JP2005193460A

JP2005193460A - 走査記録装置

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Publication number: JP2005193460A
Application number: JP2004000815A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Hori; 伸幸堀
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】走査記録装置のレーザ光学系における走査方向の露光むらを解消するとともに、その制御を容易なものとして高品質の画像記録を実現する走査記録装置を提供する。
【解決手段】独立してレーザ光を発光する複数のレーザ光源を備え、レーザ光源から出射したレーザ光を走査して描画を行う走査記録装置において、描画用レーザ光源ＬＤ１と、補正用レーザ光源ＬＤ２と、描画用レーザ光源及び補正用レーザ光源から出射されたレーザ光を主走査する走査手段と、描画用レーザ光源ＬＤ１から出射したレーザ光を描画データに基づいて変調する描画手段１２０と、補正用レーザ光源ＬＤ２から出射されるレーザ光の発光エネルギを補正データに基づいて補正する補正手段１３０を備え、描画用レーザ光源ＬＤ１と補正用レーザ光源ＬＤ２の各レーザ光を感光面に対して重畳して露光するように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明はレーザ光を走査して画像を形成する走査記録装置に関し、特にレーザ光の主走査方向における画像の濃度むらを解消して画像品質を向上した走査記録装置に関するものである。

レーザ光を変調しながら感光面に走査して画像形成を行う走査記録装置では、例えば、レーザ光源から出射したレーザ光を高速回転するポリゴンミラーで偏向し、さらに光学系を通して感光ドラムの感光面に照射することで感光ドラムの回転軸と平行な主走査方向への走査を行っている。また、感光ドラムを回転軸回りに回転することで主走査方向と垂直な副走査方向への走査を行っている。このような走査記録装置では、感光面に対してレーザ光の主走査方向に沿った露光むらが生じ易く、この露光むらによって描画した画像に濃度むらが生じる。すなわち、ポリゴンミラーにおけるレーザ光の反射角、すなわち偏向角の違いにより、ポリゴンミラーから感光面までの光路長が相違すること、あるいは偏向されたレーザ光を感光面に対して等速で走査させるためのｆθレンズ等の光学系における屈折角の違いによる光路長の相違などが主な理由である。そのため、感光面において主走査方向の中央部は両端部よりも数パーセント以上にレーザ光強度が高くなり、このレーザ光強度のばらつきが露光むらとなっている。また、光学系の一部に透過率の異なる部分が存在するような場合に、当該部分を透過したレーザ光の光強度が他の部分に対して相違することによる露光むらも生じている。

このようなレーザ光の主走査方向に沿った露光むらを改善するための技術として、感光面に実際に投射される際のレーザ光強度を主走査方向に沿ってモニタし、このモニタ出力に基づいて露光するレーザ光強度や露光時間等の発光エネルギをフィードバック制御する技術が考えられる。例えば、主走査方向沿ってレーザ光強度を検出する手段を配設し、このレーザ光強度検出手段からの検出出力に基づいてレーザ光源（レーザダイオード）に印加する駆動電流の電流値や印加時間を制御して発光エネルギをリアルタイムで制御するというものである。

また、別の技術として、特許文献１に開示されている技術は、予め感光面における主走査方向のレーザ光強度分布を測定し、得られたレーザ光強度分布から露光むらを補正するための補正データを演算してメモリに記録しておく。そして、実際にレーザ光を走査する際に、記録した補正データに基づいてレーザ光の照射時間やレーザ光強度のいずれかを制御してレーザ光の発光エネルギを調整することにより感光面において主走査方向のレーザ光強度を均一化し、露光むらを解消するものである。
特開平８−１４６３２８公報

これらの従来の技術のうち、前者の技術は、レーザ光の主走査方向に沿ってレーザ光強度を検出するためのレーザ光強度検出手段が必要であり、このような検出手段を備えることは走査記録装置が大型化するとともに高価なものになる。また、レーザ光の発光エネルギをリアルタイムで制御する場合には極めて高速なフィードバック制御が要求されることになり、制御が難しくなる。

