JP2013145277A - 画像形成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】単一の受光手段で画像書き出し位置検出と光量制御を行う際の画像書き出し位置のずれや色ずれの発生を低減することを可能とした画像形成装置、制御方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】画像形成装置は、ＣＰＵ２０１、ＰＤセンサ２０２等を備える。ＣＰＵ０１は、画像書き出しタイミングの検出時においては、ＰＤセンサ２０２の出力が一定値となるようにＰＤセンサ出力を設定する。また、ＣＰＵ０１は、ＡＰＣを行う期間（自動光量制御時）においては、ＰＤセンサ２０２の出力がレーザ光の光量に従って変化するようにＰＤセンサ出力を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体にレーザ光を走査して画像形成を行う際の画像書き出し位置の制御とレーザ光の光量の制御が可能な画像形成装置、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、感光体にレーザ光を走査して静電潜像を形成し、静電潜像を現像し転写することで記録紙に画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置がある。電子写真方式でカラーの画像形成を行う画像形成装置について簡単に説明する。図８に画像形成装置の全体構成を示すが、以下では画像形成装置の主要部について説明する。

画像形成装置には、感光体ドラム１、２、３、４、現像器５、６、７、８、中間転写ベルト９等が配置されている。画像形成時は、感光体ドラム１、２、３、４の順にレーザユニット１０からレーザ光を照射し露光することで静電潜像を形成する。感光体ドラム１、２、３、４上の静電潜像は、各々、現像器５、６、７、８により各色のトナー像に可視化現像される。感光体ドラム１、２、３、４上のトナー像は、中間転写ベルト９が回転する過程で感光体ドラム１、２、３、４と転写帯電器１１、１２、１３、１４との間の１次転写部を順次通過することで、中間転写ベルト上に重ねて転写される。

他方、複数の給紙部１５、１６、１７から選択的に記録紙Ｓの給紙を行い、それぞれ対応する搬送ローラ対１８、１９、２０等を介してレジストローラ対２１へ記録紙Ｓを搬送する。レジストローラ対２１は、中間転写ベルト９上のトナー像と記録紙先端との位置を合わせるタイミングをとって回転が開始されることにより、２次転写ローラ２２と２次転写対向ローラ２３とが当接する２次転写部Ｔに記録紙Ｓを送る。これにより、記録紙Ｓにトナー像が転写される。

２次転写部Ｔを通過した記録紙Ｓは、定着部２４へ送られる。記録紙Ｓが定着部２４内の定着ローラ２４Ａと加圧ローラ２４Ｂの間のニップ部を通過する過程で、定着ローラ２４Ａにより加熱され、加圧ローラ２４Ｂにより加圧されてトナー像が定着される。定着部２４を通過した記録紙Ｓは、搬送ローラ対２５によって排出ローラ対２６へ送られ、更に機外の排出トレイ２７上へ排出される。以上の動作によって、記録紙Ｓの片面に画像形成を行う片面モードの印刷が行われる。

次に、画像形成装置の感光体ドラムに対する露光について説明する。図９に画像形成装置の走査光学系の構成例を示す。

走査光学系は、半導体レーザ４０１、コリメータレンズ４０２、開口絞り４０３、シリンドリカルレンズ４０４、ポリゴンミラー４０５、光学素子４０６（トーリックレンズ４０６ａ、回折光学素子４０６ｂ）等を備える。半導体レーザ４０１から出射されたレーザ光は、各々、コリメータレンズ４０２、開口絞り４０３、シリンドリカルレンズ４０４を通過し、ポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａで反射される。その後、レーザ光は、トーリックレンズ４０６ａ、回折光学素子４０６ｂを通過し感光体ドラム４０７上に結像される。

コリメータレンズ４０２は、半導体レーザ４０１から出射されたレーザ光である発散光束（光ビーム）を略平行光束に変換する。開口絞り４０３は、通過光束を制限する。シリンドリカルレンズ４０４は、副走査方向にのみ既定の屈折力を有しており、開口絞り４０３を通過した光束を副走査断面内でポリゴンミラー４０５の反射面４０５ａに結像させる。

