JP2005010580A - 光源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に光源の光量補正をすることで光量分布の補正及び濃度むらを抑制できる光源制御装置を提供する。
【解決手段】画像形成期間以前の期間において、光量制御を開始する処理を実行する。すなわち、制御部１４は、走査同期信号とビデオクロックから走査位置を求め、所定の光量制御が行えるように光量補正カウンタ１６へ、光量増減指示信号と、補正クロックを出力する。画像形成期間以前の期間では、光量増減指示信号の出力を開始することで、画像形成期間開始時点における光量を設定できる。画像形成期間中は、補正クロックに従って光量補正カウンタ１６がアップカウントまたはダウンカウントし、光量を補正できる。駆動量制御器２０は、駆動部２２を制御し第２ビデオ信号に応じて画素毎に光源２０２をオンオフすることで、走査位置に対応した光量で光源２０２が駆動される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源制御装置に係わり、特に、光ビームを走査して露光するときの光量を制御する光源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタや電子写真複写機等、光走査装置によって、光ビームを感光体上に走査させて画像を形成する画像形成装置が知られている。一般的な光走査装置は、光源として端面発光型の半導体レーザ（以下、端面発光レーザという）を用いて、その光ビームを、ポリゴンミラー等の回転多面鏡及びｆθレンズなどの結像光学系を介して感光体表面上で一定走査速度で照射する。この光走査装置では、端面発光レーザの光量制御を行うために、端面発光レーザの光量を検知し安定的な光量で射出するべく制御している。ところが、光走査装置に用いる端面発光レーザは集積化が困難であり、同時露光できるビーム数は少ない（例えば４個ほど）。最近では、画像形成の高速化や高精度化が要求されており、より多数のビーム数を利用することが検討されている。
【０００３】
このため、近年実用化されつつあるＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）と呼ばれる面発光型の半導体レーザが注目されている。一般にＶＣＳＥＬはアレイ化が容易であるため、多数ビームを同時露光できる光走査装置の光源として用いることが検討されている。
【０００４】
光ビームの走査速度が同一ならば、端面発光レーザの光源による光走査装置と比較して、ＶＣＳＥＬをアレイ化した光源により、走査方向と直交方向に狭いピッチで多数の光ビームを並べて走査する光走査装置とでは、感光体上に形成される画素サイズを小さくできる。このため、多数ビームを射出することが可能なＶＣＳＥＬは、光走査装置を用いた画像形成装置では以下の点で有利になる。
【０００５】
また、画像形成装置では、画像輪郭の再現性と階調画像再現性が同時に求められるため、階調画像部では、所定サイズ（例えば１００μｍ×１００μｍ程度）のスクリーンマトリクスを用いることが一般的である（図１３参照）。このスクリーンマトリクスは複数の画素により形成される。画素サイズの小さなＶＣＳＥＬをアレイ化した光源による光走査装置を用いた画像形成装置では、スクリーンマトリクスを構成する画素数が多いため、単純にオンオフするだけの２値変調で十分な階調数が得られ、簡単で安定性の高い回路が容易に設計可能である。
【０００６】
ここで、上記光走査装置による画像形成装置では、一定電圧に帯電された感光体上の光ビームの照射部のみが除電され、ビーム照射部と非照射部との電位差によりトナー現像が行われるが、感光体の感度むらや感光体の軸方向の帯電むらによっても光ビーム走査位置による濃度むらは発生する。例えば、感光体と現像器、主帯電器、転写用帯電器との間隙が不均一の場合があり、感光体軸方向（＝光走査装置の走査方向）に濃度むら（以下、感光体濃度むらという）が発生する。
【０００７】
この濃度むらを解消するため、パルス幅変調の階調データに走査位置に対応する補正信号を加算して、走査位置に対応した露光エネルギを制御する技術が知られている（特許文献１を参照）。しかし、この技術はパルス幅変調を前提としているため、画素毎のオンオフ制御で階調を得ようとするＶＣＳＥＬアレイ使用の画像形成装置には適用することが困難である。
【０００８】
また、光学部材の特性等により、感光体面上での光量分布が一様にならないため、均一な濃度の階調画像等を形成しようとしても光ビーム走査位置によって濃度むらが発生する場合がある。従って、感光体濃度むらが抑制された場合であっても、光量分布が一様でない場合、走査位置による濃度むらが発生する場合がある。
【０００９】
この濃度むらを解消するため、走査位置に対する光量を制御することで光量分布を一様に制御する技術が知られている（特許文献２を参照）。この技術ではメモリに記憶された補正表により、走査位置に対応して光量を設定することで光量分布を補正するが、補正量を任意に設定するために走査位置に対応させる必要があり、メモリの制御線が多数必要で回路規模が大きくなる。