これに対し特許文献１の技術では、予め記録した補正データに基づいて発光エネルギを制御しているためこのような問題は生じないが、画像信号で変調されたレーザ光に対して発光エネルギを制御する技術であるため、制御が煩雑なものになるとともに、これに付随する問題が生じる。すなわち、通常の走査記録装置では画像信号に基づいてレーザ光をスイッチング制御して変調を行っているが、この場合にスイッチング時間を制御して発光エネルギを補正制御する場合には、１画素を露光する時間を複数の時間に分解して調整する必要があり、そのため画像信号のクロックを分解数倍にしなければならず、クロック周波数の限界で補正分解能が規定されてしまうとともに、クロック周波数の上昇による放射性ノイズ増加が問題になる。

また、特許文献１では発光エネルギの制御に際してレーザ光強度を補正する技術も提案されているが、描画を行う際のスイッチング時間の違いによってレーザ光強度の補正データの値も相違することになるため、補正データを一義的に決定することはできず、スイッチング時間とレーザ光強度のあらゆる組み合わせの補正データを用意する必要があり、補正データを記録するメモリに大容量のものが必要になるとともに、補正データを用いての補正制御も極めて困難なものになる。

本発明の目的は、このような従来の技術における問題を解消し、簡易な構成でしかも簡易な制御で主走査方向での露光むらを解消して高品質の画像記録を実現することを可能にした走査記録装置を提供するものである。

本発明は、それぞれ独立してレーザ光を発光する複数のレーザ光源を備え、このレーザ光源から出射したレーザ光を走査して画像の描画を行う走査記録装置において、複数のレーザ光源の一部で構成される描画用レーザ光源と、他の一部のレーザ光源で構成される補正用レーザ光源と、描画用レーザ光源及び補正用レーザ光源から出射されたレーザ光を感光面に順次主走査する走査手段と、描画用レーザ光源から出射されるレーザ光を描画データに基づいて変調する描画手段と、補正用レーザ光源から出射されるレーザ光の発光エネルギを補正データに基づいて補正する補正手段を備えており、描画用レーザ光源と補正用レーザ光源からの各レーザ光を同一感光面に対してそれぞれ重畳して露光するように構成したことを特徴とする。

本発明では、描画手段においてはこれまでと同様に画像信号に基づく変調を行って描画走査を行う一方で、補正手段においては予め設定された補正データにより補正した発光エネルギでの走査を行ない、これら描画走査と補正走査を同一感光面に重畳して露光を行ううので、補正手段におけるレーザ光の補正走査は描画する画像データとは関係なく一義的に設定された補正データに基づいた制御によって行うことができる。そのため、描画手段において発光エネルギを補正する必要がなくなり、描画用のレーザ光のスイッチング時間とレーザ光強度のあらゆる組み合わせの補正データを用意する必要はなく、補正データを記録する補正テーブルのメモリ容量は小容量のものでもよく、また補正の制御は一義的な制御として容易に行うことが可能になる。

本発明の走査記録装置では、補正データは走査手段の主走査方向に沿って生じる露光むらを予め測定した測定値に基づいて演算し、この露光むらを相殺するための補正データとする。ここで、補正手段は、補正データを記録した補正テーブルを備え、この補正テーブルから読み出した補正データに基づいて補正用レーザ光源の発光エネルギを補正する構成とする。この場合、補正手段は、補正用レーザ光源の光強度を主走査方向に沿って制御し、あるいは補正用レーザ光源の露光時間を主走査方向に沿って制御する構成とする。

また、本発明の走査記録装置では、複数のレーザ光源は複数の半導体レーザが副走査方向と等価な方向に配列された２ｎ個（ｎは１以上の整数）の半導体レーザで構成され、うちｎ個は描画用レーザ光源として他のｎ個は補正用レーザ光源としてそれぞれ１対１で対応する構成とされる。

次に、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明の走査記録装置として、レーザ光を感光ドラムに走査して画像を描画するレーザ走査装置に適用した実施例の概略構成を示す平面図である。レーザ走査装置は１００は、レーザ光源としての半導体レーザ装置１０１と、前記半導体レーザ装置１０１で発光されたレーザ光（レーザビーム）のビーム形状を平行光束とするコリメータレンズ１０２と、レーザ光のビーム形状を整形するためのシリンダレンズ等からなる整形レンズ１０３と、レーザ光を偏向するための高速回転されるポリゴンミラー１０４と、偏向された各レーザ光を感光面において等速走査させるためのｆθレンズ光学系１０５と、レーザ光が照射されて描画が行われる感光面を有する感光ドラム１０６が設けられる。ここで、本実施例では前記ポリゴンミラー１０４及びｆθレンズ１０５を走査手段として定義する。また、前記レーザ走査装置１００には前記ポリゴンミラー１０４で偏向されたレーザ光を受光して水平同期信号を生成するための同期用フォトダイオードＴＰＤが配置されている。さらに、前記レーザ走査装置１００には発光制御回路１１０が設けられており、外部制御回路２００からの画像信号を含む各種制御信号を受けて前記半導体レーザ装置１０１の発光を制御するように構成されている。

