(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配置された複数の発光素子を有する光源と、
前記光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向された光ビームを、前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で検知可能とされた光センサと、
前記光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信号を生成する生成手段と、
前記複数の発光素子の点灯を制御する制御手段と、を含み、
前記光源の発光素子は、射出した光ビームによって前記被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい位置に配置された複数の発光素子毎に発光素子群として複数の群にグループ分けされており、
前記制御手段は、前記複数の群のうちの一つの発光素子群における複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させ、
前記生成手段は、前記制御手段が点灯制御した前記複数の発光素子から前記光センサが受光した受光エネルギー量に応じて前記一つの発光素子群に対応する同期信号を生成する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記同期信号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成し、
前記複数の発光素子は、該複数の発光素子を全て点灯させたときの前記光センサの受光面上での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じない分布となるように選択されている
ことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記同期信号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成し、
任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分が生じる分布となるように、前記光源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされており、
前記制御手段は、前記同期信号の生成に用いる発光素子として個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させる
ことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光センサは、更に、前記光源から射出された光ビームの光量を検出し、
前記光センサによって検出された光量が所定値となるように、前記光源から射出される光ビームの光量を制御する光量制御手段を更に備えた
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、個々の発光素子を単独で点灯させたときに前記光センサの受光量に応じて該光センサから出力される信号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、前記複数の発光素子を各々点灯させたときに互いに重なるように選択されていることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に係り、より詳しくは、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源を用いて光走査する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、複数の半導体レーザを２次元状に配置したレーザアレイを光源とした光走査装置が考案されている（例えば、特開平５−２９４００５号公報）。
【０００３】
一般的な光走査装置に用いられる単一の半導体レーザとしては、図１５に示すように、ｎ側電極２００、基板２０２、活性層２０６、クラッド層２０４、ｐ側電極２０８が層状に積み重ねられて構成された端面発光型半導体レーザが広く用いられているが、図１６に示すように、ｎ側電極２１０、基板２１２、半導体多層膜２１４、絶縁膜２１６、ｐ側電極２１８によって構成された面発光型半導体レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting diode Laser：所謂ＶＣＳＥＬ）を用いることによって、多数の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）を基板上に自由に２次元配置することができるため、複数本のレーザビームを射出可能な光源を低コストで得ることができる。なお、光走査装置では、微少なビームスポットを得るために、シングルモード発振（単一波長での発振）が一般に要求されるが、ＶＣＳＥＬでは発光出力が小さい傾向がある。
【０００４】
ところで、光走査装置では一般に、主走査開始の際のレーザ光が入射されるように配置された光検出器によって走査ビーム（レーザビーム）を検知し、該検知のタイミングに応じて走査開始信号（以下、「ＳＯＳ信号」という）を生成しており、生成したＳＯＳ信号を基準として主走査を行っている。
【０００５】
ここで、上記光検出器としては、図１７に示すように、入射光量に応じた電流を流すフォトダイオードＰＤ、入力された電流を増幅してＩ（電流）／Ｖ（電圧）変換する増幅器ＯＰ、しきい値を示す電圧を発生するしきい値電源ＳＰ、及び増幅器ＯＰとしきい値電源ＳＰの各出力電圧を比較する比較器ＣＰによって構成されたものが広く用いられている。この光検出器では、図１８に示すように、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値電圧以上になったときにＳＯＳ信号がハイレベルとなる。
【０００６】
このような光検出器をＳＯＳ信号の生成手段として適用すると共に、複数のＶＣＳＥＬが２次元配置されて構成された光源を用いた光走査装置では、レーザビームの２次元配置が近接している場合に、全レーザビームを点灯させたままで光検出器を走査すると、図１９に示すように、各ビーム間における増幅器ＯＰの出力電圧が下がりきらず、しきい値電圧近傍の電圧になってしまうと、ＳＯＳ信号は、同図におけるＳＯＳ信号１のように単一の矩形波状となったり、ＳＯＳ信号２のようにレーザビーム毎に立ち下がる矩形波状となったりして、安定したＳＯＳ信号を得ることができない、という問題があった。
【０００７】
この問題は、しきい値電圧を上げるか、又は下げることで理論的には対策が可能であるが、この場合には、しきい値電圧を上げ過ぎても下げ過ぎてもノイズの影響が大きくなり、誤作動が発生し易くなる、という新たな問題が発生する。
【０００８】
これに対し、ＶＣＳＥＬを１つのみ点灯させて光検出器を走査する方法も考えられるが、ＶＣＳＥＬは前述のように光量が比較的小さいため、増幅器ＯＰの出力電圧がしきい値電圧を超えないことがあり、ＳＯＳ信号が出力されない可能性がある。
【０００９】
また、この場合、しきい値電圧を下げればＳＯＳ信号の生成は可能となるものの、この場合は電気ノイズの影響を受け易くなり、誤作動が発生し易くなる、という新たな問題が発生する。
【００１０】
ところで、通常、半導体レーザを光源とした光走査装置を用いて画像を形成する画像形成装置では、画像の濃度を所定レベルとするために、レーザビームの光量が所定量となるように光量制御（Auto Power Control：所謂ＡＰＣ）を行っている。
【００１１】
ここで、画像形成速度の高速化を目的として複数の半導体レーザがアレイ状に配置されて構成された光源によって光走査を行う光走査装置を適用した場合、各半導体レーザ毎にＡＰＣする必要があるため、ＡＰＣに要する時間が著しく長くなる、という問題があった。
【００１２】
この問題を解決するために、本発明の出願人によって提案された特開平８−２６４８７３号公報に記載の技術では、制御対象とする全ての半導体レーザを同時点灯させた状態で全体光量（総光量）を光量検出手段によって検出し、該検出によって得られた全体光量が所定量となるようにフィードバック制御することによって、制御対象とする全ての半導体レーザの射出光量が一定光量となるように一括して制御していた。なお、この技術では、光源を構成する各半導体レーザの発光特性に応じて予め各半導体レーザの発光強度をバランスさせる光強度バランス調整手段が備えられており、該光強度バランス調整手段によって予め各半導体レーザの発光強度のばらつきがなくなるように調整している。
【００１３】
