JP2008012852A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のマルチビーム方式のレーザユニットを用いた画像形成装置において、市販のマルチビーム駆動ＩＣ等を用いた単純な回路構成により、デューティ比が１００％未満の中間調領域においてもレーザダイオード間の出力特性を一致させ濃度ムラやモアレの発生を防止する。
【解決手段】画像形成装置１は、複数のレーザ光源ＬＤと、画像信号Ｄに基づいて各レーザ光源ＬＤに対してパルス幅変調信号ＰＷＭを生成する画像信号処理手段３３ａと、各レーザ光源ＬＤにバイアス電流値Ｉbを設定可能な光源駆動手段３５と、光源駆動手段３５が設定した各バイアス電流値Ｉbを修正する光源駆動制御手段３３ｂとを備え、光源駆動手段３５は、各パルス幅変調信号ＰＷＭと、修正された各バイアス電流値Ｉb^＊とに基づいて各レーザ光源ＬＤを駆動し、光源駆動制御手段３３ｂは、各レーザ光源ＬＤに対して設定された最大発光量Ｐｍに基づいて各バイアス電流値Ｉbを修正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、複数のレーザ光源により複数の走査ラインを同時に走査可能な画像形成装置に関する。

近年、プリンタや複写機等の画像形成装置では、高速化および高解像度を実現するために、複数のレーザ光源を有する半導体レーザアレイから複数のビームを出力させ、複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うマルチビーム方式のレーザユニットが利用されている。

また、画像形成装置でカラー画像を形成する場合、通常、このようなレーザユニットを複数設け、各レーザユニットで例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の色画像の形成を担当するように構成する場合が多い。そのため、画像形成装置には多数のレーザ光源が用いられることになる。

このように多数のレーザ光源を用いると、各レーザ光源で発光量に差が生じることで画像濃度がばらつき、画像にいわゆる濃度ムラが生じたり、干渉縞が現れたいわゆるモアレ画像となったりするという問題があった。

そこで、このような問題を解消するために、複数のレーザ光源の発光量を１光源ずつ順次点灯させて形成したテストパターンの画像濃度から検出して発光量を制御する画像形成装置（特許文献１参照）や、複数のレーザ光源のパルス点灯時の発光時間を等しくするためにレーザ光源からの発光を光電変換してその出力を積分する積分手段を設けたレーザプリンタ（特許文献２参照）や、複数のレーザ光源の積分光量を検知してバイアス電流値とパルス幅変調信号のパルス幅とを変えて複数のレーザ光源の積分光量の差を補正する画像形成装置（特許文献３参照）が提案されている。
特開２００４−３４１１７１号公報 特開２０００−１２７４８４号公報 特開２００３−３９７２２号公報

しかしながら、レーザ光源を構成するレーザダイオードをパルス幅変調により発光駆動した場合、レーザダイオードの発光周期に対するパルス幅の比すなわちいわゆるデューティ比を変えていくと、デューティ比１００％における最大発光量に対する変調光量の比はデューティ比には比例せずにレーザダイオードによって異なり、図９に示す斜線部分の値をとることが分かっている。例えばデューティ比５０％のパルスでは最大発光量に対する変調光量の比が２５〜４０％の範囲ではらつく。

そのため、特許文献１に記載の画像形成装置のように、最大発光量のばらつきによる画像濃度のばらつきをなくすことは可能であるが、それだけではデューティ比が１００％未満の中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を回避することはできない。

また、特許文献２、３に記載の画像形成装置等では、積分回路等を備えた専用回路が必要となり、回路構成が複雑になる。回路構成は例えば市販のマルチビーム駆動ＩＣ等を用いてより単純な構成とすることが好ましい。

さらに、特許文献３に記載の画像形成装置では、ＬＵＴ（Look Up Table）を作成することが提案されているが、すべてのレーザダイオードについて４値の階調制御用のＬＵＴを作成し制御する構成が複雑であり、より多くの階調性が必要な６値や８値の階調制御を行う場合に用いることが困難であるという問題がある。

本発明の課題は、複数のマルチビーム方式のレーザユニットを用いた画像形成装置において、市販のマルチビーム駆動ＩＣ等を用いた単純な回路構成により、デューティ比が１００％未満の中間調領域においてもレーザダイオード間の出力特性を一致させ濃度ムラやモアレの発生を防止することである。

