JP2006069205A - 光ビーム走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数光源を有する装置において、１走査毎に複数光源のうち１光源のＡＰＣを行い、複数回の走査において順番に光源のＡＰＣを行う場合でも、漏れ電流の影響を小さくし、濃度むらを抑制する。
【解決手段】ビーム検知センサ（２０３）は走査部（１４）の走査毎に、複数の光源（２０２ａ〜２０２ｄ）のうち１つの光源からのレーザ光の光量を検出し、光量信号を提供する。レーザ制御回路（１１ａ）は、前記光量信号の値と所定値とを比較し、該比較結果に基づいてコンデンサ（３１６ａ）の端子電圧を調節し、該コンデンサの端子電圧に応じて前記１つの光源の発光パワーを制御し、該制御を光源について、複数回の走査期間中に１度行う。ＡＰＣ補正回路（１８ａ）は前記複数回の走査期間中における前記コンデンサに充電された電荷の漏れ電流による減少に応じたレーザ光量の低下を補正する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像信号により変調された光ビームを走査する光ビーム走査装置、及び該光ビーム走査装置を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、光源として半導体レーザを用いたデジタル複写機などの画像形成装置は、像担時体表面をライン単位に露光走査して静電潜像を形成する。画像領域の半導体レーザの発光パワーを一定に保つために、発光パワーの安定化制御（一般にはＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌと呼ばれる制御で、以下、ＡＰＣと略称する）を行っている。

このＡＰＣとは、レーザ光の光量を半導体レーザチップに内蔵されたフォトダイオード、または外部に設けたフォトダイオードによって検出し、そのフォトダイオードからの検出電流に応じてレーザ光を所望の光量で発光させるという制御である。具体的には、まず、所定の電流を半導体レーザダイオードに流し、これに対するレーザ光の発光量をフォトダイオードで電流として検出する。この検出した電流を電圧に変換し、変換後の電圧値（検出電圧Ｖｍ）を所望の発光量に対する電圧値（基準電圧Ｖｒｅｆ）と比較する。検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆより大きければ、参照用コンデンサの電荷を放電し、検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆより小さければ、参照用コンデンサの電荷を充電する。この参照用コンデンサの端子電圧に応じて半導体レーザダイオードに電流が供給される。この結果、検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように調整され、レーザ光量が一定に保たれる。

また、このＡＰＣ制御にはレーザ発光しきい値以下の電流を制御するバイアスＡＰＣ（ＢＡＰＣ）と、画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦされるレーザ発光のスイッチング電流を制御するライトＡＰＣ（ＷＡＰＣ）の２通りのＡＰＣ制御がある。

複数光源を有する装置において、１走査毎に複数光源のうち１光源のＡＰＣを行い、複数回の走査において順番に光源のＡＰＣを行うことで、１走査中のＡＰＣに必要な時間を短縮する技術が下記特許文献に開示されている。
特開平９−１６４７２２号公報

しかしながら上記公報の技術にも問題がある。即ち、ある光源について、ＡＰＣを行った走査時の光量と比べ、ＡＰＣを行わなかった走査時の光量が小さくなってしまう。これは発光量を決定する電圧値をホールドするコンデンサのドループ(droop)つまり漏れ電流のためである。

通常、１走査周期に対してホールドコンデンサの漏れ電流は十分小さいが、光源数の多いレーザアレイを用いた場合等は、漏れ電流の影響が無視できなくなってくる。このためＡＰＣを行った走査とＡＰＣを行わなかった走査では濃度むらが発生することになる。

従って本発明は、複数光源を有する装置において、１走査毎に複数光源のうち１光源のＡＰＣを行い、複数回の走査において順番に光源のＡＰＣを行う場合でも、漏れ電流の影響を小さくし、濃度むらを抑制することを目的とする。

本発明の１実施例に係る光ビーム走査装置は、レーザ光を発生する複数の光源と、前記複数の光源からのレーザ光を偏向走査する走査部と、この複数の光源のそれぞれのレーザ光の光量を検出する光量センサと、この光量センサによって検知された光量を検知信号にして提供する光量検知回路と、各光源の発光量を決定する電圧をそれぞれ保持する複数の電圧保持部と、前記光量検出回路からの各光量信号の値と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて対応する電圧保持部の電圧を調節し、該電圧保持部の電圧に基づいて前記光源の駆動電流を調節し発光量を制御する発光量制御部と、前記レーザ光の複数回の走査期間中における各電圧保持部に充電された電荷の変動に応じた前記光源の光量変動を補正する補正部とを具備する。

