JP2012150397A - 光走査装置、その制御方法、及び制御プログラム、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受光センサに入射する走査光量をモニタしてＡＰＣを行う際、光量変動に起因する画像濃度の不均一を防止する。
【解決手段】光走査装置は、複数のレーザ素子を備えるレーザを有し、複数のレーザ素子から出力される複数の光ビームを偏向して、被露光面である感光体を走査する。ＰＤセンサは少なくとも偏向された光ビームによって一端側から他端側に走査される受光面ＰＤ２を備え、受光面で受光した光ビームの光量に応じたビーム検知信号を出力する。比較器４０７およびＣＰＵ４１１はビーム検知信号が示す光量レベルと予め定めた光量レベルと比較して、その比較結果に応じて駆動回路４１３を制御してレーザから出力される光ビームの光量を制御する光量調整制御を行う。この際、ＣＰＵは受光面において一端側に最も近い位置に位置する光ビームを選択して、当該光ビームに対応するレーザ素子について収束時間の間光量調整制御を行うようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体などの被露光面に光ビームを走査する光走査装置、その制御方法、及び制御プログラム、並びに画像形成装置に関し、特に、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、複数の光ビームで感光体を走査する際に用いられるレーザ光量制御に関する。

近年の光走査装置を備える画像形成装置では、印字速度の高速化および出力画像の高解像度化のために、半導体レーザなどの光源に備えられる発光素子（発光点）の数を増やして複数の光ビームで感光体を同時に走査して画像を形成する。

複数の光ビームを用いて感光体を走査する装置は、１つの発光素子を備える光走査装置においてポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転速度を高速化した装置に比べて、ポリゴンミラーの回転速度を上げることなく、印字速度の高速化および出力画像の高解像度化を実現することができる。

光ビームの数を増加させるに当たって、垂直共振器面発光レーザ（以下、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ））を用いることが考えられる。ＶＣＳＥＬは、端面発光レーザ（以下、ＥＥＬ（Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ））に比べて多ビーム化が容易である。

ＶＣＳＥＬは、チップ面に対して垂直方向にのみ光が出射されるため、光ビームの光量を検出するために設けられるＰＤ（フォトダイオード）をＶＣＳＥＬ素子に内蔵することができない。このため、ＶＣＳＥＬを書き込み光源として用いる装置ではＶＣＳＥＬの外部にＰＤセンサを配置する必要がある。当該ＰＤセンサが受光する光ビームの受光光量に基づいてＶＣＳＥＬから出射される光ビームの光量調整制御（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＰＣ）が行われる。

ＶＣＳＥＬの外部に配置されたＰＤの受光光量に基づいてＡＰＣを行う手法として、ポリゴンミラーによって走査光に変換された複数の光ビームの移動線上（走査線上）に１つのＰＤを配置し、ＰＤの受光光量に基づいて複数の光ビームそれぞれの光量を制御する方法が知られている（特許文献１）。特許文献１には、複数の光ビームが１つのＰＤに同時に入射しないように、光ビームの移動方向（走査方向）における複数の光ビーム間の幅がＰＤの幅よりも広いビーム書き込み装置が記載されている。特許文献１によれば、複数の光ビームが同時にＰＤに入射しないためＰＤの受光結果は１つの光ビームの光量に対応するため、各光ビームの光量制御を精度よく行うことができる。

特開平９−２３０２５９号公報

しかしながら、特許文献１のような構成にすると光ビームの走査方向において隣接する光ビーム間の幅をＰＤの幅よりも広げる必要がある。すると、当該隣接する光ビームを出射する発光素子の間隔を広げなければならず、光源が大型化するという課題が生じる。

一方、光源を小型化するために光ビームの走査方向において隣接する光ビームの間隔がＰＤの幅よりも狭くなるように複数の発光素子を配列し、複数の発光素子を配列順に点灯させてＡＰＣを行うと、隣接する光ビームがＰＤに同時に入射することになり光ビームの光量制御を精度よく行うことができない。例えば、第１の発光素子からの光ビームと第２の発光素子からの光ビームとが光ビームの走査方向において隣接し、第１の発光素子からの光ビームが第２の発光素子からの光ビームよりも先行して感光体を走査する装置について考える。第１の発光素子を発光させてＡＰＣを行った後に第２の発光素子のＡＰＣを行う場合、第１の発光素子が消灯するまで第２の発光素子のＡＰＣを行うことはできない。第１の発光素子が消灯する前に第２の発光素子のＡＰＣを開始すると、ＰＤには第１の発光素子からの光ビームと第２の発光素子からの光ビームとが入射してしまう。そのＰＤの受光結果には第１の発光素子からの光ビームの光量が含まれるため、当該受光結果に基づいて第２の発光素子のＡＰＣを実行すると、第２の発光素子からの光ビームの光量は所定の光量に制御されない。

ＡＰＣが行われる第１の発光素子が完全に消灯するまで待機してから第２の発光素子のＡＰＣを開始することが考えられる。しかしながら、第２の発光素子からの光ビームのＡＰＣ開始時には既にその光ビームがＰＤに入射する位置にあり、その光ビームがＰＤの走査を終了するまでにＡＰＣを完了するには時間が不足する。

上記の課題を解決するために、本発明の光走査装置は、感光体に静電潜像を形成するための光ビームを出射する第１の発光素子と第２の発光素子とを含む複数の発光素子を備える光源と、それぞれの発光素子から出射される光ビームが前記感光体を所定の方向に走査するように前記光ビームを偏向する走査手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の発光素子からの光ビームが入射するように前記複数の光ビームの走査線上に配置される受光手段と、前記受光手段の受光結果に基づいて前記発光素子それぞれから出射される光ビームの光量を所定の光量に制御する光量制御を実行する制御手段と、を備え、前記光源は、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子から出射される光ビームが同時に前記受光手段に入射するように、かつ前記第１の発光素子からの光ビームと前記第２の発光素子からの光ビームとが前記所定の方向において隣接するように前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが配列される光源であって、前記制御手段は、前記第１の発光素子からの光ビームの光量制御と前記第２の発光素子からの光ビームの光量制御とはそれぞれ異なる走査周期に実行することを特徴とする。

