JP2009001006A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチビームを使用して画像形成装置および画像形成方法を提供すること。
【解決手段】レーザビームを出射する複数の光源と、出射された各レーザビームを、光量を測定するための第１のレーザビームと、感光体を走査するための第２のレーザビームとに分離する分離手段と、第１のレーザビームの光量を測定し、その光量に応じた電圧を出力する光電変換手段と、出力された電圧に基づいて各レーザビームごとに設定される電流補正値と、複数の光源を共通して駆動するための、あらかじめ定められた共通の駆動電流とに基づいて、レーザビームの光量を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、マルチビームを使用して画像形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。

電子写真法を使用して画像を形成する画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電荷を、半導体レーザにより露光して静電潜像を形成し、現像剤により現像して画像形成を行っている。従来の半導体レーザは、１つの半導体素子から１本〜４本、多くて８本程度のレーザビームを照射する。近年では、ＶＣＳＥＬとして参照される面発光レーザが市販され、実用化されている。これに伴い、近年、ＶＣＳＥＬを使用して、高精細、高速画像形成などを行う画像形成装置が提案されている。

このようなＶＣＳＥＬを使用した画像形成装置として例えば特許文献１に記載されたような技術が知られている。すなわち、一般的な画像形成装置（書き込み光学系）において、光源ユニットが図２１に示すように、格子状に複数の光源（複数の半導体レーザ）が配置された半導体レーザアレイ、または、同一チップ上に複数光源（複数の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ，面発光型半導体レーザ）が格子状に配置された面発光レーザから構成されるとき、複数の光源の配列方向がポリゴンミラーのような偏向器の回転軸に対してある角度θを有するように、光源ユニット１００１の配置と角度を調整する。

図２２では、光源の縦配列方向をａ〜ｃ、横配列方向を１〜４とし、例えば、図２２の左上の光源をａ１のように表記する。光源ユニット１００１が角度θをもって配置されていることにより、光源ａ１と光源ａ２とは異なる走査位置を露光し、この２光源により１つの画素（１画素）を構成する場合、すなわち、図２２において、２光源で１画素を実現する場合を考える。例えば２光源ａ１，ａ２で１画素、２光源ａ３，ａ４で１画素を構成していくとすると、図中の光源によって図２２右端に示すような画素が形成される。図の縦方向を副走査方向としたとき、２光源により構成される画素の中心間距離が６００ｄｐｉ相当であるとする。このとき、１画素を構成する２光源の中心間隔は１２００ｄｐｉ相当となり、画素密度に対して光源密度が２倍となっている。よって１画素を構成する光源の光量比を変えることで、画素の重心位置を副走査方向にずらすことが可能となり、高精度な画像形成が実現できる。

ＶＣＳＥＬは、１つのチップから４０本程度のレーザビームを射出することができる。このため、画像形成装置の潜像形成にＶＣＳＥＬを使用することで、高精細、高速画像形成などが可能になるものと考えられる。ＶＣＳＥＬを潜像形成のためのレーザ装置として使用する場合、単に半導体レーザをＶＣＳＥＬに置代えたえただけで充分に高精細な潜像を形成することができるわけではない。例えば、ＶＣＳＥＬは、所定の発光領域から面状に多数のレーザビームを発生させる。潜像形成に使用するレーザ装置は、射出するレーザビームの光量を狙いの光量に制御する必要がある。また、ＶＣＳＥＬの場合、発光領域内での集積度が高まり、レーザビームの光量を管理することが、高精度の潜像を安定して形成するために必要とされる。

したがって、レーザビームの数が増えると、レーザビームが少ない半導体レーザを使用したと同一の光量制御を行う場合、光量制御のために時間が長くかかることは明らかであり、ＶＣＳＥＬを適用してことに伴う高速化の利点を充分に提供できないことになる。また、このためにレーザビームの光量制御を間引くなどすると、逆に高精細化を達成することが困難となる。

この様な理由から、種々の技術が提案されている。例えば、特開２００７−０２１８２６号公報（特許文献１）では、複数の発光素子と当該発光素子から出射される光量を検出する光量検出素子を有する発光光源部を備える画像形成装置および光書込装置が開示されている。特許文献１で開示された光書込装置は、光ビームの光量制御を行うために、ビーム数分のボリューム抵抗と、サンプルホールドコンデンサを配置する。特許文献１に記載された方法によっても多数のレーザビームの光量制御は可能となる。しかしながら、ＶＣＳＥＬの制御回路自体の回路規模が大きくなる。また、光量調整のため、ボリューム抵抗の設定を、射出ビーム数分行わなくてはならず、作業効率が低下し、このためメンテナンスも増大してしまう。

また、特開２００５−１６１７９０号公報（特許文献２）では、光源から出力された各光ビームを第１の光ビームと第２の光ビームとに分離し、第１の光ビームの光量を測定するための第１の測定手段と、第１の測定手段による光量測定結果が光量指示信号で指示された光量となるように光量制御を行う光量制御手段とを設け、第２の光ビームの光量を測定し、その光量測定結果により、第２の光ビームの光量を複数の光ビーム間で略均一にするための各光ビームの光量補正値を求めて記憶しておき、光量制御を行う制御方法が開示されている。

特許文献２で開示された方法でもＶＣＳＥＬの光量制御を行うことは可能である。しかしながら、各レーザビームの光量補正を行いながら画像形成を行うことは、レーザビーム本数が少ない場合には充分なフィードバック速度を提供できることができるものの、ＶＣＳＥＬのように、はるかに多数のレーザビームが射出される場合には、ＶＣＳＥＬの環境変動を考慮する場合、画像形成中の走査期間だけでは充分な効率でレーザビーム光量の制御に対しフィードバックできないという不都合が発生する場合があった。また、ＶＣＳＥＬを構成する半導体レーザ素子が、初期設定された補正範囲では設定光量を提供できない場合、その時点で形成されている画像に重大な影響を与えることなく画像形成を完了させ、かつ光量補正を効率的に行うことを可能とするものではない。

特開２００７−０２１８２６号公報 特開２００５−１６１７９０号公報

上述したように、これまでＶＣＳＥＬを使用した静電潜像形成のためのレーザビーム光量制御を行う場合、レーザビームの本数が増えた分だけ制御動作を増加させなければならず、高精細化および高速化の利点を充分に達成できないという不都合が生じていた。また、上述した不都合があるにもかかわらず、装置コストやメンテナンスコストが高まるという別の弊害も生じていた。すなわちこれまで、ＶＣＳＥＬの特性を効果的に利用して光量制御を最適化することにより、高精細、高速な静電潜像形成を可能とする、画像形成装置および画像形成方法を提供することが必要とされていた。

本発明は、上述した問題点が、ＶＣＳＥＬの画像形成装置への適用に際し、従来の半導体レーザに利用されていた光量制御技術を単に延長して適用することが原因となっていることに着目してなされたものである。すなわち、本発明は、従来の半導体レーザについての光量制御技術ではなく、ＶＣＳＥＬが多数のレーザビームを照射する特性を効果的に利用することで、回路規模拡大、ボリューム抵抗調整を行うことなく、多数のレーザビームの光量管理を効率的に行うことができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、レーザビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の前記レーザビームのそれぞれを、光量を測定するための複数の第１のレーザビームと、感光体を走査するための第２のレーザビームとに分離する分離手段と、前記複数の第１のレーザビームの光量を測定し、測定された前記複数の第１のレーザビームの光量に応じた電圧を出力する光電変換手段と、前記光電変換手段が出力した電圧に基づいて前記レーザビームの光量を補正するための前記複数のレーザビームの各レーザビームごとに設定される電流補正値と、前記複数の光源を共通して駆動するための、あらかじめ定められた共通の駆動電流とに基づいて、前記レーザビームの光量を制御する制御手段と、を備えること、を特徴とする。
また、本発明は、上記画像形成装置で実行される画像形成方法である。

