JP2006198882A - 光走査装置及び光量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の走査期間に分割して光量制御を行っても濃度むらの発生を抑制することができる光走査装置及び光量制御方法を提供する。
【解決手段】 複数の発光部のうち２つの異なる発光部から出射された２本の光ビームによって副走査方向に相対移動する感光体ドラムの同一領域を（重複走査）二重露光する光走査装置において、複数の走査期間に分割して複数の発光部の各々を順に駆動し、光量センサで検知された発光光量に基づいて複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行う。このとき、該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって感光体ドラムの同一領域が重複走査されないように、奇数番目の光ビームを光量制御した後に偶数番目の光ビームを光量制御して、複数の走査期間にわたって全発光部の光量制御を行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は、複数の発光部を備えた光源を有し、該発光部から出射された光ビームを被走査面に走査させる光走査装置及び該光走査装置の光量制御方法に関する。

複数の発光部を備えた光源から出射される光ビームの各々を光偏向器（回転多面鏡等）で偏向して感光体上で同時に走査させ、１回の走査で複数本の走査線の走査を行う光走査装置を用いた画像形成装置は従来より知られている。例えば、光源として１チップに複数の発光部を有した面発光レーザ等を用いた光走査装置が広く知られている。

なお、複数本の光ビームによって複数本の走査線を同時に走査させて画像を形成する場合、個々の光ビームの光量のばらつきが画像上で濃度むらとして視認されるため、従来より、光量が一定になるように光量制御（ＡＰＣともいう）が行われている（例えば、特許文献１参照）。

詳しくは、１走査期間内において画像形成期間以外の非画像形成期間で各発光部から光ビームを順次出射させて光量を検知し、検知した光量が所望の光量となるように駆動電流または電圧を調整して発光光量を調整する。そして、このときの駆動電流値（電圧値）を保持することで画像形成期間において各発光部から所望の光量の光ビームを出射させることができる。

このような、光走査装置において１ピッチ（１回の走査で露光する副走査方向の幅）ずつ走査した場合に、走査線間（継ぎ目）で光ビームの濃度特性の影響を受けて筋状の濃度むらが発生することがある。

この問題を解決する手段として、継ぎ目となる走査位置に対して多重露光を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、継ぎ目だけでなく副走査方向に１／２ピッチずつ走査して二重露光を行う光走査装置も知られている。これにより筋状の濃度むらを抑制することができる。

このような二重露光を行う光走査装置において印刷スピードの高速化を図る場合には、走査スピードを増速する必要がある。これにより１走査に要する時間が短くなるため、光量制御時間も短くなってしまう。光量制御時間が短くなると、発光部の数が多い場合には、１走査の光量制御時間内で全ての発光部に対して光量制御を実行することができなくなる。光量制御が実行できない発光部から出射される光ビームは光量が低下してしまい、形成される画像に濃度むらが生じてしまう。

この問題を解決する手段として、発光部の光量制御を複数の走査期間に分割して実行する方法が知られている。例えば発光部数が１６個の面発光レーザに対して、２走査期間にわたって光量制御を行う場合には、図２３に示されるように１走査目で１〜８番目の発光部を順に駆動して光量制御を行い、２走査目で残りの９〜１６番目の発光部を順に駆動して光量制御を行い、以降はこれを繰り返し行う。この方法により、複数の走査期間で全ての発光部に対する光量制御が可能になる。
特開２００４−１０６４１９公報 特開２００３−１８２１３９公報

しかしながら、光量制御を複数の走査期間に分割する従来の方法では、以下のような問題が発生する。

図２４は、上記のように副走査方向に１／２ピッチずつ走査して二重露光を行う光走査装置で上記図２３で示した光量制御のタイミングで全１６個発光部を前半（１〜８）と後半（９〜１６）に分割して光量制御を行ったときの、二重露光部分の露光状態（画像形成状態）を示した説明図である。黒塗りの光ビームが光量制御（ＡＰＣ）が行われた光ビームを示しており、斜線の光ビームがＡＰＣが行われなかった光ビームを示している。