ポリゴンミラー４０５は、ポリゴンモータ（不図示）等により一定速度で回転駆動され、反射面４０５ａに結像したレーザ光を偏向走査する。光学素子４０６は、ｆθ特性を有し、屈折部と回折部とを備える。屈折部は、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トーリックレンズ４０６ａから構成される。トーリックレンズ４０６ａの主走査方向のレンズ面は非球面形状を有する。回折部は、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光学素子４０６ｂから構成される。

フォトダイオード（以下ＰＤ）センサ４０９は、図９に示すように感光体ドラム４０７の画像領域より外側の光走査領域（以下非画像領域）に設置されている。ポリゴンミラー４０５により偏光走査するレーザ光は、反射ミラー４０８で反射し、ＰＤセンサ４０９の受光面を走査する。ＰＤセンサ４０９は、入射したレーザ光を検出する。レーザ光の検出タイミングを基に、感光体ドラム４０７への画像書き出しタイミングの制御を行うと共に、検出したレーザ光の光量が設定光量となるように半導体レーザ４０１から出力するレーザ光の光量を制御する自動光量制御（以下ＡＰＣ）を行う。

ＡＰＣの方式としては、レーザを一定期間点灯して、レーザに内蔵あるいは外部に設けたレーザ光検出用のＰＤ（フォトダイオード）によりレーザ光の発光光量を検出し、検出した発光光量に応じてレーザの駆動電流を制御する方式がある。該方式では、レーザ光の走査ライン間の非画像領域で走査ライン毎にＡＰＣを行う。

図９に示したような走査光学系を有する画像形成装置において、印字速度の高速化、高解像度化に対応するため、発光するレーザの数を増やして複数のビーム（レーザ光）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。発光するレーザの数を増やす方法では、ポリゴンモータの回転速度の高速化により画像書き込み速度を上げる方法に比べて、ポリゴンモータの回転速度や画像クロックを上げることなく、高速化、高解像度化が可能となる。

そのため、ポリゴンモータの高速化による短寿命化、スキャナの昇温、騒音の問題を引き起こすことなく、また、画像クロックの高速化によるレーザ駆動回路や伝送経路の高速化対策を行う必要がなく、画像書き込み速度を上げることができる。

特に、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、単一チップ面上に複数のビームを配列することが可能であり、ビーム数を増やすことが比較的容易である。一方で、面発光レーザは、チップ面の垂直方向に光を出射するためＰＤを内蔵することができないため外部にＰＤを配置し、チップ面上から出射したレーザ光を基にＡＰＣを行う必要がある。

図９に示した走査光学系においては、感光体ドラム４０７の画像領域より外側の非画像領域に設置したＰＤセンサ４０９の出力結果を基にＡＰＣを行う構成を示している。また、走査光学系においては、単一のＰＤセンサ４０９により、感光体ドラム４０７に静電潜像を形成するための画像書き出し位置の検出と、レーザ光の光量検出を行う構成を示している。

このように走査光（レーザ光）を検出してＡＰＣを行う方式では、感光体ドラム上を走査するレーザ光を基にＡＰＣを行う。そのため、レーザにＰＤを内蔵した構成でＡＰＣを行う方式と比べて、ポリゴンミラー等の光学系による光量損失の影響を受けづらく、感光体ドラム上での露光光量を高精度に制御できる。また、単一のＰＤを用いる方式では、画像書き出し位置検出用のＰＤと光量制御用のＰＤを個別に設ける方式に比べて、部品点数が少なくなり、省スペース化、低コスト化が可能となる。

走査光を検出してＡＰＣを行う方式として、複数のビームを走査する光走査装置において、走査線上に配置された外部ＰＤ上を光走査する際に、ビーム毎に発光とＡＰＣの制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、単一の受光手段によって、主走査方向の画像書き出し位置の制御とレーザ光量の制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１４６０２５号公報 特開２００８−７４０９８号公報