本発明によれば、複数の光源から出力されたレーザビームを、あらかじめ設定されたレーザビームの共通の駆動電流と、複数のレーザビームから分離されたレーザビームの光量に応じて出力された電圧に基づいて、共通の駆動電流をレーザビーム毎に補正した補正値を生成し、生成された補正値にしたがって、複数のレーザビーム毎に光量を制御するので、多数のレーザビームを照射して画像を形成する場合であっても、回路規模を大きくすることなく、照射されるレーザビームの光量を効率的に制御することができるという効果を奏する。即ち、レーザビームの出力特性に応じてチャネル毎の電流補正値を生成し、生成したチャネル毎の補正値を用いて各チャネル共通の駆動電流を補正することによってレーザビームの光量を補正するので、回路規模の拡大を最小限に抑制しつつ、効率的にレーザビームの光量を制御することができるという効果を奏する。

画像形成装置は、レーザビームの光量をモニタして制御値を計算する制御手段と、同期信号および紙間信号を受領し、さらに制御手段から受け取った制御値を、光源を駆動する駆動手段に通知して前記レーザビームの光量制御を行う特定用途集積回路手段を含む光学装置を備えている。特定用途集積回路手段は、面発光レーザなどの光源から射出されるレーザビームで感光体を走査する前に、同期信号を受領して第１光量補正で予めレーザビーム光量を測定し、モニタ電圧とする。画像形成装置は、測定されたレーザビーム光量に対応する、モニタ電圧の値を利用して、潜像を形成させるための半導体レーザ素子の駆動電流についての補正値を、各レーザビームごとに計算する。

駆動電流補正値が計算された後、ＶＣＳＥＬを、各レーザビームに対して補正した駆動電流レベルで駆動して設定光量での潜像形成を実行させる。補正値が設定できない場合、補正範囲の上限値または下限値を一時的に割当て、当該画像形成処理で、画像形成処理を停止させることなく、後続する紙間タイミングまで継続して画像形成を実行させる。このため、仮に特定の半導体レーザ素子の光量が制御範囲外となった場合でも、潜像形成に与える影響を最低化することができる。

また、制御手段は、特定用途集積回路手段が通知する紙間タイミングを使用して第２光量補正を行う。第２光量補正は、半導体レーザ素子が現在設定された補正範囲で設定光量を提供できるかどうかを判断し、現在設定された補正範囲で設定光量を提供できない場合、現在設定された駆動電流の値または補正範囲を修正する補正処理を実行する。特定用途集積回路手段は、制御手段からの制御値を受領して修正後の制御値で該当するチャネルの半導体レーザ素子を駆動させる。

上述したように、本実施形態の画像形成装置は、同期信号および紙間信号を使用して、潜像形成に与える影響を最低化させつつ、ＶＣＳＥＬが射出する多数のレーザビームに対する最適な光量制御を可能とする。

このため、本実施形態の画像形成装置は、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。

以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、画像形成装置の実施形態を示す。画像形成装置１００は、半導体レーザ、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む光学装置１０２と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置などを含む像形成部１１２と、中間転写ベルトなどを含む転写部１２２を含んで構成される。光学装置１０２は、半導体レーザ（図示せず）などの光源から放出された光ビームを、ポリゴンミラー１０２ｃにより偏向させ、ｆθレンズに入射させている。光ビームは、図示した実施形態ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した数発生されていて、ｆθレンズ１０２ｂを通過した後、反射ミラー１０２ａで反射される。

ＷＴＬレンズ１０２ｄは、光ビームを整形した後、反射ミラー１０２ｅへと光ビームを偏向させ、露光のために使用される光ビームＬとして感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａへと、光ビームを像状照射する。感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａへの光ビームＬの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向および副走査方向に関して、タイミング同期が行われている。なお、以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、画像形成装置１００では、感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａの回転する方向として定義する。

感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成される帯電器１０４ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂにより表面電荷が付与される。

各帯電器１０４ｂ、１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂにより感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に付与された静電荷は、光ビームＬにより像状露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器１０４ｃ、１０６ｃ、１０８ｃ、１１０ｃにより現像され、トナー像が形成される。

感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に担持されたトナー像は、搬送ローラ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃにより矢線Ｂの方向に移動する中間転写ベルト１１４上に転写される。中間転写ベルト１１４は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋトナー像を担持した状態で２次転写部へと搬送される。２次転写部は、２次転写ベルト１１８と、搬送ローラ１１８ａ、１１８ｂと含んで構成される。２次転写ベルト１１８は、搬送ローラ１１８ａ、１１８ｂにより矢線Ｃの方向に搬送される。２次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部１２８から上質紙、プラスチックシートなどの受像材１２４が搬送ローラ１２６により供給される。

２次転写部は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１１４上に担持された多色トナー像を、２次転写ベルト１１８上に吸着保持された受像材１２４に転写する。受像材１２４は、２次転写ベルト１１８の搬送と共に定着装置１２０へと供給される。定着装置１２０は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材１３０を含んで構成されていて、受像材１２４と多色トナー像とを加圧加熱し、印刷物１３２として画像形成装置１００の外部へと出力する。多色トナー像を転写した後の中間転写ベルト１１４は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１１６により転写残トナーが除去され、次の像形成プロセスに備えている。

なお、各感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａの主走査方向の終点付近には、副走査ずれ検出装置（図示せず）が配設されていて、副走査方向のずれを検出している。

図２は、画像形成装置１００の光学装置１０２を矢線Ａの方向から見た場合の平面構成を示す。なお、図２には、静電潜像が形成される感光体ドラム１０４ａに対する走査上の配置を説明するため、感光体ドラム１０４ａについても併せて示す。光学装置１０２は、ＶＣＳＥＬの駆動を制御するためのＶＣＳＥＬコントローラ（以下、ＧＡＶＤとして参照する。）２００を含んで構成されている。ＧＡＶＤ２００は、特定用途集積回路（ASIC：Application Specific Integrated Circuit）として構成されていて、画像形成装置１００の画像形成を制御するメインＣＰＵ（図示せず）からの制御信号を受領して、ＶＣＳＥＬの駆動制御を指令する。また、ＧＡＶＤ２００は、メインＣＰＵからの指令に応答してＶＣＳＥＬに対する工場調整信号、初期化信号、ラインＡＰＣ信号、紙間ＡＰＣ信号などを発行する。また、ラインＡＰＣとは、画像形成装置１００が動作中に、レーザビームが主走査方向に走査される毎のタイミングでレーザビームの光量補正を行う制御であり、紙間ＡＰＣとは、複数の枚数を連続印刷中の印刷物と印刷物の間（紙間）において、ラインＡＰＣとは異なる手法にてレーザビームの光量補正を行う制御のことである。

具体的には、紙間ＡＰＣとは、図３に示すように、例えば、中間転写ベルトが搬送方向Ｂに移動する場合において、用紙Ｐのためのトナー像を形成するために光ビームＬが感光体ドラムＫを走査し、その後次の用紙Ｐ’に対する照射がされた場合に、光ビームＬが感光体ドラムＫを走査するまでの間であるＩＮＴで示した間隔において、レーザビームの光量補正を行う制御のことである。

