JP2016141099A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＰＣパターンを効率良く格納して記憶領域の消費を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置（１００）は、回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する複数の光源３０２、光源それぞれから出射されるレーザ光を受光して電気情報に変換するＰＤ２１１を有する。画像形成装置は、また、電気情報と基準光量とに基づき光源それぞれに印加する駆動電流量を調整する場合に、予め設定された所定時間においてフィードバック制御が収束するように調整するレーザドライバ４０３を有する。さらに、レーザドライバが行う調整の調整パターンを格納するＲＡＭ４１０を有し、このＲＡＭには調整パターンとして調整対象とする光源、光源の発光パターン、調整の実行時間それぞれが規定されたテーブルが各々関連付けられて格納されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体に照射されるマルチレーザ光を走査して像担持体表面に画像を形成する技術に関する。

近年、レーザ走査型のプリンタの高性能化が進み、印刷速度及び画質の向上と、低コスト化とを並立させる技術が開発されている。また、印刷速度の向上を図るために、一度に走査する光ビーム数を２本、４本などと増加させる傾向にある。さらに、画質の向上を図るために、個々のレーザスポットを小さくして走査線間隔を１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉ等に狭くする傾向がある。

例えば、特許文献１に開示された光走査装置では、マルチビーム数が８〜３２ビーム以上になるレーザ発光素子が利用される。また、レーザ発光素子はフォトダイオードを利用した光量調整（以下、ＡＰＣ：Auto Power Control）制御によって複数のレーザ光の光量を一様に揃える技術が開示されている。
また、マルチビーム数が非常に多い高速プリンタでは、ＡＰＣ制御の回数も非常に多くなる。そのため、複数の主走査線の非画像領域で、複数の発光源に対して順番かつ巡回するようにＡＰＣ制御するサイクルＡＰＣが提案されている。これにより、レーザ素子やドライバＩＣの温度変化に伴う光量バラツキの発生を定期的に抑制する、というものである。
さらに、特許文献１では、複数の発光レベルにおける光量検知結果を用いたバイアス電流制御（バイアスＡＰＣ）との組み合わせによって高精度な光量調整を行う方法が開示されている。

特開２０１２−１５０３９７号公報

ここで、レーザ数が１レーザである場合のＩ−Ｌ特性（駆動電流対光出力特性）を図１５を用いて説明する。例えば、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ素子）を使用する場合、図１５に示すようにＡＰＣ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｍ、ＡＰＣ−Ｌの３段階の異なる発光パターンでＡＰＣが実施される。
このように、異なる光量において実施するＡＰＣをさらにマルチビームの各ビームに対して行う場合、例えばＡＰＣ制御を行うＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により調整パターン（ＡＰＣパターン）を指定する必要がある。例えば、１つ目のレーザをレーザＬＤ１とした場合、レーザＬＤ１に対するＡＰＣ−Ｈ、レーザＬＤ１に対するＡＰＣ−Ｍ、レーザＬＤ１に対するＡＰＣ−Ｌなどと順に遷移するＡＰＣパターンである。なお、これらのＡＰＣパターン及び各ＡＰＣパターンの実行時間などを規定したテーブル（表）は、例えばＡＳＩＣのレジスタに格納される。

しかしながら、マルチビームにおいては、ＡＰＣ実施の回数はビーム数が増加した分その回数も増加することになる。また、１つのビームに対して複数の異なる光量でＡＰＣを実施してバイアス電流を決定する場合、ＡＰＣ実施の回数はさらに膨大なものとなる。そのため、ＡＰＣパターンを格納するためのレジスタ設定数も増加してしまい、例えばこれを記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）領域も増加することになる。その結果、装置の製造コストが上昇してしまう、という課題が残る。

本発明は、ＡＰＣパターンを効率良く格納して記憶領域の消費を抑制することができる画像形成装置を提供することを、主たる目的とする。

本発明の画像形成装置は、回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する複数の光源と、前記光源それぞれから出射されるレーザ光を受光して電気情報に変換する受光手段と、前記電気情報と基準光量とに基づき前記光源それぞれに印加する駆動電流量を調整する場合に、予め設定された所定時間においてフィードバック制御が収束するように調整する調整手段と、前記調整手段が行う調整の調整パターンを格納する記憶手段と、を有し、前記記憶手段には、前記調整パターンとして調整対象とする光源、当該光源の発光パターン、調整の実行時間それぞれが規定されたテーブルが各々関連付けられて格納されていることを特徴とする。

