JP2008152091A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い補正分解能で光量端部落ちや感光体の感度むらを補正できる光走査装置及びその画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光量端部補正データをＤ／Ａ変換した後に、光量端部落ち最大比率を掛ける構成にしたことで、Ｄ／Ａに入力する光量端部補正データを光量端部落ち比率いっぱいのフルレンジにする。更には、ＢＤ検出時の光量と光量端部補正する目標光量を切り替える手段を設け、Ｄ／Ａのレファレンス電圧を目標光量に応じて可変にする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、静電記録方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置において光学特性を補正する技術に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置における光走査装置においては、１走査中のレーザの光量を一定に保持するために、１走査中の光検出区間（ＢＤ区間）でレーザ光の出力を検出してレーザの駆動電流を１走査の間保持するという方法をとってきた。これは、ＡＰＣ制御（＝ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌの略。以下、ＡＰＣと呼ぶ。）と称する。また１走査とは、光源により発生したビームによる像担持体の長手方向への１回の走査を指すものとする。

しかし、感光体上での１走査中でのレーザ走査線の中央部と両端部とで再現濃度が異なり、画像に濃度ムラが発生するという問題がある。

この理由は、光走査手段で使用する回転多面鏡（ポリゴンミラー）への入射光束が、集光光学系の光軸近傍で光強度が最大となるようにガウス分布をしているためである。このため画角（感光体への有効な書込み幅を確保し得る走査角）とともに反射偏向する領域は光軸近傍から端部へと変化していき、被走査面である感光体上における照度は像高（感光体上での位置。感光体中央を像高０とし、０を境に端部へ向かう位置をプラスとマイナスで表現する。）が大きくなる（端部へ向かうほど）につれて小さくなるという傾向（以下「光量端部落ち」と称す）がある。

加えてレーザなどの光源の取り付け誤差などから、回転多面鏡の偏向面上において入射する光束の強度が最大となる位置が、偏向面の主走査方向に対する有効光束幅の中心から有効光束幅端へずれる。この場合に光量落ちに加えて被走査面上における照度は一方の像高からもう一方の像高へ向かうに連れて増加減少する傾向がある。

このように被走査面である感光体上における一走査線中の照度に不均一さが生じるため、形成される画像に濃度ムラが発生するという問題点がある。

そこで、上記の問題を解決するために、光量端部落ちを補正する方式として、１走査の区間を複数ブロックに分割し、各ブロックに応じた光学系の光量端部落ち補正量（以後、プロファイルデータと称する）を記憶手段に持たせている。１走査中に各ブロックのプロファイルデータと、隣接するブロックのプロファイルデータを読み出し、読み出したプロファイルデータを線形補間したデータを用いて、レーザの駆動電流を制御することによって光量端部落ちを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−０６９１１８号公報

この従来例における光量端部落ち補正回路の例を図１２に示す。補正回路は、Ｄ／Ａ変換器６０２とローパスフィルタ６０４を有する。

Ｄ／Ａ変換器６０２は、１走査中の光検出区間（ＢＤ区間）でＡＰＣ制御するためにサンプルホールドされた電圧値ＶＳＨ（最大光量に対応した電圧値）を基準電圧として入力する。また光量端部落ちを補正するための補正部で生成された光量端部補正データ２０３とクロックＣＬＫに基づいてデジタルアナログ変換する。

ローパスフィルタ６０４は、Ｄ／Ａ変換器６０２が出力するアナログ信号Ｓ６０５をフィルタリングするＣＲ等で構成されたローパスフィルタである。このフィルタ処理後のアナログ信号ＶＣＯＭに応じて後述するレーザ駆動制御部のパルス電流源の電流を制御することで、１走査中の光量を可変にし、光量端部落ちを補正している。

しかしながら、上記説明したような構成では、光学系の光量端部落ち補正量に応じてレーザの駆動電流を補正して、画像の濃度ムラを解消させようとする場合に、以下の問題があった。すなわち、例え光量端部落ちが１０％や２０％ほどしかなくても、つまり１走査内の光量が１００％から９０％や８０％程度の変化であっても、１００〜０％の光量をＤ／Ａのダイナミックレンジとして変換を行っていた。これは、例えば５０％ほどの低光量時であっても光量端部補正できるようにするためであるが、Ｄ／Ａの最小分解能である１ＬＳＢは１００％光量に対して決まる値であるため、低光量であるほど分解能が荒くなるという問題があり、これを回避するために高い分解能のＤ／Ａが必要になっていた。更には、使う光量を変更する度に、補正データを再計算しなければならず制御が複雑になっていた。

