JP2013120231A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光ビームの光量調整を同時に行うことで、光量調整の精度を劣化させることなく、かつ複数の光ビームの光量調整のために要する時間を短縮する。
【解決手段】複数の光ビームを射出する発光手段１０１と、前記複数の光ビーム数よりも少ない数の受光手段１１９とを備え、印刷動作中に前記複数の光ビームの光量調整を行う同時に行う画像形成装置であって、１つの光ビームの駆動電流を制御するサイクル時間内において、複数の光ビームの点灯タイミングを所定時間ずらしつつ点灯し、前記受光手段１１９で受光した前記光ビームの光量から各々の光ビームの点灯光量を算出し、算出した光量に基づいて光量調整を行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は光走査装置を備えた画像形成装置及びプログラムに関する。

光走査装置を用いた画像形成装置では、発光素子、例えばレーザダイオード（以下ＬＤという）から射出される光ビームをポリゴンミラーなどにより走査して、帯電したドラム状感光体表面に照射して静電潜像を描画している。
この画像形成装置において高速で画像形成を行うには、光ビームを走査するポリゴンミラーの回転数を高速化すればよい。しかし、ポリゴンミラーの回転数を高速化すると消費電流が多大になること、またポリゴンミラーが高速回転することによる風切音が生じるなどの問題が生じる。

そこで、前記画像形成装置で高速に画像形成を行う際に、１走査時における点灯光ビーム（以下単に光ビームという）数を増やせばポリンゴンミラーの回転数を上げずに高速で画像形成を行うことができる。例えば、同一のポリゴン回転数で光ビームを走査する場合、光ビーム数を２倍に増やすことで２倍の速度で画像形成を行うことができる。近年では、より高速・高解像度の画像形成のために、数本から数十本の光ビームを用いる画像形成装置も存在している。

ところで、複数の光ビームで画像を形成する場合、各々の光ビームの光量が略同一でないと濃度むらが生じる。そのため、各々の光ビーム光量を目標の光量になるように制御する自動光量調整（ＡＰＣ：Automatic Power Control）が既に知られている。
しかし、従来の複数の光ビームにおける光量調整制御では、複数の光ビームに対して受光素子が１つまたは複数であってもその数が少ないため、各々の光量を調整する場合は、１つの受光素子に対して光ビームを１つずつ点灯する必要がある。そのため、全ての光ビームの光量調整を行うのに長時間を要している。

また、同時に光ビームを点灯させて光量調整を行う場合は、同時に点灯する光ビームの各々の光量分配を持つパラメータに基づいて光量調整を行うため、温度変化などにより光ビーム間の発光特性が変動した場合には、精度よく光量調整を行うことができないという問題がある。

この問題に関連して、特許文献１には、光量調整時間を短縮する目的で、同時に複数の光ビームを点灯させて光量制御を行う光量制御装置が開示されている。この光量制御装置は、後述する本発明とは複数の光ビームを点灯させて光量制御を行う点では類似している。
しかし、特許文献１に記載された光量制御装置では、同時に点灯する光ビームの各々の光量分配を持つパラメータを用いて光量調整を行っているため、光ビーム毎の特性のばらつきや分配の比率が変化した場合に光量調整精度が劣化するという問題は解消できていない。

したがって、本発明の目的は、複数の光ビームの光量調整を同時に行うことで、光量調整の精度を劣化させず、かつその光量調整のために要する時間を短縮することである。

本発明は、複数の光ビームを射出する発光手段と、前記光ビーム数よりも少ない数の前記光ビームの受光手段とを備え、印刷動作中に前記発光手段の駆動電流を制御して複数の光ビームの光量調整を行う画像形成装置であって、１つの光ビームの前記駆動電流を制御するサイクル時間内において、複数の光ビームの点灯タイミングを所定時間ずらした状態で複数の光ビームを同時に点灯するビーム点灯制御手段と、前記受光手段で受光した前記光ビームの光量から各々の光ビームの点灯光量を算出する光量算出手段と、算出した光量に基づいて前記複数の光ビームの光量調整を行う光量調整手段と、を有する画像形成装置である。

本発明によれば、画像形成装置において、同時に複数の光ビームの光量を、精度を劣化させることなく、従来の画像形成装置におけるより短時間で調整することができる。

本発明の実施形態である搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだ、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置の構成図である。 光走査装置の概略構成図である。 光量調整のためのＬＤ点灯タイミングについて説明する図である。 本実施形態と対比するために示した従来の光量調整時のＰＤ受光光量及びＬＤ駆動電流を説明する図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の光走査装置における、点灯タイミングをずらした光量調整について説明する図である。 ＬＤ１、ＬＤ２の点灯タイミングをずらしたときの光量算出手段が行う各光ビームの光量算出について説明する図である。 光量制御を行うための光量調整回路を示す図である。 光量制御を行うための別の光量調整回路を示す図である。 ＬＤが３個で、同時に光量調整が可能なＬＤを２個とした場合において、連続して光量調整を行う手順を示すフロー図である。 同時に光量調整を行っているときに、一方の光量調整を一時停止するための処理手順を説明するフロー図である。

