面発光レーザの制御方法、光走査装置の制御方法及び画像形成装置の制御方法
【課題】低コストで、正確な光量制御を行なうことのできる面発光レーザの制御方法を提供する。
【解決手段】面発光レーザ素子１１０と、面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子１２０と、面発光レーザからのレーザ光を反射するミラー１０７と、面発光レーザ素子、受光素子及びミラーが設置されるベース部１０１と、面発光レーザの光を透過する窓ガラス１０３を有するベース部１０１と接合されるキャップ部１０２と、ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部１０６と、を有し、ミラーは、ミラー機構部により、面発光レーザからのレーザ光が窓ガラスより出射される第１の位置と、受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、面発光レーザからのレーザ光が、第２の位置となるミラーにより反射され受光素子に入射した際の出力信号に基づき、面発光レーザの出射光量を制御する。
【解決手段】面発光レーザ素子１１０と、面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子１２０と、面発光レーザからのレーザ光を反射するミラー１０７と、面発光レーザ素子、受光素子及びミラーが設置されるベース部１０１と、面発光レーザの光を透過する窓ガラス１０３を有するベース部１０１と接合されるキャップ部１０２と、ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部１０６と、を有し、ミラーは、ミラー機構部により、面発光レーザからのレーザ光が窓ガラスより出射される第１の位置と、受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、面発光レーザからのレーザ光が、第２の位置となるミラーにより反射され受光素子に入射した際の出力信号に基づき、面発光レーザの出射光量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザの制御方法、光走査装置の制御方法及び画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）素子は、構造上、低閾値、低消費電力、ウエハ状態における検査が容易であり、２次元アレイ化しやすい等の特徴を有している。これらの特徴から、レーザプリンタ等の画像形成装置や光ディスク等の光記録装置、更には、光通信、画像読取装置、画像表示装置等の光源等において従来の端面発光型レーザに代わるものとされている。
【０００３】
しかしながら、ＶＣＳＥＬは、端面発光型レーザのように光が出射される面とは反対側の面から光が出射されないため、光が出射される面とは反対側の面から光をモニタし、ＶＣＳＥＬの出力を制御することができない。
【０００４】
このため、画像形成装置のように、光源の出力を安定化させる必要がある場合には、光が出射される面より出射された光を用いて、光量をモニタしＶＣＳＥＬの出力を制御する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１には、２次元ＶＣＳＥＬアレイの光量検出方法として、ハーフミラーにより出射された光の一部を分離する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、出射されたレーザ光が通過する光学系内にビームスプリッタを挿入して、出射光の一部を分岐させてモニタ光として検出する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光とした後に、開口部を有する反射鏡により周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通過した中心光を画像記録に使用し、反射鏡に反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光とする手前に、開口部を有する反射鏡を配置して周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通解した中心光をコリメートレンズにより平行光とした後に画像記録に使用し、反射鏡により反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタを行なう方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５及び６には、面発光レーザを覆うパッケージの窓に光検出器等を配置して出射されたレーザ光の周辺光を受光し光量モニタする方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献７には、光出力の制御を行なうときに、光の出射方向を変えるものとして、光源装置に液体マイクロレンズにより光の出射方向を変える機能をもたせ、通常は出射光をカップリングレンズに入射させるが、光出力の制御を行なう場合には出射光を外部のミラーで折り返して外部の光検出器に入射させて光量検出を行なう方法が開示されている。
【００１１】
しかしながら、これらの方法は、いずれも半導体レーザから出射された光のすべて、または周辺光を利用して光量をモニタするものである。一方、画像形成装置等に用いられる光走査装置では半導体レーザから出射された光をコリメートレンズにより平行光とし、アパーチャにより平行光の中心の狭い領域の光のみを通過させて用いる。半導体レーザから出射される光の発散角は、出射光量等によって変化するため、出射光量全体に対するアパーチャを通過する光の光量も変化する。発散角の変化と出射光量の変化は線型ではないため、検出されたモニタ光量に基づきアパーチャを通過する光の光量を制御することは、制御誤差が大きくなる可能性があり、適切な光量制御を行なうことができない。
【００１２】
特許文献８は、このような制御誤差に対応する方法が開示されている。即ち、光ビーム出力装置に流れる電流の値を複数回にわたり変化させ、各電流の値ごとに、光ビーム出力装置から出力される光ビームのスポットの周辺部における光量を表わす周辺光量を取得し、各電流の値について周辺光量とスポットの中心部における光量を表わす中心光量との対応関係が概ね線型となるように周辺光量を補正して、補正された周辺光量に応じて光ビーム出力装置から出力される光ビームの光量を制御するものである。このようにして、制御誤差を低減させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献８に記載されている方法では、光量のモニタを行なう周辺光量の補正回路が大規模なものとなり、面発光レーザモジュールや面発光レーザを有する光源装置が高コストなものとなるといった問題を有していた。
【００１４】
よって、本発明は、上記に鑑みなされたものであり、低コストで、正確な光量制御を行なうことのできる面発光レーザの制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、前記面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子と、前記面発光レーザから出射されたレーザ光を反射するミラーと、前記面発光レーザ素子、前記受光素子及び前記ミラーが設置されるベース部と、前記面発光レーザの光を透過する窓ガラスを有する前記ベース部と接合されるキャップ部と、前記ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部と、を有し、前記ミラーは、前記ミラー機構部により、前記面発光レーザから出射されたレーザ光が前記窓ガラスより出射される第１の位置と、前記受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、前記面発光レーザから出射したレーザ光が、前記第２の位置となる前記ミラーにより反射され前記受光素子に入射した際の出力信号に基づき、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低コストで、正確な光量制御を行なうことのできる面発光レーザの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図
【図２】第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの上面図
【図３】第１の実施の形態における面発光レーザの制御方法の説明図
【図４】面発光レーザから出射されたレーザ光のビームプロファイルの模式図
【図５】面発光レーザの出射光量とアパーチャ通過光量との相関図
【図６】面発光レーザの出射光量と受光素子により検出される出力電流との相関図
【図７】受光素子により検出される出力電流とアパーチャ通過光量との相関図
【図８】受光素子により検出される出力電流とアパーチャ通過光量の誤差との相関図
【図９】第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図
【図１０】第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの上面図
【図１１】第２の実施の形態におけるミラーアレイの説明図
【図１２】第２の実施の形態における他のミラーアレイの説明図
【図１３】第２の実施の形態における面発光レーザの制御方法の説明図
【図１４】第３の実施の形態における面発光レーザ素子の説明図
【図１５】第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（１）
【図１６】第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（２）
【図１７】第４の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（１）
【図１８】第４の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（２）
【図１９】第５の実施の形態におけるレーザプリンタの構成図
【図２０】第５の実施の形態における光走査装置の構成図
【図２１】光走査装置の説明図
【図２２】第６の実施の形態におけるカラープリンタの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
（面発光レーザモジュール）
第１の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。図１及び図２に示されるように、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００は、ベース部１０１、キャップ部１０２からなるパッケージ内に面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０が設置されている。キャップ部１０２には、窓ガラス１０３が設けられており、ベース部１０１には、面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０を設置し支持するための第１の支持部１０４と、固定ミラー１０７ａ、可動ミラー１０７ｂ及びミラー機構部１０６を設置し支持するための第２の支持部１０５が設けられている。本実施の形態における面発光レーザモジュール１００では、ベース部１０１、キャップ部１０２及び窓ガラス１０３は、気密封止されている。尚、図１は本実施の形態における面発光レーザモジュール１００の内部の側面図であり、図２は上面図である。
【００２０】
ミラー機構部１０６には、固定ミラー１０７ａと可動ミラー１０７ｂが設置されており、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光が、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂに照射される位置に設置されている。具体的には、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸における光が、可動ミラー１０７ｂに照射される位置に設置されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、固定ミラー１０７ａの表面と可動ミラー１０７ｂの表面とが略平行となっている場合には、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光は、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂにおいて反射され、レーザ光１１０ａとして窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、固定ミラー１０７ａの表面と可動ミラー１０７ｂの表面とが略平行となっている場合には、ミラーが一枚である場合と同様であり、面発光レーザ素子１１０より出射された光は、所定の放射角を維持した状態で、レーザ光１１０ａとして窓ガラス１０３より出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー１０７ｂの位置を第１の位置と記載する場合がある。
【００２２】
本実施の形態における面発光レーザモジュール１００では、第１の支持部１０４は、ベース部１０１の表面に対し、表面が略垂直となるように形成されており、面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０は、第１の支持部１０４の表面に設置されている。窓ガラス１０３は、ベース部１０１の表面と略平行となるように設置されているため、第１の支持部１０４の表面と窓ガラス１０３とは略垂直となる。よって、面発光レーザ素子１１０の表面と窓ガラス１０３とは略垂直、即ち、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸中心と窓ガラス１０３とは略平行となる。固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂは、図１（ａ）に示す固定ミラー１０７ａが可動ミラー１０７ｂと略平行な状態において、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸の光が略垂直に偏向するように、第２の支持部１０５に設置され支持されている。即ち、図１（ａ）に示す状態で、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂの表面が、ベース部１０１の表面に対し約４５°の角度となるよう固定ミラー１０７ａ、可動ミラー１０７ｂ及びミラー機構部１０６が第２の支持部１０５に設置され支持されている。
【００２３】
また、図１（ｂ）に示すように、可動ミラー１０７ｂはミラー機構部１０６により可動させることができ、面発光レーザ素子１１０から可動ミラー１０７ｂに照射されたレーザ光を可動ミラー１０７ｂにより反射させ受光素子１２０に入射させることができる。即ち、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の中心部の光であるレーザ光の光軸及び光軸近傍の光は、可動ミラー１０７ｂにおいて反射され、レーザ光１１０ｂとして受光素子１２０に入射する。この際、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光のうち、固定ミラー１０７ａにより反射された光は、窓ガラス１０３を介し出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー１０７ｂの位置を第２の位置と記載する場合がある。
