JP2010214872A - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のレーザビームを出力して画像形成を行う際に、良好な画像形成を可能とする。
【解決手段】画像形成装置１００は、ＶＣＳＥＬ２０８と、ＶＣＳＥＬ２０８から出力されたレーザビームのそれぞれを、光量測定のためのモニタビームと、感光体を走査するための走査ビームと、に分離するハーフミラー２１２と、モニタビームの光量を測定する光電変換素子２１８と、測定されたモニタビームの光量に応じた電圧を出力するＡ／Ｄ変換部２０２と、モニタビーム毎の電圧に基づいて、当該レーザビーム毎に光量を制御するビーム別電流補正値を算出するＤＥＶ演算部４２２と、ビーム別補正値に基づいて、複数のレーザビームに共通する共通供給電流値を算出するＳＷ演算部４２３と、ビーム別電流補正値と、共通供給電流値と、に基づいて、ＶＣＳＥＬ２０８から出力されるレーザビーム毎の光量を制御するＧＡＶＤ２００と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のレーザビームを用いて画像形成する画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

従来から、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している。

近年、ＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER）と称される垂直共振器面発光レーザが、実用化されている。これに伴い、ＶＣＳＥＬを用いた画像形成装置が提案されている。

この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。

ところで、ＶＣＳＥＬを潜像形成に用いる際、単に半導体レーザをＶＣＳＥＬに置代えたえただけでは、高精細な潜像を高速に形成できるわけではない。例えば、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、目標の光量になるよう制御する必要があり、当然ながら、ＶＣＳＥＬも、多数のレーザビームを発生させる発光領域において、レーザビームの光量を管理する必要がある。

したがって、レーザビームの数が増加したＶＣＳＥＬに対して、レーザビームが少ない半導体レーザと同様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になり、高速化が制限されるという問題が生じる。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。

このような理由から、種々の技術が提案されている。例えば、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に記載された技術でも、多数のレーザビームの光量制御は可能となる。

また、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係数を求めて記憶しておき、光量制御を行う技術が開示されている。特許文献２で開示された技術をＶＣＳＥＬに適用して、光量制御を行うことは可能である。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、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という問題がある。

また、特許文献２に記載された技術では、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、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、光ビームの光量の制御に対し、フィードバックできないという不都合が発生する可能性があるという問題がある。このように、ＶＣＳＥＬを使用して、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問題が生じていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多数のレーザビームの光量の管理を効率的にできる画像形成装置、及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、複数のレーザビームを出力する光源と、前記光源から出力された前記レーザビームのそれぞれを、光量測定のための第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する測定手段と、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、前記光電変換手段により出力された、前記複数のレーザビームのレーザビーム毎の前記電圧に基づいて、当該レーザビーム毎に光量を制御するビーム別補正値を算出する第１算出手段と、前記レーザビーム毎の前記ビーム別補正値に基づいて、前記複数のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第２算出手段と、前記第１算出手段により算出された前記ビーム別補正値と、前記第２算出手段により算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記複数のレーザビームにおける、前記レーザビーム毎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、本発明にかかる画像形成方法は、画像形成装置で実行される画像形成方法であって、画像形成装置は、複数のレーザビームを出力する光源と、前記光源から出力された前記レーザビームのそれぞれを、光量測定のための第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、を備え、測定手段が、前記第１のレーザビームの光量を測定する測定ステップと、光電変換手段が、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、第１算出手段が、前記光電変換手段により出力された、前記複数のレーザビームのレーザビーム毎の前記電圧に基づいて、当該レーザビーム毎に光量を制御するビーム別補正値を算出する第１算出ステップと、第２算出手段が、前記レーザビーム毎の前記ビーム別補正値に基づいて、前記複数のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第２算出ステップと、制御手段が、前記第１算出ステップにより算出された前記ビーム別補正値と、前記第２算出ステップにより算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記複数のレーザビームにおける、前記レーザビーム毎の光量を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、適切な光量制御を行うことで、回路規模およびメンテナンスコストを最小化しつつ、良好な画像形成が可能という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すハードウェア図である。 図２は、画像形成装置の光学装置を、図１に示された視線Ａから参照した平面構成を示す図である。 図３は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の、紙間ＡＰＣを説明する図である。 図４は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置のＶＣＳＥＬを駆動させる構成を示したブロック図である。 図５は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置が出力するレーザビームの出力特性の特定を示したグラフである。 図６は、マイクロコントローラのＲＯＭ領域において、ＶＣＳＥＬを制御する初期値を格納するテーブル構造を示す図である。 図７は、駆動電流演算部が備えるＤＥＶ演算部の構成を示した図である。 図８は、駆動電流演算部が備えるＳＷ演算部の構成を示した図である。 図９は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置のドライバの詳細を示すブロック図である。 図１０は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置のＡＰＣモード制御部の入出力信号を説明した図である。 図１１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置のＡＰＣモード制御部のモードの遷移を示した図である。 図１２は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ０”の場合に、第１の実施の形態にかかる画像形成装置により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。 図１３は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ１”又は“ｍｏｄｅ２”の場合に、第１の実施の形態にかかる画像形成装置により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。 図１４は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置におけるレーザビームの光量の制御手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、及び画像形成方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、後述した実施の形態に制限するものではなく、複数ビームを用いて画像形成を行う様々な画像形成装置に適用できる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００の構成を示すハードウェア図である。図１に示すように、第１の実施の形態にかかる画像形成装置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と、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、図１に示された視線Ａから参照した平面構成を示す図である。なお、図２には、視線Ａから参照できない、静電潜像が形成される感光体ドラム１０４ａも、レーザビームによる走査を明確にするために記載した。

図２に示すように光学装置１０２は、ドライバ２０６と、ＶＣＳＥＬコントローラ２００と、駆動電流演算部２０４と、Ａ／Ｄ変換部２０２と、ＶＣＳＥＬ２０８と、カップリング光学素子２１０と、ハーフミラー２１２と、全反射ミラー２１４と、第２集光レンズ２１６と、光電変換素子２１８と、を備える。

ＶＣＳＥＬコントローラ（以下、ＧＡＶＤと称す）２００は、特定用途集積回路（ASIC：Application Specific Integrated Circuit）であり、画像形成装置１００の画像形成を制御するＣＰＵ（図示せず）からの制御信号を受信して、ＶＣＳＥＬ２０８の駆動制御を指令する。また、ＧＡＶＤ２００は、ＣＰＵからの指令に応答してＶＣＳＥＬ２０８に対する工場調整信号、初期化信号、ラインＡＰＣ（Auto Power Control）信号、紙間ＡＰＣ信号などを発行する。また、ラインＡＰＣは、画像形成装置１００が動作中に、印刷物（記録紙）に対して印刷中に、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とする。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とする。