本発明をその実施形態について説明するに先き立ち、まず、その特徴について説明すると、それは、印刷動作中において画像形成領域外で複数の光ビームの光量調整を行うものにおいて、発光素子であるＬＤの点灯開始のタイミングをずらした状態で同時に複数のＬＤの点灯を行い、複数の光ビームの各々の光量を算出し、算出した光量に対して複数の各々の光量制御を行うことで、複数の光ビームの光量を同時に調整する光量自動制御を可能にしたことである。

以下、添付図面にしたがって、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は本発明の実施形態である搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだ、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置の構成図である。
このカラー画像形成装置では、図示のように、各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する画像形成部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが、転写紙１を搬送する搬送ベルト２に沿って一列に配置されている。

搬送ベルト２は、駆動回転する駆動ローラ３と従動回転する従動ローラ４間に架設されており、前記各ローラ３、４の回転により矢印方向に回転駆動される。
搬送ベルト２の下部には、転写紙１が収納された給紙トレイ５が備えられている。収納された転写紙１のうち最上位置にある転写紙１は、画像形成時に給紙され、静電吸着によって搬送ベルト２上に吸着される。吸着された転写紙１は、第１の画像形成部（イエロー）１４Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。

第１の画像形成部（イエロー）１４Ｙは、感光体ドラム６Ｙと感光体ドラム６Ｙの周囲に配置された帯電器７Ｙ、光走査装置８、現像器９Ｙ、感光体クリーナ１０Ｙから構成されている。
感光体ドラム６Ｙの表面は、帯電器７Ｙで一様に帯電された後、光走査装置８によりイエローの画像に対応したレーザー光１１Ｙで露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器９Ｙで現像され、感光体ドラム６Ｙ上にトナー像が形成される。

このトナー像は感光体ドラム６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙによって転写され、転写紙１上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム６Ｙは、感光体ドラム６Ｙ表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
このように、第１の画像形成部（イエロー）１４Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙１は、搬送ベルト２によって第２の画像形成部（マゼンタ）１４Ｍに搬送され、ここでも、同様に感光体ドラム６Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）が転写紙１上に重ねて転写される。

転写紙１は、さらに第３の画像形成部（シアン）１４Ｃ、第４の画像形成部（ブラック）１４Ｋに搬送され、同様に形成されたトナー像が転写されてカラー画像を形成していく。
第４の画像形成部（ブラック）１４Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙１は、搬送ベルト２から剥離され、定着器１３にて定着された後、排紙される。

図２は、本実施形態に係るタンデムタイプのカラー画像形成装置で用いる光走査装置の概略構成図である。
図２を用いて、本実施形態で用いる光走査装置について概略説明する。
また、ここでは１色に着目して説明を行う。他色の光走査装置についても同様であるため、他の光走査装置についてはこの説明を援用する。

図２に示す光走査装置は、マルチビームによる書き込みを想定したものである。
図２において、複数の発光要素（ＬＤ）から構成される発光手段、ここではレーザーダイオードアレイ（以下ＬＤＡという）１０１から射出された複数の光ビームは、ポリゴンミラー１０２に入射し、その反射光がポリゴンミラー１０２の回転によって偏向される。
偏向された複数の光ビーム又は複数のうち１つの光ビームは、反射ミラー１０３を介し、まず画像形成領域外に配置された主走査の画像書き込み制御の基準を検知するための光検知センサ１０４の位置に到達する。

ここでは、光検知センサ１０４は入射した光ビームを検出し、主走査の画像書き込み制御の基準となる検知信号を生成した書き込み制御部１０５へ出力する。その後、複数の光ビームは図２中のｆθレンズ１０６を通過した後、折り返しミラー１０７を経て、感光体１０８に入射される。
ＬＤＡ１０１の複数の光ビームは、画像領域に入り、各光ビーム毎に画像データに応じた点灯を行う。ＬＤドライバ１０９は送られてきた画像データに応じて複数の光ビームを点灯／消灯させ、感光体１０８上に静電潜像を形成する。ここで、感光体１０８に静電潜像を形成する際に、複数の光ビームの光量が略同一でない場合、濃度むらが生じる。

そこで、複数の光ビーム毎に各々の光量が略同一となるように自動光量調整（Auto Power Control）を行う。
ここで自動光量調整を行う際には、光量を検出するためには、フォトダイオード（以下、ＰＤという）などの受光素子により、光ビームの光量を検出する必要がある。図示しないが、ＰＤはＬＤＡ１０１のパッケージ内に内蔵している場合があり、この場合は内蔵しているＰＤモジュールを用いて光量を検出する。