このことを図１１Ａと図１１Ｂを用いて説明する。

図１１Ａは、ある光量Ｐ_０でのＢＤ像高つまりＢＤ位置での像高も含めたドラム面上光量分布を示す図である。同図においてＢＤ像高での光量をＰ_０ＢＤ、像高Ｘ_０での光量をＰ_Ｘ０、・・・、像高Ｘ_Ｎでの光量をＰ_ＸＮとすると、各像高Ｘ_０、Ｘ_Ｎでの補正量Ｙ_０、・・・、Ｙ_Ｎは（Ｐ_０−Ｐ_Ｘ０）／Ｐ_Ｘ０、・・・、（Ｐ_０−Ｐ_ＸＮ）／Ｐ_ＸＮである。つまり、補正量Ｙ_０、・・・、Ｙ_Ｎは、各像高での目標光量と実際の光量との差分値の比であり、光量の割合を示している。この補正量を像高に応じてレーザ駆動電流に加算すれば、各像高で足りない光量を補えるので、同図のＰ‘_０のように光量補正が可能である。この時使用するＤ／Ａ変換器の分解能が８ｂｉｔであれば１ＬＳＢ＝Ｐ_０／２５５の分解能になり、例えば光量Ｐ_０時の光量端部落ちが２０％の場合であれば、補正データは像高に応じて０から５１（＝２５５×２０％）の範囲の値になる。

次に、使う光量が５０％の低光量時、つまりプロファイルデータを取得した時の光量Ｐ_０に対して、実際に使用する光量が半分の０．５Ｐ_０の場合を図１２（２）を用いて説明する。

この場合、光量端部落ち量も半分になるため（光量端部落ち量の割合は一定のため）、同図に示すように半分の光量での各像高に対する補正量Ｙ’_０、・・・、Ｙ’_Ｎは、
（０．５Ｐ_０−０．５Ｐ_Ｘ０）／Ｐ_Ｘ０＝０．５（Ｐ_０−Ｐ_Ｘ０）／Ｐ_Ｘ０＝０．５Ｙ_０、
・・・、
（０．５Ｐ_０−０．５Ｐ_ＸＮ）／Ｐ_ＸＮ＝０．５（Ｐ_０−Ｐ_ＸＮ）／Ｐ_ＸＮ＝０．５Ｙ_Ｎ
つまり、プロファイルデータを取得した時の光量と、実際に使用する光量が異なると同じプロファイルデータを使用することが出来ない。例えば上述したように光量端部落ちが２０％の場合に０．５Ｐ_０光量で８ｂｉｔＤ／Ａを使用するのであれば、補正データは像高に応じて０から２６（＝２５５×２０％×５０％）の範囲の値になり、Ｐ_０光量時と同じ２０％を補正するにも関わらず、０から５１の補正範囲に比べ、分解能が荒くなっている。これは使う光量が低いほど分解能が更に荒くなることは明白である。

本発明の目的は、従来より高い補正分解能で光量端部落ち補正でき、使用する光量を変更しても補正分解能を落とすことなく、更には補正データの再計算をする必要のない光走査装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、１走査中の走査位置に応じて光源の光量補正量を可変制御する補正量制御手段と、補正量制御手段からの出力信号レベルを変更する手段とを有し、出力信号レベル変更手段からの信号に基づいて、１走査中の走査位置に応じて光源の光量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、補正分解能を上げて、精度良く端部落ちを補正する光走査装置を提供することができる。

以下、図面に基づき本実施形態の光走査装置について説明する。

［特徴］
本実施形態の光走査装置では、光量端部補正データをＤ／Ａ変換した後に光量端部落ち最大比率を掛けてレーザの駆動電流の補正を行うことを特徴とする。このため、Ｄ／Ａに入力する光量端部補正データを、従来のようなＤ／Ａの１部の範囲ではなく、全範囲であるフルレンジにすることができる。その結果、補正分解能を上げることができるので、精度良く端部落ちを補正することができる。

［画像形成装置：図１］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。

本画像形成装置は、原稿給紙装置１を備え、原稿給紙装置１は、積載された原稿を１枚づつ順番に原稿台ガラス２上に搬送する。原稿が原稿台ガラス２上の所定位置へ搬送されると、スキャナユニット４のランプ３が点灯され、スキャナユニット４が、原稿面を照明しながら移動される。そして、原稿からの反射光は、ミラー５，６，７を介してレンズ８に導かれた後に、イメージセンサ部９の撮像面上に光学像として結像される。イメージセンサ部９は、結像された光学像を、光電変換により電気信号に変換し、この電気信号は、画像処理部（図示せず）に入力される。画像処理部は、入力された電気信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号に対して必要な画像処理を施すことにより、画像信号を生成する。この画像信号は、直接、または一旦画像メモリに格納された後に、光走査装置としての露光制御部１０に入力される。

上記露光制御部１０は、入力された画像信号に応じて光源としての半導体レーザを駆動する。これにより、半導体レーザからレーザビームが発光される。この発光されたレーザビームは、ポリゴンミラーを含む走査系を介して照射され、回転する像担持体としての感光ドラム１１上を主走査方向に繰り返し走査される。