１走査目では、１〜８番目の発光部から出射される光ビームの光量制御が順に行われるが、このとき９〜１６番目の発光部から出射される光ビームの光量制御は行われないので光量が低下する。次に、２走査目で残りの９〜１６の発光部から出射される光ビームの光量制御が行われるが、このとき１〜８番目の発光部から出射される光ビームの光量制御は行われないので光量が低下する。

以降の走査も同様の順序で光量制御を繰り返して二重露光を行うと、二重露光部分で光量差が発生する。すなわち、図２４に示されるように、走査期間で光量制御されなかった光ビーム同士が二重露光された領域（Ａ）と、光量制御された光ビーム同士が二重露光された領域（Ｂ）とが交互に出現し、形成された画像に濃度むらが発生してしまう。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、複数の走査期間に分割して光量制御を行っても濃度むらの発生を抑制することができる光走査装置及び光量制御方法を提供することをを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光走査装置は、副走査方向に配列された光ビームを出射する複数の発光部を備えた光源と、前記発光部のうち少なくとも２つの異なる発光部から出射された複数の光ビームによって副走査方向に相対移動する被走査面の同一領域を重複走査する走査手段と、前記発光部から出射された光ビームの発光光量を各々検知する検知手段と、複数の走査期間に分割して前記複数の発光部の各々を順に駆動し、前記検知手段で検知された発光光量に基づいて前記複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行う際に、前記走査手段が該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって前記被走査面上の同一領域を重複走査しないように、前記発光部を順に駆動して光量制御を行う制御手段と、を含んで構成されている。

この光走査装置は、副走査方向に配列された光ビームを出射する複数の発光部を備えた光源を備え、この複数の発光部から光ビームを出射して被走査面の同一領域を重複走査する。このとき、発光部から出射される光ビームの光量が低下しないように各走査期間で光量制御を行う。具体的には、複数の走査期間に分割して複数の発光部の各々を順に駆動し、該順に駆動した前記発光部の各々の発光光量を検知し、該検知した発光光量に基づいて複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行うが、この際、走査手段が該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって被走査面上の同一領域を重複走査しないように、各発光部を順に駆動して光量制御を行う。

なお、光量制御された直後の光ビームは光量が十分高いため、この光ビームのみで重複走査すると、その領域の総光量は高くなる。また、逆に、光量制御される直前の光ビームは光量が低下しているため、この光ビームのみで重複走査すると、その領域の総光量は大幅に低くなる。特に、全発光部から出射される光ビームの光量制御を多くの走査期間に分割して行う場合には、光量制御間隔があくため、その差は大きくなる。従って、各領域間の総光量差が拡大し、濃度むらが発生してしまう。

これに対して、本発明では、被走査面上の同一領域が光量制御された直後の光ビームのみ又は光量制御される直前の光ビームのみによって重複走査されないため、各領域に走査される光ビームの総光量の各領域間格差が小さくなる。従って、被走査面上の濃度むらを低減できる。

また、前記制御手段は、前記複数の走査期間において、前記複数の発光部を副走査方向に沿って奇数番目の発光部群と偶数番目の発光部群とに分割したときの一方の群の発光部から出射される光ビームを光量制御した後に他方の群の発光部から出射される光ビームを光量制御することができる。

ここで、光量制御の順序は、例えば先に奇数番目の発光部群の光ビームについて順次実行し、その後偶数番目の発光部群の光ビームについて順次実行するようにしてもよい。また、この逆でもよい。これにより、光量制御を実行した直後の光ビームが同一領域で重複走査されることはなく、かつ光量制御を実行しないで光量が低下した光ビームが同一領域で重複走査されることはない。すなわち、各領域の総光量差を小さくすることができるので、被走査面上の濃度むらを低減できる。

前記制御手段は、前記複数の走査期間の各々の期間で光量制御される光ビームの数が略同一になるように光量制御を行うことができる。

これにより、各走査期間において、光量制御する時間を平均化して短縮することができると共に、各光ビームの光量低下を抑制することができる。

また、本発明の光量制御方法は、光ビームを出射する副走査方向に配列された複数の発光部を備えた光源と、前記発光部のうち少なくとも２つの異なる発光部から出射された複数の光ビームによって副走査方向に相対移動する被走査面の同一領域を重複走査する走査手段とを有する光走査装置の光量制御方法であって、複数の走査期間に分割して前記複数の発光部の各々を順に駆動し、該順に駆動した前記発光部の各々の発光光量を検知し、該検知された発光光量に基づいて前記複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行う際に、前記走査手段が該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって前記被走査面上の同一領域を重複走査しないように、前記発光部を順に駆動して光量制御を行う。