本発明によれば、ＡＰＣパターンを効率良く格納して記憶領域の消費を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す縦断面図。 光走査装置の構成の一例を説明するための斜視図。 光学ユニットから出射されたレーザ光が回転多面鏡により偏向される様子を説明するための図。 光走査装置の機能構成の一例を説明するためのブロック図。 レーザドライバの機能構成を説明するためのブロック図。 印刷ジョブを受け付けたＣＰＵが行う制御の一例を説明するためのフローチャート。 画像形成装置の動作モードの切り替えを説明するための図。 ビーム数が１６ビームである場合のＡＰＣパターンの一例を説明するための図。 ＡＰＣパターンの実行時間を規定した表（時間テーブル）の一例を示す図。 ＶＣＳＥＬ素子に印加される電流ＩとＰＤセンサ光量Ｐとの相関関係を説明するための図。 ＡＰＣパターンの実行例を説明するための図。 ＡＰＣパターンを格納するテーブル（表）を説明するための図。 図１２に示すＡＰＣパターンの実行時間を規定したテーブル（表）の一例。 図１２、図１３に示すＡＰＣパターンでライン間ＡＰＣを実行するときのＣＰＵの動作シーケンスの一例を示すフローチャート。 １レーザのＩ−Ｌ特性（駆動電流対光出力特性）を説明するための図。

以下、図面を参照しながら実施形態例を説明する。なお、本発明を電子写真方式のフルカラープリンタに適用した場合を例に挙げて説明する。そのほか、単色のトナー（例えば、ブラック）で画像形成するモノクロプリンターであってもよい。

［画像形成装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す縦断面図である。
図１に示す画像形成装置１００は、各色毎に画像を形成する画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋを有する。ここでは、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、および１０１Ｂｋはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｂｋ）のトナーを用いて画像形成を行う。

各画像形成部（１０１Ｙ〜１０１Ｂｋ）には、それぞれ像担持体である感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが配備される。各感光ドラム（１０２Ｙ〜１０２Ｂｋ）の周囲には、それぞれ帯電装置（１０３Ｙ〜１０３Ｂｋ）、光走査装置（１０４Ｙ〜１０４Ｂｋ）、現像装置（１０５Ｙ〜１０５Ｂｋ）が配備される。さらに、各感光ドラム（１０２Ｙ〜１０２Ｂｋ）の周囲には、それぞれドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが配備される。

また、図１に示すように、各感光ドラム（１０２Ｙ〜１０２Ｂｋ）の下側には、無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置される。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９および１１０とによって張架され、画像形成中において図中矢印Ｂの方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト１０７（中間転写体）を介して、各感光ドラム（１０２Ｙ〜１０２Ｂｋ）に対向する位置には、それぞれ一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、および１１１Ｂｋが配備される。
また、画像形成装置１００には、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１２を有する。画像形成装置１００は、さらに、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を有する。

ここで、画像形成装置１００における帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスの一例について説明する。なお、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、および１０１Ｂｋの各々における画像形成プロセスは同一である。ここでは、画像形成部１０１Ｙを例に挙げて説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、および１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについてはその説明を省略する。

初めに、帯電装置１０３Ｙによって図中実線矢印で示す回転方向に回転駆動する感光ドラム１０２Ｙの表面が均一に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１０２Ｙは、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、感光ドラム１０２Ｙ上に静電潜像が形成される。その後、当該静電潜像は現像装置１０５Ｙによって現像されてイエロートナー像とされる。
同様にして、感光ドラム１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上にはそれぞれマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が形成される。その後、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋによって中間転写ベルト１０７に転写バイアスが印加される。これによって、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、および１０２Ｂｋ上のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナー像が順次中間転写ベルト１０７に転写されて、中間転写ベルト１０７に各色のトナー像が重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト１０７にはカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト１０７上のカラートナー像は２次転写装置１１２によって、手差し給送カセット１１４又は給紙カセット１１５から２次転写部Ｔ２に搬送された記録媒体Ｓに転写（２次転写）される。そして、記録媒体Ｓ上のカラートナー像は定着装置１１３で加熱定着されて、記録媒体Ｓは排紙部１１６に排紙される。
なお、１次転写が終了した後、各感光ドラム（１０２Ｙ〜１０２Ｂｋ）に残留する残留トナーは、それぞれドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって除去される。その後、上記の画像形成プロセスが行われる。

