JP2003266763A - 点灯制御方法、駆動回路、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチビームレーザアレイを使用する画像形
成装置において、熱クロストークの影響による出力画像
の濃度変動を目立たなくすると共に、ダイナミックレン
ジを広くする。 【解決手段】 マルチビームレーザアレイの各発光点毎
に、レーザの光出力波形にオーバーシュートを発生させ
る、つまり、ＬＤ点灯開始時の立ち上がりの光強度を定
常点灯時よりも強くするための波形整形回路を設ける。
各波形整形回路におけるオーバーシュート量を、熱クロ
ストークによる光量低下分を考慮して、熱クロストーク
による光量低下量が大きい内側の発光点の方が（（Ａ）
参照）、熱クロストークによる光量低下量が小さい外側
の発光点（（Ｂ）参照）よりもオーバシュート量が大き
くなるように、各々対応する発光点の位置に応じて設定
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、点灯制御方法、駆
動回路、及び画像形成装置に係わり、特に、レーザビー
ムを出力する複数の発光点が設けられた単一のレーザ光
源を備え、且つ前記複数の発光点から出力されたレーザ
ビーム各々により感光体を走査露光して感光体上に静電
潜像を形成する画像形成装置における前記レーザ光源の
点灯制御方法、この点灯制御方法を適用可能な駆動回
路、及びこの点灯制御方法を適用可能な画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタや複写機等
の画像形成装置では、例えば図１８に示すように、図中
矢印Ａ方向に回転すると共に帯電器１００によって一様
帯電された感光体１０１上を、図示しないレーザ光源や
ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０２等を含んで構成さ
れた光走査装置（レーザ露光装置）１０４によって、レ
ーザビーム１０６を所望の出力画像信号に応じて点滅さ
せて露光することによりデジタル画像の静電潜像を感光
体１０１上に形成し、これを現像器１０８により現像す
ることで顕像化し、得られたトナー像を図中矢印Ｂ方向
へ搬送される記録媒体１１０上に転写器１１２により転
写し、定着器１１４により定着させるという、所謂電子
写真方式によってデジタル画像を形成するのが一般的で
ある。なお、感光体１０１上に残ったトナーは、クリー
ニング装置１１６によりクリーニングされる。

【０００３】静電潜像を感光体１０１上に形成させるた
めの光走査装置１０４に用いられるレーザ光源として
は、一般に半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）が
用いられる。半導体レーザからは、形成すべき画像に応
じて変調されたレーザビーム１０６が出力される。ま
た、このようなレーザビームによる感光体１０１への画
像の書き出しタイミングを得るために、ポリゴンミラー
１０２で偏向されたレーザビーム１０６の走査光路上の
画像書き出し側に図示しない受光素子（フォトダイオー
ド）が設けられている。この受光素子上を通過したレー
ザビーム（ＳＯＳ信号：Start Of Scan）を検出するこ
とで水平同期を取り、これにより画像の書き出しタイミ
ングを決定している。さらに、レーザビーム１０６はポ
リゴンミラー１０２によって偏向されると共に、図示し
ない光学系によりビーム径や感光体１０１上における走
査速度等が補正されて感光体１０１上に結像される。

【０００４】カラー画像を形成するカラーレーザビーム
プリンタ等のカラー画像形成装置としては、図１９に示
すように、帯電器１００、感光体１０１、光走査装置１
０４、現像器１０８、転写器１１２、及びクリーニング
装置１１６で構成される画像形成部を、Ｙ（イエロ
ー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）
の４色分設け、これら画像形成部を搬送ベルト１１８の
移動方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って配置したもの（所
謂タンデム型）が知られている。このようなカラー画像
形成装置では、各色毎に、感光体１０１への帯電、露
光、現像が施され、各感光体１０１に形成された各トナ
ー像を記録媒体１１０へ順次各転写器１１２により転写
し、その後定着器１１４で定着することによりカラー画
像を形成している。

【０００５】このようなタンデム型のカラー画像形成装
置では、光走査装置が４個必要となるため装置が大型化
したり、各色用のレーザビームによる感光体への書き込
み位置を正確に合せるための技術が必要であった。

【０００６】画像形成装置の大型化を防ぐため、例えば
特開平１０−２０６０８号公報には、図２０、２１、２
２に示すような画像形成装置１２０、１２２、１２４が
提案されている。

【０００７】図２０に示す画像形成装置１２０は、Ｙ、
Ｍ、Ｃ、Ｋの画像データに基づいて変調された４本のレ
ーザビームを出射する光走査装置１１と、光走査装置１
１から出射された４本のレーザビームに対応して設けら
れ、該レーザビームによる露光により表面に静電潜像を
それぞれ形成する感光体ドラム３２と、により構成され
ている。

【０００８】光走査装置１１は、近接した４本のレーザ
ビーム１３を出射するマルチビームレーザアレイ（Ｑｕ
ａｄレーザ）１２と、マルチビームレーザアレイ１２か
ら出射された拡散する４本のレーザビームをそれぞれ平
行ビームにするコリメータレンズ１４と、コリメータレ
ンズ１４を通過した４本のレーザビームをそれぞれ副走
査方向に集束させるシリンドリカルレンズ１６と、シリ
ンドリカルレンズ１６を通過した４本のレーザビームを
所定の方向に反射する反射ミラー１８と、反射ミラー１
８で反射した４本のレーザビームを所定方向へ反射偏向
するポリゴンミラー２０と、ポリゴンミラー２０で反射
偏向した４本のレーザビームをそれぞれ主走査方向、及
び副走査方向に集束させて感光体ドラム３２の露光ライ
ン上を等速度で走査させるｆθレンズ２２と、ｆθレン
ズ２２を通過した４本のレーザビームを所定の方向に反
射する反射ミラー２４と、出射窓支持部材２５上に支持
され、反射ミラー２４で反射した４本のレーザビームを
感光体ドラム３２の配列位置に応じた方向に分離する光
分離多面鏡２６と、光分離多面鏡２６で分離された４本
のレーザビームをそれぞれ対応する感光体ドラム３２に
導く最終ミラー（シリンドリカルミラー）２８と、で構
成されている。

【０００９】光分離多面鏡２６は、入射する４本のレー
ザビームの中心を通り、これらのレーザビームの光軸と
平行な面に関して対称な位置に、それぞれレーザビーム
の入射方向に対して互いに異なった所定の角度で２面ず
つ配置させられ、入射した４本のレーザビームを４つの
異なった方向に反射する反射面を有して構成されてい
る。反射面の反射角は、感光体ドラム３２の配列位置に
応じて最終ミラー２８の位置と含めてマルチビームレー
ザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等
しくなるように設定される。

【００１０】最終ミラー２８は、光分離多面鏡２６に入
射する４本のレーザビームの中心を通り、それらのレー
ザビームの光軸に平行な面に関して対称で、且つ、感光
体ドラム３２の配列位置に基づいて光分離多面鏡２６の
反射面の反射角との関係を含めてマルチビームレーザア
レイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しく
なるように設定された位置に配置されている。

【００１１】また、図２０に示すように、マルチビーム
レーザアレイ１２は制御装置１５によって制御される。
また、制御装置１５は、図示しないＡＰＣ回路を含んで
おり、マルチビームレーザアレイ１２に設けられたレー
ザビーム１３のバックビームを検知するための図示しな
いフォトダイオードの出力（レーザビームの光量）をモ
ニタして、光量が予め定めた所定光量になるように光量
調整する、所謂ＡＰＣ（Auto Power Control）制御を行
うことができると共に、入力された画像信号に応じて各
レーザビームのオンオフのタイミングを制御する。

【００１２】次に、図２１に示す画像形成装置１２２に
ついて説明する。なお、図２０に示した画像形成装置１
２０と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００１３】画像形成装置１２２は、最終ミラー２８を
反射ミラーとし、最終ミラー２８で反射したレーザビー
ムをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレ
ンズ３０を備えている。

【００１４】次に、図２２に示す画像形成装置１２４に
ついて説明する。なお、図２０に示した画像形成装置１
２０と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００１５】画像形成装置１２４は、感光体ドラム３２
が中間転写ドラム３４上に配置されており、中間転写ド
ラム３４の下方に転写ロール３６が配置された構成であ
る。