前記発光制御回路１１０は、詳細は図３を参照して後述するように入力される画像信号の画像データに基づいて前記半導体レーザ装置１０１の発光をスイッチング制御して描画を行う画像走査回路（描画手段）１２０と、描画に際しての露光むらを補正するための補正走査回路（補正手段）１３０を備えている。この描画手段１２０により発光が制御された半導体レーザ装置１０１からのレーザ光はコリメータレンズ１０２によって平行光束とされ、整形レンズ１０３でビーム形状が整形されてポリゴンミラー１０４によって反射され、ｆθレンズ光学系１０５で等速状態で感光ドラム１０６の感光面に回転軸方向に主走査される。また、感光ドラム１０６の回転軸回りの回転により副走査される。これにより感光面に画像データに対応した露光が行われる。また、この走査に際しては、偏向されたレーザ光の一部は同期用フォトダイオードＴＰＤで受光され、これに基づいて外部制御回路２００において生成された水平同期信号によって走査タイミングがとられている。

前記半導体レーザ装置１０１は図２に模式的な構成を示すようにマルチビームレーザ装置として構成されており、ここでは説明を簡略化するために第１及び第２の２つのレーザダイオード（半導体レーザ）ＬＤ１，ＬＤ２が１つのモニタ用フォトダイオードＭＰＤと共に一体的にパッケージされた構成とされている。前記第１レーザダイオードＬＤ１は画像を描画するための描画用レーザダイオードとして構成され、前記第２レーザダイオードＬＤ２はレーザ光の発光エネルギを補正するための補正用レーザダイオードとして構成されている。前記モニタ用フォトダイオードＭＰＤは前記描画用レーザダイオードＬＤ１及び前記補正用レーザダイオードＬＤ２で発光したレーザ光のバックビームをいずれも受光してその発光強度を検出するようになっている。また、前記２つのレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２は前述したレーザ光の副走査方向に向けて配列されており、前記感光ドラム１０６の感光面に対して副走査方向に並んで２本のレーザ光を同時に主走査するように構成されている。また、このとき、２本のレーザ光のピッチは画像を走査する際の副走査方向の走査ピッチに等しい間隔になるように設定されている。

図３は前記発光制御回路１１０のブロック図である。それぞれＡＰＣ機能を備える画像走査回路１２０及び補正走査回路１３０と、これら画像走査回路１２０と補正走査回路１３０を切り替えて前記モニタ用フォトダイオードＭＰＤに切替接続するモニタ切替器１４０を備えている。前記発光制御回路１１０には、前記外部制御回路２００からＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃ、画像信号Ｖｉｄｅｏ、画像クロックＣＬＫｖ、補正クロックＣＬＫｃ、第１及び第２の各サンプル・ホールド信号ＳＨ１，ＳＨ２、スイッチング信号ＳＷＴが入力される。これらの制御信号は、前述したように前記同期用フォトダイオードＴＰＤでレーザ光を受光して得られる水平同期信号に基づいて生成されて前記発光制御回路１１０に入力されている。そして、前記モニタ切替器１４０は、前記ＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃにより前記モニタ用フォトダイオードＭＰＤを画像走査回路１２０と補正走査回路１３０のいずれか一方に選択的に切り替え接続するようになっている。

