JP2011034002A - 画像形成装置、光量補正方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】シェーディング補正の際に、光源の電流−光量特性に曲がりがある場合でも、レーザビームの走査線の光量を一定にすること。
【解決手段】画像形成装置は、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源から光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成回路１６１１と、光スポットの被走査面における走査位置を検出するフォトダイオードと、予め定められた規定光量の近傍範囲内における複数位置における発光量に基づいて発光電流の電流値と光源の発光量との関係を求め、関係に基づいて発光電流を生成する制御を発光電流生成回路１６１１に対して行う制御部１６４４と、走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、発光電流を補正することにより光ビームの発光量を補正するＣＰＵ２４と、を備えた。
【選択図】図１６

Description

本発明は、画像形成装置、光量補正方法およびプログラムに関する。

画像形成装置に設けられた光書込み装置では、ｆθレンズやｆθミラーを介したレーザビームは、被走査面上での走査速度が略一定になるが、被走査面上でのレーザビームの強度は像高（走査位置）によって強弱が生じる。これは、レーザビームがレーザダイオードから出射されてから被走査面に到達するまでに通るガラス、レンズ、ミラーといった光学素子の反射率、透過率といった光利用効率がレーザビームの入射角によって異なること、ｆθレンズの厚みが像高により異なることなどに起因する。このような像高によるビーム強度の強弱をシェーディング特性という。シェーディング特性は通常１０数％あり、このシェーディング特性は、形成される画像の濃度に影響を与える。

このシェーディング特性の影響に対する対策として、種々のシェーディング補正の技術が考えられている。例えば、特許文献１に開示される技術では、単一の光束を発生する光源手段と、その光束を偏向走査する偏向手段と、被走査面に光スポットを集光し、被走査面を走査する走査結像光学手段を有するビーム走査型画像形成装置において、光スポットの走査位置（像高）を検出し、検出された走査位置に対応して予め与えられ光源の光量補正データに基づいて、１つの光束の走査線のタイミングにより、その光束の走査位置に対応した光源の光量を制御するものである。この従来技術では、走査位置検出手段が、全走査位置を適当な数に等分割した離散的な検出分解能を有し、その等分割された部分毎に光量補正データが記憶手段に記憶されており、この部分毎に光量補正データに基づいて光量補正を行っている。

また、例えば、特許文献２には、複数の光束を発生する光源に対してシェーディング補正を行う技術が開示されている。

また、例えば、特許文献３には、光量補正データに基づき、光源の光量を変更する手段として、光源に印加する電流を、図２０に示す光源の電流−光量特性（以下、「Ｉ−Ｌカーブ」という。）にあわせて、バイアス電流、閾値電流、および発光電流の３の電流に分けている。そして、特許文献３のシェーディング補正の技術では、光量補正データに基づき発光電流を変更し、光源の光量を調整する。例えば、ある像高位置の光量補正データが、光量を１０％増加を示していた場合、発光量と発光電流は直線の比例関係にあると仮定し、発光電流を１０％増加することで、光量も１０％増加させている。

しかしながら、光源の中には、Ｉ−Ｌカーブが、図２１に示すように、直線ではなく、曲がりを有している場合がある。特許文献３に開示されたシェーディング補正技術では、例えば、光量補正データに基づき光量を１０％増加させる場合は、発光電流を１０％増加させることにより、光量を１０％増加したことにしているが、図２２に示すようにＩ−Ｌカーブに曲がりがあると、発光電流を１０％増加させても、光量は１０％まで増加せず、例えば８％までしか光量が増加しない。

このような場合、特許文献２に開示された技術のように、被走査面上のレーザビームの走査線光量を一定にするために、走査位置ごとに記録された光量補正データに基づいて、光源の発光電流を調整しても、実際には、被走査面での光量は、目標の光量には補正されておらず、結果、レーザビームの走査線光量も一定にはならなくなってしまう。

また、特許文献２の技術では、複数のレーザビームに対して、特許文献１の技術と特許文献３の技術と同じシェーディング補正を行っているため、各レーザビームが目標の光量には補正されないだけでなく、各レーザビーム間で大きな光量差が発生してしまい、結果として、形成画像に周期的な濃度ムラ（バンディング）も発生させてしまう。

また、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数であったが、近年では、ＶＣＳＥＬとして参照される面発光レーザが市販され、１０本以上のレーザビームを１回のスキャンで走査できる光書込み装置が実用化されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シェーディング補正の際に、光源の光源の電流−光量特性に曲がりがある場合でも、レーザビームの走査線の光量を一定にすることができる画像形成装置、光量補正方法およびプログラムを提供することを主な目的とする。

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、光ビームを射出する光源と、前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御手段と、前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる光量補正方法は、画像形成装置で実行される光量補正方法であって、前記画像形成装置は、光ビームを射出する光源と、前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、を備え、予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御ステップと、前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータは、光ビームを射出する光源と、前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、を備え、予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御ステップと、前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正するステップと、を前記コンピュータに実行させる。

本発明によれば、シェーディング補正の際に、光源の光源の電流−光量特性に曲がりがある場合でも、レーザビームの走査線の光量を一定にすることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる画像形成装置の機械的構成を示す模式図である。 図２は、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。 図３は、ＶＣＳＥＬを含む光学装置が感光体ドラムを露光する場合の概略的な斜視図を示した図である。 図４は、画像形成装置の制御ユニットの概略的な機能ブロック図を示した図である。 図５は、ＧＡＶＤの詳細な機能ブロックを示した図である。 図６は、入力パルス信号と光源への印加電流との関係を示す説明図である。 図７は、従来方式による閾値電流と発光電流と算出を説明するための図である。 図８は、実施の形態１による閾値電流と発光電流と算出を説明するための図である。 図９は、実施の形態１により求めた電流量と発光量の比例関係より求められる閾値電流と発光電流の様子を示す図である。 図１０は、図９に示す規定光量の付近の拡大図である。 図１１は、感光体ドラムの被走査面とシェーディング特性を示す説明図である。 図１２は、同期検出装置の機能的構成を示す説明図である。 図１３は、ＧＡＶＤの出力データ制御部の回路構成を示す説明図である。 図１４は、光量補正を説明するための図である。 図１５は、有効書込領域を等間隔に分割する際に有効書込領域を１５等分した場合の同期信号（ＸＤＥＴＰ）と光量補正信号ＬＤＬＶＬのタイムチャートを示す説明図である。 図１６は、ＬＤドライバの機能的構成を示す説明図である。 図１７は、実施の形態１における閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理の手順を示すフローチャートである。 図１８は、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する電流と発光量の大きさを表す電圧Ｖｐｄの関係を示すグラフである。 図１９は、実施の形態２における閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理の手順を示すフローチャートである。 図２０は、光源の電流−光量特性（Ｉ−Ｌカーブ）の例を示す説明図である。 図２１は、曲がりを有する電流−光量特性（Ｉ−Ｌカーブ）の例を示す説明図である。 図２２は、曲がりを有する電流−光量特性（Ｉ−Ｌカーブ）を用いた光量補正の例を示す説明図である。

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、光量補正方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の画像形成装置の機械的構成を示す模式図である。本実施の形態の画像形成装置１００は、ＶＣＳＥＬ２００（図２，図３参照)、ポリゴンミラー１０２ａ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、半導体レーザとしてＶＣＳＥＬ２００を含んで構成される。図１に示す実施形態では、ＶＣＳＥＬ２００（図１では不図示）から射出された光ビーム（レーザビーム）は、一旦、第１シリンドリカルレンズ（図示せず)により集光され、ポリゴンミラー１０２ａにより、反射ミラー１０２ｂへと偏向される。