【００１６】また、特開平６−２８６２２６号公報に
も、マルチビームレーザアレイを光源とする光走査装置
を備えた画像形成装置が記載されている。

【００１７】これらの画像形成装置では、４本のレーザ
ビームを出射するマルチビームレーザアレイ１２からの
各レーザビーム１３を、Ｙ（イエロー）色用、Ｍ（マゼ
ンダ）色用、Ｃ（シアン）色用、Ｋ（ブラック）色用に
各々割り当て、各レーザビームを各色毎に設けられた感
光体ドラム３２に略平行に入射させる事で、１つの光走
査装置で４色分の画像を形成させている。また、これら
の画像形成装置では、各色毎の感光体ドラム３２に形成
されたトナー像を順次中間転写体に重ね合わせた後、用
紙上に一括して転写するため、高速かつコンパクトで安
価な構成とすることができる。このようにマルチビーム
レーザアレイを光源として使用することにより、ポリゴ
ンミラー等の光学部品を共通にして光走査装置を１つに
することができるため、装置をコンパクトに構成するこ
とができると共に、処理の高速化を図ることができる。

【００１８】ところで、一般的に、半導体レーザの特性
として、半導体レーザに供給する駆動電流と出力光量と
の関係には以下のような関係がある。すなわち、駆動電
流が所定の閾値電流Ｉｔｈ以下の場合にはレーザ発振せ
ずＬＥＤ発光し（ＬＥＤ発光領域：自然発光領域）、閾
値電流Ｉｔｈを超えた場合には駆動電流に略比例した出
力光量でレーザ発振する（Ｉ−Ｌ特性）。

【００１９】このような半導体レーザを使用した画像形
成装置では、前述したＡＰＣ制御を行うことにより、半
導体レーザを所望の出力光量に調整する。すなわち、レ
ーザビームのバックビームを検知するためのフォトダイ
オードの出力、すなわちレーザビームの光量に略比例し
た電流を電圧変換して得られるモニタ電圧と光量設定電
圧とを比較し、モニタ電圧が光量設定電圧と一致するよ
うに駆動電流を制御することにより、所望の出力光量に
調整する。このようなＡＰＣ制御を行うことにより、む
らの少ない画像を得ることができる。

【００２０】また、半導体レーザは、前述のように、駆
動電流値が所定のしきい値電流値Ｉｔｈ以上となった場
合に該駆動電流値の大きさに応じた光量のレーザ光を出
力するが、この駆動電流を通電し続けるとチップ自体が
発熱し、出力光量が低下することが知られている。すな
わち、通電による発熱でレーザの効率が低下する温度に
よるＩ−Ｌ特性シフトが生じる。したがって同一光量を
連続的に得ようとするときは、駆動電流値を大きくしな
ければならない。

【００２１】一方、マルチビームレーザアレイは、通常
数百μｍ（ミクロン）程の大きさ位の同一のレーザチッ
プ上に、光を出力する複数の発光点を現在一般的なもの
では１０μｍから１００μｍ間隔で配列され、出力光量
をモニタするためのＰＤは、該複数の発光点で共通に１
つのみ設けられている。すなわち、マルチビームレーザ
アレイは、発光点は複数だがＰＤは１つだけであるの
で、画像形成装置では、各発光点毎に独立して光量調整
を行うことが必要とされるが、同時に複数の発光点の光
量調整を行うことはできない。このため、画像形成装置
では、画像形成に際して、時系列的に各発光点を１つず
つ点灯して当該発光点の光量調整を実施した後、画像形
成を行うようになっている。

【００２２】マルチビームレーザアレイの場合は、各発
光点が上記で説明したような半導体レーザと同様の出力
特性を有し、各発光点の出力光量は他の発光点の点灯に
より発生する熱により影響を受けることになる。すなわ
ち、マルチビームレーザアレイを使用する場合は、光量
低下を引き起こす発光点が複数個存在するため、各発光
点間の熱干渉（熱クロストーク）が問題となる。

【００２３】具体的に、４つの発光点が略直線上に配列
されたマルチビームレーザアレイについて説明する。各
発光点を一方の端部からＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ
４（図４（Ｃ）参照）とすると、図２３に示すように、
ＣＨ１についてＡＰＣ制御を行ってＣＨ１の出力光量が
所定光量になるように調整した後（Ｔ１の期間）、ＣＨ
１を該所定光量にて連続点灯しているときに（Ｔ２の期
間）、ＣＨ２が点灯されると、ＣＨ２の発光による発熱
によりＣＨ１の発光量がΔＡだけ低下する（Ｔ３の期
間）。同様に、ＣＨ１の発光量は、さらにＣＨ３の点灯
が加わるとＣＨ３の発光による発熱によりさらにΔＢだ
け低下し（Ｔ４の期間）、さらにＣＨ４の点灯が加わる
とさらにΔＣだけ低下する（Ｔ５の期間）。このような
光量の低下が他の発光点にも発生し、所謂熱クロストー
クが発生する。

【００２４】この熱クロストークによる光量低下量は、
熱源となる他の発光点との距離が近い程大きい。マルチ
ビームレーザアレイ１２では、内側の発光点であるＣＨ
２，ＣＨ３から出射されるレーザビームは、外側の発光
点であるＣＨ１，ＣＨ４から出射されるレーザビームと
比較して両側に熱源となる発光点を有するため熱干渉に
よる光量変動が大きくなる。

【００２５】これは、両側に発光点を有するＣＨ２、Ｃ
Ｈ３は、片側にしか発光点を有さないＣＨ１、ＣＨ４に
比べて、隣り合う発光点による発熱の影響を多く受ける
と共に、発生した熱が逃げにくいためである。これによ
り、ＣＨ２，ＣＨ３は、ＣＨ１，ＣＨ４と比べて熱クロ
ストークによる光量変動が大きくなる。

【００２６】このようなマルチビームレーザアレイにお
ける熱クロストークによる光量変動を防止するための技
術として、特開平９−２１４６９７号公報には、レーザ
チップ内の隣接しない点灯順序により、順次光量調整す
ることで、光量調整時のレーザチップの発熱による熱ク
ロストークの影響を低減する技術がある。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像形
成時は、プリントスピードの高速化のためにＹＭＣＫの
各色成分の画像の書き込みが同時に並行して行われるた
め、複数の発光点が同時に点灯されることがあり、従来
技術は、発光点を１つずつ点灯して各発光点の光量調整
を行う際の光量調整時の熱クロストークの影響を除去す
るものであり、画像形成時の複数の発光点の同時点灯に
よる熱クロストークには対応できなかった。

【００２８】以下、この複数の発光点の同時点灯による
熱クロストークについて詳しく説明する。図２４に、レ
ーザビームの点灯数と規格化出力光量比との関係を示
す。図２４に示す規格化光量比は、レーザアレイ光源の
パッケージ温度が約２５°Ｃの場合において、各レーザ
ビームの出射出力光量を一定に合せたときの光量を１と
し、点灯数を増加させた時のレーザ出射出力光量の比率
を表したものである。図２４から明らかなように、レー
ザビームの点灯数に比例して光量が低下するのが判る。

【００２９】また、図２５に、レーザの光量変動ΔＰ
（％）と濃度差ΔＤとの関係を示す。図２５から明らか
なように、光量変動ΔＰと濃度差ΔＤとは比例関係にあ
り、光量変動ΔＰが大きくなるに従って濃度差ΔＤも大
きくなるのが判る。

【００３０】すなわち、事前に正確に光量調整を行って
いても、画像形成時に同時に複数の発光点が点灯される
と、その点灯本数や点灯時間等により、レーザチップ内
で発熱による熱クロストークが発生するため、出力光量
が低下し、所望の出力光量を得ることができなくなって
しまう。このような画像形成時の熱クロストークによる
光量低下は、出力画像上に濃度変動となってあらわれ、
特に、前述したように内側と外側の発光点とでは光量低
下量が異なるため、カラー画像の場合は色味が変化して
しまい、所望の出力画像が得られなくなってしまうとい
う問題があった。

【００３１】また、近年の画像形成装置の高画質化に伴
って、より豊かな階調性を得るために、光走査装置の出
射レーザビームのパワーレンジを広くとる、すなわちよ
り広い出射パワーのダイナミックレンジを確保すること
が求められ、出射パワーの保証最低光量は低くなる傾向
にあるが、マルチビームレーザアレイでは、出射パワー
を低くしていくと、熱クロストークの出射光量への寄与
率が大きくなる傾向があることが知られている。