さらに、光学装置１０２は、ＶＣＳＥＬ２０８およびＶＣＳＥＬ２０８に対して駆動電流を供給するドライバ２０６を含んで構成されている。ドライバ２０６は、ＧＡＶＤ２００による制御信号を受領して、対応する駆動電流でＶＣＳＥＬ２０８を駆動させ、レーザビームを発生させる。ＶＣＳＥＬ２０８からのレーザビームは、本実施形態では、４０チャネルに対応する４０本射出されるものとして以下説明を行うが、射出されるレーザビームの数は特に限定はない。

レーザビームは、カップリング光学素子２１０により平行光とされ、アパーチャ２１１により波面を整形された後、誘電体多層膜コーティングなどにより形成されたハーフミラーを用いた光分離手段２１２によりモニタビームと走査ビームとに分離される。走査ビームは、ポリゴンミラー１０２ｃにより偏向されてｆθレンズ１０２ｂを通過して感光体ドラム１０４ａへと照射される。なお、感光体ドラム１０４ａの走査開始位置付近には、フォトダイオード（ＰＤ）を含む同期検出装置２２０が配置されている。同期検出装置２２０は、レーザビームを検出し、第１光量補正を含む各種制御についてのタイミングを与える同期信号を発行する。

また、上記光分離手段２１２として、特開２００７−２９８５６３に示されるような一部のビームを通過させ、残りのビームを反射させる光反射部材を用いることができる。図４に、光反射部材を用いた光分離手段２１２を、レーザビームの進行方向に向かって見た図を示す。この光分離手段２１２の形状は、アパーチャ２１１を通過したビームを整形する役割も担っており、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、図５（ａ）が略円形の断面を持つビームとすると、図５（ｂ）は整形後のビーム断面を、図５（ｃ）は光分離手段２１２を通過しないビーム断面を示している。従来、アパーチャでは通常捨ててしまう図５（ｃ）のビームを、この光分離手段２１２では、光反射部２１２ｂにより反射し、この反射されるビームをモニタビーム、開口部２１２ａを通過するビームを走査ビーム、とする(以後この光分離形態をアパーチャミラーと呼ぶ)。このアパーチャミラー方法では、モニタビームを作るために、前述したハーフミラー方式のように走査ビームの一部を分割する必要が無く、通常捨てられてしまう光量を使用するので、その分ＶＣＳＥＬ２０８の発光量をハーフミラー方式より小さく抑えることが出来る。また、アパーチャミラー方式の場合、光学装置１０２よりアパーチャ２１１は取り除かれる。

ただし、光分離手段２１２の走査ビームとモニタビームの分離の比率の点において、ハーフミラー方式ではその比率は一定にできるが、アパーチャミラー方式では、その分離比率がＶＣＳＥＬのビーム広がり角という、レーザ光の発光点からの広がりを表す値により異なってしまう。これは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アパーチャミラー光分離手段２１１の開口部２１２ａを通過するビーム面積と、光反射部２１１ｂで反射するビームを通るビーム面積の比率が、例えば、広がり角が大きいビーム２０８ａでは５：５、ビーム広がり角が小さいビーム２０８ｂでは７：３といった値になるためである。同一のＶＣＳＥＬ内においても、チャネルごとにそのビーム広がり角は異なるため、その分離比率もチャネルごとに異なる。この問題点に関しての対策は、後述するモニタ電圧をメモリに記録する実施例にて説明する。なお、以後は、光分離手段２１２はアパーチャミラーとして説明する。

光分離手段２１２で分離された他方のレーザビームは、モニタビームとして利用される。モニタビームは、全反射ミラー２１４により第２集光レンズ２１６へと反射され、第２集光レンズ２１６を経てフォトダイオードなど光電変換素子２１８に照射される。光電変換素子２１８は、モニタビームの光量に対応したモニタ電圧Ｖｐｄを発生させる。発生したモニタ電圧Ｖｐｄは、電圧変換部２０２に入力され、演算処理を実行する駆動電流制御部２０４へと送られる。駆動電流制御部２０４は、ＧＡＶＤ２００へとレーザビーム光量の値から計算された、例えば８ビットのＶＣＳＥＬ制御値を、ドライバ２０６による駆動電流の制御のために生成し、ドライバ２０６へと送っている。なお、電圧変換部２０２および駆動電流制御部２０４は、別モジュールとして構成することもでき、また一体として構成され、処理のために使用する各種制御値を格納するＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコントローラとして構成してもよい。

図７は、図２で説明したＶＣＳＥＬ２０８の駆動回路の詳細なブロック図を示す。ＧＡＶＤ２００は、メインＣＰＵ３００からの制御信号を受領して、ＶＣＳＥＬ２０８の工場設定調整、初期化設定、および同期検出装置２２０動作制御を開始する。一方、図７に示した実施形態では、電圧変換部２０２は、Ａ／Ｄ変換部３０４として構成され、また駆動電流制御部２０４は、演算部３０６として構成され、さらに演算部３０６が使用する各種制御値などを格納するＲＯＭ領域およびＲＡＭ領域を含むメモリ３０８を含むマイクロコントローラ３０２として実装される。メモリ３０８は、工場設定データなどを格納するＲＯＭと、処理のために必要な値を格納するレジスタメモリなどとしても利用されるＲＡＭを含んで構成されている。

マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００からの指令に対応して、工場設定データと、レーザビームの光量とを使用して初期化設定を実行し、初期化設定された値を、ＲＡＭの一部が割り当てられるレジスタメモリに格納する。その後、マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００からの指令に応答して、動作制御のための値を計算し、レジスタメモリに格納されＶＣＳＥＬ２０８の制御データを更新して、ＶＣＳＥＬ２０８の連続動作および画像形成装置１００の環境変動によるＶＣＳＥＬ２０８の光量制御を実行する。

マイクロコントローラ３０２から送られたＶＣＳＥＬの制御値は、ＧＡＶＤ２００に送られ、初期設定電流値を使用して計算された補正値として、各チャネルの点灯信号と共にドライバ２０６に入力される。ドライバ２０６は、入力される補正値をＰＷＭ変換して駆動電流を設定し、チャネル点灯信号により指定されるチャネルへと当該駆動電流レベルの電流を供給し、ＶＣＳＥＬ２０８の該当するチャネルのレーザビームの光量にフィードバックする。

ドライバ２０６は、半導体レーザ素子ごとにチャネルが割り当てられており、さらに当該チャネル共通のしきい値電流IｂとIｓｗ、および半導体レーザ素子ごとに異なる補正値ＤＥＶｉを使用して、ＶＣＳＥＬ２０８に対してＰＷＭ制御を行う。ｉはＶＣＳＥＬ２０８のレーザビームの各ｃｈを表しており、本実施形態ではｃｈ＝１〜４０の値を取る。

図８は、このドライバ２０６の詳細を示すブロック図である。図８において、ドライバ２０６は、補正値設定部２０６ａ、バイアス電流設定部２０６ｂ、ＬＤ電流供給部２０６ｃ、および共通電流供給部２０６ｄから基本的に構成されている。補正値設定部２０６ａは、各半導体レーザ素子ＬＤにそれぞれ設けられ、各補正値設定部２０６ａには共通電流供給部２０６ｄから共通電流Ｉｓｗが供給され、ＬＤ電流供給部２０６ｃは補正値設定部２０６ａ、バイアス電流設定部２０６ｂでそれぞれ設定された電流値を加算して半導体レーザ素子ＬＤに供給する。

なお、前記補正値設定部２０６ａ、ＬＤ電流供給部２０６ｃは、各半導体レーザ素子ＬＤにそれぞれ設けられ、前述のようにＬＤは４０チャネル設けられていることから、図８では、１ｃｈから４０ｃｈまで各符号に添え字を付けて区別している。共通電流供給部２０６ｄは０〜５ｍＡの間を８ｂｉｔのデジタルアナログ変換器であるＤＡＣ（Ｉｓｗ［７：０］）によって設定可能である。