複数光源を有する装置において、１走査毎に複数光源のうち１光源のＡＰＣを行い、複数回の走査において順番に光源のＡＰＣを行う場合でも、漏れ電流の影響を小さくし、濃度むらを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の１実施例が適用される画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ１は画像形成装置全体を総合的に制御する。ＣＰＵ１はコントロールパネル２あるいは外部通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）３を通して受信されるユーザーからの印刷要求に対し、画像の読み取りの必要がある場合は、スキャナ部４によって原稿画像を読み取る。読み取った画像データは画像処理部５によってシェーディング補正などの画像処理が行われ、処理された画像データは、複数部印刷などの必要に応じてページメモリ６に格納される。ＣＰＵ１は画像データＩ／Ｆ７を介して画像処理部５からの画像データを処理及び制御し、必要に応じてメモリ８に格納する。またＣＰＵ１は、外部Ｉ／Ｆ９から転送されてくるデータもページメモリ６に格納する。ページメモリ６に格納された画像データは、画像データＩ／Ｆ７を介して、光学系ユニット１０内のレーザ制御回路１１に送られる。

光学系ユニット１０では、ビーム検知センサ１５によってレーザ光のビーム光量を検知し、ビーム検知回路１６によって、ビーム光量を電気信号に変換し、タイミング信号発生回路１７を介して１走査に必要な処理のタイミング信号が出力される。レーザ制御回路１１とＡＰＣ補正回路１８によってレーザ光量が一定値に制御され、ＣＰＵ１から送られてくる画像データに応じてレーザがＯＮ／ＯＦＦされる。

画像形成部は、感光ドラム、現像器、転写装置、及び定着器を含む。レーザアレイ１２のレーザ光はポリゴンモータドライバ１３によって駆動されるポリゴンミラー１４によって、１ライン分の画像データごとに、前記感光ドラムに照射され、レーザのＯＮ／ＯＦＦに応じて静電潜像が形成される。現像器は感光ドラムに形成された潜像に現像剤（トナー）を塗布してトナー像を形成し、転写装置は図示しない転写ローラによって該トナー像を用紙に転写する。定着器はトナー像が転写された用紙に熱と圧力をかけることにより、用紙上に画像を形成する。

図２は光学系ユニット１０の詳細を示す図である。レーザアレイチップ１２は４ビームレーザアレイチップであって、光源であるレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄと、これらレーザダイオードから出力される光の一部をモニタするフォトダイオード２０３により構成される。フォトダイオード２０３によって検出されたレーザ光量は電流に変換され、レーザ制御回路（ａ〜ｄ）１１ａ〜１１ｄに入力される。レーザ制御回路１１ａ〜１１ｄはレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄの発光状態を電気的に検知する。

レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄから出力されたレーザ光は、集光レンズ２０５を通過し偏向器であるポリゴンミラー１４で反射する。ポリゴンミラー１４は、ポリゴンモータドライバ１３で駆動されるポリゴンモータ２０によって一定速度で回転している。この結果、ポリゴンミラー１４からの反射光はｆ−θレンズ２０７を介して第１の折り返しミラー２０８で反射し、その後、像担時体としての感光ドラム２０９上を走査露光し、感光ドラム２０９上に静電潜像を形成する。

また、ｆ−θレンズ２０７を介した光信号の一部は、第２の折り返しミラー２１０で反射され、ビーム検出センサ１５に入力される。ビーム検出センサ１５は入射光に対応する電気的な検知信号を発生しビーム検知回路１６に供給する。ビーム検知回路１６は検知信号を２値化し、２値化された検知信号であるＢＤ信号を生成する。このＢＤ信号は、１走査ごとの同期をとるための基準信号となる。

ＢＤ信号はタイミング信号発生回路１７に入力され、このタイミング信号発生回路によって、ＡＰＣ処理に必要な各種ＡＰＣ信号が、レーザ制御回路１１ａ〜１１ｄ及びＡＰＣ補正回路１８ａ〜１８ｄに出力される。これらＡＰＣ信号のタイミングにあわせてレーザ光量制御を行う。

ＣＰＵ１からレーザ制御回路１１ａ〜１１ｄに画像データ信号が入力され、レーザ制御回路１１ａ〜１１ｄは入力画像データ信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ（変調）されるレーザ駆動電流をレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄに供給する。このようにして、レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄの発光のＯＮ／ＯＦＦがレーザ制御回路１１ａ〜１１ｄにより制御される。

図３はレーザ制御回路１１ａ〜１１ｄ及びその周辺回路の詳細構成を示すブロック図である。図２と共通する構成要素には同一の参照番号が付されている。

タイミング信号発生回路１７は、ＢＤ信号及び内部で発生したクロックに基づいて、後に詳述されるバイアスＡＰＣ信号ＢＡＰＣａ〜ＢＡＰＣｄ及びライトＡＰＣ信号ＷＡＰＣａ〜ＷＡＰＣｄを生成する（図５参照）。ＢＡＰＣａ〜ＢＡＰＣｄ信号及びＷＡＰＣａ〜ＷＢＡＰＣｄ信号はそれぞれ、４走査に１パルス発生し、画像形成期間以外の期間に発生する信号である。これらＡＰＣ信号が発生する期間は、図５にＡＰＣとして示す期間に対応する。例えばレーザ制御回路１１ａにはバイアスＡＰＣ信号ＢＡＰＣａ及びライトＡＰＣ信号ＷＡＰＣａが入力される。

