JP2013022912A - 露光制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多重露光を行う際に、階調性を滑らかにして、適切な画像濃度を得るようにする。
【解決手段】露光制御装置は、複数の発光素子を有する光源１０５を有し、発光素子から出力される光ビームによって感光ドラム１１を走査して多重露光を行う。レーザ駆動部１０４は発光素子を駆動して光ビームを出力させる。制御ユニット８０は感光ドラムを走査する際、レーザ駆動部を制御して発光素子の少なくとも１つについて光ビームの光量を変化させ、残りの発光素子について光ビームの光量を所定の光量に一定とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、被露光面を複数の光ビームで露光・走査する際に用いられる露光制御装置、当該露光制御装置を用いた画像形成装置に関し、特に、複数の発光素子から発光された光ビームを回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと呼ぶ）で反射して、被露光面である像担持体上を露光・走査する露光制御装置、当該露光制御装置を用いた画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置は、被露光面である像担持体（例えば、感光ドラム等の感光体）を露光・走査する露光制御装置を有している。この露光制御装置は、例えば、制御装置（制御ユニット）と光走査装置とを有しており、光走査装置は制御ユニットによって制御される。

光走査装置は、複数の発光素子から発光された光ビームをポリゴンミラーで偏向した後、その光ビームを像担持体に導くように構成されており、光ビームは像担持体を露光・走査している。光ビームによって露光されることによって像担持体上には静電潜像が形成される。像担持体を露光する方式として一度露光された領域を再び露光する方式がある。以下、このような露光方式を多重露光と呼び、多重露光を用いた手法を多重露光手法と呼ぶ。

一般に、多重露光手法として、画像データに応じて各発光素子（例えば、レーザ素子）による露光量を変化させ、これによって階調を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の画像形成装置は、入力画像データを各レーザ発光素子を駆動するための駆動信号に変換する。駆動信号は、１画素未満の面積を露光できるように生成される。この多重露光手法においては、１画素未満の面積の露光制御では階調表現が十分できない画像データが入力された場合、各発光素子から出射される光ビームの強度（光量）を変化させて階調性を高めるようにしている。そして、当該露光手法では、像担持体に対する露光量が変化可能な複数の光ビームによって、像担持体上の各画素内の同一点を多重露光して階調表現の高い画像を形成するようにしている。

さらに、別の多重露光手法として、光量補正データに基づいて発光素子の駆動電流を補正して、その光量分布を補正するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

光走査装置には、一般に複数の発光素子、ポリゴンミラー、およびその他の光学部品が搭載されているため、この多重露光手法では、光走査装置の光学特性によって、像担持体上の露光量が走査方向に対して一定ではない特性を示すことがある。このため、光走査装置の光学特性に応じて発光素子の駆動電流を変化させるようにしている。

ところで、このような場合に、走査方向に関してその光量分布の特性データをＲＯＭ等の記憶装置に記憶させる。そして、この光量分布の特性データに基づいて、発光素子の駆動電流を変化させて、像担持体上の光量分布を一定にするように補正している。

特開２００２−２６４３９１号公報 特開２００５−２６２４８５号公報

ところが、上述の多重露光手法においては、各発光素子における露光量を変化させているため、発光素子の光パルス波形の幅が変化してしまうことになる。

図９は、従来の多重露光手法において、発光素子の露光量（光量）を変化させた場合の光パルスの波形を示す図である。そして、図９（ａ）は光パルスの波形の幅の変化を示す図であり、図９（ｂ）は２つの光ビームで像担持体（感光ドラム）を露光した際の光パルスの波形の幅の変化を示す図である。

図９（ａ）に示すように、各発光素子の露光量（光量）を変化させて、例えば、符号Ｉ、Ｊ、及びＫで示すように、光パルス波形の幅を変化させたとする。このうちの２つの光ビームを用いて多重露光を行う際、符号Ｉ及びＫで示す２つの光ビームで光量補正を行って露光・走査を行うと、２つの光ビームがあたかも重畳された状態の図９（ｂ）に実線で示す光パルス波形（Ｉ＋Ｋ）で露光されることになる。

一方、符号Ｊで示す光ビームを２つ用いて光量補正を行って露光・走査を行うと、２つの光ビームが重畳された状態の図９（ｂ）に破線で示す光パルス波形（Ｊ＋Ｊ）で露光されることになる。この場合、光パルス波形（Ｊ＋Ｊ）による露光時間は、パルス波形Ｊの時間に依存するから、予想する光パルス波形の幅よりも狭くなってしまい、滑らかな階調性を得ることが難しくなるという課題がある。つまり、各発光素子の光量を変化させて、多重露光を行う際には、光パルス波形の組み合わせに注意する必要がある。

さらに、従来の多重露光手法では、光量補正を行うと、図９（ａ）に示すように、光パルス波形の幅が変化してしまう。このため、例えば、光量補正において光量を減少させると、補正前の光パルス波形の幅よりもその幅が狭くなってしまう。そして、幅が狭くなった部分において画像の濃度が薄くなってしまうという問題点がある。