これにより感光ドラム１１上には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。
感光ドラム１１の周囲には、補助帯電器２６、前露光ランプ２７、一次帯電器２８、電位センサ１００、現像器１３、転写器１６、クリーナ２５が配置されている。補助帯電器２６は、感光ドラム１１の表面を除電するための帯電器である。前露光ランプ２７は、感光ドラム１１の表面の残留電荷を除去するためのランプである。一次帯電器２８は、感光ドラム１１の表面を一様に帯電させるための帯電器である。電位センサ１００は、感光ドラム１１の表面の電位を測定するためのセンサである。この電位センサ１００によって、感光ドラム１１上の電位が測定される。電位センサ１００は、たとえば主走査方向（感光ドラム１１の軸方向）に沿って等間隔に６つ程度設けられている。現像器１３は、感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化するために、感光ドラム１１に対してトナーを供給する。転写器１６は、感光ドラム１１上のトナー像をカセット１４，１５のいずれかから給紙された用紙に転写する。クリーナ２５は、感光ドラム１１が次の画像形成に備えるために、感光ドラム１１上に残留しているトナーを掻き取り、回収する。

転写器１６によりトナー像が転写された用紙は、定着器１７に送られる。定着器１７は、用紙上のトナー像を熱圧し、用紙上に定着させる。トナー像が定着された用紙は、フラッパ２０により、排紙ローラ１８へ導かれ、機外へ排出される。また、用紙の両面にそれぞれ画像を形成する場合、用紙の一方の面への画像形成後に、フラッパ２０の切り換え動作により、画像形成面を一方の面から他方の面に反転させるための用紙反転動作を行うことができる。この用紙反転動作により、用紙は、両面パス２４へ導かれる。そして、両面パス２４から、用紙は、再度感光ドラム１１と転写器１６との間に送られ、用紙の他方の面にトナー像が転写される。

［露光制御部の構成：図２］
図２は、露光制御部１０の構成を模式的に示す図である。露光制御部１０は、半導体レーザ４３を有する。レーザ駆動制御部５４は、半導体レーザ４３を駆動制御してレーザ発光させる。半導体レーザ４３の内部には、発光されたレーザビームの一部を検出するＰＤセンサ（図７の４３Ｂ）が設けられている。このＰＤの検出信号は、半導体レーザ４３のオートパワーコントロール（ＡＰＣ）制御に用いられる。

半導体レーザ４３から発光されたレーザビームは、コリメータレンズ３５および絞り３２によりほぼ平行な光に変換された後に、所定のビーム径で回転多面鏡（ポリゴンミラー）３３へ入射する。回転多面鏡３３は、図中の矢印に示す方向へ等角速度で回転されており、この回転多面鏡３３の回転に伴い、入射したレーザビームは、連続的に角度を変える偏向ビームに変換されて反射される。偏向ビームは、ｆ―θレンズ３４により、集光作用を受ける。また、ｆ−θレンズ３４は、レーザビームに対して、同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行う。これにより、レーザビームは、感光ドラム１１上に等速で結合走査される。

また、ポリゴンミラー３３からｆ−θレンズ３４を通過するレーザビームを検出するためのビームディテクトセンサ（以下、ＢＤセンサという）３６が設けられている。ＢＤセンサ３６の検出信号２０１は、回転多面鏡３３の回転とデータの書き込みとの同期をとるための同期信号として用いられる。

入力部６１は、後述する光量端部補正データ７２を補正部５２に出力する。この入力部６１としては、例えば、バーコードを読み取ってデータ入力するバーコードリーダ、或いはユーザにより操作されて各種データを入力する操作部、或いは予め光量端部落ち補正データを記憶しているＥＥＰＲＯＭ等を装着することにより、補正データを入力するものでも良い。

次に、補正部５２では、ＢＤセンサ３６から出力されるＢＤ信号２０１に同期して、後述するＢＤマスク信号３０１を生成し、レーザ駆動制御部５４に出力する。また、補正部５４は感光ドラム１１上でのレーザビームの走査位置に応じた光量端部補正データ２０３をレーザ駆動制御部５４に出力する。

レーザ駆動制御部５４は、補正部５２から入力された光量端部補正データ２０３を後述するようにＤ／Ａ変換する。レーザ駆動制御部５４は、更に、感光ドラム１１上で潜像を形成する画像区間で画像信号生成部５３から入力された画像信号２０２と光量端部補正データ２０３とに基づいて、半導体レーザ４３の駆動（発光）信号２０４の電流値及び駆動時間を制御する。

こうして半導体レーザ４３から照射されたレーザビームは、コリメータレンズ３５および絞り３２によりほぼ平行な光に変換された後に所定のビーム径で回転多面鏡３３に入射することになる。

［補正部の構成：図３］
図３は、光走査装置における補正部の例示的な回路図である。

本実施形態の補正部５２は、メモリ７４（記憶手段）、カウンタ７５、ラッチ７６、演算処理部７７、コンパレータ５０５、コンパレータ５０６、ＪＫフリップフロップ５０７を有する。