前記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
画像形成装置において、
レーザビームを照射して主走査方向の複数の走査ラインを走査して書き込みを行う複数のレーザ光源と、
入力された画像信号に基づいて前記各レーザ光源に対してパルス幅が変調されたパルス幅変調信号をそれぞれ生成する画像信号処理手段と、
前記各レーザ光源について適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えた光源駆動手段と、
前記光源駆動手段が設定した前記各バイアス電流値を修正する光源駆動制御手段と
を備え、
前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、前記修正された各バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動し、
前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記各バイアス電流値を修正することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記バイアス電流値を修正するためのオフセット電流値を前記各レーザ光源に対してそれぞれ設定し、
前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、自ら設定した前記各バイアス電流値を前記各オフセット電流値で修正した各修正バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記光源駆動制御手段は、前記レーザ光源に対して予め求められた前記レーザ光源の最大発光量と前記オフセット電流値との関係を表す一次式に基づいて、前記設定された最大発光量から前記オフセット電流値を算出して設定することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記一次式は、前記各レーザ光源のそれぞれについて求められていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の画像形成装置において、前記一次式は、前記パルス幅変調信号のデューティ比を固定した状態で、前記レーザ光源の異なる前記最大発光量において、基準となる画像濃度または感光体表面電位を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の前記最大発光量と前記オフセット電流値との関係を直線近似して求められることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記オフセット電流値の検出は、前記オフセット電流値を所定の変動幅で３点以上変動させた場合に、前記基準となる画像濃度または感光体表面電位に最も近い値を与えるオフセット電流値を検出して行われることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、装置を構成するレーザユニットの全レーザ光源について、パルス幅変調信号のデューティ比が１００％未満の中間調領域における画像濃度が一定濃度になるように最大発光量に基づいて光源駆動手段のバイアス電流値をそれぞれ修正して各レーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量をそろえることで、その変調光量により形成される画像の濃度差が非常に狭い範囲に抑制される。

そのため、装置を構成する複数のレーザユニットについて、各レーザ光源から照射される変調光量の特に中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を有効に防止することが可能となる。

また、積分回路等の専用回路を設けたり、新たに複雑なＬＵＴを作成する必要がなく、市販のマルチビーム駆動ＩＣ等を用いた非常に単純な回路構成で、上記効果を有効に発揮させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、光源駆動制御手段でオフセット電流値を設定し、そのオフセット電流値に基づいてバイアス電流値をオフセットさせて修正することで、容易かつ的確にバイアス電流値を修正させることができ、前記請求項１に記載の発明の効果が容易かつ的確に発揮される。

請求項３に記載の発明によれば、各レーザ光源の最大発光量とオフセット電流値との関係を表す一次式に、設定された最大発光量を代入するだけでオフセット電流値を求めることが可能となり、前記請求項２に記載の発明の効果をより容易にかつ効果的に発揮させることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、装置を構成する全レーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量を的確にそろえることが可能となり、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。

請求項５に記載の発明によれば、全レーザ光源について例えばデューティ比５０％のパルスを用いて一次式を求めておけば、その一次式を用いて他のデューティ比のパルスの場合にも変調光量がほぼそろうため、全デューティ比におけるオフセット電流値の算出をそれぞれ１つの一次式で行うことが可能となり、前記各請求項に記載の発明の効果をより容易に発揮することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、オフセット電流値を僅かに変えても画像濃度や感光体表面電位の変化はほとんど検出できない。そこで、ある程度の変動幅でオフセット電流値を変動させることで、画像濃度や感光体表面電位が基準となる画像濃度等に近いか否かが判別できる。そのため、ある程度の幅をもつ所定の変動幅でオフセット電流値を３点以上変動させて最も基準に近い値を見出すことで、的確にオフセット電流値を求めることができ、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る画像形成装置１は例えば複写機やプリンタ等として用いられ、図１に示すように、複数の画像形成部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄと、中間転写ベルト３と、検出手段４と、転写ローラ５と、定着部６等を備えて構成されている。