しかしながら、上記特開平８−２６４８７３号公報に記載の技術では、２次元配置の光源により、感光体上に形成される複数のビームスポットの間隔が、光走査線の方向に対して離れている場合に、上記光量検出手段の検出部において各半導体レーザによるビームスポットが重ならない場合があり、この場合には上記光量検出手段によって検出される光量が制御対象とする半導体レーザの全体光量とはならず、この結果として高精度な光量制御を行うことができない、という問題があった。
【００１４】
この問題を回避するためには、検出部の面積が大きな光量検出手段を適用する方法もあるが、この場合には光量検出手段にかかるコストが高くなると共に、装置サイズが大きくなる、という新たな問題が発生する。
【００１５】
一方、特開平９−２３０２５９号公報には、１つの受光センサによる光検出結果に基づいて、ＳＯＳ信号の生成及びＡＰＣの双方を行う技術が記載されている。
【００１６】
この技術では、半導体レーザ光源の複数の発光点から射出したレーザ光を、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズを透過させた後にポリゴンミラーによって反射偏向し、走査レンズを透過させた後に感光体ドラムに照射する。また、この技術では、上記走査レンズと上記感光体ドラムとの間のレーザ光が走査開始する位置に同期検知用ミラーを配置すると共に、該同期検知用ミラーの光反射方向に受光センサを配置しており、受光センサによってレーザ光が受光された際に当該受光センサから出力される電気出力を利用して、複数の発光点から射出したレーザ光の各々について、ＳＯＳ信号の生成とＡＰＣの双方を順次行っていた。
【００１７】
しかしながら、この技術における半導体レーザ光源をＶＣＳＥＬによって構成した場合には、前述のようにＶＣＳＥＬは光量が低いため、受光センサによる１ビームのみの受光結果に基づくＡＰＣでは、高精度なＡＰＣを行うことができない、という問題があった。
【００１８】
本発明は上記各問題を解消するために成されたものであり、安定した走査開始信号等の同期信号を得ることができる光走査装置を提供することを第１の目的とし、高精度に光量制御を行うことができる光走査装置を提供することを第２の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源と、前記光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向された光ビームを、前記光ビームの走査範囲内の特定の位置で検知可能とされた光センサと、前記光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信号を生成する生成手段と、前記複数の発光素子の点灯を制御する制御手段と、を含み、前記光源の発光素子が、射出した光ビームによって前記被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい位置に配置された複数の発光素子毎に発光素子群として複数の群にグループ分けされており、前記制御手段が、前記複数の群のうちの一つの発光素子群における複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させ、前記生成手段が、前記制御手段が点灯制御した前記複数の発光素子から前記光センサが受光した受光エネルギー量に応じて前記一つの発光素子群に対応する同期信号を生成することを特徴としている。
【００２０】
請求項１記載の光走査装置によれば、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源から射出され被走査面上を走査するように偏向手段によって偏向された光ビームが、光ビームの走査範囲内の特定の位置で光センサによって検知され、該光センサの受光エネルギー量に応じて信号レベルが変化する同期信号が生成手段によって生成され、複数の発光素子の点灯が制御手段によって制御される。
【００２１】
なお、上記発光素子には、ＶＣＳＥＬ、端面発光型半導体レーザ等の半導体レーザや、発光ダイオード等が含まれる。また、上記偏向手段には、ポリゴンミラーやガルバノメータミラー等の機械式光偏向器や、音響光学偏向器、電気光学偏向器等が含まれる。また、上記光センサには、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の全ての光電変換素子が含まれる。更に、上記同期信号には、走査開始信号や走査終了信号等の、走査の同期をとるために用いられる全ての信号が含まれる。
【００２２】
ここで、請求項１に記載の光走査装置では、光源の発光素子が、射出した光ビームによって前記被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい位置に配置された複数の発光素子毎に発光素子群として複数の群にグループ分けされており、前記複数の群のうちの一つの発光素子群における複数の発光素子が、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に制御手段によって各々点灯される。これによって、光センサの受光面には、上記複数の発光素子の各々から射出された光ビームが略同時に重ね合わされた状態で入射されることになり、発光素子が単独で点灯された状態で光ビームが入射される場合に比較して、光センサの受光エネルギー量を大きくすることができる。
そして、前記制御手段が点灯制御した前記複数の発光素子から前記光センサが受光した受光エネルギー量に応じて前記一つの発光素子群に対応する同期信号が生成手段によって生成される。
【００２３】
このように、請求項１に記載の光走査装置によれば、光源の発光素子が、射出した光ビームによって被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい位置に配置された複数の発光素子毎に発光素子群として複数の群にグループ分けされており、前記複数の群のうちの一つの発光素子群における複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させ、点灯制御した複数の発光素子から光センサが受光した受光エネルギー量に応じて前記一つの発光素子群に対応する同期信号を生成しているので、光センサの受光エネルギー量を大きくすることができ、この結果として安定した同期信号を得ることができる。
【００２４】
また、請求項２記載の光走査装置は、請求項１記載の発明において、前記生成手段は、前記同期信号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成し、前記複数の発光素子は、該複数の発光素子を全て点灯させたときの前記光センサの受光面上での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じない分布となるように選択されていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項２記載の光走査装置によれば、生成手段により、請求項１記載の同期信号として、光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号が生成される。
【００２６】
ここで、請求項２記載の光走査装置では、請求項１記載の発明における複数の発光素子が、該複数の発光素子を全て点灯させたときの光センサの受光面上での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記所定レベル未満となる部分を生じない分布となるように選択されている。
【００２７】
従って、選択された複数の発光素子から光センサの受光面に入射される光ビームの合成エネルギー分布を、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所では、確実に上記所定レベル以上とすることができるので、個々の光ビームのビーム中心の間に相当する期間内においては同期信号の信号レベルが変化しないようにすることができる。
【００２８】
このように、請求項２に記載の光走査装置によれば、同期信号として、光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成すると共に、請求項１記載の発明の複数の発光素子を、該複数の発光素子を全て点灯させたときの光センサの受光面上での複数本の光ビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記所定レベル未満となる部分を生じない分布となるように選択されているものとしているので、個々の光ビームのビーム中心の間に相当する期間内においては同期信号の信号レベルが変化しないようにすることができ、この結果として安定した同期信号を得ることができる。
