JP2002067376A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は画像形成装置に関し、半導体レーザ
の応答性のバラツキや環境温度の変動に対しても、適切
にバイアス電流を制御し、パルス幅変調信号における低
濃度の応答性を均一にして、パルス幅変調の光応答性
が、常に一定になるように制御することができる画像形
成装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 レーザ光源に予めバイアス電流を供給
し、レーザ光源から出射したレーザ光に、光変調を施し
て記録媒体上に導光し、画像を形成する画像形成装置に
おいて、レーザ光源を変調信号により制御した状態で発
光量を検出する検出手段５７と、該検出手段５７による
検出結果に応じて前記バイアス電流をＤ／Ａ変換回路５
５の分解能で制御するバイアス電流制御手段とを具備し
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、更に詳しくは半導体レーザのレーザ光を変調して感
光体上を走査露光し、画像を形成する画像形成装置のレ
ーザ光の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機やプリンタ等のディジ
タル画像形成装置では、通常レーザビームで感光体上を
走査露光し、画像形成を行なっている。図６はレーザ光
学系の一例を示す図である。半導体レーザからなるレー
ザ素子１から出射したレーザビームは、コリメートレン
ズ２でコリメートされ、その後スリットやシリンドリカ
ルレンズ（円筒レンズ）３を経て、回転多面鏡４で偏向
され、ｆθレンズ５と補正用シリンドリカルレンズ（円
筒レンズ）６によってレーザビームを感光体（図示せ
ず）に結像し、前記回転多面鏡４によって主走査露光
し、感光体の回転によって副走査を行なって画像を形成
している。

【０００３】このようなレーザ光を用いた画像形成装置
におけるレーザ素子１の光出力はレーザ素子１に流れる
電流や周囲温度等の変動により影響される。そこで、レ
ーザ素子１の光出力を検出して得られる電圧を基準電圧
と比較し、光出力を一定にする自動光出力制御、即ちＡ
ＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：オート
パワーコントロール）制御が行われてきたが、記録速度
の向上と共にレーザ波高制御系の応答速度を上げる必要
が生じ、予めレーザ素子１にバイアス電流を供給する方
法が使用されている。

【０００４】図７はレーザ素子１の発光特性を示す図で
あり、図８はレーザ素子１の発光遅れ時間を示す図であ
る。図７に示すように縦軸にレーザ素子１の光出力Ｐ
を、横軸に駆動電流Ｉをとると、レーザ素子１は該素子
に流れる電流が閾値電流Ｉ_thを越えると急激にレーザ発
光するが、閾値電流Ｉ_th以下ではレーザ発光はせずにＬ
ＥＤ動作となる。また、図８において、パルス幅Ｗの入
力パルスＰ1に対して光出力の応答性波形Ｐｏはレーザ
の発光遅れ時間ｔｄのためにＷｏの期間のみ発光する。

【０００５】そこで、この閾値電流Ｉ_th以下で且つ、な
るべくこの閾値電流Ｉ_thに近いバイアス電流を予め供給
しておくと、レーザ素子１の発光の応答特性がよくなる
ことが知られている。特に、パルス幅変調方式のレーザ
露光では応答速度が重要であると共に、バイアス電流値
によって低濃度部の適切な露光量を制御することができ
る。

【０００６】半導体レーザのバイアス制御においては、
バイアス電流を一定間隔で上昇させ、レーザのフォトダ
イオード（ＰＤ）や光学系に配置した光出力検出手段を
使用して検出していたが、ＬＥＤ領域の微少出力を検出
するために回路系が複雑になり且つ高精度のものが必要
であった。また、感光体電位やトナー付着量による検出
法においても変調信号は２値制御の回数計数による駆動
電流の制御のみであった。

【０００７】また、半導体レーザを使用した書き込みユ
ニットにおいての、像高を振った時の感光体上の光量は
一定にならず、画像濃度ムラに対してさまざまの補正法
が提案されている。特開昭６４−２８８６７号では、ｆ
θレンズを用いない光学系において予め設定した光出力
の最大値・最小値として記憶させ、その範囲内でレーザ
ダイオード（ＬＤ）駆動電流を制御している。