本発明の光量制御方法も、本発明の光走査装置と同様に作用するため、複数の走査期間に分割して光量制御を行っても濃度むらの発生を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、複数の走査期間に分割して光量制御を行っても濃度むらの発生を抑制することができる、という優れた効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成図である。画像形成装置１０は、図示しない駆動手段により所定の回転速度で矢印Ａ方向に回転される感光体ドラム１２を備えており、感光体ドラム１２の上方には、感光体ドラム１２の外周面を帯電させる帯電器１４が設けられている。

帯電器１４の上方には光ビーム走査装置１６が配置されている。詳細は後述するが、光ビーム走査装置１６は、光源から射出される複数本の光ビームを、形成すべき画像に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、感光体ドラム１２の外周面上を感光体ドラム１２の軸線と平行に走査させる。これにより、感光体ドラム１２の外周面上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム１２の側方には現像装置１８が配置されている。現像装置１８には４個の現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが設けられている。現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは各々現像ローラ２０を備え、内部に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色のトナーを貯留している。各現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、感光体ドラム１２の外周面上の静電潜像を現像する。また感光体ドラム１２を挟んで現像装置１８の反対側には、感光体ドラム１２の外周面を除電する機能及び外周面上に残留している不要トナーを除去する機能を備えた除電・清掃器２２が配置されている。

このような構成により、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の外周面上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像が互いに重なるように順次形成され、感光体ドラム１２が４回転した時点で感光体ドラム１２の外周面上にフルカラーのトナー像が形成される。

また、感光体ドラム１２の略下方には無端の中間転写ベルト２４が配設されている。中間転写ベルト２４はローラ２６，２８，３０に巻掛けられており、外周面が感光体ドラム１２の外周面に接触するように配置されている。ローラ２６〜３０は図示しないモータの駆動力が伝達されて回転し、中間転写ベルト２４を矢印Ｂ方向に回転させる。

中間転写ベルト２４を挟んで感光体ドラム１２の反対側には転写器３２が配置されており、感光体ドラム１２の外周面上に形成されたトナー像は転写器３２によって中間転写ベルト２４の画像形成面に転写される。転写後、感光体ドラム１２の外周面のうち転写されたトナー像を担持していた領域は、除電・清掃器２２によって清掃される。

中間転写ベルト２４よりも下方側にはトレイ３４が配置されており、トレイ３４内には記録材料としての用紙Ｐが多数枚積層された状態で収容されている。トレイ３４の左斜め上方には取り出しローラ３６が配置されており、取り出しローラ３６による用紙Ｐの取り出し方向下流側にはローラ対３８、ローラ４０が順に配置されている。積層状態で最も上方に位置している記録紙は、取り出しローラ３６が回転されることによりトレイ３４から取り出され、ローラ対３８、ローラ４０によって搬送される。

また、中間転写ベルト２４を挟んでローラ３０の反対側には転写器４２が配置されている。ローラ対３８、ローラ４０によって搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト２４と転写器４２の間に送り込まれ、中間転写ベルト２４の画像形成面に形成されたトナー像が転写器４２によって転写される。転写器４２よりも用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ対を備えた定着器４４が配置されており、トナー像が転写された用紙Ｐは、転写されたトナー像が定着器４４によって溶融定着された後に画像形成装置１０の機体外へ排出され、図示しない排紙トレイ上に載置される。

次に図２を参照し、光ビーム走査装置１６について説明する。光ビーム走査装置１６はｍ（ｍは少なくとも２以上）個の発光部５０Ａから光ビームを射出する面発光レーザアレイ５０を備えている。面発光レーザアレイ５０は、発光部５０Ａを副走査方向に１列に配列して構成してもよいが、本実施の形態では、図３に示すように、各発光部５０Ａを副走査方向に微小にずらし２次元配列して構成する。以下、図３に示すように１６個の発光部５０Ａを有する２次元配列型の面発光レーザアレイ５０を例に挙げて説明するが、図２では、省略して４個の発光部５０Ａのみ図示した。