画像形成部２Ａ〜２Ｄは、本実施形態ではブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色毎に対応しており、中間転写ベルト３に沿って所定間隔を空けて設置されている。中間転写ベルト３は、画像担持手段としての無端状のベルトであり、各画像形成部２Ａ〜２Ｄの感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄに現像されたトナー像が転写されるようになっている。なお、感光体ドラムは４つに限らず、単数または複数設けられる。

光センサ等により構成される検出手段４は、中間転写ベルト３上に形成された後述するテストパターンの画像濃度ｄｉを検出することが可能な位置に配設されており、検出したテストパターンの濃度データを後述する制御装置に出力するようになっている。なお、検出手段４は、中間転写ベルト３に対してその主走査方向および副走査方向に移動可能とされており、その数は適宜決められる。

なお、本実施形態では、図１に示される中間転写ベルト３の搬送方向および後述する図１〜図３に示される感光体ドラム１０の回転方向を副走査方向とし、それに直交する中間転写ベルト３の幅方向および図３に示される感光体ドラム１０の軸方向すなわち感光体ドラム１０の長手方向を主走査方向とする。

中間転写ベルト３は、記録紙Ｐとともに転写ローラ５、５の間に挿通されるようになっており、感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄから中間転写ベルト３に転写されたトナー像が転写ローラ５、５の押圧により記録紙Ｐに転写されるようになっている。

転写ローラ５の記録紙搬送方向下流側には、加熱ローラ６１や加圧ローラ６２等で構成される定着部６が設けられている。定着部６の加熱ローラ６１と加圧ローラ６２は、それらの間に搬送された記録紙Ｐを加熱しニップ圧により加圧することでトナー像を記録紙Ｐ上に定着するようになっている。また、記録紙Ｐは定着部下流側で図示しない排紙ローラ等より装置から排出されるようになっている。

複数の画像形成部２Ａ〜２Ｄは同一の構成であるため、以下、便宜上、画像形成部２等として説明する。画像形成部２は、図２に示すように、感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０を帯電させる帯電部１１と、レーザビームを感光体ドラム１０上に走査して静電潜像を形成するレーザユニット１２と、感光体ドラム１０上にトナーを付着させる現像部１３と、感光体ドラム１０の周面上に残ったトナーをクリーニングするクリーナ１４と、感光体ドラム１０の表面を除電する除電部１５等で構成されている。

レーザユニット１２は、複数のレーザビームを照射して感光体ドラム１０に主走査方向の複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うようになっており、図３に示すように、光源部２０と、コリメータレンズ２１と、スリット２２と、シリンドリカルレンズ２３と、ポリゴンミラー２４と、ｆθレンズ２５と、シリンドリカルレンズ２６と、ミラー２７と、受光センサ２８等で構成されている。

光源部２０は、第１レーザ光源ＬＤ１および第２レーザ光源ＬＤ２を有するレーザアレイを備えており、また、ミラー２７および受光センサ２８は、感光体ドラム１０の画像形成領域から外れた位置に設けられている。

レーザユニット１２から感光体ドラム１０へのレーザビームの射出は以下のようにして行われるようになっている。まず、第１レーザ光源ＬＤ１および第２レーザ光源ＬＤ２の各々から射出された２つのレーザビームがコリメータレンズ２１により平行光束とされ、感光体ドラム１０のビームスポットを整形するためのスリット２２によりコリメータレンズ２１から射出された２つのビームの透過が制限される。

スリット２２を透過した２つのビームは、シリンドリカルレンズ２３により回転中のポリゴンミラー２４の鏡面に結像され、その鏡面で反射されることにより偏向される。ポリゴンミラー２４の反射鏡面は仮想光源とみなすことができる。この仮想光源から感光体ドラム１０表面までの距離が反対鏡面の向きによって異なるため、ｆθレンズ２５により仮想光源から射出されたビームの主走査速度への影響が補正される。

ｆθレンズ２５から射出された２つのビームは、シリンドリカルレンズ２６により感光体ドラム１０上に結像される。感光体ドラム１０上に結像された２つのレーザビームは、図３に示された走査ラインＬＡ、ＬＢ上に沿って走査される。また、ポリゴンミラー２４から反射された２つのレーザビームの一部はミラー２７により反射されて受光センサ２８で検出され、２つのレーザビームの書き出し位置の決定に用いられるようになっている。

