(57)【要約】【課題】この発明は、露光走査領域内で均一なレーザ光量を得ることができる露光制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体レーザの出力光パワーを検出するための検出手段、検出手段によって検出された出力光パワーを各ドットの発光開始直後でサンプリングするためのサンプリング手段、ならびに各ドットに対する半導体レーザの駆動開始時には半導体レーザの駆動電流を予め設定された基準値に制御するとともに、サンプリング手段によってそのドットの発光開始直後にサンプリングされた出力光パワーと、記憶装置に記憶されているそのドット位置に応じた出力光パワーに応じた値とに基づいて、そのドットに対する半導体レーザの駆動電流を制御する手段を備えている。【選択図】  図１
2004338130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ変調方式がパルス幅変調方式である露光制御装置において、
露光走査領域が複数の単位領域に分割され、各単位領域毎に、全ての単位領域における露光パワーが均一となるような半導体レーザの出力光パワーが予め求められており、予め求められた各単位領域毎の出力光パワーに応じた値が記憶されている記憶装置、
半導体レーザの出力光パワーを検出するための検出手段、
検出手段によって検出された出力光パワーを各ドットの発光開始直後でサンプリングするためのサンプリング手段、ならびに
各ドットに対する半導体レーザの駆動開始時には半導体レーザの駆動電流を予め設定された基準値に制御するとともに、サンプリング手段によってそのドットの発光開始直後にサンプリングされた出力光パワーと、記憶装置に記憶されているそのドット位置に応じた出力光パワーに応じた値とに基づいて、そのドットに対する半導体レーザの駆動電流を制御する手段、
を備えていることを特徴とする露光制御装置。
【請求項２】
レーザ変調方式が強度変調方式である露光制御装置において、
露光走査領域が複数の単位領域に分割され、各単位領域毎に、全ての単位領域における露光パワーが均一となるような半導体レーザの出力光パワーが予め求められており、予め求められた各単位領域毎の出力光パワーに応じた値が記憶されている記憶装置、
半導体レーザの出力光パワーを検出するための検出手段、
検出手段によって検出された出力光パワーを各ドットの発光開始直後でサンプリングするためのサンプリング手段、ならびに
各ドットに対する半導体レーザの駆動開始時には半導体レーザの駆動電流をそのドットに対する入力画像データの階調に応じた電流値に制御するとともに、サンプリング手段によってそのドットの発光開始直後にサンプリングされた出力光パワーと、記憶装置に記憶されているそのドット位置に応じた出力光パワーに応じた値と、そのドットに対する入力画像データの階調に基づいて、そのドットに対する半導体レーザの駆動電流を制御する手段、
を備えていることを特徴とする露光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、複写機等の画像形成装置における露光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体レーザーを用いた走査光学系において走査範囲におけるレーザー光の露光パワーはｆθレンズのｃｏｓ４乗則によって走査範囲端部にいくほど低下することが知られている。
【０００３】
露光コントラストの大きい２値画像露光においては、この程度の光量低下は特に問題にならないと考えられるが、多値画像、特にカラー画像を扱う場合には、わずかな露光むらが画質を大きく損なう原因となっており、特に多値露光レベルをレーザーのパワー変調によって決定している方式では顕著である。
【０００４】
このような欠点を補う方法として、ｆθレンズ中心部の透過光量とｆθレンズ端部の透過光量とが相対的に等しくなるように、ｆθレンズにその中心部の透過光量を低下させるような表面処理を行う方法がある。しかしながら、このような加工は一律な透過率分布でしか行えないため、ｆθレンズの製造のばらつきや他の光学部品の総合的なばらつきには対処できない。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、予め各レンズやユニットの透過率特性を個別に測定しておき、その特性に合わせて、上記レンズ透過率分布を調整した加工を施すことも考えられるが、このような方法ではｆθレンズの透過率調整加工を個別に行わなければならず加工に関するコストが大幅にかかる可能性があり現実的でない。
【０００６】