【００１０】
光量分布を制御する他の技術には、アップダウンカウンタを用いて、画像形成前に中央値に設定されたカウンタを、画像形成範囲において、１づつ加算または減算することで光量補正値を変更する技術が知られている（特許文献３を参照）。この技術では、カウンタ出力を中央値に設定するので、画像形成範囲での光量補正量が全て中央値以下または以上の場合、補正可能範囲の半分以下しか使用できない。
【００１１】
すなわち、光量制御は、光量の指示信号に比例するように光量を制御することが一般的である。この場合、光量制御範囲は光源を破壊しない最大光量と安定的に制御可能な最小光量との範囲である必要がある（図１４（Ａ）参照）。この光量を補正する場合には、指示信号に比例する特性の勾配を変化させることになるが、補正範囲を確保するために、実際に利用できる指示信号の範囲は狭くなる（図１４（Ｂ）参照）。このため、装置によっては、感光体感度、光学部品透過率等のばらつきを吸収することが困難になる。
【００１２】
また、ＶＣＳＥＬの駆動電流−光量の関係は端面発光レーザに比較して、直線性が悪化することが知られている（図１５参照）。このため、基準光量を出力する基準駆動電流に、一定の補正電流を加算した電流で光源を駆動するのでは、駆動電流−光量の直線性が悪く、光量補正範囲が広いと光量補正精度が低下する。
【００１３】
【特許文献１】
特開平７−３０９０３４号公報
【特許文献２】
特開平１−２１７４７８号公報
【特許文献３】
特開平１１−２９１５４８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の技術では、光量補正を十分にできなかったり、光源から射出される光量を十分に利用できなかったりした。
【００１５】
本発明は上記事実を考慮してなされたもので、簡便に光源の光量補正をすることで光量分布の補正及び濃度むらを抑制できる光源制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光源から射出されかつ被走査面上に走査される光ビームについて前記走査面上に走査するときに、基準光量に対して前記光源の出力光量を調整した光量調整結果に基づいて求めた該光源の出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量制御を行う光源制御装置であって、前記被走査面上に走査される光ビームについて予め定められた画像形成のための画像形成期間に前記被走査面上における光ビームの光量分布が予め定めた光量分布となるように前記画像形成期間内の走査位置に対応した補正光量分布を求めて該補正光量分布に基づいて前記光ビームの光量を補正する補正手段と、前記画像形成期間外の期間において前記光源の光量の補正を開始し、前記画像形成期間の開始点における開始光量を変更することで、前記補正光量分布をオフセットさせて、前記光ビームの補正光量分布が予め定めた補正可能範囲内に収まるように、前記補正手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の光源制御装置は、光源から射出されかつ被走査面上に走査される光ビームについて前記走査面上に走査するときに、基準光量に対して前記光源の出力光量を調整した光量調整結果に基づいて求めた該光源の出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量制御を行う。補正手段は、被走査面上に走査される光ビームについて予め定められた画像形成のための画像形成期間に前記被走査面上における光ビームの光量分布が予め定めた光量分布となるように、画像形成期間内の走査位置に対応した補正光量分布を求めて、この補正光量分布に基づいて光ビームの光量を補正する。この補正光量は、光ビームを射出する側に起因する光量分布補正をするときの補正量、及び被走査位置で基準光量により形成されるべき濃度を得るための基準光量に対する補正光量例えば感光体濃度むらを補正するときの補正光量を含んでいる。制御手段は、画像形成期間外の期間において前記光源の光量の補正を開始し、前記画像形成期間の開始点における開始光量を変更することで、光ビームの補正光量分布が予め定めた補正可能範囲内に収まるように、補正光量分布をオフセットさせるように補正手段を制御する。
【００１８】
これによって、画像形成開始以前などの画像形成期間に至る以前に光量補正の制御を開始することにより、例えば、補正値を増減させることで、光量制御範囲が狭い場合であっても、光量分布補正と感光体濃度むら補正とを同時に補正することができる。
【００１９】
なお、画像形成装置などに光走査装置を用いる場合、画像形成範囲が予め定めた有効走査範囲に含まれる場合がある。そこで、有効走査範囲を、画像形成期間に対応して定めても良い。
【００２０】
前記補正手段は、前記制御手段は、前記補正光量分布が前記補正可能範囲の略中心に収まるように、前記補正光量分布をオフセットすることができる。
【００２１】