従って、本発明の目的は、多重露光を行う際に、階調性を滑らかにして、適切な画像濃度を得ることのできる露光制御装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による露光制御装置は、複数の発光素子を有する光源を有し、前記複数の発光素子から出力される複数の光ビームによって被露光面を走査して多重露光を行う露光制御装置において、前記発光素子を駆動して前記光ビームを出力させる発光素子駆動手段と、前記被露光面を走査する際、前記被露光面の走査の位置に応じて規定され前記光ビームの光量を補正する補正係数に応じて予め定められた基準電圧を補正して当該補正された基準電圧によって前記発光素子駆動手段を制御して前記発光素子のうち少なくとも１つについてその光ビームの光量を変化させるとともに、前記発光素子のうち残りの前記発光素子について前記基準電圧によって前記発光素子駆動手段を制御してその光ビームの光量を所定の光量に一定として、前記多重露光を行う制御手段とを有することを特徴とする。

本発明による画像形成装置は、上記の露光制御装置を有し、前記被露光面である像担持体を画像データに応じて前記光ビームで露光した後、現像して画像形成を行うことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、多重露光を行う際、複数の光ビームの少なくとも１つについて、その光量を変化させ、残りの光ビームについて、その光量を一定に制御するようにしたので、光ビームのパルス波形を所望の形状とすることができ、その結果、画像形成を行う際には、階調性を滑らかにして、適切な画像濃度を得ることができるという効果がある。

本発明の実施の形態による露光制御装置の一例が用いられる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図である。 図１に示すフォトセンサと中間転写ベルト上に形成される濃度補正用トナー像（パッチ画像）とを示す図である。 図１に示す光走査装置で用いられる光学系の一例を説明するための図である。 図３に示す制御ユニット（制御装置）及び光走査装置における制御系の一例を示すブロック図である。 図４に示す露光制御装置において、光量補正の実施前後における感光ドラム面上の光量分布とレーザチップ面の光量との関係を模式的に示す図であり、（ａ）は、光量補正実施前において感光ドラムの軸方向に沿った光量分布を示す図、（ｂ）は光量補正実施後において感光ドラムの軸方向に沿った光量分布を示す図、（ｃ）は、（ａ）に対応するレーザチップ面における光量分布を示す図、（ｄ）は（ｂ）に対応するレーザチップ面における光量分布を示す図である。 図３に示すフォトセンサによる濃度検出結果を示す図であり、（ａ）は第１の濃度検出結果を示す図、（ｂ）は第２の濃度検出結果を示す図である。 図３に示す感光ドラム面上の画像形成領域に関して、所定の間隔で２つのレーザ素子からのレーザ光を合成した合成光量分布と１つのレーザ素子からのレーザ光による光量分布の一例を示す図である。 図７に示す光量分布を測定した結果得られた測定データと当該測定データから得られた補正値（補正係数）の一例を示す図である。 従来の多重露光手法において、発光素子の露光量（光量）を変化させた場合の光パルス波形を示す図であり、（ａ）は光パルスの波形の幅の変化を示す図、（ｂ）は２つの光ビームで像担持体（感光ドラム）を露光した際の光パルスの波形の幅の変化を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による露光制御装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による露光制御装置の一例が用いられる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図である。

図１を参照すると、図示の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いたカラー複写機である。図示の画像形成装置は、画像読取部１Ｒ及び画像出力部１Ｐを有している。画像読取部１Ｒは、原稿上の画像を光学的に読み取って得られた光学信号を電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送る。

画像出力部１Ｐは、複数の画像形成部（図示の例では、４つの画像形成部１０ａ〜１０ｄ）を有している。さらに、画像形成部１Ｐは、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、フォトセンサ６０、及び制御ユニット８０を備えている。

中間転写ユニット３０は中間転写体（中間転写ベルト）３１を有しており、画像形成部１０ａ〜１０ｄは中間転写ベルト）３１の回転方向に沿って配列されている。図示の例では、画像形成部１０ａが中間転写ベルト３１の回転方向下流側に配置されている。

画像形成部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ像担持体である感光ドラム１１ａ〜１１ｄを有している。そして、これら感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、図中実線矢印で示す方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａの周囲には、一次帯電器１２ａ、露光系（光走査部）１３ａ、現像装置１４ａ、及びクリーニング装置１５ａが配置されている。

同様に、感光ドラム１１ｂ、１１ｃ、及び１１ｄの周囲には、それぞれ一次帯電器１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄ、露光系（光走査部）１３ｂ、１３ｃ、及び１３ｄ、現像装置１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄ、及びクリーニング装置１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄが配置されている。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、それぞれ中間転写ベルト３０を介して一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄに対面している。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び二次転写対ローラ３４に架設され、駆動ローラ３２の回転駆動によって図中実線矢印の方向に駆動される。