ここで、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）２００とは、同一チップ上に複数の半導体レーザ素子（以下、単に「光源」という場合もある。）を格子状に配置した面発光型半導体レーザである。このようなＶＣＳＥＬ２００を使用した画像形成装置としては様々な技術が知られており、本実施の形態の画像形成装置１００の光学装置１０２には、これらの公知技術と同様の構成で、ＶＣＳＥＬ２００が組み込まれている。図２は、本実施の形態の光学装置１０２に組み込まれたＶＩＣＳＥＬ２００の構成図である。本実施の形態のＶＣＳＥＬ２００は、図２に示すように、格子状に複数の光源１００１（複数の半導体レーザ素子）が格子状に配置された半導体レーザアレイを構成している。そして、複数の光源１００１の配列方向が偏向器としてのポリゴンミラー１０２ａの回転軸に対して所定の角度θで傾斜して設けられている。

図２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２の左上の光源１００１をａ１のように表記する。光源１００１がポリゴンミラー角度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２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２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。

画像形成装置１００は、ｆθレンズを使用しないポストオブジェクト型の光学装置１０２を構成する。光ビームＬ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、反射ミラー１０２ｂで反射され、第２シリンドリカルレンズ１０２ｃで再度集光された後に感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａを露光している。

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、現像剤像が形成される。

感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａ上に担持された現像剤は、搬送ローラ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃにより矢線Ａ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の現像剤を担持した状態で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Ｂ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現像剤像を、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と多色現像剤像とを加圧加熱し、印刷物１３２として画像形成装置１００の外部へと出力する。多色現像剤像を転写した後の転写ベルト１１４は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１１６により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給される。

図３は、ＶＣＳＥＬ２００を含む光学装置１０２が感光体ドラム１０４ａを露光する場合の概略的な斜視図を示す。ＶＣＳＥＬ２００から射出された光ビームＬは、光ビーム束を整形するために使用される第１シリンドリカルレンズ２０２により集光され、反射ミラー２０４および結像レンズ２０６を経た後、ポリゴンミラー１０２ａにより偏向される。ポリゴンミラー１０２ａは、数千〜数万回転するスピンドルモータなどにより回転駆動されている。ポリゴンミラー１０２ａで反射された光ビームＬは、反射ミラー１０２ｂで反射された後、第２シリンドリカルレンズ１０２ｃにより再整形され、感光体ドラム１０４ａ上を露光する。

また、光ビームＬの副走査方向への走査開始タイミングを同期するため、反射ミラー２０８が配置されている。反射ミラー２０８は、副走査方向の走査を開始する以前で、光ビームＬを、フォトダイオードなどを含む同期検出装置２１０へと反射させる。同期検出装置２１０は、当該光ビームを検出すると、副走査を開始させるために同期信号を発生させ、ＶＣＳＥＬ２００への駆動制御信号の生成処理などの処理を同期する。

ＶＣＳＥＬ２００は、後述するＧＡＶＤ３１０から入力される入力パルス信号により駆動され、後述するように、画像データの所定の画像ビットに対応する位置に光ビームＬが露光され、感光体ドラム１０４ａ上に静電潜像を形成する。

図４は、本画像形成装置１００の制御ユニット３００の概略的な機能ブロック図を示す。制御ユニット３００は、スキャナ部３０２と、プリンタ部３０８と、主制御部３３０として構成されている。スキャナ部３０２は、画像を読み取る手段として機能しており、スキャナが読み取った信号をＡ／Ｄ変換して黒オフセット補正、シェーディング補正、画素位置補正を行うＶＰＵ３０４と、主に取得された画像を、ＲＧＢ表色系からＣＭＹＫ表色系での画像データとしてディジタル変換するための画像処理を行うＩＰＵ３０６とを含んで構成されている。スキャナ部３０２が取得した読み取り画像は、ディジタルデータとしてプリンタ部３０８へと送られる。

プリンタ部３０８は、ＶＣＳＥＬ２００の駆動制御を行うＧＡＶＤ３１０と、ＧＡＶＤ３１０が生成した入力パルス信号により光源としての半導体レーザ素子を駆動させるための電流（発光電流、閾値電流、バイアス電流）を生成し、生成した各電流を半導体レーザ素子に供するＬＤドライバ３１２と、２次元的に配置された半導体レーザ素子（光源）を実装するＶＣＳＥＬ２００とを含んで構成される。本実施形態のＧＡＶＤ３１０は、スキャナ部３０２から送られた画像データについて、画素データにＶＣＳＥＬ２００の射出する半導体レーザ素子の空間的なサイズに対応するように画素データを分割して高解像度化処理を実行する。

また、スキャナ部３０２とプリンタ部３０８は、システムバス３１６を介して主制御部３３０と接続されていて、主制御部３３０の指令により、画像読み取りおよび画像形成が制御されている。主制御部３３０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵとして参照する。)３２０と、ＣＰＵ３２０が処理のために使用する処理空間を提供するＲＡＭ３２２とを含んでいる。ＣＰＵ３２０は、これまで知られたいかなるＣＰＵでも使用することができ、例えば、ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標)シリーズ、またはその互換ＣＰＵなどＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computer)、ＭＩＰＳなどのＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer)などを使用することができる。ＣＰＵ３２０は、インタフェース３２８を介してユーザからの指令を受け付け、指令に対応する処理を実行するプログラムモジュールを呼び出して、コピー、ファクシミリ、スキャナ、イメージストレージなどの処理を実行させる。さらに、主制御部３３０は、ＲＯＭ３２４を含んでおり、ＣＰＵ３２０の初期設定データ、制御データ、プログラムなどをＣＰＵ３２０が利用可能に格納する。イメージストレージ３２６は、ハードディスク装置、ＳＤカード、ＵＳＢメモリなどの固定または着脱自在のメモリ装置として構成され、画像形成装置１００が取得した画像データを、格納して、ユーザによる各種処理のために利用可能としている。

スキャナ部３０２が取得した画像データについてプリンタ部３０８を駆動して感光体ドラム１０４ａなどに静電潜像として画像を出力する場合、ＣＰＵ３２０は、上質紙、プラスチックフィルムなどの受像材の主走査方向制御および副走査位置制御を実行する。ＣＰＵ３２０は、副走査方向のスキャンを開始させる場合、ＧＡＶＤ３１０にスタート信号を出力する。ＧＡＶＤ３１０は、スタート信号を受領すると、ＩＰＵ３０６がスキャン処理を開始する。その後、ＧＡＶＤ３１０は、バッファメモリなどに格納した画像データを受信し、その後、その受信した画像データを処理し、処理した画像データをＬＤドライバ３１２に出力する。ＬＤドライバ３１２は、ＧＡＶＤ３１０から画像データを受け取ると、ＶＣＳＥＬ２００に対する駆動制御信号を生成する。その後、ＬＤドライバ３１２は、この駆動制御信号をＶＣＳＥＬ２００に送出することにより、ＶＣＳＥＬ２００の各光源（半導体レーザ素子）を点灯させる。なお、ＬＤドライバ３１２は、半導体レーザ素子を、ＰＷＭ制御などを使用して駆動させる。本実施形態で説明するＶＣＳＥＬ２００は、半導体レーザ素子を８ｃｈ備えるが、ＶＣＳＥＬ２００のチャネル数は限定されるものではない。