また、特開平６−９８１０４号公報に開示されているように、電気的に光量を補正する方法が開発されているが、この方法は半導体レーザのドループ特性（一定の電流を与えた場合でも、熱等によってレーザパワーが低下するといった特性）が考慮されておらず、レンズ等の光学系そのものの影響による光量変化を調整できても、半導体レーザのドループ特性による走査領域内での光量変化を補正できない。中間調印字またはカラー印字においては、半導体レーザのドループ特性による光量変化が画質に及ぼす影響を無視することはできない。
【０００７】
【特許文献】特開平６−９８１０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光学系部品による絶対光量のユニット間でのばらつき、ｆθレンズのｃｏｓ４乗則による露光走査領域内の光量むら、さらには半導体レーザのドループ特性による光量変化に左右されることなく、露光走査領域内で均一なレーザ光量を得ることができる露光制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、レーザ変調方式がパルス幅変調方式である露光制御装置において、露光走査領域が複数の単位領域に分割され、各単位領域毎に、全ての単位領域における露光パワーが均一となるような半導体レーザの出力光パワーが予め求められており、予め求められた各単位領域毎の出力光パワーに応じた値が記憶されている記憶装置、半導体レーザの出力光パワーを検出するための検出手段、検出手段によって検出された出力光パワーを各ドットの発光開始直後でサンプリングするためのサンプリング手段、ならびに各ドットに対する半導体レーザの駆動開始時には半導体レーザの駆動電流を予め設定された基準値に制御するとともに、サンプリング手段によってそのドットの発光開始直後にサンプリングされた出力光パワーと、記憶装置に記憶されているそのドット位置に応じた出力光パワーに応じた値とに基づいて、そのドットに対する半導体レーザの駆動電流を制御する手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、レーザ変調方式が強度変調方式である露光制御装置において、露光走査領域が複数の単位領域に分割され、各単位領域毎に、全ての単位領域における露光パワーが均一となるような半導体レーザの出力光パワーが予め求められており、予め求められた各単位領域毎の出力光パワーに応じた値が記憶されている記憶装置、半導体レーザの出力光パワーを検出するための検出手段、検出手段によって検出された出力光パワーを各ドットの発光開始直後でサンプリングするためのサンプリング手段、ならびに各ドットに対する半導体レーザの駆動開始時には半導体レーザの駆動電流をそのドットに対する入力画像データの階調に応じた電流値に制御するとともに、サンプリング手段によってそのドットの発光開始直後にサンプリングされた出力光パワーと、記憶装置に記憶されているそのドット位置に応じた出力光パワーに応じた値と、そのドットに対する入力画像データの階調に基づいて、そのドットに対する半導体レーザの駆動電流を制御する手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明を複写機の露光制御装置に適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、露光制御装置の構成を示している。
【００１３】
露光制御装置は、半導体レーザ駆動回路１、半導体レーザ２、目標値格納部３およびドット単位サンプルホールド回路４を備えている。半導体レーザ２は、レーザ発光部２ａと、レーザ発光部２ａから出力される光のパワーを検出するための内蔵ＰＩＮフォトダイオード２ｂとを備えている。
【００１４】
露光ユニット製造時に、当該ユニット内のレンズ、その他の光学部品による透過光量（感光体面上での露光パワー）の露光走査領域内での変動特性を測定しておく。なお、この測定時においては、露光走査領域内において半導体レーザ２の出力光パワーが均一となるように制御（たとえば、フィードバック制御）される。図２は、像高（露光走査幅）に対する測定された感光体面上での露光パワーを模式的に表したものである。
【００１５】
そして、図２に示す測定結果に基づいて、露光走査領域内の各ドット位置における感光体面上での露光パワーが均一となるような、像高（露光走査幅）に対する半導体レーザ２の出力光パワーを算出しておく。図３は、算出された像高（露光走査幅）に対する半導体レーザ２の出力光パワーを模式的に示している。
【００１６】