【００２４】
本実施の形態では、固定ミラー１０７ａと可動ミラー１０７ｂとを有している場合について説明しているが、固定ミラー１０７ａを設けることなく可動ミラー１０７ｂのみを設けた構造のものであってもよい。
【００２５】
また、可動ミラー１０７ｂを可動するミラー機構部１０６は、静電力、電磁力、圧電、熱歪み等による力を用いたアクチュエータにより形成されており、更には、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によりアクチュエータと可動ミラー１０７ｂとを一体に形成してもよい。
【００２６】
（光量の制御方法）
次に、図３に基づき本実施の形態における面発光レーザモジュール１００の光量制御方法について説明する。図３は、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００を制御する制御回路を含む光源装置１５０を示すものである。この光源装置１５０には、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００、駆動回路１５１、制御回路１５２、不図示の電源回路及び外部とのインターフェース回路等を有している。面発光レーザモジュール１００内には、面発光レーザ素子１１０、受光素子１２０であるフォトダイオード（Photodiode）の他、ミラー制御回路１３１が設けられている。面発光レーザ素子１１０のカソード電極及び受光素子１２０のアノード電極は、接地電位であるＧＮＤに接続されており、面発光レーザ素子１１０のアノード電極は、駆動回路１５１に接続されており、受光素子１２０のカソード電極は、制御回路１５２に接続されている。また、駆動回路１５１及びミラー制御回路１３１は、制御回路１５２と接続されており、制御回路１５２は、外部からの画像形成信号等の入力信号に基づき、これらを制御する。
【００２７】
駆動回路１５１は、制御回路１５２からのタイミング信号に基づいた時間に、光量設定信号に基づいた電流を面発光レーザ素子１１０に出力し、面発光レーザ素子１１０は、駆動回路１５１から出力される信号に基づいて点灯する。
【００２８】
このように、制御回路１５２により、面発光レーザ素子１１０の点灯する時間と点灯した際の光量が制御される。例えば、後述する画像形成装置に用いる場合には、制御回路１５２は、主走査１ラインの時間を一定の比率で画像形成装置における感光体ドラム上に画像形成する時間とそれ以外の調整等の時間に分割し、各々の動作を一定時間の周期で繰り返す。調整等の時間は、更に各種の調整のための時間に分割され、この中には光量設定する時間も含まれている。
【００２９】
画像形成する時間においては、制御回路１５２は、外部からの画像形成信号に基づいて、面発光レーザ素子１１０を点滅させるタイミング信号を駆動回路１５１に出力する。この状態においては、可動ミラー１０７ｂの表面は固定ミラー１０７ａの表面と略平行であり、面発光レーザ素子１１０から出射されたレーザ光は、可動ミラー１０７ｂ及び固定ミラー１０７ａにおいて反射され、窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、図１（ａ）に示す状態となる。この際、面発光レーザ素子１１０の光量設定信号は一定に保たれている。
【００３０】
光量設定する時間においては、制御回路１５２は、面発光レーザ素子１１０を連続して点灯させるタイミング信号を駆動回路１５１に出力する。この状態においては、可動ミラー１０７ｂが可動し、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の中心部の光が、可動ミラー１０７ｂにおいて反射されて受光素子１２０に入射する。即ち、図１（ｂ）に示す状態となる。受光素子１２０は、受光素子１２０に入射したレーザ光により出力電流を出力し、出力された出力電流は、制御回路１５２において検出される。制御回路１５２には、予め算出された面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した後のレーザ光の光量と受光素子１２０の出力電流との相関関係が記憶されている。制御回路１５２では、検出された受光素子１２０の出力電流と、制御回路１５２に記憶されている光量と出力電流との相関関係に基づき、面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した光量が所望の値となるように、駆動回路１５１を制御する。尚、本願においては、アパーチャとは、後述するように光走査装置等において、面発光レーザモジュール１００より出射されたレーザ光が、中心部の所定の範囲の光となるよう制限するものである。即ち、アパーチャは面発光レーザモジュール１００より出射されたレーザ光の中心部の所定の範囲の光のみを通過させるものである。
【００３１】
これにより、面発光レーザモジュール１００から出射されアパーチャを通過した後の光量を一定にすることができる。本実施の形態においては、光量変動の少ないレーザ光の中心部の光をモニタ光として用いることができるため、面発光レーザ素子１１０の光量の制御を正確に行なうことができる。また、画像形成時において面発光レーザ素子１１０から出射された光を分岐等することなく、そのまま用いることができ、出射されたレーザ光の光量がモニタ光等により減ることはない。
【００３２】
（面発光レーザの光量と受光素子の出力電流との相関関係）
本実施の形態において、制御回路１５２に記憶されている面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した後の各々の面発光レーザからの光量と、受光素子１２０の出力電流との相関関係については、以下の方法により得ることができる。
【００３３】
最初に、面発光レーザ素子１１０における使用範囲内の最小出射光量ＰＶ１における受光素子１２０の出力電流ＩＭ１と、最大出射光量ＰＶ２における受光素子１２０の出力電流ＩＭ２を測定する。
【００３４】
次に、面発光レーザ素子１１０が最小出射光量ＰＶ１の場合において、不図示のアパーチャを通過した後のアパーチャ通過光量ＰＡ１と、面発光レーザ素子１１０が最大出射光量ＰＶ２の場合において、不図示のアパーチャを通過した後のアパーチャ通過光量ＰＡ２を測定する。
【００３５】
出力電流ＩＭ１及びＩＭ２、アパーチャ通過光量ＰＡ１及びＰＡ２より、任意の値のアパーチャ通過光量ＰＡと、この出射光量における受光素子１２０の出力電流ＩＭとの相関関係は、数１に示す式で表わされる。
【００３６】
【数１】
数１に示す式に基づき、出力電流ＩＭを求める式に書き換えると、数２に示す式となる。
【００３７】
【数２】
このようにして、アパーチャ通過光量ＰＡと出力電流ＩＭとの相関関係を得ることができる。尚、後述するように、面発光レーザ素子が複数の面発光レーザを有している面発光レーザアレイである場合には、各々の面発光レーザごとに、この相関関係を算出しておく。
【００３８】
ところで、面発光レーザ素子１１０においては、最小出射光量ＰＶ１におけるビームプロファイルと最大出射光量ＰＶ２におけるビームプロファイルとは異なる。具体的には、図４に示すように、最小出射光量ＰＶ１におけるビームプロファイルに対し、最大出射光量ＰＶ２におけるビームプロファイルは裾野が広がり発散角が広がっている。このため、出射光量全体に占めるアパーチャを通過するレーザ光の光量の割合も変化するが、面発光レーザ素子１１０における発散角と出射光量の変化は、図５に示すように線型ではない。尚、図４に示す各々のビームプロファイルは、各々の中心のピークの光量で規格化されている。
【００３９】
これに対し、本実施の形態では、面発光レーザ素子１１０における面発光レーザから出射されるレーザ光のうち、アパーチャを通過する領域を含んだ一部を受光素子１２０に入射させ、受光素子１２０の出力電流により、アパーチャを通過するレーザ光の光量を制御するため、アパーチャ通過光量の計算値と測定値の誤差を非常に小さくすることができる。一方、従来のように、面発光レーザから出射されるレーザ光のすべて、または周辺光のみを受光素子に入射させ、受光素子の出力電流によりアパーチャを通過するレーザ光の光量を制御する場合には、発散角の変化と出射光量の変化が線型でないことの影響をそのまま受けるため、アパーチャ通過光量の計算値と測定値に大きな誤差が生じる。
【００４０】
一例として、本実施の形態における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係と、面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係とを図６に示す。ここで、面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量がＰＶ１となる受光素子の出力電流をＩＭ１ｒとし、出射光量がＰＶ２となる受光素子の出力電流をＩＭ２ｒとする。図６において、実線６ａで示される本実施の形態における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係、及び破線６ｂで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係は、ともに線型であり、面発光レーザの出射光量が同じ場合においては、受光素子の出力電流は破線で示されるＩＭ１ｒ及びＩＭ２ｒの方が大きい。
【００４１】
次に、図７に示すように、受光素子の出力電流とアパーチャ通過光量との関係を比較する。破線７ｒａで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における受光素子とアパーチャ通過光量との関係は、数２に示す式により算出された破線７ｒｂとの差が大きく誤差が大きいのに対し、実線７ａで示される本実施の形態における受光素子とアパーチャ通過光量との関係は、数２に示す式により算出された破線７ｂとの差は小さく誤差は小さい。即ち、図８に示すように、破線８ｒａで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における誤差に対し、実線８ａで示される本実施の形態におけるものの誤差の方が小さくなる。よって、本実施の形態においては、アパーチャを通過した光の光量の誤差を大幅に低減することができる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、面発光レーザ素子が、複数の面発光レーザを有しており、１次元面発光レーザアレイ、または、２次元面発光レーザアレイが形成されているものである。
【００４３】
（面発光レーザモジュール）
図９及び図１０に示されるように、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００は、ベース部１０１、キャップ部１０２からなるパッケージ内に面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０が設置されている。キャップ部１０２には、窓ガラス１０３が設けられており、ベース部１０１には、面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０を設置し支持するための第１の支持部１０４とミラーアレイ２０７及びミラー機構部２０６を設置し支持するための第２の支持部１０５が設けられている。本実施の形態における面発光レーザモジュール２００では、ベース部１０１、キャップ部１０２及び窓ガラス１０３は、気密封止されている。尚、図９は本実施の形態における面発光レーザモジュール２００の内部の側面図であり、図１０は上面図である。
【００４４】
面発光レーザ素子２１０には、複数の面発光レーザが１次元に配列されており、１次元面発光レーザアレイを形成している。図１０に示す場合では、８個の面発光レーザが１次元に配列されている面発光レーザアレイの場合を示す。ミラーアレイ２０７は、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉ及び、ミラー２０７ｂ及び２０７ｉの外側に各々ミラー２０７ａ及び２０７ｊが設けられている。即ち、図１０に示す場合には、ミラーアレイ２０７は、１０枚のミラー２０７ａ〜２０７ｊにより形成されており、ミラー２０７ａ及び２０７ｊは固定ミラーであり、ミラー２０７ｂ〜２０７ｉは可動ミラーである。
【００４５】
ミラー機構部２０６は、ミラーアレイ２０７における１０枚のミラーのうち可動ミラーである８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉを各々独立に可動させることができる。尚、ミラーアレイ２０７は、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光２１１ａ〜２１１ｈが、各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉに照射されるように設置されている。
【００４６】
図９（ａ）に示す場合では、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光２１１ａ〜２１１ｈは、ミラーアレイ２０７における対応する各々にミラー２０７ｂ〜２０７ｉにおいて反射され、レーザ光２１２ａとして窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、この場合には、ミラーが一枚である場合と同様であり、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射された光は、所定の放射角を維持した状態で、レーザ光２１２ａとして窓ガラス１０３より出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉの位置を第１の位置と記載する場合がある。
【００４７】
本実施の形態における面発光レーザモジュール２００では、面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０は、第１の支持部１０４の表面に設置されており、面発光レーザ素子２１０の表面と窓ガラス１０３とは略垂直、即ち、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光の光軸中心と窓ガラス１０３とは略平行となる。ミラーアレイ２０７は、図９（ａ）に示す状態において、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸における光が略垂直に偏向する位置に設置されている。即ち、ミラーアレイ２０７の表面が、ベース部１０１の表面に対し約４５°の角度となるようミラーアレイ２０７及びミラー機構部２０６が第２の支持部１０５により支持されている。
【００４８】
また、図９（ｂ）に示すように、ミラーアレイ２０７における８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉはミラー機構部２０６により可動させることができ、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光を各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉにより反射させ受光素子１２０に入射させることができる。これにより、面発光レーザ素子１１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光の中心部の光、即ち、レーザ光の光軸及び光軸近傍の光は、各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉにおいて反射され、レーザ光２１２ｂとして受光素子１２０に入射する。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉの位置を第２の位置と記載する場合がある。