このように、図３のレーザユニット１２を備える画像形成装置１では、ポリゴンミラー２４の回転により主走査方向の走査露光が行われ、感光体ドラム１０の回転により副走査方向に移動されることにより画像が形成されるように構成されている。

なお、図３では、スリット２４を透過した２つのレーザビームを主走査方向に走査する走査器として、８つの鏡面を有するポリゴンミラー２４を用いる場合を示しているが、走査器を構成する鏡面の数は特に限定されない。また、光源部２０は、１つのレーザ光源を有する半導体レーザユニットを２つ設ける構成としてもよい。

画像形成装置１の画像形成部２Ａ〜２Ｄにおける各レーザ光源の駆動を制御する制御装置は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータにより構成されており、本実施形態では、前記４つの画像形成部２Ａ〜２Ｄに対応した各ブロックを有している。

以下、前記各ブロックのうちの１つについて説明するが、他のブロックについても構成は同様である。また、ブロックを構成する各手段のうち一定の手段を他のブロックと共通に構成することも可能である。

制御装置３０は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、記憶手段３２と、発光量調整手段３３と、Ｄ／Ａ（digital／analog）コンバータ３４と、光源駆動手段３５等を備えて構成されている。

光源駆動手段３５としては、例えば汎用マルチビーム駆動ＩＣ「ＣＸＡ３６００ＡＲ」等の市販のマルチビーム駆動ＩＣが用いられており、光源駆動手段３５は、自ら適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えている。

本実施形態では、例えば特開２００３−２９８１７８号公報に記載されているように、光源駆動手段３５は、図５に示すような各レーザ光源を構成する各レーザダイオードの光出力Ｐと順方向電流ＩのＰ−Ｉ特性をそれぞれ自動的に求め、Ｐ−Ｉ特性の屈曲点に対応するしきい値電流Ｉthを求めて、そのしきい値電流Ｉthを各レーザダイオードについてのバイアス電流値Ｉbとして自動的に設定するようになっている。バイアス電流値Ｉbは、各画像形成部２Ａ〜２Ｄのレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄについて各２個ずつ計８個の各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２を構成する各レーザダイオードについてそれぞれ設定される。

また、光源駆動手段３５では、図５に示すように、各レーザ光源についての各バイアス電流値Ｉbが外部から入力された各オフセット電流値Ｉoffによりそれぞれオフセットできるようになっている。

光源駆動手段３５は、入力された各オフセット電流値Ｉoffで自ら設定した各バイアス電流値Ｉbを修正して、すなわち本実施形態では各バイアス電流値Ｉbから各オフセット電流値Ｉoffを減じて各修正バイアス電流値Ｉb^＊を算出し、それに各レーザ光源に対する画像信号に対応する各スイッチング電流値Ｉswを加算して各レーザ光源に対する駆動電流値Ｉdをそれぞれ決定するようになっている。

そして、光源駆動手段３５は対応する各レーザユニット１２の光源部２０に各駆動電流値Ｉd１、Ｉd２を出力して、光源部２０に対して第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２を構成するレーザダイオードにそれぞれ駆動電流を順方向電流として流させて２つのレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２をそれぞれ駆動するようになっている。ここで、光源駆動手段３５にオフセット電流値と最大発光量とはＤ／Ａインバータ３４により電圧として供給される。本実施形態では８ｂｉｔ（２５５ステップ）のＤ／Ａを使用している。

Ｄ／Ａコンバータ３４は、図示しない可変抵抗を備えており、光源駆動制御手段３３ｂから最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２およびオフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２が送信されてくると、それらのデジタルデータをアナログ電圧に変換して光源駆動手段３５に供給するようになっている。

発光量調整手段３３は、画像信号処理手段３３ａと光源駆動制御手段３３ｂとを備えて構成されている。

画像信号処理手段３３ａは、ホストコンピュータ等から送信されてきた画像信号Ｄに基づいて各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対してパルス幅が変調された各パルス幅変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２をそれぞれ生成して光源駆動手段３５に送信するようになっている。光源駆動手段３５は、画像信号処理手段３３ａから送信されてきた各パルス幅変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２に基づいてパルス形状の前記各スイッチング電流値Ｉswをそれぞれ算出するようになっている。