＜バイアスＡＰＣの制御方法＞
以下、レーザ制御回路１１によるバイアスＡＰＣの制御方法について説明する。ここではレーザ制御回路１１ａを例としてバイアスＡＰＣ動作を具体的に説明する。

ＢＡＰＣａ信号がアクティブ（例えばハイレベル）の期間、ＢＡＰＣ回路３０７はレーザ駆動電流源３１７及びレーザ駆動電流回路３１８を介してレーザダイオード２０２ａを強制発光する。フォトダイオード２０３はそのレーザ光の一部をモニタ光として検出し、その光量に応じた大きさのモニタ電流を出力する。出力されたモニタ電流はモニタ電流入力抵抗３０９によって電圧値に変換される。ここで、モニタ電流スイッチ回路３１９は、タイミング信号発生回路１７によって発生されるＢＡＰＣａ信号及びＷＡＰＣａ信号のいずれかが入力されると、フォトダイオード２０３とレーザ制御回路１１ａ内のスイッチ回路３１３とをつなぐ切り替えスイッチである。尚、モニタ電流スイッチ回路３１９は図1及び図２では省略されている。

スイッチ回路３１３は、ＢＡＰＣ回路３０７とつながっており、ＢＡＰＣａ信号がアクティブのとき、フォトダイオード２０３とＢＡＰＣコンパレータ３１１を接続する切り替えスイッチである。モニタ電圧Ｖｍはスイッチ回路３１３を介してＢＡＰＣコンパレータ３１１に印加され、ＢＡＰＣ基準電圧源３１０によって設定されているＢＡＰＣ基準電圧Ｖｂｒｅｆと比較される。ここで、ＢＡＰＣ基準電圧Ｖｂｒｅｆは外部からの制御信号に基づいて可変できるようにしてもよい。

ＢＡＰＣコンパレータ３１１の比較結果はＢＡＰＣ回路３０７に供給され、ＢＡＰＣ回路３０７はＶｍ＞Ｖｂｒｅｆのとき、ＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの電荷を放電し、Ｖｍ＜ＶｂｒｅｆのときはＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの電荷を充電する。このようにＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの電荷がモニタ電圧値ＶｍとＢＡＰＣ基準電圧値Ｖｂｒｅｆとの比較に応じて充放電される。つまり、レーザダイオードのバイアス電流を決定するバイアス電圧（ここではＶｍ）がＢＡＰＣ基準電圧Ｖｂｒｅｆと等しくなるように、コンデンサ３１２ａの電圧Ｖｂが制御される。

上記バイアス電圧がＢＡＰＣ基準電圧Ｖｂｒｅｆと等しくなった後、ＢＡＰＣａ信号が非アクティブになると、スイッチ回路３１３はフォトダイオード２０３とＢＡＰＣコンパレータ３１１の接続を切り離す。ここで、ＢＡＰＣ信号がアクティブの期間は、上記のＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの充放電により、バイアス電圧がＢＡＰＣ基準電圧Ｖｂｒｅｆと等しくなるように制御されるのに必要となる時間以上長いものとする。

＜ライトＡＰＣ制御方法＞
次に、ライトＡＰＣの制御方法をレーザ制御回路１１ａを例にして説明する。

ＷＡＰＣａ信号がアクティブの期間、ＷＡＰＣ回路３０８はレーザ駆動電流源３１７及びレーザ駆動電流回路３１８を介してレーザダイオード２０２ａを強制発光させる。フォトダイオード２０３はそのレーザ光の一部をモニタ光として検出し、その光量に応じた大きさのモニタ電流を出力する。出力されたモニタ電流は、モニタ電流スイッチ回路３１９を介してモニタ電流入力抵抗３０９に供給され電圧値に変換される。

スイッチ回路３１３は、ＷＡＰＣ回路３０８とつながっており、ＷＡＰＣ信号がアクティブのとき、フォトダイオード２０３とＷＡＰＣコンパレータ３１５を接続する。このモニタ電圧Ｖｍはスイッチ回路３１３を介してＷＡＰＣコンパレータ３１５に入力され、ＷＡＰＣ基準電圧源３１４によって設定されているＷＡＰＣ基準電圧Ｖｗｒｅｆと比較される。ここで、ＷＡＰＣ基準電圧Ｖｗｒｅｆは外部からの制御信号に基づいて可変できるようにしてもよい。

ＷＡＰＣコンパレータ３１５の比較結果はＷＡＰＣ回路３０８に供給され、ＷＡＰＣ回路３０８はＶｍ＞ＶｗｒｅｆのときＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電荷を放電し、Ｖｍ＜ＶｗｒｅｆのときはＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電荷を充電する。このようにＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電荷が、モニタ電圧値ＶｍとＷＡＰＣ基準電圧値Ｖｂｒｅｆとの比較に応じて充放電される。つまり、レーザダイオードのスイッチング電流を決定するスイッチング電圧（ここではＶｍ）とＷＡＰＣ基準電圧Ｖｗｒｅｆが等しくなるように、コンデンサ３１６ａの電圧Ｖｗが制御される。