【０００８】また、特開平９−１９７３１６号では、予
め設定された複数の補正位置に対する補正係数を記憶
し、走査位置に対する補正係数を求め、駆動電流を補正
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来、半導体レーザの
高応答性実現や環境による特性変動に対し、バイアス電
流を制御しながら発光光量を一定に保つ方法があり、バ
イアス電流の制御法としては、定電流のステップ制御で
あった。

【００１０】半導体レーザのパルス幅変調時の光出力応
答性は、個々のレーザの発振時間遅れにより、平均光出
力にばらつきが発生し、バイアス定電流をステップ制御
する方法では、パルス幅変調時の光出力を正確に制御す
ることができずにいた。また、近年、半導体レーザ光出
力用自動光量制御駆動は、１つのＩＣで応答特性も優れ
たものが安価で市販されている。

【００１１】出願人は、このＩＣを用いて半導体レーザ
の応答性のばらつきや環境温度の変動に対しても、適切
にバイアス電流を制御し、パルス幅変調信号の低濃度部
の応答性を均一にしてパルス幅変調の光応答性が常に一
定となるように制御する画像形成装置を提案した（特願
平１０−３６７１７４号）。

【００１２】図９は該先行技術の実施の形態例を示すブ
ロック図である。図において、５１は全体の動作を制御
するＣＰＵ、１８は感光体の電位検出器、５２はＣＰＵ
５１で駆動される駆動ＩＣ、５０は駆動ＩＣ５２で駆動
されるレーザユニットであり、レーザダイオードＬＤと
フォトダイオードＰＤから構成されている。５３はＣＰ
Ｕ５１で制御される８チャネルのアナログスイッチ、Ｒ
ＢはＲ１〜Ｒ８で構成される抵抗である。

【００１３】この発明では、バイアス電流制御法とし
て、半導体レーザ駆動ＩＣ５２のバイアス電流設定用外
付け抵抗ＲＢの抵抗値を可変にできるように、アナログ
マルチプレクサ等のアナログスイッチ５３で切り替える
ようにしている。バイアス電流設定は、ＩＣ５２の基準
電圧ＶB（Ｖｒｅｆ）と外付け抵抗（バイアス電流設定
用抵抗）ＲＳにより電流値ＩBが以下の式で定まる。

【００１４】ＩB＝１０×ＶB／ＲＳ （１） （１）式より、ＩＣ５２は１０倍のゲインを持っている
ことが分かる。実施例では、８チャネルのアナログスイ
ッチ５３を使用して８種類の抵抗で、ＣＰＵ５１の切り
替え制御によりバイアス電流を２ｍＡステップで切り替
えた。

【００１５】しかしながら、この方法では、抵抗値の選
択数に限度があり、広い範囲で小さいステップでバイア
ス電流を制御することができなかった。バイアス電流値
の制御のために最大光出力の３０％以下のパルス幅変調
信号を入力した状態で、記録媒体上の電位又はトナー付
着量を検出し、パルス幅変調時の応答性の精度が常に一
定になるように制御するものであるが、特に必要なバイ
アス電流がしきい値電流以上の場合、レーザダイオード
ＬＤ発光領域での微分効率は大きく（傾きが急）、わず
かなバイアス電流の変化で大きく出力光量が変化してし
まい、２ｍＡステップでは微少な制御ができないという
問題があった。

【００１６】また、前記した特開昭６４−２８８６７
号、特開平９−１９７３１６号記載の発明では、回路系
が複雑になり、且つ高精度のものが必要であり、実現に
はＡＳＩＣ等の専用ＩＣを製作しなければならずコスト
がかかるという問題があった。特願平６−３０７８４６
号では、減光する補正用フィルタを挿入する方法が提案
されているが、減光されて感光体に入射する光量が小さ
くなるので、効率が悪い。特開平６−９８１０４に補正
の記述があるが、具体的回路の記載がなく、実現はでき
ない。