［光走査装置の構成］
図２は、画像形成装置１００が有する光走査装置の構成の一例を説明するための斜視図である。また、図３は、光走査装置の光学ユニットから出射されたレーザ光が回転多面鏡（ポリゴンミラー）２０２により偏向される様子を説明するための図である。なお、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成は同一であるため、以下の説明においては添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。

図２に示す光走査装置１０４は、筺体である光学箱２０１を有し、その内部に各種光学部品が収納されて構成される。また、光学箱２０１には後述する光学ユニット２００が所定箇所に取り付けられている。
光学箱２０１の内部空間に配備された回転多面鏡２０２は、感光ドラム表面を光学ユニット２００のレーザ発光素子３０２から出射されたレーザ光が所定方向に走査するように当該レーザ光を偏向する。この回転多面鏡２０２は、図示しないモータ（ポリゴンモータ）により回転駆動される。

図３に示すように、回転多面鏡２０２によって偏向されたレーザ光は、第１のｆ‐θレンズ２０４に入射する。第１のｆ‐θレンズ２０４は、レーザ光が入射する入射面側に設けられた位置決め部２１９によって位置決めされる。第１のｆ‐θレンズ２０４を通過したレーザ光は、反射ミラー２０５および反射ミラー２０６によって反射され、第２のｆ‐θレンズ２０７に入射する。第２のｆ‐θレンズ２０７を通過したレーザ光は反射ミラー２０８によって反射され、感光ドラムに導かれる。
このようにして、回転多面鏡２０２によって等角速度で走査されるレーザ光が第１のｆ‐θレンズ２０４と第２のｆ‐θレンズ２０７とによって感光ドラムに結像し、かつ感光ドラムを等速度で走査する。

また、光走査装置１０４は、光ビーム分離手段であるビームスプリッタ２１０を有する。ビームスプリッタ２１０は、光学ユニット２００から出射されて回転多面鏡２０２に向かうレーザ光の光路上に配置される。例えば、図３においては、ビームスプリッタ２１０は光学ユニット２００と回転多面鏡２０２との間に配備されていることが見て取れる。ビームスプリッタ２１０に入射したレーザ光は、透過光である第１のレーザ光（第１の光ビーム）と反射光である第２のレーザ光（第２の光ビーム）とに分離される。

また、ビームスプリッタ２１０は、入射面および出射面を有しており、入射面には一定の反射率（透過率）となるようコーティング（膜）層が形成される。また、出射面は、内面反射が発生しても内面反射されたレーザ光が入射面で反射された第２のレーザ光とは異なる方向に導かれるように入射面に対しわずかな角度差を有している。つまり、ビームスプリッタ２１０の入射面と出射面とは平行にならないように構成される。
また、ビームスプリッタ２１０の入射面で反射された第２のレーザ光は、光学ユニット２００から出射されて回転多面鏡２０２に向かうレーザ光の進行方向に対して第１のｆ−θレンズ２０４とは反対側へと導かれる。
第１のレーザ光は、回転多面鏡２０２によって偏向され、上述したように感光ドラム１０２へと導かれる。第２のレーザ光は、図２に示す集光レンズ２１５を通過した後、光学センサであるフォトダイオード（以下、ＰＤと称す）２１１に入射する。

光学箱２０１の側壁には開口部が設けられており、集光レンズ２１５は、ＰＤ２１１とビームスプリッタ２１０とを結ぶ線分上に配備される。ＰＤ２１１は、この開口部に光学箱２０１の外側から取り付けられる。集光レンズ２１５を通過した第２のレーザ光は、開口部に入射し、かつＰＤ２１１に入射する。
ＰＤ２１１は、レーザ光を受講して電気情報に変換し、受光光量に応じた光量検知信号を出力する受光手段として機能する。ＰＤ２１１から出力された光量検知信号に基づいて後述する自動光量制御（ＡＰＣ）が行われる。なお、ＰＤ２１１を、光学箱２０１の内部空間に配備してもよい。なお、ここでは、光走査装置１０４を小型化するとともにその製造コストを抑制するため、第２のレーザ光の光路上には反射ミラーが配備されていない。

また、光走査装置１０４は、画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを決定するための同期信号を生成するビーム検出器（以下、ＢＤセンサと称す）２１２を有する。図３に示すように、回転多面鏡２０２によって偏向されたレーザ光（第１のレーザ光）は、第１のｆ‐θレンズ２０４を通過し、反射ミラー２０５および反射ミラー２１４によって反射され、ＢＤセンサ２１２に入射する。