補正光量分布を、補正可能範囲の略中心に収まるようにオフセットすることで、補正可能範囲の略中心から略均等に光量変動することとなる。
【００２２】
前記補正手段は、アップダウンカウンタを含み、前記アップダウンカウンタのカウンタ値により、前記光ビームの光量を補正する補正光量を求めることを特徴とする。
【００２３】
補正光量は徐々に増加したり減少したりすることが一般的であるので、アップダウンカウンタを用いることで、補正光量を容易に求めることができる。
【００２４】
前記制御手段は、前記開始光量と、前記補正光量分布内で前記開始光量との差が最も大きい特定光量と、に基づいて前記開始光量を変更することを特徴とする。
【００２５】
補正による光量は、画像形成期間内で照射を開始するときの開始光量と光量分布の変動幅で定まる。そこで、制御手段は、開始光量と、補正光量分布内で前記開始光量との差が最も大きい特定光量と、に基づいて開始光量を変更する。すなわち、開始光量≦特定光量の場合は、開始光量≦基準光量となるように、開始光量＞特定光量の場合は開始光量＞基準光量となるようにする。従って、画像形成期間内の光量増加量と光量減少量のどちらが大きいかを判断でき、画像形成期間内での光量制御量をできるだけ、基準光量に近づけることができる。このため、光量制御範囲が狭くても、光量分布補正＋感光体濃度むら補正を同時に補正できる。さらに、前述のようにＶＣＳＥＬの駆動電流−光量の関係は端面発光レーザに比較して、直線性が悪いが、基準光量付近では比較的、駆動電流−光量の直線性は良く、光量補正範囲を狭くすることで、光量補正精度の低下を防止できる。
【００２６】
前記制御手段は、前記画像形成期間外の期間に予め定めた所定値を開始光量と定めることを特徴とする。
【００２７】
開始光量を所定値に設定するこで、任意の補正光量を開始光量に対応させることができる。このため１走査中で画像形成期間以外の時間が短くても、光量制御範囲をできるだけ基準光量に近づけることが可能となり、光量制御精度を向上させることができる。
【００２８】
前記制御手段は、前記画像形成期間内における前記補正光量分布がオフセットされた場合に、変更前の開始光量と変更後の開始光量とに基づいて基準光量を変更することを特徴とする。
【００２９】
すなわち、制御手段は、前記画像形成期間外の期間において前記基準光量を得るための基準値を変更する絶対光量合わせを行う。例えば、感光体の交換等で濃度むら特性が変化し、それを修正するために光量補正のための補正値を変更すると、画像形成前などの画像形成期間直前の開始光量も変更する必要がある。この開始光量を変更すると、画像形成期間内の平均光量が増加または減少方向にシフトする。このまま画像形成を行うと濃度が所定量より濃いまたは薄い画像となってしまう。そこで、開始光量の変化量を変更の前後で相殺するように、変更後の基準光量を、変更前の基準光量から画像形成期間直前の光量の変更前後の変化量を減じた値に設定する。これによって、光量補正値を変更しても平均光量を一定に維持でき、得られるべき画像濃度を一定に保持することができる。
【００３０】
前記補正手段は、前記走査位置と対応した光量の補正値を記憶した記憶手段とを含み、前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて前記補正値をオフセットさせた新規補正値を求め、前記記憶手段の記憶内容を前記新規補正値に変更することを特徴とする。
【００３１】
これによって、光量補正量をオフセットさせた新規補正値を用い、光量制御範囲が狭い場合であっても、光量分布補正と感光体濃度むら補正とを同時に補正することができる。
【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を詳細に説明する。本実施の形態は、レーザプリンタや電子写真複写機等の画像形成装置に適用可能な光走査装置に本発明を適用したものである。
【００３３】
図２には、本実施の形態が適用可能な光走査装置２００を示した。この光走査装置２００では、ＶＣＳＥＬアレイを光源２０２として用い、光源２０２から射出された光ビームは、コリメータレンズ２０４及びシリンドリカルレンズ２０６を介して、複数の反射面を有しかつ一定速で回転するポリゴンミラー２０８へと入射されるようになっている。そして、ポリゴンミラー２０８の反射面により反射された走査光ビームは、走査レンズであるｆθレンズ２１０を介して感光体２１６へ結像されるようになっている。感光体表面では、光ビームが一定の走査速度で照射される。
【００３４】
この光走査装置２００では、光源２０２の光ビームの射出側には、光ビームの光量の一部を反射するハーフミラー２１９が設けられている。このハーフミラー２１９の反射側には、走査光ビームの光量を検出するための光量センサ２１８が設けられている。なお、光源２０２及び光量センサ２１８は、後述する制御装置２２０に接続されており、光量補正がなされる構成とされている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、光源２０２としてＶＣＳＥＬアレイを用いた場合を説明するが、端面発光型の半導体レーザ（端面発光レーザ）を用いることもできる。端面発光レーザを用いる場合は、半導体のパッケージ内に光ビームを射出する射出側を有し、その反対面からバックビームが同時に出力される。このバックビーム出力を検知するようにフォトダイオードが内蔵されている。従って、端面発光レーザの場合には、内蔵されたフォトダイオードを光量センサ２１８として用いればよい。