【００１７】また、画像中央部と画像端部で濃度ムラに
対し、従来例の補正法では、前記問題点がある。また、
半導体レーザの高応答性実現や環境による特性変動に対
し、バイアス電流を制御しながら発光光量を一定に保つ
方法がある。特開平８−１３９８６９号では、バイアス
電流を一定間隔で上昇させ、レーザのフォトダイオード
（ＰＤ）から光出力を検出し、最適バイアス電流を制御
している。これら従来のバイアス制御法は、全て走査領
域全体での制御で、１走査内の制御ではない。

【００１８】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、第１に半導体レーザの応答性のバラツキ
や環境温度の変動に対しても、適切にバイアス電流を制
御し、パルス幅変調信号における低濃度の応答性を均一
にして、パルス幅変調の光応答性が、常に一定になるよ
うに制御することができる画像形成装置を提供すること
を目的とし、第２に１走査線内でのバイアス電流を制御
して感光体上の光量を一定にすることができ、濃度ムラ
のない良好な画像を形成することができる画像形成装置
を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１記載の発
明は、レーザ光源に予めバイアス電流を供給し、レーザ
光源から出射したレーザ光に、光変調を施して記録媒体
上に導光し、画像を形成する画像形成装置において、レ
ーザ光源を変調信号により制御した状態で発光量を検出
する検出手段と、該検出手段による検出結果に応じて前
記バイアス電流をＤ／Ａ変換回路の分解能で制御するバ
イアス電流制御手段とを具備することを特徴とする。

【００２０】このように構成すれば、バイアス電流を高
分解能で制御することができ、パルス幅変調信号におけ
る低濃度の応答性を均一にして、パルス幅変調の光応答
性が、常に一定になるように制御することができる。

【００２１】（２）請求項２記載の発明は、バイアス電
流制御時の光変調信号は、１画素に対する光変調最大値
の３０％以下とすることを特徴とする。このように構成
すれば、パルス幅変調のデューティ比を３０％以下に設
定することにより、多階調画像における最小濃度を得る
ことができる。

【００２２】（３）請求項３記載の発明は、バイアス電
流制御手段として、Ｄ／Ａ変換回路とＶ／Ｉ変換回路を
用いてレーザ駆動回路のバイアス電流を制御することを
特徴とする。

【００２３】このように構成すれば、Ｄ／Ａ変換回路の
出力をＶ／Ｉ変換回路により電流に変換してレーザ駆動
回路のバイアス電流を所定の範囲で高分解能で可変する
ことができる。

【００２４】（４）請求項４記載の発明は、前記検出手
段として、記録媒体上の電位を検出することを特徴とす
る。このように構成すれば、前記検出手段として記録媒
体上の電位を検出することにより、該電位が所定の値に
なるようにバイアス電流を設定することができる。

【００２５】（５）請求項５記載の発明は、前記検出手
段として、一様帯電され、かつ現像された部分のトナー
付着量を検出することを特徴とする。このように構成す
れば、前記検出手段としてトナー付着量を検出すること
により、該トナー付着量が所定の値になるようにバイア
ス電流を設定することができる。

【００２６】（６）請求項６記載の発明は、レーザ光源
に予めバイアス電流を供給し、レーザ光源から出射した
レーザ光に、光変調を施して記録媒体上に導光し、画像
を形成する画像形成装置において、予め検出された１つ
の走査線光量が、走査方向にわたって略一定となるよう
にバイアス電流を制御する制御手段を具備することを特
徴とする。

【００２７】このように構成すれば、１走査線内でのバ
イアス電流を制御して感光体上の光量を一定にすること
ができ、濃度ムラのない良好な画像を形成することがで
きる。

【００２８】（７）請求項７記載の発明は、バイアス電
流制御時の変調信号は、パルス幅変調信号とし、トラン
ジスタのスイッチング動作で制御を行なうことを特徴と
する。