前記画像走査回路１２０は、外部から入力される画像信号Ｖｉｄｅｏの画像データを記録するとともに、画像クロックＣＬＫｖに基づいて画像データを読み出して画像データ信号を出力する画像メモリ部１２１と、この画像データ信号Ｖｉｄｅｏと第１サンプル・ホールド信号ＳＨ１とが入力されて前記描画用レーザダイオードＬＤ１を発光制御する描画用ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１２２とを備えている。この描画用ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１２２は、図４に示すように、駆動電圧Ｖｄにより描画用レーザダイオードＬＤ１の電流源Ｉを制御して当該描画用レーザダイオードＬＤ１に印加する駆動電流Ｉｄに変換するためのＶ／Ｉ変換回路１１と、この描画用レーザダイオードＬＤ１で発光したレーザ光を検出するモニタ用フォトダイオードＭＰＤの発光検出電流Ｉｒを発光検出電圧Ｖｒに変換するＩ／Ｖ変換回路１２と、変換された発光検出電圧Ｖｒを基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較し、当該発光検出電圧Ｖｒと基準電圧Ｖｒｅｆ１との差に基づいて描画用レーザダイオードＬＤ１の発光出力が一定となるようなＡＰＣ電圧Ｖａｐｃを出力するアナログ演算器からなる比較回路１３と、出力されたＡＰＣ電圧Ｖａｐｃを第１サンプル・ホールド信号ＳＨ１によりサンプル・ホールドして前記した駆動電圧Ｖｄとして出力するサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１４とを備えている。また、前記Ｖ／Ｉ変換回路１１は前記画像データ信号によりオン・オフ制御され、オンされたときに前記駆動電流Ｉｄを描画用レーザダイオードＬＤ１に供給する。

前記補正走査回路１３０は、予め測定した補正データを記録するとともに、補正クロックＣＬＫｃに基づいて記録した補正データの読み出しが可能なメモリからなる補正テーブル１３１と、読み出した補正データをＤ／Ａ変換して基準電圧Ｖｒｅｆ２に変換するＤ／Ａ変換器１３２と、前記Ｄ／Ａ変換器１３２からの基準電圧Ｖｒｅｆ２で動作する補正用ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１３３とを備えている。この補正用ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１３３は図４に示した前記描画用ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１２２と同様な構成であるが、前記補正用レーザダイオードＬＤ２を駆動するように接続されるとともに、サンプル・ホールド回路１４は第２サンプル・ホールド信号ＳＨ２により動作され、かつ基準電圧としてＶｒｅｆ２が用いられるようになっている。また、前記Ｖ／Ｉ変換回路１１はスイッチング信号ＳＷＴによってオン・オフ制御され、オンされたときに駆動電流Ｉｄを補正用レーザダイオードＬＤ２に供給する。

以上の構成の発光制御回路１１０の動作を図５のタイミング図を参照して説明する。主走査されるレーザ光を同期用フォトダイオードＴＰＤで受光し、この受光に基づいて外部制御回路２００において生成される図外の水平同期信号に同期してＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃがＨレベルになると、モニタ切替器１４０はモニタ用フォトダイオードＭＰＤを画像走査回路１２０に切り替える。また、これと同時に第１サンプル・ホールド信号ＳＨ１はＨレベルとなりサンプル動作を行う。そのため、モニタ用フォトダイオードＭＰＤで描画用レーザダイオードＬＤ１のレーザ光を受光して得られる発光検出電流ＩｒはＩ／Ｖ変換回路１２によって発光検出電圧Ｖｒに変換され、この発光検出電圧Ｖｒは比較回路１３において基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較され、比較回路１３からは前記描画用レーザダイオードＬＤ１の発光出力が基準電圧Ｖｒｅｒ１に対応した出力とするようなＡＰＣ電圧Ｖａｐｃが生成されて出力される。そして、このＡＰＣ電圧Ｖａｐｃはサンプル・ホールド回路１４においてホールドされる。その後、第１サンプル・ホールド信号ＳＨ１がＬレベルに変化すると、水平同期信号から所定のタイミングでレーザ光がポリゴンミラー１０４によって感光ドラム１０６の感光面に対して主走査を開始するのと同時に、画像データ信号に基づいてＶ／Ｉ変換回路１１がオン，オフ制御されるため、ホールドされたＡＰＣ電圧Ｖａｐｃをオンのタイミングで駆動電流Ｉｄとして描画用レーザダイオードＬＤ１に供給する。これにより、描画用レーザダイオードＬＤ１は画像データ信号に基づき基準電圧Ｖｒｅｆ１に追従してＡＰＣ制御された発光出力で発光され、レーザ走査装置１００での前記した偏向動作によって感光ドラム１０６に描画を実行することになる。