発光量調整手段３３の光源駆動制御手段３３ｂは、光源駆動手段３５に対して自動出力制御を行わせるための制御信号ＡＰＣを出力するようになっている。

ＣＰＵ３１は、感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄの表面電位を計測する図示しないセンサから送信されてきた表面電位Ｖに基づいて第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２、すなわちパルス幅変調による発光駆動におけるデューティ比１００％の場合の発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２をそれぞれ算出して光源駆動制御手段３３ｂに送信するようになっている。

また、本実施形態では、ＣＰＵ３１は、画像形成装置１の初期投入時やレーザユニット１２の交換時に、予めレーザユニット１２の各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対して前記レーザ光源の最大発光量Ｐｍと前記オフセット電流値Ｉoffとの関係を表す一次式
Ｉoff＝ａ×Ｐｍ＋ｂ …（１）
を後述する方法で求め、記憶手段３２に各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対応する一次式の傾きａと切片ｂの値をそれぞれ記憶させておくようになっている。

これは、レーザ光源の最大発光量Ｐｍに対して最適なオフセット電流値Ｉoffをグラフ上にプロットした場合、ほぼ直線状に表されるという発明者の実験から得られた知見に基づく。

この一次式は、レーザ光源の異なる最大発光量において、パルス幅が変調されたパルス幅変調信号のデューティ比を例えば５０％に固定した状態で、一定の画像濃度ｄｉ（例えばデューティ比１００％での画像濃度の３５％）を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の最大発光量とオフセット電流値との関係から直線近似して求められるようになっている。

具体的には、ＣＰＵ３１は、光源駆動手段３５のオートバイアス制御機能をＯＮにした状態で、図６に示すように、まず、レーザユニット１２のユニット光量調整時に、レーザユニット１２のユニット光量調整時の基準最大発光量Ｐｍtypにおいてデューティ比５０％のパルス幅変調信号による発光量が最大発光量Ｐｍtypの３５％になるようにオフセット電流値Ｉoff(K)をレーザユニット１２の各レーザについてＤ／Ａ入力値として決める。そして、記憶手段３２にその基準最大発光量Ｐｍtypの値とオフセット電流値Ｉoff(K)の値を記憶させる。

ＣＰＵ３１は、続いて、例えばレーザ光源の最大発光量Ｐｍを最大値Ｐｍmaxまで上げて、まず、デューティ比１００％のパルス幅変調信号で中間転写ベルト３上に形成したテストパターンの画像濃度ｄｉを検出手段４で検出させる。そして、オフセット電流値ＩoffをＩoff(K)から所定の変動幅で３点以上上昇させ、すなわちオフセット電流値をＤ／Ａ入力の０〜２５５の２５５ステップで表した場合のオフセット電流値Ｉoff(K)に相当するステップ数Ｋを例えばＫから５ステップずつＫ＋５、Ｋ＋１０、Ｋ＋１５に上昇させ、それぞれの状態で中間転写ベルト３上に図７に示すような複数のテストパターンを形成させてそれらの画像濃度ｄｉ(K+5)、ｄｉ(K+10)、ｄｉ(K+15)を検出手段４で検出させる。

そして、それらの中から画像濃度ｄｉが３５％に最も近いもの、すなわち例えば図６中で◇で示されるオフセット電流値Ｉoff(K+10)の場合の画像濃度ｄｉが３５％に最も近ければ、記憶手段３２にその最大発光量の最大値Ｐｍmaxの値とオフセット電流値Ｉoff(K+10)の値を記憶させる。

ＣＰＵ３１は、このようにして求めた２点（Ｐｍtyp，Ｉoff(K)）、（Ｐｍmax，Ｉoff(K+10)）を前記（１）式に代入して解くことで、レーザ光源の最大発光量Ｐｍとオフセット電流値Ｉoffとの関係を直線近似し、その関係を表す一次式の傾きａと切片ｂの値を算出して記憶手段３２に記憶させるようになっている。

なお、その際、さらにレーザ光源の最大発光量Ｐｍを最小値まで下げて同様にして画像濃度ｄｉが３５％に最も近いオフセット電流値Ｉoffを求め、最大発光量Ｐｍが基準最大発光量Ｐｍtyp、最大発光量の最大値Ｐｍmaxおよび最小値の３点でそれぞれ基準となる画像濃度３５％になるオフセット電流値Ｉoffを求めて、例えば最小二乗法で一次式を求めたり、さらに多数の点に基づいて一次式を求めるように構成してもよい。また、画像濃度ｄｉを基準とする代わりに前述した感光体表面電位Ｖを基準として一次式を求めるように構成することも可能である。