【００２９】このように構成すれば、パルス幅変調信号
でトランジスタをスイッチングすることにより、バイア
ス電流の制御を行なうことができる。 （８）請求項８記載の発明は、１つの走査線光量特性
は、画像形成装置組み立て時の光量測定データを用いる
ことを特徴とする。

【００３０】このように構成すれば、画像形成組み立て
時の光量測定データを用いて、１走査線にわたる光量が
略一定になるように制御することができる。 （９）請求項９記載の発明は、形成された画像をスキャ
ナで読み込み、出力特性から走査線光量特性データを作
成することを特徴とする。

【００３１】このように構成すれば、形成された画像を
スキャナで読み込んで、走査線光量特性データを作成す
ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実
施の形態例を示すブロック図である。図９と同一のもの
は、同一の符号を付して示す。図において、５０はレー
ザダイオードＬＤとフォトダイオードＰＤより構成され
る半導体レーザ、５１は装置全体の動作を制御するＣＰ
Ｕ、５５はＣＰＵ５１から出力されるディジタル信号を
受けてディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換回路である。該Ｄ／Ａ変換回路５５のビット数とし
ては、例えば８ビットが用いられる。

【００３３】５７は半導体レーザ５０の光出力（光量）
を検出する光出力検出手段で、例えば感光体（図示せ
ず）の電位の検出、又は感光体のトナー付着量の検出が
行われる。５２はレーザダイオード（ＬＤ）駆動ＩＣ
で、このＬＤ駆動ＩＣ５２で半導体レーザ５０が駆動さ
れる。このＬＤ駆動ＩＣ５２は、フォトダイオードＰＤ
の出力を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、レーザ素子ＬＤの
駆動電流を制御するＡＰＣ制御を行なう。ＣＰＵ５１か
らＬＤ駆動ＩＣ５２には、３ビットの画像信号用ＰＷＭ
変調信号が与えられる。

【００３４】５６はＤ／Ａ変換回路５５の出力を受けて
電圧信号を電流信号に変換するＶ／Ｉ変換回路で、オペ
アンプＵ１、Ｕ２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４で構成されてい
る。ＲGは電流ＩGを作り出すための抵抗である。該電流
ＩGは、ＬＤ駆動ＩＣ５２のバイアス電流設定用抵抗Ｒ
Ｓに流れるようになっている。このように構成された装
置の動作を説明すれば、以下の通りである。

【００３５】この回路の基本的な動作は、光出力検出手
段５７で検出したレーザダイオードＬＤの光量が所定の
値をとるようにレーザダイオードＬＤに流れるバイアス
電流を制御するものである。ＣＰＵ５１は、光出力検出
手段５７の出力を受けて、該光出力検出手段５７の出力
が所定の値をとるようにＤ／Ａ変換回路５５に制御デー
タを与える。Ｖ／Ｉ変換回路５６は、Ｄ／Ａ変換回路５
５の出力であるアナログ電圧信号を電流信号ＩGに変換
する。この結果、レーザダイオードＬＤに流れる電流
は、バイアス電流設定用抵抗ＲＳに流れる電流が一定と
なるように変化する。例えば、電流信号ＩGが０の時の
バイアス電流設定用抵抗ＲＳに流れる電流が２０ｍＡの
場合に、ＩG＋ＬＤに流れる電流＝２０ｍＡとなるよう
にＬＤに流れる電流が変化する。

【００３６】例えばＩG＝１０ｍＡの場合にはＬＤに流
れる電流は２０−１０＝１０ｍＡとなり、ＩG＝５ｍＡ
の場合にはＬＤに流れる電流は２０−５＝１５ｍＡとな
る。このようにして、レーザダイオードＬＤのバイアス
電流の制御を行なうことができることになる。

【００３７】このように、本発明の実施の形態例によれ
ば、バイアス電流を高分解能で制御することができ、パ
ルス幅変調信号における低濃度の応答性を均一にして、
パルス幅変調の光応答性が常に一定になるように制御す
ることができる。