面発光レーザアレイ５０の光ビーム射出側には、コリメータレンズ５２、ハーフミラー５４が順に配置されている。面発光レーザアレイ５０から射出された光ビームは、コリメータレンズ５２によって略平行光束にされた後にハーフミラー５４に入射される。ハーフミラー５４に入射した光ビームは、透過光と反射光に分けられ、透過光は副走査方向にパワーをもつシリンダレンズ６２へ、反射光は光量センサ５８の受光部５８Ａへ入射する。光量センサ５８は受光部５８Ａで受光された光ビームの光量を検出する。

なお、面発光レーザは、露光に用いる光ビームが射出される側と反対側からは光ビームが射出されないため、このように、光ビームの出射方向に光量センサ５８の受光部５８Ａを設け、光ビームの光量を検出して光量制御（ＡＰＣ）を行っている。

一方、シリンダレンズ６２を透過した光ビームは矢印Ｃ方向に回転する光偏向器６６により偏向される。偏向された光ビームはｆθレンズ７０により等速に走査するよう補正されへ感光体ドラム１２の外周面上に照射される。このとき同時に感光体ドラム１２が副走査方向（矢印Ｄ方向）に回転することで画像が形成される。

また、ｆθレンズ７０の光ビーム射出側には、光ビームの走査範囲のうち走査開始側の端部（ＳＯＳ:Start Of Scan）に相当する位置にピックアップミラー７６が配置されており、ピックアップミラー７６の光ビーム射出側にはビーム位置検出センサ（ＳＯＳセンサ）７８が配置されている。面発光レーザアレイ５０から射出された光ビームは、光偏向器６６の各反射面のうちの光ビームを反射している面が、入射ビームをＳＯＳに相当する方向へ反射する向きとなったときに、ピックアップミラー７６で反射されてＳＯＳセンサ７８に入射される。光ビームが入射したときにＳＯＳセンサ７８からは主走査同期信号が出力される。この信号は、光偏向器６６の回転に伴って感光体ドラム１２の外周面上を走査される光ビームを変調して静電潜像を形成するにあたり、各回の主走査における変調開始タイミング（画像書込みタイミング）の同期をとるために用いられる。

なお、本実施の形態の光ビーム走査装置１６では、二重露光走査が行われる。二重露光走査は、感光体ドラム１２の外周面を副走査方向に１／２ピッチずつ相対移動させながら光ビームを主走査することにより、感光体ドラム１２の同一領域を２つの異なる発光部５０Ａから出射された光ビームによって重複露光することをいう。本実施の形態では、面発光レーザアレイ５０の発光部５０Ａが１６個であるため、まず１走査で１６本の走査線が露光される。ここで解像度を２４００ｄｐｉとすると、各走査線の副走査方向の間隔は１０．６μｍとなる。続いて感光体ドラム１２を副走査方向に１０．６×８μｍ回転（１／２ピッチ回転）させ次の走査を行う。二重露光走査では、ｎ回目の走査により形成された走査線後半８本と、ｎ＋１回目の走査により形成された走査線前半８本とが同じデータで二回露光されて該走査線の領域の画像形成が完了する。

続いて、画像形成装置１０の制御装置のうち、光ビーム走査装置１６の面発光レーザアレイ５０からの光ビームの射出を制御する部分（以下、この部分を制御部８０と称する）の構成について、図４を参照して説明する。制御装置は、画像形成装置１０によって形成すべき画像を表す画像データを記憶するための記憶部８２を内蔵しており、記憶部８２に記憶された画像データは、画像形成装置１０によって画像が形成される際に制御部８０の変調信号生成手段８４に入力される。

変調信号生成手段８４にはＳＯＳセンサ７８が接続されている。変調信号生成手段８４は、記憶部８２から入力された画像データを、面発光レーザアレイ５０から射出されるｍ本の光ビームの何れかに各々対応するｍ個の画像データに分解する。この画像データに基づき、ＳＯＳセンサ７８から入力された信号によって検知されるＳＯＳのタイミングを基準として、面発光レーザアレイ５０から射出されるｍ本の光ビームの各々をオンオフさせるタイミングを規定するｍ個の変調信号を生成し、レーザ駆動回路（ＬＤＤ）８６に出力する。

