JP2012125975A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を破壊することなく同期信号を生成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、感光体と、ビームを出射する複数の発光素子と、画像データに基づいて複数の発光素子からビームを出射させる制御手段と、光源からのビームにより感光体に静電潜像を形成するために前記ビームを偏向させて感光体を走査する走査手段と、走査手段により偏向されたビームを検出し、同期信号を生成する検出手段と、を有し、同期信号を生成するために複数の発光素子のうち少なくとも２つの発光素子からビームを出射させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体に複数のビームを走査して画像形成を行う画像形成装置に関する。

レーザービームプリンタなど、感光体にビームを偏向走査して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置では、発光素子（以下、「ＬＤ」という）から出射されたビームをレンズ系で集光し、スキャナモータの回転に伴いポリゴンミラーでビームを偏向し、偏向されたビームによって感光体を走査する走査光学系が多く用いられてきた。

このような走査光学系を有する画像形成装置において、画像形成速度の高速化、高解像度化に対応するため、ＬＤの数を増やして複数のビームを同時に走査して画像形成を行う技術が提案されている。特に面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ。以下、「ＶＣＳＥＬ」という）は、発光点を２次元で配列することが可能であり、１つのチップ上に多くの発光点を並べることができる。

ところで、感光体にビームを走査して画像形成を行う画像形成装置に係る技術として、画像形成中において感光体上でのビームの光量を一定に保つため、自動光量制御（Auto Power Control。以下、「ＡＰＣ」という）を行う技術がある。ＡＰＣの方式としては、ＬＤを一定期間点灯して、ＬＤの内部又は外部に設けた光量検出手段（ＰＤ：フォトダイオード）によってビームの発光光量を検出し、検出された発光光量に応じてビームを出射させるための駆動電流をフィードバック制御する方式がある。

一般的に、ＰＤはＬＤの感光体に向かうビーム（フロント光とする。）が出射する発光端面と反対の端面から出射するビーム（リア光）検出している。ＡＰＣは、ビームが非画像領域を走査する期間（１走査周期中のビームが感光体を走査していない期間）に実行され、この期間においてＡＰＣを実行することで、フロント光によって感光体を露光することなくＡＰＣを実行することができる。

各ビームに対応したＰＤをＬＤの数と同数持つことは配置上困難であり、配置できたとしても高コストになることから、複数のビームを単一のＰＤで受光し、複数のＬＤを順次点灯してＡＰＣを行う。そのため、ＡＰＣを実行する際に、複数のＬＤはビームが非画像領域を走査する期間において異なるタイミングで順次点灯される。

しかし、ＬＤを増やしやすいＶＣＳＥＬなどにおいては、ビームの出射方向が半導体基板に対して垂直方向であり、その出射方向と反対側にビームを出射しない。そのため、端面発光の半導体レーザーのように同一パッケージ内にＰＤを配置する構成でのＡＰＣが困難であることから、フロント光をハーフミラーで分離し、ＰＤに入射させる技術がある。

面発光レーザーから出射した光を、コリメータレンズで平行光にしてアパーチャーで絞った後の光束を、ハーフミラーで感光体上に向かう光とＰＤ上に向かう光とに分離し、単一のＰＤでＡＰＣを行う方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示される方法はハーフミラー方式によりフロント光を分離し、分離されたビームをＰＤに入射させ、ＡＰＣを実行する方法である。この方法では、感光体に向かうビームの光量を確保する必要があるため、ＬＤから出射させるビームの光量を大きくする必要がある。また、ＰＤに向かわせる光量を大きくすることができないため、ＰＤの増幅率を高くする必要があるが、応答性やＳ／Ｎ比が悪くなる。また、一般的にＰＤは受光面積によって応答速度が変化するため、受光面積を広げて入射する光量を増やしたとしても、ＰＤの応答速度が下がってしまい、ＡＰＣにかかる時間は長くなってしまう。またハーフミラーを設置することでコストアップとなる。

このため、ビームの走査線上にＰＤを設置し、受光したビームの光量に応じてＡＰＣを行う方法（以下、「走査光ＡＰＣ」という）が提案されている。この方法では、走査線上のＰＤにビームが入射するタイミングでしかビームの光量の検出ができない。

特開２００２−４０３５０号公報

しかしながら、走査光ＡＰＣを行う装置では以下のような課題が生じる。走査光ＡＰＣを行うためには同期信号を生成しなければならない。しかし、画像形成を開始しようという初期状態はＡＰＣが行われていない状態であるため、同期信号を生成するためにどの程度の駆動電流をＬＤに供給して良いかわからない。一つのＬＤに所定の値の駆動電流を供給して同期信号を生成しようとした場合、その駆動電流が過電流となりＬＤを破壊するおそれがある。