図５は、ＧＡＶＤ３１０のより詳細な機能ブロックを示す。ＧＡＶＤ３１０は、同期信号（ＸＤＥＴＰ）を受信して、ＩＰＵ３０６から送付される画像データを格納して記憶するＦＩＦＯバッファなどのメモリ３４０を備えていて、ＩＰＵ３０６から送信された画像データを先入れ／先出し方式で画像処理部３４２に渡している。画像処理部３４２は、メモリ３４０から画像データを読み込んで、画像データの解像度変換、半導体レーザ素子チャネルの割当て、および画像ビットの追加・削除の処理等を実行する。画像データは、主走査方向に規定される主走査ラインアドレス値および副走査方向に規定される副走査ラインアドレス値により、感光体ドラム１０４ａに対して露光される位置が規定されている。

出力データ制御部３４４は、ＶＩＣＳＥＬ２００により発光された光ビームを同期検出装置２１０で検知することにより生成された同期信号（ＸＤＥＴＰ）を基準に処理を行っており、書込みスタート信号（不図示）をトリガとして、画像処理部３４２に対してラスタデータを転送させるためのラインデータ要求信号を出力する。また、出力データ制御部３４４は、ＬＤドライバ３１２にＶＣＳＥＬ２００の駆動制御のための入力パルス信号と書込み画像データを送出する。

通常、ＬＤドライバは、ＶＩＣＥＬ２００の各光源に常時微小なバイアス電流を供給するバイアス電流生成回路と、各光源に閾値電流を供給する閾値電流生成回路と、入力パルス信号に応じて各光源を発光させるように駆動する発光電流を生成する発光電流生成回路とを備えている。図６は、入力パルス信号と光源への印加電流との関係を示す説明図である。図６に示すように、入力パルス信号がオフの時は、各光源にはバイアス電流のみを印加し、入力パルス信号がオンの時は、各光源に閾値電流と発光電流をあわせた電流を印加する。

また、閾値電流生成回路と発光電流生成回路とを制御する制御部は、閾値電流と発光電流を生成する際に、各電流量の算出は、図７に示すように、各光源に異なる２つの電流Ｉ１とＩ２を印加し、その時の発光量を測定する。そして、その２つの電流値と２つの発光量より、印加する電流量と発光量の比例関係を求め、その関係より電流軸との交点を閾値電流とし、閾値電流より予め定められた規定光量になるまでの電流量を発光電流とする。規定光量とは、目標とする感光体ドラム１０４ａの被走査面（表面）上での光ビームの光量である。

ここで、従来の方式では、閾値電流と発光電流を求めるために印加する電流量を、図７に示すように、規定光量になる電流値と、規定光量の１／２程度の発光量になる電流値を光源に印加し、その２点を通る直線より、閾値電流と発光電流を算出している。しかし、このように比較的離れた発光量間で、電流量と発光量の比例関係を求めると、Ｉ−Ｌカーブに曲がりがある場合は、図８に示すように、求めた電流量と発光量の比例関係と、実際のＩ−Ｌカーブに差が生じてしまい、シェーディング補正のため、発光電流を１０％上げて、光量を１０％上げたつもりでも、実際は、例えば８％までしか光量が上がっていない場合などの不具合が生じる。

このため、本実施の形態では、電流量と発光量の比例関係を求める２点の発光量として、規定光量と当該規定光量と近接する発光量（例えば、規定光量の８５％の発光量）とにより電流量と発光量の比例関係を求める。この関係より求められる閾値電流と発光電流の様子を図９に示す。真の閾値電流、真の発光電流とは異なる擬似の閾値電流、擬似の発光電流を設定することになる。

図１０は、図９に示す規定光量の付近の拡大図である。図１０に示すように、本実施の形態では、規定光量とその近傍の発光量の発光量（例えば規定光量の８５％の発光量）で求めた電流量と発光量の比例関係は、従来方式の、規定光量と離れた発光量（例えば、規定光量の１／２の発光量）で求めた比例関係よりも、実際の曲がりを持つＩ−Ｌカーブに、より近似したものとなる。従って、本実施の形態では、この発光電流でシェーディング補正を行うことにより、Ｉ−Ｌカーブが曲がりがある場合でも、正確なシェーディング補正を行うことが可能となる。

また、図１０に示すように、シェーディング補正の範囲は、規定光量を中心として、通常±１５％の比較的狭い領域で光量調整が行われるため、この領域ではＩ−Ｌカーブの曲がりもほぼ直線状となり、かつ電流量と発光量の比例関係を規定光量とその近傍の光量で求めることにより、本実施の形態で求めた電流量と発光量の比例関係とほぼ一致し、高精度な光量調整が可能となり、これにより、一定の光量で感光体ドラム１０４ａの被走査面に光ビームを走査することが可能となる。

特に、本実施の形態では、複数の光源（半導体レーザ素子）を配列したＶＣＳＥＬ２００を用いて、複数の光ビームを感光体ドラム１０４ａの被走査面上に走査しているので、光ビーム間の光量差が低減され、形成される画像のバンディング等の不具合を防止することができ、この結果、良好な画像印刷を行うことが可能となる。

以下、このような本実施の形態について詳細に説明する。図１１は、感光体ドラム１０４ａの被走査面とシェーディング特性を示す説明図である。図１１の（ａ）は感光体ドラム１０４ａの被走査面を示し、（ｂ）は、本実施の形態の画像形成装置が有するシェーディング特性のグラフを示す。より具体的には、図１１の（ｂ）は、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源を全像高で同じ光量で発光させた場合の感光体ドラム１０４ａの被走査面での像高による光ビーム強度（光スポットＳの光ビームの強度）を示している。

同期検出装置２１０は、感光体ドラム１０４ａの主走査方向中央を像高０として、像高−１６０の位置に配置されており、感光体ドラム１０４ａの被走査面において像高−１５０から像高＋１５０までの範囲が有効書込領域となる。

図１２は、同期検出装置２１０の機能的構成を示す説明図である。同期検出装置２１０は、本実施の形態の同期検出装置２１０は、図１２に示すように、光ビームを受光して光電変換する受光素子としてのＰＩＮフォトダイオード１７と、このＰＩＮフォトダイオード１７の出力信号をオン／オフのデジタル信号に変換するデジタル信号化回路１８とから構成される。

同期検出装置２１０は、ＰＩＮフォトダイオード１７が光ビームを受光するとローレベルとなる同期信号（ＸＤＥＴＰ）を出力する。このように本実施の形態では、ＰＩＮフォトダイオード１７（受光素子）とデジタル信号化回路１８（電気回路）とを単一のパッケージに納めたＩＣを同期検出器２１０として用いているが、これに限定されるものではなく、ＰＩＮフォトダイオード１７とデジタル信号化回路１８とを分離した構成としてもよい。また、同期検出装置２１０に、光ビームを導く光ファイバーを用いてもよい。

同期検出装置２１０からの同期信号（ＸＤＥＴＰ）は、ＧＡＶＤ３２０の出力データ制御部３４４へ入力される。出力データ制御部３４４は、画像処理部３４２から入力された書込み画像データと、同期信号を得るための強制点灯信号とを合わせて変調データとしてＬＤドライバ３１２へ出力する。