【００２９】
また、請求項３記載の光走査装置は、請求項１記載の発明において、前記生成手段は、前記同期信号として、前記光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成し、任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、前記走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの前記光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の前記走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に前記所定レベル未満となる部分が生じる分布となるように、前記光源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされており、前記制御手段は、前記同期信号の生成に用いる発光素子として個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが前記光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項３記載の光走査装置によれば、生成手段により、請求項１記載の同期信号として、光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号が生成される。
【００３１】
ここで、請求項３記載の光走査装置では、任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に所定レベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に上記所定レベル未満となる部分が生じる分布となるように、光源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされている。
【００３２】
更に、請求項３に記載の光走査装置では、制御手段により、同期信号の生成に用いる発光素子として個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子が、該複数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点灯される。
【００３３】
この制御手段の作用によって生成手段により生成される同期信号は、各発光素子群に属する発光素子から射出された個々の光ビームの走査方向に沿ったビーム中心の間に相当する期間内においては、請求項２記載の発明と同様に信号レベルが変化しないようにすることができると共に、各発光素子群毎に分離された状態とすることができるので、各発光素子群毎に安定した同期信号を得ることができる。
【００３４】
このように、請求項３に記載の光走査装置によれば、同期信号として、光センサの受光エネルギー量が所定レベル以上の期間と該所定レベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成すると共に、任意の１つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記所定レベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つの発光素子群を構成する全ての発光素子を点灯させたときの光センサの受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布が、一方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に沿った中心と、他方の発光素子群に属する光ビーム群の走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に所定レベル未満となる部分が生じる分布となるように、光源の発光素子が複数の発光素子群にグループ分けされており、かつ同期信号の生成に用いる発光素子として個々の発光素子群毎に予め選択された複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させているので、各発光素子群毎に安定した同期信号を得ることができる。
【００３５】
一方、上記第１の目的及び上記第２の目的を達成するために、請求項４記載の光走査装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の発明において、前記光センサが、更に、前記光源から射出された光ビームの光量を検出し、前記光センサによって検出された光量が所定値となるように、前記光源から射出される光ビームの光量を制御する光量制御手段を更に備えている。
【００３６】
請求項４に記載の光走査装置によれば、２次元に配置された複数の発光素子を有する光源から射出された光ビームの光量が光センサによって検出され、該検出された光量が所定値となるように、光量制御手段によって光源から射出される光ビームの光量が制御される。
【００３９】
したがって、請求項４に記載の光走査装置によれば、光センサからの出力信号レベルを大きくすることができ、この結果として高精度に光量制御を行うことができる。
【００４６】
また、請求項５記載の光走査装置は、請求項４記載の発明において、前記複数の発光素子は、個々の発光素子を単独で点灯させたときに前記光センサの受光量に応じて該光センサから出力される信号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、前記複数の発光素子を各々点灯させたときに互いに重なるように選択されていることを特徴とするものである。
【００４７】
請求項６記載の光走査装置によれば、複数の発光素子を、個々の発光素子を単独で点灯させたときに光センサの受光量に応じて該光センサから出力される信号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、当該複数の発光素子を各々点灯させたときに互いに重なるように選択している。
【００４８】
これによって、光センサによって検出される光量を上記複数の発光素子の各々から射出された光ビームの光量の総和に略等しくすることができ、高精度に光量制御を行うことができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る光走査装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００５０】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本第１実施形態に係る光走査装置１０の構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係る光走査装置１０は、複数のＶＣＳＥＬ１６Ａが２次元状に配置されたＶＣＳＥＬアレイ１６を備えており、ＶＣＳＥＬアレイ１６の光射出側には、コリメータレンズ３６、シリンドリカルレンズ３８、ポリゴンミラー４０が順に配置されており、更に、ポリゴンミラー４０の光偏向側には、ｆθレンズ４４、及び感光体４６が順に配置されている。
【００５１】
ＶＣＳＥＬアレイ１６から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ３６によって略平行光とされ、シリンドリカルレンズ３８によって副走査方向に集束されてポリゴンミラー４０の反射面へ結像される。そして、ポリゴンミラー４０の回転によって偏向されて、ｆθレンズ４４を介して感光体４６上に結像される。なお、ポリゴンミラー４０の矢印Ａ方向への回転によって主走査が行われ、感光体４６の矢印Ｂ方向への回転によって副走査が行われる。
【００５２】
一方、感光体４６の近傍で、かつレーザ光による主走査開始位置には反射ミラー４８が設けられ、更に該反射ミラー４８の反射方向にはフォトダイオードによって構成されたＳＯＳ検知用光センサ５０が設けられており、主走査開始の際のレーザ光がＳＯＳ検知用光センサ５０に入射されるようになっている。そして、レーザ光のＳＯＳ検知用光センサ５０への入射に応じて、後述するＳＯＳ信号検知用光検知器５２（図３も参照）によりＳＯＳ信号が生成される構成である。
【００５３】
なお、本実施の形態におけるＳＯＳ信号検知用光検知器５２は、図１７に示した光検出器と同様の構成とされたものである。ここで、図１７におけるフォトダイオードＰＤが本実施の形態のＳＯＳ検知用光センサ５０に対応している。
【００５４】