本発明の目的は、発光素子を破壊することなく同期信号を生成することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、感光体と、ビームを出射する複数の発光素子と、前記感光体に静電潜像を形成するために画像データに基づいて前記複数の発光素子に駆動電流を供給することによって前記複数の発光素子からビームを出射させる制御手段と、前記光源からのビームにより前記感光体に静電潜像を形成するために前記ビームを偏向させて前記感光体を走査する走査手段と、前記走査手段により偏向されたビームを検出し、同期信号を生成する検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記同期信号に基づいて前記画像データに基づく前記ビームの出射タイミングを制御する駆動手段であって、前記同期信号を生成するために複数の発光素子のうち少なくとも２つの発光素子からビームを出射させることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子を破壊することなく同期信号を生成することができる。

本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を示すブロック図である。 図１における制御部の構成を示すブロック図である。 図１における光源を説明するのに用いられる図である。 図１における制御部により実行されるＡＰＣ処理の手順を示すフローチャートである。 図２におけるＶＣＳＥＬにおいて発光するＬＤによるビーム及び光量検出センサの位置関係を示す図であり、（Ａ）はビームが光量検出センサに入射していく状態を示し、（Ｂ）はビームが光量検出センサから通り過ぎていく状態を示す。 図１における光量検出センサが検出した光量検出値が縦軸に示され、横軸に時間が示されたグラフであり、（Ａ）は８個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示し、（Ｂ）は４個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示し、（Ｃ）は２個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示す。 図１における光量検出センサが検出した種々の温度における光量検出値と電流値との関係を示す図である。 図１における制御部により実行される他のＡＰＣ処理の手順を示すフローチャートである。 図１における光量検出センサが検出した光量検出値が縦軸に示され、横軸に時間が示されたグラフである。 図２におけるＶＣＳＥＬにおいて発光するＬＤによるビーム及び光量検出センサの位置関係を示す図である。 図１における光量検出センサが検出した光量検出値が縦軸に示され、横軸に時間が示されたグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を示す図である。図１において、光走査装置１００は、光源１０１、コリメータレンズ１０２、開口絞り１０３、シリンドリカルレンズ１０４、ポリゴンミラー１０５、スキャナモータ１０６、トーリックレンズ１０７、回折光学素子１０８、反射ミラー１０９、光量検出センサ１１４、感光体１１１、駆動部１１２、及び制御部１２０を含む。

制御部１２０（制御手段）は、画像データに基づいて駆動電流を光源１０１に供給し、それによって複数の発光素子からビームを出射させるもので、スキャナモータ１０６、光源１０１、及び駆動部１１２を制御する。

光源１０１は、垂直共振器型面発光レーザー（Vertical Surface Emitting Laser Diode）（以下、「ＶＣＳＥＬ」という）である。光源１０１は、複数のレーザー発光素子（以下、「ＬＤ」という）の基板面と垂直にレーザー光（フロント光）を出射し、そのレーザ光の反対側にはレーザー光（リア光）を出射しない半導体レーザーである。

従って、素子のフロント側から出射されるフロント光と、素子のリア面から出射されるリア光を出力する端面発光レーザのように、リア光によって自動光量制御（以下、「ＡＰＣ」という）ができない。そのため、一般的には、出射した光を、コリメータレンズで平行光にしてアパーチャーで絞った後の光束を、ハーフミラーで感光体上に向かう光とＰＤ上に向かう光とに分離し、単一のＰＤを用いた方法でＡＰＣを行っている。

この光源１０１を用いることによって、１回の主走査によって複数本の主走査ラインを形成することができる。また、ＶＣＳＥＬを用いているため、低消費電力で発光効率が高く、高速変調も可能であり、温度変化に対する特性変化の幅が少ないので、より効率的、また安定的な制御を行うことができる。

このように複数本の主走査ラインを１回の主走査によって形成できることから、ポリゴンミラー１０５の回転数を低減することができる。逆に、回転数を低減しない場合には高速に画像を形成することができる。