このメモリ７４における補正データの格納を説明するのが図５である。

カウンタ７５は、ＢＤ信号２０１によりリセットされ、記録される画素データに同期した画素クロック（ＣＬＫ）をカウントしている。ここでカウンタ７５は、例えば４ビットのカウンタで、その出力（Ｑ）４０１は、カウンタ７５が「１６」を計数する度に出力されるキャリー信号である。ここでカウンタ７５により計数される「１６」は、図４に示す１走査ラインの１つの補正ブロック（図面で波線と波線の間を１補正ブロックとする）における画素数に対応している。補正ブロック（サンプル点）毎に補正データを読み出すのに使用される。

メモリ７４は、不図示のＣＰＵとバス５０９で接続され、入力部６１から入力された露光制御部１０の光量端部補正データ７２を格納している。メモリ７４は、例えばＦＩＦＯメモリで構成され、カウンタ７５の出力（Ｑ）４０１に同期して（カウンタ７５が「１６」を計数する度に）、図５に示すように主走査方向０番目の補正データから順次、補正ブロック毎の補正データＸを出力する。

ラッチ７６は、カウンタ７５の出力（Ｑ）４０１に同期してメモリ７４から出力されたデータＸをラッチする。

演算処理部７７は、ラッチ７６の出力（Ｗ）であるＡＤＡＴＡと、メモリ７４から出力（Ｘ）されるＢＤＡＴＡとからなる２つの入力信号に基づいて線形補間データ２０３をレーザ駆動制御部５４に出力する。つまり、主走査方向Ｎ番目の補正データ（ＢＤＡＴＡ）とＮ−１番目の補正データ（ＡＤＡＴＡ）で線形補間を行う。

更にカウンタ７５からはカウント値であるカウント出力５１０も出力されており、カウント出力５１０は、コンパレータ５０５及びコンパレータ５０６に入力されている。コンパレータ５０５のもう１つの入力５０１は、ＢＤ信号２０１からＢＤマスク信号３０１の立ち上がりまでの位置（ＣＬＫ数）が不図示のＣＰＵ或いは不図示のレジスタで設定されており、同様にコンパレータ５０６のもう１つの入力５０２は、ＢＤ信号２０１からＢＤマスク信号３０１の立ち下がりまでの位置（ＣＬＫ数）が不図示のＣＰＵ或いは不図示のレジスタで設定されている。カウンタ７５のカウント出力５１０が進み、ＢＤマスク信号の立ち上がり位置になるとコンパレータ５０５はＨｉになり、それ以外はＬｏｗになる信号５０３を出力する。同様にＢＤマスク信号の立ち下がり位置になるとコンパレータ５０６はＨｉになり、それ以外はＬｏｗになる信号５０４を出力する。コンパレート信号５０３はＪＫフリップフロップ５０７のＪ端子に、コンパレート信号５０４はＫ端子に入力され、ＪＫフリップフロップ５０７は、ＢＤ信号２０１でリセットされてＬｏｗになり、コンパレート信号５０３及び５０４のＨｉになる間、ＢＤマスク信号３０１をレーザ駆動制御部５４に出力する。

［補正データの生成：図４］
次に、上記説明した光走査装置を用いて光量端部補正を行う方法について図４を用いて説明する。

図４Ａの、７０は、露光制御部１０の光学特性であり、像高を複数ブロック（サンプル点）に分割した時の各ブロックで光量端部落ち比率がどれくらいであるかを表している。ここでは光量端部落ちの最大が２０％の光学特性のものを示しており、縦軸は光量端部落ち比率、横軸は像高を表している。

図４Ｂは、図４Ａで示す光学特性７０を補正するために各ブロック毎に補正データを段階的に切り替えた場合の補正データ７２の例である。光学特性７０の光量端部落ちが最大になるブロック（光量端部落ち比率２０％のブロック。ここでは、主走査方向ｎ番目）をＦＦＨとし、最小になるブロック（光量端部落ち比率０％のブロック）を００Ｈとした時の各ブロック像高に応じた光量端部落ち補正データを示している。入力部６１から補正部５２に入力されるデータを示している。

図４Ｃは、ブロック単位の補正データ７２の隣接した２つのデータを線形補間した補正データ２０３を示している。つまり、主走査方向Ｎ番目の補正データとＮ−１番目の補正データで線形補間を行ったものである。

補正部５２は、ＢＤ信号２０１を検知する前後でＬｏｗとなり、他はＨｉとなるようなＢＤマスク信号３０１を生成し、上述した線形補間補正データ２０３とともに、レーザ駆動制御部５４に出力する。