図１３は、ＧＡＶＤ３２０の出力データ制御部３４４の回路構成を示す説明図である。なお、図１３では、本実施の形態に関係する構成だけを示している。

出力データ制御部３４４は、図１３に示すように、クロック発生回路１９と、クロック同期回路２０と、ＣＰＵ２４と、カウンタ２１，２７，２８と、レジスタ２５と、コンパレータ２２，２３，３０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３１と、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３２とを主に備えている。

クロック発生回路１９は、水晶発振器やＰＬＬ周波数シンセサイザで構成されており、印刷画素クロックＬＤＣＬＫを発生する。この印刷画素クロックＬＤＣＬＫは、クロック同期回路２０で、同期検出装置２１０からの同期信号（同期検知パルス信号）ＸＤＥＴＰのタイミングに位相が同期されて光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１となる。

同期検出装置２１０からの同期信号（ＸＤＥＴＰ）は、クロック同期回路２０で、光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１と同期化され、主走査開始信号ＬＣＬＲになる。これらの光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１及び主走査開始信号ＬＣＬＲは、画像図示しない画像入力部に出力され、画像入力部にて画像データを画像書き込みに同期させるためのクロック及び同期信号として使われる。つまり、画像入力部は、印刷制御部６への１ライン分の画像データの転送を主走査開始信号ＬＣＬＲにより開始し、印刷制御部６への画像データの転送を光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１に同期して行う。

さらに、クロック同期回路２０からの主走査開始信号ＬＣＬＲは、カウンタ２１のリセット端子にも出力され、カウンタ２１をリセットする。カウンタ２１は、いわゆる主走査カウンタで、クロック同期回路２０からの主走査開始信号ＬＣＬＲによりリセットされてクロック同期回路２０からの光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１でインクリメントされるバイナリーカウンタであり、そのカウント値により光ビームの主走査位置が判る。

このカウンタ２１は、１ラインの走査中にオーバーフローしないビット数を備えている。このビット数は、主走査方向２９７ｍｍの印刷用紙に８００ｄｐｉで画像を印刷するならば１４ビットが必要である。カウンタ２１には２個のコンパレータ２２、２３が接続されており、コンパレータ２２は光ビームの同期検知のためにＶＩＣＳＥＬ２００の強制駆動信号ＢＤを発生する。

コンパレータ２２には、これに数値Ｂを可変自在に設定する数値設定手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４がレジスタ２５を介して接続されている。コンパレータ２２は、カウンタ２１のカウント値ＡとＣＰＵ２４でコンパレータ２２に可変自在に予め設定された数値Ｂとを比較し、設定値Ｂをカウント値Ａが超過すると、出力信号ＢＤがアクティブになる。このコンパレータ２２の出力信号ＢＤはビーム検出信号として論理和ゲート２６で画像入力部からの画像データと論理和がとられ、ＬＤドライバ３１２は論理和ゲート２６の出力信号によりＶＩＣＳＥＬ２００の光源を駆動して発光させる。従って、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源は、論理和ゲート２６からの強制点灯信号により強制的に駆動されて点灯する。論理和ゲート２６からの強制駆動信号により強制的に点灯されたＶＩＣＳＥＬ２００の光源からの光ビームが同期検出装置２１０の受光素子であるＰＩＮフォトダイオード１７に入射すると、この同期検出装置２１０から出力される同期信号（ＸＤＥＴＰ）がアクティブになる。この同期信号（ＸＤＥＴＰ）は、クロック同期回路２０によって光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１と同期がとられ、主走査開始信号ＬＣＬＲとして出力されてカウンタ２１がリセットされる。

ＶＩＣＳＥＬ２００の強制駆動信号ＢＤはコンパレータ２２の出力信号であり、このコンパレータ２２はカウンタ２１のカウント値Ａと、ＣＰＵ２４で可変自在に予め設定された数値Ｂとを比較してカウント値Ａが設定値Ｂより大きいときに出力信号がアクティブとなるので、カウンタ２１がリセットされると、強制駆動信号ＢＤがネゲートされてＶＩＣＳＥＬ２００の光源が消灯する。

カウンタ２１がリセットされると、カウンタ２１がクロック同期回路２０からの光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１のカウントを再開するので、カウンタ２１のカウント動作はポリゴンミラー１０２ａの面毎に繰り返されることになる。この時、ＶＩＣＳＥＬ２００の強制的駆動タイミングは、ポリゴンミラー１０２ａからの走査ビームが有効書込領域を通過してから、ポリゴンミラー１０２ａの次の面で走査された光ビームが同期検出装置２１０のＰＩＮフォトダイオード１７に到達する以前までとする必要があり、フレアを防止する必要もあるので、ポリゴンミラー１０２ａの次の面で走査された光ビームが同期検出装置２１０のＰＩＮフォトダイオード１７の直前に到達するタイミングとなるようにＣＰＵ２４で設定値Ｂを設定する。

コンパレータ２３は、有効書込領域信号ＬＧＡＴＥを生成するものであり、この有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがハイレベルとなる期間は有効書込領域を示す。コンパレータ２３には、これに数値Ｃ、Ｄを可変自在に設定するＣＰＵ２４がレジスタ２５を介して接続されている。コンパレータ２３は、カウンタ２１のカウント値ＡとＣＰＵ２４でコンパレータ２３に可変自在に予め設定された数値Ｃ、Ｄとを比較し、カウント値Ａが設定値Ｃ以上で且つ設定値Ｄ以下である期間に出力信号ＬＧＡＴＥがアクティブになる。

ＣＰＵ２４は、あらかじめ数値Ｃ、Ｄとして、同期検出装置２１０から有効書込領域の始まる位置までの距離、同期検出装置２１０から有効書込領域の終る位置までの距離をそれぞれクロック数に換算してレジスタ２５に書き込んでコンパレータ２３に与えているので、有効書込領域信号ＬＧＡＴＥは光ビームの走査位置が有効書込領域にあることを示すことになる。このコンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥはカウンタ２７に加えられる。

また、コンパレータ２３は、カウンタ２１のカウント値Ａが設定値Ｃと一致した時には、光ビームの走査位置が有効書込領域の開始位置にあることを示すパルス信号を発生し、このパルス信号は論理和ゲート２９でコンパレータ３０の出力信号と論理和がとられる。この論理和ゲート２９の出力信号はカウンタ２７のリセット入力端子及びカウンタ２８のカウントクロック入力端子に加えられる。

カウンタ２７とコンパレータ３０は、全有効書込領域を像高により複数に等間隔に分割する手段を構成している。まず、カウンタ２７は、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがイネーブル信号として入力され、有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがネガティブの期間、すなわち、有効書込領域以外ではカウント動作をしない。

カウンタ２７は、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがアクティブになった時には論理和ゲート２９の出力信号によりリセットされると同時に、クロック同期回路２０からの光ビーム用変調クロックＬＤＣＬＫ１のカウントを開始する。カウンタ２７のカウント値はコンパレータ３０に出力され、コンパレータ３０にはこれに数値Ｆを可変自在に設定するＣＰＵ２４がレジスタ２５を介して接続されている。

コンパレータ３０は、カウンタ２７のカウント値ＥとＣＰＵ２４でコンパレータ３０に可変自在に予め設定された数値Ｆとを比較し、カウント値Ｅが設定値Ｆと一致した時には有効書込領域を分割するパルス信号ＷＩＤＴＨを発生する。ＣＰＵ２４は、あらかじめ数値Ｆとして有効書込領域を等間隔に分割する幅をクロックＬＤＣＬＫ１の数に換算してレジスタ２５に書き込む。