コリメータレンズ１０２は、光源１０１から出射されたビームを平行光束に変換している。開口絞り１０３は、通過するビームの光束を制限している。シリンドリカルレンズ１０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り１０３を通過したビームをポリゴンミラー１０５の反射面に主走査方向に線像として結像させている。ポリゴンミラー１０５（走査手段）は、光源１０１からのビームにより感光体１１１に静電潜像を形成するためにビームを偏向させて感光体１１１を走査する。そして、ポリゴンミラー１０５は、スキャナモータ１０６により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したビームを偏光させて感光体１１１を偏向走査する。トーリックレンズ１０７は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向（矢印Ｂ方向）と副走査方向（矢印Ａ方向）とで互いに異なる屈折率を有する屈折部である。トーリックレンズ１０７の主走査方向の表裏の両レンズ面は非球面形状となっている。回折光学素子１０８は、ｆθ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する長尺の回折部である。光量検出センサ１１４は、画像形成装置が備える感光体１１１での画像形成する領域外に相当する位置（画像領域外）に設置され、反射ミラー１０９によって反射されたビームの光量を検出するためのビームを受光する受光面で検出する。

感光体１１１には、ポリゴンミラー１０５による主走査によって、光源１０１から放射される複数のビームのスポットが軸方向に直線状に移動する。これによって１回の主走査により所定幅の帯状の静電潜像が書き込まれ、結果として画像を示す潜像が形成される。感光体１１１は駆動部１１２によって回転駆動され、これによって副走査方向に静電潜像が書き込まれる。

図２は、図１における制御部１２０の構成を示すブロック図である。なお、図２においては、図１の光走査装置１００における構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図２において、制御部１２０は、画像生成部２０１、ビデオコントロール部２０２、ポリゴンミラー回転制御部２０４、ＬＤ駆動部２０３、タイミング信号発生部２１３、Ａ／Ｄ変換部２１０、光量制御部２１１、ＣＰＵ２０９、記憶部２０８、及び電流制御部２１２を含む。

画像生成部２０１は、印刷するための画像データを生成し、生成した画像データをビデオコントロール部２０２に出力する。ビデオコントロール部２０２は、入力された画像データをタイミング信号発生部２１３から出力されたタイミング信号を基準にした主走査タイミングと副走査タイミングに応じて、一定のタイミングでＬＤ駆動部２０３へ出力する。タイミング信号発生部２１３は、タイミング信号をビデオコントロール部２０２、ポリゴンミラー回転制御部２０４、及びＬＤ駆動部２０３に出力する。タイミング信号発生部２１３は、ポリゴンミラー回転制御部２０４に対しては回転制御信号を出力する。

ＬＤ駆動部２０３は、所定の光量で画像データを変調して発光するように光源１０１に電流を送る。電流制御部２１２は、光源１０１が所定の光量で発光できるように、電流を制御する。

ポリゴンミラー回転制御部２０４は、上述した回転制御信号で変調されたビデオ信号と主走査タイミングに合わせてポリゴンミラー１０５が回転するようにポリゴンミラー回転数を制御する。

光量検出センサ１１４（検出手段）は、ビームを受光する受光面を有し、反射ミラー１０９によって反射されたビームの光量を検出する。ミラーは走査光上に設置されている。また、光量検出センサ１１４は、ビームを受光すると、受光した光量に応じた電流又は電圧（以下、「光量検出値」という）を同期信号としてタイミング信号発生部２１３及びＡ／Ｄ変換部２１０に出力する。Ａ／Ｄ変換部２１０は、光量検出センサ１１４から出力された信号をＡ／Ｄ変換し、光量検出値としてＣＰＵ２０９及び光量制御部２１１に出力する。

ＣＰＵ２０９は、制御部１２０全体を制御すると共に、上述した光検出値を記憶部２０８に記憶する。このとき、ＣＰＵ２０９は、光量検出センサ１１４に入射する光量とレーザービーム本数から１本あたりの光量を算出したり、複数本のレーザービームを出力する光量を決定する。ＣＰＵ２０９の制御の詳細については後述する。

光量制御部２１１は光量検出値と、目標光量となる基準値とを比較し、基準値よりも光量が高ければ光源１０１に供給する駆動電流の電流値を下げ、基準値よりも低ければ光源１０１に供給する駆動電流の電流値を上げる命令を電流制御部２１２に送る。

図３は、図１における光源１０１を説明するのに用いられる図である。図３において、光源１０１を構成するＬＤ３０１は２次元状に配列されており、画像形成中、即ち、少なくとも画像データに基づく画像形成をしている期間中はそのうちの１つを同期検知発光素子３０２としている。この同期検知発光素子３０２は、走査の同期検知を行うためのＬＤである。