補正値設定部２０６ａは供給される共通電流に対して各ｃｈ個別の補正値ＤＥＶを設定する。補正値設定部２０６ａでは、Ｉｓｗで設定された電流値を６８％〜１３２％で補正可能であり、この補正値はＤＡＣ（ＤＥＶ［７：０］）で設定される。バイアス電流設定部２０６ｂは、ドライバ２０６により予め設定された値Ib、例えば３ｍＡを各チャネルに供給する。このような各部を備えたドライバ２０６では、例えば各ｃｈの半導体レーザ素子ＬＤｉ（ｉは１〜４０の整数）では、ＬＤ電流ｉ＝Ｉｓｗ×ＤＥＶｉ＋Ｉｂの駆動電流が供給できる。

図９は、本実施形態でのＶＣＳＥＬ２０８のレーザビームの出力特性（以下、Ｉ−Ｌ特性として参照する。）４００の実施形態を示す。また、ＶＣＳＥＬ２０８は、４０ｃｈの半導体レーザ素子から構成されているものとして説明する。半導体レーザ素子は、レーザ発振を開始するしきい値電流Iｂが存在し、また素子特性に対応して、出力Ｌ−駆動電流レベルＩが相違する。このため、各半導体レーザ素子に対して同一のレーザビーム光量を与えるため、駆動電流Ｉηは、初期設定時であっても値ΔＩで示される分だけ相違することになる。

図１０は、マイクロコントローラ３０２のメモリ３０８のＲＯＭ領域に格納される、ＶＣＳＥＬ２０８の制御データ５００の実施形態を示す。ＶＣＳＥＬの制御データ５００は、半導体レーザ素子に割り当てられたチャネル５０２ごとに各種の制御値が登録されている。制御値５００としては、工場出荷時に設定された、走査ビームが所定光量発光時の光電変換素子２１８のモニタ電圧であるＶｐｄ（０）を登録する。なお、前述したように、光分離手段２１２をアパーチャミラーにした場合、各チャネルの走査ビームが所定光量で同一でも、光分離手段２１２の走査ビームとモニタビームの分離比率が異なるため、得られるモニタ電圧は各チャネルで異なる。したがって、各チャネルごとに異なるモニタ電圧Ｖｐｄｉ（０）を登録することで、アパーチャミラーの光分離率のチャネル間バラツキを吸収する。また、Ｉｓｗ（０）は、半導体レーザ素子それぞれに設定光量を与えるための電流値である工場設定時に得られたＩｓｗｉの中央値（Ｉｓｗｉの最大値と最小値の平均値）であり、初期化光量制御時のモニタ光量を与えるための電流である。

一方、メモリのＲＡＭ領域には、画像形成装置１００が画像形成動作を実行している時に初期設定により得られた当該チャネルの半導体レーザ素子が設定光量を与えるための駆動電流の値であるＩｓｗ（１）が登録されている。その時の電流補正値５１０であるＤＥＶｉ（０）が対応して登録されている。なお、Ｉｓｗ（ｍ）と、ＤＥＶｉ（ｎ）との関係は、下記式（１）で与えられるように、使用している光電変換素子、半導体レーザ素子の特性に応じて予め工場設定値としてＲＯＭ領域内に設定される値を使用して初期設定により与えられる各値を使用して計算される。

なお、上記式中、ｍ、ｎは、１以上の整数であり、補正値を計算する処理を説明するために用いるものであって、特定の回数を登録するために使用するものではない。また、ｎ＝１の時のＤＥＶｉ（０）の値は１とする。また、Ｉｓｗ（０）は工場設定時に得られる値であり、ＤＥＶｉ（ｎ）＿ｍａｘ、ＤＥＶｉ（ｎ）＿ｍｉｎは、現在設定されている各ｃｈのＤＥＶｉ（ｎ）の最大値と最小値である。また、Ｖｐｄｉ（０）は、初期設定時に得られた光電変換素子２１８の出力電圧であり、マイクロコントローラ３０２の適切なアドレスのレジスタメモリに格納しておくことができる。

上述した関係は、補正値が、Ｉ−Ｌ特性的に、図１１で与えられる関係にある場合に適用されるものである。図１１で示すように、設定光量が出力されていれば、光電変換素子２１８の出力は、Ｖｐｄｉ（０）となる。ここで、ラインＡＰＣ制御時に光電変換素子の出力電圧が、Ｖｐｄｉ（ｎ）であることが検出されると、レーザビームの光量が低下しているものと判断され、補正値であるＤＥＶｉ（ｎ）の値を計算し、ＧＡＶＤ２００に通知する。ＤＥＶｉ（ｎ）の値を通知されたＧＡＶＤ２００は、チャネル番号とＤＥＶ値とをドライバ２０６に送付する。

ドライバ２０６は、受領したチャネル番号および補正値ＤＥＶｉの値を使用して、ＰＷＭ信号を生成させ、使用してチャネルｉで指定される半導体レーザ素子に駆動電流を供給する。なお、本実施形態では、ＤＥＶｉの値は、８ビットの分解能で設定されており、Ｉｓｗを、例えば６８％〜１３２％の範囲で可変としている。

以下、本実施形態での光量制御について説明する。
（１）工場設定
工場出荷時において、ＶＣＳＥＬ２０８の各チャネルが、感光体ドラム面上に規定光量でレーザビームを照射している場合の光電変換素子２１８によるモニタ電圧の値を、ＲＯＭライタを使用してマイクロコントローラ３０２に記録する。このときの測定は、感光体ドラム面に相当する位置に光センサを配置し、モニタ電圧の値と感光体ドラム面上でのレーザビーム光量との相関性を取得する。光センサは、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとして参照する。）に接続されている。また、ＰＣは、ＧＡＶＤ２００を制御しており、ＰＣからＧＡＶＤ２００を介して演算部３０６に、工場調整開始信号が送られる。

マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００を介して、ドライバ２０６に、最初に工場調整を行うチャネル（ｃｈ１とする。）の動作イネーブル信号をＯＮし、その後、駆動電流Iｓｗｉを徐々に上げていく。光センサは、ｃｈ１のレーザビームの光量が設定光量に達したことを検出すると、ＰＣに通知する。当該通知を受領したＰＣは、ＧＡＶＤ２００を介し、マイクロコントローラ３０２に、ｃｈ１のレーザビーム光量が設定光量に達したことを通知する。マイクロコントローラ３０２は、当該通知を受け取ると、その時点で光電変換素子２１８の出力電圧Ｖｐｄ１をメモリ３０８のＲＯＭ領域に記録し、同時に電流値Ｉｓｗ１を、メモリ３０８のＲＡＭ領域（ＮＶＲＡＭ）に記録する。メモリ３０８に記録するデータ内容は、図１０に示す通りである。上述した処理を、４０ｃｈ記録するまで繰り返す。４０ｃｈの記録が終了したら、ＰＣは、Ｉｓｗ１〜Ｉｓｗ４０の中央値Ｉｓｗ（０）を計算し、メモリ３０８のＲＯＭ領域に書込む。