本発明によれば、第１の発光素子からの光ビームの光量制御と第２の発光素子からの光ビームの光量制御とはそれぞれ異なる走査周期に実行するため、第１の発光素子からの光ビームの光量制御及び第２の発光素子からの光ビームの光量制御の精度の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態による光走査装置が用いられた画像形成装置の一例の構成を示す図である。 図１に示す光走査装置２２の一例の構成を詳細に示す図である。 図２に示すＰＤセンサの出力波形と画像書き出し位置（ＢＤ）を示す図である。 図２に示す光走査装置の制御系を示すブロック図である。 図３に示す第２のセンサ部ＰＤ２を走査する複数のレーザビームを示す図である。 図４に示すＣＰＵの動作を説明するためのフローチャートである。 図３に示す第２のセンサ部における走査光の位置におけるＡＰＣ制御を説明するための図であり、（ａ）は１走査目における走査光の位置を示す図、（ｂ）は２走査目における走査光の位置を示す図、（ｃ）は（ａ）および（ｂ）におけるＰＤセンサの出力を説明するためのタイムチャートである。 第２の実施形態による光走査装置で用いられる制御系の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態による光走査装置が用いられた画像形成装置の一例について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光走査装置が用いられた画像形成装置の一例の構成を示す図である。

図１を参照して、図１に示す画像形成装置は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置である。

図示の画像形成装置１Ａは、４つの感光ドラム（感光体）１４、１５、１６、及び１７を有しており、これら感光ドラム１４、１５、１６、及び１７に対面して中間転写体である中間転写ベルト（無端ベルト）１３が配置されている。

この中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１３ａ、二次転写対向ローラ１３ｂ、及びテンションローラ（従動ローラ）１３ｃに張設され、断面視において、略三角形状に規定されている。そして、この中間転写ベルト１３は、図中時計回りに回転する（実線矢印で示す方向に回転する）。

感光ドラム１４、１５、１６、及び１７は、中間転写ベルト１３の回転方向に沿って配置されており、図示の例では、中間転写ベルト１３の回転方向の最上流側から順に感光ドラム１４、１５、１６、及び１７が配置されている。

感光ドラム１４の周囲には、帯電器２７、現像器２３、及びクリーナー３１が配置されている。同様にして、感光ドラム１５、１６、及び１７の周囲には、それぞれ帯電器２８、２９、及び３０、現像器２３、２４、２５、及び２６、及びクリーナー３１、３２、３３、及び３４が配置されている。

帯電器２７、２８、２９、及び３０は、それぞれ感光ドラム１４、１５、１６、及び１７の表面を均一に帯電する。

感光ドラム１４、１５、１６、及び１７の上方には、光走査装置（露光制御部ともいう）２２が配置され、光走査装置２２は、後述するようにして、画像データに応じて感光ドラム１４、１５、１６、及び１７の表面をレーザビーム（光ビーム）によって走査する。

なお、図示の例では、感光ドラム１４、１５、１６、及び１７は、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）のトナーに対応しているものとする。

ここで、図１に示す画像形成装置１Ａによる画像形成（プリント）動作について説明する。

図示の画像形成装置１Ａは、２つのカセット給紙部１及び２と、１つの手差し給紙部３とを有している。これらカセット給紙部１及び２と手差し給紙部３とからは選択的に記録紙（転写紙）Ｓが給紙される。

カセット給紙部１及び２は、それぞれカセット４及び５を有しており、手差し給紙部３は、トレイ６を有している。転写紙Ｓは、カセットカセット４及び５又はトレイ６上に積載されており、ピックアップローラ７によって、最上位に位置する転写紙Ｓから順次ピックアップされる。そして、ピックアップされた転写紙Ｓは、フィードローラ８Ａとリタードローラ８Ｂからなる分離ローラ対８によって、最上位に位置する転写紙Ｓのみ分離される。

カセット給紙部１又は２から送り出された転写紙Ｓは、搬送ローラ対９、１０、及び１１によってレジストローラ対１２へ送られる。一方、手差し給紙部３から送られた転写紙Ｓは、直ちにレジストローラ対１２に送られる。そして、転写紙Ｓはレジストローラ対１２によって一旦その移動が停止されるとともに、斜行状態が矯正される。

ところで、画像形成装置１Ａには、原稿給紙装置１が備えられ、原稿給紙装置１は、積載された原稿を１枚ずつ順番に原稿台ガラス１９上に搬送する。原稿が原稿台ガラス１９上の所定位置へ搬送されると、スキャナユニット４Ａによって原稿面が照射されて、原稿からの反射光がミラー等を介してレンズに導かれる。そして、この反射光は、イメージセンサ部（図示せず）に光学像として結像される。

イメージセンサ部は、結像した光学像を、光電変換によって電気信号に変換する。この電気信号は、画像処理部（図示せず）に入力される。画像処理部は、電気信号をデジタル信号に変換した後、当該デジタル信号に対して必要な画像処理を施して、画像データとする。

この画像データは、直接的又は一旦画像メモリ（図示せず）に格納された後に、光走査装置（露光制御部）２２に入力される。光走査装置２２は、画像データに応じて半導体レーザー（図示せず）を駆動する。これによって、半導体レーザーからレーザビーム（光ビーム）が発光される。