ＬＤＤ８６には駆動量制御手段８８が接続されており、面発光レーザアレイ５０から射出されるｍ本の光ビームを、変調信号生成手段８４から入力された変調信号に応じたタイミングでオンオフすると共に、オン時の光ビームの光量を、駆動量制御手段８８から入力される駆動量設定信号に対応する光量にするためのｍ個の駆動電流を生成し、面発光レーザアレイ５０のｍ個の面発光レーザ（発光部）に各々供給する。

これにより、面発光レーザアレイ５０からは、変調信号に応じたタイミングでオンオフされると共に、オン時の光量が駆動量設定信号に対応する光量とされたｍ本の光ビームが射出され、このｍ本の光ビームが感光体ドラム１２の外周面上を各々走査・露光されることで、感光体ドラム１２の外周面上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置１８によりトナー像として現像され、このトナー像が転写器３２，４２による転写を経て用紙Ｐに転写され、定着器４４によって用紙Ｐに溶融定着されることで、用紙Ｐに画像が記録されることになる。

光量設定部９０は、光ビームの予め定められた光量設定値を光量設定信号としてレベル変更手段９２に通知する。

また、駆動量制御手段８８は、面発光レーザアレイ５０から射出されるｍ本の光ビームの光量が各々所定値となるようにＬＤＤ８６に対して駆動量設定信号を出力し、ＬＤＤ８６から出力される駆動電流の大きさを制御する。

駆動量制御手段８８は、光ビームによって感光体ドラム１２を露光する画像形成期間以外の非画像形成期間内に設定された光量制御期間に、面発光レーザアレイ５０の単一の発光部５０Ａから光ビームを射出させると共に、射出させる光ビーム（光ビームを出射する発光部５０Ａ）を順次切り替える光量制御用駆動信号をＬＤＤ８６に出力する。なお、ここでは、前回の画像形成期間終了後から次の画像形成期間に対応する主走査同期信号が出力されるまでの期間が１走査期間内の非画像形成期間とされ、該被画像形成期間内の所定の期間（例えば、光偏向器６６の反射面により反射した光が戻り光として発光部５０Ａに入射する戻り光入射期間を除いた期間）が光量制御期間として設定されている。

また、本実施の形態では、全発光部５０Ａから出射される光ビームの光量制御を、複数の走査期間に分割して行う。ここでは、該複数の走査期間内の各光量制御期間で光量制御を行う光ビーム（発光部）の数及び光量制御の順序は予め設定されており、駆動量制御手段８８は、該設定に従って、出射させる光ビーム（光ビームを出射する発光部５０Ａ）を順次切り替える。

面発光レーザアレイ５０から射出された光ビームの一部はハーフミラー５４によって分離・反射されて光量センサ５８に入射され、上記により、各光ビームの光量が光量センサ５８によって各々検出されることになる。光量センサ５８はレベル変更手段９２に接続されており、光量センサ５８による光量検出値は、光量検出信号としてレベル変更手段９２に入力される。

光量設定部９０から光量設定信号として通知された光量設定値及び光量センサ５８から光量検出信号として通知された光量検出値は、レベル変更手段９２を経由して駆動量制御手段８８へ通知される。駆動量制御手段８８は、光量設定値と光量検出値を比較し、露光に用いる主光ビームの光量を光量設定値に対応する値にするための駆動量設定信号をＬＤＤ８６に出力する。ＬＤＤ８６はそれに応じた駆動電流を面発光レーザアレイ５０の各面発光レーザ（発光部５０Ａ）に供給する。

次に、本実施の形態の面発光レーザアレイ５０の各発光部５０Ａから出射される光ビームの光量を制御する光量制御動作について説明する。

まず、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を２走査期間に分割して実行する場合を例に挙げて説明する。また、本実施の形態では、前述の二重露光走査による画像形成時に、光量制御された直後の発光部５０Ａから出射された光ビームのみ又は光量制御される直前の発光部５０Ａから出射された光ビームのみによって感光体ドラム１２の外周面の同一領域が重複走査されないように、発光部５０Ａを予め定められた順序で駆動して光量制御を行う。