本第１実施形態に係る光走査装置１０では、一例として図２に示すように、感光体４６上に形成されるビームスポットの光走査方向（主走査方向）位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬ群（以下、「ＳＯＳ検知グループ」という）を点灯させた状態で、ＳＯＳ検知用光センサ５０を走査し、該走査に応じたＳＯＳ検知用光センサ５０からの出力に応じてＳＯＳ信号を生成する。なお、本実施形態における上記「光走査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＳＯＳ検知グループ」の定義は次の通りである。
【００５５】
当該ＳＯＳ検知グループを構成するＶＣＳＥＬ１６Ａを全て点灯した場合に、光走査方向に対するＳＯＳ検知用光センサ５０上での合計露光エネルギープロファイルと、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい値（図１７におけるしきい値電源ＳＰの電圧が示すしきい値）に相当するエネルギーレベルとが２点のみで交差する。
【００５６】
これによって、ＳＯＳ検知グループに属するＶＣＳＥＬを全て点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサ５０の受光面上での各光ビームの合成エネルギー分布を、光走査方向に沿った個々の光ビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分が生じない分布とすることができる。
【００５７】
このとき、図２（Ａ）に示すように、各ビームの光走査方向位置が完全には揃っていなくても、図２（Ｂ）に示すように、上記の定義を満たすグループであればＳＯＳ検知グループとして構わない。
【００５８】
ここで、感光体４６上におけるビームスポットの位置ずれの要因として、ＶＣＳＥＬアレイ１６上の発光点間隔誤差と、光走査装置１０の光学部材の特性誤差及び取付位置誤差が考えられる。
【００５９】
しかしながら、ＶＣＳＥＬアレイ１６は半導体プロセスによって作成するため、ＶＣＳＥＬアレイ１６上の発光点間隔誤差はサブμｍ以下となり、問題とはならない。また、光走査装置１０の光学部材の特性誤差及び取付位置誤差についても、各光学部材の適正な設計及び製造を行ったうえで、取付位置を調整するための機構を設けていれば、ある程度の位置ずれはあるものの、ほぼ計算通りのビームスポット位置を得ることができる。
【００６０】
このため、図２（Ａ）に示すような１グループ（Ｇ１グループ）のみをＳＯＳ検知グループとしてＳＯＳ信号の生成を行う場合には、当該ＳＯＳ検知グループとは主走査方向にオフセットしている他のグループ（ここでは、Ｇ２グループ及びＧ３グループ）のレーザビームの点灯タイミングを、生成したＳＯＳ信号を基準として導出したタイミングに対して設計上のビーム位置オフセットを補正するように、次の（１）式で求められるタイミング補正時間ＨＴを加算又は減算したタイミングとすることによって、本光走査装置１０を画像形成装置に適用した場合において、十分な品質の画像を得ることができる。
【００６１】
ＨＴ＝ＯＤ／ＳＳ                    ・・・（１）
但し、ＯＤは感光体４６上のビームスポットオフセット距離であり、ＳＳは感光体４６上のビームスポット走査速度である。
【００６２】
図３には、本第１実施形態に係る光走査装置１０における露光制御部９０の構成が示されている。なお、ここでは、ＶＣＳＥＬアレイ１６におけるＶＣＳＥＬの構成が、図２（Ａ）に示すビームスポットに対応する構成、すなわち、主走査方向に直交する副走査方向に沿った直線上に略等間隔で３つのＶＣＳＥＬが配置されて構成された３つのＶＣＳＥＬ群が、主走査方向に沿って、各ＶＣＳＥＬの副走査方向位置が互いにずれるように配置された構成とされると共に、各ＶＣＳＥＬ群をＧ１グループ、Ｇ２グループ、Ｇ３グループとし、Ｇ１グループのみのＶＣＳＥＬ群からのレーザビームによってＳＯＳ信号を生成する場合について説明する。
【００６３】
図３に示すように、本第１実施形態に係る露光制御部９０は、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２、ビデオ信号出力回路６０及びＶＣＳＥＬ駆動回路７０を含んで構成されている。
【００６４】
ＳＯＳ信号検知用光検知器５２は、前述のように、図１７に示した光検出器と同様の構成とされたものである。
【００６５】
また、ビデオ信号出力回路６０は、発振器６２、クロック位相同期回路６４、カウンタ回路６６、タイミング回路６８、複数のビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ３−３、及びＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９を含んで構成されている。なお、ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ１−３がＧ１グループに属する各ＶＣＳＥＬに対応するものであり、ビデオメモリＭＧ２−１〜ＭＧ２−３がＧ２グループに属する各ＶＣＳＥＬに対応するものであり、ビデオメモリＭＧ３−１〜ＭＧ３−３がＧ３グループに属する各ＶＣＳＥＬに対応するものである。
【００６６】
ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９は、反射ミラー４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡って、ＶＣＳＥＬ駆動回路７０に対してＳＯＳ検知グループ（本実施形態ではＧ１グループ）に属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させることができる信号を出力する。これによって、ＳＯＳ検知用光センサ５０にＳＯＳ検知グループに属するＶＣＳＥＬから射出された複数のレーザビームが入射され、該複数のレーザビームの光量レベルに応じたＳＯＳ信号（図４も参照）がＳＯＳ信号検知用光検知器５２によって生成される。
【００６７】
また、ビデオ信号出力回路６０では、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２によって生成されたＳＯＳ信号と、発振器６２によって生成されたクロック信号がクロック位相同期回路６４に入力され、ＳＯＳ信号の立ち上りタイミングに同期したビデオクロック信号が出力される。
【００６８】
カウンタ回路６６にはＳＯＳ信号とビデオクロック信号が入力され、カウンタ回路６６ではＳＯＳ信号の立ち上りからの経過時間としてビデオクロックの数がカウントされ、カウント値を示すカウント信号がタイミング回路６８に出力される。
【００６９】
タイミング回路６８では、カウンタ回路６６から入力されているカウント信号に基づいて、図４に示す時間Ｔ０が経過した時点でハイレベルとなり、予め定められたビデオ信号読み出し許可時間の経過後にローレベルとなるＬＳ１信号を生成して出力する。
【００７０】
ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ３−３は各々ＦＩＦＯ（First-In First-Out）メモリで構成されており、画像データを基に、図示しないビデオ信号処理装置によって変換されたＶＣＳＥＬ各ビーム点灯用のビデオ信号を記憶しておく。
【００７１】
ＬＳ１信号がハイレベルになると、図２（Ａ）に示されるＧ１グループのＶＣＳＥＬに対応するビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ１−３に読み出し許可信号として入力され、ビデオメモリＭＧ１−１〜ＭＧ１−３からビデオクロック信号に同期してＧ１グループに属するＶＣＳＥＬに対するビデオ信号ＳＧ１−１〜ＳＧ１−３が出力され、各ビデオ信号がオンのときは、ＶＣＳＥＬ駆動回路７０が対応するＶＣＳＥＬを点灯させる。
【００７２】
ここで、図２（Ａ）におけるＧ２グループ及びＧ３グループに属するＶＣＳＥＬの点灯タイミングは、Ｇ１グループに属するＶＣＳＥＬの点灯タイミングに対し、各々図２（Ａ）に示されるオフセットＯＦ１及びオフセットＯＦ２の分だけ遅延させる必要がある。
【００７３】
ここで、各々の遅延時間は、図４に示すように、次の（２）式及び（３）式で求められる。
【００７４】
Ｇ２グループの遅延時間Ｔ１＝ＯＦ１／走査速度    ・・・（２）
Ｇ３グループの遅延時間Ｔ２＝ＯＦ２／走査速度    ・・・（３）
よって、所定の位置にＧ２グループ及びＧ３グループの各グループに属するＶＣＳＥＬのビームによって露光を行うために、ＬＳ１信号を遅延時間Ｔ１だけ遅延させたＬＳ２信号と、ＬＳ１信号を遅延時間Ｔ２だけ遅延させたＬＳ３信号をタイミング回路６８から出力し、各信号を‘Ｇ２グループのビデオメモリ読み出し許可信号’と、‘Ｇ３グループのビデオメモリ読み出し許可信号’として適用する。