ＰＤを内蔵することが出来ない、例えば射出方向のみに光ビームを射出する面発光ダイオードの場合には、図示しないが射出された複数の光ビームをハーフミラーなどを用いて折り返し、面発光ダイオードの外側に設けたＰＤに入射して光量を検出する。

次に、図３を用いて、光量調整のためのＬＤ点灯タイミングについて説明する。
図３は光量調整のためのＬＤ点灯タイミングを説明する図である。即ち、ＬＤＡ１０１内のＬＤが２個であることを想定した場合の点灯タイミングについて図示したものである。なお、ＬＤが２個を越える場合も、基本動作は同じであるためその説明は省略する。

図３のＬＤ１、ＬＤ２の点灯信号はＬｏｗ側が点灯していることを表している。また、図３の光センサ検出領域間Ｔ_０は１走査周期を表している。画像形成期間は光センサ検出領域（時間）Ｔ_１と画像形成領域（時間）Ｔ_２とがある。
光センサ検出領域Ｔ_１は画像形成を行う画像形成領域Ｔ_２の開始タイミングを決定するために、光検知センサ１０４に入射する光ビームを点灯する領域である。
光センサ検出領域Ｔ_１は、画像形成領域Ｔ_２の有効期間を決定するため確実に点灯させる必要があり一定期間が必要である。また、画像形成領域Ｔ_２も形成する画像や感光体表面を走査する時間に応じてその期間が決定され、やはり一定の期間が確保されなければならない。

したがって、光量調整は、光センサ検出領域（時間）Ｔ_１及び画像形成領域（時間）Ｔ_２外で実行する。ここで、光量調整領域Ｔ_３、Ｔ_４では、光ビームの光量を所望の光量とするために調整が実行されるので、光ビームの変動量に応じてその時間は変動するものの光量調整領域Ｔ_３、Ｔ_４も一定期間以上の時間が必要である。

複数の光ビームで画像形成を行う場合、各々の光ビームの発光光量を略同一にするために、１走査（１ライン）ごとに光量調整を実行することが望ましい。ＬＤＡ１０１から射出される複数の光ビームに対して、光量を検出する受光手段、ここではＰＤの数が少ない場合は、各々の光ビームに対して光量を検出して光量調整を行う必要がある。そのため、図３に示すように、ＬＤ１とＬＤ２の光量調整を行うＬＤ点灯タイミングをずらして光量調整を行う必要がある。また、ＬＤ１とＬＤ２の光量調整領域Ｔ_３、Ｔ_４が重複しないようにＬＤ１からＬＤ２まで切り替える際に一定の時間Ｔｄを空けて光量調整を行う。

図４は、従来の光量調整時のＰＤの受光光量及びＬＤ駆動電流を説明する図であり、本実施形態と対比するために示した図である。
図４Ａの縦軸は、受光素子が検出する光ビームの光量（Ｐｗ）を示し、図４Ｂ、Ｃの縦軸は、ＬＤ１、ＬＤ２それぞれの駆動電流Ｉ_ＬＤ１、Ｉ_ＬＤ２を示している。図４Ａ〜Ｃの横軸は、いずれも光量調整に係る時間を示している。
ここで、図４Ｂに示すようにＬＤ１を点灯し、ＰＤで受光しその受光光量に基づきＬＤ１の駆動電流Ｉ_ＬＤ１を変更する調整を、駆動電流Ｉ_ＬＤ１の制御サイクルのサイクル時間Ｔｓ毎に繰り返し、ＬＤ１の光ビームの光量が目標光量になるようにＬＤ１の駆動電流Ｉ_ＬＤ１を制御する。ＬＤ１の光ビームの光量調整が終了した後、ＬＤ２の光ビームへ切り替えて、図４Ｃに示すようにＬＤ２の光ビーム光量を目標光量になるようにＬＤ２の駆動電流Ｉ_ＬＤ２を、サイクル時間Ｔｓ毎に繰り返し制御して光量制御を行う。

したがって、従来の光量調整では、図３、４に示すように、ＬＤ１、ＬＤ２の光量調整に係る時間（Ｔ_３＋Ｔ_４）に加えてＬＤ切り替えのための時間（Ｔｄ）が必要となる。これは、ＬＤ１の光量調整が終わる際に、ＬＤ２の光ビームが入射してしまうと、ＬＤ１の光量調整の終わりで誤った光量へ再調整してしまう恐れや、ＬＤ２の開始時の光量が誤った光量を検出してＬＤ２の光量調整が正しく行えない恐れがあるためである。