【００３２】図２６に、マルチビームレーザアレイのレ
ーザ出射光量（ｍＷ）と光量変動ΔＰ（％）との関係を
示す。なお、図２６に示す光量変動ΔＰは、周波数６０
０Ｈｚでデューティを１０％、９０％にしてパルス点灯
させ、レーザアレイ光源のパッケージ温度が約６０°Ｃ
の場合において、デューティ９０％で点灯した時の収束
光量とデューティ１０％で点灯した時のピーク光量との
比で、通称ドループと呼ばれている光量変化である。図
２６から明らかなように、各レーザの出射光量が低下す
るに従って光量変動ΔＰ、すなわち熱クロストーク量が
急激に増加するのが判る。

【００３３】すなわち、階調性を得ようとする場合、低
濃度になる程、熱クロストークの影響が大きくなってし
まい、リニアな階調特性が得られなくなってしまう。こ
のような熱クロストークの影響を少なくしようとする
と、逆にダイナミックレンジが確保できず豊かな階調性
を得ることができないということになる。

【００３４】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、マルチビームレーザアレイを使用する画像
形成装置において、熱クロストークの影響による出力画
像の濃度変動を目立たなくすることができると共に、ダ
イナミックレンジを広くすることが可能な点灯制御方
法、駆動回路、及び画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、レーザビームを出力する
複数の発光点が設けられた単一のレーザ光源を備え、且
つ前記複数の発光点から出力されたレーザビーム各々に
より感光体を走査露光して感光体上に静電潜像を形成す
る画像形成装置における前記レーザ光源の点灯制御方法
であって、前記複数の発光点各々に対して、光出力波形
を変えるように制御する、ことを特徴としている。

【００３６】請求項１に記載の発明によれば、複数の発
光点を備えた単一のレーザ光源を光源として用いて画像
を形成する際に、複数の発光点の各々に対して、光出力
波形を変えるよう点灯を制御する。したがって、複数の
発光点が同時に点灯されて、熱クロストークにより出力
光量が低下してしまっても、該低下分を例えば点灯開始
時の光量により補うように光出力波形を変えることがで
き、従来よりも熱クロストークの影響による出力画像の
濃度変動を目立たなくすることができる。また、熱クロ
ストークの影響を低減できるので、低出力側にパワーレ
ンジを広げても、熱クロストークによる濃度変動を目立
たせなくなり、従来よりもダイナミックレンジを広げる
ことができる。

【００３７】なお、画像形成装置では、前述したように
一般にＡＰＣ制御が行われるが、ＡＰＣ制御は所定期間
点灯し続けて行われるため、このように点灯開始時のみ
出力光量を変化させることによるＡＰＣ制御結果への影
響はなく、本発明を適用可能であることは言うまでもな
い。

【００３８】請求項２に記載の発明は、感光体を走査露
光する際に用いられ、レーザビームを出力する複数の発
光点が設けられた単一のレーザ光源を駆動する駆動回路
であって、前記複数の発光点各々に対して、光出力波形
を整形する波形整形手段を備えた、ことを特徴としてい
る。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、複数の発
光点を備えた単一のレーザ光源を光源の駆動するため
に、複数の発光点各々に対して波形整形手段が設けられ
ており、この波形整形手段により、それぞれの発光点の
光出力波形が整形される。すなわち、複数の発光点の各
々について、複数の発光点が同時に点灯されて、熱クロ
ストークにより出力光量が低下してしまっても、波形整
形手段により該低下分を例えば点灯開始時の光量により
補うように光出力波形を整形することができる。したが
って、前記単一のレーザ光源を用いて感光体を走査露光
して画像を形成した際に、従来よりも熱クロストークの
影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすることが
できる。また、熱クロストークの影響を低減できるの
で、低出力側にパワーレンジを広げても、熱クロストー
クによる濃度変動を目立たせなくなり、従来よりもダイ
ナミックレンジを広げることができる。

【００４０】なお、より良好な画像を得るためには、上
記の駆動回路においては、請求項３に記載されているよ
うに、前記レーザ光源は、３つ以上の発光点が前記レー
ザビームの出力方向と交差した所定方向に沿って配置さ
れており、前記波形整形手段は、所定方向の両側に発光
点を有する内側の発光点と、前記所定方向の一方にのみ
発光点を有する外側の発光点とで、前記点灯開始時の出
力光量が異なるように、各々対応する発光点の出力波形
を整形するようにするとよい。

【００４１】この場合、請求項４に記載されているよう
に、前記波形整形手段は、内側の発光点の方が外側の発
光点よりも点灯開始時の出力光量が高くなるように、各
々対応する発光点の出力波形を整形するとよい。

【００４２】これは、例えば、請求項５に記載されてい
るように、前記波形整形手段が、意図的に光出力波形に
オーバーシュートを発生させるオーバーシュート回路を
備え、内側の発光点の光出力波形のオーバーシュート量
を外側の発光点の光出力波形のオーバーシュート量より
も大きくすることで実現可能である。また、請求項６に
記載されているように、前記波形整形手段が、対応する
発光点に対して該発光点の点灯開始前からレーザ発振電
流以下のバイアス電流を予め印加するためのバイアス電
流源を備え、内側の発光点に印加するバイアス電流値を
外側の発光点に印加するバイアス電流値よりも大きくす
ることでも実現可能である。

【００４３】請求項７に記載の発明は、レーザビームを
出力する複数の発光点が設けられた単一のレーザ光源を
備えた光走査装置によって、前記複数の発光点から出力
されたレーザビーム各々により感光体を走査露光して感
光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、前
記請求項２乃至６の何れか１項に記載の駆動回路によ
り、前記レーザ光源の駆動を制御することを特徴として
いる。

【００４４】請求項７に記載の発明によれば、レーザビ
ームを出力する複数の発光点が設けられた単一のレーザ
光源を駆動するために上記の駆動回路が用いるので、従
来よりも熱クロストークの影響による出力画像の濃度変
動を目立たなくすることができる。また、熱クロストー
クの影響を低減できるので、低出力側にパワーレンジを
広げても、熱クロストークによる濃度変動を目立たせな
くなり、従来よりもダイナミックレンジを広げることが
できる。

【００４５】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明に係
る実施形態の１例を詳細に説明する。

【００４６】［概略構成］図１には、本実施形態に係る
画像形成装置１０の概略構成が示されている。図１に示
すように、画像形成装置１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像
データに基づいて変調された４本のレーザビームを出射
する光走査装置１１、光走査装置１１を制御する制御装
置１５、Ｃ色用のレーザビームを検出するためのＳＯＳ
センサ１７、該ＳＯＳセンサ１７からのＳＯＳ信号に基
づいて各色画像の画像書き出しタイミングを決定するた
めのタイミング信号を出力するタイミング信号発生回路
１９、光走査装置１１から出射された４本のレーザビー
ムに対応して設けられ、該レーザビームによる露光によ
り表面に静電潜像をそれぞれ形成する４個の感光体ドラ
ム３２、Ｙ色用及びＭ色用の感光体ドラム３２に各々形
成された色画像、Ｃ色用及びＫ色用の感光体ドラム３２
に各々形成された色画像を転写するための２個の中間転
写ロール３３、該２個の中間転写ロール３３に各々形成
されたＹ色画像及びＭ色画像が重ね合された色画像とＣ
色画像及びＫ色画像が重ね合された色画像とを転写する
ための中間転写ドラム３４、及び中間転写ドラム３４上
に形成されたＹ色画像、Ｍ色画像、Ｃ色画像、及びＫ色
画像が重ね合されたカラー画像を記録媒体に転写するた
めの転写ロール３６により構成されている。

【００４７】光走査装置１１は、近接した４本のレーザ
ビーム１３を出射するマルチビームレーザアレイ１２
と、マルチビームレーザアレイ１２から出射された４本
のレーザビームをそれぞれ平行光化にするコリメータレ
ンズ１４と、コリメータレンズ１４を通過した４本のレ
ーザビームをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンド
リカルレンズ１６と、シリンドリカルレンズ１６を通過
した４本のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミ
ラー１８と、反射ミラー１８で反射した４本のレーザビ
ームを所定方向へ反射偏向するポリゴンミラー２０と、
ポリゴンミラー２０で反射偏向した４本のレーザビーム
をそれぞれ主走査方向、及び副走査方向に集束させて感
光体ドラム３２の露光ライン上を等速度で走査させるｆ
θレンズ２２と、ｆθレンズ２２を通過した４本のレー
ザビームを所定の方向に反射する反射ミラー２４と、反
射ミラー２４で反射した４本のレーザビームを感光体ド
ラム３２の配列位置に応じた方向に分離する光分離多面
鏡２６と、光分離多面鏡２６で分離された４本のレーザ
ビームを反射する反射ミラー２７と、反射ミラー２７で
反射されたレーザビームをそれぞれ対応する感光体ドラ
ム３２に導く最終ミラー（シリンドリカルミラー）２８
と、Ｃ色用のレーザビームをＳＯＳセンサ１７へ導くた
めのピックアップミラー３８と、で構成されている。