レーザビームは、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を含む走査系を介して感光ドラム１４、１５、１６、及び１７の表面を照射する。このレーザビームは、感光ドラム１４、１５、１６、及び１７上を主走査方向（感光ドラム１４、１５、１６、及び１７の軸方向）に沿って走査される。

感光ドラム１４、１５、１６、及び１７は、図中実線矢印で示す方向（副走査方向）に回転しており、これによって、感光ドラム１４、１５、１６、及び１７は、レーザビームによって副走査方向にも走査されることになる。レーザビームの走査によって、感光ドラム１４、１５、１６、及び１７上には、画像データに応じた静電潜像が形成されることになる。

図示の例では、まず、最上流側に位置する感光ドラム１４が、マゼンタ成分の画像データに基づいてレーザビームＬＭによって露光される。これによって、感光ドラム１４上に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム１４上の静電潜像は、現像器２３によって現像されて、マゼンタ（Ｍ）トナー像とされる。

次に、感光ドラム１４の露光開始から所定の時間が経過すると、感光ドラム１５が、シアン成分の画像データに基づいてレーザビームＬＣによって露光される。これによって、感光ドラム１５上に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム１５上の静電潜像は、現像器２４によって現像されて、シアン（Ｃ）トナー像とされる。

さらに、感光ドラム１５の露光開始から所定の時間が経過すると、感光ドラム１６が、イエロー成分の画像データに基づいてレーザビームＬＹによって露光される。これによって、感光ドラム１６上に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム１６上の静電潜像は、現像器２５によって現像されて、イエロー（Ｙ）トナー像とされる。

そして、感光ドラム１６の露光開始から所定の時間が経過すると、感光ドラム１７が、ブラック成分の画像データに基づいてレーザビームＬＢによって露光される。これによって、感光ドラム１７上に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム１７上の静電潜像は、現像器２５によって現像されて、ブラック（Ｋ）トナー像とされる。

感光ドラム１４上のＭトナー像は、転写帯電器９０によって中間転写ベルト１３上に転写される。同様にして、感光ドラム１５、１６、及び１７から、それぞれＣトナー像、Ｙトナー像、及びＫトナー像が、転写帯電器９１、９２、及び９３によって中間転写ベルト１３上に転写される。

これによって、中間転写ベルト１３上に、順次Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｙトナー像、及びＫトナー像が重ね合わされて、転写されることになり、中間転写ベルト１３上には、一次転写像としてカラートナー像が形成される。

なお、転写後、感光ドラム１４、１５、１６、及び１７に残留するトナーは、それぞれクリーナー３１、３２、３３、及び３４によって除去される。

レジストローラ対１２で一旦停止した転写紙Ｓは、レジストローラ対１２の駆動によって２次転写位置Ｔ２に搬送される。ここでは、中間転写ベルト１３上のカラートナー像と転写紙Ｓの先端との位置を合わせるタイミングで、レジストローラ対１２が回転駆動されて、転写紙Ｓが２次転写位置Ｔ２に搬送される。

２次転写位置Ｔ２には、２次転写ローラ４０と２次転写対向ローラ１３ｂとが配置されており、２次転写位置Ｔ２において、中間転写ベルト１３上のカラートナー像が２次転写像として転写紙Ｓ上に転写される。

２次転写位置Ｔ２を通過した転写紙Ｓは、定着装置３５へ送られる。この定着装置３５は、定着ローラ３５Ａ及び加圧ローラ３５Ｂを有している。転写紙Ｓは、定着ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとによって形成されるニップ部を通過する際、定着ローラ３５Ａによって加熱されるとともに、加圧ローラ３５Ｂによって加圧される。これによって、２次転写像を転写紙Ｓ上に定着する。

定着処理済み転写紙Ｓは、搬送ローラ対３６によって排出ローラ対３７へ送られ、排出ローラ対３７によって排出トレイ３８上へ排出される。

ところで、画像形成装置の高速化及び高画質化に対処するため、レーザ光源に用いる半導体レーザにおいてビーム数を複数にすることによってポリゴンミラーによる一度の走査で複数の走査ライン（走査線）を露光することが行われている。

ここで、多ビームの半導体レーザを画像形成装置に用いた例について説明する。

図２は、図１に示す光走査装置２２の一例の構成を詳細に示す図である。

図２を参照すると、図示の光走査装置２２は、光源として半導体レーザ（ここでは、レーザ光源（ＬＤ１０１））を用いており、半導体レーザは、第１の発光素子、第２の発光素子、および第３の発光素子を含む複数の発光素子（レーザ素子）有している。そして、ＬＤ１０１によって複数のレーザビーム（光ビーム）の照射を行う。

画像形成装置１Ａの高速化及び高画質化のため、ＬＤ１０１におけるレーザビームの数を複数にして、ポリゴンミラーによる一度の走査で複数の走査ライン（走査線）の露光を行うようにしている。

ＬＤ１０１から発光されたレーザビームは、コリメータレンズ１０２によってほぼ平行な光に変換された後、開口絞り１０３によってその光束が制限されて、所定のビーム径でシリンドリカルレンズ１０４を通過する。シリンドリカルレンズ１０４は、感光ドラム１０７の副走査方向（回転方向）に対して所定の屈折力を有しており、レーザビームを副走査方向の断面内においてポリゴンミラー１０５の反射面１０５−ａに結像させる。

ポリゴンミラー１０５は、モータ（図示せず）によって等角速度で回転駆動されている。レーザビームは、ポリゴンミラー１０５の回転に伴って、連続的に角度を変える偏向ビームに変換される。そして、偏向ビームは、トーリックレンズ４０６−ａおよび回折光学素子４０６−ｂを介して感光ドラム１０７の主走査方向（感光ドラム１０７の軸方向）に走査されて、感光ドラム１０７上に潜像が形成される。なお、上述のトーリックレンズ４０６−ａは主走査方向においてそのレンズ面が非球面形状とされている。