従動ローラ３３は、ばね（図示せず）によって付勢され、中間転写ベルト３１に適度なテンションを与えるテンションローラとして用いられる。そして、駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ｍが形成される。

中間転写ベルト３１の材料として、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等が用いられる。また、駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ミリメートル厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）がコーティングされており、これによって、駆動ローラ３２と中間転写ベルト３１とのスリップを防止している。

なお、図示の例では、駆動ローラ３２は、ＤＣブラシレスモータ（図示せず）によって回転駆動される。

ここで、画像形成部１０ｄに注目して、感光ドラム１１ｄの表面が一次帯電器１２ｄによって均一に帯電された後、光走査部１３ｄが画像データに応じて感光ドラム１１ｄを露光・走査して、感光ドラム１１ｄ上に静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置１４ｄによって現像されて、トナー像とされる。そして、このトナー像は、一次転写ローラ３５ｄによって規定される画像転写領域Ｔｄで、中間転写ベルト３１上に一次転写像として転写される（一次転写）。

一次転写の後、感光ドラム１１ｄに残留した残留トナーは、クリーニング装置１５ｄによって除去される。そして、再び、感光ドラム１１ｄの表面が一次帯電器１２ｄによって均一に帯電されて、画像形成プロセスが行われる。

同様にして、画像形成部１０ａ〜１０ｃにおいて、画像形成プロセスが行われて、感光ドラム１１ａ〜１１ｃ上のトナー像が一次転写像として中間転写ベルト３１に転写される。

図示の例では、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄにはそれぞれイエロー（Ｙ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、及びブラック（ＢＫ）トナーが収納されている。そして、感光ドラム１１ｄ〜１１ａ上のトナー像（各色トナー像）が順次中間転写ベルト３１上に転写されて、中間転写ベルト３１上にはカラートナー像が形成されることになる。

図示の例では、給紙ユニット２０は、給紙カセット２１を有し、この給紙カセット２１には多数の記録用紙Ｐが収納されている。給紙カセット２１に収納された記録用紙Ｐは、ピックアップローラ２２によって一枚ずつピックアップされる。そして、ピックアップされた記録用紙Ｐは、搬送ローラ対２３によって給紙経路２４を通ってレジストローラ対２５まで送られる。

レジストローラ対２５は画像形成のタイミング、つまり、中間転写ベルト３１の駆動に同期して、記録用紙Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのローラである。二字転写領域Ｔｅでは、中間転写ベルト３１を介して、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置されている。つまり、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１とのニップ部によって二次転写領域Ｔｅが形成されている。なお、二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

中間転写ベルト３１上のカラートナー像は、二次転写領域Ｔｅにおいて、記録用紙Ｐに二次転写像として転写される（二次転写）。

二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が配置されている。クリーニングユニット５０はクリーニングブレード５１及び廃トナーボックス５２を有している。そして、二次転写の後、中間転写ベルト３１に残留した残留トナーは、クリーニングブレード５１によって廃トナーとして除去され、廃トナー廃トナーボックス５２に廃棄される。

前述のようにして、二次転写像が転写された記録用紙Ｐは、搬送経路４３を介して定着ユニット４０に送られる。図示の例では、定着ユニット４０は、定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂを有しており、定着ローラ４１ａ内にはハロゲンヒーター等の熱源が備えられている。加圧ローラ４１ｂは定着ローラ４１ａを所定の圧力で加圧しており（加圧ローラ４１ｂにも熱源が備えられることもある）。

上記の定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂは、定着断熱カバー４６及び４７内に収容され、定着断熱カバー４６及び４７によって熱がその内部に閉じ込められる。記録用紙Ｐは定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部に搬送され、ここで、記録用紙Ｐ上のカラートナー像（二次転写像）が加熱・定着される。

加熱・定着後、記録用紙Ｐは内排紙ローラ４４及び外排紙ローラ４５によって搬送されて、排紙トレイ４８に排出される。

ところで、フォトセンサ６０は、中間転写ベルト３１上のトナー像の濃度を計測するための濃度センサである。図示のように、フォトセンサ６０は、最下流に位置する感光ドラム１１ａと駆動ローラ３２の間に位置する。このフォトセンサ３１は、例えば、濃度補正制御を行う際に用いられる。

図２は、図１に示すフォトセンサ６０と中間転写ベルト３１上に形成される濃度補正用トナー像（パッチ画像）とを示す図である。

濃度補正制御の際には、図２に示すように、中間転写ベルト３１にその搬送方向に沿って互いに濃度の異なる濃度補正用トナー像（パッチ画像）Ａ〜Ｅを有するトナー像６１が形成される。そして、このトナー像の濃度をフォトセンサ（濃度センサ）６０で検出して、濃度検出信号を得る。