【００４８】光分離多面鏡２６は、入射する４本のレー
ザビームの中心を通り、これらのレーザビームの光軸と
平行な面に関して対称な位置に、それぞれレーザビーム
の入射方向に対して互いに異なった所定の角度で２面ず
つ配置させられ、入射した４本のレーザビームを４つの
異なった方向に反射する反射面を有して構成されてい
る。反射面の反射角は、感光体ドラム３２の配列位置に
応じて最終ミラー２８の位置と含めてマルチビームレー
ザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等
しくなるように設定される。

【００４９】最終ミラー２８は、光分離多面鏡２６に入
射する４本のレーザビームの中心を通り、それらのレー
ザビームの光軸に平行な面に関して対称で、且つ、感光
体ドラム３２の配列位置に基づいて光分離多面鏡２６の
反射面の反射角との関係を含めてマルチビームレーザア
レイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しく
なるように設定された位置に配置されている。

【００５０】図２には、光走査装置１１の走査光学系の
光軸を含む平面における展開図が示されている。ここ
で、図２（Ａ）は副走査方向の展開図に対応し、マルチ
ビームレーザアレイ１２から出射されたレーザビーム
は、コリメータレンズ１４、及びシリンドリカルレンズ
１６によりポリゴンミラー２０上で集束し、次いでｆθ
レンズ２２により光分離多面鏡２６の反射面上で集束
し、更に最終ミラー２８により感光体ドラム３２上で集
束する。即ち、副走査方向では、マルチビームレーザア
レイ１２の出射面とポリゴンミラー２０、また、ポリゴ
ンミラー２０と光分離多面鏡２６、更に、光分離多面鏡
２６と感光体ドラム３２のドラム面が光学的に共役関係
になっている。

【００５１】一方、図２（Ｂ）は主走査方向の展開図に
対応し、マルチビームレーザアレイ１２から出射された
レーザビームは、コリメータレンズ１４により平行ビー
ムにされ、次いでｆθレンズ２２により感光体ドラム３
２上に結像される。

【００５２】以上の構成において、マルチビームレーザ
アレイ１２からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像データに基づいて
変調された４本のレーザビームが出射されると、コリメ
ータレンズ１４により平行ビームにされた後、シリンド
リカルレンズ１６により副走査方向に集束され、更にポ
リゴンミラー２０で反射偏向される。反射偏向された４
本の偏向ビームはｆθレンズ２２により主走査方向、及
び副走査方向にそれぞれ集束され、反射ミラー２４によ
り光分離多面鏡２６に導かれ、そこで感光体ドラム３２
の配列位置に応じた方向に分離される。分離された４本
のレーザビームはそれぞれ対応する感光体ドラム３２に
導く最終ミラー２８で反射され、予め帯電を受けて回転
する感光体ドラム３２を露光して、感光体ドラム３２の
表面に静電潜像を形成する。

【００５３】［マルチビームレーザアレイの詳細構成］
次に、マルチビームレーザアレイ１２について説明す
る。マルチビームレーザアレイ１２としては、図３に示
すような一般的なＴ０管タイプパッケージのものを用い
ることができる。

【００５４】詳しくは、図３（Ｂ）に示すように、マル
チビームレーザアレイ１２は、レーザアレイ４０がステ
ム７４上に設けられ、これが図３（Ａ）に示すようなウ
ィンドウキャップ７２でパッケージングされた構成とな
っている。ウィンドウキャップ７２の上部には、窓部７
６が設けられており、この窓部７６に対応するウィンド
ウキャップ７２の内側には、ガラス７８が封止接着剤８
０により接着されている。図４（Ａ）に示すように、窓
部７６から４本のレーザビーム１３が出射される。

【００５５】また、ステム７４には、レーザアレイチッ
プ４８から出射されるレーザビームのバックビームを光
量検知するためのフォトダイオード８２が実装され、レ
ーザアレイチップ４８が表面実装されたサブマウント４
４にヒートシンク４２が表面実装されている。また、サ
ブマウント４４上に形成された引き出しパターン電極と
外部電極６２、レーザアレイチップ４８のｎ電極とグラ
ンド電極６３、フォトダイオード８２と外部電極６５
は、例えば金線ボンデイングにより各々電気的に接続さ
れている。ウィンドウキャップ７２は、電気溶接により
ステム７４に接続されている。なお、フォトダイオード
８２は、入射したレーザビームが反射して戻らないよう
に、図３（Ｂ）に示すように所定角度で傾斜して配置し
てある。

【００５６】レーザアレイチップ４８は、図４（Ｂ）に
示すように、ｎ層８４、活性層８６、及びｐ層８８が積
層された構成となっている。図４（Ｃ）に示すように、
ｎ層８４は、ｎ型基板層８４Ａ及びｎクラッド層８４Ｂ
が積層されてなり、ｐ層８８は、ｐクラッド層８８Ａ、
電流搾取層８８Ｂ、及び個別Ｐ電極層８８Ｃが積層され
て成る。活性層８６には、レーザビーム１３の射出方向
と直交する方向（図４（Ｃ）において左右方向）に沿っ
て４つの発光点９０が配置されており、各発光点９０間
には、ｐ層８８からトレンチ（溝）９２が各々形成され
ている。

【００５７】このように上記ではカソードコモンタイプ
のマルチビームレーザアレイを示したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、アノードコモンタイプのマ
ルチビームレーザアレイで構成してもよい。

【００５８】ところで、上記構成のマルチビームレーザ
アレイにおける各発光点９０に対する色の割当について
は、具体的に、本実施の形態では、図４（Ｃ）に示した
４つの発光点９０を左側からＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、
ＣＨ４として、ＣＨ１に人間の色に対する相対感度が最
も高いＭ色を、ＣＨ４に相対感度が次に高いＣ色を割り
当て、ＣＨ２に相対感度が低いＫ色を、ＣＨ３に相対感
度が低いＹ色をそれぞれ割り当てている。これにより、
図２（Ａ）において、マルチビームレーザアレイ１２の
上側から順にＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４と配置さ
れているとすると、上側から順にＭ色、Ｋ色、Ｙ色、Ｃ
色の画像形成用のレーザビームが出射される。ポリゴン
ミラー２０へ入射されるレーザビームの位置は、コリメ
ータレンズ１４によって上下逆転されるため、上側から
順にＣ色、Ｙ色、Ｋ色、Ｍ色となる。このため、図１に
示すように、記録媒体３５の搬送方向上流側から順にＹ
色用の感光体ドラム３２、Ｍ色用の感光体ドラム３２、
Ｃ色用の感光体ドラム３２、Ｋ色用の感光体ドラム３２
が配置されることとなる。

【００５９】このように、ＣＨ１、ＣＨ４に相対感度が
高いＭ色、Ｃ色を、ＣＨ２、ＣＨ３に相対感度が低いＹ
色、Ｋ色をそれぞれ割り当てることにより、熱クロスト
ークにより光量低下が発生した場合でも、相対感度が高
いＭ色、Ｃ色の色画像に対応するレーザビームが熱クロ
ストークの影響を受けにくい両側の発光点から各々出射
され、相対感度が低いＫ色、Ｙ色の色画像に対応するレ
ーザビームが熱クロストークの影響を受けやすい内側の
発光点から各々出射されるため、たとえ熱クロストーク
により光量低下が発生したとしても、該熱クロストーク
の影響による濃度変動を目立たなくすることができる。

【００６０】なお、全てのレーザビームを同一の設定光
量で発光させた場合は、本実施形態では、光走査装置
を、単一のポリゴンミラー及び単一のｆθレンズを用い
た構成とし、さらに各反射ミラー等の数も各色で同一と
なっているため、各色のレーザビームの出力パワーはほ
ぼ同一となる。