図３は、紙間ＡＰＣを説明する図である。図３に示す例では、紙間ＡＰＣは、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隔ＩＮＴで、レーザビームの光量補正を行う制御とする。このように、紙間ＡＰＣにおいては、任意の印刷物（記録紙）に対して印刷した後であって次の印刷物を印刷する前までの間に、レーザビームの光量を補正することを示す。

図２に戻り、ドライバ２０６は、ＶＣＳＥＬ２０８に対して駆動電流を供給する。具体的には、ドライバ２０６は、ＧＡＶＤ２００による制御信号を受信し、制御信号に対応する駆動電流をＶＣＳＥＬ２０８に供給することで、ＶＣＳＥＬ２０８を駆動させる。そして、駆動したＶＣＳＥＬ２０８は、レーザビームを発生させる。本実施の形態にかかるＶＣＳＥＬ２０８からのレーザビームは、４０チャネルに対応する４０本射出される。なお、本実施の形態は４０本射出する例とするが、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た後、ハーフミラー２１２に入射する。ハーフミラー２１２は、誘電体多層膜コーティングなどにより形成される。そして、ハーフミラー２１２は、光分離手段として機能し、入射されたレーザビームを、光量測定のためのモニタビームと、感光体を走査するための走査ビームと、に分離する。

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）を含む同期検知装置２２０が配置されている。同期検知装置２２０は、レーザビーム（走査ビーム）を検出し、同期信号を発行する。同期信号は、第１光量補正を含む各種制御についてタイミングを与える信号とする。

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、Ａ／Ｄ変換部２０２により、モニタ電圧Ｖｐｄに対応するモニタ信号に変換される。そして、モニタ信号は、駆動電流演算部２０４に送信される。

駆動電流演算部２０４は、入力されたモニタ信号が指し示すレーザビーム光量の値に基づいて、例えばＶＣＳＥＬ制御データを生成する。生成されたＶＣＳＥＬ制御データは、ドライバ２０６による駆動電流の制御に用いられる。このため、駆動電流演算部２０４は、生成したＶＣＳＥＬ制御データを、ドライバ２０６に出力する。

なお、Ａ／Ｄ変換部２０２および駆動電流演算部２０４は、別モジュールとして構成してもよいし、また一体として構成してもよい。一体として構成する場合には、例えば、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するなどが考えられる。

図４は、ＶＣＳＥＬ２０８を駆動させる構成を示したブロック図である。図４に示すように、ＶＣＳＥＬ２０８を駆動させるために、画像形成装置１００は、ＣＰＵ４００と、同期検知装置２２０と、ＧＡＶＤ２００と、ドライバ２０６と、ＶＣＳＥＬ２０８と、マイクロコントローラ４０１と、ＡＰＣ制御部４０２と、光電変換素子２１８と、を備える。

ＧＡＶＤ２００は、ＣＰＵ４００からの制御信号を受信し、ＶＣＳＥＬ２０８の工場設定調整、初期化設定を開始する。並行して、同期検知装置２２０が、レーザビームの検出を開始する。

図５は、本実施の形態にかかる画像形成装置１００が出力する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の特定を示したグラフである。本実施の形態では、ＶＣＳＥＬ２０８は、４０ｃｈの半導体レーザ素子から構成されているものとする。図５に示すグラフは、各半導体レーザ素子に供給される電流に応じて出力される光量を示している。図５に示すように、半導体レーザ素子は、それぞれ、レーザ発振を開始する閾値電流Ｉｂｉが存在する。また、半導体レーザ素子は、それぞれの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が同一のレーザビーム光量を出力するための駆動電流Ｉηは、初期設定時でも値ΔＩで示される分だけ相違する。なお、初期駆動電流値Ｉｓｗｉは、出荷前に工場の測定に基づいて、メモリ４１２のＲＯＭ領域に登録されるチャネルｉについてのプローブ電流値を示している。そして、初期駆動電流値Ｉｓｗｉは、半導体レーザ素子の初期設定を行う場合に用いられる。本実施の形態にかかる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４に戻り、ＡＰＣ制御部４０２は、Ａ／Ｄ変換部２０２、駆動電流演算部２０４、及びＩ／Ｆ制御部４０３から構成される。

また、マイクロコントローラ４０１は、演算部４１１と、ＲＯＭ領域及びＲＡＭ領域を含むメモリ４１２と、で構成される。メモリ４１２は、駆動電流演算部２０４が使用する各種制御値の初期値などを格納する。さらに、ＲＯＭ領域は、工場設定データなどを格納し、ＲＡＭ領域は、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利用される。

図６は、マイクロコントローラ４０１のＲＯＭ領域において、ＶＣＳＥＬコントローラ２００を制御する初期値を格納するテーブル構造を示す図である。図６に示すように、ＲＯＭ領域には、ｃｈ番号５０２と、初期モニタ電圧Ｖｐｄ５０４と、初期化電流Ｉｓｗ＿Ａ５０６とが対応付けて記憶されている。図６に示すように、ＶＣＳＥＬコントローラ２００の各種制御値の初期値は、半導体レーザ素子に割り当てられたチャネル５０２ごとに登録されている。初期モニタ電圧Ｖｐｄｉ５０４は、工場出荷時に設定された、光電変換素子２１８のモニタ電圧とする。初期化電流Ｉｓｗ＿Ａ５０６は、半導体レーザ素子それぞれに対して設定された初期駆動電流値Ｉｓｗｉの平均値とする。そして、初期化電流Ｉｓｗ＿Ａ５０６は、光量制御時のモニタ光量を与えるための電流とする。これらＲＯＭ領域に格納された各種制御値の初期値は、ＡＰＣ制御部４０２内の駆動電流演算部２０４の演算に用いられる。

図４に戻り、マイクロコントローラ４０１は、ＧＡＶＤ２００からの指令を、ＡＰＣ制御部４０２のＩ／Ｆ制御部４０３を介して受信する。そして、演算部４１１が、受信した指令に対応して、メモリ４１２に格納された工場設定データと、レーザビームの光量と、を使用して初期設定値を演算する。そして、マイクロコントローラ４０１は、Ｉ／Ｆ制御部４０３を介して、駆動電流演算部２０４内に含まれるレジスタメモリ４２１に設定する。