図示のように、被露光面である感光ドラム１０７において画像領域外の光走査領域（以下非画像領域）には反射ミラー１０８が配置され、この反射ミラーで反射された走査光（レーザビーム）は、ビーム検出センサであるＰＤ（フォトダイオード）センサ１０９に入射する。つまり、ポリゴンミラー１０５によって偏光走査されたレーザビームは、反射ミラー４０８で反射されて、ＰＤセンサ１０９の受光面を走査する。

ＰＤセンサ１０９は、受光面に入射したレーザビームを検出する（受光結果を出力する）。そして、当レーザビームの検出タイミングに応じて感光ドラム１０７に対する画像の書き出しタイミングが制御される。さらに、ＰＤセンサ１０９で検出されたレーザビーム光量が予め設定された光量となるように、ＬＤ１０１のＡＰＣ（光量調整制御）が行われる。

ここで、ＡＰＣに当たっては、ＬＤ１０１が所定の期間点灯されて、ＰＤセンサ１０９によってレーザビームの光量を検出する。そして、検出された光量に応じてＬＤの駆動電流が制御される。この際、走査ライン間（走査線間）の非画像領域においてライン毎にＡＰＣが行われる。

図示の例では、ＰＤセンサ１０９は所謂２分割ＰＤセンサであり、走査光を受光して、画像書き出し位置（露光開始位置：ＢＤ）の検出と光量検出とを行って、光量検出に応じてＡＰＣが行われる。

図３は、図２に示すＰＤセンサ１０９の出力波形と画像書き出し位置（ＢＤ）を示す図である。

図３において、ＰＤセンサ１０９は、第１および第２のセンサ部ＰＤ１およびＰＤ２（第１の受光部および第２の受光部）を備えている。第２のセンサ部ＰＤ２は第１のセンサ部ＰＤ１よりもレーザビーム（走査光）が走査される方向の下流側に位置する。走査光がＰＤセンサ１０９の受光面を走査すると、まず、第１のセンサ部ＰＤ１から第１のビーム検出信号が出力され、続いて、第２のセンサ部ＰＤ２から第２のビーム検出信号が出力される。

ここでは、第１および第２のビーム検出信号をそれぞれＰＤ１およびＰＤ２で表すことにする。そして、第１のセンサ部ＰＤ１の一端側（レーザビーム走査方向の上流側）に当接して第２のセンサ部ＰＤ２が一体的に配置されている。第２のセンサ部ＰＤ２は、第１のセンサ部ＰＤ１がレーザビームによって走査される前に走査される。第１のセンサ部ＰＤ１はレーザビームによって一端側から他端側に走査される。

ＢＤ信号、つまり、同期信号は、第１および第２のビーム検出信号ＰＤ１およびＰＤ２を比較することによって生成される。つまり、図示のように、第１のビーム検出信号ＰＤ１のレベルが第２のビーム検出信号ＰＤ２のレベル以下となると、ＢＤ信号はハイ（Ｈ）レベルからロウ（Ｌ）レベルとなる。そして、第１のビーム検出信号ＰＤ１のレベルが第２のビーム検出信号ＰＤ２のレベル以上となると、ＢＤ信号はＬレベルからＨレベルとなる。

ここでは、ノイズ等による誤検知を防止するため、第１のビーム検出信号ＰＤ１の下限がクリップされる。そして、ＢＤ信号（同期信号）をトリガーとして、第２のビーム検出信号を用いてＡＰＣが行われる。

なお、第２のセンサ部ＰＤ２を走査光が走査した際にＡＰＣが行われるようにＡＰＣタイミングを定めることができればよいので、基準となるレーザビームが第２のセンサ部ＰＤ２を通過したことを検知する信号であれば、トリガーとなる信号は同期信号でなくてもよい。例えば、第２のセンサ部ＰＤ２の出力に対して閾値を設定して、その出力が閾値を越えると論理が反転する信号を用いるようにしてもよい。

図４は図２に示す光走査装置の制御系を示すブロック図である。

図２および図４を参照して、まず、図２に示すＬＤ１０１の１つのレーザ素子（例えば、最初に点灯されるレーザ素子）を定電流でフル点灯させ、レーザビームでＰＤセンサ１０９を走査する。これによって、前述したようにして、ＢＤ信号（同期信号）が生成される。ここで、ＰＤセンサ１０９を急峻に応答させて、同期信号を生成する際のジッタを低減させるため、レーザ素子をフル点灯する。

同期信号の検出の後、第２のセンサ部ＰＤ２を走査するＡＰＣ対象となるレーザ素子を発光させて、ＡＰＣ動作に切り替わる。この際、ＢＤ検出とＡＰＣ対象のレーザ素子とが異なる場合には、ＢＤ信号の検出後、ＢＤ検出のためのレーザ素子とＡＰＣ対象のレーザ素子の配列ピッチ間隔分だけ、位相をずらしてＡＰＣシーケンスが開始される。

レーザビームの走査によって、第１のセンサ部ＰＤ１で発生した電流は、Ｉ−Ｖ（電流−電圧）変換部４０３で電圧に変換された後、増幅器４０５で増幅される。増幅器４０５の出力側にはツェナーダイオード４０８が接続されており、これによって、増幅器４０５の出力（つまり、第１のビーム検出信号）はクリップされる。同様に、第２のセンサ部ＰＤ２で発生した電流は、Ｉ−Ｖ変換部４０４で電圧（第２の電圧）に変換された後、増幅器４０６で増幅される。

