から入力されたフィードバック信号に基づいて偏差が小さくなる方向のレーザユニット駆動信号を生成し、移動手段１５に出力する。更に、移動手段１５は、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいてレーザユニット１１を光軸方向（図１のＹ方向）の所定の位置に移動させて保持する（Ｓ１５０）。その後、再びステップ１４０の処理を実行する。これにより、ＬＤ１１ａの位置をフィードバック制御で急速に目標ＬＤ位置に合わせることができる。
【００４３】
ステップ１４０において、ステップ１３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていないと判定された場合（図５のＮｏの場合）には制御は終了し、次のＰＭ回転角情報、ＬＤ温度情報、及びＬＤ駆動電流情報が、制御手段２１の目標ＬＤ位置決定手段２１ａに入力されるまで待機する。
【００４４】
以上のように、第１の実施の形態によれば、ポリゴンミラーに回折格子を設け、レーザダイオードの光を回折格子に照射する。そして、レーザダイオードの光の一部を回折格子で回折させてレーザダイオードに戻す（回折格子を外部共振器として用いる）。更に、レーザダイオードと回折格子との間で外部共振条件を満足するように、レーザダイオードの位置を光軸方向に移動させ、レーザダイオードと回折格子との距離を所定値に制御する。その結果、レーザダイオードの発光効率が向上するため、レーザダイオードの低消費電力化が可能となる。
【００４５】
又、回折格子により回折された波長帯域の制限された光のみがレーザダイオードに戻るため、レーザダイオードの発振波長を安定化することが可能となる。
【００４６】
〈第２の実施の形態〉
第１の実施の形態では、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する例を示した。第２の実施の形態では、ＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）は固定とし、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの温度を制御する（波長λを変化させる）例を示す。
【００４７】
図６は、第２の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図６を参照するに、光走査装置３０は、図１に示す光走査装置１０における移動手段１５及び位置検出手段１６が削除され、温度制御手段３５が追加されたものである。光走査装置３０のそれ以外の部分の構成は光走査装置１０と同様である。なお、移動手段１５が削除されたのは、ＬＤ１１ａが固定されているためＬＤ１１ａを移動させる必要がないからである。又、位置検出手段１６が削除されたのは、ＬＤ１１ａが固定されているためＬＤ位置情報は既知だからである。
【００４８】
以下、光走査装置３０について、光走査装置１０と異なる構成部分についてのみ説明をする。温度制御手段３５は、ＬＤ１１ａの温度（以下、ＬＤ温度とする）を制御する機能を有する。温度制御手段３５としては、例えばペルチェ素子を用いることができる。ペルチェ素子は、例えば一対のＰ型半導体及びＮ型半導体（又は一対の金属）により実現できる。
【００４９】
すなわち、一対のＰ型半導体及びＮ型半導体において、Ｎ型半導体の電位をＰ型半導体の電位よりも高くしてＮ型半導体側からＰ型半導体側に電流を流すことにより、熱電効果を利用して電気エネルギーにより熱を移動させる（冷却させる）ことができる。又、一対のＰ型半導体及びＮ型半導体において、Ｐ型半導体の電位をＮ型半導体の電位よりも高くしてＰ型半導体側からＮ型半導体側に電流を流すことにより、熱電効果を利用して電気エネルギーにより熱を移動させる（発熱させる）ことができる。温度制御手段３５は、例えばレーザユニット１１に接触するように配置してもよいし、ＬＤ１１ａに直接接触するように配置してもよい。
【００５０】
続いて、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの温度を制御する（波長λを変化させる）具体的な方法について説明する。図７は、ＬＤの温度制御に関するブロック線図の例である。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図８は、ＬＤの温度制御に関するフローチャートの例である。図７及び図８を参照しながら、ＬＤ１１ａの温度制御について説明する。
【００５１】