上記スイッチング電圧がＷＡＰＣ基準電圧Ｖｗｒｅｆと等しくなった後、ＷＡＰＣ信号が非アクティブになると、スイッチ回路３１３はフォトダイオード２０３とＷＡＰＣコンパレータ３１５の接続を切り離す。ここで、ＷＡＰＣ信号がアクティブの期間は、上記のＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの充放電によりスイッチング電圧ＶｗがＷＡＰＣ基準電圧Ｖｗｒｅｆと等しくなるように制御されるのに必要となる時間以上長いものとする。

上記のようにバイアスＡＰＣ制御されたレーザ駆動電圧Ｖｂ及びライトＡＰＣ制御されたレーザ駆動電圧Ｖｗは、レーザ駆動電流源３１７によってレーザ駆動電流に変換され、レーザ駆動電流回路３１８を介してレーザダイオード２０２ａに供給される。ここでレーザ駆動電流回路３１８は、ＣＰＵ１から入力される画像データ信号に応じてレーザ駆動電流をＯＮ／ＯＦＦさせる。

以上、レーザ制御回路１１ａに関する構成及び動作を説明したが、レーザ制御回路１１ｂ〜１１ｄについても同様である。

このようにしてレーザ駆動時のバイアス電圧、スイッチング電圧をＡＰＣ制御によって調節することで、温度変化や経時変化等によりレーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄの出力特性が変化しても一定のレーザ光パワーが得られるようになる。

しかし前述したように、レーザアレイチップの複数の光源において１走査中に１光源のＡＰＣ制御を行い、複数光源のＡＰＣを複数走査にかけて行う場合、つまりある光源について、例えば４走査に１度ＡＰＣを行う場合に問題が生じる。即ち、ある光源の光量において、ＡＰＣ制御を行った直後の走査の光量に比べ、他の光源のＡＰＣ制御のために当該光源のＡＰＣ制御を行わなかったときの走査の光量が小さくなってしまう。これは、発光量を決定する電圧値をホールドするコンデンサ（３１２、３１６）の漏れ電流のため、該電圧値が低下するからである。このためＡＰＣ制御を行った走査とＡＰＣ制御を行わなかった走査では濃度むらが発生することになる。本実施例ではＡＰＣ補正回路１８によって、この漏れ電流による光量低下の影響を小さくし、濃度むらを抑制する。

図４はタイミング信号発生回路１７及びＡＰＣ補正回路１８ａの構成を示すブロック図である。

先ず、タイミング信号発生回路１７について説明する。

ビーム検出センサ１５はポリゴンミラー１４により走査されるレーザ光を検出し、ビーム検知回路１６を介してＢＤ信号が出力される。ＢＤ信号の周期は１走査周期に相当し、一般的には数百μｓ程度である。画像クロック発生器３０３によって発生した画像クロックは、同期回路３０２によりＢＤ信号と同期される。カウンタ３０４は、同期した画像クロックのクロック数をカウントする。ＢＡＰＣ発生回路３０５はカウンタ３０４のカウンタ値に応じてＢＡＰＣ信号（ＢＡＰＣａ〜ＢＡＰＣｄ信号）をアクティブ（例えばハイレベル）にする。ＷＡＰＣ発生回路３０６はカウンタ３０４のカウンタ値に応じて、ＷＡＰＣ信号（ＷＡＰＣａ〜ＷＡＰＣｄ信号）をアクティブにする。

図５はタイミング信号発生回路１７の詳細な動作を示すタイミングチャートである。

ＢＤカウンタ３２０によって、ＢＤ信号が４回入力されるごとにリセット信号が発生し、カウンタ３０４のカウンタ値が０にリセットされる。このとき、ＢＤカウンタ３２０もカウンタ値がリセットされる。カウンタ３０４はＢＤ信号に同期した画像クロックをカウントする。カウンタ３０４のカウンタ値があらかじめ設定された値になると、バイアスＡＰＣ信号（ＢＡＰＣ信号）発生器３０５はＢＡＰＣａ信号を一定期間（図５の［１］の期間）アクティブにし、設定された他のカウンタ値になるとＢＡＰＣａ信号を非アクティブにする。

このＢＡＰＣａ信号のアクティブ期間の値は、例えば図１のＣＰＵ１によってあらかじめカウンタ３０４の図示しないレジスタに設定されている。またＢＡＰＣａ信号のアクティブ期間は、ＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの容量及び１走査周期等に応じて、およそ数μｓ〜１０μｓ程度である。このＢＡＰＣａ信号がアクティブになっている期間に、レーザ制御回路２０２ａによって前述したバイアスＡＰＣ制御を行う。バイアスＡＰＣ制御を行っている際にレーザダイオード２０２ａを強制発光させて（図５のＬＤ光ａの光量Ｂａ）、フォトダイオード２０３によりレーザ出力をモニタし、バイアス電圧を調節し発光時のレーザ出力が一定になるように制御される。