一方、前記ＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃがＬレベルに変化されるとモニタ切替器１４０はモニタ用フォトダイオードＭＰＤを補正走査回路１３０に切り替える。また、これと同時に第２サンプル・ホールド信号ＳＨ２はＨレベルに変化する。そのため、モニタ用フォトダイオードＭＰＤでレーザ光を受光して得られる発光検出電流ＩｒはＩ／Ｖ変換回路１２によって発光検出電圧Ｖｒに変換され、この発光検出電圧Ｖｒは比較回路１３において基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較される。このとき、基準電圧Ｖｒｅｆ２の補正データは補正クロックＣＬＫｃに同期して補正テーブル１３１から読み出され、Ｄ／Ａ変換器１３２において補正データに対応した基準電圧となる。例えば、図６（ａ）に示すように、レーザ走査装置１００の感光ドラム１０６の感光面において、ポリゴンミラー１０４やｆθレンズ１０５等の光学系での種々の要因によって主走査方向の中央部のレーザ光強度が高く、両端部が低くなるような分布特性の場合には、基準電圧Ｖｒｅｆ２はこのレーザ光強度の分布に対応したものとなり、図６（ｂ）に示すように、主走査方向の中央部の基準電圧は両端部よりも低い特性となる。そのため、比較回路１３からは前記補正用レーザダイオードＬＤ２の発光出力が基準電圧Ｖｒｅｒ２に対応した出力とするようなＡＰＣ電圧Ｖａｐｃが生成されて出力される。また、前記ＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃがＬレベルを出力している間はスイッチング信号ＳＷＴは連続して出力されており、Ｖ／Ｉ変換回路１１からは駆動電流Ｉｄを常時補正用レーザダイオードＬＤ２に出力している。この場合には、前述のように主走査方向の中央部のＡＰＣ電圧は低く、両端部は高くなる。そして、このＡＰＣ電圧Ｖａｐｃはサンプル・ホールド回路１４において描画を行っている１主走査の間サンプル状態を維持してＡＰＣ電圧Ｖａｐｃを駆動電流Ｉｄに変換して補正用レーザダイオードＬＤ２に供給する。そのため、補正用レーザダイオードＬＤ２から発光されるレーザ光の強度は、主走査の中央部でレーザ光強度が低く、両端部で高くなる。

そして、図７に感光面でのレーザ光の露光状態を模式的に示すように、描画用レーザダイオードと補正用レーザダイオードの各レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２は感光ドラム１０６の感光面において副走査方向に１ピッチずれているため、描画用のレーザ光を副走査方向に１ピッチずつずらしながらの主走査を行うことにより、感光面に描画される画素はそれぞれ補正用レーザダイオードからのレーザ光と、描画用レーザダイオードからのレーザ光が重ねて露光されることになり、各画素における合計の露光量、すなわち発光エネルギは両ダイオードのレーザ強度を加えたものとなる。ここでは、図７（ａ）のように１回目の主走査のときには、主走査ラインＭＬ１には補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光ＬＢ２のみが走査され、図７（ｂ）のように２回目の主走査のときには、主走査ラインＭＬ１に描画用レーザダイオードＬＤ１のレーザ光ＬＢ１による描画が行われ、このとき主走査ラインＭＬ２は補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光ＬＢ２のみが走査される。続いて図７（ｃ）のように３回目の主走査のときには、主走査ラインＭＬ２に描画用レーザダイオードＬＤ１のレーザ光ＬＢ１による描画が行われ、このとき主走査ラインＭＬ３は補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光ＬＢ２のみが走査される。結局、各主走査ラインＭＬ１，ＭＬ２はそれぞれ描画用レーザ光ＬＢ１と、副走査方向に１走査ライン分先行する補正用レーザ光ＬＢ２が重畳して走査されることになる。そのため、前述のように補正用レーザダイオードＬＤ２の補正用レーザ光ＬＢ２で走査されるレーザ光の強度分布を図６（ｂ）に示したような感光ドラム１０６の感光面での主走査方向の分布に対応しておけば、図６（ｃ）に示すように、主走査方向の中央部と両端部で均一なレーザ光強度で露光され、露光むらが解消されることになる。