以下、上記ＡＰＣの概要について説明する。ＡＰＣを始めるために、まず複数のＬＤ３０１のうち少なくとも２つのＬＤを低電流で同時に発光させる。例えば、画像形成時のビーム光量に対する駆動電流値または許容駆動電流値を１００％としたときに、このときにＬＤに供給する駆動電流は２０％等とする。この駆動電流の値は、複数のＬＤから出射されるビームの総光量が同期信号を生成するのに十分な値を設定する。すなわち、同期信号を生成するために、複数のＬＤからビームを出射させる場合の駆動電流値は、画像データに基づきＬＤからビームを出射させる場合の駆動電流値よりも低い。なお、許容駆動電流値とは、その電流値を超えた場合ＬＤが壊れてしまう電流値である。この電流値は設計時把握される値である。

本実施例では、この複数のＬＤの発光により光量検出センサ１１４に同期検知可能な光量を受光させて同期検知しながら、複数のＬＤ３０１をまとめて粗調ＡＰＣを行い、次いでＬＤ３０１のばらつきを微調ＡＰＣで行う。

同期検知発光素子３０２から出射した同期検知用のビームは各種レンズを通りポリゴンミラー１０５で走査され走査光路上に設けられた反射ミラー１０９で反射され、その反射されたビームを光量検出センサ１１４が検出することで同期検知を行う。

同期検知用のビームは、光量検出センサ１１４で同期検出ができる光量である必要がある。そのため、同期検知を開始する時にＬＤ３０１に印加する電流は同期検知ができる光量で発光させる電流値である。しかし、前述のようにＶＣＳＥＬは温度により同電流値でも光量は大きく異なり、一定の電流を印加した時に光量が所定光量よりも高い場合はＶＣＳＥＬの素子が破壊される。また、光量が所定光量よりも低い場合は２値化時のしきい値に電圧が達しないため、同期検出を実行できない。そのため、適切な光量でＡＰＣを開始する必要がある。

次に、ＡＰＣを開始する際に適切な光量となる電流値を求める方法を説明する。

図４は、図１における制御部１２０により実行されるＡＰＣ処理の手順を示すフローチャートである。

図４の処理は、光量検出値を同期検知可能な光量Ｐａとする微調ＡＰＣ処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１１０）と、各々のレーザー発光素子による光量を調整する粗調ＡＰＣ処理（ステップＳ１１１〜ステップＳ１１２）から成る。

図４において、微調ＡＰＣは、まず、記憶部２０８に記憶されている前回の画像形成処理で用いた電流値を読み出して、読み出した電流値の２０％に電流値を設定する（ステップＳ１０１）。ここでは例として、２０％を用いているが、電流値は光量検出センサ１１４に入射させるビーム数と入射する総光量を鑑みて定めるようにする。例えば、ＬＤ３０１の特性として同じ電流を流しても、又は最も低光量となる温度であっても、入射した総光量が光量検出センサ１１４で検出可能な図９を用いて後述する光量Ｐ２以上の光量で、かつＬＤを破壊しない電流値であればよい。

次いで、設定された電流値をＸ個のＬＤ３０１に供給することで、それらを同時発光させる（ステップＳ１０２）。同時発光させるＸ個のＬＤ３０１は、図５（Ａ）のように同期検知発光素子３０２とその近傍のＬＤ４０１の８個で、それらは光量検出センサ１１４の受光部をちょうど覆うビームを発光できるＬＤである。このように、このフローチャートでは、「予め定められた数」を８としている。もちろん、本実施の形態のように、ちょうどではなく、少なくとも受光部を覆うことが可能な数としてもよい。

そして、ポリゴンミラー１０５で走査された８つのビームは図５（Ａ）に示されるように光量検出センサ１１４に入射し（ステップＳ１０３）、ビームが走査方向に進み光量検出センサ１１４に入射していくと、光量検出値は、図６（Ａ）に示されるように時間が進むにつれて増加する。

図６は、図１における光量検出センサ１１４が検出した光量検出値が縦軸に示され、横軸に時間が示されたグラフであり、（Ａ）は８個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示し、（Ｂ）は４個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示し、（Ｃ）は２個のＬＤを発光させた場合の光量検出値を示している。

図６（Ａ）において、８ビーム全てが入射した時に光量検出値がピーク（Ｐｍａｘ）となり、発光しているＬＤからのビームが図５（Ｂ）に示されるように光量検出センサ１１４を通り過ぎていくと光量検出値は下がっていき０となる。このときのピークホールド値Ｐｍａｘを検出し（ステップＳ１０４）、さらにこのときの光量検出値は同期検知可能で図７を用いて後述する光量Ｐａを超えているので、ビームが入射したことを示す光量が検出されるので、走査同期を検知する（ステップＳ１０４）。