［補正データの配置：図５］
図５は、補正部５２のメモリ７４（記憶手段）に記憶されている補正データの配置を説明する図である。入力部６１より入力された補正データ７２（５０９）は、メモリ７４のアドレスの順に主走査方向０番目からｎ番目までの補正データ（複数のサンプル点における補正データ）が格納されている。メモリ７４には、主走査方向０番目の補正データから順に、メモリ７４のアドレス０番地から対応付けて記憶されている。補正部５２では、ＢＤ信号２０１が入力される毎に内部アドレスカウンタであるカウンタ７５がリセットされ、ＣＬＫ信号が入力される毎に、アドレスの小さい順から補正データが出力される。

尚、この例では、入力部６１から入力された補正データをメモリ７４に格納するように示している。しかし、入力部６１から例えばＥＥＰＲＯＭが提供される場合には、そのＥＥＰＲＯＭをメモリ７４とし、直接、このメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）から補正データを読み出すようにしても良い。

［補正データの生成タイミング：図６］
図６は、図４の補正部５２による線形補間データ２０３の生成を説明するタイミング図である。ここでは主走査方向の１走査ラインを２０４８画素とし、この１走査ラインを１２８個（ｎ＝１２７）の補正ブロック（Ｈ１〜Ｈ１２８）に分割し、各補正ブロックは１６画素（ｍ＝１６）（２０４８÷１２７＝１６）に対応させている。

Ｗは、図４のラッチ７６の出力を示す。Ｗは、上述の通り、カウンタ７５の出力（Ｑ）４０１に同期してメモリ７４から出力されたデータＸをラッチする。尚、出力（Ｑ）４０１は、カウンタ７５が「１６」を計数する度に出力されるキャリー信号である。

Ｘは、メモリ７４の出力を示し、カウンタ７５の出力（Ｑ）４０１に同期して（カウンタ７５が「１６」を計数する度に）、図５に示すように主走査方向０番目の補正データから順次、補正ブロック毎の補正データＸを出力する。

そして２０３は、演算処理部７７の出力に対応している。演算処理部７７は、ラッチ７６の出力（Ｗ）であるＡＤＡＴＡと、メモリ７４から出力（Ｘ）されるＢＤＡＴＡとからなる２つの入力信号から線形補間データ２０３をレーザ駆動制御部５４に出力する。つまり、主走査方向Ｎ番目の補正データ（ＢＤＡＴＡ）とＮ−１番目の補正データ（ＡＤＡＴＡ）で線形補間を行った出力である。

［線形補間動作の説明］
次に、この補正部５２の線形補間動作について図３および図５〜図６を参照して説明する。尚、ここでは１走査ラインの補正ブロックは１６画素（ｍ＝１６）に相当し、１走査ラインは２０４８画素、１走査ライン当たりの補正間隔の画素数は「１２８」の場合（図５において、ｎ＝１２７）で説明する。

まず、ＢＤセンサ３６から出力されるＢＤ信号２０１が、メモリ７４とカウンタ７５のリセット端子（ＲＳＴ）に入力されると、メモリ７４のアドレス、及びカウンタ７５のカウント値が「０」にクリアされる。カウンタ７５は４ビットのカウンタで、その出力４０１は、キャリー信号である。補正ブロックＨ１では、まず最初にクロック信号（ＣＬＫ）が１６クロック分ダミーで入力されるとカウンタ７５の出力４０１が１クロック分のパルス信号で出力される。これにより、メモリ７４から出力されていた主走査方向０番目の補正データがラッチ７６にラッチされ、メモリ７４の出力は次のアドレスに記憶されている主走査方向１番目の補正データとなる。これにより、演算処理部７７の入力ＡＤＡＴＡには、主走査方向０番目の補正データが入力され（Ｗ）、演算処理部７７の入力ＢＤＡＴＡには、メモリ７４から主走査方向１番目の補正データが入力される（Ｘ）。ここで、演算処理部７７は、これら２つの入力ＷとＸとの差分を取り、その差分を、１補正ブロックの画素数に対応する「１６」で線形補間し、その補間データを画素クロック（ＣＬＫ）に同期して線形補間データ２０３として出力する。

つまり、メモリ７４の隣り合うアドレスに格納されている２つの補正データから線形補間演算を行い、細かく分割された線形補間補正データ（図６の１〜ｍ。ここではｍ＝１６）を算出し、新たな補正データ２０３として出力する。

こうして補正ブロックＨ１の補正が終了すると次に補正ブロックＨ２の補正が開始され、カウンタ７５からパルス信号４０１が出力される。そしてラッチ７６にメモリ７４から出力されていた主走査方向１番目の補正データがラッチされ（Ｗ）、メモリ７４の出力は次のアドレスに記憶されている主走査方向２番目の補正データとなる（Ｘ）。演算処理部７７は、これら２つの入力ＷとＸとの差分を取り、その差分を、１補正間隔の画素数に対応する「１６」で線形補間し、その補間データを画素クロック（ＣＬＫ）に同期して線形補間データ２０３として出力する。