駆動電流演算部２０４は、レジスタメモリ４２１と、ＤＥＶ演算部４２２と、ＳＷ演算部４２３とを備える。

レジスタメモリ４２１は、後述するｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０と、ＳＷレジスタ８０５と、を含むものとする。すなわち、初期起動時にｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０と、ＳＷレジスタ８０５とに対して、マイクロコントローラ４０１による初期値が設定される。

ＤＥＶ演算部４２２は、Ａ／Ｄ変換部２０２により出力されたモニタ信号等に基づいて、レーザビーム（ｉ）毎に、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉを算出する。ビーム別電流補正値ＤＥＶｉは、レーザビーム毎に光量を制御する電流を補正する補正値を示す。

ＳＷ演算部４２３は、レーザビーム毎のビーム別電流補正値ＤＥＶｉ等に基づいて、全てのレーザビームに共通して供給される電流である共通供給電流値Ｉｓｗを算出する。

なお、ＶＣＳＥＬ制御データには、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉと、共通供給電流値Ｉｓｗとが含まれているものとする。そして、算出されたビーム別電流補正値ＤＥＶｉと、共通供給電流値Ｉｓｗとは、レジスタメモリ４２１に更新、格納される。そして、レジスタメモリ４２１に格納されＶＣＳＥＬ制御データは、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の光量制御に用いられる。なお、ＤＥＶ演算部４２２及びＳＷ演算部４２３による演算手法については、後述する。

そして、ＡＰＣ制御部４０２で算出されたＶＣＳＥＬ制御データは、ＧＡＶＤ２００に送られる。最初のＶＣＳＥＬ制御データは、マイクロコントローラ４０１により設定された初期設定電流値が、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、入力された初期設定電流値を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に対して、設定した駆動電流レベルの電流を供給する。供給された電流により駆動したＶＣＳＥＬ２０８は、レーザビームを発生させる。発生した各チャネルのレーザビームは、光電変換素子２１８を介して、当該レーザビームの光量の制御のためにフィードバックする。フィートバックされたモニタ信号に基づいて、駆動電流演算部２０４は、適切な共通供給電流値Ｉｓｗ及びビーム別電流補正値ＤＥＶｉを算出する。

図７は、駆動電流演算部２０４が備えるＤＥＶ演算部４２２の構成を示した図である。図７に示すように、ＤＥＶ演算部４２２は、ｃｈ１目標値レジスタ７０１＿１〜ｃｈ４０目標値レジスタ７０１＿４０と、セレクタ７０２と、減算器７０３と、加算器７０４と、ｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０と、セレクタ７０６と、イネーブル信号生成部７０７と、ＡＰＣモード制御部７０８と、タイミング生成部７０９と、乗算器７１０＿１〜７１０＿４０とを備える。

ｃｈ１目標値レジスタ７０１＿１〜ｃｈ４０目標値レジスタ７０１＿４０は、予め定められた各チャンネルのＡＰＣの目標値を保持する。本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、チャンネルが、ＶＣＳＥＬ２０８の半導体レーザ素子ごとに割り当てられている。

ＡＰＣモード制御部７０８は、ＡＰＣ制御モードを制御する。なお、ＡＰＣ制御モードについては後述する。

タイミング生成部７０９は、ＡＰＣを行うＶＣＳＥＬチャンネルを指定するチャンネル指定信号（ＡＰＣ＿ＣＨ）の生成、ＶＣＳＥＬ２０８の点灯タイミング（ＬＤＯＮ）の生成、ＡＤ変換部２０２のサンプリングタイミング（ＡＤ＿ＳＭＰ）の生成、後述するｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０の更新タイミング（ＣＴＬ＿ＥＮ）の生成を行う。

セレクタ７０２は、タイミング生成部７０９で生成されるＡＰＣ＿ＣＨに従って、ｃｈ１目標値レジスタ７０１＿１〜ｃｈ４０目標値レジスタ７０１＿４０に保持された各チャンネルのＡＰＣの目標値の１つを選択して、減算器７０３に出力する。

減算器７０３は、セレクタ７０２から入力される各チャンネルのＡＰＣの目標値から、Ａ／Ｄ変換部２０２から入力される、各チャネルのモニタビームの光量に対応するモニタ信号を減算する。この減算した値を、目標差分値とする。

加算器７０４は、減算器７０３から出力された各チャンネルの目標差分値に対して、後述するセレクタ７０６からの出力値を、加算する。

イネーブル信号生成部７０７は、タイミング生成部７０９により生成される更新タイミング（ＣＴＬ＿ＥＮ）に従って、該当するｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０に対して、ライトイネーブル信号を出力する。

ｃｈ１レジスタ７０５_１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０は、加算器７０４から出力された出力値を保持する。この出力値の更新は、イネーブル信号生成部７０７からライトイネーブル信号が入力されたタイミングで行われる。

セレクタ７０６は、タイミング生成部７０９が生成するＡＰＣ＿ＣＨに従って、ｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０に格納されている出力値を、加算器７０４に出力する。

乗算器７１０＿１〜７１０＿４０は、ｃｈ１レジスタ７０５_１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０から出力された出力値にゲインを乗算してビーム別電流補正値ＤＥＶ１〜ＤＥＶ４０を生成する。そして、乗算器７１０＿１〜７１０＿４０で生成されたビーム別電流補正値ＤＥＶ１〜ＤＥＶ４０は、ＧＡＶＤ２００と、ＳＷ演算部４２３と、に出力される。

ＤＥＶ演算部４２２が上述した構成を備えることで、ＶＣＳＥＬ２０８の各チャンネルのＡ／Ｄ変換部２０２から入力される（モニタビームの光量を示す）モニタ信号が、各チャンネルの目標値よりも大きい場合には対応するチャンネルのビーム別電流補正値ＤＥＶを小さくするようにフィードバック制御がかかり、小さい場合には対応するチャンネルのビーム別電流補正値ＤＥＶデータが大きくなるようにフィードバック制御がかかる。このため、ＶＣＳＥＬコントローラ２００の半導体レーザ素子毎に出力されるレーザビームの光量が、目標値となるように制御される。

図８は、駆動電流演算部２０４が備えるＳＷ演算部４２３の構成を示した図である。ＳＷ演算部４２３は、平均値演算部８０１と、目標値レジスタ８０２と、減算器８０３と、加算器８０４と、ＳＷレジスタ８０５と、イネーブル信号生成部８０６と、乗算器８０７とを備える。