【００３６】
上記光走査装置２００には、ポリゴンミラー２０８の反射面により反射された走査光ビームの走査範囲内で、感光体２１６に至る範囲外の位置に、反射ミラー２１２が設けられている。この反射ミラー２１２の反射側には、走査光ビームの走査タイミングを検出するための検出器２１４が設けられている。
【００３７】
なお、この光走査装置２００を、図示を省略した現像器、主帯電器、及び転写用帯電器などの画像形成のための機器を有する画像形成装置に用いることができる。
【００３８】
〔第１実施の形態〕
本実施の形態は、アップダウンカウンタを用いて光量補正をする場合に本発明を適用したものである。
【００３９】
図１には、本実施の形態にかかる制御装置２２０を示した。本実施の形態の制御装置２２０は、光源２０２及び光源２０２の出力光量を検知する光量センサ２１８とが接続される。制御装置２２０は、光量補正データ設定部１２，制御部１４，光量補正カウンタ１６，デジタルアナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という）１８、駆動量制御器２０、駆動部２２，及び比較器２４を備えている。駆動部２２の出力側は、光源２０２に接続され、駆動部２２から出力される駆動電流が２０２へ供給されるようになっている。
【００４０】
光量補正データ設定部１２は、制御部１４と接続されており、制御部１４には、ビデオクロック、走査同期信号、第１光量設定信号、第１ビデオ信号が入力されるように設定されている。また、制御部１４は、光量補正カウンタ１６及びＤ／Ａ変換器１８を介して駆動量制御器２０と接続されている。この制御部１４は、光量補正カウンタ１６に対して光量増減指示信号、補正クロック信号、補正リセット信号、補正セット信号、及び補正セットデータを出力する。
【００４１】
また、制御部１４は、駆動量制御器２０及び比較器２４の一方の入力側に接続されている。制御部１４からは比較器２４へ第２の設定信号が出力される。比較器２４の他方の入力側は、検出器２１４から光量信号が入力されるように接続されている。比較器２４の出力側は、駆動量制御器２０に接続されている。駆動量制御器２０は駆動部２２を介して光源２０２に接続されている。
【００４２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。図３に、光走査装置２００の電源投入後に制御装置２２０により実行される制御処理ルーチンの一例を示す。
【００４３】
図３に示すように、光走査装置２００は、電源投入されると、まずステップ１００において、以下に説明する基準光量設定処理が行われる。
【００４４】
〔基準光量設定〕
基準光量の設定は、Ｄ／Ａ変換器１８のデジタル入力を中央値とし、そのときの出力を基準値（例えば１Ｖ）として、制御部１４に入力される第１光量設定信号と等価な第２光量設定信号と、光源２０２を発光させたときの光量センサ２１８の出力とが一致するようにレーザ駆動量を設定し、駆動量制御器２０に基準駆動量として保持する。
【００４５】
すなわち、基準光量設定では、制御部１４は、まず、比較器２４に第２光量設定信号を出力すると共に、駆動量制御器２０に対して比較器２４の２つの入力信号の差が略０となるまで駆動量を増減制御する指示を出力する。そして、制御部１４は、第２光量設定信号と、光源２０２を発光させたときの光量センサ２１８の出力とが一致したときに、その駆動量を基準駆動量として保持するように駆動量制御器２０へ信号を出力する。
【００４６】
次に、図３のステップ１０２では、以下に説明するＤ／Ａ変換器１８のゲイン設定処理が行われる。
【００４７】
〔参照光量の設定〕
Ｄ／Ａ変換器の参照光量設定時のＤ／Ａ変換器のデジタル入力を例えば最大値にする場合、制御部１４は、第２光量設定信号を、第１光量設定信号にＤ／Ａ変換器のデジタル入力の（参照光量設定時の値／基準光量設定時の値：例えば１．２）の値を乗じた値に設定する。
【００４８】
この時、第２光量設定信号とレーザを発光させたときの光量センサ出力が略一致する時の光源駆動量を参照駆動量として保持する。
【００４９】
基準光量設定時のＤ／Ａ変換器入力デジタル値が中央値で、参照光量設定時のＤ／Ａ変換器入力デジタル値が最大値のとき、任意のＤ／Ａ変換器のデジタル入力をＸ、その時のアナログ出力をＹとすると、
Ｙは
（Ｘ−入力中央値）／（入力最大値−入力中央値）＊（参照光量設定時アナログ出力−基準光量設定時のアナログ出力）＋基準光量設定時のアナログ出力
で求まり、
Ｄ／Ａ変換器出力がＹの時の光源駆動量は、
（Ｙ−基準光量設定時のアナログ出力）＊（参照駆動量−基準駆動量）＋基準駆動量