（２）画像処理装置の初期化動作
画像形成装置１００は、ユーザにより使用される場合、画像形成装置１００の起動時または動作開始時に初期化動作が実行される。初期化動作は、ＶＣＳＥＬ２０８のレーザビームで、感光体ドラムを照射する前に実行される。初期化動作は、ＶＣＳＥＬ２０８の４０ｃｈ分のＤＥＶｉ（１）を計算する処理を行う。初期化動作のフローチャートを図１２に示す。初期化動作は、ステップＳ７００でユーザにより画像形成装置の電源がＯＮされるか、またはオートモードでユーザからの画像形成指令を受け付けて画像形成が開始される。初期化動作は、まず、メインＣＰＵ３００からＧＡＶＤ２００へと、初期化開始信号が送られる。ＧＡＶＤ２００は、マイクロコントローラ３０２に初期化開始信号を受け取ったことを通知する。ステップＳ７０１では、マイクロコントローラ３０２は、当該通知を受け取ると、初期化を最初に始めるＶＣＳＥＬ２０８のチャネル番号（例えば、ｃｈ１）と、工場設定として初期設定されているメモリ３０８内のＲＯＭ領域に記録されたＩｓｗ（０）を、ＧＡＶＤ２００を介して、ドライバ２０６に送信する。

次いで、ＧＡＶＤ２００は、ステップＳ７０２で同期検出装置２２０からの同期検知信号（以下、ＤＥＴＰ信号として参照する。）に同期してｃｈ１を、共通の駆動電流Ｉｓｗ（０）×ＤＥＶ１（１）＝１００%（補正量０に対応する。）で一定時間点灯させる。一定時間点灯している期間内に、マイクロコントローラ３０２は、Ａ／Ｄ変換部３０４によりモニタ電圧Ｖｐｄ１（１）を取得する。その後、ステップＳ７０３で、マイクロコントローラ３０２は、取得したモニタ電圧Ｖｐｄ１（１）と、ＲＯＭ領域に記録され初期値として使用される設定光量出力時の光電変換素子２１８の出力値Ｖｐｄ１（０）とから、ｃｈ１の補正値であるＤＥＶ１（１）を計算する。ＤＥＶ１（１）の計算式は、上記式（１）のｎ＝１の式で与えられる。

ステップＳ７０４では、すべてのチャネルについて初期化動作が終了したか否かを判断し、すべてのチャネルについて終了していない場合（ｎｏ）、処理をステップＳ７０１に分岐させ、ＤＥＴＰ信号に同期して、ｃｈ２、ｃｈ３、…、ｃｈ４０について初期化を実行し、ＤＥＶ４０（１）を取得する。また、全チャネルについて初期化動作が終了した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ７０５に進め、初期化動作を終了させる。なお、初期化動作で計算した各ｃｈのＤＥＶｉ（１）は、上記式（１）に示すように、次回の動作での補正値変化量を与える基準値として必要なので、メモリ３０８のＲＡＭ領域に記録する。

図１３には、初期化動作でのマイクロコントローラ３０２の処理のタイミングチャートを示す。初期化動作は、メインＣＰＵ３００が初期化開始通知であるapcsttrig_rをアサート（本実施形態では、apcsttrig_r=high）を発行し、ＧＡＶＤ２００が当該通知を受領して、ラインＡＰＣ制御信号であるAPCSTARTをアサートした時点で開始される。マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００が発行したAPCSTARTを受信して、初期化開始チャネル設定、Ｉｓｗ（０）送信、ストローブコマンドであるSW_STBなどのコマンドをＧＡＶＤ２００に発行する。ストローブSW_STBは、ＧＡＶＤ２００によりドライバ２０６に向けて送信され、これにより、ドライバ２０６側で先に受信したＩｓｗの値、この場合はＩｓｗ（０）が確定される。

SW_STBコマンドによるストローブ信号SW_STB送信後、マイクロコントローラ３０２は、Ｉｓｗ（０）データ設定終了を示すswend_rをアサートし、メインＣＰＵ３００に通知する。メインＣＰＵ３００は、半導体レーザ素子のイネーブル指令信号であるslp_rをアサートする。イネーブル指令信号slp_rを受領したＧＡＶＤ２００は、ドライバ２０６に対して全チャネルのスリープの解除を指令する。その後、ＧＡＶＤ２００は、同期検出装置２２０による同期検知信号を検出すると、ＡＰＣイネーブルを指令する信号ACPENをマイクロコントローラ３０２に発行する。

マイクロコントローラ３０２は、APCENを受領してＤＥＶｉ（１）の値を計算する。さらに、マイクロコントローラ３０２は、計算終了後、ＤＥＶｉのデータＤＥＶ＿Ｄを送信する。同様の処理は、４０ｃｈ目のＤＥＶ＿Ｄが送信完了するまで繰り返される。４０ｃｈ目のＤＥＶ＿Ｄが送信完了すると、マイクロコントローラ３０２は、初期化終了を通知するshokiend_rをＧＡＶＤ２００に発行する。また、マイクロコントローラ３０２は、半導体レーザ素子のエラー状態を通知されると、エラー信号LDERRを発行する。なお、LDERRについては、より詳細に後述する。

初期化動作の後、マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００を介して、マイクロコントローラ３０２が算出した補正値であるＤＥＶ１（１）を、ドライバ２０６に送信する。ドライバ２０６は、ＤＥＶ１（１）を取得して、制御電圧を設定し、ｃｈ１に供給する駆動電流を、Ｉｓｗ（０）×ＤＥＶ１（１）として設定し、ｃｈ１が割り当てられた半導体レーザ素子を、ＰＷＭ制御などにより工場設定時の設定光量と同一の値に制御することが可能となる。

（３）画像形成動作
画像形成装置１００は、初期化動作によって決定された補正値ＤＥＶｉ（１）を用いて、画像形成動作を開始する。画像形成動作は、感光体ドラム上に静電荷を付与し、半導体レーザによる露光によって静電潜像を形成し、トナーによる現像、転写、定着、印刷物排出を含む、従来の処理を使用することができる。

また、画像形成装置１００は、コピー動作の期間中、ラインＡＰＣを使用して、環境変動に伴うレーザビーム光量を制御して画像形成を実行する。なお、初期化動作以降のＤＥＶｉの計算およびＤＥＶｉのフィードバックによるレーザビーム光量制御を、以下、ラインＡＰＣとして参照する。ラインＡＰＣは、主走査ラインの１走査ごとにＤＥＴＰ信号に同期して行われる。図１４に、ＧＡＶＤ２００およびマイクロコントローラ３０２により実行されるラインＡＰＣのタイミングチャートを示す。なお、図１４のタイミングチャートは、連続的なラインＡＰＣの制御を説明するために、前回のラインＡＰＣのチャネル４０測定終了時点から開始している。図１４に示すように、ＧＡＶＤ２００が、同期検出装置２２０からの同期信号DETP_Nを受領すると、ＧＡＶＤ２００は、データ取得のためのゲートlgateを設定する。その後、ＧＡＶＤ２００は、PWMON信号を発行し、図示した実施形態では、チャネル４０を指定してAPCENを発行し、チャネルｃｈ４０の半導体レーザ素子を駆動させ、モニタビームを発生させる。

マイクロコントローラ３０２は、この間、ＤＥＶ４０（ｎ）を計算し、ＤＥＶ４０（ｎ）の計算が終了すると、シリアル通信を使用してＧＡＶＤ２００に対しＤＥＶ４０（ｎ）を送信する。そして、ＧＡＶＤ２００はドライバ２０６に向けてストローブ信号DEV_STB40を送信し、ＤＥＶ４０（ｎ）の値をドライバ２０６に設定する。その後、再度ＧＡＶＤ２００が、同期検出装置２２０からの同期信号を取得すると、チャネル１を指定し、Ｖｐｄ（ｎ＋１）を読み取り、ＤＥＶ１（ｎ＋１）を計算し、計算されたＤＥＶ１（ｎ＋１）を、シリアル通信を使用してＧＡＶＤ２００に送信する処理を実行する。そして、ＧＡＶＤ２００はドライバ２０６に向けてストローブ信号DEV_STB1を送信し、ＤＥＶ１（ｎ）の値をドライバ２０６に設定する。なお、Ｖｐｄ（ｎ＋１）が検出できない場合は、ｃｈ１が割り当てられた半導体レーザ素子がエラーであることを通知する信号LDERRを発行する。