始めにステップ２００において、回転角検出手段１９は、現在のＰＭ回転角の検知結果（ＰＭ回転角情報）を制御手段２１の目標ＬＤ温度決定手段２１ｄに入力する。又、ＬＤ駆動手段２２は、駆動電流検出手段１８から入手した現在のＬＤ駆動電流の検知結果（ＬＤ駆動電流情報）を制御手段２１の目標ＬＤ温度決定手段２１ｄに入力する（Ｓ２００）。なお、ＬＤ１１ａは固定されているため、ＬＤ位置情報は既知であり、目標ＬＤ温度決定手段２１ｄは既知のＬＤ位置情報を知ることができる。
【００５２】
次いでステップ２１０において、目標ＬＤ温度決定手段２１ｄは、ステップ２００で入力された情報に基づいてＬＤ１１ａの温度を計算するか、又は予め格納されているテーブルに基づいて目標ＬＤ温度を決定し、目標ＬＤ温度情報をコントローラ２１ｂ及び比較器２１ｃに出力する（Ｓ２１０）。
【００５３】
次いでステップ２２０において、コントローラ２１ｂのフィードフォワード部２１ｂ１は、目標ＬＤ温度決定手段２１ｄから入力された目標ＬＤ温度情報に基づいてフィードフォワード信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に出力する。そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードフォワード部２１ｂ１から入力されたフィードフォワード信号に基づいてレーザユニット駆動信号を生成し、温度制御手段３５に出力する。更に、温度制御手段３５は、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいて、例えばペルチェ素子に所定の電流を流すことによりＬＤ１１ａを発熱又は冷却する（Ｓ２２０）。
【００５４】
次いでステップ２３０において、比較器２１ｃは、目標ＬＤ温度決定手段２１ｄから入力された目標ＬＤ温度情報とＬＤ駆動手段２２から入力されたＬＤ温度情報（現在のＬＤ温度）とを比較し、現在のＬＤ温度と目標ＬＤ温度との偏差を計算する（Ｓ２３０）。
【００５５】
次いでステップ２４０において、比較器２１ｃは、ステップ２３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えているか否かを判定する（Ｓ２４０）。
【００５６】
ステップ２４０において、外乱等の影響によりステップ２３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていると判定された場合（図８のＹＥＳの場合）には、ステップ２５０において、偏差の情報はコントローラ２１ｂのフィードバック部２１ｂ３に入力される。そして、フィードバック部２１ｂ３は、比較器２１ｃから入力された偏差の情報に基づいてフィードバック信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に入力する。
【００５７】
そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードバック部２１ｂ３から入力されたフィードバック信号に基づいて偏差が小さくなる方向のレーザユニット駆動信号を生成し、温度制御手段３５に出力する。更に、温度制御手段３５は、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいて、例えばペルチェ素子に所定の電流を流すことによりＬＤ１１ａを発熱又は冷却する（Ｓ２５０）。これにより、ＬＤ１１ａの温度をフィードバック制御で急速に目標ＬＤ温度に合わせることができる。その後、再びステップ２４０の処理を実行する。
【００５８】
ステップ２４０において、ステップ２３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていないと判定された場合（図８のＮｏの場合）には制御は終了し、次のＰＭ回転角情報及びＬＤ駆動電流情報が、制御手段２１の目標ＬＤ温度決定手段２１ｄに入力されるまで待機する。
【００５９】
以上のように、第２の実施の形態によれば、ポリゴンミラーに回折格子を設け、レーザダイオードの光を回折格子に照射する。そして、レーザダイオードの光の一部を回折格子で回折させてレーザダイオードに戻す（回折格子を外部共振器として用いる）。更に、レーザダイオードと回折格子との間で外部共振条件を満足するように、レーザダイオードの温度を所定値に制御する。その結果、レーザダイオードの発光効率が向上するため、レーザダイオードの低消費電力化が可能となる。
【００６０】
又、回折格子により回折された波長帯域の制限された光のみがレーザダイオードに戻るため、レーザダイオードの発振波長を安定化することが可能となる。
【００６１】
〈第３の実施の形態〉