で求まり、このようにして求めた駆動量で光源を駆動することで、Ｄ／Ａ変換器のデジタル入力値に対応した光量で光源を駆動できる。
【００５０】
次に、図３のステップ１０４以降の処理では、以下に説明する光源駆動時の光量設定処理が行われる。
【００５１】
〔駆動時の光量設定〕
まず、ステップ１０４では、画像形成期間以前の期間において、光量制御を開始する処理を実行する。すなわち、制御部１４は、走査同期信号とビデオクロックから走査位置を求め、所定の光量制御が行えるように光量補正カウンタ１６へ、光量増減指示信号と、補正クロックを出力する。
【００５２】
このとき、画像形成期間以前の期間に、光量補正分布を減少方向にオフセットさせる場合には、光量増減指示信号を減少を指示する状態に設定し、逆に光量補正分布を増加方向にオフセットさせる場合には、光量増減指示信号を増加を指示する状態に設定する。
【００５３】
光量増減指示信号を設定した後、オフセット量に相当するだけ、補正クロックを変調させることで、光量補正カウンタ１６がアップカウントまたはダウンカウントし、画像形成開始までに光量補正量をオフセットしておく。
【００５４】
ステップ１０６においては、補正光量分布にしたがって、同様に光量補正カウンタ１６へ、所定のタイミングで変調する光量増減指示信号と、補正クロックを出力する。
【００５５】
Ｄ／Ａ変換器１８は、光量補正カウンタ１６から入力された光量補正値（デジタル値）からアナログ補正値を出力する。これを受けて駆動量制御器２０は、前述のような光源駆動量となるように駆動部２２を制御する。駆動部２２は、第２ビデオ信号に応じて画素毎に光源２０２をオンオフすることで、走査位置に対応した光量で光源２０２が駆動される。
【００５６】
ここで、第２ビデオ信号は、画像を形成する第１ビデオ信号に、走査同期信号を得るため、検出器２１４を露光するための点灯信号等を追加した信号である。
【００５７】
１走査分の画像形成が終了すると、所定時間だけ、補正リセット信号を有効にし、光量補正カウンタ１６を初期値に戻す。
【００５８】
以上の処理を画像形成が終了するまで（ステップ１０８で肯定されるまで）、繰り返し実行する。
【００５９】
このように、画像形成期間以前の期間に、光量補正を開始することで、光走査装置２００の光量分布と感光体濃度むらとをそれぞれ独立に補正することで、均一な濃度の画像を形成できる。
【００６０】
すなわち、図４に示すように、画像形成範囲における光走査装置の光学系などの光量分布を有する場合、それを相殺する補正を行う。そして、光走査装置２００が感光体濃度むらを有する場合、光源をパルス幅変調する装置において、前述のようにそれを相殺する補正を行う。従って、光走査装置２００の光量分布と感光体濃度むらとをそれぞれ独立に補正することで、均一な濃度の画像を形成できる。
【００６１】
ところが、２値変調の光走査装置などでは、図５に示すように、感光体濃度むらは補正できないので、均一な濃度の画像は形成できない。このため、本実施の形態では、光走査装置２００の光量制御のみで、光量分布補正に加えて感光体濃度むら補正を同時に補正することによって、図６に示すように、均一な濃度の画像を形成できる。
【００６２】
しかし、光量補正のみで光量分布補正＋感光体濃度むら補正を行うと、必要とされる光量制御範囲が拡大する可能性が高く、光量補正値をアップダウンカウンタ出力とし、補正初期値をカウンタ中央値とすると、図７に示すように光量補正範囲を越えてしまう可能性がある。
【００６３】
そこで、本実施の形態では、図８に示すように、画像形成開始以前に光量補正値の制御を開始して予め補正値を増加させ、例えば画像形成開始時には補正値を最大値にしてから、補正増減信号および補正クロック信号により光量を減少させる。これによって、光量制御範囲が狭くても、光量分布補正＋感光体濃度むら補正を同時に補正することができる。
【００６４】
なお、画像形成期間以前の期間には、カウンタ値を任意の値にセットすることもできる。この場合は、補正セット信号と補正セットデータにより、画像形成前の所定タイミングで光量補正カウンタ１６の出力を任意の値にセットする。
【００６５】
この補正セットデータは図１に示すようなパラレル入力でも良いし、補正セットデータと補正セットクロックで設定されるシリアル入力でも良い。
【００６６】
本実施の形態では、開始光量、特定光量（補正光量分布内で開始光量との差が最も大きい光量）、基準光量の関係から新規の開始光量を以下のように定めることができる。
【００６７】
特定光量≧開始光量の場合には、新規の開始光量≦基準光量
特定光量≦開始光量の場合には、新規の開始光量≧基準光量
【００６８】
従って、図７に示すような光量補正分布の特定光量から基準光量を減じた光量を、図８に示すような変更した光量補正分布における新規の開始光量（光量▲２▼）とすることで、新規の光量補正分布を光量調整範囲内に設定できる。
【００６９】