しかしながら、上記の従来技術において、単一のＰＤセンサを用いて画像書き出し位置検出とＡＰＣを行う場合、ＡＰＣの光量目標値の変化に伴い感光体ドラム上の主走査方向における画像位置が所定の位置からずれるという問題がある。ＰＤセンサの出力は、ＰＤセンサ出力値によって立ち上がりと立ち下がりのタイミングに位相ズレが発生する。図１０にＰＤセンサへの入射光量の変動に対するＰＤセンサ出力波形を示す。

図１０に示す例のようにＰＤセンサの出力がＰＤセンサへの入射光量に対して変化する場合、入射光量に対するＰＤセンサの出力変化によってエッジ検出位置がずれてしまう。一方、ＰＤセンサへの入射光量はレーザ光量の調整前後で変化するため、画像濃度を一定に保つなどの目的でレーザ光量の調整を行う場合、ＰＤセンサへの入射光量が変化し、ＰＤセンサ出力のエッジ検出位置のズレが発生する。図１０ではレーザ光量の調整例として調整光量Ａと調整光量Ｂを示している。

このように、単一のＰＤセンサで画像書き出し位置検出と光量調整（光量制御）を行う光走査装置では、画像濃度調整等の制御を行うためにレーザ光量を調整し制御する場合、ＰＤセンサへの入射光量の変化に伴いＰＤセンサの出力タイミングが変化してしまう。そのため、主走査方向の画像位置のずれや色ずれが発生するという問題がある。

本発明の目的は、単一の受光手段で画像書き出し位置検出と光量制御を行う際の画像書き出し位置のずれや色ずれの発生を低減することを可能とした画像形成装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光ビームを出射する光源と、前記光ビームが感光体上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを受光し、受光光量に応じた信号を出力する受光手段と、前記受光手段が受光することに応じて生成される前記信号の生成タイミングに基づいて、画像データに応じた前記光ビームの出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、前記信号の強度に基づいて前記光源から出射する前記光ビームの光量を制御する光量制御手段と、前記出射タイミングを制御するために前記受光手段から出力される前記信号の強度を所定の値に制御し、前記光ビームの光量を制御するために前記受光手段が受光する受光光量を所定のゲインで補正する信号制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、受光手段が受光することに応じて生成される信号の生成タイミングに基づいて、画像データに応じた光ビームの出射タイミングを制御する。これにより、感光体の画像書き出し位置のずれや色ずれの発生を低減することが可能となる。光ビームの光量制御時には、信号の強度に基づいて光源から出射する光ビームの光量を制御する。これにより、画像濃度に応じて光ビームの光量調整を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要部の制御系の構成を示すブロック図である。 画像形成装置のＰＤセンサの出力とゲインを示す図である。 ＰＤセンサ上におけるレーザ光スポットの走査位置とＰＤセンサ出力波形を示す図である。 ＰＤセンサ出力のエッジを基準として制御される画像書き出しタイミング、ＰＤセンサのエッジ検出期間、ＡＰＣ期間を示すタイムチャートである。 ＰＤセンサへの入射光量の設定値に対するＰＤセンサ出力波形とエッジ検出用の光量閾値を示す図である。 画像形成装置のＰＤセンサ出力のエッジ検出期間のゲイン１設定とＡＰＣ期間のゲイン２設定に係る処理を示すフローチャートである。 ＰＤセンサの出力のゲインを一定とした時のＰＤセンサへの入射光量の変化に対するＰＤセンサ出力波形を示す図である。 画像形成装置の全体構成を示す構成図である。 画像形成装置の走査光学系の構成例を示す斜視図である。 従来例に係るＰＤセンサへの入射光量の変動に対するＰＤセンサ出力波形を示す図である。