増幅器４０５の出力および増幅器４０６の出力（つまり、第２のビーム検出信号）は比較器４０７（同期信号生成手段）に与えられ、比較器４０７は第１および第２のビーム検出信号を比較して、その比較結果に応じて、前述のように同期信号４０９を出力する。そして、この同期信号４０９はＣＰＵ４１１に与えられる。なお、第２のビーム検出信号はモニタ値４１０として半導体レーザ駆動回路４１３に与えられる。

画像形成装置１Ａに備えられた画像処理装置４１２（画像データ入力手段）で処理された画像データがＣＰＵ４１１に与えられる。メモリ４１４には、ＡＰＣに要する時間が予め測定されて収束時間として格納されている。ＣＰＵ４１１はＡＰＣの収束に必要とされる時間（収束時間）だけ半導体レーザ駆動回路４１３を制御してＡＰＣを行う。

続いて、ＡＰＣが完了した後のレーザ切り替え方法について説明する。

図５は、図３に示す第２のセンサ部ＰＤ２を走査する複数のレーザビームを示す図である。図５においては、ｎ個（ｎは２以上の整数）＝４の発光素子（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）が示されており、これらの発光素子から出射されるレーザビームは第２のセンサ部ＰＤ２上をビーム走査速度ｖで走査されるものとする。

図７は、４つの発光素子から出射されるレーザビームがＰＤ１０９を走査する様子を説明するための図である。図７中のＬ１は発光素子Ｓ１から出射されるレーザビームの照射位置を示す。以下、この照射位置をレーザビームＬ１とする。同様に、Ｌ２は発光素子Ｓ２から出射されるレーザビームの照射位置、Ｌ３は発光素子Ｓ３から出射されるレーザビームの照射位置、Ｌ４は発光素子Ｓ４から出射されるレーザビームの照射位置を示す。以下、それぞれレーザビームＬ２、レーザビームＬ３、レーザビームＬ４とする。なお、図７（ａ）及び（ｂ）において、各レーザビームを示す楕円内に斜線が付してあるレーザビームに対応する発光素子が点灯しており、斜線が付していないレーザビームに対応する発光素子は点灯していないものとする。

図７（ａ）は１走査目にＡＰＣを実行するために発光させる発光素子を示している。図７（ｂ）は２走査目にＡＰＣを実行するために発光させる発光素子を示している。

図７（ａ）および（ｂ）に示すように、発光素子Ｓ１と発光素子Ｓ３のＡＰＣを１走査目に行い、発光素子Ｓ２と発光素子Ｓ４のＡＰＣを２走査目に行う。即ち、本実施例の光走査装置または画像形成装置はレーザビームの走査方向において隣接する光ビームのＡＰＣを異なる走査周期に実行する。

図７（ａ）の左図に示すように、まずレーザビームＬ１がＰＤ２に入射する。ＣＰＵは、ＰＤからの出力に基づいてレーザビームＬ１の光量が所定の光量になるように発光素子Ｓ１に供給する電流値を制御する。図７（ａ）の右図は、図７（ａ）の左図の状態から各レーザビームが図中の矢印方向に移動（走査）した状態、かつ発光素子Ｓ１のＡＰＣが終了した直後の状態を示す図である。この状態において発光素子Ｓ２から出射されるレーザビームＬ２のスポットの位置は図７（ａ）の右図に示す通りである。この場合、発光素子Ｓ２のＡＰＣが終了する前にレーザビームＬ２がＰＤ２を通過してしまう。そのため、１走査目には発光素子Ｓ２のＡＰＣを行わず、光量の検出時間が十分に確保できる発光素子Ｓ３のＡＰＣを実行する。

一方、ＣＰＵは、２走査目において１走査目においてＡＰＣを実行しなかった発光素子Ｓ２、Ｓ４のＡＰＣを実行する。図７（ｂ）の左図に示すように、まずレーザビームＬ１後にＬ２がＰＤ２に入射する。この時、発光素子Ｓ１は非点灯状態、発光素子Ｓ２は点灯状態に制御される。ＣＰＵは、ＰＤからの出力に基づいてレーザビームＬ２の光量が所定の光量になるように発光素子Ｓ１に供給する電流値を制御する。図７（ａ）の右図は、図７（ａ）の左図の状態から各レーザビームが図中の矢印方向に移動（走査）した状態、かつ発光素子Ｓ１のＡＰＣが終了した直後の状態を示す図である。この状態において発光素子Ｓ２から出射されるレーザビームＬ２のスポットの位置は図７（ａ）の右図に示す通りである。この場合、発光素子Ｓ２のＡＰＣが終了する前にレーザビームＬ２がＰＤ２を通過してしまう。そのため、１走査目には発光素子Ｓ２のＡＰＣを行わず、光量の検出時間が十分に確保できる発光素子Ｓ３のＡＰＣを実行する。

いま、ＡＰＣ対象のレーザ素子の光量調整が完了すると、ＣＰＵ４１１は、第２のセンサ部ＰＤ２においてその一端側（第１のセンサ部ＰＤ１側）に最も近い位置に位置するレーザビームを選択光ビームとして選択する。そして、ＣＰＵ４１１は当該選択光ビームに対応するレーザ素子のＡＰＣ開始を半導体レーザ駆動回路４１３に指示する。

つまり、ＣＰＵ４１１は、メモリ４１４に格納されたＡＰＣ収束時間、第２のセンサ部ＰＤ２上におけるビームピッチ、ビームスポット径、および走査速度に応じて、第２のセンサ部ＰＤ２を走査しかつ第１のセンサ部ＰＤ１に最も近いレーザビームを選択する。