【００４９】
より詳細に、ミラーアレイ２０７について図１１に基づき説明する。図１１（ａ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｂを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ａより出射されたレーザ光２１１ａは、ミラー２０７ｂにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５０】
また、図１１（ｂ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｃを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｂより出射されたレーザ光２１１ｂは、ミラー２０７ｃにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５１】
また、図１１（ｃ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｉを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｈより出射されたレーザ光２１１ｈは、ミラー２０７ｉにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５２】
他のミラーについても同様である。このようにして、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザに対応するミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｂ〜２０７ｉを可動させることにより、各々の面は光レーザより出射されたレーザ光の中心部の光を受光素子１２０に入射させることができる。
【００５３】
また、図１２に示すように、可動ミラーである８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉにより、ミラーアレイ２１７を形成することも可能である。この場合には、ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｂを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ａより出射されたレーザ光２１１ａは、ミラー２０７ａにおいて反射され受光素子１２０に入射する。また、ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｃを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｂより出射されたレーザ光２１１ｂは、ミラー２０７ｂにおいて反射され受光素子１２０に入射する。ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｉを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｈより出射されたレーザ光２１１ｈは、ミラー２０７ｉにおいて反射され受光素子１２０に入射する。尚、図１２に示すように、ミラーアレイ２１７は、８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉの周囲を囲むように、固定ミラーを設けたものであってもよい。
【００５４】
また、ミラー２０７ｂ〜２０７ｉを可動するミラー機構部２０６は、静電力、電磁力、圧電、熱歪み等による力を用いたアクチュエータにより形成されており、更には、ＭＥＭＳによりアクチュエータと可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉとを一体に形成してもよい。
【００５５】
（光量の制御方法）
次に、図１３に基づき本実施の形態における面発光レーザモジュール２００の光量制御方法について説明する。図１３は、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００を制御する制御回路を含む光源装置２５０を示すものである。この光源装置２５０には、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００、駆動回路２５１、制御回路２５２、不図示の電源回路及び外部とのインターフェース回路等を有している。面発光レーザモジュール２００内には、面発光レーザ素子２１０、受光素子１２０であるフォトダイオードの他、ミラー制御回路２３１が設けられている。図１３に示す場合では、面発光レーザ素子２１０には、一例として、４つの面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄが設けられており、この場合について説明する。面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのカソード電極及び受光素子１２０のアノード電極は、接地電位であるＧＮＤに接続されており、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのアノード電極は、駆動回路２５１に接続されており、受光素子１２０のカソード電極は、制御回路２５２に接続されている。また、駆動回路２５１及びミラー制御回路２３１は、制御回路２５２と接続されており、制御回路２５２は、外部からの画像形成信号等の入力信号に基づき、これらを制御する。
【００５６】
駆動回路２５１は、制御回路２５２からのタイミング信号に基づいた時間に光量設定信号に基づいた電流を面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄに出力し、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄは、駆動回路２５１から出力される信号に基づいて各々点灯する。
【００５７】
このように、制御回路２５２により、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの点灯する時間と点灯した際の光量が制御される。例えば、後述する画像形成装置に用いる場合には、制御回路２５２は、主走査１ラインの時間を一定の比率で画像形成装置における感光体ドラム上に画像形成する時間と、それ以外の調整等の時間に分割し、各々の動作を一定時間の周期で繰り返す。調整等の時間は、更に各種の調整のための時間に分割され、この中には光量設定する時間も含まれている。
【００５８】
画像形成する時間において、制御回路２５２は外部からの画像形成信号に基づいて、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄを点滅させるタイミング信号を駆動回路２５１に出力する。この状態においては、ミラーアレイ２０７における各々のミラーにより、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄから出射されたレーザ光は反射され、窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、図９（ａ）に示す状態となる。この際、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの光量設定信号は一定に保たれている。
【００５９】
また、光量設定する時間において、制御回路２５２は面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄを連続して点灯させるタイミング信号を駆動回路２５１に出力する。この状態においては、光量設定がおこなわれる面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのいずれかに対応するミラーアレイ２０７におけるミラーが可動する。即ち、図９（ｂ）に示す状態となる。この際、ミラーアレイ２０７において、光量設定が行なわれる面発光レーザに対応するミラー以外のミラーは可動していないため、光量設定が行なわれる面発光レーザ以外のレーザ光の中心部の光がミラーアレイ２０７におけるミラーにより反射されて受光素子１２０に入射することはない。
【００６０】
このようにして、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄより出射されたレーザ光の中心部の光が、ミラーアレイ２０７において対応するミラーにより反射されて受光素子１２０に入射する。受光素子１２０は、受光素子１２０に入射したレーザ光により出力電流を出力し、出力された出力電流は、制御回路２５２において検出される。制御回路２５２では、予め面発光レーザモジュール２００より出射されアパーチャを通過した後の各々の面発光レーザからの光量と受光素子１２０の出力電流との相関関係が算出されて記憶されている。制御回路２５２では、検出された受光素子１２０の出力電流と、制御回路２５２に記憶されている光量と出力電流との相関関係に基づき、面発光レーザモジュール２００より出射されアパーチャを通過した光量が所望の値となるように、駆動回路２５１を制御する。
【００６１】
これにより、面発光レーザモジュール２００から出射されアパーチャを通過した後の光量を一定にすることができる。本実施の形態においては、光量変動の少ないレーザ光の中心部の光をモニタ光として用いることができるため、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの光量の制御を正確に行なうことができる。また、画像形成時において面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄから出射された光は分岐等されることなく、そのまま用いることができ、出射されたレーザ光の光量がモニタ光等により減ることはない。
【００６２】
また、画像形成の時間と光量設定する時間のタイミングについては、例えば、主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ａの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｂの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｃの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｄの光量設定の順に、繰り返し行なうことにより、各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄにおいて、同じ時間間隔で光量設定を行なうことができる。
【００６３】
本実施の形態では、複数の面発光レザーを有する面発光レーザ素子２１０において、１つの受光素子により光量設定を行なうことができる。
【００６４】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、面発光レーザ素子３１０は、第１の支持部１０４に設置され支持されており、ミラーアレイ３０７が第２の支持部１０５に設置され支持されている。ミラーアレイ３０７は、第２の実施の形態におけるミラーアレイ２０７と同様の構造であって、ミラーの枚数の異なるものである。面発光レーザ素子３１０には、図１４に示すように、面発光レーザが２次元的に配列されており、２次元の面発光レーザアレイが形成されている。具体的には、面発光レーザ３１０は、面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ｈｈを有しており、矢印Ａに示す方向が上になるように、即ち、面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ｈａが上側になるように設置されている。
【００６６】
面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ａｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｂａ〜３１０ｂｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｃａ〜３１０ｃｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｄａ〜３１０ｄｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｅａ〜３１０ｅｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｆａ〜３１０ｆｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｇａ〜３１０ｇｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｈａ〜３１０ｈｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されている。
【００６７】
本実施の形態では、例えば、図１５に示すように、面発光レーザ素子３１０の面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ａｈにおいて、各々の面発光レーザからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離が異なっている。即ち、面発光レーザ３１０ａｈからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離は短く、面発光レーザ３１０ａａからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離は長いため、ミラーにおけるレーザ光の光スポットの幅Ｖａｈは短く、ミラーにおける光スポットの幅Ｖａａは長くなる。よって、Ｖａａ＞Ｖａｈとなる。
【００６８】
図１６は、面発光レーザ素子３１０とミラーアレイ３０７とを上面より見た図である。面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａｈよりミラーアレイ３０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａｈの径は、面発光レーザ３１０ａｈとミラーアレイ３０７の距離が短いため小さく、幅Ｖａｈと直交する光スポット３１２ａｈの幅Ｈａｈは短い。一方、面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａａよりミラーアレイ３０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａａの径は、面発光レーザ３１０ａａとミラーアレイ３０７の距離が長いため大きく、幅Ｖａａと直交する光スポット３１２ａａの幅Ｈａａは長い。即ち、Ｈａａ＞Ｈａｈとなる。
【００６９】