この同期検知信号はタイミング信号発生部２１３へ送られ、Ｐｍａｘと発光したＬＤの数から光量検出センサ１１４に入射した時のＬＤの１つ分の光量Ｐｍａｘ／Ｘ（ここではＰｍａｘ／８）を算出する（ステップＳ１０５）。そして、光量ＰａとＰｍａｘ／８の差から発光するＬＤの数を半減させ（ステップＳ１０６）、４本のビームを発光した時の光量を光量Ｐａとするための１ＬＤあたりの電流値Ｉ＿Ｐａ／４を決定する（ステップＳ１０７）。このように、このフローチャートでは、数の減らし方は半減させる方法とし、半減されたレーザー発光素子を、予め定められた数Ｘのレーザー発光素子に置き換える（Ｘ←Ｘ／２）。なお、減らす方法は、２で除算する方法に限らず、他の数による除算や、減算していく方法であってもよい。このことは、後述する図８のフローチャートでも同様である。

ＬＤの１つ分の光量の算出方法は、ビーム１本分の光量Ｐｍａｘ／８と、このとき発光したＬＤの各々に供給された電流の電流値（供給電流値）Ｉ＿Ｐｍａｘ／８、に加え、予め記憶部２０８に記憶された電流値と光量との関係を示す情報からＬＤの１つ分の光量を算出する。この方法ついての詳細は、図７を用いて後述する。

次いで、ＬＤの数が１つ、すなわちＸが「１」か否かを判別し（ステップＳ１０８）、Ｘが「１」のとき（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返すことで、発光するＬＤの数の減らしながら、発光するＬＤの数Ｘで光量Ｐａとなる値を決定する一方、Ｘが「１」のとき（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、１つのＬＤの目標とする光量となる電流値Ｉ＿Ｐａを決定し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１０以降の粗調ＡＰＣ処理を実行する。

このように、図のフローチャートにおいては、数が減らされたレーザー発光素子を、予め定められた数Ｘのレーザー発光素子に置き換えて（Ｘ←Ｘ／２）、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０７による処理を繰り返させ、発光するレーザー発光素子の数が１つとなった場合に、該１つのレーザー発光素子により目標とする光量とするための電流値を複数のレーザー発光素子の各々へ供給する電流の電流値に設定する。このことは、後述する図８のフローチャートでも同様である。

続く粗調ＡＰＣ処理では、まず、他の全てのＬＤに供給する電流値についてＩ＿Ｐａに設定する（ステップＳ１１０）。続くステップＳ１１１では、設定された電流値によって複数のＬＤを、１つずつを発光させながら、検出された光量と予め定められた光量Ｐａとを比較することによって、各々のレーザー発光素子による光量を調整する微調ＡＰＣを行い、本処理を終了する。

図７は、図１における光量検出センサ１１４が検出した種々の温度における光量検出値と電流値との関係を示す図である。

図７において、横軸は電流値、縦軸は光量検出センサ１１４が検出した光量検出値を示している。

図４のステップＳ１０７での算出方法について説明する。

ＬＤの特性上、発光する直前に予めかけておくバイアス電流値を決定するために、発光し始める電流しきい値を算出するが、このとき複数段階の光量値で電流を制御し光量調整する。

図７に示されるように例えば同期検出が行えると共に画像形成装置の特性上最大の光量で行うＡＰＣと、その数分の１の光量で行うＡＰＣとがある。ここでは２段階のＡＰＣのうち、高い光量のＡＰＣをＡＰＣ−Ｈ、低い光量で調整するＡＰＣをＡＰＣ−Ｌと表記する。

ＡＰＣ実行時は、ＡＰＣ−Ｈでの光量Ｐ−Ｈ（Ｐａ）と電流値Ｉ＿Ｐ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｌでの光量Ｐ−Ｌ（Ｐ２）と電流値Ｉ＿Ｐ−Ｌを記憶部２０８に記憶する。このＡＰＣ−ＨとＡＰＣ−ＬとＴｈを元に図７に示されるようにＩ−Ｌ特性の近似ができる。

このように、図７に示されるグラフは、異なる２つの光量（Ｐａ、Ｐ２）、及び該２つの光量の各々に対応する電流値を示す情報（ＡＰＣ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｌ）である。