発光量調整手段３３の光源駆動制御手段３３ｂは、前述したように第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２がＣＰＵ３１から送信されてくると、それらをＤ／Ａコンバータ３４に送信するとともに、記憶手段３２から第１レーザ光源ＬＤ１についての一次式の傾きａ１と切片ｂ１および第２レーザ光源ＬＤ２についての一次式の傾きａ２と切片ｂ２をそれぞれ読み出して最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２をそれぞれ代入し、第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対する各オフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２を設定してＤ／Ａコンバータ３４に送信するようになっている。

このように光源駆動制御手段３３ｂは、本実施形態では、第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対する各オフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２を設定することで光源駆動手段３５が設定した各バイアス電流値Ｉb１、Ｉb２を修正するようになっている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の作用について説明する。

画像形成装置１の制御装置３０では、ＣＰＵ３１が、装置の初期投入時やレーザユニット１２の交換時に、図６や図７に示した要領でレーザユニット１２の各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２について予め前記（１）式に示したようなレーザ光源の最大発光量Ｐｍとオフセット電流値Ｉoffとの関係を表す一次式を求め、記憶手段３２に一次式の傾きａと切片ｂの値をそれぞれ記憶させておく。

画像形成装置１の稼動時には、制御装置３０のＣＰＵ３１は、適宜計測され送信されてくる感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄの表面電位Ｖの情報に基づいて第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２をそれぞれ算出して発光量調整手段３３の光源駆動制御手段３３ｂに送信する。

光源駆動制御手段３３ｂは、ＣＰＵ３１から第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２が送信されてくると、レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２についての一次式の傾きａ１、切片ｂ１および傾きａ２、切片ｂ２をそれぞれ読み出して各オフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２を算出する。

光源駆動制御手段３３ｂは、光源駆動手段３５に対して自動出力制御を行わせるための制御信号ＡＰＣを出力するとともに、第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の最大発光量Ｐｍ１、Ｐｍ２とオフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２とをＤ／Ａコンバータ３４を介してデジタル−アナログ変換して光源駆動手段３５に出力する。

また、光源駆動手段３５には、発光量調整手段３３の画像信号処理手段３３ａにより画像信号Ｄに基づいて生成されたパルス幅変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２がそれぞれ入力される。光源駆動手段３５は、パルス幅変調信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２に基づいてレーザダイオードにスイッチングを実施する。

光源駆動手段３５は、このようにして入力され算出したオフセット電流値Ｉoff１、Ｉoff２とオートバイアス制御機能によりレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に対して自ら設定したバイアス電流値Ｉb１、Ｉb２とに基づいて図５に示したように第１、第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２を構成するレーザダイオードに順方向電流としてそれぞれ流す駆動電流値Ｉd１、Ｉd２を決定する。

前記のように、レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの全レーザ光源について、それぞれデューティ比５０％における画像濃度ｄｉが一定濃度すなわち例えば３５％になるように最大発光量Ｐｍとオフセット電流値Ｉoffとの関係を表す一次式を求めて傾きａと切片ｂの値を求める。そして、それに基づいて現在設定されている最大発光量Ｐｍに対するオフセット電流値Ｉoffを算出して駆動電流値Ｉd１、Ｉd２を決定する。

このようにして駆動電流値Ｉd１、Ｉd２を決定することで、デューティ比５０％における画像濃度ｄｉが３５％より大きくなるレーザダイオードはその変調光量を低下させ、デューティ比５０％における画像濃度ｄｉが３５％より小さいレーザダイオードはその変調光量を向上させるようにオフセット電流値Ｉoffを設定して駆動電流を修正することができる。

そのため、図８に示すように、中間調領域におけるレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの全レーザ光源の最大発光量に対する変調光量の比のばらつきを非常に狭い範囲に抑えることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの全レーザ光源について、デューティ比が１００％未満の中間調領域における画像濃度ｄｉが一定濃度になるように最大発光量Ｐｍに基づいて光源駆動手段３５のバイアス電流値Ｉbをそれぞれ修正してレーザ光源から照射されるレーザビームの変調光量をそろえることで、その変調光量により形成される画像の濃度差が非常に狭い範囲に抑制される。