目標値格納部３には、露光走査領域内の各ドット位置における感光体面上での露光パワーが均一となるような、像高（露光走査領域内の各ドット位置）に対する半導体レーザ２の出力光パワー（目標値）に応じた値が格納されている。
【００１７】
まず、レーザ変調方式がパルス幅変調方式である場合の半導体レーザ駆動回路１の動作について説明する。
【００１８】
半導体レーザ駆動回路１は、入力画像データに応じたパルス幅の駆動電流を出力する。この際、駆動電流値を次のように制御する。まず、入力画像データに応じたパルス幅の駆動電流を出力する際には、そのパルス立ち上がり時には、駆動電流値を予め定められた基準電流値に設定する。
【００１９】
ドット単位サンプルホールド回路４は、各発光ドットの発光開始直後にフォトダイオード２ｂの検出信号（実際の出力光パワーに応じた値）をサンプリングし、半導体レーザ駆動回路１に送る。半導体レーザ駆動回路１は、ドット単位サンプルホールド回路４によって検出された出力光パワーと、目標値格納部３に格納されている入力画像データに対応するドット位置に応じた目標値とを比較し、半導体レーザ２の出力光パワーが目標値に一致するように、当該ドット内で駆動電流を制御する。このような動作を１ドット毎に繰り返し行う。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、目標値格納部３には、露光走査方向に１ドット単位毎に目標値を格納しているが、図４に示すように、露光走査領域を複数ドット単位の複数の領域に分割し、各分割領域毎に目標値を格納するようにしてもよい。
【００２１】
次に、レーザ変調方式が強度変調方式である場合の半導体レーザ駆動回路１の動作について説明する。
【００２２】
この場合には、図５に示すように、図３の像高０に対する半導体レーザ２の出力光パワーを０とした場合の補正値を算出する。そして、像高（露光走査領域内の各ドット位置）に対す補正値を目標値格納部３に格納しておく。
【００２３】
半導体レーザ駆動回路１は、入力画像データに応じた駆動電流を出力する際には、その立ち上がり時には、駆動電流値を入力画像データの階調に応じた大きさの基準電流値に設定する。入力画像データの階調に応じた大きさの基準電流値は、予め設定されている。
【００２４】
ドット単位サンプルホールド回路４は、各発光ドットの発光開始直後にフォトダイオード２ｂの検出信号（実際の出力光パワーに応じた値）をサンプリングし、半導体レーザ駆動回路１に送る。半導体レーザ駆動回路１は、ドット単位サンプルホールド回路４によって検出された出力光パワーと、目標値格納部３に格納されている入力画像データに対応するドット位置に応じた補正値に当該画像データの階調に対応した出力光パワーを加算した値（目標値）とを比較し、半導体レーザ２の出力光パワーが目標値に一致するように、当該ドット内で駆動電流を制御する。このような動作を１ドット毎に繰り返し行う。
【００２５】
なお、上記実施の形態では、目標値格納部３には、露光走査方向に１ドット単位毎に補正値を格納しているが、露光走査領域を複数ドット単位の複数の領域に分割し、各分割領域毎に補正値を格納するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、光学系部品による絶対光量のユニット間でのばらつき、ｆθレンズのｃｏｓ４乗則による露光走査領域内の光量むら、さらには半導体レーザのドループ特性による光量変化に左右されることなく、露光走査領域内で均一なレーザ光量を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】露光制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】像高（露光走査幅）に対する感光体面上での露光パワーの測定値を示すグラフである。
【図３】算出された像高（露光走査幅）に対する半導体レーザ２の出力光パワーを示すグラフである。
【図４】露光走査領域の各分割領域毎に目標値を算出した場合の例を示すグラフである
【図５】図３の像高０に対する半導体レーザ２の出力光パワーを０とした場合の補正値を示すグラフである。
【符号の説明】
１  半導体レーザ駆動回路
２  半導体レーザ
２ａ  レーザ発光部
２ｂ  内蔵ＰＩＮフォトダイオード
３  目標値格納部
４  ドット単位サンプルホールド回路
【図１】
2004338130.tif 000003
【図２】
2004338130.tif 000004
【図３】
2004338130.tif 000005
【図４】
2004338130.tif 000006
【図５】
2004338130.tif 000007