ここで、画像形成期間における、補正増減信号が補正値増加を指示する期間での補正クロック信号エッジ数と、補正増減信号が補正値減少を指示する期間での補正クロック信号エッジ数と、を比較することで、画像形成期間中の光量増加量と光量減少量のどちらが大きいかを判断できる。
【００７０】
光量増加量が大きい場合は、新規の画像形成開始時の光量を基準光量より下げて、光量補正分布をオフセットさせた新規の光量補正分布を設定する。
【００７１】
より具体的には、新規の画像形成開始光量を、画像形成開始光量から（（光量補正分布を変更する前の前記特定光量−光量補正分布を変更する前の画像形成開始時光量）／２）を減算した値にする。
【００７２】
また、図７に示すように光量減少量が大きい場合には、図８に示すように新規の画像形成開始時の光量を基準光量より上げて、光量補正分布をオフセットさせた新規の光量補正分布を設定する。
【００７３】
より具体的には、新規の画像形成開始光量を、画像形成開始光量に（（光量補正分布を変更する前の画像形成開始時光量−光量補正分布を変更する前の前記特定光量）／２）を加算した値にする。
【００７４】
これらの結果、画像形成期間での光量制御量をできるだけ、基準光量に近づける事ができるので、光量制御範囲が狭くても、光量分布補正＋感光体濃度むら補正を同時に補正できる。
【００７５】
なお、全体として光量増加量と光量減少量のどちらが大きいかを判断する方法は、補正データを調査して、手動で補正信号を変更しても良いし、補正データの入力により画像形成前に光量制御方向および光量制御量を自動的に演算して補正データを変更しても良い。
【００７６】
本実施の形態では、補正リセット解除後から次の走査の画像形成開始までの期間に補正セット信号により、現在の補正値に関わらず、強制的に所定値に変更することができる。これによって、画像形成期間以前の期間には、カウンタ値を任意の値にセットすることができる。
【００７７】
図９に示すように、補正セット信号に基づいて補正カウンタを任意値に設定する。これによって、画像形成開始時には、所定の光量補正値から制御できる。このため、１走査中で画像形成以外の時間が短くても、光量制御範囲をできるだけ基準光量に近づけることが可能となり、光量制御精度を向上させることが可能となる。
【００７８】
ここで、感光体の交換等で濃度むら特性が変化した場合、それを修正するために光量補正値を変更すると、前述のように図８および図９に示すような画像形成前の光量制御量（開始光量）の変更が必要となる場合もある。
【００７９】
開始光量が変更されると、画像形成時の平均光量が増加または減少方向にシフトする。このまま画像形成を行うと濃度が所定量より濃いまたは薄い画像になる。
【００８０】
これを解消するため、本実施の形態では、光量補正値の変更に伴う画像形成開始前に制御する光量の変化量（開始光量の変化量＝変更後の開始光量−変更前の開始光量）を相殺するように、
変更後の基準光量＝（変更前の基準光量−開始光量の変化量）
となるように光量指示信号を変化させることで、光量補正パラメータを変更しても平均光量を一定保ち、画像濃度を一定に保持するように構成している。
【００８１】
〔第２実施の形態〕
本実施の形態は、メモリを用いて光量補正をする場合に本発明を適用したものである。なお、本実施の形態は、上記実施の形態とほぼ同様の構成であるため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
なお、本実施の形態の制御装置２２０は、光量補正値をメモリに記憶する構成の光走査装置として、光走査装置の光量制御を、光量分布補正だけではなく、光量分布補正＋感光体濃度むら補正を同時に補正すると、光量補正範囲が不足する問題は共通である。
【００８３】
図１０には、本実施の形態にかかる制御装置２２０を示した。本実施の形態の制御装置２２０は、上記実施の形態における光量補正カウンタ１６を、アドレス発生器３０及び記憶部３２から構成したものである。
【００８４】
図１０に示すように、光量制御データは光量補正データ設定部１２から記憶部３２に転送される。制御部１４は記憶部３２の光量制御データを入力し、光量制御データの最大補正量と最小補正量を抽出し、中央補正値を演算により求め、任意の光量補正量：Ｘから（Ｘ−中央補正値）を演算し、記憶部３２を書き換える。
【００８５】
ここで、本実施の形態の記憶部３２は、走査位置と対応した光量補正量を記憶した書換え可能な記憶部であり、制御部１４は記憶部３２の内容を読み込み、新たな光量補正量を演算したり、記憶部３２のデータを書き換えたりすることができる。
【００８６】
この場合、光量は基準光量＊光量補正値で設定される。
【００８７】
そして、光量の基準値である基準光量は、光量設定信号より指示される光量となるように、所定タイミングで制御されている。制御部１４は、光量補正データ設定部１２の光量補正データから、最大補正値と最小補正値を抽出し、最大補正値と最小補正値の約半分となる光量（以下、中央補正値）を計算し、任意の光量補正量：Ｘから（Ｘ−中央補正値）を計算する。この計算値で、光量補正データ設定部１２を更新する。
【００８８】