【００６１】なお、ＣＨ１にＣ色を、ＣＨ４にＭ色を割
り当て、ＣＨ２にＹ色を、ＣＨ３にＫ色をそれぞれ割り
当てるようにしてもよい。

【００６２】［マルチビームレーザアレイの制御系］次
に、マルチビームレーザアレイ１２の駆動を制御する制
御系について説明する。マルチビームレーザアレイ１２
は、図１、図５に示すように、駆動回路２００を介して
制御装置１５と接続されており、駆動回路２００は、制
御装置１５からの制御信号に基づいて、マルチビームレ
ーザアレイ１２の４つの発光点９０各々を点灯させるた
めの駆動電流をマルチビームレーザアレイ１２に供給す
るようになっている。すなわちマルチビームレーザアレ
イ１２の各発光点９０の点灯は制御装置１５によって制
御されている。

【００６３】詳しくは、制御装置１５は、ＹＭＣＫの各
色毎に、当該色画像に対応する画像信号、光量調整を指
示する光量調整信号、光量調整のための点灯を指示する
強制点灯信号、及び光量制御の目標値となる光量設定電
圧を制御信号として駆動電流生成回路２０２へ出力す
る。

【００６４】駆動回路２００は、各発光点９０に供給す
る駆動電流を生成するための駆動電流生成回路２０２
と、各発光点９０毎に設けられ、駆動電流生成回路２０
２で当該発光点９０のために生成された駆動電流の電流
値（電流波形）を変更して、当該発光点９０の光出力波
形を所望の形状に整形する波形整形手段としての波形整
形回路２０４とを備えている。

【００６５】駆動電流生成回路２０２は、各発光点９０
毎に、図６に示すような構成、すなわちバイアス電流源
２０６、スイッチング電流源２０８、スイッチング回路
２１０、比較回路２１２、及びＳ／Ｈ回路２１４を備え
ている。

【００６６】バイアス電流源２０６は、レーザが発振す
る閾値電流以下の所定電流値のバイアス電流を対応する
発光点９０に供給するためのものであり、スイッチング
電流源２０８は、所定電流値のスイッチング電流を供給
するためのものである。バイアス電流源２０６の出力
は、スイッチング回路２１０を介してスイッチング電流
源２０８の出力と接続されている。

【００６７】スイッチング回路２１０には、制御信号か
らＳＯＳ前点灯信号、強制点灯信号、画像信号といった
対応する発光点９０の点灯を指示する信号が入力される
ようになっており、スイッチング電流源２０８は、この
入力信号に基づいて、スイッチング電流源２０８からの
スイッチング電流をバイアス電流源２０６の出力側へ出
力するか否かを切替えるようになっている。すなわち、
発光点９０を点灯させるときのみ、スイッチング回路２
１０を介してスイッチング電流源２０８からスイッチン
グ電流が出力され、バイアス電流源２０６からのバイア
ス電流と足し合わせられて、駆動電流として駆動電流生
成回路２０２から出力されるようになっている。

【００６８】スイッチング電流の電流値（スイッチング
電流値）については、バイアス電流との和によって、閾
値電流を超え、且つ対応する発光点９０から所定の出力
光量が得られるように設定されている。このスイッチン
グ電流値の設定は、比較回路２１２及びＳ／Ｈ回路２１
４の動作により行われるようになっている。

【００６９】詳しくは、比較回路２１２には、フォトダ
イオード８２からのモニタ電流が電流電圧変換回路（図
示省略）によりモニタ電圧に変換されて入力されると共
に、制御装置１５からの光量設定電圧も入力される。比
較回路２１２では、モニタ電圧と光量設定電圧とを比較
し、該比較結果を示す信号をＳ／Ｈ回路２１４へ出力す
る。

【００７０】Ｓ／Ｈ回路２１４は、スイッチング電流源
２０８と接続され、比較回路２１２からの比較結果に基
づいて、スイッチング電流源２０８のスイッチング電流
値を変化させ、モニタ電圧が光量設定電圧と略一致する
ようなスイッチング電流を生成するようになっている。

【００７１】また、このＳ／Ｈ回路２１４には、制御装
置１５からの光量調整信号が入力されるようになってお
り、該入力信号により光量調整が指示されている場合の
み、上記の如くスイッチング電流値を変化させてスイッ
チング電流値を調整し、それ以外の場合は調整後の状態
を保持するようになっている。

【００７２】このように構成された駆動電流生成回路２
０２に対して、制御装置１５は、ＡＰＣ制御時には、マ
ルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０それぞれに
ついて時系列に時間をずらして、光量調整を指示する光
量調整信号、光量調整のための点灯を指示する強制点灯
信号、及び光量設定電圧を駆動電流生成回路２０２へ出
力する。これにより、駆動電流生成回路２０２では、マ
ルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０（ＣＨ１〜
４）それぞれについて、時系列に、バイアス電流とスイ
ッチング電流の和を駆動電流として供給して各発光点９
０を１つずつ点灯させ、フォトダイオード８２からのモ
ニタ電流を電圧変換して出力光量を示すモニタ電圧に変
換すると共に、このモニタ電圧と光量設定電圧と比較し
て、該光量設定電圧で設定されている光量となるように
当該発光点９０に供給するスイッチング電流値を変化さ
せることで駆動電流値を調整する。

【００７３】また、制御装置１５は、ＳＯＳセンサ１７
にレーザビームが入射して得られたＳＯＳ信号に基づい
てタイミング信号発生回路１９で生成された各色の画像
の書出しタイミングを決定するための信号（Ｍ−ＴＯ
Ｐ、Ｙ−ＴＯＰ、Ｋ−ＴＯＰ、Ｃ−ＴＯＰ信号）が入力
されるようになっている。制御装置１５は、画像形成時
は、このタイミング信号発生回路１９からの入力信号と
同期して、各色画像に対応する画像信号を駆動電流生成
回路２０２へ出力する。これにより、駆動電流生成回路
２０２では、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点
９０それぞれについて、各色画像に対応する画像信号に
基づいて、ＡＰＣ制御により調整後の駆動電流の供給を
ＯＮ／ＯＦＦ切換える。これにより、各ＣＨの発光点９
０は、各々対応する色の画像信号に基づくタイミングで
且つ光量設定電圧の値に応じた光量で発光する。

【００７４】また、駆動電流生成回路２０２から出力さ
れた各発光点９０の駆動電流は、波形整形回路２０４を
介して、対応する発光点９０へと供給されるようになっ
ている。

【００７５】この波形整形回路２０４は、詳しくは、駆
動電流生成回路２０２においてスイッチング回路２１０
がＯＮされた直後、すなわち供給開始直後の駆動電流値
を意図的に大きくし、レーザの光出力波形にオーバーシ
ュートを発生させる、つまり、ＬＤ点灯開始時の立ち上
がりの光強度を定常点灯時よりも強くするためのもので
ある。このような波形整形回路２０４は、従来の画像形
成装置にも出力画像の縦横比を改善するために用いるも
のもある（特開２００１−９６７９４号公報参照）。

【００７６】詳しくは、図７（Ａ）に示すように、画像
形成装置の出力画像の縦横比の理想値（正常値）は１、
すなわち、同じドット数のラインを縦方向（副走査方
向）に描いても、横方向（主走査方向）に描いても、同
じ太さになるのが理想状態（正常状態）であるが、図７
（Ｂ）に示すように、一般に、ＰＷＭ方式（Pulse Widt
h Modulation）による画像形成では、横方向に描かれる
ライン（横ライン）の太さは、主に副走査方向のレーザ
ビーム径（図７（Ｃ）参照）に依存する。これに対し
て、縦方向に描かれるライン（縦ライン）の太さは、主
にＬＤの点灯時間に依存し、１ドットの点灯時間は、高
解像度化に伴って短くなる。

【００７７】詳しくは、図８に示すように、レーザビー
ムの点灯をＯＮして（Ａ）、感光体にレーザビームを走
査露光すると（Ｂ）、理想的な矩形波上の光出力波形で
ＬＤが駆動された場合、ＬＤ点灯開始位置近傍の感光体
の露光量は、所定の露光量よりも低くなる（Ｃ）。露光
量が少ないと、感光体に形成される潜像が浅くなり、付
着するトナー量が印字に必要なトナー量より足りなくな
るので（Ｄ）、特にＬＤの短時間点灯させて形成される
縦ラインが横ラインに比べて細くなってしまう。