続いて、濃度検出信号が示す検出濃度に応じて、光走査部（光走査装置ともいう）１３ａ〜１３ｄから出射される光ビーム（例えば、レーザ光）の光量が制御される。

図３は、図１に示す光走査装置１３ａ〜１３ｄで用いられる光学系の一例を説明するための図である。

図３を参照すると、図示の例では、説明の便宜上１つの感光ドラムに対する光学系のみが示されている。そして、図３においては、感光ドラムには、符号１１が付されている。また、図１に示す例では、画像形成装置は、光走査装置１３ａ〜１３ｄを有しているが、ここでは、１つの光走査装置のみを示し、符号１３を付す。

光走査装置１３は、少なくとも基準電圧生成部１１１及びレーザ駆動部１０４を有しており（他の制御要素は図３には示されていない）。そして、基準電圧生成部１１１から出力される基準電圧が制御ユニット８０及びレーザ駆動部１０４に与えられる。

制御ユニット８０は基準電圧に応じて、後述するようにして、レーザ制御信号をレーザ駆動部１０４に与える。レーザ駆動部１０４は基準電圧及びレーザ制御信号に応じた駆動電流をレーザ（例えば、半導体レーザ）１０５に与える。

半導体レーザ（光源）１０５は、複数のレーザ素子（発光素子：図示せず）を備えている。これらレーザ素子の各々は、印加される駆動電流によって駆動され、駆動電流の値に応じた光量を有するレーザ光（光ビームともいう）を出力する。

ここでは、レーザ素子の各々は、発散光をレーザ光として出力する。これらレーザ光の各々は、コリメータレンズ１１２及びシリンドリカルレンズ１１３等の光学系を介してポリゴンミラー１０７ａに入射することになる。

ポリゴンミラー１０７ａは、スキャナモータ（図３には示さず）によって回転駆動されており、スキャナモータは制御ユニット８０によって制御されている。レーザ光は、ポリゴンミラー１０７ａの反射面（ポリゴン面）上で反射・偏向されて、トーリックレンズ１１４及び反射ミラー１１５を介して感光ドラム（像担持体）１１上で結像する。ここでは、感光ドラム１１の表面が被露光面である。

コリメータレンズ１１２は、レーザ素子から出射されたレーザ光を略平行光束に変換する。シリンドリカルレンズ１１３は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有している。シリンドリカルレンズ１１３は、レーザ光を副走査断面内において、ポリゴンミラー１０７ａの反射面に結像させる。そして、ポリゴンミラー１０７ａは、その反射面上に結像したレーザ光を偏向走査する。

なお、感光ドラム１１において画像領域外の光走査領域（以下、画像領域外と呼ぶ）には、ビーム検出センサ（ＢＤセンサ）１０６が配置されている。

ポリゴンミラー１０７ａによって偏光走査されたレーザ光は、その一部がＢＤセンサ１０６の受光面上に入射する。このＢＤセンサ１０６は、入射したレーザ光を検出して、ＢＤ検出信号を出力する。そして、このＢＤ検出信号は、制御ユニット８０に与えられる。制御ユニット８０は、ＢＤ検出信号に応じて、つまり、レーザ光が検出されたビーム検出タイミングに応じて、感光ドラム４０８の露光タイミングを制御する。

図４は、図３に示す制御ユニット（制御装置）８０及び光走査装置１３の制御系の一例を示すブロック図である。なお、図４においては、図１に示す光走査装置１３ａ〜１３ｄの１つを符号１３で表して代表させている。

図４を参照して、制御ユニット（光量制御手段）８０は、ＣＰＵ（中央演算装置）１０１、画像データ生成部１０２、光走査装置制御部１０３、補正値演算部（ＡＳＩＣ）１０９、補正値格納部（ＲＯＭ：格納手段）１０８、及び光量決定部（ＡＳＩＣ）１１０を有している。そして、ＣＰＵ１０１に、前述のフォトセンサ６０から濃度検出信号Ｓ１３が与えられる。

補正値格納部１０８には、後述する補正値（光走査装置データ又は補正係数ともいう）が格納されている。また、画像データ生成部１０２、光走査装置制御部１０３、及び補正値演算部１０９には、前述のＢＤセンサ１０９からＢＤ検出信号が与えられる。

一方、光走査装置１３は、レーザ駆動部（発光素子駆動手段）１０４、半導体レーザ（レーザチップ）１０５、ＢＤセンサ１０６、スキャナモータ１０７（ポリゴンミラーを含む）、及び基準電圧生成部１１１を有している。図示の例では、半導体レーザ１０５は２つのレーザ素子（発光素子）ＬＤＡ及びＬＤＢを有しているが、レーザ素子の数は２つに限られず、複数のレーザ素子を有していればよい。

画像形成を行う際には、ＣＰＵ１０１は画像データ生成部１０２に対して画像形成動作開始信号Ｓ１を送る。さらに、ＣＰＵ１０１は光走査装置制御部１０３に対して光走査装置駆動開始信号Ｓ３を送る。また、ＣＰＵ１０１は、後述する光量設定値Ｓ１０を光量決定部１１０に送る。