このため、本実施の形態では、ミラーアレイ３０７における光スポットの形状に応じて可動させるミラーを変える。例えば、図１６に示されるように、ミラーアレイ３０７がミラー３０７ａ〜３０７ｌにより形成されている場合について説明する。この場合、面発光レーザ３１０ａｈより出射されたレーザ光に対しては、ミラー３０７ｃのみを可動し、ミラー３０７ｃにより反射されたレーザ光を受光素子１２０に入射させる。また、面発光レーザ３１０ａａより出射されたレーザ光に対しては、ミラー３０７ｂ〜３０７ｄを可動し、ミラー３０７ｂ〜３０７ｄにより反射されたレーザ光を受光素子１２０に入射させる。他の面発光レーザにつても同様の動作をさせる。
【００７０】
尚、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。
【００７１】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１７及び図１８に示すように、ミラーが２次元状に配置されたミラーアレイ４０７を用いたものである。
【００７２】
面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａｈよりミラーアレイ４０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａｈは、面発光レーザ３１０ａｈとミラーアレイ４０７の距離が短いため小さく、光スポット３１２ａｈにおける相互に直交する幅Ｖａｈ及び幅Ｈａｈは短い。一方、面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａａよりミラーアレイ４０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａａは、面発光レーザ３１０ａａとミラーアレイ４０７の距離が長いため大きく、光スポット３１２ａａにおける相互に直交する幅Ｖａａ及び幅Ｈａａは長い。即ち、Ｖａａ＞Ｖａｈ、Ｈａａ＞Ｈａｈとなる。
【００７３】
このため、図１８に示すように、面発光レーザ３１０ａｈより出射されたレーザ光に対しては、光スポット３１２ａｈの範囲の略中心にあるミラー４０７ａｈを可動し、面発光レーザ３１０ａａより出射されたレーザ光に対しては、光スポット３１２ａａの範囲の略中心にある５枚のミラー４０７ａａ１〜４０７ａａ５を可動する。即ち、ミラーアレイ４０７に照射された面発光レーザの光スポットの範囲内に存在しているミラーのみを可動し、可動したミラーにより反射された光を受光素子１２０に入射させる。
【００７４】
尚、上記以外の内容については、第３の実施の形態と同様である。
【００７５】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールまたは光源装置を用いた画像形成装置であるレーザプリンタ１０００である。
【００７６】
図１９に基づき、本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００について説明する。本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０等を備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。
【００７７】
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００７８】
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、矢印Ｘで示す方向に回転するようになっている。
【００７９】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。
【００８０】
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００８１】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００８２】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、このトナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００８３】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００８４】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、この給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。このレジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、この記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００８５】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００８６】
定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００８７】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００８８】
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。
【００８９】
次に、図２０に基づき光走査装置１０１０について説明する。光走査装置１０１０は、光源ユニット１１００、カップリングレンズ１１１１、アパーチャ１１１２、シリンドリカルレンズ１１１３、ポリゴンミラー１１１４、ｆθレンズ１１１５、トロイダルレンズ１１１６、２つのミラー（１１１７、１１１８）、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。尚、光源ユニット１１００は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを含むものである。
【００９０】
カップリングレンズ１１１１は、光源ユニット１１００から出射された光ビームを平行光に整形する。アパーチャ１１１２は、カップリングレンズ１１１１を介した光ビームのビーム径を規定するもので、光源ユニット１１００から出射されたレーザ光に対して狭い範囲の中心光のみを通過させる。アパーチャ１１１２を通過した光ビームは、更にシリンドリカルレンズ１１１３に入射する。
【００９１】
シリンドリカルレンズ１１１３は、光源ユニット１１００から出力された光を、ミラー１１１７を介してポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光する。
【００９２】
ポリゴンミラー１１１４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向反射面が形成されている。 そして、不図示の回転機構により、矢印Ｙに示す方向に一定の角速度で回転されている。
【００９３】
従って、光源ユニット１１００から出射され、シリンドリカルレンズ１１１３によってポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー１１１４の回転により一定の角速度で偏向される。
【００９４】
ｆθレンズ１１１５は、ポリゴンミラー１１１４からの光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１１１４により一定の角速度で偏向される光の像面を、主走査方向に関して等速移動させる。 トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５からの光をミラー１１１８を介して、感光体ドラム１０３０の表面に結像する。
【００９５】
トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５を介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ１１１６を介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１１１４の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００９６】
ポリゴンミラー１１１４と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施の形態では、走査光学系は、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６とから構成されている。なお、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６の間の光路上、及びトロイダルレンズ１１１６と感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されてもよい。
【００９７】
本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００では、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、照射される光量が安定しており、精密で高精細な印刷することができる。
【００９８】
図２１に示されるように、面発光レーザ素子がＶＣＳＥＬアレイＬＡの場合では、各ＶＣＳＥＬの中心から副走査方向に対応する方向に垂線を下ろした時の副走査方向に対応する方向における各面発光レーザ素子の位置関係が等間隔（間隔ｄ２とする）となるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。例えば、副走査方向に対応した方向に関する面発光レーザ素子のピッチｄ１が２６．５μｍであれば、前記間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム１０３０上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向のＶＣＳＥＬの数を増加したり、前記ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。
【００９９】
尚、本実施の形態における説明では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１００】
例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であってもよい。
【０１０１】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１０２】
〔第６の実施の形態〕
次に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００である。
【０１０３】
図２２に基づき、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００について説明する。本実施の形態におけるカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
【０１０４】
各感光体ドラムは、図２２において示される矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順にそれぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
【０１０５】
光走査装置２０１０は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットを、各々の色毎に有しており、第５の実施の形態において説明した光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、第５の実施の形態におけるレーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
よって、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００では、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを有しているため、安定的に高品質の画像を形成することができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１０８】
１００ 面発光レーザモジュール
１０１ ベース部
１０２ キャップ部
１０３ 窓ガラス
１０４ 第１の支持部
１０５ 第２の支持部
１０６ ミラー機構部
１０７ａ 固定ミラー
１０７ｂ 可動ミラー
１１０ 面発光レーザ素子
１２０ 受光素子
１３１ ミラー制御回路
１５０ 光源装置
１５１ 駆動回路
１５２ 制御回路
１０００ レーザプリンタ（画像形成装置）
１０１０ 光走査装置
２０００ カラープリンタ（画像形成装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開２００４−２８７０８５号公報
【特許文献２】特開平８−３３０６６１号公報
【特許文献３】特開２００４−８７８１６号公報
【特許文献４】特開２００７−３２８３３４号公報
【特許文献５】特開平６−３０９６８５号公報
【特許文献６】特開平１０−３０３５１３号公報
【特許文献７】特開２００６−２６１４９４号公報
【特許文献８】特開２００７−３３５５４０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザの制御方法、光走査装置の制御方法及び画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）素子は、構造上、低閾値、低消費電力、ウエハ状態における検査が容易であり、２次元アレイ化しやすい等の特徴を有している。これらの特徴から、レーザプリンタ等の画像形成装置や光ディスク等の光記録装置、更には、光通信、画像読取装置、画像表示装置等の光源等において従来の端面発光型レーザに代わるものとされている。
【０００３】
しかしながら、ＶＣＳＥＬは、端面発光型レーザのように光が出射される面とは反対側の面から光が出射されないため、光が出射される面とは反対側の面から光をモニタし、ＶＣＳＥＬの出力を制御することができない。
【０００４】
このため、画像形成装置のように、光源の出力を安定化させる必要がある場合には、光が出射される面より出射された光を用いて、光量をモニタしＶＣＳＥＬの出力を制御する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１には、２次元ＶＣＳＥＬアレイの光量検出方法として、ハーフミラーにより出射された光の一部を分離する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、出射されたレーザ光が通過する光学系内にビームスプリッタを挿入して、出射光の一部を分岐させてモニタ光として検出する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光とした後に、開口部を有する反射鏡により周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通過した中心光を画像記録に使用し、反射鏡に反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタに使用する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、出射されたレーザ光をコリメートレンズにより平行光とする手前に、開口部を有する反射鏡を配置して周辺光束と中心光とに空間分割し、反射鏡の開口部を通解した中心光をコリメートレンズにより平行光とした後に画像記録に使用し、反射鏡により反射された周辺光をフォトダイオードで受光して光量のモニタを行なう方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献５及び６には、面発光レーザを覆うパッケージの窓に光検出器等を配置して出射されたレーザ光の周辺光を受光し光量モニタする方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献７には、光出力の制御を行なうときに、光の出射方向を変えるものとして、光源装置に液体マイクロレンズにより光の出射方向を変える機能をもたせ、通常は出射光をカップリングレンズに入射させるが、光出力の制御を行なう場合には出射光を外部のミラーで折り返して外部の光検出器に入射させて光量検出を行なう方法が開示されている。