ＳＷ演算部４２３は、紙間ＡＰＣモードの時に、共通供給電流値Ｉｓｗを補正する処理を行う。すなわち、ＤＥＶ演算部４２２によるビーム別電流補正値ＤＥＶｉデータで補正するのみでは、ＶＣＳＥＬ２０８の全てのレーザビームで目標とする光量で出力できなくなる可能性がある。そこで、共通供給電流値Ｉｓｗを補正処理して、全てのレーザビームがビーム別電流補正値ＤＥＶｉデータで補正可能な範囲内になるようにする。

平均値演算部８０１は、ＤＥＶ演算部４２２から入力されたＤＥＶ１〜ＤＥＶ４０の平均値を算出する。算出された平均値は、減算器８０３に出力される。

目標値レジスタ８０２は、予め定められた共通供給電流値Ｉｓｗの目標値を保持する。

減算器８０３は、平均値演算部８０１から入力された平均値から、目標値レジスタ８０２が保持する目標値を減算する。なお、入力された平均値から目標値を減算した値を、平均差分値とする。

イネーブル信号生成部８０６は、タイミング生成部７０９から出力された更新タイミング（ＣＴＬ＿ＥＮ）と、ＡＰＣモード制御部７０８から出力されたＡＰＣ制御モードと、に基づいてライトを許可するか否か判定する。そして、イネーブル信号生成部８０６は、ライトを許可すると判定した場合に、加算器８０４及びＳＷレジスタ８０５に対してライトイネーブル信号を出力する。

加算器８０４は、イネーブル信号生成部８０６からライトイネーブル信号が入力された場合に、減算器８０３から入力された平均差分値に対して、後述するＳＷレジスタ８０５から出力された出力値を加算する。

ＳＷレジスタ８０５は、加算器８０４から入力された出力値を保持する。当該出力値の更新は、イネーブル信号生成部８０６からライトイネーブル信号が入力された場合に行われる。

乗算器８０７は、ＳＷレジスタ８０５の出力値にゲインを乗算した共通供給電流値Ｉｓｗを出力する。

この構成によりＤＥＶの平均値が目標値より大きい場合には共通供給電流値Ｉｓｗを大きくするように、目標値よりも小さい場合には共通供給電流値Ｉｓｗが小さくなるように制御されることになる。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉの平均値をフィードバックして、共通供給電流値Ｉｓｗを算出するように構成した。つまり、本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、共通供給電流値Ｉｓｗを、レーザビーム毎に算出されたビーム別電流補正値ＤＥＶｉの平均値としたため、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。

しかしながら、本実施の形態の変形例の画像形成装置においては、共通供給電流値Ｉｓｗの演算として、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉの平均値の代わりに、ビーム別電流補正値ＤＥＶの最大値と最小値との平均値を求めても良い。これにより、ＶＣＳＥＬチャンネルの中で１チャンネルのみ異常チャンネルがある場合でも、適切な制御が行われる確立が向上する。

ドライバ２０６は、レジスタメモリ４２１などに格納された、バイアス電流(Ｉｂ）、共通供給電流値Ｉｓｗ、及びチャネル毎に異なるビーム別電流補正値ＤＥＶｉを使用して、ＶＣＳＥＬ２０８に対してＰＷＭ制御を行う。

その後、ドライバ２０６は、駆動電流演算部２０４により算出された共通供給電流値Ｉｓｗ及びビーム別電流補正値ＤＥＶｉに基づいて、チャネル毎に適切な光量のレーザビームを出力するよう制御する。

図９は、このドライバ２０６の詳細を示すブロック図である。図９において、ドライバ２０６は、バイアス電流生成部２０６ｂ及び共通電流供給部２０６ｄを備えている。なお、図９に示す例では、１ｃｈから４０ｃｈまで各符号に添え字を付けて区別している。

また、ドライバ２０６は、レーザビームを発行する半導体レーザ素子ＬＤ（ｉ＝１〜４０）毎に、補正値設定部２０６ａｉ、及びＬＤ電流供給部２０６ｃｉを備えている。

バイアス電流生成部２０６ｂは、バイアス電流(Ｉｂ）を生成し、半導体レーザ素子ＬＤ（ｉ＝１〜４０）毎に供給する。バイアス電流(Ｉｂ）は、予め設定された値とし、例えば３ｍＡ等とする。

共通電流供給部２０６ｄは、入力された共通供給電流値Ｉｓｗに従って、半導体レーザ素子ＬＤ毎に共通電流を供給する。

補正値設定部２０６ａｉ（ｉ＝１〜４０）は、供給される共通電流に対して、各チャンネル別のビーム別電流補正値ｉを設定する。そして、補正値設定部２０６ａｉ（ｉ＝１〜４０）は、共通電流供給部２０６ｄから供給される共通供給電流値Ｉｓｗによる共通電流に対して、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉで補正する。補正値設定部２０６ａｉは、共通供給電流値Ｉｓｗによる共通電流に対して、電流値を６８％〜１３２％の範囲内で補正可能とする。つまり、共通供給電流値Ｉｓｗを、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉの平均値とすることで、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉが補正範囲外になるのを抑止することができる。

電流供給部２０６ｃｉ（ｉ＝１〜４０）は、補正された電流に対して、バイアス電流生成部２０６ｂで生成されたバイアス電流(Ｉｂ）を加算し、半導体レーザ素子ＬＤに供給する。

本実施の形態では、ドライバ２０６が上述した構成を備えることで、各チャンネルの半導体レーザ素子ＬＤｉ（ｉは１〜４０の整数）に対して、Ｉｓｗ×ＤＥＶｉ＋Ｉｂの駆動電流が供給できる。

次に、ＡＰＣモード制御部７０８の出力する信号について説明する。図１０は、ＡＰＣモード制御部７０８の入出力信号を説明した図である。図１０に示すように、ＡＰＣモード制御部７０８は、入力信号としてリセット信号(ｒｅｓｅｔ＿ｎ)、ＡＰＣイネーブル信号(ａｐｃ＿ｅｎａｂｌｅ)、ｗｒｉｔｅ＿ｒｅａｄｙ信号、及びａｐｃ＿ｆｇａｔｅ信号が入力され、出力信号としてｂｄ＿ｅｎ及びＡＰＣ＿ＭＯＤＥが出力される。また、ＡＰＣモード制御部７０８は入力される入力信号に基づいて、モードが変化する。