例えば、ＣＰＵ４１１は、式（１）の条件を満たすレーザビームを示すビーム番号のうち最小のビーム番号で示されるレーザビームをＡＰＣ対象のレーザビームとして特定する。

（ｎ−２）×ｄＬ＋ｄＬ’＞ｖ×（ｔａｐｃ） （１）
但し、図５に示すように、ｄＬは第２のセンサ部ＰＤ２上におけるビームピッチ間隔、ｄＬ’はビームピッチ間隔からスポット径を減算した値、そして、ｔａｐｃは光量調整制御（ＡＰＣ収束時間）に要した時間である。

図６は、図４に示すＣＰＵ４１１の動作を説明するためのフローチャートである。また、図７は、図３に示す第２のセンサ部ＰＤ２における走査光の位置におけるＡＰＣを説明するための図である。図７（ａ）の左図は１走査目における走査光Ｓ１〜Ｓ４の位置を示す図であり、図７（ｂ）は２走査目における走査光Ｓ１〜Ｓ４の位置を示す図である。図７（ｃ）は図７（ａ）および図７（ｂ）におけるＰＤセンサ１０９の出力を説明するためのタイムチャートである。

ここでは、説明の便宜上、図２に示すＬＤ１０１は４つの発光素子（レーザ素子）Ｓ１〜Ｓ４を有しているものとし、発光素子Ｓ１〜Ｓ４から出力されるレーザビームもそれぞれ符号Ｓ１〜Ｓ４で表すものとする。

図４、図６、および図７を参照して、いま、画像形成シーケンスが開始されると、ＣＰＵ４１１は半導体レーザ駆動回路４１３を駆動制御して、レーザ素子Ｓ１を定電流で発光させる（ステップＳ６０２）。そして、ＣＰＵ４１１は同期信号を検知したか、つまり、同期信号（ＢＤ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ６０３）。同期信号を受信しないと（ステップＳ６０３において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はレーザ素子Ｓ１の定電流発光を継続する。

一方、同期信号を受信すると（ステップＳ６０３において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１はレーザ素子Ｓ１の光量制御を開始する（ステップＳ６０４）。ＣＰＵ４１１は、予め設定されたＡＰＣ制御時間（収束時間）が経過したか否かについて判定する（ステップＳ６０５）。ＡＰＣ制御時間が経過しないと（ステップＳ６０５において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はステップＳ６０４に戻って、レーザ素子Ｓ１の光量制御を続行する。

ＡＰＣ制御時間が経過すると（ステップＳ６０５において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、前述したようにして、次にＡＰＣを行うレーザ素子を計算して選択する（ステップＳ６０６）。例えば、次にＡＰＣを行うレーザ素子がレーザ素子Ｓ３であるとすると、ＣＰＵ４１１は半導体レーザ駆動回路４１３を駆動制御して、レーザ素子Ｓ３の光量制御を行う（ステップＳ６０７）。

そして、ＣＰＵ４１１は再度ＡＰＣ制御時間が経過したか否かについて判定する（ステップＳ６０８）。ＡＰＣ制御時間が経過しないと（ステップＳ６０８において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はステップＳ６０７に戻って、レーザ素子Ｓ３の光量制御を続行する。

ＡＰＣ制御時間が経過すると（ステップＳ６０８において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１はＶＩＤＥＯ（画像）モードに移行する（ステップＳ６０９）。そして、ＣＰＵ４１１は半導体レーザ駆動回路４１３を画像データに応じて駆動制御して、ＬＤ１０１を発光させる。

続いて、ＣＰＵ４１１は画像形成を続行するか否かについて判定する（ステップＳ６１０）。画像形成を続行しないと判定すると（ステップＳ６１０において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は画像形成シーケンスを終了する。

一方、画像形成を続行すると判定すると（ステップＳ６１０において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、半導体レーザ駆動回路４１３を駆動制御して、レーザ素子Ｓ１を定電流で発光させる（ステップＳ６１１）。そして、ＣＰＵ４１１は同期信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ６１２）。同期信号を受信しないと（ステップＳ６１２において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はレーザ素子Ｓ１の定電流発光を継続する。

一方、同期信号を受信すると（ステップＳ６１２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１はレーザ素子Ｓ２の光量制御を開始する（ステップＳ６１３）。そして、ＣＰＵ４１１は、ＡＰＣ制御時間が経過したか否かについて判定する（ステップＳ６１４）。ＡＰＣ制御時間が経過しないと（ステップＳ６１４において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はステップＳ６１３に戻って、レーザ素子Ｓ２の光量制御を続行する。

ＡＰＣ制御時間が経過すると（ステップＳ６１４において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、前述したようにして、次にＡＰＣを行うレーザ素子を計算して選択する（ステップＳ６１５）。例えば、次にＡＰＣを行うレーザ素子がレーザ素子Ｓ４であるとすると、ＣＰＵ４１１は半導体レーザ駆動回路４１３を駆動制御して、レーザ素子Ｓ４の光量制御を行う（ステップＳ６１６）。

そして、ＣＰＵ４１１はＡＰＣ制御時間が経過したか否かについて判定する（ステップＳ６１７）。ＡＰＣ制御時間が経過しないと（ステップＳ６１７において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１はステップＳ６１６に戻って、レーザ素子Ｓ４の光量制御を続行する。

ＡＰＣ制御時間が経過すると（ステップＳ６１７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１はＶＩＤＥＯモードに移行する（ステップＳ６１８）。そして、ＣＰＵ４１１は半導体レーザ駆動回路４１３を画像データに応じて駆動制御して、ＬＤ１０１を発光させる。

続いて、ＣＰＵ４１１は画像形成を続行するか否かについて判定する（ステップＳ６１９）。画像形成を続行しないと判定すると（ステップＳ６１９において、ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は画像形成シーケンスを終了する。一方、画像形成を続行すると判定すると（ステップＳ６１９において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、ステップＳ６０３に戻って処理を続行する。