このように、実施例１の発光制御回路１１０においては、描画走査回路１２０はこれまでのレーザ走査装置と同様に描画用レーザダイオードＬＤ１はＡＰＣ制御を行って画像データにより画像を描画するだけでよい。そして、当該描画に際して生じる主走査方向の露光むらについては、予め設定された補正データにより補正した光強度で補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光を感光面に主走査することにより補正できる。そのため、補正用のレーザ光の走査は描画する画像データとは関係なく一義的に設定された補正データに基づいた制御によって行うことができる。したがって、スイッチング時間とレーザ光強度のあらゆる組み合わせの補正データを用意する必要はなく、補正データを記録する補正テーブルのメモリ容量は小容量のものでもよく、また補正の制御は一義的な制御として容易に行うことが可能になる。さらに、主走査方向のレーザ強度分布の変化率は、画像データの周期（周波数）に比較して十分に長く緩やかな変化であるため、補正用レーザダイオードＬＤ２で感光面に主走査する際に補正データを読み出すタイミング、すなわち補正クロックＣＬＫｃは、描画用レーザダイオードＬＤ１の画像データ信号を読み出す画像クロックＣＬＫｖに比較して十分に遅くすることができ、クロック周波数の上昇による放射性ノイズを低減することが可能となる。

図８は本発明を図１のレーザ走査装置に適用したときの発光制御回路１１０の実施例２のブロック回路図であり、実施例１と等価な部分には同一符号を付してある。発光制御回路１１０が描画走査回路１２０と補正走査回路１３０とで構成されていることは実施例１と同様であり、特に描画走査回路１２０は実施例１の構成と同一である。一方、補正走査回路１３０は、ここではレーザ光を時間制御する構成であり、実施例１と同様の補正データを記録した補正テーブル１３１と、この補正テーブル１３１から読み出された補正データに基づいて画素の露光時間、すなわちパルス幅を制御するＰＷＭ変調器１３４を備え、このＰＷＭ変調器１３４からのＰＷＭ信号に基づいてＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１３３のスイッチング制御を行っている。なお、このＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１３３におけるスイッチング動作は図４に示したＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部１２２での動作と同じである。

この実施例２では、図９にタイミング図を示すように、補正走査回路１３０は補正用レーザダイオードＬＤ２の発光時間を制御する。すなわち、水平同期信号に同期するＡＰＣループ切替信号ＳＷａｐｃがＬレベルを出力するとモニタ切替器１４０はモニタ用フォトダイオードＭＰＤを補正走査回路１３０に切り替える。また、これと同時に第２サンプル・ホールド回路ＳＨ２はＨレベルに変化する。そのため、モニタ用フォトダイオードＭＰＤでレーザ光を受光して得られる発光検出電流ＩｒはＩ／Ｖ変換回路１２によって発光検出電圧Ｖｒに変換され、この発光検出電圧Ｖｒは比較回路１３において基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較される。そのため、比較回路１３からは前記レーザダイオードＬＤ２の発光出力が基準電圧Ｖｒｅｆ２に対応した出力とするようなＡＰＣ電圧Ｖａｐｃが生成されて出力される。そして、補正クロックＣＬＫｃに同期して補正テーブル１３１から読み出された補正データに対応してＰＷＭ変調器１３４はスイッチング時間を制御し、１画素に対応するパルス幅を制御する。例えば、図６（ａ）に示した実施例１と同様に感光ドラム１０６の感光面において主走査方向の中央部のレーザ光強度が高く両端部が低い分布の場合には、パルス幅はこのレーザ光強度の分布に相反するものとなり、図６（ｂ）のレーザ光強度をパルス幅に対応させた図９に示すように、主走査方向の中央部のパルス幅は両端部よりも小さくなる。そのため、補正用レーザダイオードＬＤ２から発光されて感光面に照射されるレーザ光の露光量は、主走査の中央部で小さく、両端部で大きくなる。