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。

本実施の形態の画像形成装置は、電子写真方式で画像形成を行うものであり、図８及び図９に示したような感光体ドラム、現像器、定着部、給紙部等を備えているが、詳細は上述した通りであり説明は省略する。まず、本実施の形態の画像形成装置の制御の概要を説明する。感光体ドラムの画像領域より外側の非画像領域に配置した単一のＰＤセンサにより走査光（レーザ光）を検出することで、感光体ドラムの画像書き出し位置の検出とＡＰＣ（レーザ光の自動光量制御）を行う。

感光体ドラムの画像書き出し位置は、ＰＤセンサ出力のエッジ検出位置を基に制御し、ＰＤセンサ出力のエッジ検出時においては、ＰＤセンサ出力が上がるようにＰＤセンサ出力のゲインを設定する。ＡＰＣはＰＤセンサ出力のエッジ検出後に行う。ＡＰＣの期間においては、ＰＤセンサ出力が入射光量に対して線形に動作する範囲で、ＰＤセンサ出力のゲインを設定する。以下、画像形成装置の主要部の構成及び制御の詳細について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要部の制御系の構成を示すブロック図である。

図１において、画像形成装置は、ＣＰＵ２０１、ＰＤセンサ２０２、Ｉ−Ｖ変換回路２０３、増幅器２０４、比較器２０５、ＡＰＣ制御部２０６、半導体レーザ駆動回路２０７、書き出し位置制御部２０８、画像処理部２０９を備えている。

まず、構成を説明する。ＣＰＵ２０１は、画像形成装置各部の制御を司るものであり、増幅器２０４の増幅率の切り換え、比較器２０５の閾値の設定などの各種制御を行う。また、ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに基づき図６のフローチャートに示す処理を実行する。ＰＤセンサ２０２は、感光体ドラムを走査するレーザ光の走査ライン上に且つ感光体ドラムの画像領域より外側の非画像領域に配置されており、半導体レーザ（光源）から出射されたレーザ光（光ビーム）を検出する。そして、ＰＤセンサ２０２は、受光光量に応じた信号を出力する。

Ｉ−Ｖ変換回路２０３は、ＰＤセンサ２０２から入力される電流を電圧値に変換する。増幅器２０４は、Ｉ−Ｖ変換回路２０３から出力される電圧値を増幅する。比較器２０５は、増幅器２０４の出力値（電圧値）とＣＰＵ２０１により設定された閾値とを比較し、比較結果に対応した信号をＣＰＵ２０１に出力する。ＡＰＣ制御部２０６は、半導体レーザの駆動電流の増減を半導体レーザ駆動回路２０７に指示する。

半導体レーザ駆動回路２０７は、ＡＰＣ制御部２０６からの半導体レーザの駆動電流の増減指示に基づき半導体レーザを駆動する。書き出し位置制御部２０８は、増幅器２０４の出力と画像処理部２０９の出力に基づき、感光体ドラムに静電潜像を形成するための画像書き出し位置を制御する。画像処理部２０９は、感光体ドラムに形成する静電潜像に対応した画像データを生成し半導体レーザ駆動回路２０７に出力する。

次に、動作を説明する。画像形成装置において半導体レーザから出射されたレーザ光（走査光）が、ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラー（偏向手段）の反射面で反射されＰＤセンサ２０２へ入射すると、ＰＤセンサ２０２は電流を発生する。この場合、レーザ光が感光体ドラム上（感光体上）を走査するようにポリゴンミラーでレーザ光を偏向するように、ＣＰＵ２０１により制御される。Ｉ−Ｖ変換回路２０３は、ＰＤセンサ２０２から入力された電流を電圧値に変換し増幅器２０４に出力する。増幅器２０４は、Ｉ−Ｖ変換回路２０３から出力された電圧値を増幅する。