【００１１】
しかしながら、これらの方法は、いずれも半導体レーザから出射された光のすべて、または周辺光を利用して光量をモニタするものである。一方、画像形成装置等に用いられる光走査装置では半導体レーザから出射された光をコリメートレンズにより平行光とし、アパーチャにより平行光の中心の狭い領域の光のみを通過させて用いる。半導体レーザから出射される光の発散角は、出射光量等によって変化するため、出射光量全体に対するアパーチャを通過する光の光量も変化する。発散角の変化と出射光量の変化は線型ではないため、検出されたモニタ光量に基づきアパーチャを通過する光の光量を制御することは、制御誤差が大きくなる可能性があり、適切な光量制御を行なうことができない。
【００１２】
特許文献８は、このような制御誤差に対応する方法が開示されている。即ち、光ビーム出力装置に流れる電流の値を複数回にわたり変化させ、各電流の値ごとに、光ビーム出力装置から出力される光ビームのスポットの周辺部における光量を表わす周辺光量を取得し、各電流の値について周辺光量とスポットの中心部における光量を表わす中心光量との対応関係が概ね線型となるように周辺光量を補正して、補正された周辺光量に応じて光ビーム出力装置から出力される光ビームの光量を制御するものである。このようにして、制御誤差を低減させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献８に記載されている方法では、光量のモニタを行なう周辺光量の補正回路が大規模なものとなり、面発光レーザモジュールや面発光レーザを有する光源装置が高コストなものとなるといった問題を有していた。
【００１４】
よって、本発明は、上記に鑑みなされたものであり、低コストで、正確な光量制御を行なうことのできる面発光レーザの制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、前記面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子と、前記面発光レーザから出射されたレーザ光を反射するミラーと、前記面発光レーザ素子、前記受光素子及び前記ミラーが設置されるベース部と、前記面発光レーザの光を透過する窓ガラスを有する前記ベース部と接合されるキャップ部と、前記ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部と、を有し、前記ミラーは、前記ミラー機構部により、前記面発光レーザから出射されたレーザ光が前記窓ガラスより出射される第１の位置と、前記受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、前記面発光レーザから出射したレーザ光が、前記第２の位置となる前記ミラーにより反射され前記受光素子に入射した際の出力信号に基づき、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低コストで、正確な光量制御を行なうことのできる面発光レーザの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図
【図２】第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの上面図
【図３】第１の実施の形態における面発光レーザの制御方法の説明図
【図４】面発光レーザから出射されたレーザ光のビームプロファイルの模式図
【図５】面発光レーザの出射光量とアパーチャ通過光量との相関図
【図６】面発光レーザの出射光量と受光素子により検出される出力電流との相関図
【図７】受光素子により検出される出力電流とアパーチャ通過光量との相関図
【図８】受光素子により検出される出力電流とアパーチャ通過光量の誤差との相関図
【図９】第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図
【図１０】第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの上面図
【図１１】第２の実施の形態におけるミラーアレイの説明図
【図１２】第２の実施の形態における他のミラーアレイの説明図
【図１３】第２の実施の形態における面発光レーザの制御方法の説明図
【図１４】第３の実施の形態における面発光レーザ素子の説明図
【図１５】第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（１）
【図１６】第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（２）
【図１７】第４の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（１）
【図１８】第４の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図（２）
【図１９】第５の実施の形態におけるレーザプリンタの構成図
【図２０】第５の実施の形態における光走査装置の構成図
【図２１】光走査装置の説明図
【図２２】第６の実施の形態におけるカラープリンタの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
（面発光レーザモジュール）
第１の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。図１及び図２に示されるように、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００は、ベース部１０１、キャップ部１０２からなるパッケージ内に面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０が設置されている。キャップ部１０２には、窓ガラス１０３が設けられており、ベース部１０１には、面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０を設置し支持するための第１の支持部１０４と、固定ミラー１０７ａ、可動ミラー１０７ｂ及びミラー機構部１０６を設置し支持するための第２の支持部１０５が設けられている。本実施の形態における面発光レーザモジュール１００では、ベース部１０１、キャップ部１０２及び窓ガラス１０３は、気密封止されている。尚、図１は本実施の形態における面発光レーザモジュール１００の内部の側面図であり、図２は上面図である。
【００２０】
ミラー機構部１０６には、固定ミラー１０７ａと可動ミラー１０７ｂが設置されており、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光が、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂに照射される位置に設置されている。具体的には、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸における光が、可動ミラー１０７ｂに照射される位置に設置されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、固定ミラー１０７ａの表面と可動ミラー１０７ｂの表面とが略平行となっている場合には、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光は、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂにおいて反射され、レーザ光１１０ａとして窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、固定ミラー１０７ａの表面と可動ミラー１０７ｂの表面とが略平行となっている場合には、ミラーが一枚である場合と同様であり、面発光レーザ素子１１０より出射された光は、所定の放射角を維持した状態で、レーザ光１１０ａとして窓ガラス１０３より出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー１０７ｂの位置を第１の位置と記載する場合がある。
【００２２】
本実施の形態における面発光レーザモジュール１００では、第１の支持部１０４は、ベース部１０１の表面に対し、表面が略垂直となるように形成されており、面発光レーザ素子１１０及び受光素子１２０は、第１の支持部１０４の表面に設置されている。窓ガラス１０３は、ベース部１０１の表面と略平行となるように設置されているため、第１の支持部１０４の表面と窓ガラス１０３とは略垂直となる。よって、面発光レーザ素子１１０の表面と窓ガラス１０３とは略垂直、即ち、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸中心と窓ガラス１０３とは略平行となる。固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂは、図１（ａ）に示す固定ミラー１０７ａが可動ミラー１０７ｂと略平行な状態において、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸の光が略垂直に偏向するように、第２の支持部１０５に設置され支持されている。即ち、図１（ａ）に示す状態で、固定ミラー１０７ａ及び可動ミラー１０７ｂの表面が、ベース部１０１の表面に対し約４５°の角度となるよう固定ミラー１０７ａ、可動ミラー１０７ｂ及びミラー機構部１０６が第２の支持部１０５に設置され支持されている。
【００２３】
また、図１（ｂ）に示すように、可動ミラー１０７ｂはミラー機構部１０６により可動させることができ、面発光レーザ素子１１０から可動ミラー１０７ｂに照射されたレーザ光を可動ミラー１０７ｂにより反射させ受光素子１２０に入射させることができる。即ち、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の中心部の光であるレーザ光の光軸及び光軸近傍の光は、可動ミラー１０７ｂにおいて反射され、レーザ光１１０ｂとして受光素子１２０に入射する。この際、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光のうち、固定ミラー１０７ａにより反射された光は、窓ガラス１０３を介し出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー１０７ｂの位置を第２の位置と記載する場合がある。
【００２４】
本実施の形態では、固定ミラー１０７ａと可動ミラー１０７ｂとを有している場合について説明しているが、固定ミラー１０７ａを設けることなく可動ミラー１０７ｂのみを設けた構造のものであってもよい。
【００２５】
また、可動ミラー１０７ｂを可動するミラー機構部１０６は、静電力、電磁力、圧電、熱歪み等による力を用いたアクチュエータにより形成されており、更には、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によりアクチュエータと可動ミラー１０７ｂとを一体に形成してもよい。
【００２６】
（光量の制御方法）
次に、図３に基づき本実施の形態における面発光レーザモジュール１００の光量制御方法について説明する。図３は、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００を制御する制御回路を含む光源装置１５０を示すものである。この光源装置１５０には、本実施の形態における面発光レーザモジュール１００、駆動回路１５１、制御回路１５２、不図示の電源回路及び外部とのインターフェース回路等を有している。面発光レーザモジュール１００内には、面発光レーザ素子１１０、受光素子１２０であるフォトダイオード（Photodiode）の他、ミラー制御回路１３１が設けられている。面発光レーザ素子１１０のカソード電極及び受光素子１２０のアノード電極は、接地電位であるＧＮＤに接続されており、面発光レーザ素子１１０のアノード電極は、駆動回路１５１に接続されており、受光素子１２０のカソード電極は、制御回路１５２に接続されている。また、駆動回路１５１及びミラー制御回路１３１は、制御回路１５２と接続されており、制御回路１５２は、外部からの画像形成信号等の入力信号に基づき、これらを制御する。
【００２７】
駆動回路１５１は、制御回路１５２からのタイミング信号に基づいた時間に、光量設定信号に基づいた電流を面発光レーザ素子１１０に出力し、面発光レーザ素子１１０は、駆動回路１５１から出力される信号に基づいて点灯する。
【００２８】
このように、制御回路１５２により、面発光レーザ素子１１０の点灯する時間と点灯した際の光量が制御される。例えば、後述する画像形成装置に用いる場合には、制御回路１５２は、主走査１ラインの時間を一定の比率で画像形成装置における感光体ドラム上に画像形成する時間とそれ以外の調整等の時間に分割し、各々の動作を一定時間の周期で繰り返す。調整等の時間は、更に各種の調整のための時間に分割され、この中には光量設定する時間も含まれている。
【００２９】
画像形成する時間においては、制御回路１５２は、外部からの画像形成信号に基づいて、面発光レーザ素子１１０を点滅させるタイミング信号を駆動回路１５１に出力する。この状態においては、可動ミラー１０７ｂの表面は固定ミラー１０７ａの表面と略平行であり、面発光レーザ素子１１０から出射されたレーザ光は、可動ミラー１０７ｂ及び固定ミラー１０７ａにおいて反射され、窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、図１（ａ）に示す状態となる。この際、面発光レーザ素子１１０の光量設定信号は一定に保たれている。
【００３０】
光量設定する時間においては、制御回路１５２は、面発光レーザ素子１１０を連続して点灯させるタイミング信号を駆動回路１５１に出力する。この状態においては、可動ミラー１０７ｂが可動し、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の中心部の光が、可動ミラー１０７ｂにおいて反射されて受光素子１２０に入射する。即ち、図１（ｂ）に示す状態となる。受光素子１２０は、受光素子１２０に入射したレーザ光により出力電流を出力し、出力された出力電流は、制御回路１５２において検出される。制御回路１５２には、予め算出された面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した後のレーザ光の光量と受光素子１２０の出力電流との相関関係が記憶されている。制御回路１５２では、検出された受光素子１２０の出力電流と、制御回路１５２に記憶されている光量と出力電流との相関関係に基づき、面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した光量が所望の値となるように、駆動回路１５１を制御する。尚、本願においては、アパーチャとは、後述するように光走査装置等において、面発光レーザモジュール１００より出射されたレーザ光が、中心部の所定の範囲の光となるよう制限するものである。即ち、アパーチャは面発光レーザモジュール１００より出射されたレーザ光の中心部の所定の範囲の光のみを通過させるものである。