第１の実施の形態では、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する例を示した。又、第２の実施の形態では、ＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）は固定とし、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの温度を制御する（波長λを変化させる）例を示した。第３の実施の形態では、ＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）は固定とし、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの駆動電流を制御する（波長λを変化させる）例を示す。
【００６２】
図９は、第３の実施の形態に係る光走査装置の概略の構成を例示する模式図である。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図９を参照するに、光走査装置４０は、図１に示す光走査装置１０における移動手段１５及び位置検出手段１６が削除されたものである。光走査装置４０のそれ以外の部分の構成は光走査装置１０と同様である。なお、移動手段１５が削除されたのは、ＬＤ１１ａが固定されているためＬＤ１１ａを移動させる必要がないからである。又、位置検出手段１６が削除されたのは、ＬＤ１１ａが固定されているためＬＤ位置情報は既知だからである。
【００６３】
以下、光走査装置４０について、光走査装置１０と異なる構成部分についてのみ説明をする。ＬＤ１１ａの駆動電流は、レーザユニット１１のＡＰＣ回路１１ｃにより制御する。
【００６４】
続いて、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの駆動電流を制御する（波長λを変化させる）具体的な方法について説明する。図１０は、ＬＤの駆動電流制御に関するブロック線図の例である。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図１１は、ＬＤの駆動電流制御に関するフローチャートの例である。図１０及び図１１を参照しながら、ＬＤ１１ａの駆動電流制御について説明する。
【００６５】
始めにステップ３００において、回転角検出手段１９は、現在のＰＭ回転角の検知結果（ＰＭ回転角情報）を制御手段２１の目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅに入力する。又、ＬＤ駆動手段２２は、温度検出手段１７から入手した現在のＬＤ温度の検知結果（ＬＤ温度情報）を制御手段２１の目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅに入力する（Ｓ３００）。なお、ＬＤ１１ａは固定されているため、ＬＤ位置情報は既知であり、目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅは既知のＬＤ位置情報を知ることができる。
【００６６】
次いでステップ３１０において、目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅは、ステップ３００で入力された情報に基づいてＬＤ１１ａの駆動電流を計算するか、又は予め格納されているテーブルに基づいて目標ＬＤ駆動電流を決定し、目標ＬＤ駆動電流情報をコントローラ２１ｂ及び比較器２１ｃに出力する（Ｓ３１０）。
【００６７】
次いでステップ３２０において、コントローラ２１ｂのフィードフォワード部２１ｂ１は、目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅから入力された目標ＬＤ駆動電流情報に基づいてフィードフォワード信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に出力する。そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードフォワード部２１ｂ１から入力されたフィードフォワード信号に基づいてレーザユニット駆動信号を生成し、ＡＰＣ回路１１ｃに出力する。更に、ＡＰＣ回路１１ｃは、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいて、駆動電流を制御する（Ｓ３２０）。なお、ＡＰＣ回路１１ｃは、元々ＬＤ１１ａの駆動電流を制御するための回路であるから、ＬＤ駆動手段２２から入力するレーザユニット駆動信号としては駆動電流の目標値の情報のみでよい。ＡＰＣ回路１１ｃは、駆動電流の目標値の情報にしたがって基準電圧（基準光量）Ｖｒｅｆを変更し、駆動電流（Ｉｏｐ）を制御する。
【００６８】