【００７８】このように感光体の露光量によって形成さ
れる潜像の状態が異なることを逆に利用して、波形整形
回路２０４によりＬＤ点灯開始時の立ち上がりの光強度
を定常よりも強くして露光することにより、従来では浅
く狭い潜像しか形成することができなかったものを、深
く広い潜像にすることを可能とし、縦横比の改善を図っ
ていた。

【００７９】本実施の形態では、このような波形整形回
路２０４を各発光点９０毎に設け、波形整形回路２０４
各々におけるオーバーシュート量を制御することによ
り、各発光点９０の熱クロストークによる光量変動分を
補って、発光点間の熱クロストークによる光量変動量の
差異を低減するために用いるようになっている。言いか
えると、発光点９０毎に波形整形回路２０４を設けたこ
とで、各発光点９０毎にオーバーシュート量を設定する
ことが容易に行える。

【００８０】詳しくは、図９に示されているように、熱
クロストークによる光量低下分を考慮して、熱クロスト
ークによる光量低下量が大きい内側の発光点の方が、熱
クロストークによる光量低下量が小さい外側の発光点よ
りもオーバーシュート量が大きくなるように、各々対応
する発光点９０の位置に応じて各波形整形回路２０４に
おけるオーバーシュート量が設定されている。

【００８１】具体的に、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ
４に接続された波形整形回路を波形整形回路２０４Ａ、
２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄとすると、波形整形回路
２０４Ｂ、２２０Ｃが図９（Ａ）、出力波形、波形整形
回路２０４Ａ、２２０Ｄが図９（Ｂ）のような光出力波
形が得られるように、すなわち波形整形回路２０４Ｂ、
２２０Ｃの方が波形整形回路２０４Ａ、２２０Ｄよりも
オーバーシュート量が相対的に大きくなるように設定さ
れている。したがって、ＣＨ１，ＣＨ４から出射される
レーザビームよりもＣＨ２，ＣＨ３から出射されるレー
ザビームの方がオーバーシュート時の光強度が強くな
る。

【００８２】このような波形整形回路２０４は、例え
ば、図１０に示すように抵抗ＲとコンデンサＣにより構
成された従来公知のスナバ回路２３０や、図１１に示す
ようにインダクタンスＬと抵抗Ｒ、コンデンサＣにより
構成されたＲＬＣによるオーバーシュート回路２３２を
用いることで実現でき、オーバーシュート量については
スナバ定数やＲＬＣのオーバーシュート回路定数により
設定することができる。すなわち、各発光点９０の熱ク
ロストークによる光量変動に応じて、該光量変動量を補
い且つ発光点間の光量変動量の差異を低減するように、
スナバ定数やオーバーシュート回路定数を設定すればよ
い。

【００８３】なお、レーザ駆動電流の流れる信号ライン
の基板上の長さ等により、光出力波形が若干異なること
があるが、ライン長をできるだけ短く、ほぼ同一となる
ようにパターンを引くことにより、同一のスナバ定数、
あるいは、オーバーシュート回路定数を設定すれば、ビ
ーム毎にほぼ同一の光出力波形を得ることが可能であ
る。

【００８４】［出力調整回路の構成例］図１２〜図１６
に波形整形回路２０４の具体的な構成例を示す。なお、
マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０に設けら
れる波形整形回路２０４は、それぞれ同様の回路構成で
よいため、図１２〜図１６では、１つの発光点９０に対
応する回路構成のみを示し、他の発光点に対する回路構
成は省略する。

【００８５】図１２は、スナバ回路２３０を用いる場合
の波形整形回路２０４の回路構成例である。なお、本例
では、駆動電流生成回路２０２として電流を引き込むタ
イプを使用している。これは、レーザ駆動電流を押し出
すタイプの駆動電流生成回路２０２よりも、高速対応可
能であるためである。

【００８６】図１２に示す波形整形回路２０４は、スナ
バ回路２３０及び極性反転回路２３４を備えて構成され
ており、マルチビームレーザアレイ１２の発光点９０へ
供給される駆動電流は、極性反転回路２３４によってマ
ルチビームレーザアレイ１２として使用しているＱＵＡ
Ｄレーザの極性に合わせられ、スナバ回路２３０によっ
てオーバーシュートが発生されるようになっている。こ
のようなスナバ回路２３０を備えた波形整形回路２０４
を発光点毎に設けることにより、マルチビームレーザア
レイ１２の各発光点９０からの光出力波形の整形が可能
となる。

【００８７】図１３は、オーバーシュート回路２３２を
用いる場合の波形整形回路２０４の回路構成例である。
図１３に示す波形整形回路２０４では、図１２のスナバ
回路２３０に代えて、オーバーシュート回路２３２がレ
ーザ駆動電流ラインに設けられて構成されており、オー
バーシュート回路２３２によって駆動電流にオーバーシ
ュートを発生させることができる。したがって、このよ
うなオーバーシュート回路２３２を備えた波形整形回路
２０４を発光点毎に設けることによっても、マルチビー
ムレーザアレイ１２の各発光点９０からの光出力波形を
整形することが可能となる。

【００８８】図１４は、レーザ駆動電流を押し出すタイ
プの駆動電流生成回路２０２を使用する場合に、スナバ
回路２３０を用いた場合の波形整形回路２０４の回路構
成例であり、この場合、極性反転回路２３４を省略でき
る。図１５もレーザ駆動電流を押し出すタイプの駆動電
流生成回路２０２を使用する場合に、スナバ回路２３０
を用いた場合の波形整形回路２０４の回路構成例であ
り、駆動電流生成回路２０２では、負荷抵抗ＲＯに流れ
る電流をＯＮ／ＯＦＦスイッチングすることで、発光点
９０への駆動電流の供給をＯＦＦ／ＯＮし、発光点９０
を消灯／点灯するようになっている。

【００８９】図１６は、電流引き込みタイプの駆動電流
生成回路２０２を使用する場合に、スナバ回路２３０を
用いた場合の波形整形回路２０４の別の回路構成例であ
る。図１６に示す波形整形回路２０４では、スナバ回路
２３０によって駆動電流にオーバーシュートを発生させ
て光出力波形を整形すると共に、極性反転回路２３４に
よって高速化を実現しつつ、レーザとの極性を合せるよ
うになっている。

【００９０】上記例に示したように、スナバ回路２３０
又はオーバーシュート回路２３２を備えた波形整形回路
２０４では極性反転回路２３４を追加することにより、
極性を反転させることが可能となる。すなわち、駆動電
流生成回路２０２とレーザの極性が合わなければ、極性
反転回路２３４を設けるだけで対応可能であり、マルチ
ビームレーザアレイ１２としてカソードコモンタイプの
ものでも、カソードコモンタイプとは逆の極性であるア
ノードコモンタイプのものでも使用可能である。

【００９１】［作用］次に、本実施の形態の作用を説明
する。

【００９２】制御装置１５に対して形成すべき画像の画
像信号が出力され、画像形成命令が発生すると、制御装
置１５は駆動回路２００に対して制御信号を出力するこ
とによって、マルチビームレーザアレイ１２に対してＡ
ＰＣ制御を行い、設定光量になるように各レーザビーム
の光量を調整する。

【００９３】ここで、フォトダイオード８２は図３に示
すように１つしかないため、各ＣＨについて時系列的に
順次設定する必要がある。まず、図１７に示すように、
ＣＨ１のレーザビーム、すなわちＭ色の画像形成用のレ
ーザビームをｔ１〜ｔ２の間強制点灯させる。なお、最
初はレーザ保護のため、光量設定電圧の値はレーザが発
光しない値としておき、駆動回路２００の駆動電流生成
回路２０２では、フォトダイオード８２からの出力電流
を電圧に変換したモニタ電圧（モニタ光量）を監視しな
がらＳ／Ｈ回路２１４によりスイッチング電流源２０８
のスイッチング電流値を上げていき、モニタ電圧が画像
形成に必要な設定レベルを示す光量設定電圧と略同等に
なるように調整するよになっている。

【００９４】なお、光量設定電圧は、製造時などにおい
て、感光体上における画像形成に必要な光量でレーザビ
ームが出力されたときのモニタ電圧に予め調整されてい
る。これは各レーザビーム毎に調整される。これによ
り、光走査装置の光学部品の透過率、反射率などのばら
つきを吸収している。

【００９５】そして、モニタ電圧がＭ色用の光量設定電
圧になったら、Ｍ色用のレーザビームの光量設定を終了
し、以降はＳ／Ｈ回路２１４によってこのときのスイッ
チング電流源２０８のスイッチング電流値が保持され
る。