このようにして、上述の動作を繰り返すと、１走査において複数のレーザビームについてＡＰＣを行うことができる。

第１の実施形態では、光ビームが第２のセンサ部に入射するタイミングでＡＰＣを開始しているので、１つの光ビームについてそのＡＰＣが長期化することを防止することができる。この結果、光量変動に起因する画像濃度の不均一を防止することができる。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態による光走査装置の一例について説明する。

ここでは、第１の実施形態と同様にして、２分割のＰＤセンサ１０９によって走査光を受光して、画像書き出し位置検出とＡＰＣを行う。

図８は、第２の実施形態による光走査装置で用いられる制御系の一例を示すブロック図である。ここでは、図４に示す制御系と同一の構成要素については同一の参照番号を付し、その説明を省略する。また、ＣＰＵおよび半導体レーザ駆動回路の機能が第１の実施形態とは異なるので、ここではそれぞれ符号８１１および８１３は付す。

図示の制御系（光走査制御装置とも呼ぶ）は、収束判定回路（収束判定手段）８１５およびカウンタ８１４を有している。第１の実施形態で説明したように、同期信号を検出すると、ＣＰＵ８１１はＡＰＣ対象のレーザ素子を発光させて、ＡＰＣモードに移行する。この際、ＣＰＵ８１１はカウンタ８１４のカウントアップを開始する。このカウンタ８１４はＡＰＣの収束に要した時間（収束時間）を計測するためのものである。

第２のセンサ部ＰＤ２で発生した電流は、Ｉ−Ｖ変換部４０４で電圧に変換され、増幅器４０６で増幅された後、モニタ値４１０として半導体レーザ駆動回路８１３に与えられる。

このモニタ値４１０は半導体レーザ駆動回路８１３から収束判定回路８１５に与えられ、収束判定回路８１５はモニタ値４１０（光量レベル）が予め定められた目標値（目標光量レベル）に収束したか否かについて判定する。

収束判定回路８１５によってモニタ値４１０が目標値に収束したと判定されるまで、ＣＰＵ８１１は、半導体レーザ駆動回路８１３を制御してＡＰＣ対象のレーザ素子に対して引き続きＡＰＣを行う。

一方、収束判定回路８１５によってモニタ値４１０が目標値に収束したと判定されると、ＣＰＵ８１１はＡＰＣ対象のレーザ素子を切り替える。この際、ＣＰＵ８１１は、カウンタ８１４のカウンタ値を読み込んで、カウンタ８１４をリセット（クリア）する。

収束判定回路８１５がＡＰＣ対象のレーザ素子の光量が目標値に収束したと判定すると、前述したように、収束判定回路８１５からＣＰＵ８１１に収束検知信号が送られる。これによって、ＣＰＵ８１１はカウンタ８１４によってカウントされたカウント値（ＡＰＣ収束時間）と第２のセンサ部ＰＤ２におけるビームピッチ、ビームスポット径、および走査速度とに基づいて、第２のセンサ部ＰＤ２を走査しかつ第１のセンサ部ＰＤ１に最も近いレーザビームを選択する。このレーザビームの選択は、前述した式（１）に応じて行われる。

第２の実施形態では、収束判定回路によってモニタされた光量が目標光量となったか否かについて判定しているので、１レーザビーム当たりのＡＰＣに要する時間を最小限に抑えることができ、１走査中にＡＰＣを行うビーム数を多くすることができる。

（第３の実施形態）
ここでは、レーザビームの走査速度が変化した場合の動作について説明する。一般に、レーザビームの走査速度は、次の場合に変化する。その一つは、ポリゴンミラーの回転数を減少させて、高解像度の印刷に対応する場合である。二つ目は、厚紙に印刷を行う際、トナーの定着を良好とするためプロセススピードを遅くする場合である。

このように、高解像度の印刷又は紙種に応じてポリゴンミラーの回転速度を変化させた際には、プロセススピードに応じてＡＰＣ対象となるレーザ素子を切り替える。プロセススピードの変化に応じて、ＰＤセンサを通過するレーザビームの走査速度が変化する。この結果、ＡＰＣ対象となるレーザ素子を切り替える必要が生じる。

図示はしないが、図４に示すＣＰＵ４１１又は図８に示すＣＰＵ８１１には、プロセススピードが与えられ、ＣＰＵ４１１又はＣＰＵ８１１はプロセススピードが変更されると、図６で説明したステップＳ６０６およびＳ６１５において、ＡＰＣ対象となるレーザ素子を決定する。

第３の実施形態では、画像モードの切り替え等に起因するプロセススピードの変化に応じて、ＡＰＣ対象のレーザ素子を切り換えているので、プロセススピードに応じて効率よく全レーザビームに対してＡＰＣを行うことができる。

（第４の実施形態）
ここでは、ＡＰＣが完了したレーザ素子を消灯するとともに、次のＡＰＣ対象となるレーザ素子を発光させてＡＰＣを行う。図７を参照すると、いま、１走査目においてレーザビームＳ１に係るＡＰＣを完了すると、ＣＰＵ４１１又はＣＰＵ８１１はレーザ素子Ｓ１の消灯とレーザ素子Ｓ２の点灯を同一の点灯タイミングで行う。レーザ素子Ｓ１およびＳ２を同時に消灯／発光させると、第２のセンサ部ＰＤ２には常にレーザビームが照射されるようになる。

このことは、第２のセンサ部ＰＤ２の出力電流を大きく変化させることなく、次のレーザ素子に対するＡＰＣに移行できることを意味する。つまり、後続のレーザ素子については、第２のセンサ部ＰＤ２の応答時間を待つことなく、ＣＰＵ４１１又は８１１は直ちにＡＰＣを行うことができる。