ここで、光量補正を行わない場合の画像形成について説明する。ＣＰＵ１０１は、濃度検出信号Ｓ１３に基づいて光量設定値を得る。つまり、ＣＰＵ１０１は濃度検出信号Ｓ１３が示す検出濃度に応じた光量設定値を求める。そして、ＣＰＵ１０１は、光量決定部１１０に対して光量設定値Ｓ１０を送る。

光走査装置制御部１０３は、光走査装置駆動開始信号Ｓ３に応答して、レーザ駆動部１０４にレーザ制御信号Ｓ５を出力する。さらに、光走査装置制御部１０３はスキャナモータ１０７に対してスキャナモータ制御信号Ｓ６を送る。

レーザ駆動部１０４はレーザ制御信号Ｓ５に応じてレーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢに加える駆動電流を制御して、光量制御を行う。また、スキャナモータ１０７はスキャナモータ制御信号Ｓ６に応じて回転制御され、これによって、スキャナモータ１０７を安定的に回転させる。

光量決定部１１０は、光量設定値Ｓ１０に基づいて光量値Ｓ１１を決定して、この光量値Ｓ１１を補正値演算部１０９に与える。光量補正を行わない場合には、補正値演算部１０９は、補正値格納部１０８に格納された光走査装置データ（補正係数）Ｓ８を考慮することなく、光量値Ｓ１１に応じてレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂを出力する。

前述のように、基準電圧生成部１１１は、制御ユニット８０に基準電圧値Ｓ１３を与えており、この基準電圧値Ｓ１３は補正値演算部１０９に入力される。例えば、基準電圧生成部１１１は、レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢの光量の最大値に対応する基準電圧値Ｓ１３を補正値演算部１０９に与える。そして、補正値演算部１０９は、基準電圧Ｓ１３を基準として、前述の光量値Ｓ１１に応じてレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂをレーザ駆動部１０４に出力する。

これによって、レーザ駆動部１０４はレーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢに対してそれぞれレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂに応じた駆動電流値Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂを出力することになる。そして、レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢはそれぞれ駆動電流値Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂに応じた光量でレーザ光を発光する。図３には示されていないが、スキャナモータ１０７に備えられたポリゴンミラーによって、これらレーザ光が走査される。

図示のＢＤセンサ１０６は、例えば、感光ドラム（図４には示さず）の書き出し位置相当の位置に配置されており、レーザ光は、図示しない光学系によってＢＤセンサ１０６にも導かれる。

図３に関連して説明したように、ＢＤセンサ１０６はレーザ光を受光すると、露光開始のタイミングを示すＢＤ検出信号Ｓ７を出力する。そして、このＢＤ検出信号は、前述のように、画像データ生成部１０２、光走査装置制御部１０３、及び補正値演算部１０９に与えられる。

光走査装置制御部１０３は、ＢＤ検出信号Ｓ７を受けると、当該ＢＤ検出信号の周期に応じてスキャナモータ１０７を安定的に回転駆動するため、前述のスキャナモータ制御信号Ｓ６をスキャナモータ１０７に与える。

画像データ生成部１０２は、ＢＤ検出信号Ｓ７が入力するタイミングに応じて画像データＳ２をレーザ駆動部１０４に与えて、レーザ駆動部１０４は画像データに応じてレーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢを駆動することになる。

つまり、レーザ駆動部１０７は、基準電圧値Ｓ１３、レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂ、画像データＳ２、及びレーザ制御信号Ｓ５に応じてレーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢを駆動制御することになる。

そして、レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢからの発光されたレーザ光に応じて感光ドラム１１ａ〜１１ｄが露光・走査されて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像が形成される。その後、前述したようにして、中間転写ベルト３１上のカラートナー像が記録用紙Ｐに転写される。そして、記録用紙Ｐ上の二次転写像は定着ユニット４０で定着されて、記録用紙Ｐは排紙される。

続いて、光量補正を行った場合の画像形成について説明する。光量補正を行わない場合と同様に、ＣＰＵ１０１は画像データ生成部１０２に対して画像形成動作開始信号Ｓ１を送るとともに、光走査装置制御部１０３に光走査装置駆動開始信号Ｓ３を送る。さらに、ＣＰＵ１０１は光量決定部１１０に、濃度検出信号Ｓ１３に応じて得られた光量設定値Ｓ１０を与える。

光走査装置制御部１０３はレーザ駆動部１０４に対してレーザ制御信号Ｓ５を与えて、レーザ１０５の光量制御を行う。さらに、光走査装置制御部１０３はスキャナモータ１０７にスキャナモータ制御信号Ｓ６を与えて、スキャナモータ１０７を安定的に回転駆動する。