【００３８】本発明の目的は、前記バイアス電流制御に
関し、より高い分解能の制御を実現するためのものであ
る。制御は基本的にＣＰＵ５１により行われるが、レー
ザ素子ＬＤと検出用フォトダイオードＰＤは同一のパッ
ケージに半導体レーザユニット５０として装着されてい
て、フォトダイオードＰＤで検出された光出力の信号を
ＬＤ駆動ＩＣ５２によって基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば
１．４Ｖ）と比較し、レーザ素子ＬＤの駆動電流を制御
するＡＰＣ制御を行なう。

【００３９】Ｄ／Ａ変換回路５５から電圧Ｖｉを出力す
ると、Ｖ／Ｉ変換回路５６の抵抗Ｒ１〜Ｒ４が同一値を
とれば、オペアンプＵ１の出力ＶｏはＤ／Ａ変換回路５
５の出力Ｖｉに等しくなる。そこで、電流ＩG発生用の
抵抗ＲGをオペアンプＵ１の出力とバイアス電流設定用
抵抗ＲＳ間に接続すれば、 ＩG＝（Ｖｏ−Ｖｒｅｆ）／ＲG となる。

【００４０】ここで、バイアス電流設定用抵抗ＲＳに基
準電圧Ｖｒｅｆを印加した時の駆動電流をＩBとする。
ＬＤ駆動ＩＣ５２のバイアス電流設定用抵抗ＲＳに外部
より電流ＩGを流すと、基準電圧Ｖｒｅｆ（ＶB）は変化
しないため、ＬＤ駆動ＩＣ５２のバイアス電流はＩB−
ＩGの値となる。バイアス電流の最大値はＩGが流れない
時のＲＳを流れる電流ＩBの値に設定する。そして、バ
イアス電流の最小値は、Ｄ／Ａ変換回路５５がフル出力
での電圧を続くＶ／Ｉ変換回路５６でＶ／Ｉ変換した回
路の抵抗ＲGでの電流値ＩGが流れた時のバイアス電流と
なるように設定する。

【００４１】このようにすれば、例えば８ビットのＤ／
Ａ変換回路５５の使用時は、２５６ステップで最大／最
小間の電流値を制御できるようになる。具体的には、Ｌ
Ｄ駆動ＩＣ５２の基準電圧ＶBを１．４Ｖ、抵抗ＲＳの
値を７００Ω、２０ｍＡを最大バイアス電流値、最小バ
イアス電流値を６ｍＡにする場合には、Ｄ／Ａ変換回路
５５のフル出力が２．５Ｖ、Ｖ／Ｉ変換回路５６の抵抗
ＲGを７８Ωとする。

【００４２】Ｄ／Ａ変換回路５５の出力が１．４Ｖの時
には、抵抗ＲGの両端にかかる電圧は（１．４−１．
４）Ｖ＝０Ｖで、電流ＩGは流れない。この結果、レー
ザダイオードＬＤに流れるバイアス電流は（１）式より １０×（ＶB／ＲＳ）＝１０×（１．４／７００）＝２
０（ｍＡ） となる。一方、Ｄ／Ａ変換回路５５の出力がフル出力
（２．５Ｖ）の場合、抵抗ＲGに流れる電流は、（２．
５−１．４）／７８＝１４（ｍＡ）となり、レーザダイ
オードＬＤに流れるバイアス電流は２０−１４＝６（ｍ
Ａ）となる。この時、レーザダイオードＬＤに流れるバ
イアス電流は６ｍＡから１４ｍＡ／２５６の分解能（１
ビット当たり０．０５ｍＡ）で２０ｍＡまで増加させる
ことができ、バイアス電流の高分解能な制御が可能とな
る。

【００４３】ここで、バイアス電流制御時の光変調信号
は、１画素に対する光変調最大値の３０％以下とする。
これにより、多階調画像における最小濃度を得ることが
できる。