このように、従来の光量調整では、印刷動作中の画像形成時間外での光量調整を行える期間が限られていることに加え、その限られた期間内で、光量調整を行うＬＤを切り替えながら光量調整を行う必要があるため、全ての光ビームの光量調整を行う時間が長くなり、１走査周期内で行える光量調整の数（回数）が限られる。
なお、時間を短縮するために、同時にＬＤを点灯させて駆動電流の比やこれに相当するパラメータに応じて、受光光量からＬＤの発光光量を算出する方法が知られているが、ＬＤ駆動電流に対する発光光量は素子それぞれにばらつきがあることに加え、ＬＤの温度により特性が変化するため、駆動電流の比やこれに相当するパラメータにより算出した発光光量を用いた光量調整の精度は劣化する。

図５は、本実施形態に係る前記画像形成装置の光走査装置における、点灯タイミングをずらした光量調整について説明する図である。
ここで、図５Ａの縦軸は、受光手段を構成するＰＤが検出する光ビームの光量（Ｐｗ）を示し、図５Ｂ、Ｃの縦軸は、ＬＤ１、ＬＤ２（発光素子）のそれぞれの駆動電流Ｉ_ＬＤ１、Ｉ_ＬＤ２を示している。図５Ａ〜Ｃの横軸は光量調整に要する時間を示している。
図５に示すように、発光素子であるＬＤ１を点灯した後、そのＬＤ駆動電流Ｉ_ＬＤ１を所定のサイクル時間Ｔｓの半分の時間つまり、サイクル時間Ｔｓ／２だけ遅らせてＬＤ２の点灯を開始する。ＰＤの受光光量の切り替えがＬＤ１、ＬＤ２それぞれの変動に対応して発生するため、ここでは、ＰＤの受光光量の検出タイミングをそれに合わせて２倍にすることで、ＬＤ１、ＬＤ２の光量を検出することができる。
なお、これらの制御は、本タンデムタイプのカラー画像形成装置の制御部（図示せず）のコンピュータにプログラムを読み取らせることにより実現する、ビーム点灯制御手段、光量算出手段及び光量調整手段によってなされる。

本実施形態によれば、ＬＤ１、ＬＤ２の点灯タイミングをずらした状態で同時に点灯し、それぞれの光量制御を行うことができるため、図４で示した従来の光量調整における光ビーム切り替えのための時間Ｔｄが生じないだけではなく、ずらしたタイミング毎に複数の光ビームの光量調整を行うため光量調整時間を短縮することができる。
また、ＰＤの受光光量は各光ビームに応じた変化を示すため、駆動電流Ｉ_ＬＤの比やパラメータに依存することがなく、精度の劣化のない光量調整を行うことができる。

図６は、ＬＤ１、ＬＤ２の点灯タイミングをずらしたときの前記光量算出手段が行う各光ビームの光量算出について説明する図である。
図６Ａの縦軸はＰＤ（受光手段）が検出する光ビームの光量（Ｐｗ）を示し、図６Ｂ、Ｃの縦軸はＬＤ１、ＬＤ２それぞれの算出光量（Ｐｓ１、Ｐｓ２）を示している。図６の横軸は光量調整に係る時間を示している。

ここで、任意のｋ番目の受光光量をサンプルする際の光量をＰｗ［ｋ］、ｋ番目のＬＤ１、ＬＤ２の算出光量をＰｓ１［ｋ］、Ｐｓ２［ｋ］とし、ただし、ｋは０以上の整数とすると、
Ｐｓ１［０］＝Ｐｗ［０］、Ｐｓ２［０］＝Ｐｗ［１］−Ｐｗ［０］である。
ここでｋが１以上において、
ＬＤ１の算出光量は、
Ｐｓ１［ｋ］＝（Ｐｗ［２ｋ］−Ｐｗ［２ｋ−１］）＋Ｐｓ１［ｋ−１］（ｋ≧１）
と、算出され、
ＬＤ２の算出光量は、
Ｐｓ２［ｋ］＝（Ｐｗ［２ｋ＋１］−Ｐｗ［２ｋ］）＋Ｐｓ２［ｋ−１］（ｋ≧１）
と、算出することができる。

ここで、同時に光量調整を行う光ビーム数をｎ（ｎ≧１の整数）、点灯開始タイミングがずれる順番（つまり、点灯の順番）をｉ（ｉは０以上の整数）とした時、ｉ番目に点灯する光ビームのｋ番目の発光光量は、
Ｐｓｉ［ｋ］＝Ｐｗ［（ｎ×ｋ）＋ｉ）］−Ｐｗ［（ｎ×ｋ）＋ｉ−１］＋Ｐｓｉ［ｋ−ｉ］（ｋ≧ｉ）で算出することができる。
本実施形態によれば、ＬＤの発光光量が、隣接した光ビームの光量の変動とその前の算出光量から算出されるため、他の光ビームの光量の影響を受けることがない。
本実施形態では、以上のように、算出した光量を用いて光量調整を行うことにより、精度を劣化することなく、同時に複数のＬＤの光量調整を行うことができる。