同様にカウンタ３０４があらかじめ設定された他のカウンタ値になると、ライトＡＰＣ信号（ＷＡＰＣ信号）発生器３０６はＷＡＰＣａ信号を一定期間（図５の［２］の期間）アクティブにする。カウンタ３０４のカウンタ値が設定されたカウンタ値になると、ＷＡＰＣ信号発生器３０６はＷＡＰＣａ信号を非アクティブにする。

このＷＡＰＣａ信号のアクティブ期間の値も図１のＣＰＵ１によってあらかじめカウンタ３０４の図示しないレジスタに設定されているものとする。このＷＡＰＣａ信号がアクティブになっている期間は、ＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの容量及び１走査周期等に応じて、およそ数μｓ〜１０μｓ程度である。このＷＡＰＣａ信号がアクティブになっている期間にレーザ制御回路１１ａによって前述したライトＡＰＣ制御を行う。ライトＡＰＣ制御を行っている際にレーザダイオード２０２ａを強制発光させて（図５のＬＤ光ａの光量Ｗａ）、フォトダイオード２０３によりレーザ出力をモニタして、スイッチング電圧を調節し、画像データ領域での画像書込みレーザ出力（図５のＬＤ光ａの光量Ｄａ）が一定になるように制御される。また、レーザダイオード２０２ａのＷＡＰＣａ信号のアクティブ期間を、次の走査の先頭部に重なるようにし、このＷＡＰＣａ信号がアクティブの時のレーザダイオード２０２ａの強制発光（図５の［２］の終端部）によって、次の周期のＢＤ信号を発生している。

これらバイアスＡＰＣ制御、ライトＡＰＣ制御は、１走査周期中の非画像領域で行われる。また、画像データ領域（図５では一部省略している）においてはＣＰＵ１から出力される画像データに応じてレーザダイオード２０２ａのレーザ出力がＯＮ／ＯＦＦされる。

以上、図５の１周期目の走査時にＢＡＰＣａ信号によるバイアスＡＰＣ制御、ＷＡＰＣａ信号によるライトＡＰＣ制御を行ったが、これ以降の３走査においては、ＢＡＰＣａ信号、ＷＡＰＣａ信号は発生しない。レーザ光ａについて、４走査ごとにバイアスＡＰＣ制御（図５の［１］の期間）、ライトＡＰＣ制御（図５の［２］の期間）が行われる。

以上、ＢＡＰＣａ信号、ＷＡＰＣａ信号のタイミングについて説明したが、同様にＢＡＰＣｂ〜ＢＡＰＣｄ信号、ＷＡＰＣｂ〜ＷＡＰＣｄ信号も、カウンタ３０４のカウンタ値を基にして、走査中の非画像領域において、３走査おきに発生させられる。４走査ごとにＢＡＰＣｂ〜ＢＡＰＣｄ信号、ＷＡＰＣｂ〜ＷＡＰＣｄ信号がアクティブにされ、その期間にそれぞれのバイアスＡＰＣ制御（図５の［３］、［５］、［７］の期間）、ライトＡＰＣ制御（図５の［４］、［６］、［８］の期間）を行う。

このように、４走査ごとのバイアスＡＰＣ制御及びライトＡＰＣ制御を行うタイミングは、ＢＤカウンタ３２０の値によって決められる。ＢＡＰＣｂ〜ＢＡＰＣｄ信号、ＷＡＰＣｂ〜ＷＡＰＣｄ信号を発生させるためのカウンタ値も、クロック数としてカウンタ３０４内のレジスタに設定されているものとする。

＜ＡＰＣ補正方法＞
次に、ＡＰＣ補正方法についてＡＰＣ補正回路１８ａを例として説明する。

図４において、タイミング信号発生回路１７により発生されたＢＡＰＣ信号及びＷＡＰＣ信号は、ＡＰＣ補正回路１８ａ内の８入力２出力マルチプレクサ４０１に入力される。このマルチプレクサ４０１内のデコーダ４０２は、タイミング信号発生回路１７から入力された信号をデコードつまり判別し、判別結果に応じて、選択回路４０３のスイッチを切り替える。

選択回路４０３のスイッチはバイアスＡＰＣ補正電圧源（ＢＡＰＣ補正電圧源）４０４及びライトＡＰＣ補正電圧源（ＷＰＡＣ補正電圧源）４０５に接続されている。選択回路４０３は、ＢＡＰＣ補正電源４０４からのバイアスＡＰＣ用の補正電圧Ｖｂｍｏｄａ〜Ｖｂｍｏｄｄのいずれか１つの電圧、及びＷＡＰＣ補正電源４０５からのライトＡＰＣ用補正電圧Ｖｗｍｏｄａ〜Ｖｗｍｏｄｄのいずれか１つの電圧を選択して出力する。選択回路４０３のスイッチがＯＮすると、補正電圧はボルテージフォロアなどで構成されるＢＡＰＣ電圧回路４０６及びＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７の非反転入力端子に供給される。