【００４４】また、本実施の形態例によれば、バイアス
電流制御手段として、Ｄ／Ａ変換回路５５とＶ／Ｉ変換
回路５６を用いてＬＤ駆動ＩＣ５２のバイアス電流を制
御している。これにより、Ｄ／Ａ変換回路５５の出力を
Ｖ／Ｉ変換回路５６により電流に変換してＬＤ駆動ＩＣ
５２のバイアス電流を所定の範囲で高分解能で可変する
ことができる。

【００４５】また、本実施の形態例によれば、光出力検
出手段５７として、記録媒体上の電位を利用することが
できる。これにより、該電位が所定の値になるようにバ
イアス電流を設定することができる。

【００４６】また、本実施の形態例によれば、光出力検
出手段５７として、一様帯電され、且つ現像された部分
のトナー付着量を利用することができる。これにより、
該トナー付着量が所定の値になるようにバイアス電流を
設定することができる。

【００４７】図２は本発明の第２の実施の形態例を示す
ブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を
付して示す。図において、５１は全体の動作を制御する
ＣＰＵ、５８は該ＣＰＵ５１から出力される８〜１１ビ
ットの制御データを受けてＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ
ＩＣである。

【００４８】抵抗Ｒ１０とＲ１１の接続点はＰＷＭＩＣ
３８の出力に接続され、抵抗Ｒ１１の他端はトランジス
タＱ１のベースに接続されている。Ｒ１２は該トランジ
スタＱ１のコレクタ負荷である。該トランジスタＱ１の
エミッタはバイアス電流設定用抵抗ＲＳに接続されてお
り、電流ＩGを出力してバイアス電流設定用抵抗ＲＳに
与える。抵抗ＲＳに流れる電流は（１）式で表される。
５２はＬＤ駆動ＩＣであり、ＣＰＵ５１から画像信号に
応じた変調信号を受ける。ＬＤ駆動ＩＣ５２は、半導体
レーザ１０を駆動する。そして、Ｖｒｅｆ（ＶB）は該
ＬＤ駆動ＩＣ５２に与えられる基準電圧である。このよ
うに構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りで
ある。

【００４９】この回路において、バイアス電流設定用抵
抗ＲＳに外部より電流ＩGを流すと、基準電圧ＶBは変化
しないため、ＬＤ駆動ＩＣ５２でのバイアス電流は（Ｉ
B−ＩG）の電流になる。ＩG設定用の制限抵抗Ｒ１０、
Ｒ１１にＮＰＮトランジスタＱ１でＲＳ端子に電流を流
す構成にすると、トランジスタＱ１がオフ時は正規のバ
イアス電流ＩB、トランジスタＱ１がオン時は（ＩB−Ｉ
G）の電流値と２水準のバイアス電流設定が可能にな
る。

【００５０】書き込みユニットにおいて、像高を振った
時の感光体上の光量特性を、予め組立て時に測定し、最
大光量の走査位置ではバイアス電流（ＩB−ＩG）、最小
光量値での走査位置ではＩBのバイアス電流が流れるよ
うに設定し、このバイアス電流の差で光量差を補正し、
最大・最小間は画像クロック周期のパルス幅変調で、バ
イアス電流を制御することで、記録媒体上の１つの走査
線光量が、走査方向に一定になるように制御する。

【００５１】図３は各部の動作波形を示す図である。
（ａ）は画像信号、（ｂ）はバイアスＰＷＭ信号、
（ｃ）は（ａ）の拡大図、（ｄ）は（ｂ）の拡大図であ
る。（ａ）において、１走査ライン毎に出力される位置
検出信号が出力され、１走査ライン分の画像データが
（例えばＡ、Ｂ、Ｃ）出力される。これら画像データ
Ａ、Ｂ、Ｃに対応して（ｂ）に示すバイアスＰＷＭ信号
は、（ｄ）に示すようなバイアスＰＷＭ信号となる。そ
して、このＰＷＭ信号は、画像データＡの領域ではオ
フ、画像データＢの領域ではＰＷＭ信号、画像データＣ
の領域ではオンとなる。