増幅器２０４の出力は、比較器２０５、ＡＰＣ制御部２０６、書き出し位置制御部２０８にそれぞれ入力される。画像処理部２０９は、ＰＤセンサ２０２の出力から設定時間が経過した後、感光体ドラムに形成する静電潜像に対応した画像データを読み出し、半導体レーザ駆動回路２０７に出力する。以上の動作によって、ＰＤセンサ２０２の出力を基に感光体ドラムに対する画像書き出しタイミングの設定が行われる。

ＡＰＣ制御部２０６は、増幅器２０４により増幅されたＰＤセンサ２０２の出力に応じて、半導体レーザ駆動回路２０７に対し半導体レーザの駆動電流の増減を指示する。比較器２０５は、増幅器２０４により増幅されたＰＤセンサ２０２の出力値（電圧値）と、ＣＰＵ２０１により予め設定された閾値とを比較する。ＣＰＵ２０１は、比較器２０５の比較結果に応じてＰＤセンサ出力のエッジ検出を行い、エッジ検出タイミングに応じて増幅器２０４の増幅率の切り換えを指示する。上記閾値の設定は、レーザ光の光量設定値（光量目標値）に応じて行われる。

本実施の形態の画像形成装置において、ＣＰＵ２０１は、本発明のタイミング制御手段、光量制御手段、信号制御手段を実現するための例であり、ＰＤセンサ２０２は、本発明の受光手段を実現するための例である。

即ち、ＣＰＵ２０１は、ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光をＰＤセンサ２０２で受光して受光光量に応じて生成する信号の生成タイミングに基づいて、画像データに応じたレーザ光の出射タイミングを制御する。また、ＣＰＵ２０１は、信号の強度に基づいて半導体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、出射タイミングを制御するためにＰＤセンサ２０２から出力される信号の強度を所定の値に制御し、レーザ光の光量を制御するためにＰＤセンサ２０２が受光する受光光量を所定のゲインで補正する。

図２は、画像形成装置のＰＤセンサの出力とゲインを示す図である。

図２において、光量Ａ、光量Ｂは、画像形成装置で形成する画像の濃度調整により発生するレーザ光の光量の設定値の変更前後の光量値を示している。図示の特性の飽和領域においては、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインを増減させてもＰＤセンサ２０２の出力の変化が小さい。また、図示の特性の線形領域においては、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインの増減比率に対してＰＤセンサ出力が線形に変化する。

レーザ光の光量の設定値の変更前後におけるＰＤセンサ２０２の入射光量に対して、ＰＤセンサ出力が飽和するようにゲイン設定することで、レーザ光量の設定値の変更前後のＰＤセンサ出力の変化を抑えることができる。反対に、ＰＤセンサ２０２への入射光量に対して、ＰＤセンサ出力が線形に変化する線形領域にゲイン設定することで、レーザ光の光量レベルに応じてＰＤセンサ出力が変化するため、ＰＤセンサ出力をモニタすることでレーザ光の光量の検出が可能となる。

本実施の形態では、画像書き出しタイミングを検出するためのＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出時（画像書き出しタイミングの検出時）において、図２の特性を用いて、ＰＤセンサ出力が飽和する飽和領域でＰＤセンサ２０２のゲイン設定（ゲイン１）を行う。これにより、ＰＤセンサ２０２への入射光量によらずＰＤセンサ出力のエッジ検出タイミングが一定となり、画像濃度の調整前後での画像書き出しタイミングの変動を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、ＡＰＣ時（レーザ光の光量制御時）において、図２の特性を用いて、ＰＤセンサ２０２の出力が入射光量に対して線形に変化する線形領域でＰＤセンサ２０２のゲイン設定（ゲイン２）を行う。これにより、ＰＤセンサ２０２への入射光量の検出を可能とし、ＰＤセンサ出力を基にＡＰＣを行うことができる。