リセット信号(ｒｅｓｅｔ＿ｎ)は、ＡＰＣモード制御部７０８を初期化する信号として、ＣＰＵ４００から入力される信号とする。ＡＰＣイネーブル信号(ａｐｃ＿ｅｎａｂｌｅ)は、ＡＰＣが実行可能か否かを示す信号として、ＣＰＵ４００から入力される信号とする。ｗｒｉｔｅ＿ｒｅａｄｙ信号は、書き込み準備が完了した（主走査の同期処理が終了した）か否かを示す信号として、ＧＡＶＤ２００から入力される。

ａｐｃ＿ｆｇａｔｅ信号は、ＣＰＵ４００から紙間タイミングであるか否かを示す信号として入力される。ａｐｃ＿ｆｇａｔｅ信号は、紙間タイミングでない場合にＬｏｗレベルで入力され、紙間タイミングの場合にＨｉｇｈレベルとして入力される。

図１１は、ＡＰＣモード制御部７０８のモードの遷移を示した図である。ＡＰＣモード制御部７０８は、どのモードであっても、入力されたリセット信号(ｒｅｓｅｔ＿ｎ)がＬｏｗレベルの場合に“ｉｎｉｔ”モードに移行する。また、ＡＰＣモード制御部７０８は、ａｐｃ＿ｅｎａｂｌｅ信号がＬｏｗレベルとなった場合にも“ｉｎｉｔ”１００１モードに移行する。

そして、ＡＰＣモード制御部７０８のＡＰＣモードが“ｉｎｉｔ”モード１００１の時に、入力されるＡＰＣイネーブル信号(ａｐｃ＿ｅｎａｂｌｅ)がＨｉｇｈレベルになると、ＡＰＣモードは“ｍｏｄｅ０”１００２に移行する。

次に、ＡＰＣモード制御部７０８のＡＰＣモードが“ｍｏｄｅ０”モード１００２に移行した後、指定回数のＡＰＣ制御処理が完了した後に“ｈｏｌｄ”モード１００３に移行する。このＡＰＣ制御処理の指定回数は、マイクロコントローラ４０１により予め駆動電流演算部２０４内のレジスタメモリ４２１に設定される。

そして、ＡＰＣモード制御部７０８のＡＰＣモードが“ｈｏｌｄ”モード１００３に移行した場合に、ＡＰＣモード制御部７０８は、出力信号“ｂｄ＿ｅｎ”をＨｉｇｈレベルとしてＧＡＶＤ２００に通知する。これにより、ＧＡＶＤ２００が、主走査の同期処理（以下ＢＤ同期処理）を開始する。ＧＡＶＤ２００でＢＤ同期処理が終了した後、ＧＡＶＤ２００は、ｗｒｉｔｅ＿ｒｅａｄｙ信号をＨｉｇｈレベルで、ＡＰＣモード制御部７０８に入力する。そして、ＡＰＣモード制御部７０８は、当該信号の入力をトリガーに“ｍｏｄｅ１”モード１００４に移行する。なお、“ｍｏｄｅ１”は、紙間ＡＰＣを行うモードとする。

その後、ＡＰＣモード制御部７０８のＡＰＣモードが“ｍｏｄｅ１”１００４の時、“ａｐｃ＿ｆｇａｔｅ”がＨｉｇｈレベルとして入力されると、“ｍｏｄｅ２”１００５に移行する。“ｍｏｄｅ２”は、ラインＡＰＣを行うモードとする。

そして、ＡＰＣモード制御部７０８のＡＰＣモードが“ｍｏｄｅ２”１００５の時、“ａｐｃ＿ｆｇａｔｅ”がＬｏｗレベルとして入力されると、再び“ｍｏｄｅ１”１００４に移行する。このように、ＡＰＣモード制御部７０８は、“ａｐｃ＿ｆｇａｔｅ”のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの切替に応じて、“ｍｏｄｅ１”及び“ｍｏｄｅ２”が切り替わる。

そして、ＡＰＣモード制御部７０８は、上述した“ｍｏｄｅ０”、“ｍｏｄｅ１”又は“ｍｏｄｅ２”を示す信号を、ＡＰＣ＿ＭＯＤＥとして、タイミング生成部７０９及びＳＷ演算部４２３に出力する。

図１２は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ０”の場合に、タイミング生成部７０９、イネーブル信号生成部７０７、及びイネーブル信号生成部８０６により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。図１２の“ＡＰＣ＿ＣＨ”は、ｃｈ１〜ｃｈ４０の各チャンネルの処理を行うためのタイミングを生成する信号とする。タイミング生成部７０９は、ｃｈ１〜ｃｈ４０までを１周期としてマイクロコントローラ４０１により指定された回数の周期分の“ＡＰＣ＿ＣＨ”の生成を行う。これにより、指定された周期分の各チャンネルのＡＰＣ制御が行われる。

そして、タイミング生成部７０９は、生成するＡＰＣ＿ＣＨに応じて、ＶＣＳＥＬ２００の各チャンネルの点灯タイミング信号（ＬＤＯＮ）を生成し、ＧＡＶＤ２００に出力する。それと共に、タイミング生成部７０９は、生成するＡＰＣ＿ＣＨに応じて、サンプリングタイミング信号(ＡＤ＿ＳＭＰ)の生成し、Ａ／Ｄ変換部２０２に出力する。

その後、タイミング生成部７０９は、出力された信号によって行われた処理の結果に従って、駆動電流演算部２０４内部のレジスタが更新されるようにレジスタ更新タイミング(ＣＴＬ＿ＥＮ)を生成し、イネーブル信号生成部７０７及びイネーブル信号生成部８０６に出力する。

そして、イネーブル信号生成部７０７は、入力されるレジスタ更新タイミング(ＣＴＬ＿ＥＮ)及びチャンネル指定信号（ＡＰＣ＿ＣＨ）に従って、指定されたチャンネルのレジスタ（ｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０）の更新を指示するライトイネーブル信号“ＲＥＧ＿ｃｈ１＿ｅｎ”〜“ＲＥＧ＿ｃｈ４０＿ｅｎ”を生成する。これにより、ｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０の更新が行われる。

イネーブル信号生成部８０６は、入力されるＡＰＣモード（ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ）、レジスタ更新タイミング(ＣＴＬ＿ＥＮ)及びチャンネル指定信号（ＡＰＣ＿ＣＨ）に従って、ＳＷレジスタ８０５の更新を指示するライトイネーブル信号“ＲＥＧ＿ｓｗ＿ｅｎ”を生成する。具体的には、ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ＝“ｍｏｄｅ０”の場合には、ＡＰＣ＿ＣＨ＝“ｃｈ４０”の間に、レジスタ更新タイミング(ＣＴＬ＿ＥＮ)がＨｉｇｈレベルとなったことをトリガーとして生成される。これにより、ｃｈ１〜ｃｈ４０までの全てのチャンネルのレジスタが更新された後に、共通供給電流値Ｉｓｗを更新する制御が行われることになる。