図１５は、画像形成装置１００が実行する画像形成方法の実施形態のフローチャートを示す。画像形成装置１００は、通常、Ｂ５、Ａ４、Ｂ４、Ａ３などの規格とされたサイズの上質紙やプラスチックフィルムに画像形成を行う。一方、ラインＡＰＣを実行している間、比較的多い枚数を印刷していると、画像形成装置１００および光学装置１０２内の温度が上昇値が高くなり、ＤＥＶの補正範囲（ここでは６８％〜１３２％）では補正しきれなくなる場合が想定される。

これを図を用いて説明すると、まず初期化直後のＩｓｗおよびＤＥＶの状態が図１６に示すように、Ｉｓｗは各ｃｈの電流値のバラツキの中央にあり、各ｃｈのＤＥＶの値はＩｓｗの値を中心に±均等の範囲に設定される。その後、印刷が開始すると、光学装置１０２内の温度が上昇し、それに伴いＶＣＳＥＬ２０８の温度も上昇する。ＶＣＳＥＬ２０８の温度が上昇すると、図１６に示した各ｃｈの電流値は図１７の様に全体的に増加する。そして、印刷枚数が多く、温度上昇が継続すると、図１８に示すように、やがて、ＤＥＶの調整範囲を超えてしまい、ラインＡＰＣで目標光量に調整できなくなったｃｈについては、光量が目標光量に対して小さくなり、薄い画像を出力してしまうことになる。
そこで、ラインＡＰＣ中にＤＥＶの調整範囲の上限および下限に達したｃｈが発生した場合、各ｃｈ共通電流のＩｓｗの変更を行う。変更するＩｓｗの値は上記式（１）で計算される。ただし、計算した新しいＩｓｗをドライバ２０６に設定した場合は、新しいＩｓｗに対して各ｃｈのＤＥＶ値を再設定しなくてはいけなく、その分上記ラインＡＰＣを実行しなくてはならない。今回のように４０ｃｈの場合は４０回のラインＡＰＣを実行することになる。

しかし、このＩｓｗの変更と４０回のラインＡＰＣを画像形成中（感光体に画レーザビームで画像を露光中）に実行してしまうと、４０回のラインＡＰＣが終わるまでの間、感光体ドラム上のレーザビームの光量は所定の値と異なるものとなり、その間出力される画像は、異常な濃度の画像となってしまう。
そこで、このＩｓｗの変更と各ｃｈのＤＥＶの再設定は、画像形成を行わない印刷物と印刷物の間の紙間で実行することとする。紙間で実行することにより、印刷する画像に影響を与えることなく、かつＩｓｗの変更と各ｃｈのＤＥＶの再設定にかかる時間は、レーザビームの主走査方向の４０回走査分の数ｍｓであり、このために紙間を広げる必要は無いため、印刷の生産性を落とすことなくＩｓｗの変更と各ｃｈのＤＥＶの再設定を行うことができる。

また、上記実施例では、ＤＥＶ調整範囲の上限および下限値に達した時に、共通電流Ｉｓｗの変更を次にくる紙間で行うとしたが、そうした場合、つぎの紙間が来るまでに更に電流量の変動があった場合、ＤＥＶの調整量を超えているため電流の補正ができなくなり、出力する画像に異常を発生する可能性がある。
そこで、もう１つの実施例として、Ｉｓｗの変更を行うかどうかの判断を、ＤＥＶ調整範囲の上限および下限値ではなく、上下限値にマージンを持たせた値で行うことにする。マージンの量としては、１枚の印刷が終了するまでの時間で変動する電流量の最大値分、例えば５％を設定する（図１９）。そうすることにより、つぎの紙間が来るまでに更に電流量の変動があったとしても、その分を設定したマージン分の補正量でカバーすることができ、画像に異常を発生させることも無くなる。

また、画像形成装置１００の周囲温度や、画像形成装置１００を長期に使用したことによるＶＣＳＥＬ２０８の劣化により各ｃｈの駆動電流が増加し、上記したＶＣＳＥＬ２０８初期化時に、ＤＥＶの値が調整値の上下限値、またはマージンを足した調整値に達する可能性がある。この場合は、初期化後にこの紙間ＡＰＣを実行し、画像形成前にＩｓｗを各ｃｈの駆動電流の中央値に再設定することにより、周囲温度や劣化による駆動電流の増大を吸収する。これにより、ＶＣＳＥＬを用いた画像形成装置の長期使用を可能とする。

図１５の処理は、ステップＳ１０００から開始し、ステップＳ１００１でレーザチャネルを指定する。ステップＳ１００２で、共通電流と補正値によるＩｓｗ（ｍ）×ＤＥＶｉ（ｎ）の電流を流し、チャネルｉのレーザビームの光量を測定する。ステップＳ１００３では、レーザビームの光量に対応するＤＥＶｉを計算し、ＤＥＶｉの制御範囲で対応可能か否かを判断する。ステップＳ１００３の判断で、制御可能範囲外のものがないと判断された場合（ｎｏ）、図１３および図１４で説明した処理を使用して、第１光量補正であるラインＡＰＣを実行し、ステップＳ１００４で補正値を更新しレジスタメモリに格納させる。

一方、ステップＳ１００３の判断で、制御可能範囲外のものがあると判断された場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ１００９に分岐させ、紙間ＡＰＣ実行フラグをＯＮする。そして、処理をステップＳ１００７に分岐させる。なお、制御可能範囲外を登録する方法については種々想定され、範囲外フラグを設定する方法、レジスタメモリの所定アドレスに記述する方法などを利用することができる。

ステップＳ１００７では、ＧＡＶＤ２００は、メインＣＰＵ３００から紙間タイミングであることを指令する紙間信号fgateがネゲートされているか否かを判断し、fgateがネゲート(fgate=low)されておらず、紙間タイミングでない場合（ｎｏ）には、処理をステップＳ１００１に分岐させて、次のレーザチャネルを指定する。一方、ステップＳ１００７でfgateがネゲートされていて紙間タイミングであると判断された場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ１００８に分岐させて紙間ＡＰＣ処理を実行する。

図２０は、ステップＳ１００８での、紙間ＡＰＣ処理の実施形態のフローチャートを示す。ステップＳ１１００から開始し、ステップＳ１１０１で、紙間ＡＰＣ実行フラグの状態で、制御可能範囲外か否かを判断する。ステップＳ１１０１の判断で、制御範囲外でないと判断された場合（ｎｏ）、処理をステップＳ１１０６に分岐させ、通常のラインＡＰＣと同様の処理を行ってレーザビーム光量を制御する。