コンパレータ３０からのパルス信号ＷＩＤＴＨは、論理和ゲート２９でコンパレータ２３からの光ビームの走査位置が有効書込領域の開始位置にあることを示すパルス信号と論理和がとられ、この論理和ゲート２９の出力信号はカウンタ２７のリセット入力端子及びカウンタ２８のカウントクロック入力端子に加えられる。カウンタ２７は、コンパレータ３０から論理和ゲート２９を介して入力される、有効書込領域を複数に分割するパルス信号ＷＩＤＴＨでリセットされ、カウント動作を再開する。このため、カウンタ２７のカウント動作は、有効書込領域を等間隔に分割する幅毎に、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがネガティブになるまで繰り返され、コンパレータ３０が有効書込領域を等間隔に分割するパルス信号ＷＩＤＴＨを発生することになる。

カウンタ２８は、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがリセット入力端子に入力され、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがネガティブとなる期間に、すなわち、有効書込領域以外で０を出力する。コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがアクティブになった時は、コンパレータ２３から論理和ゲート２９を介してカウンタ２８のカウントクロック入力端子に、光ビームの走査位置が有効書込領域の開始位置にあることを示すパルス信号が入力されてカウンタ２８がインクリメントされ、カウンタ２８が１を出力する。

次に、コンパレータ３０は、有効書込領域を分割するパルス信号ＷＩＤＴＨを、有効書込領域を等間隔に分割する幅毎に、光ビームが有効書込領域を走査する間に出力する。このコンパレータ３０からのパルス信号ＷＩＤＴＨは論理和ゲート２９を介してカウンタ２８のカウントクロック入力端子に入力され、光ビームが有効書込領域を走査する間に、カウンタ２８がパルス信号ＷＩＤＴＨによりインクリメントされる。

光ビームの走査位置が有効書込領域を越えると、コンパレータ２３からの有効書込領域信号ＬＧＡＴＥがネガティブとなり、カウンタ２８のカウント値が０に戻る。このように、カウンタ２８のカウント値は、光ビームで走査される、有効書込領域が等間隔に分割された走査位置を示し、カウンタ２８のカウント動作はポリゴンミラー８の面毎に繰り返されることになる。

カウンタ２８のカウント値はＲＡＭ３１にアドレス信号として入力され、ＲＡＭ３１のアドレスがカウンタ２８のカウント値により指定される。ＲＡＭ３１は、ＣＰＵ２４で可変自在に設定された数値がデータテーブルとして格納され、ＣＰＵ２４によりデータの読み書きが制御される。ＣＰＵ２４は、あらかじめ有効書込領域を分割した各走査位置に対応する光量補正データとして、走査位置毎の光スポットのビーム強度が略一定になるような光量補正データをＲＡＭ３１の各アドレス（カウンタ２８のカウント値により指定されたアドレス）に書き込んでおく。

ＲＡＭ３１は、光ビームで有効書込領域を走査する時にはカウンタ２８のカウント値により指定されたアドレスから光ビームの各走査位置に対応する光量補正データを読み出す。この光量補正データは、ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）３２によりデジタル・アナログ変換されて光量補正データに対応したアナログ電圧となり、ＬＦＰ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３３を通して光量補正信号ＬＤＬＶＬとしてＬＤドライバ３１２に入力される。

ＬＰＦ３３は、ＤＡＣ３２からのアナログ信号の高周波成分をカットして平滑化する。これにより、有効書込領域の分割の切り換わりで光ビームの強度が切り換わって画像濃度に段差が生じるのが防がれ、画像濃度の段差が滑らかになる。ＬＤドライバ３１２は、論理和ゲート２６からの変調データによりＶＩＣＳＥＬ２００の光源を変調駆動する。

ＬＤドライバ３１２のＬＤ変調駆動は、変調データに応じて１ドットのパルス幅を制御するパルス幅変調や、変調データに応じて１ドットの光量を制御するパワー変調と呼ばれるものである。ＬＤドライバ３１２は、ＶＩＣＳＥＬ２００に内蔵されている、光源（半導体レーザ素子）の発光量をモニターするモニター用フォトダイオード（図示せず）の出力信号によりＶＩＣＳＥＬ２００の光源の発光電流を制御することで、光源の発光量を制御する。また、ＬＤドライバ３１２は、ＬＰＦ３３からの光量補正信号ＬＤＬＶＬにより光源の基準光量を光ビームの走査位置に対応して制御する。

本実施の形態の画像形成装置では、図１１に示すシェーディング特性に対して、図１４に示すように逆の特性になるような光量補正データをＲＡＭ３１に書き込んでその光量補正データによりＶＩＣＳＥＬ２００の光源の光量を補正することにより、被走査面での光スポットのビーム強度が一定になる。

図１５は、有効書込領域を等間隔に分割する際に有効書込領域を１５等分した場合の同期信号（ＸＤＥＴＰ）と光量補正信号ＬＤＬＶＬのタイムチャートを示す説明図である。光量補正信号ＬＤＬＶＬは、有効書込領域を１５等分した複数の領域ではシェーディング特性に対して逆の特性になるような光量補正データ＃１〜＃１５となり、有効書込領域以外の領域では一定の光量補正データ＃０となる。

図１６は、ＬＤドライバ３１２の機能的構成を示す説明図である。ＬＤドライバ３１２は、図１６に示すように、スイッチ１６０１〜１６０３と、発光電流生成回路１６１１と、閾値電流生成回路１６１２と、バイアス電流生成回路１６１３と、制御部１６４４と、演算部１６４３と、Ａ／Ｄ変換器１６４２と、電圧変換器１６４１と、メモリ１６４５とを主に備えている。これらのスイッチ１６０１〜１６０３、発光電流生成回路１６１１、閾値電流生成回路１６１２、バイアス電流生成回路１６１３、制御部１６４４、演算部１６４３、Ａ／Ｄ変換器１６４２、電圧変換器１６４１、メモリ１６４５は、ＬＤドライバ３１２にＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として組み込まれており、ＬＤドライバ３１２はハードウェアとして実現されている。

ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加される電流は、発光電流生成回路１６１１の発光電流Ｉηと、閾値電流生成回路１６１２の閾値電流Ｉｔｈと、バイアス電流生成部１６１３のバイアス電流Ｉｂｉとからなる。また、発光電流生成回路１６１１は、より具体的には、８ビットのＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であり、制御部１６４４が、８ビットのデータを変更することにより例えば０〜５ｍＡの範囲の電流値を制御する。同様に、閾値電流生成回路１６１２も、８ビットのＤＡＣであり、制御部１６４４が、例えば０〜５ｍＡの範囲の電流値を８ビットのデータを変更することにより制御する。また、バイアス電流生成回路１６１３は、２ビットのＤＡＣであり、制御部１６４４が、例えば０、０．５、１．０、１．５ｍＡの電流値を、２ビットのデータを選択することにより制御する。

スイッチ１６０１、１６０２、１６０３は、それぞれ、発光電流、閾値電流、バイアス電流をＯＮ／ＯＦＦするものである。ＯＮ／ＯＦＦの制御は、光源の点灯信号であるＤＡＴＡ信号によりなされる。バイアス電流は光源の消灯時に流すものであるため、ＤＡＴＡ信号がＬＯＷの時に、スイッチ１６０３をＯＮにすることにより、バイアス電流生成回路１６１３がバイアス電流を生成する。。また、発光電流と閾値電流は光源の点灯時に流すものであるため、ＤＡＴＡ信号がＨＩＧＨの時に、スイッチ１６０１とスイッチ１６０２をＯＮにすることにより、発光電流生成回路１６１１が発光電流を生成し、閾値電流生成回路１６１２が閾値電流を生成する。