次いでステップ３３０において、比較器２１ｃは、目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅから入力された目標ＬＤ駆動電流情報とＬＤ駆動手段２２から入力されたＬＤ駆動電流情報（現在のＬＤ駆動電流）とを比較し、現在のＬＤ駆動電流と目標ＬＤ駆動電流との偏差を計算する（Ｓ３３０）。
【００６９】
次いでステップ３４０において、比較器２１ｃは、ステップ３３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えているか否かを判定する（Ｓ３４０）。
【００７０】
ステップ３４０において、外乱等の影響によりステップ３３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていると判定された場合（図１１のＹＥＳの場合）には、ステップ３５０において、偏差の情報はコントローラ２１ｂのフィードバック部２１ｂ３に入力される。そして、フィードバック部２１ｂ３は、比較器２１ｃから入力された偏差の情報に基づいてフィードバック信号を生成し、加算器２１ｂ２を介してＬＤ駆動手段２２に入力する。
【００７１】
そして、ＬＤ駆動手段２２は、フィードバック部２１ｂ３から入力されたフィードバック信号に基づいて偏差が小さくなる方向のレーザユニット駆動信号を生成し、ＡＰＣ回路１１ｃに出力する。更に、ＡＰＣ回路１１ｃは、ＬＤ駆動手段２２から入力されたレーザユニット駆動信号に基づいて、駆動電流を制御する（Ｓ３５０）。なお、ＡＰＣ回路１１ｃは、元々ＬＤ１１ａの駆動電流を制御するための回路であるから、ＬＤ駆動手段２２から入力するレーザユニット駆動信号としては駆動電流の目標値の情報のみでよい。ＡＰＣ回路１１ｃは、駆動電流の目標値の情報にしたがって基準電圧（基準光量）Ｖｒｅｆを変更し、駆動電流（Ｉｏｐ）を制御する。これにより、ＬＤ１１ａの駆動電流をフィードバック制御で急速に目標ＬＤ駆動電流に合わせることができる。その後、再びステップ３４０の処理を実行する。
【００７２】
ステップ３４０において、ステップ３３０で計算した偏差の値が予め設定された許容値を超えていないと判定された場合（図１１のＮｏの場合）には制御は終了し、次のＰＭ回転角情報及びＬＤ温度情報が、制御手段２１の目標ＬＤ駆動電流決定手段２１ｅに入力されるまで待機する。
【００７３】
以上のように、第３の実施の形態によれば、ポリゴンミラーに回折格子を設け、レーザダイオードの光を回折格子に照射する。そして、レーザダイオードの光の一部を回折格子で回折させてレーザダイオードに戻す（回折格子を外部共振器として用いる）。更に、レーザダイオードと回折格子との間で外部共振条件を満足するように、レーザダイオードの駆動電流を所定値に制御する。その結果、レーザダイオードの発光効率が向上するため、レーザダイオードの低消費電力化が可能となる。
【００７４】
又、回折格子により回折された波長帯域の制限された光のみがレーザダイオードに戻るため、レーザダイオードの発振波長を安定化することが可能となる。
【００７５】
なお、第１の実施の形態では、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）を制御する例を示した。又、第２の実施の形態では、ＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）は固定とし、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの温度を制御する例を示した。第３の実施の形態では、ＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）は固定とし、式（数６）の条件を満たすように、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの駆動電流を制御する例を示した。しかしながら、第１〜第３の実施の形態は適宜組み合わせることができる。一例を挙げれば、ポリゴンミラー１３の回転角θに対応してＬＤ１１ａの位置（ｃの位置）、ＬＤ１１ａの温度、及びＬＤ１１ａの駆動電流を同時に制御するが如くである。
【００７６】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る光走査装置を搭載する画像形成装置を例示する。図１２は、第４の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成を例示する断面図である。図１２を参照するに、画像形成装置１００は、第１の実施の形態に係る光走査装置１０を用いて感光体９０に電子潜像を形成して画像を形成する画像形成装置である。なお、画像形成装置１００はバス（データを交換するための共通の経路）を有し、画像形成装置１００のシステムを駆動するＣＰＵ（図示せず）、画像データ等を蓄積するＲＡＭ（図示せず）、ソフトウエア等を記憶するＲＯＭ（図示せず）、光走査装置１０の制御手段２１等がバス上に接続されている。