一方、ステップＳ１１０１で、制御範囲外であると判断された場合（ｙｅｓ）、ステップＳ１１０２で、該当するチャネルの駆動電流値を増減させるように２次補正値ＳＣを設定し、ＳＣ×Ｉｓｗ（ｍ）＝Ｉｓｗ（ｍ＋１）の値を新規Ｉｓｗとして、さらにその新規Ｉｓｗに対応するレーザチャネルを指定し（ステップＳ１１０３）、ステップＳ１１０４でＧＡＶＤ２００に送信し、データを書き換えて制御範囲内となるように設定する。なお、新規Ｉｓｗの算出式として、上記式（１）を使用した場合、２次補正値ＳＣはＤＥＶｉ（ｎ）＿ｍａｘ＋ＤＥＶｉ（ｎ）＿ｍｉｎ｝／２、となる。
その後、ステップＳ１１０４にてさらに新規Ｉｓｗに対する各チャネルのＤＥＶをラインＡＰＣにて求め、ステップＳ１１０５で全チャネル検査終了したか否かを判断し、全チャネルの検査が終了した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１０６に分岐させ、fgateをアサートさせるための紙間ＡＰＣ処理終了通知を発行する。また、全チャネルの検査が終了していない場合（ｎｏ）処理をステップＳ１１０３に分岐させて、全チャネルの検査が終了するまで処理を繰り返す。

また、計算された２次補正値ＳＣは、メモリ３０８がリセットされるまで、紙間ＡＰＣ処理が実行されるごとに計算し、更新することにより、画像形成装置１００の画像形成特性に対応して適切なレーザビーム光量を出力する。なお、２次補正値は、画像形成装置１００の（１）リセット、（２）オートパワーオフ、（３）電源スイッチオフなどのイベントによりクリアされるまで保持される。また、初期設定値は、次回の起動時またはパワーオン時に初期設定とともに再度設定される。

図２１は、マイクロコントローラ３０２が実行する紙間ＡＰＣ処理のタイミングチャートを示す。マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００から、紙間である紙間信号fgateがネゲートされるタイミングを検出し、紙間ＡＰＣ処理を開始する。fgateがネゲートされると、マイクロコントローラ３０２は、制御可能範囲外であるか否かにつき、図２０に示した処理を実行させ、Ｉｓｗの修正またはＤＥＶｉの修正を実行し、最終チャネルであるｃｈ４０の処理が終了するまで処理を継続する。ｃｈ４０の処理が終了した時点で、マイクロコントローラ３０２は、ＧＡＶＤ２００に、紙間ＡＰＣ処理終了通知kamikan_r信号を発行し、ＧＡＶＤ２００によるＶＣＳＥＬ２０８の制御を開始させる。

このように、画像形成中には行えない全体の光量制御を、時間的余裕がある紙間で行うことにより、作像を中断させること無く、高速な画像形成を可能とする。

本実施形態のマイクロコントローラ３０２は、光電変換素子２１８の出力レベルが、半導体レーザ素子の機能不全であるしきい値を、メモリ３０８のＲＯＭ領域に格納しており、半導体レーザ素子が機能不全であると判断した場合、半導体レーザ素子の機能不全を通知するエラー通知LDERRを発行し、ＧＡＶＤ２００に通知を行う。ＧＡＶＤ２００は、LDERRがアサートされるとメインＣＰＵ３００に通知を行い、サービスコールの表示などの処理を指令する。以下、LDERR発行処理について説明する。

マイクロコントローラ３０２は、光電変換素子２１８の出力レベルを判断し、エラーと判断した場合、LDERR信号をアサートし、同時に工場設定時の初期設定値としてメモリ３０８のＲＯＭ領域に格納したエラーコードを読み出して、ＧＡＶＤ２００に送信する。ＧＡＶＤ２００は、レジスタメモリに、エラーの種類を示す値を設定し、メインＣＰＵ３００にエラーの種類を通知して、以後の対応について判断させる。

工場調整時に、工場設定としてＲＯＭ領域に登録するエラーの種類は以下の種類を例示することができる。
（１）エラーＮｏ．１：光電変換素子２１８の故障
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、全てのｃｈのモニタ電圧が０Ｖ、かつ同期検出装置２２０などレーザビームの出力レベルを利用する光量測定器の出力は０ｍＶではない場合。
（２）エラーＮｏ．２：ＶＣＳＥＬ２０８の故障
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、全てのｃｈのモニタ電圧が０Ｖ、かつ光量測定器の出力も０ｍＶの場合。
（３）エラーＮｏ．３：ＶＣＳＥＬ２０８の特定ｃｈの故障
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、特定のｃｈのモニタ電圧が０Ｖの場合。この場合、故障ｃｈの番号もＧＡＶＤ２００に送信し、ＧＡＶＤ２００のレジスタメモリに書込む。

また、初期化動作時のエラーについても同時にＲＯＭ領域に登録して、判断処理に利用することができる。
初期化時に検出されるエラーの種類は、例えば、以下に説明する機能不全を挙げることができる。
（４）エラーＮｏ．４：全ｃｈのモニタ電圧得られず
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、全てのｃｈのモニタ電圧が０Ｖの場合。
（５）エラーＮｏ．５：特定ｃｈのモニタ電圧得られず
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、特定のｃｈのモニタ電圧が０Ｖの場合。
（６）エラーＮｏ．６：ＶＣＳＥＬ２０８の劣化
検出方法…全チャネルについてＤＥＶの調整範囲が±３２％を超えた場合。

さらに、LDERRは、ラインＡＰＣ時についても設定でき、ラインＡＰＣ時に検出される可能性の有るエラーの種類は、例えば以下として登録しておくことができる。
（７）エラーＮｏ．７：特定ｃｈのモニタ電圧得られず
検出方法…ＶＣＳＥＬ２０８の、特定のｃｈのモニタ電圧が０Ｖの場合。
（８）エラーＮｏ．８：ＶＣＳＥＬ２０８の劣化
検出方法…全チャネルについてＤＥＶの調整範囲が±３２％を超えた場合。

また、紙間ＡＰＣ時に検出されるエラーの種類は、例えば以下のように設定することができる。
（９）エラーＮｏ．９：ＶＣＳＥＬ２０８の劣化
検出方法…Ｉｓｗ変更後も、ＤＥＶの調整範囲が±３２％に収まらない場合。

上述したエラーのうち、エラーＮｏ．６、８については紙間ＡＰＣ処理で対応し、紙間ＡＰＣ処理で対応できない場合、最終的にエラーＮｏ．９として通知することができる。画像形成装置１００は、ＧＡＶＤ２００が取得したエラー情報をメインＣＰＵ３００に通知する。メインＣＰＵ３００は、当該通知を受領し、サービスコールなどとして、画像形成装置１００のオペレーションパネルに表示させる。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置は、ＶＣＳＥＬの光量補正を、ＶＣＳＥＬによる多数のレーザビームが射出されることを効果的に利用して行うことを可能とする、画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。このため、本実施形態の画像形成装置は、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、潜像形成に対して重大な影響を与えることなく、良好な画像形成が可能となる。