ＶＩＣＳＥＬ２００の光源の発光をモニターするモニター用フォトダイオードＰＤ（図示せず）は、光源からの発光を受けると、その発光量に比例した電流Ｉｐｄを発生する。電流Ｉｐｄは、電圧変換器１６４１により電圧Ｖｐｄに変換される。電圧Ｖｐｄは、Ａ／Ｄ変換器１６４２により、デジタルデータに変換され、演算部１６４３に入力される。演算部１６４３は、入力された電圧Ｖｐｄのデジタルデータに基づいて、発光電流Ｉηや閾値電流Ｉｔｈの演算を行い、その演算結果を、デジタルデータとして制御部１６４４に送信する。制御部１６４４は、演算部１６４３より受信したデジタルデータに従って、発光電流生成回路１６１１の８ビットのＤＡＣと、閾値電流生成回路１６１２の８ビットのＤＡＣを設定し、発光電流Ｉηと閾値電流Ｉｔｈを制御する。また、制御部１６４４は、これとは別個に、バイアス電流生成回路１６１３の２ビットのＤＡＣを設定し、バイアス電流Ｉｂｉの制御も行う。

画像形成装置の出荷前の工場調整時に、感光体ドラム１０４ａ被走査面上の像高０（中央）での光ビームの光量を、図１０に示す規定光量になるよう設定し、この規定光量を発光した時の電圧Ｖｐｄを、メモリ１６４５に記録する。メモリ１６４５には、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性のメモリを使用する。

ＬＤドライバ３１２は、ＣＰＵ２４より、電源投入時および静電潜像開始時に、初期化信号を受けると、初期化処理を開始する。初期化処理では、閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理を行う。

次に、以上のように構成された本実施の形態の画像形成装置による初期化処理における閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理について説明する。図１７は、実施の形態１の閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理の手順を示すフローチャートである。また、図１８は、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する電流と発光量の大きさを表す電圧Ｖｐｄの関係を示すグラフである。図１８では、図７のステップに対応した表記を記載している。また、本実施の形態では、バイアス電流をバイアス電流生成回路１６１３で０ｍＡに設定した場合について説明する。

ＬＤドライバ３１２は、画像形成装置の電源投入時、または静電潜像開始時に、ＣＰＵ２４から初期化信号を受信すると（例えば、Ｈ→Ｌ）、初期化処理を開始する。初期化信号は、ＬＤドライバ３１２内部の制御部１６４４に入力され、制御部１６４４は、初期化信号を受信すると、まず、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣの８ビットデータ（以下、Ｉｔｈ＿Ｄ）を０から徐々にカウントアップ（増加）させていく（ステップＳ１７０１）。カウントアップされるごとにＶＩＣＳＥＬ２００の光源にカウントアップされた電流値が印加されＶＩＣＳＥＬ２００の光源が発光する。

閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣの８ビットデータをカウントアップして光源を発光させるごとに、発光量に比例した電流ＩｐｄがＰＤから入力されてくる。制御部１６４４は、この電流Ｉｐｄが電圧変換器１６４１により変換された電圧Ｖｐｄを、演算部１６４３を介して受信する。

一方、演算部１６４３は、メモリ１４５に記録されている、工場調整時に記録した規定光量発光時の電圧Ｖｐｄ０に１／Ｎ（Ｎは、１＜Ｎ＜２の実数）を乗算する。そして、制御部１６４４は、電圧Ｖｐｄの値と、規定光量発光時の電圧Ｖｐｄ０に１／Ｎを乗算した値と比較する（ステップＳ１７０２）。ここで、電圧Ｖｐｄ０に１／Ｎ（Ｎは、１＜Ｎ＜２の実数）を乗算した値（Ｖｐｄ０×（１／Ｎ））は、規定光量の近傍の発光量に対応する電圧であり、図９の例に示すように、規定光量の８５％の光量を規定光量の近傍の発光量として選択する場合には、１／Ｎ＝０．８５となる。

電圧Ｖｐｄが電圧Ｖｐｄ０×（１／Ｎ）に達していない間は（ステップＳ１７０２：Ｎｏ）、制御部１６４４は、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣのＩｔｈ＿Ｄのカウントアップを続行する。

そして、電圧Ｖｐｄの値が電圧Ｖｐｄ０×（１／Ｎ）と等しくなった場合（ステップＳ１７０２：Ｙｅｓ）、制御部１６４４は、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣのカウントアップを停止し、その時点の閾値電流を記憶する（ステップＳ１７０３）。

次いで、そのままの状態で、制御部１６４４は、発光電流生成回路１６１１のＤＡＣの８ビットデータ（以下、Ｉη＿Ｄ）を０から徐々にカウントアップ（増加）させていく（ステップＳ１７０４）。発光電流生成回路１６１１のＤＡＣの８ビットデータをカウントアップして光源を発光させるごとに、制御部１６４４は、入力される発光量に応じた電流Ｉｐｄを電圧変換器１６４１により変換した電圧Ｖｐｄと、メモリ１６４５に記録されている電圧Ｖｐｄ０の値を比較する（ステップＳ１７０５）。電圧Ｖｐｄが電圧Ｖｐｄ０に達していない間は（ステップＳ１７０５：Ｎｏ）、制御部１６４４は、発光電流生成回路１６１１のＤＡＣのＩη＿Ｄのカウントアップを続行する。

そして、電圧ＶｐｄがＶｐｄ０に等しくなった場合には（ステップＳ１７０５：Ｙｅｓ）、制御部１６４４は発光電流生成回路１６１１のＤＡＣのカウントアップを停止し、その時の発光電流のＤＡＣの８ビット値（以下、「ＤＡＣコード１」という。）を記憶する（ステップＳ１７０６）。これにより、発光電流の電流値に基づく電圧値とＶＩＣＳＥＬ２００の光源の発光量との関係が求められることになる。すなわち、規定光量と規定光量の近傍の２点の発光電流に応じた電圧値の変化量から、発光電流と発光量との比例関係が求まる。

次に、制御部１６４４は、その発光電流のＤＡＣコード１を演算部１６４３に送信し、演算部１６４３は、受信した発光電流のＤＡＣコード１より、最終的に設定する発光電流のＤＡＣコード（以下、「ＤＡＣコード２」という。）を上記比例関係に基づいて計算する。具体的には、制御部１６４４より送信された発光電流のＤＡＣコード１は、上記比例関係から、最終的に設定する発光電流のＤＡＣコード２の｛１−（１／Ｎ）｝倍に相当するため、演算部１６４３は、ＤＡＣコード１を｛１−（１／Ｎ）｝で除算することにより、発光電流のＤＡＣコード２を算出する（ステップＳ１７０７）。

次に、制御部１６４４は、一旦、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣのデータを０に戻し、閾値電流を０にする（ステップＳ１７０８）。そして、制御部１６４４は、演算部１６４３で算出された発光電流のＤＡＣコード２を受信し、発光電流生成回路１６１１に発光電流のＤＡＣコード２を設定し、これにより発光電流生成回路１６１１はＤＡＣコード２の発光電流をＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する（ステップＳ１７０９）。