これによって、図１１に示すように光量補正値が、実際の光量補正範囲外にあっても、補正データを演算し、書き換えることで、実際の光量補正範囲内に修正することができる。また、光量補正値が実際の光量補正範囲内であっても、光量補正範囲をより基準光量に近づけることができるので光量制御精度が向上する。
【００８９】
ここで、上述のように光量補正量を演算し、書き換えると絶対的な光量が変化し、画像濃度が変化する。また感光体等の交換に伴う感光体濃度むら特性が変化を修正するため、光量補正データを変化させても絶対的な光量が変化し、画像濃度が変化する。
【００９０】
そこで、本実施の形態では、基準光量を再設定可能の構成としている。すなわち、本実施の形態では記憶部３２のデータを変更した場合に、光量設定信号を変更し、再度基準光量を設定することができる。
このとき、以下の条件で変更する。
【００９１】
（変更後の中央補正値で設定される光量）≦（変更前の基準光量）
の場合は、基準光量を下げるように光量指示信号を変更し、
（変更後の中央補正値で設定される光量）≧（変更前の基準光量）
の場合は、基準光量を上げるように光量指示信号を変更する。
【００９２】
これによって、図１２（Ａ）に示す光量補正を、図１２（Ｂ）に示す光量補正に変更すると、図１２（Ｃ）に示す光量補正に変更される。このとき、図１２（Ｄ）に示すように、基準光量を、補正データ変更後の中央補正値で設定される光量に変更するように光量指示信号を変更することで、画像濃度は光量制御値変更前から変化しないようになる。
【００９３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の光走査装置２００は、電源投入されると、まず以下に説明する基準光量設定処理が行われ（図３のステップ１００）、Ｄ／Ａ変換器１８のゲイン設定処理が行われる（図３のステップ１０２）。
【００９４】
基準光量の設定は、上述のようにＤ／Ａ変換器１８の出力を基準値（例えば１Ｖ）によるレーザ駆動量を設定し、駆動量制御器２０に基準駆動量として保持する。次のＤ／Ａ変換器のゲイン設定では、上述のように、第２光量設定信号とレーザを発光させたときの光量センサ出力が一致するようにＤ／Ａ変換器１８のゲインを調整する。
【００９５】
次に、光源駆動時の光量設定処理が行われる（図３のステップ１０４〜１０８）。この処理では、制御部１４が走査同期信号とビデオクロックから走査位置を求め、アドレス発生器３０に出力する。記憶部３２は、アドレス信号から、走査位置に対応した光量補正値を出力する。
【００９６】
ここで、感光体の交換等で濃度むら特性が変化する。感光体の交換等で濃度むら特性が変化し、それを修正するために光量補正値を変更すると、図８および図９に示すような画像形成前の光量制御量（開始光量）も変更される。
【００９７】
開始光量が変更されると、画像形成時の平均光量が増加または減少方向にシフトする。このまま画像形成を行うと濃度が所定量より濃いまたは薄い画像になる。
【００９８】
これを解消するため、本実施の形態では、光量補正値の変更に伴う画像形成開始前に制御する光量の変化量（開始光量の変化量＝変更後の開始光量−変更前の開始光量）を相殺するように、
変更後の基準光量＝（変更前の基準光量−開始光量の変化量）
となるように光量指示信号を変化させることで、光量補正パラメータを変更しても平均光量を一定保ち、画像濃度を一定に保持するように構成している。
【００９９】
なお、本発明において、補正光量分布のオフセットとは、単純に各走査位置に対する補正光量に一定値を加算または減算するのみではなく、補正係数に所定値を積算する演算と、一定値を加算または減算する演算とを同時に行う制御も含む。
【０１００】
例として、図１６に示すように、基準光量１に対し、走査開始前に光量を上げる制御を行う場合の光量変動は、図の光量変動幅幅１になる。
補正光量分布は（基準光量＊補正係数）で設定されるため、ここで絶対濃度を補正するため、基準光量を基準光量２に下げると、光量変動幅２は光量変動幅１よりも小さくなる。補正係数に所定値を積算し、図１６の点線のように光量変動幅がオフセット前後で変化しないようにすることでより精度よく、光量補正を行う事が可能となる。
【０１０１】
また、本発明の実施例として、光源が１つである場合の構成を説明したが、図１または図１０の構成の全て、または一部を複数有することで、複数ビーム光源に対応できる。
【０１０２】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、狭い光量補正範囲で走査位置に対する光量を制御することにより、感光体濃度むら補正と光量分布補正を両方行う光源の劣化を防止し、かつ実際に光源の使用可能な光量範囲を広く保持することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係わる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる光走査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる制御装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】光量分布補正と感光体濃度むらとの補正を説明するための説明図である。