これまで本発明を、実施形態をもって説明してきたが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本実施形態の画像形成装置の概略図である。 本実施形態について、光学装置の平面構成を示す概略図である。 紙間ＡＰＣのタイミングの具体例を示す図である。 レーザビームの進行方向より見た場合の光反射部材を用いた光分離手段を示す図である。 （ａ）光分離手段によって整形される前のアパーチャのビームの形状、（ｂ）整形後のビーム断面、（ｃ）光分離手段を通過しないビーム断面の例を示す図である。 （ａ）ビームの広がり角が大きい場合のアパーチャミラー光分離手段の開口部を通過するビーム面積と、光反射部で反射するビームを通るビーム面積の比率を示す図、（ｂ）ビームの広がり角が小さい場合のアパーチャミラー光分離手段の開口部を通過するビーム面積と、光反射部で反射するビームを通るビーム面積の比率を示す図である。 図２で説明したＶＣＳＥＬの駆動回路の詳細なブロック図である。 ドライバの詳細を示すブロック図である。 本実施形態でのレーザビームの出力特性の実施形態を示した図である。 マイクロコントローラのＲＯＭ領域に格納される、ＶＣＳＥＬの制御データの実施形態を示した図である。 補正値を計算する処理の実施形態を示した図である。 初期化動作の実施形態についてのフローチャートである。 初期化動作でのマイクロコントローラの処理のタイミングチャートである。 ＧＡＶＤおよびマイクロコントローラにより実行されるラインＡＰＣのタイミングチャートである。 画像形成装置の画像形成方法の実施形態のフローチャートである。 初期化直後のＩｓｗおよびＤＥＶの状態の例を示す図である。 ＶＣＳＥＬ２０８の温度が上昇した場合の各ｃｈの電流値の変化を示す図である。 ＶＣＳＥＬ２０８の温度が上昇し、ＤＥＶの調整範囲を超えた場合の各ｃｈの電流値の変化を示す図である。 Ｉｓｗの変更を行うかどうかの判断を、ＤＥＶ調整範囲の上下限値にマージンを持たせた値で行った場合の例を示す図である。 紙間ＡＰＣ処理の実施形態のフローチャートである。 マイクロコントローラが実行する紙間ＡＰＣ処理のタイミングチャートである。 光源ユニットが半導体レーザアレイ、または面発光レーザから構成される場合の例を示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０２ 光学装置
１０２ａ １０２ｅ 反射ミラー
１０２ｂ ｆθレンズ
１０２ｃ ポリゴンミラー
１０４ａ １０６ａ １０８ａ １１０ａ 感光体ドラム
１０４ｂ １０６ｂ １０８ｂ １１０ｂ 帯電器
１０４ｃ １０６ｃ １０８ｃ １１０ｃ 現像器
１１２ 像形成部
１１４ 中間転写ベルト
１１４ａ １１４ｂ １１４ｃ 搬送ローラ
１１８ ２次転写ベルト
１２０ 定着装置
１２２ 転写部
１２４ 受像材
１３０ 定着部材
１３２ 印刷物
２００ ＶＣＳＥＬコントローラ（ＧＡＶＤ）
２０２ 電圧変換器
２０４ 駆動電流制御部
２０６ ドライバ
２０８ ＶＣＳＥＬ
２１０ 集光レンズ
２１１ アパーチャ
２１２ 光分離手段
２１４ 全反射ミラー
２１６ 集光レンズ
２１８ 光電変換素子
２２０ 同期検出装置
３００ メインＣＰＵ
３０２ マイクロコントローラ
３０４ Ａ／Ｄ変換部変換部
３０６ 演算部
３０８ メモリ
４００ 出力特性（Ｉ−Ｌ特性）
５００ 制御値

Claims (11)

1. レーザビームを出射する複数の光源と、
   前記複数の光源から出射された複数の前記レーザビームのそれぞれを、光量を測定するための第１のレーザビームと、感光体を走査するための第２のレーザビームとに分離する分離手段と、
   前記第１のレーザビームの光量を測定し、測定された前記第１のレーザビームの光量に応じた電圧を出力する光電変換手段と、
   前記光電変換手段が出力した電圧に基づいて前記レーザビームの光量を補正するための前記複数のレーザビームの各レーザビームごとに設定される電流補正値と、前記複数の光源を共通して駆動するための、あらかじめ定められた共通の駆動電流とに基づいて、前記レーザビームの光量を制御する制御手段と、を備えること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記第２のレーザビームが前記感光体を走査する際に前記電流補正値を更新するタイミングを示す同期信号に応答して、前記レーザビームの光量を補正する第１光量補正を実行し、または第２のレーザビームが出力媒体のための前記感光体への走査を終了し、次の出力媒体のための前記感光体への走査を開始する間に、前記共通の駆動電流を補正するタイミングを示す紙間信号に応答して、前記レーザビームの光量を補正する第２光量補正とを実行することにより前記レーザビームの光量を制御すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記電流補正値の範囲が、あらかじめ定められた前記光量の補正対象範囲内にある場合には、前記同期信号に応答して前記第１光量補正を行い、前記電流補正値の範囲が、前記光量の補正対象範囲を超えた範囲にある場合には、前記紙間信号に応答して前記第２光量補正を行うこと、
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記電流補正値によって補正された駆動電流と、前記補正対象範囲内にある前記駆動電流に対応する前記電圧と、あらかじめ定められた設定電圧と、に基づいて前記補正対象範囲内における前記駆動電流の補正値を計算し、この補正値に基づいて前記第１光量補正を行うこと、
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、さらに前記電流補正値を、前記制御手段が格納する前記設定電圧を、前記レーザビームを前記共通の駆動電流および前記補正対象範囲内で前記レーザビームを出射した場合の前記電圧で除した値に、現在の前記駆動電流補正値を乗じることにより求め、求めた前記電流補正値に基づいて前記第１光量補正を行うこと、
   を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記レーザビームの光量が前記補正対象範囲内の光量とならない場合に、前記共通の駆動電流を増減させる２次補正値を計算し、この２次補正に基づいて前記第２光量補正を実行すること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記レーザビームの前記電流補正値によって補正された駆動電流が、前記レーザビームの駆動電流の補正値の最大値と最小値の平均値となるように、前記２次補正値を計算し、この２次補正値に基づいて前記第２光量補正を行うこと、
   を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記複数の光源のそれぞれは、面発光レーザであり、
   前記制御手段は、前記第１光量補正を、前記レーザビームのそれぞれを前記感光体の主走査方向に走査するタイミングで前記光量を制御するライン制御処理の実行中に実行し、前記第２光量補正を、第２のレーザビームが出力媒体のための前記感光体への走査を終了し、次の出力媒体のための前記感光体への走査を開始するタイミングで前記光量を制御する紙間制御処理の実行中に実行すること、
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. レーザビームを出力する複数の光源を備える画像形成装置で実行される画像形成方法において、
   分離手段が、前記複数の光源から出射された複数の前記レーザビームのそれぞれを、光量を測定するための第１のレーザビームと、感光体を走査するための第２のレーザビームとに分離する分離ステップと、
   光電変換手段が、前記第１のレーザビームの光量を測定し、測定された前記第１のレーザビームの光量に応じた電圧を出力する光電変換ステップと、
   制御手段が、前記光電変換手段が出力した電圧に基づいて前記レーザビームの光量を補正するための前記複数のレーザビームの各レーザビームごとに設定される電流補正値と、前記複数の光源を共通して駆動するための、あらかじめ定められた共通の駆動電流とに基づいて、前記レーザビームの光量を制御する制御ステップと、を含むこと、
   を特徴とする画像形成方法。
10. 前記制御ステップは、前記第２のレーザビームが前記感光体を走査する際に前記電流補正値を更新するタイミングを示す同期信号に応答して、前記レーザビームの光量を補正する第１光量補正を実行し、または第２のレーザビームが出力媒体のための前記感光体への走査を終了し、次の出力媒体のための前記感光体への走査を開始する間に、前記共通の駆動電流を補正するタイミングを示す紙間信号に応答して、前記レーザビームの光量を補正する第２光量補正とを実行することにより前記レーザビームの光量を制御すること、
    を特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記制御ステップは、前記電流補正値の範囲が、あらかじめ定められた前記光量の補正対象範囲内にある場合には、前記同期信号に応答して前記第１光量補正を行い、前記共通の駆動電流が、前記光量の補正対象範囲を超えた範囲にある場合には、前記共通の駆動電流を増減させる２次補正値を計算し、この２次補正に基づいて前記第２光量補正を実行すること、
    を特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。