例えば、タイミング発生回路１７からＡＰＣ補正回路１８ａにＢＡＰＣａ信号（例えばハイレベル信号）が入力されたとすると、マルチプレクサ４０１内のデコーダ４０２によってＢＡＰＣａ信号が入力されたことが判別され、補正電圧Ｖｂｍｏｄａに対応する選択回路４０３のスイッチ４０３ｂ１がＯＮされる。この結果、ＢＡＰＣ補正電源４０４の補正電圧ＶｂｍｏｄａがＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６の非反転入力端子に供給される。ＢＡＰＣｂ信号〜ＢＡＰＣｄ信号、ＷＡＰＣａ信号〜ＷＡＰＣｄ信号についても同様に、デコーダ４０２によって入力信号が判別され、その入力信号に応じて、選択回路４０３のスイッチがＯＮされ、対応する補正電圧が電圧シフト回路に供給される。

ＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６、あるいはＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７を構成するボルテージフォロアは、非反転入力端子に入力された電圧と反転入力端子の電圧が同一となるように、出力電圧が発生する。そのため、選択回路４０３のスイッチがＯＮにされ、ＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６に供給される補正電圧は、ＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６の出力電圧に等しい。同様に、選択回路４０３のスイッチがＯＮにされ、ＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７に供給される補正電圧と、ＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７の出力電圧は等しい。

このＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６及びＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７の出力端子は、それぞれＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａ及びＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａと接続されている。従って、レーザ制御回路１１ａのＡＰＣ制御によりＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａに蓄えられている電荷に対応する電圧に、補正電圧Ｖｂｍｏｄを加算することができる。同様に、レーザ制御回路１１ａのＡＰＣ制御によりＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａに蓄えられている電荷に対応する電圧に、補正電圧Ｖｗｍｏｄを加算することができる。

ここで、この補正電圧を１走査中のホールドコンデンサの漏れ電流に対応する電圧に一致させる。このホールドコンデンサ電圧の底上げによって、漏れ電流によるホールドコンデンサの電圧低下を補正することができる。従って、複数走査ごとにしかＡＰＣ制御を行わない場合においてもレーザ光量の低下を抑制できる。

尚、このＢＡＰＣ電圧補正電源４０４とＷＡＰＣ電圧補正電源４０５から供給される補正電圧Ｖｂｍｏｄ ａ〜Ｖｂｍｏｄ ｄ、及びＶｗｍｏｄ ａ〜Ｖｗｍｏ ｄは外部から入力できるようにしてもよい。その際、ビーム検出センサ１５の検出光量から、温度変化や経時変化などによる漏れ電流の変化を図１のＣＰＵ１によって測定し、その変化に応じた補正電圧を、ＢＡＰＣ電圧シフト回路４０６あるいはＷＡＰＣ電圧シフト回路４０７に供給するようにしてもよい。

図６はＡＰＣ補正回路によるレーザ光の光量補正動作を示すタイミングチャートである。尚、図６では、例としてレーザダイオード２０２ａの光量補正を示す。

図５で示したように、ＢＡＰＣａ〜ＢＡＰＣｄ信号、及び、ＷＡＰＣａ〜ＷＡＰＣｄ信号は、それぞれ４走査に１パルス発生される。（図５の[１]〜[８]）。つまり、バイアスＡＰＣ制御、ライトＡＰＣ制御は４走査ごとにしか行われない。ＡＰＣ制御を行う周期が長いとその間のＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａ、ＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａのドループが大きくなり、レーザ光量もその分大きく低下する。ドループによるＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａ、ＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電圧の変化のタイミングチャートを図６のＶｗ＋Ｖｂとして示す。この電圧Ｖｗ＋Ｖｂはレーザダイオード２０２ａの駆動電流に対応する電圧である。ここで、下向きの太矢印ΔＶｂはＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの４走査期間に降下する電圧、下向きの太矢印ΔＶｗはＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの４走査期間に降下する電圧を示す。

本実施例での補正のタイミングを、まず、ＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの補正について示し、次にＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの補正について示す。

本実施例では、レーザダイオード２０２ａのバイアスＡＰＣ期間中（図６の［１］の期間）に決定したＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの印加電圧Ｖｂに対して、図４で示した方法で補正電圧を印加する。印加するタイミングは、ＢＡＰＣｂ〜ＢＡＰＣｄ信号がＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミング（図６の[３]、[５]、［７］のタイミング）である。補正電圧は図中、上向き矢印で示されているＶｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄである。

同様に、レーザダイオード２０２ａのライトＡＰＣ期間中（図６の［２］の期間）に決定したＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの印加電圧Ｖｗに対して、図４で示した方法で補正電圧を印加する。印加するタイミングは、ＷＡＰＣｂ〜ＷＡＰＣｄ信号がＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミング（図６の[４]、[６]、［８］のタイミング）である。補正電圧は図中、上向き矢印で示されているＶｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄである。

また、補正電圧Ｖｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄ、または、Ｖｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄによって補正されるレーザダイオード２０２ａの光量の変化のタイミングチャートをＬＤ光ａとして示す。ここで、下向きの太矢印はドループによる光量の減少を示し、上向きの矢印は、補正電圧Ｖｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄ、またはＶｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄによって補正される光量の増加を示している。