図５に示されるように、まず、１走査目の光量制御期間では、奇数番目（１，３，…，１５）の走査線を走査する光ビーム（以下、奇数番目の光ビームと呼称）を出射する発光部５０Ａを順次駆動し、光量制御を実行する。次に２走査目の光量制御期間では、偶数番目（２，４，…，１６）の走査線を走査する光ビーム（以下、偶数番目の光ビームと呼称）を出射する発光部５０Ａを順次駆動して光量制御する。このように奇数番目と偶数番目の光ビームの光量制御を１走査毎に交互に繰り返す。

ここで、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図６（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。すなわち、１走査目の奇数番目（１，３，…，１５）の光ビームの光量は１となり、偶数番目（２，４，…，１６）の光量は０．９となる。次に、２走査目の奇数番目（１，３，…，１５）の光ビームの光量は０．９となり、偶数番目（２，４，…，１６）の光量は１となる。これにより、各走査線を走査する２本の光ビームのうち、一方の光ビームは光量制御された直後の光量１、他方は光量制御される直前の光量０．９となるため、図６（Ｂ）に示されるように、各二重露光部分の総光量は各々１．９となる。すなわち、光量制御された直後の発光部５０Ａから出射された光ビームのみ又は光量制御される直前の発光部５０Ａから出射された光ビームのみによって感光体ドラム１２の外周面の同一領域が重複走査されることがなくなる。

従って、図７に示されるように、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量が均一（１．９）になり、濃度むらをなくすことができる。

ここで、従来の手法で、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を２走査期間に分割して実行する場合の比較例を説明する。

図８に示されるように、１走査目の光量制御期間では、１〜８番目の光ビームを出射する発光部５０Ａを順次駆動し、光量制御を実行する。次に２走査目の光量制御期間では、、９〜１６番目の光ビームを出射する発光部５０Ａを順次駆動して光量制御する。このように前半の光ビームと後半の光ビームの光量制御を１走査毎に交互に繰り返す。

ここで、上記と同様に、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図９（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。すなわち、１走査目の１〜８番目の光ビームの光量は１となり、９〜１６番目の光ビームの光量は０．９となる。次に、２走査目の１〜８番目の光ビームの光量は０．９となり、９〜１６番目の光ビームの光量は１となる。このように前半の光ビームと後半の光ビームとで交互に光量の変動が繰り返されることにより、図９（Ｂ）に示されるように、各二重露光部分の総光量は、１．８または２に変動し、０．２の光量差が発生してしまう。これにより、図１０に示されるように、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量にばらつきが出て、濃度むらが発生してしまう。

このことから明らかなように、本発明の実施の形態に係る光量制御では総光量のばらつきが発生しないのに対し、比較例に示した従来技術による光量制御では総光量のばらつきが発生してしまう。

次に、上記実施の形態に係る光量制御の変形例として、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を３走査期間に分割して実行する場合を例に挙げて説明する。

図１１に示されるように、まず、１走査目の光量制御期間では、奇数番目（ここでは、１，３，…，１１まで）の光ビームを出射する発光部５０Ａを順次駆動し、光量制御を実行する。次に２走査目の光量制御期間では、奇数番目の残り（ここでは１３，１５）の光ビームを出射する発光部５０Ａと、偶数番目（ここでは、２，４，６）の光ビームを順次駆動し、光量制御を実行する。３走査目の光量制御期間では、偶数番目の残り（ここでは、８、１０，１２，１４，１６）の光ビームを出射する発光部５０Ａを順次駆動して光量制御する。このように、まず奇数番目の光ビームの光量制御を行った後に偶数番目の光ビームの光量制御を行って、各走査期間でほぼ同数の光量制御を行い、以降、同様に光量制御を繰り返す。

ここで、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図１２（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。すなわち、光量制御直後の光ビームは１となるが、光量制御されなかった光ビームは次の走査期間では０．９となり、続く走査期間では０．８となる。０．８の光量となった光ビームは次の走査期間で光量制御が行われるため、０．８の光量の光ビームは光量制御直前の光ビームの光量であるといえる。また、図１２（Ａ）に示されるように、光量制御された直後の光ビームのみ又は光量制御される直前の光ビームのみによって感光体ドラム１２の外周面の同一領域が重複走査されることはない。これにより、図１２（Ｂ）に示されるように、各二重露光部分の総光量は１．７〜１．９となって、図１３に示されるように、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量のばらつきは０．２に抑えられ、濃度むらを低減させることができる。