以下同様にして、各補正ブロック（Ｈ３〜Ｈ１２８）ごとに、演算処理部７７から線形補間データ２０３が出力される。

尚、図３の例では、メモリ７４はＦＩＦＯメモリとして説明したが本発明はこれに限定されるものでなく、例えばメモリ７４を通常のメモリ（ＲＡＭ）で構成し、カウンタ７５によるカウント値をメモリ７４のアドレスとして入力するようにしても良い。その場合、前述の例では、一段目の４ビットカウンタと、その４ビットカウンタのキャリー出力をカウントする二段目のカウンタとで構成し、二段目のカウンタの出力をメモリ７４のアドレスとすればよい。

また前述の例では、メモリ７４のアドレス空間を１０２８アドレスとし、メモリ７４のアドレス０番地から１５番地までは主走査方向０番目の補正データを格納し、メモリ７４のアドレス１６番地から３１番地までは主走査方向１番目の補正データを格納し、メモリ７４のアドレス３２番地から４７番地までは主走査方向２番目の補正データを格納する（以下同様）ことにより、１つのカウンタとメモリ７４で図３のカウンタ７５、メモリ７４と同様の動作を実現できる。

［レーザ駆動制御部の説明：図７］
図７は、本実施形態の露光制御部１０のレーザ駆動制御部５４を示す。

レーザチップ４３は、レーザダイオード４３ＡとＰＤセンサ４３Ｂとを有する半導体レーザである。電流源４１はレーザ４３Ａのバイアス電流源、電流源４２はレーザ４３Ａのパルス電流源である。画像信号生成部５３より入力される画像信号２０２は、変調部４８において画素変調される。この変調信号とシーケンスコントローラ４７からのＢＤ検出用のフル点灯信号ＦＵＬＬとを論理素子４０で論理和演算した信号によりスイッチ４９はオンあるいはオフとなる。スイッチ４９がオンの時にはバイアス電流源４１からの電流とパルス電流源４２からの電流との和でレーザ４３Ａは発光される。なお、バイアス電流源４１からの電流は１走査内では固定であり、パルス電流源４２からの電流は１走査内では可変である。スイッチ４９がオフの時にはバイアス電流源４１による電流のみでレーザ４３Ａは発光される。

ＢＤ検出用のフル点灯発光時（すなわちフル点灯信号ＦＵＬＬがアクティブであるとき）の光量をモニターしたＰＤセンサ４３Ｂの出力信号は、電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器４４で電圧信号に変換され、増幅器４５で増幅されてＡＰＣ回路４６に信号ＶＰＤとして入力される。

ＡＰＣ回路４６は、後述するシーケンスコントローラ４７からのサンプルホールド信号により、ＢＤ検出区間でＶＰＤをサンプルし、１走査の間ホールドしてＶＳＨ信号としてパルス電流量可変制御部５０に出力する。ＡＰＣ回路４６は、ＶＳＨ信号をパルス電流量可変制御部５０に出力すると同時に、ＶＳＨ信号と予め設定された最大光量に応じた電圧値とを比較し差信号ＶＡＰＣを生成して、差信号ＶＡＰＣでバイアス電流源４１のバイアス電流を制御する。

パルス電流量可変制御部５０は、ＡＰＣ回路４６からのＶＳＨ信号を入力し、更に後述するシーケンスコントローラ４７からの補正データ、目標光量設定値及び光量端部落ち最大比率を入力し、パルス電流源４２のパルス電流を制御する信号ＶＣＯＭを出力する。

［ＡＰＣ回路の説明：図８］
図８は、本実施形態のＡＰＣ回路４６の例示的な回路図である。

ＡＰＣ回路４６は、増幅されたＰＤセンサ出力ＶＰＤを、アナログスイッチ３８を使ってシーケンスコントローラ４７からのサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈでサンプルし、抵抗３７とコンデンサ３９とで決まる時定数でこの時の電圧値ＶＳＨを１走査の間ホールドする。そして、この電圧値ＶＳＨと予め設定されたＶＲＥＦとを比較器４０で比較することで、その差信号ＶＡＰＣを出力し、このＶＡＰＣに応じてバイアス電流源４１の電流を制御する。即ち、ＶＲＥＦとして設定されている目標のバイアス発光値となるように、各走査毎にバイアス電流源の電流を制御することによって半導体レーザ４３Ａのバイアス光量が所望の光量となるようにＡＰＣ制御を行う。

本実施形態の画像形成装置では、上述したＡＰＣ制御と並行して、パルス電流量可変制御部５０で１走査中のパルス電流量を制御する信号ＶＣＯＭを生成し、パルス電流源４２を制御することで１走査中の光量端部補正を行う。