次に、制御部１６４４は、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣの８ビットデータを再び０からカウントアップしていく（ステップＳ１７１０）。そして、制御部１６４４は、ＤＡＣの８ビットデータをカウントアップするごとに、その時の電圧Ｖｐｄを、演算部１６４３を介して受取り、その電圧Ｖｐｄの値が、メモリ１４５に記録されている規定光量発光時の電圧Ｖｐｄ０と比較する（ステップＳ１７１１）。電圧Ｖｐｄの値が規定光量発光時の電圧Ｖｐｄ０に達していない間は（ステップＳ１７１１：Ｎｏ）、制御部１６４４は、閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣの８ビットデータのカウントアップを続行する。

そして、電圧Ｖｐｄの値が規定光量発光時の電圧Ｖｐｄ０に等しくなった場合には（ステップＳ１７１１：Ｙｅｓ）、制御部１６４４は、閾値電流生成回路１１２のＤＡＣのカウントアップを停止し、その時点での閾値電流を最終値として記憶する（ステップＳ１７１２）。これにより初期化処理は完了する。

初期化後に設定される閾値電流と、発光電流は、真の閾値電流と、発光電流とは異なる擬似の値の疑似閾値電流、疑似発光電流となる。しかしながら、上述したように、シェーディング補正の範囲は、規定光量を中心として通常±１５％の比較的狭い領域行われるため、Ｉ−Ｌカーブの曲がりが、擬似閾値電流と疑似発光電流よりなるＩ−Ｌカーブとほぼ一致する。このため、擬似閾値電流と疑似発光電流よりなるＩ−Ｌカーブによりシェーディング補正を行った場合、ほぼ狙い通りの補正光量を得ることができる。

ここで、上述したステップＳ１７０１からＳ１７１２までの処理は、ＶＩＣＳＥＬ２００に含まれる複数の光源（複数の半導体レーザ素子）ごとに実行され、それぞれシェーディング補正が行われる。

このように本実施の形態では、電流量と発光量の比例関係を求める２点の発光量として、規定光量と当該規定光量と近接する発光量とにより電流量と発光量の比例関係を求め、この関係に基づいて発光電流を算出してシェーディング補正を行うことにより、Ｉ−Ｌカーブが曲がりがある場合でも、正確なシェーディング補正を行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、複数の光源（半導体レーザ素子）を配列したＶＣＳＥＬ２００を用いて、複数の光ビームを感光体ドラム１０４ａの被走査面上に走査しているので、光ビーム間の光量差が低減され、形成される画像のバンディング等の不具合を防止することができ、この結果、良好な画像印刷を行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、シェーディング補正の範囲は、規定光量を中心として、通常±１５％の比較的狭い領域で光量調整が行われるため、この領域ではＩ−Ｌカーブの曲がりもほぼ直線状となり、かつ電流量と発光量の比例関係を規定光量とその近傍の光量で求めることにより、高精度な光量調整が可能となり、これにより、一定の光量で感光体ドラム１０４ａの被走査面に光ビームを走査することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する発光電流と光ビームの発光量との比例関係を求める際、閾値電流、発光電流を順次カウントアップしていき、カウントアップごとの発光量に応じた電圧が規定光量に相当する電圧値か、規定光量の８５％の光量に相当する電圧値かを判断して、規定光量と規定光量の８５％の光量における電圧値の変化量を求めていた。本実施の形態では、予め規定光量を発光させる規定電流値を保持しておき、この規定電流値と、この規定電流値の８５％の発光電流値を光源にそれぞれ印加して光源を発光させて、この発光により得られる電圧値の変化量から、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する発光電流と光ビームの発光量との比例関係を求めている。

本実施の形態にかかる画像形成装置の機械的構造は、図１に示した構造と同様である。また、本実施の形態においても光源ユニットには、実施の形態１と同様の図２で説明したＶＩＣＳＥＬ２００を用いている。また、本実施の形態の画像形成装置における制御ユニット３００の構成、ＧＡＶＤ３１０の構成、同期検出装置２１０の構成、ＧＡＶＤ３１０の出力データ制御部３４４の回路構成、ＬＤドライバ３１２の構成についても、それぞれ図４、図５、図１２、図１３、図１６で説明した実施の形態１の構成と同様である。また、本実施の形態におけるシェーディング補正についても実施の形態１と同様に行われる。

本実施の形態では、ＬＤドライバ３１２の演算部１６４３および制御部１６４４による閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理が実施の形態１と異なっている。図１９は、実施の形態２における閾値電流と発光電流の算出処理および設定処理の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、バイアス電流をバイアス電流生成回路１６１３で０ｍＡに設定した場合について説明する。

ＬＤドライバ３１２は、画像形成装置の電源投入時、または静電潜像開始時に、ＣＰＵ２４から初期化信号を受信すると（例えば、Ｈ→Ｌ）、初期化処理を開始する。初期化信号は、ＬＤドライバ３１２内部の制御部１６４４に入力され、制御部１６４４は、初期化信号を受信すると、発光電流生成回路１６１１のＤＡＣ、閾値電流発生回路１６１２のＤＡＣを制御して、現状の規定光量（電圧値Ｖｐｄ０）発光時の駆動電流として、規定光量（電圧値Ｖｐｄ０）発光時の規定電流値としての発光電流Ｉηと規定光量（電圧値Ｖｐｄ０）発光時の規定電流値としての閾値電流Ｉｔｈとを加算した値に設定する（ステップＳ１９０１）。

次に、演算部１６４３は、規定光量（電圧値Ｖｐｄ０）発光時の規定電流値としての発光電流Ｉηに１／Ｎ（Ｎは、１＜Ｎ＜２の実数）を乗じる。そして、制御部１６４４は、この乗算値を発光電流Ｉηの発光電流値となるように、発光電流生成回路１６１１のＤＡＣの値を変更し、この発光電流値を光源に印加して光源を点灯させる（ステップＳ１９０２）。

そして、制御部１６４４は、この光源の点灯によりＰＤから入力される電流値が電圧変換器１６４１で変換された電圧値Ｖｐｄを、Ａ／Ｄ変換器１６４２、演算部１６４３を介して測定する（ステップＳ１９０３）。

ここで、規定光量発光時の規定電流値としての発光電流Ｉηに１／Ｎ（Ｎは、１＜Ｎ＜２の実数）を乗じた発光電流値は、規定光量の近傍の発光量に対応する発光電流であり、図９の例に示すように、規定光量の８５％の光量を規定光量の近傍の発光量として選択する場合には、１／Ｎ＝０．８５となる。

これにより、電圧値Ｖｐｄ０，Ｖｐｄと、発光電流Ｉη（規定電流値）、Ｉη×（１／Ｎ）との間の比例関係が求められることになる。このため、次に、演算部１６４３は、新たな発光電流Ｉη’を、この比例関係を用いた（１）式により算出する（ステップＳ１９０４）。

Ｉη’＝Ｉη×｛１−（１／Ｎ）｝×｛１／（１−Ｖｐｄ／Ｖｐｄ０）｝・・・（１）
次に、演算部１６４３は、新たな閾値電流Ｉｔｈ’を、上記比例関係を用いた（２）式により算出する（ステップＳ１９０５）。