そのため、装置を構成する複数のレーザユニットについて、各レーザ光源から照射される変調光量の特に中間調領域における濃度ムラやモアレの発生を有効に防止することが可能となる。

また、積分回路等の専用回路を新たに設けたり、複雑なＬＵＴを作成する必要がなく、図４に示したような市販のマルチビーム駆動ＩＣ等を用いた非常に単純な回路構成で、上記効果を有効に発揮させることができる。

その際、光源駆動制御手段３３ｂでオフセット電流値Ｉoffを設定し、そのオフセット電流値Ｉoffに基づいてバイアス電流値Ｉbをオフセットさせて修正することで、容易かつ的確にバイアス電流値Ｉbを修正することが可能となる。

また、最大発光量とオフセット電流値との関係を一次式で直線近似することで非常に簡単に、しかも正確にオフセット電流値を設定することが可能となり、上記効果がより容易かつ効果的に発揮される。

本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るレーザユニットの構成を示す概略図である。 本実施形態に係る制御装置の制御構成を示すブロック図である。 レーザダイオードのＰ−Ｉ特性と各電流値を説明するグラフである。 最大発光量とオフセット電流値との一次式を表すグラフおよびその一次式の決定要領を示す図である。 中間転写ベルト上に形成されるテストパターンを表す図である。 本実施形態に係る画像形成装置のレーザ光源における最大発光量に対する変調光量の比のデューティ比に対する関係を表すグラフである。 従来の画像形成装置のレーザ光源における最大発光量に対する変調光量の比のデューティ比に対する関係を表すグラフである。

符号の説明

１ 画像形成装置
３３ａ 画像信号処理手段
３３ｂ 光源駆動制御手段
３５ 光源駆動手段
ａ 一次式の傾き
ｂ 一次式の切片
Ｄ 画像信号
ｄｉ 画像濃度
Ｉb バイアス電流値
Ｉb^＊ 修正バイアス電流値
Ｉoff オフセット電流値
ＬＤ レーザ光源
ＬＡ、ＬＢ 走査ライン
Ｐｍ 最大発光量
ＰＷＭ パルス幅変調信号
Ｖ 表面電位

Claims (6)

1. レーザビームを照射して主走査方向の複数の走査ラインを走査して書き込みを行う複数のレーザ光源と、
   入力された画像信号に基づいて前記各レーザ光源に対してパルス幅が変調されたパルス幅変調信号をそれぞれ生成する画像信号処理手段と、
   前記各レーザ光源について適切なバイアス電流値を設定可能なオートバイアス制御機能を備えた光源駆動手段と、
   前記光源駆動手段が設定した前記各バイアス電流値を修正する光源駆動制御手段と
   を備え、
   前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、前記修正された各バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動し、
   前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記各バイアス電流値を修正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光源駆動制御手段は、前記各レーザ光源に対して設定された前記各レーザ光源の最大発光量に基づいて前記バイアス電流値を修正するためのオフセット電流値を前記各レーザ光源に対してそれぞれ設定し、
   前記光源駆動手段は、前記各パルス幅変調信号と、自ら設定した前記各バイアス電流値を前記各オフセット電流値で修正した各修正バイアス電流値とに基づいて前記各レーザ光源をそれぞれ駆動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光源駆動制御手段は、前記レーザ光源に対して予め求められた前記レーザ光源の最大発光量と前記オフセット電流値との関係を表す一次式に基づいて、前記設定された最大発光量から前記オフセット電流値を算出して設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記一次式は、前記各レーザ光源のそれぞれについて求められていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記一次式は、前記パルス幅変調信号のデューティ比を固定した状態で、前記レーザ光源の異なる前記最大発光量において、基準となる画像濃度または感光体表面電位を与えるオフセット電流値をそれぞれ予め検出した場合の前記最大発光量と前記オフセット電流値との関係を直線近似して求められることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記オフセット電流値の検出は、前記オフセット電流値を所定の変動幅で３点以上変動させた場合に、前記基準となる画像濃度または感光体表面電位に最も近い値を与えるオフセット電流値を検出して行われることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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