図７は前記光量調整手段が光量算出結果を用いて光量制御を行うための光量調整回路を示す図である。
即ち、前記ビーム点灯制御手段の制御に応じて、駆動電流制御部１１６ａ、１１６ｂで生成された設定値に応じて駆動電流生成部１１８ａ、１１８ｂから駆動電流が出力されＬＤ１が点灯し、ＬＤ１から光ビームが射出される。
受光手段を構成するＰＤ１１９はＬＤ１（１０１）の光ビームを検出し、光量に応じたモニタ電流を出力し、Ｉ／Ｖ変換部（電流／電圧変換部）１１０に入力される。
Ｉ／Ｖ変換部１１０は、モニタ電流に応じた電圧値を出力し、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）１１１に入力される。Ａ／Ｄ変換器１１１では、電圧値をデジタルの値に変換する。
レジスタ１１２は、Ａ／Ｄ変換器１１１が検出した電圧値を制御サイクル時間Ｔｓ／２ごとに更新して保持し、減算器Ｄ１で検出した電圧値とレジスタ１１２の値の差をとり、切替手段（ＳＷ１）１１３へ入力する。

切替手段１１３はサイクル時間Ｔｓ／２ごとに切り替わり、接続先を切り替えるスイッチである。
レジスタ１１４ａは、ＬＤ１の算出された電圧値の直前の電圧値を保持し、Ａ／Ｄ変換器１１１の値とレジスタ１１２の値を加算器Ｄ２で加算した値から、ＬＤ１の光量に応じた電圧値を算出し、比較器１１５ａへ入力する。ここで、減算器Ｄ１、加算器Ｄ２、Ｄ３を含む回路は光量算出手段を構成する。
比較器１１５ａは、目標光量時の電圧値Ｖ_REFと、ＬＤ１の算出された光量の電圧値を比較して駆動電流制御部１１６ａへ入力する。駆動電流制御部１１６ａは、比較器１１５ａの結果に応じて、ＬＤ１の発光光量が目標光量へ近づくように駆動電流の設定値を算出し、遅延部１１７ａを介して、駆動電流生成部１１８ａへ前記設定値を出力して、そこで生成される駆動電流に反映させる。ただし、遅延部１１７ａはサイクル時間Ｔｓ／２だけ設定時間を遅らせて反映する。
ここで、比較器１１５ａ、１１５ｂ、駆動電流制御部１１６ａ、１１６ｂ及び駆動電流生成部１１８ａ、１１８ｂを含む回路は光量調整手段を構成する。

ＬＤ２についてもＬＤ１と同様に制御することで、ＬＤ１、ＬＤ２の光量調整はサイクル時間Ｔｓ／２だけずれて点灯と制御を行うことができる。
ここでは、ＬＤが２個の場合について説明したが、その数（ｎ）が２を越える場合もレジスタ、比較器、駆動電流制御部、遅延部、駆動電流生成部が、同時に光量調整を行うのに必要な数だけあれば同様に光量制御を行うことができる。

図８は、前記制御部（前記画像形成装置の制御部）が光量算出結果を用いた光量制御を行うための別の光量調整回路であって、図７に示すものより簡素な構成の光量調整回路を示す図である。
図７の回路構成は、同時に行う光量調整数が増えていくと煩雑になる虞がある。そこで、図８に示す構成を採ることでより回路規模が大きくなることなく光量制御を行うことができる。

即ち、駆動電流制御部１１６で生成された設定値に応じて駆動電流生成部１１８ａ、１１８ｂから駆動電流Ｉ_ＬＤ１、Ｉ_ＬＤ２が出力される。駆動電流Ｉ_ＬＤ１、Ｉ_ＬＤ２が出力されるとＬＤ１（１０１）が点灯し、ＬＤ１（１０１）から光ビームが射出される。
ＰＤ１１９はＬＤ１（１０１）の射出された光ビームを検出し、光量に応じたモニタ電流を出力し、Ｉ／Ｖ変換部１１０に入力される。Ｉ／Ｖ変換部１１０は、モニタ電流に応じた電圧値を出力し、Ａ／Ｄ変換器１１１に入力される。
Ａ／Ｄ変換器１１１では、電圧値をデジタルの値に変換する。
レジスタ１１２はＡ／Ｄ変換器１１１の検出した電圧値を制御サイクル時間Ｔｓ／２ごとに更新して保持する。減算器Ｄ１は検出した電圧値とレジスタ１１２の値の差をとり、切替手段ＳＷ１２０へ入力する。
ここで、ＳＷ１２０はサイクル時間Ｔｓ／２ごとに切り替わり、接続先を切り替えるスイッチである。