［パルス電流量可変制御部の説明：図９］
図９は、本実施形態のパルス電流量可変制御部５０の例示的な回路図である。

パルス電流量可変制御部５０は、ＡＰＣ回路４６からのサンプルホールドされた電圧値ＶＳＨに、不図示のＣＰＵからの目標光量設定値（１以下の値）Ｓ６０１を掛けた電圧値Ｓ６０２を出力するオペアンプ等の乗算器６０１を備える。また、乗算器６０１からの電圧Ｓ６０２をレファレンス電圧とし、前述した補正部５２からの線形補間データ２０３とクロックＣＬＫに応じてデジタルアナログ変換した電圧Ｓ６０５を出力するＤ／Ａ変換器６０２（補正量制御手段）を備える。また、本発明の特徴である６０３（出力信号レベル変更手段）は、Ｄ／Ａ変換器６０２からの出力である電圧Ｓ６０５に、シーケンスコントローラ４７からの光量端部落ち最大比率Ｓ６０６を掛けた電圧Ｓ６０７を出力するオペアンプ等の乗算器を備える。本実施形態では、最大比率Ｓ６０６は、２０％であるため、０．２＝光量補正する最大比率に応じた１より小さい定数を掛ける。ローパスフィルタ６０４は、ＣＲ等で構成される。加算器６０５は、ローパスフィルタ６０４の出力電圧に、乗算器６０１の出力電圧Ｓ６０２を加算して電圧Ｓ６０８を出力するようオペアンプ等から構成される。６０６（目標光量切り替え手段）は、加算器６０５からのオフセットされたローパスフィルタ６０４でフィルタした後のアナログ信号Ｓ６０８とＶＳＨをＢＤマスク信号３０１に応じて切換えて出力するアナログスイッチである。尚、最大比率Ｓ６０６は、本実施形態では２０％であるため、０．２を掛けたが、３０％であれば０．３を５０％であれば０．５を掛けることになる。

［パルス電流量可変制御部の動作：図１０］
図１０は、図９の信号の流れを示した図である。同図において、図１０Ａは図４Ｃで示した各ブロック像高に応じた線形補間補正データの図である。図１０Ｂは目標光量設定値Ｓ６０１が１つまり目標光量が１００％の場合を示した図である。同図においてＳ６０１が１であるため、乗算器６０１の出力電圧Ｓ６０２はＡＰＣ時にサンプルホールドした電圧ＶＳＨをそのまま出力する。次に、このＶＳＨがＤ／Ａ変換器６０２のレファレンス電圧として入力され、Ｄ／Ａ変換の基準電圧となる。同時にＤ／Ａ変換器６０２には、線形補間補正データ２０３も入力され、補正データ２０３がＦＦＨ時にＶＳＨを出力するようデジタルアナログ変換される。アナログ変換された電圧Ｓ６０５は乗算器６０３に入力される。同時に乗算器６０３にはシーケンスコントローラ４７から光量端部落ち最大比率Ｓ６０６（ここでは２０％＝０．２）も入力され、Ｓ６０５の電圧が０．２倍される（Ｓ６０７）。０．２倍された信号Ｓ６０７はローパスフィルタ６０４を通って加算器６０５にて電圧ＶＳＨ分だけオフセットされた電圧Ｓ６０８となり、アナログスイッチ６０６に入力される。アナログスイッチ６０６はＢＤ区間にて通常のＡＰＣ動作ができるように、ＢＤマスク信号３０１に従って、画像領域ではＳ６０８を出力し、非画像領域ではＶＳＨを出力するよう（１走査毎の主走査同期信号を得るための光量）電圧を切り替える。アナログスイッチ６０６から出力されたＶＣＯＭ信号に応じて前述したパルス電流源４２は制御され、このパルス電流源４２の電流によってレーザ４３の出射光量は図１０Ｃのように光量制御され、ドラム面光量はＰ０のフラットな光量になる。つまり、光量端部落ち比率２０％に対してフルレンジでＤ／Ａ変換するため、補正分解能（Ｄ／Ａの１ＬＳＢ）は２０％／２５６＝０．０７８％であり、従来例の１００％／２５６＝０．３９％より格段に向上していることがわかる。

次に、目標光量を半分にした場合を図１０Ｄに示す。この時、シーケンスコントローラ４７から目標光量設定値Ｓ６０１＝０．５が入力され、同図のＳ６０２のようになる。この電圧Ｓ６０２（＝０．５ＶＳＨ）はＤ／Ａ変換器６０２のレファレンス電圧として入力され、Ｄ／Ａ６０２の基準電圧となり、Ｄ／Ａ６０２は補正データ２０３がＦＦＨ時にこの０．５ＶＳＨを出力するようデジタルアナログ変換し（Ｓ６０５）、次段の乗算器６０３で０．２倍され（Ｓ６０７）、加算器６０５にて電圧０．５ＶＳＨ分だけオフセットされ（Ｓ６０８）、アナログスイッチ６０６に入力される。アナログスイッチ６０６はＢＤ区間にて通常のＡＰＣ動作ができるように、ＢＤマスク信号３０１に従って、画像領域ではＳ６０８を出力し、非画像領域ではＶＳＨを出力するよう電圧を切り替える（ＶＣＯＭ、太線）。ＶＣＯＭ信号はパルス電流源４２を制御し、このパルス電流源４２の電流によってレーザ４３の出射光量は図１０Ｅのように光量制御され、ＢＤ区間光量はＰ０、ドラム面光量はＰ０／２のフラットな光量になる。つまり、目標光量を半分にしてもＢＤ区間の光量は変わらないため、ＢＤ同期精度が落ちることなく、また光量端部補正データも変更なく使用でき、従来例のように目標光量を変更する度に演算しなおす必要がないことがわかる。