【００５２】このように、１走査ライン毎にバイアス電
流を変化させてやることにより、感光体上の光量を一定
にすることができ、濃度ムラのない良好な画像を形成す
ることができる。

【００５３】前述したバイアスＰＷＭ信号がスイッチン
グトランジスタＱ１のベースに印加されると、該トラン
ジスタＱ１は入力パルスに応じてオンオフ動作を行な
う。即ち、ベース入力が“Ｈ”の時にはトランジスタＱ
１はオンになり、ベース入力が“Ｌ”の時にはトランジ
スタＱ１はオフになる。

【００５４】ＰＷＭＩＣ３８から、図３の（ｄ）に示す
ような信号がスイッチングトランジスタＱ１に印加され
ると、トランジスタＱ１は完全オフの状態と、オンオフ
を繰り返す状態と、完全オンの状態をとりうる。完全オ
フの場合には、ＩGが流れないので、レーザバイアス電
流はＩBに等しくなり、完全オンの場合には、最大のＩG
が流れてレーザのバイアス電流は最小となり、オンオフ
を繰り返す状態では、そのデューティに応じたバイアス
電流（ＩB−ＩG）が流れる。

【００５５】このように構成すれば、パルス幅変調信号
でトランジスタをスイッチングすることにより、バイア
ス電流の制御を行なうことができる。図４は感光体上パ
ワー特性を示す図である。縦軸は感光体上パワー、横軸
は画像走査幅である。図に示すように、像高を振った時
の感光体上の光量特性を示している。この図は、像高を
振った時の感光体上の光量特性を予め組み立て時に測定
しておくものである。１走査ラインについて、両端の光
量が少なく（Ｐｍｉｎ）、中央部の光量が最大値（Ｐｍ
ａｘ）をとる。ここで、図中に示すＡ、Ｂ、Ｃが図３に
示すＡ、Ｂ、Ｃに対応している。

【００５６】Ａ領域は、光量が少ないので、最大バイア
ス電流を与えるべくトランジスタＱ１をオフにし、Ｂ領
域は中間値をとるので、ＰＷＭパルスでトランジスタＱ
１を駆動し、Ｃ領域は最大値をとるので、バイアス電流
を最小値にすべくトランジスタＱ１をオンにする。この
ようなバイアス電流制御を行なうことにより、ｆ１に示
す光量特性が、ｆ２に示す光量特性のようにフラットな
ものとなり、１走査ラインにわたる光量が略一定になる
ように制御することができる。

【００５７】図５はＬＤバイアス電流の特性例を示す図
である。位置検出信号は、１走査ライン毎に出力され、
１走査ライン中のバイアス電流は、図に示すように、最
大光量近辺が小さく、両端にいくに従って大きくなるよ
うな特性をもっている。

【００５８】上述の実施の形態例では、１つの走査線光
量特性は、画像形成装置組み立て時の光量測定データを
用いる場合について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、形成された画像をスキャナで読み込み、出
力特性から走査線光量特性データを作成するようにして
もよい。

【００５９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果が得られる。

【００６０】（１）請求項１記載の発明によれば、バイ
アス電流を高分解能で制御することができ、パルス幅変
調信号における低濃度の応答性を均一にして、パルス幅
変調の光応答性が、常に一定になるように制御すること
ができる。

【００６１】（２）請求項２記載の発明によれば、パル
ス幅変調のデューティ比を３０％以下に設定することに
より、多階調画像における最小濃度を得ることができ
る。 （３）請求項３記載の発明によれば、Ｄ／Ａ変換回路の
出力をＶ／Ｉ変換回路により電流に変換してレーザ駆動
回路のバイアス電流を所定の範囲で高分解能で可変する
ことができる。

【００６２】（４）請求項４記載の発明によれば、前記
検出手段として記録媒体上の電位を検出することによ
り、該電位が所定の値になるようにバイアス電流を設定
することができる。