図７は各ＡＰＣ補正回路に適用される補正電源の電圧例を示す。レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄについてＡＰＣが行われるタイミングは図６に示すように異なっているので、Ｖｂｍｏｄａ〜Ｖｂｍｏｄｄ及びＶｗｍｏｄａ〜Ｖｗｍｏｄｄに対応する値も異なっている。尚、各レーザダイオード２０２ａ〜２０２ｄについてＡＰＣが行われる期間の補正電圧は０Ｖである。つまり補正回路１８ａではＶｗｍｏｄａ及びＶｂｍｏｄａは０．０００Ｖ、補正回路１８ｂではＶｗｍｏｄｂ及びＶｂｍｏｄｂは０．０００Ｖ、補正回路１８ｃではＶｗｍｏｄｃ及びＶｂｍｏｄｃは０．０００Ｖ、補正回路１８ｄではＶｗｍｏｄｄ及びＶｂｍｏｄｄは０．０００Ｖである。

また、上記の実施例では、コンデンサのドループによるレーザの光量低下に対しての補正を例としてあげているが、コンデンサに電荷が流れ込みレーザの光量が増加する場合に対しても、図７で示した、設定しておく補正電圧を負電圧にしておくことなどで、同様に、増加したレーザ光量を所望のレーザ光量に補正することができる。光量が増加する場合の光量補正のタイミングチャートと補正例を図８に示す。図８では例としてレーザダイオード２０２ａ（ＬＤａ）の光量補正を示す。

図５で示したように、ＢＡＰＣａ〜ＷＡＰＣｄ信号、及び、ＷＡＰＣａ〜ＷＡＰＣｄ信号は、それぞれ４走査に１パルス発生される。（図５の[１]〜[８]）。つまり、バイアスＡＰＣ制御、ライトＡＰＣ制御は４走査ごとにしか行われない。ＡＰＣ制御を行う周期が長いとその間のＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａ、ＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電圧の増加が大きくなり、レーザ光量もその分大きく増加する。ここで、ＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａ、ＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの電圧の変化のタイミングチャートを図８のＶｗ＋Ｖｂとして示す。ここで、上向きの太矢印ΔＶｂはＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの４走査期間に増加する電圧、上向きの太矢印ΔＶｗはＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの４走査期間に増加する電圧を示す。

本実施例での補正のタイミングを、まず、ＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの補正について示し、次にＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの補正について示す。

本実施例では、レーザダイオード２０２ａのバイアスＡＰＣ期間中（図８の［１］の期間）に決定したＢＡＰＣホールドコンデンサ３１２ａの印加電圧Ｖｂに対して、図４で示した方法で補正電圧を印加する。印加するタイミングは、ＢＡＰＣｂ〜ＢＡＰＣｄ信号がＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミング（図８の[３]、[５]、［７］のタイミング）である。補正電圧は図中、下向き矢印で示されているＶｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄである。

同様に、レーザダイオード２０２ａのライトＡＰＣ期間中（図８の［２］の期間）に決定したＷＡＰＣホールドコンデンサ３１６ａの印加電圧Ｖｗに対して、図４で示した方法で補正電圧を印加する。印加するタイミングは、ＷＡＰＣｂ〜ＷＡＰＣｄ信号がＬｏｗからＨｉｇｈになるタイミング（図８の[４]、[６]、［８］のタイミング）である。補正電圧は図中、下向き矢印で示されているＶｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄである。

また、補正電圧Ｖｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄ、または、Ｖｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄによって補正されるＬＤａの光量の変化のタイミングチャートをＬＤ光ａとして示す。ここで、上向きの太矢印は光量の増加を示し、下向きの矢印は、補正電圧Ｖｂｍｏｄｂ〜Ｖｂｍｏｄｄ、またはＶｗｍｏｄｂ〜Ｖｗｍｏｄｄによって補正される光量の減少を示している。

このようにして、レーザアレイを光源として用い、レーザアレイの各光源のＡＰＣ制御を複数走査に１回行う場合でも、ホールドコンデンサの漏れ電流によるレーザ光量低下を抑制でき、画像濃度むらの発生を防止できる。

以上、レーザダイオード２０２ａを例に、ＡＰＣ電圧補正によるレーザ光量について示したが、レーザダイオード２０２ｂ〜レーザダイオード２０２ｄについても同様に光量補正ができる。また、本実施例では、光源数が４つである４ビームレーザアレイについて説明したが、光源の数が２つ以上のレーザアレイについても説明は同様である。更に、本実施例のように各ビームのバイアスＡＰＣ制御、ライトＡＰＣ制御を行うタイミングはビーム数に対応する走査間隔ではなくてもよく、また、光量補正を行うタイミングはＢＡＰＣ信号、ＷＡＰＣ信号のタイミングに限らなくてもよい。更に本発明は１走査の幅よりポリゴン面の幅の方が短いオーバーフィル方式、逆にポリゴン面の幅の方が長いアンダーフィル方式のどちらの方式についても適用できる。