【００３１】
これにより、面発光レーザモジュール１００から出射されアパーチャを通過した後の光量を一定にすることができる。本実施の形態においては、光量変動の少ないレーザ光の中心部の光をモニタ光として用いることができるため、面発光レーザ素子１１０の光量の制御を正確に行なうことができる。また、画像形成時において面発光レーザ素子１１０から出射された光を分岐等することなく、そのまま用いることができ、出射されたレーザ光の光量がモニタ光等により減ることはない。
【００３２】
（面発光レーザの光量と受光素子の出力電流との相関関係）
本実施の形態において、制御回路１５２に記憶されている面発光レーザモジュール１００より出射されアパーチャを通過した後の各々の面発光レーザからの光量と、受光素子１２０の出力電流との相関関係については、以下の方法により得ることができる。
【００３３】
最初に、面発光レーザ素子１１０における使用範囲内の最小出射光量ＰＶ１における受光素子１２０の出力電流ＩＭ１と、最大出射光量ＰＶ２における受光素子１２０の出力電流ＩＭ２を測定する。
【００３４】
次に、面発光レーザ素子１１０が最小出射光量ＰＶ１の場合において、不図示のアパーチャを通過した後のアパーチャ通過光量ＰＡ１と、面発光レーザ素子１１０が最大出射光量ＰＶ２の場合において、不図示のアパーチャを通過した後のアパーチャ通過光量ＰＡ２を測定する。
【００３５】
出力電流ＩＭ１及びＩＭ２、アパーチャ通過光量ＰＡ１及びＰＡ２より、任意の値のアパーチャ通過光量ＰＡと、この出射光量における受光素子１２０の出力電流ＩＭとの相関関係は、数１に示す式で表わされる。
【００３６】
【数１】
数１に示す式に基づき、出力電流ＩＭを求める式に書き換えると、数２に示す式となる。
【００３７】
【数２】
このようにして、アパーチャ通過光量ＰＡと出力電流ＩＭとの相関関係を得ることができる。尚、後述するように、面発光レーザ素子が複数の面発光レーザを有している面発光レーザアレイである場合には、各々の面発光レーザごとに、この相関関係を算出しておく。
【００３８】
ところで、面発光レーザ素子１１０においては、最小出射光量ＰＶ１におけるビームプロファイルと最大出射光量ＰＶ２におけるビームプロファイルとは異なる。具体的には、図４に示すように、最小出射光量ＰＶ１におけるビームプロファイルに対し、最大出射光量ＰＶ２におけるビームプロファイルは裾野が広がり発散角が広がっている。このため、出射光量全体に占めるアパーチャを通過するレーザ光の光量の割合も変化するが、面発光レーザ素子１１０における発散角と出射光量の変化は、図５に示すように線型ではない。尚、図４に示す各々のビームプロファイルは、各々の中心のピークの光量で規格化されている。
【００３９】
これに対し、本実施の形態では、面発光レーザ素子１１０における面発光レーザから出射されるレーザ光のうち、アパーチャを通過する領域を含んだ一部を受光素子１２０に入射させ、受光素子１２０の出力電流により、アパーチャを通過するレーザ光の光量を制御するため、アパーチャ通過光量の計算値と測定値の誤差を非常に小さくすることができる。一方、従来のように、面発光レーザから出射されるレーザ光のすべて、または周辺光のみを受光素子に入射させ、受光素子の出力電流によりアパーチャを通過するレーザ光の光量を制御する場合には、発散角の変化と出射光量の変化が線型でないことの影響をそのまま受けるため、アパーチャ通過光量の計算値と測定値に大きな誤差が生じる。
【００４０】
一例として、本実施の形態における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係と、面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係とを図６に示す。ここで、面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量がＰＶ１となる受光素子の出力電流をＩＭ１ｒとし、出射光量がＰＶ２となる受光素子の出力電流をＩＭ２ｒとする。図６において、実線６ａで示される本実施の形態における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係、及び破線６ｂで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における面発光レーザの出射光量と出力電流との関係は、ともに線型であり、面発光レーザの出射光量が同じ場合においては、受光素子の出力電流は破線で示されるＩＭ１ｒ及びＩＭ２ｒの方が大きい。
【００４１】
次に、図７に示すように、受光素子の出力電流とアパーチャ通過光量との関係を比較する。破線７ｒａで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における受光素子とアパーチャ通過光量との関係は、数２に示す式により算出された破線７ｒｂとの差が大きく誤差が大きいのに対し、実線７ａで示される本実施の形態における受光素子とアパーチャ通過光量との関係は、数２に示す式により算出された破線７ｂとの差は小さく誤差は小さい。即ち、図８に示すように、破線８ｒａで示される面発光レーザから出射されるレーザ光の全てを受光素子に入射させた場合における誤差に対し、実線８ａで示される本実施の形態におけるものの誤差の方が小さくなる。よって、本実施の形態においては、アパーチャを通過した光の光量の誤差を大幅に低減することができる。
【００４２】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、面発光レーザ素子が、複数の面発光レーザを有しており、１次元面発光レーザアレイ、または、２次元面発光レーザアレイが形成されているものである。
【００４３】
（面発光レーザモジュール）
図９及び図１０に示されるように、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００は、ベース部１０１、キャップ部１０２からなるパッケージ内に面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０が設置されている。キャップ部１０２には、窓ガラス１０３が設けられており、ベース部１０１には、面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０を設置し支持するための第１の支持部１０４とミラーアレイ２０７及びミラー機構部２０６を設置し支持するための第２の支持部１０５が設けられている。本実施の形態における面発光レーザモジュール２００では、ベース部１０１、キャップ部１０２及び窓ガラス１０３は、気密封止されている。尚、図９は本実施の形態における面発光レーザモジュール２００の内部の側面図であり、図１０は上面図である。
【００４４】
面発光レーザ素子２１０には、複数の面発光レーザが１次元に配列されており、１次元面発光レーザアレイを形成している。図１０に示す場合では、８個の面発光レーザが１次元に配列されている面発光レーザアレイの場合を示す。ミラーアレイ２０７は、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉ及び、ミラー２０７ｂ及び２０７ｉの外側に各々ミラー２０７ａ及び２０７ｊが設けられている。即ち、図１０に示す場合には、ミラーアレイ２０７は、１０枚のミラー２０７ａ〜２０７ｊにより形成されており、ミラー２０７ａ及び２０７ｊは固定ミラーであり、ミラー２０７ｂ〜２０７ｉは可動ミラーである。
【００４５】
ミラー機構部２０６は、ミラーアレイ２０７における１０枚のミラーのうち可動ミラーである８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉを各々独立に可動させることができる。尚、ミラーアレイ２０７は、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光２１１ａ〜２１１ｈが、各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉに照射されるように設置されている。
【００４６】
図９（ａ）に示す場合では、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光２１１ａ〜２１１ｈは、ミラーアレイ２０７における対応する各々にミラー２０７ｂ〜２０７ｉにおいて反射され、レーザ光２１２ａとして窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、この場合には、ミラーが一枚である場合と同様であり、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射された光は、所定の放射角を維持した状態で、レーザ光２１２ａとして窓ガラス１０３より出射される。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉの位置を第１の位置と記載する場合がある。
【００４７】
本実施の形態における面発光レーザモジュール２００では、面発光レーザ素子２１０及び受光素子１２０は、第１の支持部１０４の表面に設置されており、面発光レーザ素子２１０の表面と窓ガラス１０３とは略垂直、即ち、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光の光軸中心と窓ガラス１０３とは略平行となる。ミラーアレイ２０７は、図９（ａ）に示す状態において、面発光レーザ素子１１０より出射されたレーザ光の光軸における光が略垂直に偏向する位置に設置されている。即ち、ミラーアレイ２０７の表面が、ベース部１０１の表面に対し約４５°の角度となるようミラーアレイ２０７及びミラー機構部２０６が第２の支持部１０５により支持されている。
【００４８】
また、図９（ｂ）に示すように、ミラーアレイ２０７における８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉはミラー機構部２０６により可動させることができ、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光を各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉにより反射させ受光素子１２０に入射させることができる。これにより、面発光レーザ素子１１０における各々の面発光レーザより出射されたレーザ光の中心部の光、即ち、レーザ光の光軸及び光軸近傍の光は、各々の面発光レーザに対応するミラー２０７ｂ〜２０７ｉにおいて反射され、レーザ光２１２ｂとして受光素子１２０に入射する。尚、本実施の形態では、この状態における可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉの位置を第２の位置と記載する場合がある。
【００４９】
より詳細に、ミラーアレイ２０７について図１１に基づき説明する。図１１（ａ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｂを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ａより出射されたレーザ光２１１ａは、ミラー２０７ｂにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５０】
また、図１１（ｂ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｃを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｂより出射されたレーザ光２１１ｂは、ミラー２０７ｃにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５１】
また、図１１（ｃ）に示すように、ミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｉを図９（ｂ）に示す状態に可動させた場合では、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｈより出射されたレーザ光２１１ｈは、ミラー２０７ｉにおいて反射され受光素子１２０に入射する。
【００５２】
他のミラーについても同様である。このようにして、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザに対応するミラーアレイ２０７におけるミラー２０７ｂ〜２０７ｉを可動させることにより、各々の面は光レーザより出射されたレーザ光の中心部の光を受光素子１２０に入射させることができる。
【００５３】
また、図１２に示すように、可動ミラーである８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉにより、ミラーアレイ２１７を形成することも可能である。この場合には、ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｂを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ａより出射されたレーザ光２１１ａは、ミラー２０７ａにおいて反射され受光素子１２０に入射する。また、ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｃを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｂより出射されたレーザ光２１１ｂは、ミラー２０７ｂにおいて反射され受光素子１２０に入射する。ミラーアレイ２１７におけるミラー２０７ｉを可動させることにより、面発光レーザ素子２１０における面発光レーザ２１０ｈより出射されたレーザ光２１１ｈは、ミラー２０７ｉにおいて反射され受光素子１２０に入射する。尚、図１２に示すように、ミラーアレイ２１７は、８枚のミラー２０７ｂ〜２０７ｉの周囲を囲むように、固定ミラーを設けたものであってもよい。
【００５４】
また、ミラー２０７ｂ〜２０７ｉを可動するミラー機構部２０６は、静電力、電磁力、圧電、熱歪み等による力を用いたアクチュエータにより形成されており、更には、ＭＥＭＳによりアクチュエータと可動ミラー２０７ｂ〜２０７ｉとを一体に形成してもよい。
【００５５】
（光量の制御方法）
次に、図１３に基づき本実施の形態における面発光レーザモジュール２００の光量制御方法について説明する。図１３は、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００を制御する制御回路を含む光源装置２５０を示すものである。この光源装置２５０には、本実施の形態における面発光レーザモジュール２００、駆動回路２５１、制御回路２５２、不図示の電源回路及び外部とのインターフェース回路等を有している。面発光レーザモジュール２００内には、面発光レーザ素子２１０、受光素子１２０であるフォトダイオードの他、ミラー制御回路２３１が設けられている。図１３に示す場合では、面発光レーザ素子２１０には、一例として、４つの面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄが設けられており、この場合について説明する。面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのカソード電極及び受光素子１２０のアノード電極は、接地電位であるＧＮＤに接続されており、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのアノード電極は、駆動回路２５１に接続されており、受光素子１２０のカソード電極は、制御回路２５２に接続されている。また、駆動回路２５１及びミラー制御回路２３１は、制御回路２５２と接続されており、制御回路２５２は、外部からの画像形成信号等の入力信号に基づき、これらを制御する。