レジスタ１１４ａ、１１４ｂはＬＤ１、ＬＤ２の算出された電圧値の前（直前）の電圧値をそれぞれ保持し、セレクタ（ＳＥＬ１）１２１をサイクル時間Ｔｓ／２毎に切り替えＡ／Ｄ変換器１１１の値とレジスタ１１２の値の減算値と、レジスタ１１４ａ、１１４ｂの値を加算器Ｄ４で加算した値（ＬＤ１、ＬＤ２の光量に応じた電圧値）をそれぞれのタイミングで算出し、比較器１１５へ入力する。比較器１１５は、目標光量時の電圧値Ｖ_REFと、ＬＤ１またはＬＤ２（１０１）の算出された光量の電圧値を比較して駆動電流制御部１１６へ入力する。駆動電流制御部１１６は比較器１１５の結果に応じて、ＬＤ１またはＬＤ２（１０１）の発光光量が目標光量へ近づくように駆動電流Ｉ_ＬＤ１またはＩ_ＬＤ２の設定値を算出し、ＬＤ１とＬＤ２を選択する切替手段ＳＷ１２２を介して、駆動電流生成部１１８ａ、１１８ｂで生成する駆動電流Ｉ_ＬＤ１、Ｉ_ＬＤ２へ設定値を反映させる。但し、遅延部１１７ａ、遅延部１１７ｂはサイクル時間Ｔｓ／２だけ設定時間を遅らせて反映させる。

以上の構成を採ることで、１つの比較器１１５及び１つの駆動電流制御部１１６を複数のＬＤの光量調整で切り替えて使用することができ、回路構成が煩雑になること及び回路規模が大きくなることがなく、複数の光ビームの光量制御を行うことができる。

次に、図９を参照して、複数のＬＤがある場合に、同時に実行可能な光量調整数がＬＤ（光源）の数より少ない場合において、連続して光量調整を行う手順を説明する。なお、図９は、光源としてＬＤが３個で、同時に光量調整が可能なＬＤの数が２個である場合において、連続して光量調整を行うために、前記制御部が実行する光量調整の手順を示すフロー図である。
まず、ビーム点灯制御手段によりＬＤ１を点灯（又はＬＤ１の光量を変更）する（Ｓ１０１）。ここで、図７、図８に関連して説明した光量算出手段でＬＤ１の光量を算出する（Ｓ１０２）。この結果より、光量調整が必要な場合は（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、光量調整手段によりサイクル時間Ｔｓだけ遅れたあと、ＬＤ１の光量を変更し目標光量へ近づけるように駆動電流を変更する駆動電流制御を行う（Ｓ１０４）。
ステップＳ１０３で、ＬＤ１の光量調整を続ける必要がない場合は（Ｓ１０３、Ｎｏ）、ビーム点灯制御手段によりサイクル時間Ｔｓ遅れてＬＤ１を消灯する（Ｓ１０５）。

ここで、ＬＤ２もＬＤ１と同様に動作する。即ち、ＬＤ１の点灯からサイクル時間Ｔｓ／２だけ経過後にＬＤ２を点灯する（Ｓ１０６）。ここでも、前記光量算出手段によりＬＤ２の光量を算出する（Ｓ１０７）。この結果より、光量調整が必要な場合は（Ｓ１０８、Ｙｅｓ）、光量調整手段によりサイクル時間Ｔｓだけ遅れたあと、ＬＤ２の光量を変更し目標光量へ近づけるように駆動電流を変更する駆動電流制御を行う（Ｓ１０９）。
ステップＳ１０８で、ＬＤ２の光量調整を続ける必要がない場合は（Ｓ１０８、Ｎｏ）、ビーム点灯制御手段によりサイクル時間Ｔｓ遅れてＬＤ２を消灯する（Ｓ１１０）。

ここで、ＬＤ１及びＬＤ２の光量調整が終了した段階で（Ｓ１０３、Ｎｏ；Ｓ１０８、Ｎｏ）、光量調整が必要なＬＤがなく（この場合ＬＤ３の光量調整が不要）（Ｓ１１１、Ｎｏ）、しかも、必要な全てのＬＤ（この場合はＬＤ１、ＬＤ２）の光量調整が終了していれば（Ｓ１１７、Ｙｅｓ）、光量調整を終了する。