【００７５】
そして、Ｇ１グループに属するＶＣＳＥＬの点灯手順と同様に、各ビデオ信号に対応したＶＣＳＥＬを点灯させる。
【００７６】
ＶＣＳＥＬアレイ１６が本発明の光源に、ＶＣＳＥＬ１６Ａが本発明の発光素子に、ＳＯＳ検知用光センサ５０が本発明の光センサに、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２が本発明の生成手段に、ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９が本発明の制御手段に、各々相当する。
【００７７】
以上詳細に説明したように、本第１実施形態に係る光走査装置では、ＳＯＳ信号の生成に用いるＶＣＳＥＬとして予め選択された、射出した光ビームによって被走査面上に形成されるビームスポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数のＶＣＳＥＬを、該複数のＶＣＳＥＬから射出された光ビームがＳＯＳ検知用光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させているので、ＳＯＳ検知用光センサの受光エネルギー量を大きくすることができ、この結果として安定したＳＯＳ信号を得ることができる。
【００７８】
また、本第１実施形態に係る光走査装置では、ＳＯＳ信号として、ＳＯＳ検知用光センサの受光エネルギー量が検知しきい値に相当するエネルギーレベル以上の期間と該エネルギーレベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成すると共に、ＳＯＳ検知グループに属するＶＣＳＥＬ群を、該ＶＣＳＥＬ群を全て点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの受光面上でのレーザビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分を生じない分布となるように選択しているので、個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する期間内においてはＳＯＳ信号の信号レベルが変化しないようにすることができ、この結果として安定したＳＯＳ信号を得ることができる。
【００７９】
なお、本第１実施形態では、ＳＯＳ検知グループを最も早いタイミングで光検知器を走査するグループとした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のグループとしても、タイミング回路６８の設定を適正化すれば問題はない。
【００８０】
また、本第１実施形態では、タイミング回路６８によるビデオメモリ読み出し許可信号の遅延をビデオクロック信号単位で行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アナログ素子やロジックゲートによる遅延を利用した微調整機構を備えることによって、より高精度にＧ２グループ及びＧ３グループに属するＶＣＳＥＬのビームスポット位置を制御することができる。
【００８１】
また、本第１実施形態では、Ｇ２グループ及びＧ３グループに対するＧ１グループとのビーム位置オフセットの補正を設計値に応じて行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、測定値に応じて行う形態とすることができることはいうまでもない。
【００８２】
なお、図２（Ｂ）に示すように、Ｇ１グループ、Ｇ２グループ、Ｇ３グループと各々を構成する複数のＶＣＳＥＬの間でもオフセットがある場合、各ビーム単位でタイミング調整を行う構成とすることによって、同様の対策が可能である。
【００８３】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、１つのグループに属するＶＣＳＥＬ群のみのレーザビームに基づいてＳＯＳ信号の生成を行い、各グループ間の位置ずれを、設計又は測定タイミング値に応じて補正する場合の一形態について説明したが、更に高精度にビームスポット位置を制御するためには、各グループで独立してＳＯＳ信号の生成を行い、ビデオ信号の同期を取る必要がある。本第２実施形態では、この場合の一形態について説明する。なお、本第２実施形態に係る光走査装置の全体構成は、上記第１実施形態に係る光走査装置１０（図１も参照)と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８４】
本第２実施形態に係る光走査装置１０では、図５に示すように、感光体４６上に形成されるビームスポットの配置位置に基づき複数のＶＣＳＥＬによって構成されるＳＯＳ検知グループを、次の条件を満足するように決定することによって、各ＳＯＳ検知グループ毎に独立してＳＯＳ信号を生成することができるようにしている。
【００８５】
すなわち、複数のＳＯＳ検知グループのなかの任意の１グループを構成する全てのＶＣＳＥＬを点灯した場合に、図２に示す状態と同様に、光走査方向（主走査方向）に対するＳＯＳ検知用光センサ５０上での合計露光エネルギープロファイルと、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい値に相当するエネルギーレベルとが２点のみで交差する。
【００８６】
更に、図５に示すように、複数のＳＯＳ検知グループのなかの任意の２グループ（同図ではＧ１グループ及びＧ２グループ）を構成する全てのＶＣＳＥＬを点灯した場合に、上記合計露光エネルギープロファイルとＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい値に相当するエネルギーレベルとが４点のみで交差し、かつ一方のグループの光走査方向中心と、他方のグループの光走査方向中心との間で、合計露光エネルギープロファイルと上記検知しきい値に相当するエネルギーレベルとが２点のみで交差する。
【００８７】
これによって、任意の１つのＳＯＳ検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサ５０の受光面上での各レーザビームの合成エネルギー分布を、走査方向に沿った個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分を生じない分布とすることができ、かつ、任意の２つのＳＯＳ検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサ５０の受光面上での各レーザビームの合成エネルギー分布を、一方のＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群の走査方向に沿った中心と、他方のＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群の走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分が生じる分布とすることができる。
【００８８】
このとき、各グループの主走査方向距離が接近していると、図６に示すように任意の２グループ（同図では、Ｇ１グループとＧ２グループ）に属するＶＣＳＥＬを点灯させた場合に、合計露光エネルギープロファイルとＳＯＳ信号検知用光検知器５２の検知しきい値が前述の条件を満たさないため、１走査中で各グループ毎に独立したＳＯＳ信号を検知することができない。この場合、ＶＣＳＥＬアレイ１６における主走査方向に対する各ＶＣＳＥＬの間隔を広くする、光学部材によって感光体４６上のビームスポット間隔を広くする等の対策が必要である。
【００８９】
なお、このように１走査中で各グループ毎に独立したＳＯＳ信号を検知できなくても、前述の条件を満足するグループのみでＳＯＳ信号を得て、得られたＳＯＳ信号のタイミングから所定タイミングだけずらすことによってＳＯＳ信号を検知できないグループのＳＯＳ信号を作成することも可能である。しかしながら、この場合には、本第２実施形態の本来の目的である、高精度に各グループのビームスポット位置を制御することはできなくなる。
【００９０】
図７には、本第２実施形態に係る光走査装置１０の露光制御部９０’の構成が示されている。なお、図７の図３と同様の部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９１】