図１３は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ１”又は“ｍｏｄｅ２”の場合に、タイミング生成部７０９、イネーブル信号生成部７０７、及びイネーブル信号生成部８０６により生成される信号のタイミングチャートを示した図である。図１３に示す例では、ＶＣＳＥＬ２００による主走査の開始時に出力されるラインクリア信号（ＬＣＬＲ）の直前に画像領域以外で、ＶＣＳＥＬ２００を点灯させて、光量の補正制御を行っている。

図１３に示す例では、主走査による１スキャンあたりに、２チャンネル分のＡＰＣ制御を行うタイミング信号を示している。つまり、１スキャンあたりに、“ＡＰＣ＿ＣＨ”で２チャンネル分の信号を生成する。そして、“ＡＰＣ＿ＣＨ”が発行された後からイネーブル信号の生成までの手順については、図１２に示す“ｍｏｄｅ０”における手順と同様として説明を省略する。なお、タイミングに余裕がある場合には１スキャンあたりで制御するＡＰＣチャンネル数を増加させても良い。

また、Ｉｓｗが格納されたＳＷレジスタ８０５の更新は、ＶＣＳＥＬの全てのチャンネルのレーザビームの光量に影響する。このため、Ｉｓｗの変更を作像中に行うと、画像濃度が急激に変化する。そこで、ラインＡＰＣを行うモード“ｍｏｄｅ２”の場合には、Ｉｓｗの制御を行わないように、イネーブル信号生成部８０６は、更新するための信号を生成しない。

つまり、イネーブル信号生成部８０６は、“ＣＴＬ＿ＥＮ”、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”及び“ＡＰＣ＿ＣＨ”が入力される。そして、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ１”及び“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”がｃｈ４０の場合に、“ＣＴＬ＿ＥＮ”がＨｉｇｈレベルであれば、イネーブル信号をＨｉｇｈレベルで出力する。そして、イネーブル信号生成部８０６は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ２”であれば、イネーブル信号を常にＬｏｗレベルとして出力する。

上述したように、本実施の形態では、“ｍｏｄｅ１”のときにＤＥＶとＩｓｗの制御をおこない、“ｍｏｄｅ２”の時にビーム別電流補正値ＤＥＶｉのみの制御を行うこととした。しかしながら、このような制御に制限するものではなく、各種モード毎に、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ、及び共通供給電流値Ｉｓｗのそれぞれに対して制御を行うか否かを設定可能に設計することで、状況に適した制御を行うことが可能となる。

次に、本実施の形態にかかる画像形成装置１００におけるレーザビームの光量の制御手順について説明する。図１４は、本実施の形態にかかる画像形成装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。なお、制御するタイミング等は、上述したとおりなので説明を省略する。なお、以下に示す処理手順は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が一度“ｍｏｄｅ１”になった後の処理手順とする。

まず、タイミング生成部７０９が、光量を制御する対象のチャンネルを指定する（ステップＳ１４０１）。チャンネルは、‘１’から順に‘４０’まで増加する。また、前回のチャンネルが‘４０’の場合には、次のチャンネルとして‘１’を指定する。

そして、タイミング生成部７０９は、指定したチャンネルをＡＰＣ＿ＣＨとして出力する（ステップＳ１４０２）。出力先としては、セレクタ７０２、イネーブル信号生成部７０７、セレクタ７０６、ＳＷ演算部４２３、及びＧＡＶＤ２００等とする。これにより、セレクタ７０２が、指定されたチャンネルの目標値を、ｃｈｉ目標値レジスタ７０１＿ｉから取得する。

次に、減算器７０３が、計測された光量を示すモニタ電圧を取得する（ステップＳ１４０３）。その後、減算器７０３及び加算器７０４が、取得したモニタ電圧、該当するチャネルのＡＰＣの目標値等に基づいて、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉを算出する（ステップＳ１４０４）。なお、具体的な算出手法は、上述したので説明を省略する。

その後、ｃｈｉレジスタ７０５＿ｉは、イネーブル信号が入力されたタイミングで、算出されたビーム別電流補正値ＤＥＶｉで更新される（ステップＳ１４０５）。

そして、ｃｈｉレジスタ７０５＿ｉに格納されたビーム別電流補正値ＤＥＶｉは、ＧＡＶＤ２００に出力される（ステップＳ１４０６）。その後、再びステップＳ１４０１から処理を開始する。

一方、ＳＷ演算部４２３のイネーブル信号生成部８０６は、入力されたＡＰＣ＿ＣＨが‘ｃｈ４０’であるか否かを判定する（ステップＳ１４３１）。ＡＰＣ＿ＣＨが‘ｃｈ４０’でないと判定した場合（ステップＳ１４３１：Ｎｏ）、ＡＰＣ＿ＣＨが‘ｃｈ４０’になるまで待機する。

そして、イネーブル信号生成部８０６は、ＡＰＣ＿ＣＨが‘ｃｈ４０’であると判定した場合（ステップＳ１４３１：Ｙｅｓ）、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が “ｍｏｄｅ１”であるか否かを判定する（ステップＳ１４３２）。“ｍｏｄｅ１”がでないと判定した場合（ステップＳ１４３２：Ｎｏ）、再びステップＳ１４３１から処理を開始する。

イネーブル信号生成部８０６は、“ＡＰＣ＿ＭＯＤＥ”が“ｍｏｄｅ１”であると判定した場合（ステップＳ１４３２：Ｙｅｓ）、さらに、“ＣＴＬ＿ＥＮ”がＨｉｇｈレベルのタイミングで、イネーブル信号をＨｉｇｈレベルで出力する。これに伴い、減算器８０３及び加算器８０４で、入力された全チャンネルのビーム別電流補正値ＤＥＶｉ等に基づいて共通供給電流値Ｉｓｗを算出し、算出された共通供給電流値ＩｓｗでＳＷレジスタ８０５を更新する（ステップＳ１４３３）。

そして、ＳＷレジスタ８０５に格納された共通供給電流値Ｉｓｗは、ＧＡＶＤ２００に出力される（ステップＳ１４３４）。その後、再びステップＳ１４３１から処理を開始する。