次に、画像形成装置において半導体レーザから発光させたレーザ光がＰＤセンサ２０２を通過する時のＰＤセンサ出力のエッジ検出及びＡＰＣ動作について説明する。

図３は、ＰＤセンサ上におけるレーザ光スポットの走査位置とＰＤセンサ出力波形を示す図である。

図３において、本実施の形態では、ＰＤセンサ２０２の出力の立ち上がりエッジを検出し、更に画像書き出し位置を検出し、立ち上がりエッジの検出後にＡＰＣを行う。ＡＰＣ期間においては、ＰＤセンサ２０２の出力目標値になるように、半導体レーザの駆動電流を増減させることで半導体レーザから発光させるレーザ光の光量を制御する。ＰＤセンサ出力のエッジ検出期間とＡＰＣ期間で、ＰＤセンサ２０２の出力のゲイン設定の切り換えを行う。

上述したように、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出時のＰＤセンサ２０２の出力のゲインをＰＤセンサ２０２の入射光量に対して飽和する領域に設定することで、ＰＤセンサ２０２の立ち上がり時間を入射光量によらず一定としている。また、ＡＰＣ期間においては、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインが入射光量に対して線形に変化するようにゲイン設定するため、目標光量に対してＡＰＣが行われる。

次に、本実施の形態のＰＤセンサ２０２の出力ゲイン切り換えタイミング及び画像書き出しタイミングについて説明する。

図４は、ＰＤセンサ出力のエッジを基準として制御される画像書き出しタイミング、ＰＤセンサのエッジ検出期間、ＡＰＣ期間を示すタイムチャートである。

図４において、各タイミングは、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジを開始点として、基準クロックのカウント値に対して予め設定された期間でＣＰＵ２０１により決定している。まず、ＡＰＣは、エッジ検出後の期間Ｔ１で実行される。次に、画像領域における画像書き出しタイミングは、予め設定された期間（Ｔ１＋Ｔ２）で制御される。

第一の走査によって検出されたＰＤセンサ出力のエッジ検出パルスより、期間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）が経過した後に次の走査におけるエッジ検出期間の設定をＣＰＵ２０１により行う。ＣＰＵ２０１は、以上の動作によってＡＰＣ期間、エッジ検出期間、画像書き出しタイミングを設定し、前記タイミングに応じてＰＤセンサ２０２の出力のゲイン設定を行う。

図５は、ＰＤセンサへの入射光量の設定値に対するＰＤセンサ出力波形とエッジ検出用の光量閾値を示す図である。

図５において、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出を行うための比較器２０５の閾値（光量Ａ閾値、光量Ｂ閾値）は、画像形成装置での画像形成（印字）に用いるレーザ光の光量目標値と等しくなるように設定される。図５の例では閾値（光量Ａ閾値、光量Ｂ閾値）を基準としてＡＰＣ期間における光量の切り換え（光量Ａ、光量Ｂ）を行う。増幅器２０４の増幅率を半導体レーザから発光させるレーザ光の光量目標値（光量設定値）に応じて切り換えることで、増幅器２０４の出力値の収束時間を短縮化することができる。

次に、本実施の形態の画像形成装置の特徴的な制御について図６のフローチャートを参照しながら説明する。

図６は、画像形成装置のＰＤセンサ出力のエッジ検出期間のゲイン１設定とＡＰＣ期間のゲイン２設定に係る処理を示すフローチャートである。

図６において、画像形成装置のＣＰＵ２０１は、ポリゴンミラーを駆動するポリゴンモータの回転開始を指示すると（ステップＳ１）、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出期間に対応したＰＤセンサ２０２の出力のゲイン１の設定を行う（ステップＳ２）。次に、ＣＰＵ２０１は、光量目標値に対するエッジ検出閾値を設定し（ステップＳ３）、半導体レーザからレーザ光を発光させる（ステップＳ４）。