光量決定部１１０は、前述のように、光量値Ｓ１１を補正値演算部１０９に与える。ＣＰＵ１０１は、補正値演算部１０９に対して補正値読み出し命令信号Ｓ９を与えている。補正値演算部１０９は、補正値読み出し命令信号Ｓ９に応答して、補正値格納部１０８から光走査装置データ（補正係数）Ｓ８を読み出す。そして、補正値演算部１０９は、光量値Ｓ１１と光走査装置データＳ８とに基づいて光量補正値を求める。

なお、補正値演算部１０９は、光量補正値を求める際、光走査装置データＳ８について線形補間を行う。

補正値演算部１０９は、光量補正値に応じて基準電圧Ｓ１３を補正して、補正後の基準電圧Ｓ１３を基準として、光量値Ｓ１１に応じてレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂをレーザ駆動部１０４に出力する。この際、補正値演算部１０９は、ＢＤ検出信号Ｓ７が入力されるタイミングに同期して、レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂをレーザ駆動部１０４に与える。

これによって、レーザ駆動部１０４はレーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢに対してそれぞれレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂに応じた駆動電流値Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂを出力する。そして、レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢは、駆動電流値Ｓ４Ａ及びＳ４Ｂに応じた光量でレーザ光を発光する。前述のように、レーザ光は、ポリゴンミラーによって、偏向・走査されて、感光ドラム１１（図３）を露光する。

図５は、図４に示す露光制御装置において、光量補正の実施前後における感光ドラム面上の光量分布とレーザチップ面の光量との関係を模式的に示す図である。そして、図５（ａ）は、光量補正実施前において感光ドラムの軸方向に沿った光量分布を示す図である。また、図５（ｂ）は光量補正実施後において感光ドラムの軸方向に沿った光量分布を示す図である。さらに、図５（ｃ）は、図５（ａ）に対応するレーザチップ面における光量分布を示す図である。図５（ｄ）は、図５（ｂ）に対応するレーザチップ面における光量分布を示す図である。

なお、図５（ａ）及び（ｂ）においては、感光ドラムの軸方向において、画像形成領域の中心を像高０とし、±１６０ｍｍの範囲が画像形成領域である。また、図５（ｃ）及び（ｄ）においては、図５（ａ）及び（ｂ）に対応付けて、像高０を基準として光量分布を示している。

図５（ａ）に示すように、光量補正前においては、感光ドラム面最大必要光量と感光ドラム面最低必要光量とが像高に応じて変化していることが分かる。そして、像高がゼロの際、感光ドラム面最大必要光量と感光ドラム面最低必要光量が最も高くなり、光量分布が一定していないことが分かる。

一方、図５（ｂ）に示すように、光量補正後においては、感光ドラム面最大必要光量と感光ドラム面最低必要光量とも像高に関係なく、一定であることが分かる。つまり、光量分布は像高に関係なく一定である。

なお、図５（ｂ）に示す感光ドラム面最大必要光量及び感光ドラム面最低必要光量は、それぞれ図５（ｄ）に示す感光ドラム面最大必要光量及び感光ドラム面最低必要光量をそれぞれ照射したものである。

また、図５（ｃ）に示すように、光量補正前においては、半導体レーザ１０５から出力されるレーザ光は、感光ドラムの像高に拘わらず、光量分布が一定である。

一方、図５（ｄ）に示すように、光量補正後においては、半導体レーザ１０５から出力されるレーザ光は、感光ドラム面最大必要光量と感光ドラム面最低必要光量とがトナー像の高さ（像高）によって変化していることが分かる。

そして、像高がゼロの際、感光ドラム面最大必要光量と感光ドラム面最低必要光量が最も低くなる。つまり、光量補正後においては、図５（ｄ）に示す光量分布は、図５（ａ）に示す光量分布と逆の形状となっていることが分かる。

なお、図５（ｄ）に符号Ｆで示す部分は、半導体レーザ１０５のチップ面における光量のうち最も低い光量を示したものであり、Ｆで示す部分は、レーザ素子ＬＤＢのみが発光している状態である。

さらに、図５（ｄ）に符号Ｇで示した部分は、半導体レーザ１０５のチップ面における光量のうち最も高い光量を示したものであり、Ｇで示す部分は、レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢがともに最大光量で発光した状態である。

なお、図示の例では、レーザ素子ＬＤＢの光量を常に一定とし、レーザ素子ＬＤＡについて光量補正を行っている。

続いて、光量補正を行った際の補正値演算部１０９によるレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａの算出について詳細に説明する。

まず、感光ドラム１１（図３）が必要とする光量の決定手順について説明する。最初に感光ドラム１１に数種類のパッチ画像を形成する。そして、図２に関連して説明したように、トナー像６１が中間転写ベルト３１に転写される。フォトセンサ６０はトナー像６１に光を照射して、その反射光のレベルを検知して、濃度検出信号Ｓ１３（図４）を出力する。