ステップＳ１１１で光量調整が必要なＬＤ（この場合ＬＤ３の光量調整が必要）があれば（Ｓ１１１、Ｙｅｓ）、ＬＤ３を点灯（光量変更）し（Ｓ１１２）、前記光量算出手段によりＬＤ３の光量を算出する（Ｓ１１３）。この結果より、光量調整が必要と再度判断したときは（Ｓ１１４、Ｙｅｓ）、光量調整手段によりサイクル時間Ｔｓだけ遅れたあと、ＬＤ３の光量を変更し目標光量へ近づけるように駆動電流を変更する駆動電流制御を行う（Ｓ１１５）。
ステップＳ１１５で光量調整が行われ、光量調整が不要と判断したときは（Ｓ１１４、Ｎｏ）、ビーム点灯制御手段によりサイクル時間Ｔｓ遅れてＬＤ３を消灯する（Ｓ１１６）。また、ここで全てのＬＤの光量調整が終了していれば（Ｓ１１７、Ｙｅｓ）、光量調整を終了する。

図９に示したフロー図の手順を採ることで、同時に実行可能な光量調整数（ここでは２）がＬＤ（光源）の数（ここでは３）よりも少ない場合においても、時間をかけることなく光量調整を行うことができる。また、ＬＤの数や同時に行える光量調整数が異なる場合においても同様の手順を採ることで、連続して光量調整を行うことができるため、時間をかけることなく光量調整を行うことができる。

図１０はＬＤ１及びＬＤ２の光ビームの光量調整を同時に行っているときに、一方（ここでは、点灯順位が低いＬＤ２）の光量調整を一時停止するための処理手順を説明するフロー図である。
複数のＬＤ（光源）を同時に点灯した場合、その数が多くなるとＰＤの受光可能な光量よりも大きな光量を検出することになり、正しく光量調整が行えなくなる場合がある。
そこで、本実施形態では、図１０に示すように、ＬＤ２の光量調整時に、受光光量が最大光量よりも小さな場合にのみＬＤ２の駆動電流制御を行う。受光光量が所定の閾値より大きい場合には、先に点灯させるＬＤ１が光量調整を完了し、ＬＤ１が消灯するのを待ってから、後から点灯させるＬＤ２の光量調整を再開する。その間、ＬＤ２の駆動電流を消灯しておく。

図１０において、ステップＳ２０１からステップＳ２０５までの手順は、図９におけるステップＳ１０１からステップ１０５までの手順と同じである。
ここでは、ステップＳ２０２でＬＤ１の（光ビームの）光量を算出した後、ビーム点灯制御手段は、ＬＤ１で光量算出時点からサイクル時間Ｔｓ／２だけ経過した後に、ＬＤ２を点灯し（Ｓ２０６）、光量算出手段は図９について説明したと同様にＬＤ２の（光ビームの）光量を算出する（Ｓ２０７）。
ここで、前記光量調整手段がＬＤ２の光量の調整が必要と判断したときは（Ｓ２０８、Ｙｅｓ）、ＰＤ１１９の受光光量が予め定めた前記ＰＤ１１９の最大光量以下であるか判断し（Ｓ２０９）、最大光量を越えると判断したときは（Ｓ２０９、Ｎｏ）、ビーム点灯制御手段は、サイクル時間Ｔｓ遅れて点灯順位の低いＬＤ２を消灯する（Ｓ２１０）。

前記光量調整手段がステップＳ２０９で受光光量が予め定めた前記ＰＤ１１９の最大光量以下と判断したときは（Ｓ２０９、Ｙｅｓ）、サイクル時間Ｔｓ遅れてＬＤ２の駆動電流を制御する（Ｓ２１１）。
前記光量調整手段がステップＳ２０８でＬＤ２の光量調整は必要ないと判断したときは（Ｓ２０８、Ｎｏ）、ビーム点灯制御手段は、サイクル時間Ｔｓ遅れてＬＤ２を消灯する。
また、ステップＳ２０３、ステップＳ２０８で前記光量調整手段がそれぞれＬＤ１、ＬＤ２の光量調整は必要でないと判断し（Ｓ２０３、Ｎｏ；Ｓ２０８、Ｎｏ）、全てのＬＤの光量調整が終了したと判断したときは（Ｓ２１３、Ｙｅｓ）、光量調整を終了する。
この実施形態によれば、ＰＤの受光光量が最大光量になった場合でも光ビーム数を減らして光量調整を続けていくことができる。

以上本実施形態について説明したが、これによれば、ずれたタイミングで検出されるＰＤ１１９が受光した光量（即ち、複数（ｎ）の光ビームの点灯タイミングをサイクル時間Ｔｓに対して、ＬＤ（１０１）から射出された光ビームをＰＤ１１０がＴｓ／ｎ毎に受光した光量）を用いて光量調整を行うので、画像形成装置において、同時に複数の光ビームの光量を、精度を劣化することなく調整することができる。
また、各ＬＤ（１０１）の光量調整は、それぞれ他のＬＤ（１０１）の光量調整に関係なく行えるので、途中で他のＬＤ（１０１）が消灯した場合においても、正常に光量調整を行うことができる。