以上の設定により、ＣＰＵ２０１は、ＰＤセンサ上にレーザ光スポットが走査するタイミングでＰＤセンサ出力のエッジ検出を行う。ＣＰＵ２０１は、ＰＤセンサ出力のエッジを検出したか否かを判定する（ステップＳ５）。ＣＰＵ２０１は、ステップＳ５でのエッジ検出判定結果によりＰＤセンサ出力のエッジを検出すると、ＡＰＣ期間に対応したＰＤセンサ２０２の出力のゲイン２の設定（ＡＰＣモード設定）を行う（ステップＳ６）。

次に、ＣＰＵ２０１は、ＡＰＣを実行し（ステップＳ７）、設定時間の経過後にＡＰＣを終了する（ステップＳ８）。また、ＣＰＵ２０１は、ＡＰＣの終了後、設定時間の経過後に次のＰＤセンサ出力のエッジ検出前にＰＤセンサ２０２の出力のゲイン１の設定を行う（ステップＳ２）。その後、ＣＰＵ２０１は、ポリゴンモータの回転を停止する（ステップＳ９）。以上の動作により、走査ライン毎にＰＤセンサ２０２の出力ゲインの設定及び切り換えを行う。

以上、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出時のＰＤセンサ２０２の出力のゲインを上げ、ＰＤセンサ２０２の出力を飽和させることにより、画像書き出しタイミングのズレを防ぐ方法について説明した。一方で、ＰＤセンサ２０２の出力を飽和させる方法としては、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出時のレーザ光の光量を上げる方法がある。

図７は、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインを一定とした時のＰＤセンサへの入射光量の変化に対するＰＤセンサ出力波形を示す図である。

図７において、半導体レーザから発光させるレーザ光の光量を上げるとＰＤセンサ２０２の出力が飽和し、レーザ光の光量変化に対するＰＤセンサ出力の変化が小さくなる。ＰＤセンサ出力のエッジ検出時においては、レーザ光の光量を上げてＰＤセンサ出力を一定とする。ＡＰＣ期間においては、レーザ光の光量を調整光量まで下げて（画像領域発光光量）ＡＰＣを実行する。これにより、ＡＰＣの調整値が変化してもＰＤセンサ２０２による感光体ドラムの画像書き出し位置の検出を一定にすることができる。

なお、この場合、飽和領域に発光させるレーザ光の光量は、ＡＰＣを実行した後の調整光量に対して予め設定された比率で発光させるようにする。以上、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出期間のレーザ光の光量をＰＤセンサ出力の飽和領域まで発光させることで、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインの切り換えと同様の効果が得られる。

本実施の形態では、以上述べた動作により、ＰＤセンサ２０２へのレーザ光の入射光量に対するＰＤセンサ出力が飽和する飽和領域にゲイン設定を行ことで、ＰＤセンサ２０２の出力のエッジ検出タイミングを一定とする。これにより、画像書き出しタイミングの変動、色ずれを防ぐことができる。

また、ＡＰＣ期間においては、ＰＤセンサ２０２の出力がＰＤセンサ２０２へのレーザ光の入射光量に対して線形に変化する線形領域にゲイン設定する。これにより、ＰＤセンサ２０２へのレーザ光の入射光量の検出を可能とし、ＰＤセンサ出力を基にＡＰＣを行うことができる。

また、レーザ光の光量設定値に応じてＰＤセンサ２０２の出力のゲインを切り換えるためのエッジ検出閾値を調整することで、ゲインの切り換えに要する時間の短縮化が可能となる。また、ＰＤセンサ２０２の出力のゲインを切り換える方法の他に、ＰＤセンサ出力のエッジ検出時のレーザ光の光量を上げるように光量制御することで、同様の効果が得られる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、画像書き出しタイミングの検出時（出射タイミングの制御時）においては、ＰＤセンサ２０２の出力が一定値となるようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、ＰＤセンサ出力のエッジ検出タイミングを一定に保ち、感光体ドラムの画像書き出し位置のずれや色ずれの発生を低減することが可能となる。ＡＰＣを行う期間（自動光量制御時）においては、ＰＤセンサ２０２の出力がレーザ光の光量に従って変化するようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、画像濃度に応じてレーザ光の光量調整を行うことが可能となる。