以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。

画像形成装置の全体構成を示すブロック図。 光学系ユニットの構成を示すブロック図。 レーザ制御回路とその周辺回路の構成を示すブロック図。 ＡＰＣ補正回路とタイミング信号発生回路の構成を示すブロック図。 本発明の一実施例に係るＡＰＣ制御の動作を示すタイムチャート。 本発明の一実施例に係るＡＰＣ電圧補正及びレーザ光量補正の動作を示すタイムチャート。 各ＡＰＣ補正回路に適用される補正電源の電圧例を示す図。 本発明の他の実施例に係るＡＰＣ電圧補正及びレーザ光量補正の動作を示すタイムチャート。

Claims (11)

1. レーザ光を発生する複数の光源と、
   前記複数の光源からのレーザ光を偏向走査する走査部と、
   この複数の光源のそれぞれのレーザ光の光量を検出する光量センサと、
   この光量センサによって検知された光量を検知信号にして提供する光量検知回路と、
   各光源の発光量を決定する電圧をそれぞれ保持する複数の電圧保持部と、
   前記光量検出回路からの各光量信号の値と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて対応する電圧保持部の電圧を調節し、該電圧保持部の電圧に基づいて前記光源の駆動電流を調節し発光量を制御する発光量制御部と、
   前記レーザ光の複数回の走査期間中における各電圧保持部に充電された電荷の変動に応じた前記光源の光量変動を補正する補正部と、
   を具備することを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 前記走査部により走査される前記レーザ光を検知し、１走査ごとの同期信号を生成するレーザ光検知部と、前記レーザ光検知部により生成される同期信号に基づいて、前記光量制御部の制御期間を決定するタイミング信号を、前記複数の光源について発生するタイミング信号発生部とを更に具備し、
   前記補正部は、前記複数の光源について発生されたタイミング信号を判別する判別部と、複数の補正電圧を発生する補正電圧部とを具備し、前記判別部の判別結果に応じて、前記複数の補正電圧のうち１つを選択し、選択された補正電圧を電圧保持部に付加することを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
3. 前記タイミング信号発生部は、クロック発生部と、該クロック発生部により発生されるクロックをカウントするカウンタとを具備し、該カウンタのカウント値と複数の所定数値を比較することで前記タイミング信号を発生することを特徴とする請求項２記載の光ビーム走査装置。
4. 前記補正部は、前記レーザ光の１走査毎に前記複数の光源の発光量を補正することを特徴とする請求項３記載の光ビーム走査装置。
5. 前記補正電圧部はレーザ発光閾値以下の電流を補正する第１の補正部と、画像データに応じてレーザ発光のスイッチ電流を補正する第２の補正部を含むことを特徴とする請求項２記載の光ビーム走査装置。
6. 前記走査部の光学系はオーバーフィル方式であることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
7. 前記発光量制御部は、前記レーザ光の走査毎に、前記複数の光源のうち１つの光源の発光量を制御することを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
8. 前記補正部は、前記レーザ光の１走査毎に前記複数の光源の発光量を補正することを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
9. 前記補正部は、前記走査部の１走査毎に前記複数の光源の発光量を補正することを特徴とする請求項２記載の光ビーム走査装置。
10. レーザ光をそれぞれ発生する複数の光源と、
    前記複数の光源からのレーザ光を偏向走査する走査部と、
    この複数の光源のそれぞれのレーザ光の光量を検出する光量センサと、
    この光量センサによって検知された光量を検知信号にして提供する光量検知回路と、
    各光源の発光量を決定する電圧をそれぞれ保持する複数の電圧保持部と、
    前記光量検出回路からの各光量信号の値と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて対応する電圧保持部の電圧を調節し、該電圧保持部の電圧に基づいて前記光源の駆動電流を調節し発光量を制御する発光量制御部と、
    前記レーザ光の複数回の走査期間中における各電圧保持部に充電された電荷の変動に応じた前記光源の光量変動を補正する補正部と、
    前記発光量制御部により発光量が制御されたレーザ光を、画像データに応じて変調し、前記走査部により走査することにより、被画像形成媒体上に像を形成する画像形成部と、
    を具備することを特徴とする画像形成装置。
11. 光ビーム走査方法であって、
    複数の光源からレーザ光をそれぞれ発生し、
    この複数の光源のそれぞれのレーザ光の光量を検出し、
    前記検知された光量を検知信号にして提供し、
    複数の電圧保持部により、各光源の発光量を決定する電圧をそれぞれ保持し、
    前記光量検出回路からの各光量信号の値と所定値とを比較し、該比較結果に基づいて対応する電圧保持部の電圧を調節し、該電圧保持部の電圧に基づいて前記１つの光源の駆動電流を調節することで発光量を制御し、
    前記複数回の走査期間中における各電圧保持部に充電された電荷の変動に応じた前記光量の光量変動を補正することを特徴とする光ビーム走査方法。

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