つまり、光量端部落ち比率２０％に対して００Ｈ〜ＦＦＨのフルレンジでＤ／Ａ変換するため、補正分解能（Ｄ／Ａの１ＬＳＢ）は２０％／２５６＝０．０７８％であり、従来例の１００％／２５６＝０．３９％より格段に向上していることがわかる。

以上、説明したように光量端部補正データをＤ／Ａ変換した後に、光量端部落ち最大比率を掛ける構成にしたことで、Ｄ／Ａに入力する光量端部補正データを光量端部落ち比率いっぱいのフルレンジにすることができ、補正分解能を上げることが出来る。

更には、ＢＤ検出時の光量と光量端部補正する目標光量を切り替える手段を設け、Ｄ／Ａのレファレンス電圧を目標光量に応じて可変にする構成にしたことで、目標光量を変更してもＢＤ同期精度を落とさず、端部補正データを演算しなおす必要もなくなる。また、従来のようにＣＰＵに負荷を掛けることもなくなる。

また、本実施例では光学走査装置の光学特性による光量端部落ち（山が１つの光量分布）の補正について説明したが、像高に応じて複数の山があるようなドラムの感度むら補正に関しても光量補正データが異なるだけで、同様の制御で同様の効果が得られる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図 図１の露光制御部の構成を示す図 本実施例に係る補正部５２の構成を説明する図 本実施例に係る露光制御部１０の補正部５２による補正を説明する図 本実施例の補正部５２のメモリ７４における補正データの配置を説明する図 本実施例の補正部５２による線形補間データ２０３の生成を説明するタイミング図 本実施例に係るレーザ駆動制御部５４を示す図 本実施例に係るレーザ駆動制御部５４のＡＰＣ回路４６の一例を示す図 本実施例に係るレーザ駆動制御部５４のパルス電流量可変制御部５０の一例を示す図 本実施例に係るレーザ駆動制御部５４のパルス電流量可変制御部５０の動作を示す図 Ａは従来例におけるレーザの光量を変更しない場合のプロファイルを示す図、Ｂは従来例におけるレーザの光量を変更した場合のプロファイルを示す図 従来の光量端部落ち補正回路の例を示す図

符号の説明

３６ ＢＤ
４３ レーザダイオード
５２ 補正部
５３ 画像信号生成部
５４ レーザ駆動制御部
６１ 入力部
２０１ ＢＤ信号
２０２ 画像信号
２０３ 補正信号
２０４ レーザ駆動信号
６０１ 乗算器
６０２ Ｄ／Ａ
６０３ 乗算器
６０５ 加算器
６０６ アナログスイッチ

Claims (8)

1. 像担持体上に静電潜像を形成するための光源の出力を制御する光走査装置において、
   前記光源により発生したビームによる１走査中の前記像担持体上での走査位置に応じて前記光源の光量補正量を可変制御する補正量制御手段と、
   前記補正量制御手段からの出力信号レベルを変更する出力信号レベル変更手段とを有し、
   前記出力信号レベル変更手段からの信号に基づいて、前記走査位置に応じて前記光源の光量を制御する光量制御手段とを有することを特徴とする光走査装置。
2. 前記補正量制御手段は、
   前記１走査内での複数のサンプル点における前記光源から出力すべき光量に応じた補正データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶された前記補正データに基づき、走査位置に応じて基準電圧と０電圧間のアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換手段とを、有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記出力信号レベル変更手段は、前記補正量制御手段からの出力信号に、前記光量補正を行う為に前記変更する出力信号レベルの最大比率に応じた１より小さい定数を掛けた信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記記憶手段は、光量補正する最大比率と最小比率間をフルレンジとした前記複数サンプル点における補正データが記憶されることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
5. 前記基準電圧は、前記１走査毎の目標光量に応じた電圧であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
6. 前記光走査装置において、前記１走査毎の主走査同期信号を得るための光量と、該光量以下である前記目標光量を切り替える手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
7. 前記補正データは、前記光走査装置の走査方向の光量分布特性に応じたデータであることを特徴とする請求項１乃至２及び４に記載の光走査装置。
8. 前記補正データは、前記光走査装置が走査する前記像担持体表面の感度分布特性に応じた光量補正データであることを特徴とする請求項１乃至２及び４に記載の光走査装置。

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