また、画像書き出しタイミングの検出時（出射タイミングの制御時）においては、ＰＤセンサ２０２のゲインを上げて、ＰＤセンサ出力が飽和する領域で動作するようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、ＰＤセンサ２０２への入射光量の変化に関わらずＰＤセンサ出力を一定に制御することができる。ＡＰＣを行う期間においては、ＰＤセンサ２０２のゲインを下げて、ＰＤセンサ出力がＰＤセンサ２０２への入射光量に対して線形に変化する領域で動作するようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、高精度にレーザ光の光量調整を行うことが可能となる。

また、画像書き出しタイミングの検出時（出射タイミングの制御時）においては、ＰＤセンサ２０２への入射光量を上げて、ＰＤセンサ出力が飽和する領域で動作するようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、ＰＤセンサ出力を一定に制御することができる。ＡＰＣを行う期間においては、ＰＤセンサ２０２への入射光量を下げて、ＰＤセンサ出力がＰＤセンサ２０２への入射光量に対して線形に変化する領域で動作するようにＰＤセンサ出力を設定する。これにより、ＡＰＣの調整値が変化しても感光体ドラムの画像書き出し位置の検出を一定にすることが可能となる。

〔他の実施の形態〕
また、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（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である。前記プログラムは、画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータで読み取り可能なプログラムコードを有する。

２０１ ＣＰＵ
２０２ ＰＤセンサ
２０６ ＡＰＣ制御部
２０７ 半導体レーザ駆動回路
２０８ 書き出し位置制御部

Claims (6)

1. 光ビームを出射する光源と、
   前記光ビームが感光体上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを受光し、受光光量に応じた信号を出力する受光手段と、
   前記受光手段が受光することに応じて生成される前記信号の生成タイミングに基づいて、画像データに応じた前記光ビームの出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、
   前記信号の強度に基づいて前記光源から出射する前記光ビームの光量を制御する光量制御手段と、
   前記出射タイミングを制御するために前記受光手段から出力される前記信号の強度を所定の値に制御し、前記光ビームの光量を制御するために前記受光手段が受光する受光光量を所定のゲインで補正する信号制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記出射タイミングの制御時には、前記受光手段のゲインを上げて、前記受光手段の出力が飽和する領域で動作するように前記受光手段の出力を設定し、
   前記光ビームの光量制御時には、前記受光手段のゲインを下げて、前記受光手段の出力が前記受光手段への入射光量に対して線形に変化する領域で動作するように前記受光手段の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記出射タイミングの制御時には、前記受光手段への入射光量を上げて、前記受光手段の出力が飽和する領域で動作するように前記受光手段の出力を設定し、
   前記光ビームの光量制御時には、前記受光手段への入射光量を下げて、前記受光手段の出力が前記受光手段への入射光量に対して線形に変化する領域で動作するように前記受光手段の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記光量制御手段は、前記受光手段の出力のエッジを検出するための閾値を基準として、前記光源から出射する前記光ビームの光量の切り換えを行い、
   前記閾値は、前記画像形成装置での画像形成に用いる光ビームの光量目標値と等しくなるように設定される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。
5. 光ビームを出射する光源と、前記光ビームが感光体上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを受光し、受光光量に応じた信号を出力する受光手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記受光手段が受光することに応じて生成される前記信号の生成タイミングに基づいて、画像データに応じた前記光ビームの出射タイミングを制御するタイミング制御工程と、
   前記信号の強度に基づいて前記光源から出射する前記光ビームの光量を制御する光量制御工程と、
   前記出射タイミングを制御するために前記受光手段から出力される前記信号の強度を所定の値に制御し、前記光ビームの光量を制御するために前記受光手段が受光する受光光量を所定のゲインで補正する信号制御工程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
6. 請求項５に記載の画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータで読み取り可能なプログラムコードを有するプログラム。

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