Ｉｔｈ’＝Ｉｔｈ＋（Ｉη−Ｉη’）・・・（２）
次に、制御部１６４４は、（１）式、（２）式でそれぞれ算出された新たな発光電流Ｉη’、新たな閾値電流Ｉｔｈ’を加算した値（Ｉη’＋Ｉｔｈ’）を、新たな規定光量（電圧値Ｖｐｄ０）発光時の駆動電流となるように、発光電流生成回路１６１１のＤＡＣおよび閾値電流生成回路１６１２のＤＡＣの値を変更し、この駆動電流を光源に印加する（ステップＳ１９０６）。

ここで、上述したステップＳ１９０１からＳ１９０６までの処理は、ＶＩＣＳＥＬ２００に含まれる複数の光源（複数の半導体レーザ素子）ごとに実行され、それぞれシェーディング補正が行われる。

このように本実施の形態では、規定光量を発光させる規定電流値としての発光電流値と、この発光電流値の近傍の８５％の発光電流値を光源にそれぞれ印加して光源を発光させて、この発光により得られる電圧値の変化量から、ＶＩＣＳＥＬ２００の光源に印加する発光電流と光ビームの発光量との比例関係を求め、この比例関係により駆動電流を求めて光源を発光させてシェーディング補正を行っているので、Ｉ−Ｌカーブが曲がりがある場合でも、正確なシェーディング補正を行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、実施の形態１と同様に、複数の光源（半導体レーザ素子）を配列したＶＣＳＥＬ２００を用いて、複数の光ビームを感光体ドラム１０４ａの被走査面上に走査しているので、光ビーム間の光量差が低減され、形成される画像のバンディング等の不具合を防止することができ、この結果、良好な画像印刷を行うことが可能となる。

なお、実施の形態１、２では、規定光量の８５％の光量を規定光量の近傍として用いたが、これに限定されるものではない。

また、実施の形態１、２では、規定光量と規定光量の近傍の２点を用いて発光量と電流との関係を求めたが、これに限定されるものではなく、規定光量の近傍の範囲の２点を用いて発光量と電流との関係を求めるように構成してもよい。

また、実施の形態１、２では、規定光量と規定光量の近傍の２点を用いて発光量と電流との関係を求めたが、これに限定されるものではなく、規定光量の近傍の範囲の３点以上の点を用いて発光量と電流との関係を求めるように構成してもよい。

また、実施の形態１、２では、光ビームを発光する光源としてＶＩＣＳＥＬ２００を用いた例をあげて説明したが、これに限定されるものではなく、複数の光ビームを発光させる光源であれば、いずれの光源も適用することができる。

なお、実施の形態１，２の画像形成装置では、ＬＤドライバ３１２は、ハードウェアで実現する構成を示したが、ソフトウェアで実現するように構成してもよい。この場合、実施の形態１，２の画像形成装置で実行される光量補正プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成すればよい。あるいは、実施の形態１，２の画像形成装置で実行される光量補正プログラムを、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、実施の形態１，２の画像形成装置で実行される光量補正プログラムを、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、実施の形態１，２の画像形成装置で実行される光量補正プログラム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。

実施の形態１，２のＬＤドライバ３１２をソフトウェアで実現する場合には、画像形成装置で実行される光量補正プログラムは、上述した各部（制御部、演算部等）を含むモジュール構成となっており、ハードウェアとしてのＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭから光量補正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、制御部、演算部等が主記憶装置上に生成されるようになる。

１７ ＰＩＮフォトダイオード
１８ デジタル信号化回路
１９ クロック発生回路
２０ クロック同期回路
２２，２３，３０ コンパレータ
２４ ＣＰＵ
２５ レジスタ
２６ 論理和ゲート
２１，２７，２８ カウンタ
２９ 論理和ゲート
３１ ＲＡＭ
３２ ＤＡＣ
３３ ＬＰＦ
１００ 画像形成装置
１０２ 光学装置
１０２ａ ポリゴンミラー
１０２ｂ 反射ミラー
１０２ｃ 第２シリンドリカルレンズ
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 画像形成部
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
２０２ 第１シリンドリカルレンズ
２０４ 反射ミラー
２０６ 結像レンズ
２０８ 反射ミラー
２１０ 同期検知装置
３００ 制御ユニット
３０２ スキャナ部
３０４ ＶＰＵ
３０６ ＩＰＵ
３０８ プリンタ部
３１０ ＧＡＶＤ
３１２ ＬＤドライバ
３１６ システムバス
３３０ 主制御部
３４０ メモリ
３４２ 画像処理部
３４４ 出力データ制御部
１６０１，１６０２，１６０３ スイッチ
１６１１ 発光電流生成回路
１６１２ 閾値電流生成回路
１６１３ バイアス電流生成回路
１６４１ 電圧変換器
１６４２ Ａ／Ｄ変換器
１６４３ 演算部
１６４４ 制御部
１６４５ メモリ

特開２０００−０７１５１０号公報 特開２００３−３２０７０３号公報 特開２００３−０６０２８９号公報

Claims (10)

1. 光ビームを射出する光源と、
   前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、
   前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、
   前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、
   予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御手段と、
   前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光源に所定の閾値電流を供給する閾値電流生成手段、を更に備え、
   前記制御手段は、前記関係に基づいて前記閾値電流を生成する制御を前記閾値電流生成手段に対して行い、生成された前記閾値電流に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の発光量に基づく電流のそれぞれを電圧値に変換する光電変換手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記閾値電流および前記発光電流をそれぞれ増加させながら前記光源を発光させることにより得られる発光量に基づく電圧値から前記複数の発光量に相当する電圧値の変化量を求め、前記電圧値の変化量に基づいて前記関係を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の発光量に相当する前記電圧値の変化量から擬似発光電流値を取得し、取得した疑似発光電流値の前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行い、
   前記補正手段は、前記補正データに基づいて前記疑似発光電流値を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の発光量に基づく電流のそれぞれを電圧値に変換する光電変換手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記規定光量を発光させる規定電流値の近傍範囲の複数の電流値のそれぞれとなるように前記発光電流および前記閾値電流を生成する制御を前記発光電流生成手段と前記閾値電流生成手段に対して行い、前記光源を発光させることにより得られる電圧値から前記複数の発光量に相当する前記電圧値の変化量を求め、前記電圧値の変化量に基づいて前記関係を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の発光量は、前記規定光量と、前記規定光量の近傍における発光量であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記光源は、複数設けられ、
   前記制御手段は、複数の光源のそれぞれに対して、予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. 前記複数の光源は、面発光レーザであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 画像形成装置で実行される光量補正方法であって、
   前記画像形成装置は、光ビームを射出する光源と、前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、を備え、
   予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御ステップと、
   前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正するステップと、
   を含むことを特徴とする光量補正方法。
10. コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記コンピュータは、光ビームを射出する光源と、前記光源から前記光ビームを射出させる発光電流を生成する発光電流生成手段と、前記光ビームを偏向走査しながら、感光体の被走査面に前記光ビームを集光して光スポットを形成し、前記被走査面を走査する偏向光学手段と、前記光スポットの前記被走査面における走査位置を検出する検出手段と、を備え、
    予め定められた規定光量の近傍範囲における複数の発光量に基づいて前記発光電流の電流値と前記光源の発光量との関係を求め、前記関係に基づいて前記発光電流を生成する制御を前記発光電流生成手段に対して行う制御ステップと、
    前記走査位置に対応して予め定められた補正データに基づいて、前記発光電流を補正することにより、前記光ビームの発光量を補正するステップと、
    を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。

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