同図におけるビデオ信号出力回路６０’のＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９’は、反射ミラー４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡って、ＶＣＳＥＬ駆動回路７０に対してＳＯＳ検知グループ（本実施形態ではＧ１〜Ｇ３グループ）に属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させることができる信号を出力する。これによって、ＳＯＳ検知用光センサ５０に各ＳＯＳ検知グループに属するＶＣＳＥＬから射出された複数のレーザビームが入射され、該複数のレーザビームの光量レベルに応じた各ＳＯＳ検知グループに対応するＳＯＳ信号がＳＯＳ信号検知用光検知器５２によって生成される。
【００９２】
すなわち、複数グループによりＳＯＳ信号の検知を行う場合には、全ＶＣＳＥＬを同時、又は時系列に点灯させてＳＯＳ信号の検知を行うために、図８に示すようにＳＯＳ信号がグループ数と同数だけ生成される。そして、これらの複数のＳＯＳ信号を、Ｇ１グループ、Ｇ２グループ及びＧ３グループの各グループに対応するＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号及びＳＯＳ３信号に分離する必要がある。
【００９３】
このため、本第２実施形態に係る光走査装置１０の露光制御部９０’におけるビデオ信号出力回路６０’では、上記第１実施形態におけるビデオ信号出力回路６０の構成に加えて、ＳＯＳカウント回路６１及びＳＯＳ分離回路６３を備えている。
【００９４】
ＳＯＳカウント回路６１は、ＳＯＳ信号検知用光検知器５２からＳＯＳ信号が入力されると所定タイミングの経過後に‘０’→‘１’→‘２’と順にカウントし、３番目のＳＯＳ信号が入力されたとき、又は初期状態では‘０’となる。
【００９５】
ＳＯＳ分離回路６３は、ＳＯＳカウント回路６１によるカウント値が‘０’でかつＳＯＳ信号が入力されたとき、所定時間だけＳＯＳ１信号をハイレベルにし、上記カウント値が‘１’でかつＳＯＳ信号が入力されたとき、所定時間だけＳＯＳ２信号をハイレベルにし、更に、上記カウント値が‘２’でかつＳＯＳ信号が入力されたとき、所定時間だけＳＯＳ３信号をハイレベルにする。
【００９６】
また、本第２実施形態のクロック位相同期回路６４’では、ＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号、及びＳＯＳ３信号に各々同期したビデオクロック１信号、ビデオクロック２信号、及びビデオクロック３信号を生成する。
【００９７】
そして、ビデオクロック１信号、ビデオクロック２信号、及びビデオクロック３信号が各々入力されたカウンタ回路６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｃと、各々対応するカウンタ回路６６Ａ、６６Ｂ、及び６６Ｃに接続されたタイミング回路６８Ａ、６８Ｂ、及び６８Ｃでは、各々図３に示されるカウンタ回路６６とタイミング回路６８と同様にしてＬＳ１信号、ＬＳ２信号、及びＬＳ３信号を生成する。
【００９８】
ＬＳ１信号、ＬＳ２信号、及びＬＳ３信号は、各々ＳＯＳ１信号、ＳＯＳ２信号、及びＳＯＳ３信号から各々図８に示される時間Ｔ０１、Ｔ０２、及びＴ０３が経過した時点でハイレベルになり、予め定められたビデオ信号読み出し許可時間経過後にローレベルとなって、これ以降は上記第１実施形態に係る図３に示した構成と同様にＶＣＳＥＬアレイ１６を点灯させる。
【００９９】
ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路６９’が請求項３記載の発明の制御手段に相当する。
【０１００】
なお、電源投入時等のように、所定時間以上、光走査装置を停止した後に起動した場合、最初にＳＯＳ信号を得るために、光偏向手段を起動し、光センサを露光してＳＯＳ信号を得る所定の複数レーザを所定光量で発光させる。このとき、走査開始ビーム位置は一定ではないので、得られたＳＯＳ信号の最初の立上がりが図８のＳＯＳ１信号であるとは限らない。
【０１０１】
本実施形態では、ＳＯＳ信号が立上がったときに、前回のＳＯＳ信号立上がりからの経過時間を計測し、該経過時間が所定時間以上であった場合のＳＯＳ信号をＳＯＳ１信号であるものと判断する、図示しないＳＯＳ信号特定手段を有している。
【０１０２】
以上詳細に説明したように、本第２実施形態に係る光走査装置では、ＳＯＳ信号として、ＳＯＳ検知用光センサの受光エネルギー量が検知しきい値に相当するエネルギーレベル以上の期間と該エネルギーレベル未満の期間とで信号レベルが相違する信号を生成すると共に、任意の１つのＳＯＳ検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの受光面上での各レーザビームの合成エネルギー分布が、走査方向に沿った個々のレーザビームのビーム中心の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分を生じない分布となり、かつ、任意の２つのＳＯＳ検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させたときのＳＯＳ検知用光センサの受光面上での各レーザビームの合成エネルギー分布が、一方のＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群の走査方向に沿った中心と、他方のＳＯＳ検知グループに属するレーザビーム群の走査方向に沿った中心と、の間に相当する箇所に上記検知しきい値に相当するエネルギーレベル未満となる部分が生じる分布となるように、ＶＣＳＥＬアレイ１６のＶＣＳＥＬが複数のＳＯＳ検知グループにグループ分けされており、かつＳＯＳ信号の生成に用いるＶＣＳＥＬとして個々のＳＯＳ検知グループ毎に予め選択された複数のＶＣＳＥＬを、該複数のＶＣＳＥＬから射出された光ビームがＳＯＳ検知用光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させているので、各ＳＯＳ検知グループ毎に安定したＳＯＳ信号を得ることができる。
【０１０３】
なお、上記第１、第２実施形態では、ＳＯＳ検知用光センサ５０を１つのみのフォトダイオードで構成した光走査装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば特開平５−３２３２２０号公報記載の技術のように、ＳＯＳ検知用光センサ５０を複数のフォトダイオードで構成した光走査装置に本発明を適用する形態とすることもできる。
【０１０４】
図９及び図１０には、特開平５−３２３２２０号公報に記載の技術における、２つのフォトダイオードを有する光検知器の構成と該光検知器の要部信号のタイミングチャートが示されている。
【０１０５】
この技術では、図９（Ａ）に示すように、フォトダイオードＰＤ1とフォトダイオードＰＤ2の長方形の受光面が光ビームの走査方向に沿って配置される。そして、図９（Ｂ）に示すように、２つのフォトダイオードＰＤ1及びＰＤ2の両方に光ビームが入射されないとき、ＳＯＳ信号ＶOの出力の状態が定まらないことがあるためにバイアス電圧Ｅを付加している。
【０１０６】
実際には、フォトダイオードＰＤ1及びＰＤ2の出力光電流を各々アンプＡ1及びＡ2で増幅してＩ（電流）／Ｖ（電圧）変換する。そして、一方の出力電圧Ｖ2に一定のバイアス電圧Ｅを与え、出力電圧Ｖ1と電圧Ｖ2−Ｅとを比較器で比較した結果を、ＳＯＳ信号ＶOとして出力する。
【０１０７】
なお、この光検知器は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、バイアス電圧Ｅが大きいほどノイズによる誤動作を回避することができる反面、ＳＯＳ信号のタイミングが検知光量の大小に応じて大きく変動してしまう、という特性を有するものである。
【０１０８】
この構成では、フォトダイオードＰＤ2の出力電圧がバイアス電圧Ｅよりも小さい場合は、ＳＯＳ信号ＶOが出力されない。
【０１０９】
すなわち、この構成においては、バイアス電圧Ｅが比較器のしきい値電圧となる。また、フォトダイオードＰＤ2に対応する出力電圧Ｖ2の光の検知時と非検知時との出力差が、バイアス電圧Ｅと等しくなるときのフォトダイオードＰＤ2を露光する光ビームの出力が、図２及び図５に示される検知しきい値エネルギーレベルとなる。
【０１１０】
〔第３実施形態〕
本第３実施形態では、請求項４及び請求項５に係る発明の形態例について説明する。まず、図１１を参照して、本第３実施形態に係る光走査装置１０’の構成について説明する。なお、図１１における図１と同様の部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１１１】