【００５６】
駆動回路２５１は、制御回路２５２からのタイミング信号に基づいた時間に光量設定信号に基づいた電流を面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄに出力し、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄは、駆動回路２５１から出力される信号に基づいて各々点灯する。
【００５７】
このように、制御回路２５２により、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの点灯する時間と点灯した際の光量が制御される。例えば、後述する画像形成装置に用いる場合には、制御回路２５２は、主走査１ラインの時間を一定の比率で画像形成装置における感光体ドラム上に画像形成する時間と、それ以外の調整等の時間に分割し、各々の動作を一定時間の周期で繰り返す。調整等の時間は、更に各種の調整のための時間に分割され、この中には光量設定する時間も含まれている。
【００５８】
画像形成する時間において、制御回路２５２は外部からの画像形成信号に基づいて、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄを点滅させるタイミング信号を駆動回路２５１に出力する。この状態においては、ミラーアレイ２０７における各々のミラーにより、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄから出射されたレーザ光は反射され、窓ガラス１０３を介し出射される。即ち、図９（ａ）に示す状態となる。この際、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの光量設定信号は一定に保たれている。
【００５９】
また、光量設定する時間において、制御回路２５２は面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄを連続して点灯させるタイミング信号を駆動回路２５１に出力する。この状態においては、光量設定がおこなわれる面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄのいずれかに対応するミラーアレイ２０７におけるミラーが可動する。即ち、図９（ｂ）に示す状態となる。この際、ミラーアレイ２０７において、光量設定が行なわれる面発光レーザに対応するミラー以外のミラーは可動していないため、光量設定が行なわれる面発光レーザ以外のレーザ光の中心部の光がミラーアレイ２０７におけるミラーにより反射されて受光素子１２０に入射することはない。
【００６０】
このようにして、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄより出射されたレーザ光の中心部の光が、ミラーアレイ２０７において対応するミラーにより反射されて受光素子１２０に入射する。受光素子１２０は、受光素子１２０に入射したレーザ光により出力電流を出力し、出力された出力電流は、制御回路２５２において検出される。制御回路２５２では、予め面発光レーザモジュール２００より出射されアパーチャを通過した後の各々の面発光レーザからの光量と受光素子１２０の出力電流との相関関係が算出されて記憶されている。制御回路２５２では、検出された受光素子１２０の出力電流と、制御回路２５２に記憶されている光量と出力電流との相関関係に基づき、面発光レーザモジュール２００より出射されアパーチャを通過した光量が所望の値となるように、駆動回路２５１を制御する。
【００６１】
これにより、面発光レーザモジュール２００から出射されアパーチャを通過した後の光量を一定にすることができる。本実施の形態においては、光量変動の少ないレーザ光の中心部の光をモニタ光として用いることができるため、面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄの光量の制御を正確に行なうことができる。また、画像形成時において面発光レーザ素子２１０における各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄから出射された光は分岐等されることなく、そのまま用いることができ、出射されたレーザ光の光量がモニタ光等により減ることはない。
【００６２】
また、画像形成の時間と光量設定する時間のタイミングについては、例えば、主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ａの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｂの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｃの光量設定→主走査１ラインの画像形成→面発光レーザ２１０ｄの光量設定の順に、繰り返し行なうことにより、各々の面発光レーザ２１０ａ〜２１０ｄにおいて、同じ時間間隔で光量設定を行なうことができる。
【００６３】
本実施の形態では、複数の面発光レザーを有する面発光レーザ素子２１０において、１つの受光素子により光量設定を行なうことができる。
【００６４】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、面発光レーザ素子３１０は、第１の支持部１０４に設置され支持されており、ミラーアレイ３０７が第２の支持部１０５に設置され支持されている。ミラーアレイ３０７は、第２の実施の形態におけるミラーアレイ２０７と同様の構造であって、ミラーの枚数の異なるものである。面発光レーザ素子３１０には、図１４に示すように、面発光レーザが２次元的に配列されており、２次元の面発光レーザアレイが形成されている。具体的には、面発光レーザ３１０は、面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ｈｈを有しており、矢印Ａに示す方向が上になるように、即ち、面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ｈａが上側になるように設置されている。
【００６６】
面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ａｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｂａ〜３１０ｂｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｃａ〜３１０ｃｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｄａ〜３１０ｄｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｅａ〜３１０ｅｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｆａ〜３１０ｆｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｇａ〜３１０ｇｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されており、面発光レーザ３１０ｈａ〜３１０ｈｈは、矢印Ａに示す方向に略平行に配置されている。
【００６７】
本実施の形態では、例えば、図１５に示すように、面発光レーザ素子３１０の面発光レーザ３１０ａａ〜３１０ａｈにおいて、各々の面発光レーザからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離が異なっている。即ち、面発光レーザ３１０ａｈからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離は短く、面発光レーザ３１０ａａからミラーアレイ３０７におけるミラーまでの距離は長いため、ミラーにおけるレーザ光の光スポットの幅Ｖａｈは短く、ミラーにおける光スポットの幅Ｖａａは長くなる。よって、Ｖａａ＞Ｖａｈとなる。
【００６８】
図１６は、面発光レーザ素子３１０とミラーアレイ３０７とを上面より見た図である。面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａｈよりミラーアレイ３０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａｈの径は、面発光レーザ３１０ａｈとミラーアレイ３０７の距離が短いため小さく、幅Ｖａｈと直交する光スポット３１２ａｈの幅Ｈａｈは短い。一方、面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａａよりミラーアレイ３０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａａの径は、面発光レーザ３１０ａａとミラーアレイ３０７の距離が長いため大きく、幅Ｖａａと直交する光スポット３１２ａａの幅Ｈａａは長い。即ち、Ｈａａ＞Ｈａｈとなる。
【００６９】
このため、本実施の形態では、ミラーアレイ３０７における光スポットの形状に応じて可動させるミラーを変える。例えば、図１６に示されるように、ミラーアレイ３０７がミラー３０７ａ〜３０７ｌにより形成されている場合について説明する。この場合、面発光レーザ３１０ａｈより出射されたレーザ光に対しては、ミラー３０７ｃのみを可動し、ミラー３０７ｃにより反射されたレーザ光を受光素子１２０に入射させる。また、面発光レーザ３１０ａａより出射されたレーザ光に対しては、ミラー３０７ｂ〜３０７ｄを可動し、ミラー３０７ｂ〜３０７ｄにより反射されたレーザ光を受光素子１２０に入射させる。他の面発光レーザにつても同様の動作をさせる。
【００７０】
尚、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。
【００７１】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１７及び図１８に示すように、ミラーが２次元状に配置されたミラーアレイ４０７を用いたものである。
【００７２】
面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａｈよりミラーアレイ４０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａｈは、面発光レーザ３１０ａｈとミラーアレイ４０７の距離が短いため小さく、光スポット３１２ａｈにおける相互に直交する幅Ｖａｈ及び幅Ｈａｈは短い。一方、面発光レーザ素子３１０における面発光レーザ３１０ａａよりミラーアレイ４０７に照射されたレーザ光の光スポット３１２ａａは、面発光レーザ３１０ａａとミラーアレイ４０７の距離が長いため大きく、光スポット３１２ａａにおける相互に直交する幅Ｖａａ及び幅Ｈａａは長い。即ち、Ｖａａ＞Ｖａｈ、Ｈａａ＞Ｈａｈとなる。
【００７３】
このため、図１８に示すように、面発光レーザ３１０ａｈより出射されたレーザ光に対しては、光スポット３１２ａｈの範囲の略中心にあるミラー４０７ａｈを可動し、面発光レーザ３１０ａａより出射されたレーザ光に対しては、光スポット３１２ａａの範囲の略中心にある５枚のミラー４０７ａａ１〜４０７ａａ５を可動する。即ち、ミラーアレイ４０７に照射された面発光レーザの光スポットの範囲内に存在しているミラーのみを可動し、可動したミラーにより反射された光を受光素子１２０に入射させる。
【００７４】
尚、上記以外の内容については、第３の実施の形態と同様である。
【００７５】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールまたは光源装置を用いた画像形成装置であるレーザプリンタ１０００である。
【００７６】
図１９に基づき、本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００について説明する。本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０等を備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。
【００７７】
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００７８】
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、矢印Ｘで示す方向に回転するようになっている。
【００７９】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。
【００８０】
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００８１】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００８２】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、このトナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００８３】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００８４】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、この給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。このレジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、この記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００８５】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００８６】
定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００８７】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００８８】
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。
【００８９】
次に、図２０に基づき光走査装置１０１０について説明する。光走査装置１０１０は、光源ユニット１１００、カップリングレンズ１１１１、アパーチャ１１１２、シリンドリカルレンズ１１１３、ポリゴンミラー１１１４、ｆθレンズ１１１５、トロイダルレンズ１１１６、２つのミラー（１１１７、１１１８）、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。尚、光源ユニット１１００は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを含むものである。