その結果、後続のレーザビームについてはＡＰＣ収束時間を短縮することができる。なお、２走査目においては、レーザビームＳ２およびＳ４に対して１走査目と同様の制御が行われる。

第４の実施形態では、１つのレーザ素子の消灯と他のレーザ素子の点灯とを同一のタイミングで行っているので、第２のセンサ部ＰＤ２に対する入射光量が大きく変化することなく、第２のセンサ部ＰＤ２の応答時間を待つことなく直ちに他のレーザ素子についてＡＰＣに行うことができる。

上述の説明から明らかなように、図４および図８において、ＣＰＵ４１１又は８１１および半導体レーザ駆動回路４１３又は８１３が光量制御手段として機能し、ＣＰＵ４１１又は８１１が選択手段として機能する。または、ＣＰＵ４１１又は８１１および半導体レーザ駆動回路４１３又は８１３が第１の点灯制御手段および第２の点灯制御手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、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。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を、光走査装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有する制御プログラムを、光走査装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。

この際、制御方法及び制御プログラムの各々は、少なくとも検知ステップ、光量制御ステップ、および制御実行ステップを有することになる。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

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等）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。

１０１ 半導体レーザ
１０５ ポリゴンミラー
１０９ ＰＤセンサ
４１１，８１１ ＣＰＵ
４１２ 画像処理装置
４１３，８１３ 半導体レーザ駆動回路
４１４ メモリ
８１４ カウンタ
８１５ 収束判定回路

Claims (6)

1. 感光体に静電潜像を形成するための光ビームを出射する第１の発光素子と第２の発光素子とを含む複数の発光素子を備える光源と、
   それぞれの発光素子から出射される光ビームが前記感光体を所定の方向に走査するように前記光ビームを偏向する走査手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記複数の発光素子からの光ビームが入射するように前記複数の光ビームの走査線の上に配置される受光手段と、
   前記受光手段の受光結果に基づいて前記発光素子それぞれから出射される光ビームの光量を所定の光量に制御する光量制御を実行する制御手段と、を備え、
   前記光源は、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子から出射される光ビームが同時に前記受光手段に入射するように、かつ前記第１の発光素子からの光ビームと前記第２の発光素子からの光ビームとが前記所定の方向において隣接するように前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが配列される光源であって、
   前記制御手段は、前記第１の発光素子からの光ビームの光量制御と前記第２の発光素子からの光ビームの光量制御とはそれぞれ異なる前記光ビームの走査周期に実行することを特徴とする光走査装置。
2. 前記光源は前記複数の発光素子に含まれる第３の発光素子を備え、
   前記第３の発光素子は、前記所定の方向において前記第１の発光素子からの光ビームと前記第３の発光素子からの光ビームとの間に前記第２の発光素子からの光ビームが位置するように前記光源に配置され、
   前記制御手段は、前記第１の発光素子からの光ビームの光量制御と前記第３の発光素子からの光ビームの光量制御とを前記光ビームの同一の走査周期に実行することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記受光手段は、前記複数の発光素子のうち所定の発光素子からの光ビームを受光することによって前記複数の発光素子から前記光ビームを出射するタイミングを制御するための同期信号を生成する第１の受光部と、前記制御手段が前記複数の発光素子の前記光量制御を実行するために前記光ビームを受光し、前記第１の受光部に対して前記光ビームが走査される方向の下流側に配置される第２の受光部と、を備え、
   前記制御手段は、前記第２の受光部にいずれか１つの発光素子からの光ビームが入射するように前記同期信号に基づいて複数の発光素子それぞれの点灯タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 感光体と、
   前記感光体に静電潜像を形成するための光ビームを出射する第１の発光素子と第２の発光素子とを含む複数の発光素子を備える光源と、
   それぞれの発光素子から出射される光ビームが前記感光体を所定の方向に走査するように前記光ビームを偏向する走査手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記複数の発光素子からの光ビームが入射するように前記複数の光ビームの走査線の上に配置される受光手段と、
   前記受光手段の受光結果に基づいて前記発光素子それぞれから出射される光ビームの光量を所定の光量に制御する光量制御を実行する制御手段と、を備え、
   前記光源は、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子から出射される光ビームが同時に前記受光手段に入射するように、かつ前記第１の発光素子からの光ビームと前記第２の発光素子からの光ビームとが前記所定の方向において隣接するように前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが配列される光源であって、
   前記制御手段は、前記第１の発光素子からの光ビームの光量制御と前記第２の発光素子からの光ビームの光量制御とはそれぞれ異なる前記光ビームの走査周期に実行することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記光源は前記複数の発光素子に含まれる第３の発光素子を備え、
   前記第３の発光素子は、前記所定の方向において前記第１の発光素子からの光ビームと前記第３の発光素子からの光ビームとの間に前記第２の発光素子からの光ビームが位置するように前記光源に配置され、
   前記制御手段は、前記第１の発光素子からの光ビームの光量制御と前記第３の発光素子からの光ビームの光量制御とを前記光ビームの同一の走査周期に実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記受光手段は、前記複数の発光素子のうち所定の発光素子からの光ビームを受光することによって前記複数の発光素子から前記光ビームを出射するタイミングを制御するための同期信号を生成する第１の受光部と、前記制御手段が前記複数の発光素子の前記光量制御を実行するために前記光ビームを受光し、前記第１の受光部に対して前記光ビームが走査される方向の下流側に配置される第２の受光部と、を備え、 前記制御手段は、前記第２の受光部にいずれか１つの発光素子からの光ビームが入射するように前記同期信号に基づいて複数の発光素子それぞれの点灯タイミングを制御することを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。

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