ここで、従来の手法で、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を３走査期間に分割して実行する場合の比較例を説明する。

図１４に示されるように、１走査目の光量制御期間では、１〜６番目の光ビームを光量制御し、２走査目の光量制御期間では、７〜１１番目の光ビームを光量制御し、３走査目の光量制御期間では、１２〜１６番目の光ビームを光量制御する。以降、この光量制御を繰り返す。

ここで、上記と同様に、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図１５（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。従って、この方法では、二重露光において、光量制御直後の光ビームのみが重複して走査される部分（総光量２）と、光量制御直前の光ビームのみが重複して走査される部分（総光量１．６）とが発生してしまう。

これにより、図１６に示されるように、各二重露光部分の総光量は、１．６から２までの間を変動し、０．４の光量差が発生してしまう。これにより、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量にばらつきが出て、濃度むらが発生してしまう。

このことから、本発明の実施の形態に係る光量制御では、比較例に示した従来技術による光量制御に比べて総光量のばらつきが抑えられ、濃度むらの発生が抑えられることがわかる。

次に、上記実施の形態に係る光量制御の変形例として、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を４走査期間に分割して実行する場合を例に挙げて説明する。

図１７に示されるように、まず、１走査目の光量制御期間では、奇数番目の前半（ここでは、１，３，５，７）の光ビームの光量制御を実行し、２走査目の光量制御期間では、奇数番目の残り（ここでは、９，１１，１３，１５）の光ビームの光量制御を行う。続いて、３走査目の光量制御期間では、偶数番目の前半（ここでは、２，４，６，８）の光ビームの光量制御を実行し、４走査目の光量制御期間では、偶数番目の残り（ここでは、１０，１２，１４，１６）の光ビームの光量制御を行う。

このように、まず、奇数番目の光ビームの光量制御を行った後に偶数番目の光ビームの光量制御を行い、以降、同様に光量制御を繰り返す。

ここで、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図１８（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。すなわち、光量制御直後の光ビームは１となるが、光量制御されなかった光ビームは次の走査期間では０．９となり、続く走査期間では０．８となり、更に光量制御直前では０．７となる。この例でも、図１８（Ａ）に示されるように、光量制御された直後の光ビームのみ又は光量制御される直前の光ビームのみによって感光体ドラム１２の外周面の同一領域が重複走査されることはない。これにより、図１８（Ｂ）に示されるように、各二重露光部分の総光量は１．６〜１．８となって、図１９に示されるように、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量のばらつきは０．２に抑えられ、濃度むらを低減させることができる。

ここで、従来の手法で、全１６個の発光部５０Ａの光ビームの光量制御を４走査期間に分割して実行する場合の比較例を説明する。

図２０に示されるように、１走査目の光量制御期間では、１〜４番目の光ビームを光量制御し、２走査目の光量制御期間では、５〜８番目の光ビームを光量制御し、３走査目の光量制御期間では、９〜１２番目の光ビームを光量制御し、４走査目の光量制御期間では、１３〜１６番目の光ビームを光量制御する。以降、この光量制御を繰り返す。

ここで、上記と同様に、光量制御を実行した直後に出射される光ビームの光量を１とし、光量制御を実行しない光ビームの光量は１走査毎に０．１ずつ低下すると仮定すると、図２１（Ａ）に示されるような光量の変動を繰り返す。従って、この方法では、二重露光において、光量制御直後の光ビームのみが重複して走査される部分（総光量１．９）と、光量制御直前の光ビームのみが重複して走査される部分（総光量１．５）とが発生してしまう。

これにより、図２２に示されるように、各二重露光部分の総光量は、１．５から１．９までの間を変動し、０．４の光量差が発生してしまう。これにより、感光体ドラム１２の外周面に走査される光ビームの総光量にばらつきが出て、濃度むらが発生してしまう。

このことから、本発明の実施の形態に係る光量制御では、比較例に示した従来技術による光量制御に比べて総光量のばらつきが抑えられ、濃度むらの発生が抑えられることがわかる。