【図５】光量分布補正と感光体濃度むらとの補正を説明するための説明図である。
【図６】光量分布補正と感光体濃度むらとの補正を説明するための説明図である。
【図７】光量補正時に調整範囲を超えることを説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施の形態により補正される光量の推移を説明するための説明図である。
【図９】本発明の実施の形態により補正される光量の推移を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態にかかる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施の形態により補正される光量の推移を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第２実施の形態により補正される光量の推移を説明するための説明図である。
【図１３】従来の光走査装置による形成される画素の違いを説明するためのイメージ図である。
【図１４】従来の光走査装置において光量調整範囲が制限されることを説明するためのイメージ図である。
【図１５】従来の光走査装置による光源の違いによる特性を説明するためのイメージ図である。
【図１６】絶対光量調整時に光量変動幅の変化を補正するため、光量分布のオフセットと補正係数とを同時に変更する動作のイメージ図である。
【符号の説明】
１２…光量補正データ設定部
１４…制御部
１６…光量補正カウンタ
１８…Ｄ／Ａ変換器
２０…駆動量制御器
２２…駆動部
２４…比較器
３０…アドレス発生器
３２…記憶部
２００…光走査装置
２０２…光源
２０４…コリメータレンズ
２０６…シリンドリカルレンズ
２０８…ポリゴンミラー
２１４…検出器
２１６…感光体
２１８…光量センサ
２２０…制御装置

Claims (7)

1. 光源から射出されかつ被走査面上に走査される光ビームについて前記走査面上に走査するときに、基準光量に対して前記光源の出力光量を調整した光量調整結果に基づいて求めた該光源の出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量制御を行う光源制御装置であって、
   前記被走査面上に走査される光ビームについて予め定められた画像形成のための画像形成期間に前記被走査面上における光ビームの光量分布が予め定めた光量分布となるように前記画像形成期間内の走査位置に対応した補正光量分布を求めて該補正光量分布に基づいて前記光ビームの光量を補正する補正手段と、
   前記画像形成期間外の期間において前記光源の光量の補正を開始し、前記画像形成期間の開始点における開始光量を変更することで、前記補正光量分布をオフセットさせて、前記光ビームの補正光量分布が予め定めた補正可能範囲内に収まるように、前記補正手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする光源制御装置。
2. 前記制御手段は、前記補正光量分布が前記補正可能範囲の略中心に収まるように、前記補正光量分布をオフセットすることを特徴とする請求項１に記載の光源制御装置。
3. 前記補正手段は、アップダウンカウンタを含み、前記アップダウンカウンタのカウンタ値により、前記光ビームの光量を補正する補正光量を求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源制御装置。
4. 前記制御手段は、前記開始光量と、前記補正光量分布内で前記開始光量との差が最も大きい特定光量と、に基づいて前記開始光量を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光源制御装置。
5. 前記制御手段は、前記画像形成期間外の期間に予め定めた所定値を開始光量と定めることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光源制御装置。
6. 前記制御手段は、前記画像形成期間内における前記補正光量分布がオフセットされた場合に、変更前の開始光量と変更後の開始光量とに基づいて基準光量を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光源制御装置。
7. 前記補正手段は、前記走査位置と対応した光量の補正値を記憶した記憶手段とを含み、前記記憶手段に記憶された補正値に基づいて前記補正値をオフセットさせた新規補正値を求め、前記記憶手段の記憶内容を前記新規補正値に変更することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４または請求項６に記載の光源制御装置。

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