【００９６】次にＭ色の画像形成用のレーザビームを消
灯させ、次にＣＨ３のレーザビーム、すなわちＹ色の画
像形成用のレーザビームをｔ３〜ｔ４の間強制点灯さ
せ、Ｍ色の画像形成用のレーザビームと同様の光量設定
を行う。以下、同様にしてＫ色、Ｃ色についても光量設
定を行う。

【００９７】なお、上記では、駆動回路２００内ででア
ナログ的にＡＰＣ制御を行って光量設定するようにした
が、制御装置１５でモニタ電圧と光量設定電圧と比較
し、モニタ電圧が光量設定電圧と一致するように光量設
定電圧の値を調整するようにしてもよい。

【００９８】一方、Ｃ色の画像形成用のレーザビーム、
すなわちＣＨ４からのレーザビームは、ピックアップミ
ラー３８によってＳＯＳセンサ１７へ導かれ、ＳＯＳセ
ンサ１７からＳＯＳ信号がタイミング信号発生回路１９
へ出力される。タイミング信号発生回路１９では、ＳＯ
Ｓ信号を検知すると、内部のカウンタをリセットしてカ
ウントを開始する。そして、カウント値がＭ色用の予め
定めたカウント値になった時点でＭ色の色画像の書き出
しタイミングを決定するための図１７に示すようなＭ−
ＴＯＰ信号をマルチビームレーザアレイ１２へ出力す
る。

【００９９】同様に、カウント値がＫ色用の予め定めた
カウント値になった時点でＫ色の色画像の書き出しタイ
ミングを決定するためのＫ−ＴＯＰ信号をマルチビーム
レーザアレイ１２へ出力し、カウント値がＹ色用の予め
定めたカウント値になった時点でＹ色の色画像の書き出
しタイミングを決定するためのＹ−ＴＯＰ信号をマルチ
ビームレーザアレイ１２へ出力し、カウント値がＣ色用
の予め定めたカウント値になった時点でＣ色の色画像の
書き出しタイミングを決定するためのＣ−ＴＯＰ信号を
マルチビームレーザアレイ１２へ出力する。

【０１００】なお、各カウント値は、最終的に記録媒体
３５へ転写される各色画像の書き出し位置が一致するよ
うなカウント値に予め設定されている。

【０１０１】制御装置１５では、図１７に示すように、
Ｍ−ＴＯＰ信号を受信した後所定のタイミングでＭ色用
の画像信号１を駆動回路２００を出力し、駆動回路２０
０において、この画像信号１に基づいてＣＨ１への駆動
電流の供給がＯＮ／ＯＦＦされることによって、Ｍ色の
画像形成用のレーザビームの変調が開始され、Ｍ色用の
感光体ドラム３２上にＭ色の色画像の静電潜像が形成さ
れる。

【０１０２】なお、スキャナモータの回転変動を吸収で
きるようにするため、ＳＯＳ信号が発生してから次のＳ
ＯＳ信号が発生すると予測できるタイミングより早いタ
イミングでレーザビームの変調を開始させる。

【０１０３】その後、制御装置１５は、Ｙ−ＴＯＰ信号
を受信した後所定のタイミングでＹ色用の画像信号２を
駆動回路２００を出力する。これにより、駆動回路２０
０においてこの画像信号２に基づいてＣＨ３への駆動電
流の供給がＯＮ／ＯＦＦされてＹ色の画像形成用のレー
ザビームの変調が開始され、Ｙ色用の感光体ドラム３２
上にＹ色の色画像の静電潜像が形成される。

【０１０４】その後、制御装置１５は、Ｋ−ＴＯＰ信号
を受信した後所定のタイミングでＫ色用の画像信号３を
駆動回路２００を出力する。これにより、駆動回路２０
０においてこの画像信号３に基づいてＣＨ２への駆動電
流の供給がＯＮ／ＯＦＦされて、Ｋ色の画像形成用のレ
ーザビームの変調が開始され、Ｋ色用の感光体ドラム３
２上にＫ色の色画像の静電潜像が形成される。

【０１０５】その後、制御装置１５は、Ｃ−ＴＯＰ信号
を受信した後所定のタイミングでＣ色用の画像信号４を
駆動回路２００へ出力する。これにより、駆動回路２０
０においてこの画像信号４に基づいてＣＨ４への駆動電
流の供給がＯＮ／ＯＦＦされて、Ｃ色の画像形成用のレ
ーザビームの変調が開始され、Ｃ色用の感光体ドラム３
２上にＣ色の色画像の静電潜像が形成される。

【０１０６】各感光体上に形成された静電潜像は、各感
光体毎に設けられた現像器によって現像される。そし
て、Ｙ色のトナー像及びＭ色のトナー像は一方の中間転
写ロール３３に重ね合されて転写され、Ｃ色のトナー像
及びＫ色のトナー像は他方の中間転写ロール３３に重ね
合されて転写される。そして、各中間転写ロール３３に
形成された重ね合されたトナー像は、中間転写ドラム３
４にさらに重ね合されて転写される。中間転写ドラム３
４上に形成されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の色画像が重
ね合されたカラー画像は、記録媒体３５に転写ロール３
６により転写される。

【０１０７】このようにしてカラー画像が形成される
が、図１７に示すように、複数のレーザビームが同時に
点灯される期間があり（図中ｔ１０〜ｔ１５の期間）、
この期間は、熱クロストークの影響により各レーザビー
ムの出力光量は低下する。このとき各色の画像を形成す
るためのレーザビームは、それぞれ対応する色画像を示
す画像信号に基づいて１画素の点灯時間を変更するＰＷ
Ｍ方式による変調が行われるようになっており、基本的
には１画素毎に各レーザビームの点灯がＯＮ／ＯＦＦさ
れる。

【０１０８】すなわち、ＹＭＣＫ各色の画像形成用のレ
ーザビームは、１画素につき１回ずつ点灯されるように
なっており、この１回毎の点灯では、駆動回路２００で
は各発光点毎に設けられた波形整形回路２０４によっ
て、図９に示したように、点灯開始時に通常よりも大き
い出力光量、すなわちＡＰＣ制御により設定した所定の
設定光量よりも大きい出力光量となるオーバーシュート
が得られる。その後、略一定光量に収束する。

【０１０９】したがって、複数のレーザビームを同時点
灯したために、熱クロストークの影響により収束後の光
量がＡＰＣ制御により設定した所定の設定光量よりも低
下してしまっても、該低下分をオーバーシュート時の光
量により補うことができるので、熱クロストークによる
濃度変動を目立たないようにすることができる。

【０１１０】また、熱クロストークの影響が大きいＣＨ
２、ＣＨ３の方が（図９（Ａ）参照）、熱クロストーク
の影響が少ないＣＨ１、ＣＨ４（図９（Ｂ）参照）より
も大きなオーバーシュートが得られるように、各発光点
９０に対応する波形整形回路２０４のオーバーシュート
量が設定されているため、各発光点９０間の熱クロスト
ークによる相対的な光量変化、すなわち、各色間の相対
的な濃度変化を少なくすることができる。これにより、
カラー画像上における熱クロストークの影響による色味
の変化を従来よりも低減することができるので、より良
好な画像を得ることができる。なお、本実施の形態で
は、内側の発光点と外側の発光点の両者にオーバーシュ
ートを発生させる場合を例に説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば、外側の発光点につ
いては定常よりも高くせずに、内側の発光点についての
みオーバーシュートを発生させるようにしても、熱クロ
ストークによる各色間の相対的な濃度変化を低減するこ
とができる。

【０１１１】また、高階調性を実現しようとした場合、
光走査装置でそれぞれの感光体に静電潜像を形成すると
きのパワーレンジを広げる必要があるが、光走査装置の
マルチビームレーザアレイの出射パワーは、レーザ単品
ではレーザ破壊が発生せず品質を保証できる上限光量が
最大定格出力として規定されているため、低出力側にパ
ワーレンジを広げる必要がある。図２６に示したよう
に、低出力になるに従って光量変動が大きくなる、すな
わち熱クロストークが大きくなるが、本実施の上記のよ
うに、出力光量にオーバーシュートを発生させることに
より、熱クロストークの影響を低減することができるの
で、低出力側にパワーレンジを広げた場合でも、濃度変
動を目立たなくすることができ、高階調性を実現するこ
とができる。