そして、ＧＡＶＤ２００は、ＤＥＶ演算部４２２から算出されたビーム別電流補正値ＤＥＶｉを入力する（ステップＳ１４５１）。

次に、ＧＡＶＤ２００は、ＳＷ演算部４２３から算出された共通供給電流値Ｉｓｗを入力する（ステップＳ１４５２）。

そして、ＧＡＶＤ２００は、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ及び共通供給電流値Ｉｓｗに基づいて、レーザビームの制御を行う（ステップＳ１４５３）。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００の紙間ＡＰＣモードでは、上述したような、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ及び共通供給電流値Ｉｓｗの算出処理を繰り返す。これにより、各レーザビームの光量の制御を可能としている。

（１）工場設定
本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、工場出荷時にＶＣＳＥＬ２０８の各チャネルが、感光体ドラム（図示しない）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、メモリ４１２のＲＯＭ領域に図６に示すように格納される。

この出荷時に行う測定では、感光体ドラム面に相当する位置に光センサを配置し、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。この光センサは、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）に接続されている。また、ＰＣは、ＧＡＶＤ２００を制御しており、ＰＣからＧＡＶＤ２００を介して駆動電流演算部２０４に、工場調整開始信号が送られる。

マイクロコントローラ４０１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、初期駆動電流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。当該通知を受信したＰＣは、ＧＡＶＤ２００を介し、マイクロコントローラ４０１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４０１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４１２のＲＯＭ領域に記録する。上述した処理を、４０ｃｈ記録するまで繰り返し、４０ｃｈの記録が終了した場合に、ＰＣは、Ｉｓｗ１〜Ｉｓｗ４０の平均値Ｉｓｗ_Ａを計算し、メモリ４１２のＲＯＭ領域に書込む。これにより、出荷時には適切な初期値を設定することになる。

（２）画像の初期化処理装置動作
画像形成装置１００が、感光体ドラムが組み込まれ、ユーザに対して出荷された後、起動時または動作開始時に初期化動作が実行される。本実施例ではＡＰＣ＿ＭＯＤＥ＝“ｉｎｉｔ”時に、ＤＥＶ演算部４２２内のｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０に対して、工場設定としてメモリ４１２のＲＯＭ領域に登録されている各チャンネルのＶｐｄ１〜Ｖｐｄ４０にしたがってマイクロコントローラ４０１が設定する（ここで工場設定時の点灯光量と異なる光量を目標値とする場合にはマイクロコントローラ４０１内においてＶｐｄ１〜Ｖｐｄ４０の比例計算を行って目標値を算出し、設定する。）。

さらに、マイクロコントローラ４０１は、メモリ４１２のＲＯＭ領域に格納されている初期化電流Ｉｓｗ＿Ａ５０６を元に、ＳＷレジスタ８０５に共通供給電流値Ｉｓｗの初期値を設定する。（乗算器８０７のゲインをＧｓｗとしたときＳＷレジスタ８０５に設定する値は、共通供給電流値Ｉｓｗ／Ｇｓｗとする。工場設定時と異なる光量を目標値とする場合には、さらに比例計算を行うことによりマイクロコントローラ４０１により設定される）。ｃｈ１レジスタ７０５＿１〜ｃｈ４０レジスタ７０５＿４０へはビーム別電流補正値ＤＥＶの設定値±０％となる設定値を設定する。

この状態でＣＰＵからの指令でａｐｃ＿ｅｎａｂｌｅ信号を有効とするとＡＰＣ＿ＭＯＤＥが“ｍｏｄｅ０”に移行し、図１２に示したタイミング信号によりＡＰＣ制御が行われる。駆動電流演算部２０４内部のフィードバック演算の結果、ＶＣＳＥＬ２０８のチャンネル間ばらつきや、温度特性、特性の経時変化などの影響が補正され目標値に対応した制御値が得られる。

その後、ＡＰＣ＿ＭＯＤＥは、“ｈｏｌｄ”モードを経て“ｍｏｄｅ１”に移行する。その場合に、図１３に示したタイミング信号によりＡＰＣ制御が行われフィードバック演算は継続される。画像形成動作が始まるまではその状態を保つ。

（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ビーム別電流補正値ＤＥＶｉを用いて、画像形成動作を開始する。画像形成動作では、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。

画像形成開始時にはＧＡＶＤ２００から入力されるａｐｃ＿ｆｇａｔｅがＨｉｇｈレベルとなる。これにより、ＡＰＣモード制御部７０８は、ＡＰＣ＿ＭＯＤＥを“ｍｏｄｅ２”に移行させる。図１３に示すように、“ｍｏｄｅ２”では、ラインＡＰＣ制御を行うとともに、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉの補正のみ行う。つまり、ラインＡＰＣ制御として、画像形成中にレーザビーム光量の大きな修正を行うと、画像欠陥が発生してしまう。このため、画像形成中のＡＰＣ制御はチャンネル毎の光量制御である、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉの補正のみ行うものとし、共通供給電流値Ｉｓｗの補正は行わない。つまり、図１３に示すように、ＳＷレジスタ８０５に格納された値を更新しないよう、ＲＥＧ＿ＳＷ＿ＥＮを“ｍｏｄｅ２”では常にＬＯＷレベルとする。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、ＶＣＳＥＬ２０８を適用する際に、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。つまり、従来の半導体レーザについての光量制御技術ではなく、ＶＣＳＥＬ２０８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、回路規模削減、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。

また、本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、ＶＣＳＥＬ２０８の各レーザビームの駆動電流補正値が計算された後、ＶＣＳＥＬ２０８の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。

さらに、本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、ＡＰＣ制御部４０２で、紙間ＡＰＣモードで、ＣＰＵ４００に対して第２光量補正が終了したことを通知する。画像形成装置は、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ及び共通供給電流値Ｉｓｗの補正が終了した通知を受信して、次の画像形成処理を開始する。つまり、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ及び共通供給電流値Ｉｓｗの補正で、ＶＣＳＥＬ２０８の全てのレーザビームについて光量を制御できるため、紙間タイミングの時間の増加を最小限度に抑えることができる。

さらに、第1光量補正の間に取得された制御範囲外の半導体レーザ素子のチャネルを制御手段が登録しておくことにより、紙間タイミングをさらに短縮化させることが可能となり、この結果、高速印刷に対応することが可能となる。

上述したように、本実施の形態にかかる画像形成装置１００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、ＶＣＳＥＬ２０８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。