図６は、図３に示すフォトセンサ６０による濃度検出結果を示す図である。そして、図６（ａ）は第１の濃度検出結果を示す図であり、図６（ｂ）は第２の濃度検出結果を示す図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）において、パッチＮｏ．Ａ〜Ｅは、図２に示すパッチ画像Ａ〜Ｅに対応している。

図４及び図６を参照して、いま、パッチ画像６１を検出した際、図６（ａ）に示す第１の濃度検出結果を得たとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、例えば、第１の濃度検出結果を基準値としてその値を“１００”とする。そして、現在の光量設定値Ｓ１０が最大光量に対して５０％の光量であると、ＣＰＵ１０１は光量設定値Ｓ１０を２倍の１００％に設定する。

また、パッチ画像６１を検出した際、図６（ｂ）に示す第２の濃度検出結果を得たとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、例えば、第２の濃度検出結果を基準値としてその値を“１００”とするとする。そして、現在の光量設定値Ｓ１０が最大光量に対して１００％の光量であると、ＣＰＵ１０１は、光量設定値Ｓ１０を１／２倍の５０％に設定する。つまり、ＣＰＵ１０１は、濃度検出信号に応じて光量設定値を変更することになる。

光量決定部１１０は、光量設定値Ｓ１０を８ビットの値に変換して、光量値Ｓ１１として補正値演算部１０９に与える。例えば、光量設定値Ｓ１０が１００％の光量であると、光量決定部１１０は、光量設定値Ｓ１０を“ＦＦｈ”に変換する。また、光量設定値Ｓ１０が５０％の光量であると、光量決定部１１０は、光量設定値Ｓ１０を“８０ｈ”に変換する。このようにして、光量決定部１１０は光量値Ｓ１１を決定して、感光ドラム１１（図３）が必要とする光量とする。

ここで、補正値格納部１０８に格納された補正値（光走査装置データ）について説明する。

図７は、図３に示す感光ドラム面上の画像形成領域に関して、所定の間隔で２つのレーザ素子からのレーザ光を合成した合成光量分布と１つのレーザ素子からのレーザ光による光量分布の一例を示す図である。なお、図７においては、画像形成領域は像高０を中心として、副走査方向に長さ±１６０ｍｍである。

図７に示す光量分布は、例えば、図３に示す反射ミラー（折り返しミラー）１１５等の光学部品の光学特性によって生じる。図示の光量分布に係る特性は、例えば、工場のラインにおいて光走査装置１３毎に測定され、測定データ（測定結果）とされる。

図８は、図７に示す光量分布を測定した結果得られた測定データと当該測定データから得られた補正値（補正係数）の一例を示す図である。

図８を参照すると、測定データは、像高（ｍｍ）に応じた合成光量（μＷ：レーザ素子ＬＤＡ及びＬＤＢ）とレーザ素子ＬＤＢのみによる光量（μＷ）である。この測定データに対して、像高に応じて光量値Ｓ１１＝”ＦＦｈ”における補正値（第１の補正値：レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａの係数）を得る。また、像高に応じて光量値Ｓ１１＝”８０ｈ”における補正値（第２の補正値：レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ）を得る。

そして、像高に応じた第１及び第２の補正値が光走査装置データとして図４に示す補正値格納部１０８に格納される。なお、図示の例では、像高は、２０ｍｍ刻みであるが、像高の刻みは任意とすることができる。

補正値演算部１０９は、ＲＯＭ（補正値格納部）１０８に格納された光走査装置データＳ８と光量決定部１１０から与えられた光量値Ｓ１１とに応じて、補正後のレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａを求める。

いま、光量決定部１１０から与えられる光量値Ｓ１１が“ＦＦｈ”であるとする。また、基準電圧Ｓ１３を２Ｖとして、レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂを補正した後の目標光量が画像形成領域の光量分布の最低光量である１００μＷとする。

ここでは、レーザ素子ＬＤＢを一定の光量で発光させることを考慮して、像高０の補正値（第１の補正値：レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ係数）を算出すると、下記の式（１）のようになる。

第１の補正値（電圧値Ｓ１２Ａの係数）＝（目標光量×光量値Ｓ１１／ＦＦｈ）／（合成光量−ＬＤＢ光量）−ＬＤＢ光量／（合成光量−ＬＤＢ光量）＝（１００μＷ×ＦＦｈ／ＦＦｈ）／（１２０μＷ−４０μＷ）−４０μＷ／（１２０μＷ−４０μＷ）＝１００／８０−４０／８０＝０．７５ （１）
その他の像高についても同様にして、第１の補正値（電圧値Ｓ１２Ａの係数）を算出すると、図８に示す結果が得られる。そして、図８に示す第１の補正値に応じて、像高０の際の電圧値Ｓ１２Ａを算出すると、式（２）で示す電圧値Ｓ１２Ａが得られる。

第１の補正値のときのレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ＝第１の補正値（電圧値Ｓ１２Ａの係数）×基準電圧Ｓ１３＝０．７５×２Ｖ＝１．５Ｖ （２）
そして、像高０のタイミングで補正値演算部１０９は式（２）で示すレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａをレーザ駆動部１０４に出力する。