そして、補正用レーザダイオードＬＤ２と描画用レーザダイオードＬＤ１の各レーザ光は感光ドラム１０６の感光面において副走査方向に１ピッチずれているため、描画を副走査方向に１ピッチずつずらして主走査を行うことにより、感光面に描画される画素はそれぞれ補正用レーザダイオードからのレーザ光と、描画用レーザダイオードからのレーザ光が重ねて露光されることになり、図６（ｃ）に示したように各画素における合計の露光量は両ダイオードによる露光量を加えたものとなる。そのため、補正用レーザダイオードＬＤ２で走査されるレーザ光の露光量を感光ドラム１０６の感光面での主走査方向の分布に対応しておけば、主走査方向の中央部と両端部で均一な露光量で露光され、露光むらが解消されることになる。

ここで、実施例２では、図７に示した補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光ＬＢ２は、補正を行う際にドット毎にＰＷＭ変調によって露光量が制御されるため、描画用レーザダイオードＬＤ１のレーザ光ＬＢ１はレーザ光ＬＢ２の各ドットに重なった状態で露光されることが好ましい。そのために補正クロックＣＬＫｃは描画クロックＣＬＫｖと同じ周波数で同期したクロックとして構成されており、図９では補正クロックＣＬＫｃが画像クロックにより描画される画像データＶｉｄｅｏの最小周期に一致した周波数で生成されている。すなわち、図９の下側に補正クロックＣＬＫｃの一部を拡大したタイミング波形を示すように、補正クロックＣＬＫｃの１周期に対応する補正用レーザダイオードＬＤ２のレーザ光ＬＢ２がドット単位でＰＷＭ変調された露光量で露光が行われており、各ドットにそれぞれ重なるように画像データのＬＤ発光が行われている。

このように、描画用レーザダイオードＬＤ１はこれまでのレーザ走査装置と同様にＡＰＣ制御を行って画像データにより画像を描画するだけでよい。レーザ走査装置における主走査方向の露光むらについては、補正用レーザダイオードＬＤ２を感光面に主走査する際に、予め設定された補正データにより補正したパルス幅制御で走査を行うため、補正データでのレーザ光の走査制御は描画する画像データとは関係なく一義的に行うことができる。したがって、スイッチング時間とパルス幅のあらゆる組み合わせの補正データを用意する必要はなく、補正データを記録する補正テーブルは小容量のものでよく、また補正の制御を容易に行うことが可能になる。さらに、主走査方向のレーザ強度分布の変化率は、が粗をデータの周期（周波数）に比例して十分に長く緩やかな変化であるため、補正用レーザダイオードＬＤ２の発光時間を制御するＰＷＭ変調器１３４は、デューティ比の異なる補正クロックＣＬＫｃを複数用意して、それらを切り替えることによって構成することができる。したがって、必要以上にクロック周波数を上げる必要がなく、クロック周波数の上昇による放射性ノイズを低減することが可能になる。

ここで、本発明における描画用レーザダイオードと補正用レーザダイオードによる各露光は感光面の同一画素に対してそれぞれ行うことが可能であれば、補正用レーザダイオードによる補正露光の走査は描画用レーザダイオードによる描画走査の前あるいは後のいずれで行なうようにしてもよい。

前記実施例１，２は説明を簡略化するために２つのレーザダイオードで構成されるマルチビーム半導体レーザ装置を用いた場合を説明したが、４つ以上のレーザダイオードで構成されるマルチビーム半導体レーザ装置においても本発明を同様に適用することが可能である。一般的には２ｎ個（ｎは１以上の整数）のレーザダイオードで構成されるマルチビーム半導体レーザ装置の場合には、ｎ個のレーザダイオードを描画用に他のｎ個のレーザダイオードを補正用に用いる。このような場合、副走査方向の走査ピッチについてはこれらレーザダイオードの配列状態によって相違するものとなる。例えば、２つの描画用レーザダイオードと２つの補正用レーザダイオードをこの順序に配列した場合には、副走査方向に２ピッチ単位で送りながら主走査を行うようにすればよい。

また、複数個の描画用レーザダイオードに対して、１個または描画用レーザダイオードよりも少ない数の補正用レーザダイオードを用いた構成としてもよい。例えば、図１０に示すように、２個の描画用レーザダイオードＬＤ１１，ＬＤ１２と、１個の補正用レーザダイオードＬＤ２１を用いる場合には、補正用レーザダイオードＬＤ２１からのレーザ光をシリンダレンズ１０７等によって副走査方向にレーザ光幅をほぼ２倍に拡大し、２個の描画用レーザダイオードＬＤ１１，ＬＤ１２でそれぞれ描画走査を行う２本の主走査ラインにわたる領域に対して一括して同時に補正露光の走査を行うようにしてもよい。