なお、上述した実施の形態では、駆動電流の大きさを制御することにより、各発光部５０Ａから出射される光ビームの光量を制御する例について説明したが、これに限定されず、例えば駆動電圧の大きさを制御することにより光量を制御するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、奇数番目の光ビームの光量を制御した後に、偶数番目の光ビームの光量を制御し、これを繰り返す例について説明したが、反対に偶数番目の光ビームの光量を制御した後に偶数番目の光量を制御し、これを繰り返すようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 光ビーム走査装置の概略構成図である。 面発光レーザアレイの一例を示した図である。 画像形成装置の制御装置のうち、光ビーム走査装置の面発光レーザアレイからの光ビームの射出を制御する制御部の構成を示した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を２走査期間に分割して実行するときに、奇数番目の光ビームの光量を制御した後に偶数番目の光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図５に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図５の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を２走査期間に分割して実行するときに、従来の方法で前半の光ビームの光量を制御した後に後半の光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図８に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図８の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を３走査期間に分割して実行するときに、奇数番目の光ビームの光量を制御した後に偶数番目の光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図１１に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図１１の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を２走査期間に分割して実行するときに、従来の方法で副走査方向に沿って順番に光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図１４に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図１５の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を４走査期間に分割して実行するときに、奇数番目の光ビームの光量を制御した後に偶数番目の光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図１７に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図１７の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 全１６個の発光部の光ビームの光量制御を４走査期間に分割して実行するときに、従来の方法で副走査方向に沿って順番に光ビームの光量を制御する場合の各走査期間毎の光量制御対象となる光ビームを示したテーブルである。 （Ａ）は、図２０に示したように光量制御した場合の各走査期間における各光ビームの光量を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した光量の光ビームで二重露光したときの各領域（各走査線）の総光量である。 図２０の光量制御が実行されたときの各走査線の総光量をグラフ化した図である。 光量制御を複数の走査期間にわたり分割して実行する場合の従来の光量制御方法を示したタイミングチャートである。 従来の光量制御方法で光量制御されたときの二重露光状態を説明する説明図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム
１６ 光ビーム走査装置
５０ 面発光レーザアレイ
５０Ａ 発光部
５８ 光量センサ
５８Ａ 受光部
６６ 光偏向器
８０ 制御部
８８ 駆動量制御手段
９０ 光量設定部
９２ レベル変更手段

Claims (4)

1. 副走査方向に配列された光ビームを出射する複数の発光部を備えた光源と、
   前記発光部のうち少なくとも２つの異なる発光部から出射された複数の光ビームによって副走査方向に相対移動する被走査面の同一領域を重複走査する走査手段と、
   前記発光部から出射された光ビームの発光光量を各々検知する検知手段と、
   複数の走査期間に分割して前記複数の発光部の各々を順に駆動し、前記検知手段で検知された発光光量に基づいて前記複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行う際に、前記走査手段が該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって前記被走査面上の同一領域を重複走査しないように、前記発光部を順に駆動して光量制御を行う制御手段と、
   を含む光走査装置。
2. 前記制御手段は、前記複数の走査期間において、前記複数の発光部を副走査方向に沿って奇数番目の発光部群と偶数番目の発光部群とに分割したときの一方の群の発光部から出射される光ビームを光量制御した後に他方の群の発光部から出射される光ビームを光量制御する請求項１記載の光走査装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の走査期間の各々の期間で光量制御される光ビームの数が略同一になるように光量制御を行う請求項１または請求項２記載の光走査装置。
4. 光ビームを出射する副走査方向に配列された複数の発光部を備えた光源と、前記発光部のうち少なくとも２つの異なる発光部から出射された光ビームによって副走査方向に相対移動する被走査面の同一領域を重複走査する走査手段とを有する光走査装置の光量制御方法であって、
   複数の走査期間に分割して前記複数の発光部の各々を順に駆動し、該順に駆動した前記発光部の各々の発光光量を検知し、該検知された発光光量に基づいて前記複数の発光部から出射される光ビームの各々の光量制御を行う際に、前記走査手段が該光量制御された直後の光ビームのみ又は該光量制御される直前の光ビームのみによって前記被走査面上の同一領域を重複走査しないように、前記発光部を順に駆動して光量制御を行う
   光量制御方法。

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