さらに、本実施の形態にかかる画像形成装置１００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。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、駆動電流演算部２０４において、入力されたモニタ信号に基づいてＤＥＶ演算部４２２がビーム別電流補正値ＤＥＶｉを算出する第１のフィードバック系と、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉに基づいてＳＷ演算部４２３が共通供給電流値Ｉｓｗを算出する第２のフィードバック系と、で構成されている。これにより、紙間タイミングで多数のレーザビームについて光量補正を行うことによる紙間タイミングの増加といった影響を、最小化することができる。

また、本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、上述したフィードバック系で、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉ及び共通供給電流値Ｉｓｗにより演算制御を行うため、検出系/駆動系の線形性（検出回路の線形性やＡ／Ｄ変換部２０２の線形性、駆動系のＤ／Ａ変換器の線形性）に対する要求を低減することが可能となり、制御系を構成する各要素のコストを下げることが可能である。

このため本実施の形態にかかる画像形成装置１００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。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、紙間ＡＰＣモードのみ共通供給電流値Ｉｓｗを制御し、ラインＡＰＣモードでは、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉのみ補正することで、作像期間中に制御量を大きく変更しないよう制御を行うことができる。これにより、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。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００は、ラインＡＰＣモードでは、ビーム別電流補正値ＤＥＶｉを制御することで、チャンネル間のばらつきを抑止するため、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。

なお、本実施の形態の画像形成装置１００で実行される画像形成プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

本実施の形態の画像形成装置１００で実行される画像形成プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施の形態の画像形成装置１００で実行される画像形成プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の画像形成装置１００で実行される画像形成をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施の形態の画像形成装置１００で実行される画像形成プログラムでは、上述した各部（駆動電流演算部）をソフトウェアモジュールとして含むモジュール構成としてもよい。この場合、画像形成装置１００は、ＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから画像形成プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、駆動電流演算部が主記憶装置上に生成されるようになる。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

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 ＧＡＶＤ
２０２ Ａ／Ｄ変換部
２０４ 駆動電流演算部
２０６ ドライバ
２０８ ＶＣＳＥＬ
２１０ カップリング光学素子
２１２ ハーフミラー
２１４ 全反射ミラー
２１６ 第２集光レンズ
２１８ 光電変換素子
２２０ 同期検知装置
４０１ マイクロコントローラ
４０２ ＡＰＣ制御部
４０３ ＩＦ制御部
４１１ 演算部
４１２ メモリ
４２１ レジスタメモリ
４２２ ＤＥＶ演算部
４２３ ＳＷ演算部
７０１＿１〜７０１＿４０ 目標値レジスタ
７０２ セレクタ
７０３ 加算器
７０３ 減算器
７０４ 加算器
７０５＿１〜７０５＿４０ ｃｈｉレジスタ
７０６ セレクタ
７０７ イネーブル信号生成部
７０８ ＡＰＣモード制御部
７０９ タイミング生成部
７１０＿１〜７１０＿４０ 乗算器
８０１ 平均値演算部
８０２ 目標値レジスタ
８０３ 減算器
８０４ 加算器
８０５ ＳＷレジスタ
８０６ イネーブル信号生成部
８０７ 乗算器

特開２００７−０２１８２６号公報 特開２００５−１６１７９０号公報

Claims (11)

1. 複数のレーザビームを出力する光源と、
   前記光源から出力された前記レーザビームのそれぞれを、光量測定のための第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する測定手段と、
   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、
   前記光電変換手段により出力された、前記複数のレーザビームのレーザビーム毎の前記電圧に基づいて、当該レーザビーム毎に光量を制御するビーム別補正値を算出する第１算出手段と、
   前記レーザビーム毎の前記ビーム別補正値に基づいて、前記複数のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段により算出された前記ビーム別補正値と、前記第２算出手段により算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記複数のレーザビームにおける、前記レーザビーム毎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. 前記第１算出手段は、第１のフィードバック系を用いて前記ビーム別補正値を算出し、
   前記第２算出手段は、第２のフィードバック系を用いて前記共通電流値を算出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２算出手段は、任意の記録紙に対して印刷した後であって次の記録紙に印刷する前までの場合に限り、前記共通電流値を算出すること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１算出手段による前記ビーム別補正値の算出と、前記第２算出手段による前記共通電流値の算出とを繰り返すこと、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
5. 前記第２算出手段は前記ビーム別補正値で示された前記レーザビーム毎に必要な電流値の平均値を、前記共通電流値として算出すること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記第２算出手段は前記ビーム別補正値で示された前記レーザビーム毎に必要な電流値の最大値と最小値の平均値を、前記共通電流値として算出すること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記第１算出手段は、任意の記録紙に対して印刷した後であって次の記録紙に印刷する前までのタイミング、及び紙に対して印刷中に主走査方向に走査されるタイミングで、前記ビーム別補正値を算出すること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. 前記共通電流値の初期値と、前記ビーム別補正値の初期値とを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、さらに、前記記憶手段に記憶された前記共通電流値の初期値と、前記ビーム別補正値の初期値と用いて、前記レーザビーム毎の光量を制御し、
   前記測定手段は、前記制御手段で光量を制御された前記レーザビームを、前記分離手段で分離された前記第１のレーザビームの光量を測定すること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の画像形成装置。
9. 画像形成装置で実行される画像形成方法であって、
   画像形成装置は、複数のレーザビームを出力する光源と、
   前記光源から出力された前記レーザビームのそれぞれを、光量測定のための第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、を備え、
   測定手段が、前記第１のレーザビームの光量を測定する測定ステップと、
   光電変換手段が、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、
   第１算出手段が、前記光電変換手段により出力された、前記複数のレーザビームのレーザビーム毎の前記電圧に基づいて、当該レーザビーム毎に光量を制御するビーム別補正値を算出する第１算出ステップと、
   第２算出手段が、前記レーザビーム毎の前記ビーム別補正値に基づいて、前記複数のレーザビームに共通する駆動電流値を示す共通電流値を算出する第２算出ステップと、
   制御手段が、前記第１算出ステップにより算出された前記ビーム別補正値と、前記第２算出ステップにより算出された前記共通電流値と、に基づいて、前記複数のレーザビームにおける、前記レーザビーム毎の光量を制御する制御ステップと、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
10. 前記第２算出ステップは、任意の記録紙に対して印刷した後であって次の記録紙に印刷する前までの場合に限り、前記共通電流値を算出すること、
    を特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記第１算出ステップによる前記ビーム別補正値の算出と、前記第２算出ステップによる前記共通電流値の算出とを繰り返すこと、
    を特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成方法。

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