同様にして、補正値演算部１０９は、補正値格納部１０８に格納された第１の補正値（図８）に応じて、図８に示す各像高におけるレーザ電圧値Ｓ１２Ａを算出して、レーザ駆動部１０４に与える。

このレーザ電圧値Ｓ１２Ａは、基準電圧Ｓ１３の比率に応じて変化し、これによって、光量がする。例えば、２Ｖを出力すると、１００％光量となり、１Ｖを出力すると、５０％光量となる。

なお、同様にして、光量値Ｓ１１が“８０ｈ”の際の第２の補正値（レーザ素子電圧値Ｓ１２Ａの係数）に応じて、補正値演算部１０９は、第２の補正値におけるレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａを、像高に応じて算出する（図８参照）。

このようにして、補正値演算部１０９は、補正値（第１又は第２の補正値）に応じて、各像高におけるレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａを算出する。そして、補正値演算部１０９は、ＢＤ検出信号Ｓ７の入力タイミングに応じて、像高に対応したレーザ素子電圧値Ｓ１２Ａ及びＳ１２Ｂをレーザ駆動部１０４に出力する。

これによって、レーザ素子ＬＤＡに加えられる駆動電流Ｓ４Ａの値が変更される。この際、レーザ素子ＬＤＢに加えられる駆動電流Ｓ４Ｂの値は一定値とされる。そして、レーザ素子ＬＤＡに加える駆動電流の値を変化させて、画像形成を行う。これによって、図９に関連して説明したように、図９（ａ）に符号Ｉ及びＫで示す光パルスの波形で多重露光を行うことができる。その結果、図９（ｂ）に実線で示す光パルスの波形（Ｉ＋Ｋ）で感光ドラム１１（図３）の表面が露光・走査される。つまり、多重露光を行う際に、階調性を滑らかにして、適切な画像濃度を得ることができる。

なお、上述の例では、光走査装置１３毎にその特性を補正する例について説明したが、感光ドラムにおける感度ムラを示す感度ムラデータを補正値として補正値格納部１０８に格納するようにしてもよい。そして、この感度ムラデータに応じてレーザ１０５の光量補正をするようにしてもよい。これによって、感光ドラムの感度ムラの影響に起因する濃度ムラを抑制することができる。

なお、上述の説明から明らかなように、制御ユニット８０において、補正値格納部１０８を除く各構成要素が駆動制御手段として機能することになる。

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露光制御方法として、この露光制御方法を、制御ユニット８０を構成するコンピュータに実行させるようにしてもよい。

さらに、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを露光制御プログラムとして、この露光制御プログラムを、制御ユニット８０を構成するコンピュータに実行させるようにしてもよい。

また、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のコンピュータに読み取り可能な記録媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理ようにしてもよい。

１１ 感光ドラム
６０ フォトセンサ（濃度センサ）
８０ 制御ユニット
１０１ ＣＰＵ（中央処理装置）
１０３ 光走査装置制御部
１０４ レーザ駆動部
１０５ 半導体レーザ
１０６ ＢＤセンサ
１０８ 補正値格納部
１０９ 補正値演算部

Claims (4)

1. 複数の発光素子を有する光源を有し、前記複数の発光素子から出力される複数の光ビームによって被露光面を走査して多重露光を行う露光制御装置において、
   前記発光素子を駆動して前記光ビームを出力させる発光素子駆動手段と、
   前記被露光面を走査する際、前記被露光面の走査の位置に応じて規定され前記光ビームの光量を補正する補正係数に応じて予め定められた基準電圧を補正して当該補正された基準電圧によって前記発光素子駆動手段を制御して前記発光素子のうち少なくとも１つについてその光ビームの光量を変化させるとともに、前記発光素子のうち残りの前記発光素子について前記基準電圧によって前記発光素子駆動手段を制御してその光ビームの光量を所定の光量に一定として、前記多重露光を行う制御手段とを有することを特徴とする露光制御装置。
2. 前記光ビームを前記被露光面に導く光学系を備えており、
   前記補正係数は、前記光学系に起因する前記光ビームの光量分布の特性を測定した測定結果に応じて得ることを特徴とする請求項１記載の露光制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の露光制御装置を有し、前記被露光面である像担持体を画像データに応じて前記光ビームで露光した後、現像して画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記像担持体に形成されたパッチ画像の濃度を検出して濃度検出信号を得る濃度検出手段を有し、
   前記露光制御装置は、前記濃度検出信号に応じて前記光ビームの光量を設定する光量設定値を求める光量設定手段を有し、
   前記制御手段は、前記光量設定値に応じて前記発光素子駆動手段を制御して前記発光素子うちの少なくとも１つについてその光ビームの光量を変化させ、前記発光素子のうちの残りの前記発光素子についてその光ビームの光量を所定の光量に一定とすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

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