Ｐｍａｘ／８の電流Ｉ＿Ｐｍａｘ／８、目標とする光量Ｐａの発光ビーム数分の１の光量Ｐａ／Ｘ（ここではＰａ／８）で発光できる電流値をＩ＿Ｐａ／Ｘ（ここではＩ＿Ｐａ／８）とすると、前回の画像形成時のＩ−Ｌ特性の線形補完からＩ＿Ｐａ／８が求まる。ここで図７に示されるように、電流値が低い時又は光量が低い時のＩ−Ｌ特性はいずれの温度でもグラフは比較的直線となっている。

従って、前回のＩ−Ｌ特性を格納した時の温度と今回の動作時の温度が異なっていても前回と今回におけるＩ＿Ｐａ１／８の差は少ない。こうしてＩ＿Ｐａ１／８が求まると次に先ほど発光したＬＤの数Ｘの半数（Ｘ／２）を同時に発光させ、同時に光量検出センサ１１４に受光させる光量Ｐａ／４での電流Ｉ＿Ｐａ１／４を算出する。

４つのＬＤで発光した場合、光量検出センサ１１４が検出した光量検出値は上述した図６（Ｂ）のようになり、４本のビームが同時に入った時の光量検出値Ｐｍａｘをピークホールドして検出する。同様に２つのＬＤで発光した場合、光量検出センサ１１４が検出した光量検出値は上述した図６（Ｃ）のようになり、２本のビームが同時に入った時の光量検出値Ｐｍａｘをピークホールドして検出する。

また、上記微調ＡＰＣは目標とする光量Ｐａに対して各ＬＤのばらつきレベルでのみの誤差を制御するものであるため、ＬＤの各走査毎で行うＡＰＣでよい。以下、微調ＡＰＣについて上述した図２を用いて説明するが、ここでの説明において、ＬＤの特性ばらつきによる目標とする光量Ｐａとの差を持った光量をＰａ’とする。

まず前述のようにＣＰＵ２０９で決定された電流値Ｉ＿Ｐａ’は電流制御部２１２に送られ、電流制御部２１２で生成された定電流はＬＤ駆動部２０３へ送られる。そしてポリゴンミラー１０５が定常回転したら、光源１０１が、光量検出センサ１１４上を走査するように発光する。１走査について１ビームずつが発光される。走査光が反射ミラー１０９を介して光量検出センサ１１４に入射すると同期検出し、同期信号を生成し、タイミング信号発生部２１３に生成した同期信号を送る。同期が検出された瞬間に光量検出センサ１１４が検出した光量検出値をＡ／Ｄ変換部２１０でＡ／Ｄ変換し光量制御部２１１に信号が送られることでＡＰＣが開始される。

ＡＰＣは一般的に光量検出センサ１１４で光量が検出されることで出力された電流値を電圧変換回路により電圧変換された電圧、又は光量検出センサ１１４から直接に出力された電圧を増幅し、目標光量となる基準値と同等になるようにＬＤに印加される電流にフィードバックする。

以下、フィードバックの流れを説明する。

図２において、光量検出値がＡ／Ｄ変換部２１０でＡ／Ｄ変換され光量制御部２１１に送られる。光量制御部２１１ではＡ／Ｄ変換された光量検出値を目標光量となる基準値と比較し基準値よりも光量検出値が高ければ電流値を下げ、基準値よりも光量検出値が低ければ電流値を上げる命令を電流制御部２１２に送る。電流制御部２１２は内部に電流源を持ち、光量制御部２１１からの命令によって定電流をＬＤ駆動部２０３に供給する。タイミング信号発生部２１３は光量検出センサ１１４からの信号によって次に光量を検出できるタイミングをＬＤ駆動部２０３へ送り、そのタイミングで電流制御部２１２からの電流値でＬＤを発光させる。そしてこのときの光量を光量検出センサ１１４で検出し、さらに目標光量となるようにフィードバックし微調ＡＰＣを行う。

このように、制御部１２０は、同期信号に基づいて画像データに基づくビームの出射タイミングを制御する駆動手段であって、同期信号を生成させるために複数のＬＤのうち少なくとも２つのＬＤからビームを出射させる。また、制御部１２０は、同期信号を生成するために、複数のＬＤからビームを出射させた場合に、当該ビームが光量検出センサ１１４が有する受光面に同時に入射する複数の発光素子からビームを出射させる。さらに、制御部１２０は、光量検出センサ１１４が受光する光量に基づいて複数のＬＤそれぞれから出射されるビームの光量が予め定められた光量になるように複数のＬＤに供給する駆動電流を制御する制御手段であって、同期信号を生成するために複数のＬＤのうち少なくとも２つのＬＤからビームを出射させることによって生成される同期信号に基づいて複数のＬＤの光量制御を実行するタイミングを決定する。