【００９０】
カップリングレンズ１１１１は、光源ユニット１１００から出射された光ビームを平行光に整形する。アパーチャ１１１２は、カップリングレンズ１１１１を介した光ビームのビーム径を規定するもので、光源ユニット１１００から出射されたレーザ光に対して狭い範囲の中心光のみを通過させる。アパーチャ１１１２を通過した光ビームは、更にシリンドリカルレンズ１１１３に入射する。
【００９１】
シリンドリカルレンズ１１１３は、光源ユニット１１００から出力された光を、ミラー１１１７を介してポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光する。
【００９２】
ポリゴンミラー１１１４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向反射面が形成されている。 そして、不図示の回転機構により、矢印Ｙに示す方向に一定の角速度で回転されている。
【００９３】
従って、光源ユニット１１００から出射され、シリンドリカルレンズ１１１３によってポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー１１１４の回転により一定の角速度で偏向される。
【００９４】
ｆθレンズ１１１５は、ポリゴンミラー１１１４からの光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１１１４により一定の角速度で偏向される光の像面を、主走査方向に関して等速移動させる。 トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５からの光をミラー１１１８を介して、感光体ドラム１０３０の表面に結像する。
【００９５】
トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５を介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ１１１６を介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１１１４の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００９６】
ポリゴンミラー１１１４と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施の形態では、走査光学系は、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６とから構成されている。なお、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６の間の光路上、及びトロイダルレンズ１１１６と感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されてもよい。
【００９７】
本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００では、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、照射される光量が安定しており、精密で高精細な印刷することができる。
【００９８】
図２１に示されるように、面発光レーザ素子がＶＣＳＥＬアレイＬＡの場合では、各ＶＣＳＥＬの中心から副走査方向に対応する方向に垂線を下ろした時の副走査方向に対応する方向における各面発光レーザ素子の位置関係が等間隔（間隔ｄ２とする）となるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。例えば、副走査方向に対応した方向に関する面発光レーザ素子のピッチｄ１が２６．５μｍであれば、前記間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム１０３０上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向のＶＣＳＥＬの数を増加したり、前記ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。
【００９９】
尚、本実施の形態における説明では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１００】
例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であってもよい。
【０１０１】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１０２】
〔第６の実施の形態〕
次に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００である。
【０１０３】
図２２に基づき、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００について説明する。本実施の形態におけるカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
【０１０４】
各感光体ドラムは、図２２において示される矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順にそれぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
【０１０５】
光走査装置２０１０は、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットを、各々の色毎に有しており、第５の実施の形態において説明した光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、第５の実施の形態におけるレーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
よって、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００では、第１から第４のいずれかの実施の形態における面発光レーザモジュールを有しているため、安定的に高品質の画像を形成することができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１０８】
１００ 面発光レーザモジュール
１０１ ベース部
１０２ キャップ部
１０３ 窓ガラス
１０４ 第１の支持部
１０５ 第２の支持部
１０６ ミラー機構部
１０７ａ 固定ミラー
１０７ｂ 可動ミラー
１１０ 面発光レーザ素子
１２０ 受光素子
１３１ ミラー制御回路
１５０ 光源装置
１５１ 駆動回路
１５２ 制御回路
１０００ レーザプリンタ（画像形成装置）
１０１０ 光走査装置
２０００ カラープリンタ（画像形成装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開２００４−２８７０８５号公報
【特許文献２】特開平８−３３０６６１号公報
【特許文献３】特開２００４−８７８１６号公報
【特許文献４】特開２００７−３２８３３４号公報
【特許文献５】特開平６−３０９６８５号公報
【特許文献６】特開平１０−３０３５１３号公報
【特許文献７】特開２００６−２６１４９４号公報
【特許文献８】特開２００７−３３５５４０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、
前記面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子と、
前記面発光レーザから出射されたレーザ光を反射するミラーと、
前記面発光レーザ素子、前記受光素子及び前記ミラーが設置されるベース部と、
前記面発光レーザの光を透過する窓ガラスを有する前記ベース部と接合されるキャップ部と、
前記ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部と、
を有し、前記ミラーは、前記ミラー機構部により、前記面発光レーザから出射されたレーザ光が前記窓ガラスより出射される第１の位置と、前記受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、
前記面発光レーザから出射したレーザ光が、前記第２の位置となる前記ミラーにより反射され前記受光素子に入射した際の出力信号に基づき、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする面発光レーザの制御方法。
【請求項２】
前記面発光レーザモジュールより出射されたレーザ光は、アパーチャにより前記レーザ光の中心部の所定の範囲に制限されるものであって、
前記受光素子の出力信号に基づき、前記アパーチャ通過後の光量が所定の値となるよう、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項３】
前記面発光レーザ素子は複数の面発光レーザを有しており、
前記ミラーは複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項４】
前記面発光レーザ素子は１次元の面発光レーザアレイであって、
前記ミラーは前記複数の面発光レーザに対応して複数設けられており、
前記複数のミラーにより１次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項５】
前記面発光レーザ素子は２次元の面発光レーザアレイであって、
前記複数のミラーにより１次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項６】
前記面発光レーザ素子は２次元の面発光レーザアレイであって、
前記ミラーは前記複数の面発光レーザに対応して複数設けられており、
前記複数のミラーにより２次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項７】
前記２次元のミラーアレイに照射された前記面発光レーザの光スポット内におけるミラーを前記第２の位置に可動し、
前記第２の位置となったミラーにより反射されたレーザ光を前記受光素子に入射することを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項８】
面発光レーザモジュールを有する光源と、
前記光源からの光を偏向する光偏向部と、
前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、
を有する光によって被走査面を走査する光走査装置の制御方法において、
前記光源は、請求項１から７のいずれかに記載の面発光レーザの制御方法により制御されるものであることを特徴とする光走査装置の制御方法。
【請求項９】
像担持体と、
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する光走査装置と、
を有する画像形成装置の制御方法において、
前記光走査装置は、請求項８に記載の光走査装置の制御方法により制御されるものであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１】
面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、
前記面発光レーザから出射されたレーザ光を検出する受光素子と、
前記面発光レーザから出射されたレーザ光を反射するミラーと、
前記面発光レーザ素子、前記受光素子及び前記ミラーが設置されるベース部と、
前記面発光レーザの光を透過する窓ガラスを有する前記ベース部と接合されるキャップ部と、
前記ミラーの傾斜角度を変化させるミラー機構部と、
を有し、前記ミラーは、前記ミラー機構部により、前記面発光レーザから出射されたレーザ光が前記窓ガラスより出射される第１の位置と、前記受光素子に入射する第２の位置と、に可動する面発光レーザモジュールにおける面発光レーザの制御方法において、
前記面発光レーザから出射したレーザ光が、前記第２の位置となる前記ミラーにより反射され前記受光素子に入射した際の出力信号に基づき、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする面発光レーザの制御方法。
【請求項２】
前記面発光レーザモジュールより出射されたレーザ光は、アパーチャにより前記レーザ光の中心部の所定の範囲に制限されるものであって、
前記受光素子の出力信号に基づき、前記アパーチャ通過後の光量が所定の値となるよう、前記面発光レーザにおける出射光量が制御されることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項３】
前記面発光レーザ素子は複数の面発光レーザを有しており、
前記ミラーは複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項４】
前記面発光レーザ素子は１次元の面発光レーザアレイであって、
前記ミラーは前記複数の面発光レーザに対応して複数設けられており、
前記複数のミラーにより１次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項５】
前記面発光レーザ素子は２次元の面発光レーザアレイであって、
前記複数のミラーにより１次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項６】
前記面発光レーザ素子は２次元の面発光レーザアレイであって、
前記ミラーは前記複数の面発光レーザに対応して複数設けられており、
前記複数のミラーにより２次元のミラーアレイが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項７】
前記２次元のミラーアレイに照射された前記面発光レーザの光スポット内におけるミラーを前記第２の位置に可動し、
前記第２の位置となったミラーにより反射されたレーザ光を前記受光素子に入射することを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザの制御方法。
【請求項８】
面発光レーザモジュールを有する光源と、
前記光源からの光を偏向する光偏向部と、
前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、
を有する光によって被走査面を走査する光走査装置の制御方法において、
前記光源は、請求項１から７のいずれかに記載の面発光レーザの制御方法により制御されるものであることを特徴とする光走査装置の制御方法。
【請求項９】
像担持体と、
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する光走査装置と、
を有する画像形成装置の制御方法において、
前記光走査装置は、請求項８に記載の光走査装置の制御方法により制御されるものであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−５８５６４（Ｐ２０１３−５８５６４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５３９３（Ｐ２０１１−１９５３９３）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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