本発明は実施例で説明したようなレーザ走査装置に限定されるものではなく、レーザ光を主走査する際に、主走査方向に定性的な露光むらが生じるレーザ走査装置、ないしはレーザ光を走査して情報の記録を行う走査記録装置であれば本発明を同様に適用することが可能である。

本発明を適用したレーザ走査装置の概略構成の平面図である。半導体レーザ装置の模式的な構成図である。実施例１の発光制御回路のブロック回路図である。ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動回路のブロック回路図である。実施例１の動作を説明するためのタイミング波形図である。感光面における光強度補正を説明するための図である。感光面における補正動作を説明するためのレーザ光走査の模式図である。実施例２の発光制御回路のブロック回路図である。実施例２の動作を説明するためのタイミング波形図である。変形例を説明するための模式構成図である。

符号の説明

ＬＤ１第１レーザダイオード（描画用レーザダイオード）
ＬＤ２第２レーザダイオード（補正用レーザダイオード）
ＭＰＤモニタ用フォトダイオード
ＴＰＤ同期用フォトダイオード
１０レーザ駆動回路
１１Ｖ／Ｉ変換回路
１２Ｉ／Ｖ変換回路
１３比較回路
１４サンプル・ホールド回路
１００レーザ走査ユニット
１０１光源部
１０４ポリゴンミラー
１０５ｆθレンズ光学系
１０６感光ドラム
１１０発光制御回路
１２０画像走査回路
１２１画像メモリ部
１２２ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部
１３０補正走査回路
１３１補正テーブル
１３２Ｄ／Ａ変換回路
１３３ＡＰＣ制御・ＬＤ駆動部
１３４ＰＷＭ回路
２００外部制御装置

Claims

それぞれ独立してレーザ光を発光する複数のレーザ光源を備え、前記レーザ光源から出射したレーザ光を感光面に対して走査して画像の描画を行う走査記録装置において、前記複数のレーザ光源の一部で構成される描画用レーザ光源と、他の一部のレーザ光源で構成される補正用レーザ光源と、前記描画用レーザ光源及び補正用レーザ光源から出射されたレーザ光を感光面に順次主走査する走査手段と、前記描画用レーザ光源から出射されるレーザ光を描画データに基づいて変調する描画手段と、前記補正用レーザ光源から出射されるレーザ光の発光エネルギを補正データに基づいて補正する補正手段を備え、前記描画用レーザ光源と補正用レーザ光源からの各レーザ光を同一感光面に対してそれぞれ重畳して露光するように構成したことを特徴とする走査記録装置。
前記補正データは前記走査手段の主走査方向に沿って生じる露光むらを予め測定した測定値に基づいて演算し、前記露光むらを相殺するための補正データであることを特徴とする請求項１に記載の走査記録装置。
前記補正手段は、前記補正データを記録した補正テーブルを備え、前記補正テーブルから読み出した補正データに基づいて補正用レーザ光源の発光エネルギを補正することを特徴とする請求項２に記載の走査記録装置。
前記補正手段は、前記補正用レーザ光源の光強度を主走査方向に沿って制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の走査記録装置。
前記補正手段は、前記補正用レーザ光源の露光時間を主走査方向に沿って制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の走査記録装置。
前記複数のレーザ光源は複数の半導体レーザが副走査方向と等価な方向に配列された２ｎ個（ｎは１以上の整数）の半導体レーザで構成され、うちｎ個は描画用レーザ光源として他のｎ個は補正用レーザ光源としてそれぞれ１対１で対応する構成とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の走査記録装置。
前記走査手段は、前記感光面上の同一画素に対し、前記描画用のレーザ光と前記補正用のレーザ光のいずれか一方を先に露光し、他方を後に露光するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の走査記録装置。
前記描画用レーザ光源と前記補正用レーザ光源から出射されるレーザ光をモニタするモニタ用フォトダイオードを備え、前記描画手段及び補正手段は、前記モニタ用フォトダイオードで検出された前記レーザ光源のレーザ光強度に応じて前記描画用レーザ光源と前記補正用レーザ光源の発光出力をフィードバック制御することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の走査記録装置。