【０１１２】また、光出力波形の変更によるＡＰＣ制御
への影響が心配されるが、ＡＰＣ制御は所定期間点灯し
続けて行われるため、上記のように点灯開始時のみ出力
光量を大きくさせるように光出力波形を変更することに
よるＡＰＣ制御結果への影響はない。

【０１１３】なお、上記では、波形整形回路２０４によ
ってオーバーシュート量を調整する場合を例に説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、１点灯毎
の点灯開始時に通常よりも大きな出力光量が得られれば
よい。例えば、一般に、各発光点９０には点灯開始時に
より大きな電流（突入電流）が流れること、またこの突
入電流は、点灯直前に各発光点９０に印加されている電
流値、すなわちバイアス電流値によって大きさが変わる
ことが知られており、バイアス電流値によって上記の如
く点灯開始時の光量を制御することも可能である。

【０１１４】すなわち、熱クロストークの影響の小さい
発光点よりも熱クロストークの影響の大きい発光点の方
がより大きな電流値のバイアス電流が供給されるよう
に、駆動電流生成回路２０２内の各発光点毎に設けられ
たバイアス電流源２０６のオフセット電流値を設定して
おいても、図９に示した如く外側の発光点よりも内側の
発光点の方が点灯開始時に大きな出力光量が得られる。

【０１１５】この場合、各発光点毎に設けた波形整形回
路２０４のオーバーシュート量については、画像の縦横
比改善のためだけに用いるように設定してもよいし、バ
イアス電流値と共に熱クロストークの影響低減のために
用いるように設定してもよい。また、波形整形回路２０
４を省略することもできる。

【０１１６】なお、上記では、マルチビームレーザアレ
イとして４つの発光点を有するＱｕａｄレーザを使用し
た場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではない。すなわち、複数（２つ以上）の発光点を
有するレーザ光源の何れを使用した場合でも、各発光点
各々の点灯開始時の光出力波形を変えるようにすれば、
上記と同様に、熱クロストークの影響による濃度変動を
低減することができる。また、３つ以上の発光点を有す
るレーザ光源であれば、複数の発光点のうち温度上昇し
にくく熱クロストークの影響が少ない発光点よりも、温
度上昇しやすく熱クロストークの影響が大きい発光点の
出力光量の方が、点灯開始時の出力光量が定常よりもよ
り高くなるようにすれば、上記と同様に、各色間の相対
的な濃度変化を少なくでき、より良好な画像を得ること
ができる。

【０１１７】

【発明の効果】上記に示したように、本発明は、マルチ
ビームレーザアレイを使用する画像形成装置において、
熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立
たなくすると共に、ダイナミックレンジを広くすること
ができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図２】 （Ａ）は光走査装置の副走査方向の展開図、
（Ｂ）は光走査装置の主走査方向の展開図である。

【図３】 （Ａ）はマルチビームレーザアレイの上面断
面図、（Ｂ）はウインドウキャップが外された状態のマ
ルチビームレーザアレイの側面図である。

【図４】 （Ａ）はマルチビームレーザアレイの外観
図、（Ｂ）はレーザアレイチップの斜視図、（Ｃ）は、
レーザアレイチップの概略断面図である。

【図５】 マルチビームレーザアレイの制御系の構成を
示した概略ブロック図である。

【図６】 駆動電流生成回路における各色毎の回路構成
を示す概略ブロック図である。

【図７】 （Ａ）は理想的な縦横比、（Ｂ）はレーザビ
ーム径よりもドットサイズが小さい高解像度画像形成時
の縦横比、（Ｃ）はレーザビームのスポット径を示す図
である。

【図８】 （Ａ）は発光点（ＬＤ）の点灯タイミングを
示し、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、（Ａ）に示すタイミ
ングで点灯した場合の感光体上におけるレーザビームの
走査軌跡、露光量、トナー量を示す図である。

【図９】 （Ａ）は内側の発光点の光出力波形、（Ｂ）
は外側の発光点の光出力波形を示す図である。

【図１０】 スナバ回路を示す回路図である。

【図１１】 オーバーシュート回路を示す回路図であ
る。

【図１２】 波形整形回路の一例を示す回路図である。

【図１３】 波形整形回路の一例を示す回路図である。

【図１４】 波形整形回路の一例を示す回路図である。

【図１５】 波形整形回路の一例を示す回路図である。

【図１６】 波形整形回路の一例を示す回路図である。

【図１７】 レーザの点灯タイミングを示すタイミング
チャートである。

【図１８】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図１９】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図２０】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図２１】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図２２】 従来における画像形成装置の概略構成図で
ある。

【図２３】 複数のレーザビームを同時に点灯した場合
の光量低下を示す線図である。

【図２４】 マルチビームレーザアレイのレーザの点灯
数と規格化出力光量比との関係を示す線図である。

【図２５】 半導体レーザの光量変動と濃度差との関係
を示す線図である。

【図２６】 マルチビームレーザアレイのレーザ出射光
量と光量変動との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １１ 光走査装置 １２ マルチビームレーザアレイ １５ 制御装置 ２０ ポリゴンミラー ３２ 感光体ドラム ３５ 記録媒体 ８２ フォトダイオード ９０ 発光点 １０１ 各感光体 ２００ 駆動回路 ２０２ 駆動電流生成回路 ２０４ 波形整形回路 ２０６ バイアス電流源 ２０８ スイッチング電流源 ２１０ スイッチング回路 ２１２ 比較回路 ２１４ Ｓ／Ｈ回路 ２３０ スナバ回路 ２３２ オーバーシュート回路 ２３４ 極性反転回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/043 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA13 AA16 AA46 AA55 2H045 BA23 BA32 CB22 CB24 CB33 2H076 AB06 DA26 EA01 2H300 EB02 EB04 EB07 EB09 EB12 EC04 EC05 EH12 EH16 EH31 EH33 GG12 QQ09 TT04 TT06 5C072 AA03 BA20 HA02 HA06 HA08 HB04 HB11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームを出力する複数の発光点が
   設けられた単一のレーザ光源を備え、且つ前記複数の発
   光点から出力されたレーザビーム各々により感光体を走
   査露光して感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置
   における前記レーザ光源の点灯制御方法であって、 前記複数の発光点各々に対して、光出力波形を変えるよ
   うに制御する、 ことを特徴とする点灯制御方法。
2. 【請求項２】 感光体を走査露光する際に用いられ、レ
   ーザビームを出力する複数の発光点が設けられた単一の
   レーザ光源を駆動する駆動回路であって、 前記複数の発光点各々に対して、光出力波形を整形する
   波形整形手段を備えた、 ことを特徴とする駆動回路。
3. 【請求項３】 前記レーザ光源は、３つ以上の発光点が
   前記レーザビームの出力方向と交差した所定方向に沿っ
   て配置されており、 前記波形整形手段は、所定方向の両側に発光点を有する
   内側の発光点と、前記所定方向の一方にのみ発光点を有
   する外側の発光点とで、前記点灯開始時の出力光量が異
   なるように、各々対応する発光点の出力波形を整形す
   る、 を特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
4. 【請求項４】 前記波形整形手段は、内側の発光点の方
   が外側の発光点よりも点灯開始時の出力光量が高くなる
   ように、各々対応する発光点の出力波形を整形する、 ことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
5. 【請求項５】 前記波形整形手段が、意図的に光出力波
   形にオーバーシュートを発生させるオーバーシュート回
   路を備え、 内側の発光点の光出力波形のオーバーシュート量を外側
   の発光点の光出力波形のオーバーシュート量よりも大き
   くした、 ことを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
6. 【請求項６】 前記波形整形手段が、対応する発光点に
   対して該発光点の点灯開始前からレーザ発振電流以下の
   バイアス電流を予め印加するためのバイアス電流源を備
   え、 内側の発光点に印加するバイアス電流値を外側の発光点
   に印加するバイアス電流値よりも大きくした、 ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の駆動回
   路。
7. 【請求項７】 レーザビームを出力する複数の発光点が
   設けられた単一のレーザ光源を備えた光走査装置によっ
   て、前記複数の発光点から出力されたレーザビーム各々
   により感光体を走査露光して感光体上に静電潜像を形成
   する画像形成装置であって、 前記請求項２乃至６の何れか１項に記載の駆動回路によ
   り、前記レーザ光源の駆動を制御する、 ことを特徴とする画像形成装置。