図４の処理によれば、Ｘ個のＬＤを点灯させ（ステップＳ１０２）、光量検出センサ１１４にビームが入射することで走査同期を検知し（ステップＳ１０４）、ＬＤの１つ分の光量を算出し（ステップＳ１０５）、光量Ｐａとするために必要な電流値を決定する（ステップＳ１０８）、という処理を実行することによって、感光体１１１に偏光走査される複数のレーザー発光素子からのビームのＡＰＣをより少ない走査回数で行うことができる。また、発光するＬＤの数を減らしながら繰り返すことにより１つのＬＤで光量Ｐａとなる電流値を決定するので、すばやく同期検知を行い、また多数のビームを持つＶＣＳＥＬにおいて、ＡＰＣを高速に行うことができる。また、ＡＰＣを開始する電流は低電流から始められるので、ＬＤのＩ−Ｌ特性が温度や経年変化により著しくばらつきが合ってもＬＤを破壊することが無く安全にＡＰＣが行える。

図４を用いて説明してきた実施の形態では、発光するＬＤの数を、光量検出センサ１１４の受光部に入射可能なビーム分のＬＤの数としていたが、全ＬＤを発光させるようにしても良い。

図８は、図１における制御部１２０により実行される他のＡＰＣ処理の手順を示すフローチャートである。

図８において、前回の印刷処理で用いた電流値が記憶部２０８に記憶されているので、この電流値を読みだして、まず読みだした電流値の２０％に電流値を設定する（ステップＳ２０１）。ここでは例として２０％を用いていが、電流値は光量検出センサ１１４に入射させるビーム数と入射する総光量を鑑みて定めるようにする。例えば、ＬＤ３０１の特性として同じ電流を流しても、又は最も低光量となる温度であっても、入射した総光量が光量検出センサ１１４で検出可能な光量Ｐａを超える光量を発光できる電流値であり、かつＬＤを破壊しない電流値であればよい。

次いで、全てのＬＤ３０１を同時発光させると（ステップＳ２０２）、ポリゴンミラー１０５で走査されたビームは光量検出センサ１１４に入射する（ステップＳ２０３）。このときのステップＳ２０３における光量検出センサ１１４が検出した光量検出値は、図９に示されものとなる。

ここでは光量検出センサ１１４に入射するビームの数は、光量検出センサ１１４の受光部の大きさにより、最大同時に８本となっており、これにより、複数のＬＤは予め定められた個数（図では８個）でグループ化されている。ビームが光量検出センサ１１４に入射したときの光量はＩ−Ｌ特性から８ビーム入射した時の光量が十分同期検知可能な光量Ｐ２を超えている。このとき、ピークホールド値Ｐｍａｘを検出し（ステップＳ２０４）、さらにこのときの光量検出値は同期検知可能な光量Ｐ２を超えているので、ビームが入射したことを示す光量が検出されるので、走査同期を検知する（ステップＳ２０４）、光量検出センサ１１４に入射した時のビーム１本分の光量Ｐｍａｘ／Ｘ（ここではＰｍａｘ／８）を算出し（ステップＳ２０５）、発光するＬＤの数を半減する（ステップＳ２０６）。ここで発光するＬＤのパターンは図１０の様に４個のＬＤごと４つおきに発光させる。これにより４個のＬＤごと１６個のＬＤが発光したビームが光量検出センサ１１４に入射する。そして電流値をＳ１０７と同様に決定する（ステップＳ２０７）。このときの光量検出センサ１１４が検出した光量検出値は図１１のようになる。図１１に示されるように４つのピークをサンプリングする（ステップＳ２０８）。サンプリング方法は同期検知したタイミングでカウンタを用いて時間を計測し、１度目のピークがきてサンプリングし、ピークが過ぎて一定の時間が経過し、またピークがきたらサンプリングするなど、方法は問わない。

次いで、このときのビーム１つ分の光量Ｐｍａｘ／Ｘを算出し（ステップＳ２０９）、発光するＬＤの数を半減する（ステップＳ２１０）。半減の仕方は、４ビーム発光している１列を２ビームを発光させ２ビームを消灯させる。上述したように複数のＬＤは予め定められた個数（図では８個）でグループ化されており、各グループから同じ数だけ発光するＬＤの数を減らすようになっている。