同図に示すように、本第３実施形態に係る光走査装置１０’は、上記第１、第２実施形態に係る光走査装置１０のＳＯＳ検知用光センサ５０に代えて、ＳＯＳ信号生成のためのレーザ光検知と、ＡＰＣのためのレーザ光の光量検知の双方を行う役割を有するＳＯＳ光量検知用光センサ５０’を適用している点と、ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’によって検知された光量に応じてＶＣＳＥＬアレイ１６による発光光量が所定光量で一定となるようにＡＰＣを行う光量制御部５４が備えられている点と、後述する光量検知グループに属するＶＣＳＥＬを所定期間に渡って強制的に点灯させるようにＶＣＳＥＬ駆動回路７０を制御する光量検知グループ点灯制御回路５６が備えられている点のみが、上記第１、第２実施形態に係る光走査装置１０と異なっている。
【０１１２】
本第３実施形態に係る光走査装置１０’では、感光体４６上に形成されるビームスポットの光走査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬ群（以下、「光量検知グループ」という）を光量検知グループ点灯制御回路５６によって点灯させた状態で、ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’を走査し、該走査に応じたＳＯＳ光量検知用光センサ５０’からの出力に応じて光量制御部５４によりＡＰＣを行う。なお、本実施形態における上記「光走査方向位置が略等しいレーザビームを射出する光量検知グループ」の定義は次の通りである。
【０１１３】
当該光量検知グループを構成するＶＣＳＥＬ１６Ａのなかの任意の１つを点灯した場合に、ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’からの出力信号のタイミングチャートにおける少なくとも１点でピーク値があり、当該光量検知グループを構成するＶＣＳＥＬ１６Ａのなかの任意の２つを点灯した場合に、当該２つのＶＣＳＥＬに対応する上記タイミングチャートにおける各々のピーク値が少なくとも１点で交わる。
【０１１４】
これによって、光量検知グループに属するＶＣＳＥＬ群を、個々のＶＣＳＥＬを単独で点灯させたときにＳＯＳ光量検知用光センサ５０’の受光量に応じて該ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’から出力される信号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、上記ＶＣＳＥＬ群を各々点灯させたときに互いに重なるように選択することができる。
【０１１５】
すなわち、ＶＣＳＥＬアレイ１６における複数のＶＣＳＥＬを点灯させて合計光量を検知する場合、一例として図１２（Ａ）に示すように、上記複数のＶＣＳＥＬから射出されるレーザビームを走査方向に対して比較的近接したビームＡ及びビームＢとした場合には、何れか１ビームのみ点灯させてＳＯＳ光量検知用光センサ５０’を走査させたときのセンサ出力のタイミングチャートにおいてピーク値を有すると共に、ビームＡ及びビームＢの双方のピーク値が発生する時間の一部（図１２（Ａ）における‘ピークの重複部’に相当）が重複している。
【０１１６】
このため、ビームＡ及びビームＢの２ビームを同時に点灯させてＳＯＳ光量検知用光センサ５０’を走査させたときのセンサ出力のタイミングチャートにおけるピーク値が発生する時間は、前述の１ビームのみ点灯させたときのピークの重複部に対応する時間であり、このとき、出力が光量に比例する光センサをＳＯＳ光量検知用光センサ５０’として使用していれば、複数ビームの同時点灯時のピーク値は、複数ビームのなかの各ビーム毎のピーク値の合計を示すものとなる。
【０１１７】
従って、この場合の複数ビーム同時点灯時のピーク値によって、複数ビームの合計光量を正確に検知することが可能となり、この合計光量に基づいて、一例として前述の特開平８−２６４８７３号公報に記載の技術と同様にＡＰＣを行うことによって、高精度にＡＰＣを行うことができる。
【０１１８】
これに対して、一例として図１２（Ｂ）に示すように、走査方向に対して比較的離れているビームＢとビームＣを同時点灯させて光量検知を行おうとしても、どちらか１ビームのみ点灯させてＳＯＳ光量検知用光センサ５０’を走査させたときのセンサ出力のタイミングチャートにおけるピーク値が発生する時間が重複しないため、２ビーム同時点灯したときの合計光量を検知することはできない。従って、前述の条件を満たす複数のＶＣＳＥＬを選択する必要がある。
【０１１９】
本第３実施形態に係る光走査装置１０’では、光量検知グループ点灯制御回路５６により、反射ミラー４８にレーザビームが入射できる時間帯に渡って、ＶＣＳＥＬ駆動回路７０に対して上記光量検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬを点灯させることができる信号を出力する。これによって、ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’には、光量検知グループに属する全てのＶＣＳＥＬから射出された複数のレーザビームが入射され、該複数のレーザビームの合計光量レベルに応じた出力信号が当該ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’から出力される。そして、光量制御部５４では、ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’からの出力信号に応じて、ＶＣＳＥＬアレイ１６の射出光量が所定光量となるようにＡＰＣを行う。
【０１２０】
ここで、光量制御部５４では、ピークホールド回路によってセンサ出力のピーク値を保持することにより、走査単位で光量制御を行うことが可能になる。
【０１２１】
また、複数ビーム同時点灯時の上記タイミングチャートのピーク値の持続時間がある程度長ければ、複数ビームの合計光量を、前述の特開平９−２３０２５９号公報に記載の技術のように高速フィードバック制御することも可能である。
【０１２２】
ところで、本第３実施形態に係る光走査装置１０’では、光量検知グループが複数あり、かつ上記第１、第２実施形態と同様にＳＯＳ検知グループによってＳＯＳ信号の生成を行う際に、当該ＳＯＳ検知グループを上記複数の光量検知グループのうちの少なくとも１グループであるものとしている。これによって、ＳＯＳ検知グループの合計光量が安定するため、ＳＯＳ信号も安定したタイミングで出力することができる。
【０１２３】
なお、前述の特開平８−２６４８７３号公報記載の技術のように、ＶＣＳＥＬアレイ１６の各ＶＣＳＥＬの発光特性に応じて予め各ＶＣＳＥＬの発光強度をバランスさせる光強度バランス調整手段を備えることによって、各ビームの光量の補正精度を向上させることが可能である。
【０１２４】
ところで、本第３実施形態のように、ＳＯＳ検知グループが光量検知グループと兼用され、かつＳＯＳ信号の生成とＡＰＣとを単一の光センサからの出力に基づいて行うと共に、複数のＶＣＳＥＬ群によるグループの合計光量をフィードバック制御する場合においては、全ビームを点灯させて光センサを走査すると、あるグループの同期検知又は光量検知を行っている際に、他のグループに属するＶＣＳＥＬのレーザビームが光センサに照射されてしまい、ＳＯＳ信号又はＡＰＣの精度が低下することがある。
【０１２５】
このような場合には、一例として図１３に示すように、複数のＶＣＳＥＬで構成される複数のＳＯＳ検知グループから、光センサに同時に２グループ以上のビームが照射されないような「複数グループによるグループ（同時検知グループ）」を設定しておき、同時検知グループを順次切り替えつつ、各同時検知グループ毎にＳＯＳ信号の生成とＡＰＣを行うことを全ての同時検知グループに対して行うようにすればよい。
【０１２６】
この際、検知を行わないグループにおいては、前回設定した光量で点灯させ、ＳＯＳ信号は、他のグループのＳＯＳ信号を基に、設計上のオフセット量を補正するようなタイミングで変化するダミーＳＯＳ信号で代用することによって、精度よくビーム光量及びビームスポット位置を制御することが可能となる。
【０１２７】
ＳＯＳ光量検知用光センサ５０’が請求項４及び請求項５記載の発明の光センサに、光量制御部５４が請求項４及び請求項５記載の発明の光量制御手段に、各々相当する。
【０１２８】