なお、以上の説明では、同時に光量調整を行う光ビームを２ビームであるとして行ったが、２ビームを越える場合であって、受光光量が最大光量を越えるときは、最大光量以下になるまで、点灯の順番にしたがって後の方から順次光ビームを消灯すればよく、必ずしも他の光ビームを全て消灯する必要はない。

１・・・転写紙、２・・・搬送ベルト、３・・・駆動ローラ、４・・・従動ローラ、５・・・給紙トレイ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ・・・感光体ドラム、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ・・・帯電器、８・・・光走査装置、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ・・・現像器、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・感光体クリーナ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・レーザー光、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・転写器、１３・・・定着器、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ・・・画像形成部、１０１・・・レーザーダイオードアレイ（ＬＤＡ）、１０２・・・ポリゴンミラー、１０３・・・反射ミラー、１０４・・・光検知センサ、１０５・・・書き込み制御部、１０６・・・ｆθレンズ、１０７・・・折り返しミラー、１０８・・・感光体、１０９・・・ＬＤドライバ、１１０・・Ｉ／Ｖ変換部、１１１・・・Ａ／Ｄ変換器、１１２、１１４ａ、１１４ｂ・・・レジスタ、１１３、１２０、１２２・・・切替手段、１１５、１１５ａ、１１５ｂ・・・比較器、１１６、１１６ａ、１１６ｂ・・・駆動電流制御部、１１７ａ、１１７ｂ・・・遅延部、１１８ａ、１１８ｂ・・・駆動電流生成部、１１９・・・ＰＤ、１２１・・・セレクタ。

特開２００６−０９１５５３号公報

Claims (9)

1. 複数の光ビームを射出する発光手段と、前記光ビーム数よりも少ない数の前記光ビームの受光手段とを備え、印刷動作中に前記発光手段の駆動電流を制御して複数の光ビームの光量調整を行う画像形成装置であって、
   １つの光ビームの前記駆動電流を制御するサイクル時間内において、複数の光ビームの点灯タイミングを所定時間ずらした状態で複数の光ビームを同時に点灯するビーム点灯制御手段と、
   前記受光手段で受光した前記光ビームの光量から各々の光ビームの点灯光量を算出する光量算出手段と、
   算出した点灯光量に基づいて前記複数の光ビームの光量調整を行う光量調整手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   １つの光ビームの駆動電流を制御するサイクル時間をＴｓ、光ビームの数をｎとするとき、前記所定時間はＴｓ／ｎである画像形成装置。
3. 請求項２に記載された画像形成装置において、
   前記光量算出手段は、前記光ビームの駆動電流を制御した後の、Ｔｓ／ｎ内に前記受光手段が受光した光量と、Ｔｓ／ｎ前の前記受光手段の受光光量と、Ｔｓ前に前記光量算出手段が算出した前記光ビームの光量と、から前記光ビームの点灯光量を算出する画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記光量調整手段は、前記光ビームの目標光量と前記光量算出手段が算出した前記光ビームの点灯光量を比較する比較器と、前記算出した光ビームの点灯光量に基づき前記発光手段の前記駆動電流の設定値を算出する駆動電流制御部と、前記設定値に基づき前記発光手段への前記駆動電流を生成する駆動電流生成部と、を有する画像形成装置。
5. 請求項４に記載された画像形成装置において、
   前記光量調整手段は前記発光手段の複数の発光要素毎に設けられており、かつ前記発光要素毎に切り替えて光量調整を行う画像形成装置。
6. 請求項４に記載された画像形成装置において、
   前記光量調整手段は、共通の駆動電流制御部と前記発光手段の複数の発光要素毎に設けられた前記駆動電流生成部とを有し、前記駆動電流制御部の出力を前記駆動電流生成部毎に切り替えて光量調整を行う画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載された画像形成装置において、
   光量調整を行う際に、光量調整のための複数の光ビームの数が、同時に実行可能な光量調整数よりも多いときは、前記光量調整手段は、同時に光量調整が可能な光ビームの光量調整が不要となるタイミングで、光量調整を行っていない他の光ビームの光量調整を開始する画像形成装置。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記光量調整を行う際に、受光手段の受光光量が規定の光量よりも大きいときは、前記ビーム点灯制御手段は、光量調整可能な範囲内で光ビームの光量調整を行うよう、同時に光量調整を行っている過剰な光ビームを消灯し、光量調整手段は光量調整を継続する画像形成装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載された画像形成装置のコンピュータを、
   前記ビーム点灯制御手段と、前記光量算出手段と、前記光量調整手段として機能させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。

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