そして記憶部２０８に格納されているＡＰＣ−ＬとＡＰＣ−Ｈの光量と電流値によるＩ−Ｌ特性から、光量Ｐａとするために必要な電流値Ｉ＿Ｐａ／Ｘを算出する（ステップＳ２１１）。

次いで、Ｘが「１」か否かを判別し（ステップＳ２１２）、Ｘが「１」でないとき（ステップＳ２１２でＮＯ）、ステップＳ２０８以降の処理を繰り返すことで、発光するＬＤの数の減らしながら、発光するＬＤの数Ｘで光量Ｐａとなる値を決定する一方、Ｘが「１」であるとき（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、１つのＬＤの目標とする光量Ｐａとなる電流値Ｉ＿Ｐａを求める（ステップＳ２１３）。グループごとにＩ＿Ｐａを設定して（ステップＳ２１４）、ここまでで粗調ＡＰＣが終了する。そして各ＬＤの微調ＡＰＣを行って（ステップＳ２１５）、本処理を終了する。

図８の処理によれば、全てのＬＤを点灯させ（ステップＳ２０２）、光量検出センサ１１４にビームが入射することで走査同期を検知し（ステップＳ２０４）、ＬＤの１つ分の光量を算出し（ステップＳ２０５）、光量Ｐａとするために必要な電流値を決定する（ステップＳ２０７）。さらに、図８の処理によれば、４ビームごと光量のピークホールド値を検出し（ステップＳ２０８）、ＬＤ１つ分の光量を算出し（ステップＳ２０９）、光量Ｐａとするために必要な電流値を決定する（ステップＳ２１１）という処理を実行することによって、感光体１１１に偏光走査される複数のレーザー発光素子からのビームのＡＰＣをより少ない走査回数で行うことができる。

また、発光するＬＤの数を減らしながら繰り返すことにより１つのＬＤで光量Ｐａとなる電流値を決定するので、すばやく同期検知を行い、また多数のビームを持つＶＣＳＥＬにおいて、ＡＰＣを高速に行うことができる。また、ＡＰＣを開始する電流は低電流から始められるので、ＬＤのＩ−Ｌ特性が温度や経年変化により著しくばらつきが合ってもＬＤを破壊することが無く安全にＡＰＣが行える。さらに複数グループで同時にＡＰＣを行うため、粗調ＡＰＣ時のチップ面上の各ＬＤのばらつきも低減できるので微調ＡＰＣの調整範囲が少なくてすむためすばやくＡＰＣが完了する。

さらに、本発明の実施の形態によれば、走査同期検出時の光量制御を高速に行えるため、走査同期検出に時間がかからず、初期ＡＰＣを高速に行うことができる。また複数のビームの総光量で同期検知できるため低電流からＡＰＣを行えるので、ＬＤの特性が大きくばらつく場合でもＬＤを破壊せずにＡＰＣが行える。

また、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

（他の実施形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１００ 画像形成装置
１０１ 光源
１０５ ポリゴンミラー
１１１ 感光体
１１４ 光量検出センサ
２０８ 記憶部
２０９ ＣＰＵ

Claims (4)

1. 感光体と、
   ビームを出射する複数の発光素子と、
   前記感光体に静電潜像を形成するために画像データに基づいて前記複数の発光素子に駆動電流を供給することによって前記複数の発光素子からビームを出射させる制御手段と、
   前記光源からのビームにより前記感光体に静電潜像を形成するために前記ビームを偏向させて前記感光体を走査する走査手段と、
   前記走査手段により偏向されたビームを検出し、同期信号を生成する検出手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記同期信号に基づいて前記画像データに基づく前記ビームの出射タイミングを制御する駆動手段であって、前記同期信号を生成するために複数の発光素子のうち少なくとも２つの発光素子からビームを出射させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記同期信号を生成させるために、前記複数の発光素子からビームを出射させた場合に、当該ビームが前記検出手段が有する受光面に同時に入射する複数の発光素子からビームを出射させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段が受光する光量に基づいて前記複数の発光素子それぞれから出射されるビームの光量が予め定められた光量になるように前記複数の発光素子に供給する駆動電流を制御する制御手段であって、前記同期信号を生成するために複数の発光素子のうち少なくとも２つの発光素子からビームを出射させることによって生成される前記同期信号に基づいて前記複数の発光素子の光量制御を実行するタイミングを決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記同期信号を生成するために、前記複数の発光素子からビームを出射させる場合の駆動電流値は、前記画像データに基づき前記発光素子からビームを出射させる場合の駆動電流値よりも低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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