【００７７】
画像形成装置１００において、画像が形成されるべき用紙は、本体トレイ１０１或いは手差しトレイ１０２にセットされ、本体トレイ１０１或いは手差しトレイ１０２から給紙ローラ１０３にて用紙の搬送が開始される。給紙ローラ１０３による用紙の搬送に先立って、像担持体である感光体９０が回転し、感光体９０の表面は、クリーニングブレード１０５によってクリーニングされ、次に、帯電ローラ１０６で一様に帯電される。
【００７８】
光走査装置１０から、画像信号に従って変調されたレーザ光が露光され、現像ローラ１０８で現像されてトナーが付着し、これとタイミングを取って給紙ローラ１０３から用紙の給紙がなされる。給紙ローラ１０３から給紙された用紙は、感光体９０と転写ローラ１０９とに挟まれて搬送され、これと同時に、用紙にはトナー像が転写される。
【００７９】
転写されずに残った感光体９０上のトナーは、再び、クリーニングブレード１０５で掻き落とされる。クリーニングブレード１０５の手前には、トナー濃度センサ１１０が設けられており、トナー濃度センサ１１０によって感光体９０上に形成されたトナー像の濃度を測定することができる。又、トナー像が載った用紙は搬送経路にしたがって、定着ユニット１１１に搬送され、定着ユニット１１１においてトナー像は用紙上に定着される。印刷された用紙は、最後に排紙ローラ１１２を通って、記録面を下にしてページ順に排出される。なお、第１の実施の形態に係る光走査装置１０に代えて、第２の実施の形態に係る光走査装置３０や第３の実施の形態に係る光走査装置４０等を用いても構わない。
【００８０】
このように、第１〜第３の実施の形態に係る光走査装置を用いて感光体に電子潜像を形成して画像を形成する複写機やプリンタを含む画像形成装置を構成すると好適である。
【００８１】
以上のように、第４の実施の形態によれば、画像形成装置は、第１〜第３の実施の形態に係る光走査装置を用いて構成されている。その結果、レーザダイオードの発光効率が向上するため、レーザダイオードの低消費電力化が可能となる。
【００８２】
又、回折格子により回折された波長帯域の制限された光のみがレーザダイオードに戻るため、レーザダイオードの発振波長を安定化することが可能となる。
【００８３】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０，３０，４０  光走査装置
１１  レーザユニット
１１ａ  レーザダイオード（ＬＤ）
１１ｂ  フォトディテクタ（ＰＤ）
１１ｃ  ＡＰＣ回路
１１ｄ  コリメータレンズ
１１ｅ  アパーチャ
１２  シリンドリカルレンズ
１３  ポリゴンミラー
１４  ｆθレンズ
１５  移動手段
１６  位置検出手段
１７  温度検出手段
１８  駆動電流検出手段
１９  回転角検出手段
２１  制御手段
２１ａ  目標ＬＤ位置決定手段
２１ｂ  コントローラ
２１ｂ１  フィードフォワード部
２１ｂ２  加算器
２１ｂ３  フィードバック部
２１ｃ  比較器
２１ｄ  目標ＬＤ温度決定手段
２１ｅ  目標ＬＤ駆動電流決定手段
２２  ＬＤ駆動手段
３５  温度制御手段
９０  感光体
１００  画像形成装置
１０１  本体トレイ
１０２  手差しトレイ
１０３  給紙ローラ
１０５  クリーニングブレード
１０６  帯電ローラ
１０８  現像ローラ
１０９  転写ローラ
１１０  トナー濃度センサ
１１１  定着ユニット
１１２  排紙ローラ
ａ  半径
ｂ  Ｘ座標
ｄ  格子定数
Ａ  レーザ光
Ｂ  １次回折光
Ｃ  ０次回折光
Ｅ，Ｆ  頂点
Ｌ  距離
α  入射角
β  回折角
θ  回転角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２００７−２３３００２号公報
【図１】
2010192540.tif 000009
【図２】
2010192540.tif 000010
【図３】
2010192540.tif 000011
【図４】
2010192540.tif 000012
【図５】
2010192540.tif 000013
【図６】
2010192540.tif 000014
【図７】
2010192540.tif 000015
【図８】
2010192540.tif 000016
【図９】
2010192540.tif 000017
【図１０】
2010192540.tif 000018
【図１１】
2010192540.tif 000019
【図１２】
2010192540.tif 000020