以上詳細に説明したように、本第３実施形態に係る光走査装置では、２次元に配置された複数のＶＣＳＥＬを有するＶＣＳＥＬアレイから射出されたレーザビームの光量をＳＯＳ光量検知用光センサによって検出し、検出された光量が所定値となるように、ＶＣＳＥＬアレイから射出されるレーザビームの光量を制御する際に、光量検出に用いるＶＣＳＥＬとして予め選択された、射出し被走査面上を走査するように偏向されたレーザビームによって被走査面上に形成されるビームスポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい複数のＶＣＳＥＬを各々点灯させているので、ＳＯＳ光量検知用光センサからの出力信号レベルを大きくすることができ、この結果として高精度に光量制御を行うことができる。
【０１２９】
また、本第３実施形態に係る光走査装置では、ＳＯＳ光量検知用光センサをポリゴンミラーの下流側に配置しているので、ＳＯＳ光量検知用光センサをポリゴンミラーの上流側に配置する場合等のように、ＶＣＳＥＬアレイから射出されたレーザビームを分岐するためのハーフミラー等の部材をレーザビームの経路上に配置する必要がなく、低コスト化及び小型化が可能である。
【０１３０】
また、本第３実施形態に係る光走査装置では、個々のＶＣＳＥＬを単独で点灯させたときにＳＯＳ光量検知用光センサの受光量に応じて該ＳＯＳ光量検知用光センサから出力される信号のレベルが略最大となる期間の少なくとも一部が、当該複数のＶＣＳＥＬを各々点灯させたときに互いに重なるように選択しているので、ＳＯＳ光量検知用光センサによって検出される光量を上記複数のＶＣＳＥＬの各々から射出されたレーザビームの光量の総和に略等しくすることができ、高精度に光量制御を行うことができる。
【０１３１】
更に、本第３実施形態に係る光走査装置では、光量検知用の光センサとＳＯＳ検知用の光センサとをＳＯＳ光量検知用光センサで兼用しているので、装置の構成を簡略化でき、低コスト化及び小型化ができる。
【０１３２】
なお、上記各実施形態では、感光体上の走査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬの全てによってＳＯＳ検知グループないし光量検知グループを構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各々に対応する「感光体上の光走査方向位置が略等しい」という条件を満たしていれば、例として図１４に示すように、感光体上の光走査方向位置が略等しいレーザビームを射出するＶＣＳＥＬの一部のみでＳＯＳ検知グループないし光量検知グループを構成しても構わない。この場合も、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項３に記載の光走査装置によれば、光源の発光素子が、射出した光ビームによって被走査面上に形成される光スポットの走査方向に沿った位置が互いに略等しい位置に配置された複数の発光素子毎に発光素子群として複数の群にグループ分けされており、前記複数の群のうちの一つの発光素子群における複数の発光素子を、該複数の発光素子から射出された光ビームが光センサの受光面を横切る期間に各々点灯させ、点灯制御した複数の発光素子から光センサが受光した受光エネルギー量に応じて前記一つの発光素子群に対応する同期信号を生成しているので、光センサの受光エネルギー量を大きくすることができ、この結果として安定した同期信号を得ることができる、という効果が得られる。
【０１３４】
また、請求項４及び請求項５に記載の光走査装置によれば、光センサからの出力信号レベルを大きくすることができ、この結果として高精度に光量制御を行うことができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１、第２実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】  第１実施形態に係る光走査装置の動作の説明に供する概略図であり、（Ａ）はＳＯＳ検知グループに属する各ビームの走査方向位置が完全に揃っている場合のビームスポットの状態例及び合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示す図であり、（Ｂ）はＳＯＳ検知グループに属する各ビームの走査方向位置が完全には揃っていない場合のビームスポットの状態例及び合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示す図である。
【図３】  第１実施形態に係る露光制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】  図３に示す露光制御部の要部信号の状態を示すタイミングチャートである。
【図５】  第２実施形態に係る光走査装置の動作の説明に供する概略図であり、ＳＯＳ検知グループの状態例及び合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示す図である。
【図６】  第２実施形態に係る光走査装置において、１走査中で各グループ毎に独立したＳＯＳ信号を検知することができない場合のＳＯＳ検知グループの状態例及び合計露光エネルギープロファイルと検知しきい値エネルギーレベルの状態例を示す図である。
【図７】  第２実施形態に係る露光制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】  図７に示す露光制御部の要部信号の状態を示すタイミングチャートである。
【図９】  ２つのフォトダイオードを有する場合の光検知器の構成例を示す図であり、（Ａ）はフォトダイオードの配置を示す配置図で、（Ｂ）は光検知器の回路構成を示す回路図である。
【図１０】  図９に示される光検知器の要部信号のタイミングチャートであり、（Ａ）はバイアス電圧が大きい場合のタイミングチャートで、（Ｂ）はバイアス電圧が小さい場合のタイミングチャートである。
【図１１】  第３実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す概略斜視図（一部ブロック図）である。
【図１２】  第３実施形態に係る光走査装置の動作の説明に供する概略図であり、（Ａ）は光量検知グループを走査方向に対して比較的近接したビームＡ及びビームＢを射出するＶＣＳＥＬとした場合の光センサ出力のタイミングチャートで、（Ｂ）は光量検知グループを走査方向に対して比較的離れたビームＢ及びビームＣを射出するＶＣＳＥＬとした場合の光センサ出力のタイミングチャートである。
【図１３】  第３実施形態に係る光走査装置において、あるグループのＳＯＳ検知又は光量検知を行っている際に、他のグループに属するＶＣＳＥＬのレーザビームが光センサに照射される場合の対策の説明に供する概略図である。
【図１４】  ＳＯＳ検知グループ又は光量検知グループの他の形態例を示す概略図である。
【図１５】  端面発光型半導体レーザの構成を示す概略斜視図である。
【図１６】  ＶＣＳＥＬの構成を示す概略側面図である。
【図１７】  光検出器の回路構成例を示す回路図である。
【図１８】  図１７に示す光検出器の要部信号の状態を示すタイミングチャートである。
【図１９】  従来技術の問題点の説明に供する概略図である。
【符号の説明】
１０、１０’    光走査装置
１６    ＶＣＳＥＬアレイ（光源）
１６Ａ    ＶＣＳＥＬ（発光素子）
５０    ＳＯＳ検知用光センサ（光センサ）
５０’    ＳＯＳ光量検知用光センサ（光センサ）
５２    ＳＯＳ信号検知用光検知器（生成手段）
５４    光量制御部（光量制御手段）
５６    光量検知グループ点灯制御回路（制御手段）
６０、６０’    ビデオ信号出力回路
６９、６９’    ＳＯＳ検知グループ点灯制御回路（制御手段）
７０    ＶＣＳＥＬ駆動回路
９０、９０’    露光制御部
【図１】
0004081973.tif 000002
【図２】
0004081973.tif 000003
【図３】
0004081973.tif 000004
【図４】
0004081973.tif 000005
【図５】
0004081973.tif 000006
【図６】
0004081973.tif 000007
【図７】
0004081973.tif 000008
【図８】
0004081973.tif 000009
【図９】
0004081973.tif 000010
【図１０】
0004081973.tif 000011
【図１１】
0004081973.tif 000012
【図１２】
0004081973.tif 000013
【図１３】
0004081973.tif 000014
【図１４】
0004081973.tif 000015
【図１５】
0004081973.tif 000016
【図１６】
0004081973.tif 000017
【図１７】
0004081973.tif 000018
【図１８】
0004081973.tif 000019
【図１９】
0004081973.tif 000020