【００６３】（５）請求項５記載の発明によれば、前記
検出手段としてトナー付着量を検出することにより、該
トナー付着量が所定の値になるようにバイアス電流を設
定することができる。

【００６４】（６）請求項６記載の発明によれば、１走
査線内でのバイアス電流を制御して感光体上の光量を一
定にすることができ、濃度ムラのない良好な画像を形成
することができる。

【００６５】（７）請求項７記載の発明によれば、パル
ス幅変調信号でトランジスタをスイッチングすることに
より、バイアス電流の制御を行なうことができる。
（８）請求項８記載の発明によれば、画像形成組み立て
時の光量測定データを用いて、１走査線にわたる光量が
略一定になるように制御することができる。

【００６６】（９）請求項９記載の発明によれば、形成
された画像をスキャナで読み込んで、走査線光量特性デ
ータを作成することができる。このように本発明によれ
ば、第１に半導体レーザの応答性のバラツキや環境温度
の変動に対しても、適切にバイアス電流を制御し、パル
ス幅変調信号における低濃度の応答性を均一にして、パ
ルス幅変調の光応答性が、常に一定になるように制御す
ることができる画像形成装置を提供することができ、第
２に１走査線内でのバイアス電流を制御して感光体上の
光量を一定にすることができ、濃度ムラのない良好な画
像を形成することができる画像形成装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図
である。

【図３】各部の動作波形を示す図である。

【図４】感光体上パワー特性を示す図である。

【図５】ＬＤバイアス電流の特性例を示す図である。

【図６】レーザ光学系の一例を示す図である。

【図７】レーザ素子の発光特性を示す図である。

【図８】レーザ素子の発光遅れ特性を示す図である。

【図９】先行技術の実施の形態例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

５１ ＣＰＵ ５２ ＬＤ駆動ＩＣ ５５ Ｄ／Ａ変換回路 ５６ Ｖ／Ｉ変換回路 ５７ 光出力検出手段 Ｒ１〜Ｒ４，ＲG，ＲＳ 抵抗 Ｕ１，Ｕ２ オペアンプ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA53 AA55 AA57 AA61 AA63 AA66 2H027 DA02 DA10 DE02 DE05 DE07 EA02 EC06 EC11 EC15 2H076 AB05 AB22 DA04 DA07 DA17 DA32 5C074 BB03 CC26 DD07 DD08 EE02 EE08 EE11

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源に予めバイアス電流を供給
   し、レーザ光源から出射したレーザ光に、光変調を施し
   て記録媒体上に導光し、画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 レーザ光源を変調信号により制御した状態で発光量を検
   出する検出手段と、 該検出手段による検出結果に応じて前記バイアス電流を
   Ｄ／Ａ変換回路の分解能で制御するバイアス電流制御手
   段とを具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 バイアス電流制御時の光変調信号は、１
   画素に対する光変調最大値の３０％以下とすることを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 バイアス電流制御手段として、Ｄ／Ａ変
   換回路とＶ／Ｉ変換回路を用いてレーザ駆動回路のバイ
   アス電流を制御することを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段として、記録媒体上の電位
   を検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 前記検出手段として、一様帯電され、か
   つ現像された部分のトナー付着量を検出することを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 レーザ光源に予めバイアス電流を供給
   し、レーザ光源から出射したレーザ光に、光変調を施し
   て記録媒体上に導光し、画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 予め検出された１つの走査線光量が、走査方向にわたっ
   て略一定となるようにバイアス電流を制御する制御手段
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 バイアス電流制御時の変調信号は、パル
   ス幅変調信号とし、トランジスタのスイッチング動作で
   制御を行なうことを特徴とする請求項６記載の画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 １つの走査線光量特性は、画像形成装置
   組み立て時の光量測定データを用いることを特徴とする
   請求項６記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 形成された画像をスキャナで読み込み、
   出力特性から走査線光量特性データを作成することを特
   徴とする請求項６記載の画像形成装置。