図４は、光走査装置１０４の機能構成の一例を説明するためのブロック図である。
光走査装置１０４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０２、プリンタ画像コントローラ（以下、コントローラと称す）４０１と電気的に接続される。また、光走査装置１０４は、レーザドライバ４０３、光源である発光源５０１〜５３２を有するレーザ発光素子３０２を含んで構成される。なお、ＣＰＵ４０２が光走査装置１０４に含まれるように構成することもできる。

ＣＰＵ４０２は、光走査装置１０４を含む画像形成装置１００全体を制御する。また、ＣＰＵ４０２は、コントローラ４０１と協調同期して画像形成を行う。
コントローラ４０１は、例えば画像形成装置１００の外部から受け付けた画像形成対象のカラー画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４色に分離する。そして、各色に分離された画像データをレーザスポット解像度の２５６階調のビットマップデータに変換する。変換された画像データは、ＣＰＵ４０２のメモリ（例えば、ＲＡＭ４１０）へ送信される。コントローラ４０１は、また、ＢＤ信号に同期して、画像データを画素単位でレーザＰＷＭ変調（パルス幅変調）し、変調後の画像データをレーザドライバ４０３に送信する。
なお、光走査装置１０４の具体的な動作例については、後述詳細に説明する。

図５は、光走査装置１０４が有するレーザドライバ４０３の機能構成を説明するためのブロック図である。
レーザドライバ４０３は、レーザ発光素子３０２の発光源を発光駆動し、画像を印刷する際には差動信号に従ってＰＷＭ駆動するように機能する。
ここで、ＣＰＵ４０２とレーザドライバ４０３の接続形態について説明する。ＣＰＵ４０２とレーザドライバ４０３の接続形態は以下の３種類に分類される。
１種類目は、「ビデオ接続」（９０６）と称す接続形態である。
この形態では、レーザドライバ４０３は、ＬＶＤＳレシーバ（６０２等）を介して各チャンネル（ＣＨ）に対応する駆動部（６０１等）にそれぞれに接続され、ＰＷＭ駆動して画像描画する画像データ信号９０６のインターフェイスとして機能する。この場合、レーザドライバ４０３は、発光源５０１〜５３２用の１６ペアを制御する。
２種類目は、「通信接続」と称す接続形態である。この形態では、レーザドライバ４０３は、主にレーザ点灯制御を行う前の準備段階での汎用レジスタ通信インターフェイスとして機能する。
３種類目は、「ＡＰＣ接続」（９１０、９１１、９１２）と称す接続形態である。この形態では、レーザドライバ４０３は、主にポリゴンモータおよびＢＤ信号に連動した点灯およびＡＰＣ制御のタイミングを指示するインターフェイスとして機能する。モードチャンネルデコーダ６２５には、モード信号（９１１、９１２）と、個別に接続されるＰＤ信号（９１０）が入力される。

また、ＰＤ２１１もレーザドライバ４０３に接続されている。図４に示すように、ＰＤ２１１の素子５４０が出力する電流は、増幅回路４０４で増幅され電圧変換が行なわれ、電圧出力信号５４４として出力される。レーザドライバ４０３は、電圧出力信号５４４に基づき印加する駆動電流量を調整して光量調整を行う。なお、光走査装置１０４が実施するＡＰＣを３点ＡＰＣと称する。また、レーザドライバ４０３の具体的な動作例については、後述詳細に説明する。

図６は、印刷ジョブを受け付けたＣＰＵ４０２が行う制御の一例を説明するためのフローチャートである。
ＣＰＵ４０２は、図示しない操作部、コントローラ４０１を介して作像開始の指示（印刷ジョブ）を受け付けたことを契機に、準備動作を開始する（Ｓ２０２）。ＣＰＵ４０２は、コントローラ４０１に作像のための画像ビットマップデータの準備を指示する。また、ＣＰＵ４０２は、ＡＰＣ実施の準備を行う。
ＣＰＵ４０２は、目標とする調整量（ＡＰＣ光量）のレジスタ設定をＣＰＵ通信信号としてレーザドライバ４０３に送信する。なお、ＡＰＣ光量の指示は、レーザドライバの各レーザについて１レジスタ８ビットずつ行なわれる。

ＣＰＵ４０２は、ＤＣモータであるポリゴンモータ４５９の駆動を開始する。ＣＰＵ４０２は、ポリゴンモータ４５９に内蔵されたモータドライバＩＣ（不図示）を介してＦＧセンサ４５８から回転位置信号（ＦＧ信号）を受け付ける。これにより、回転多面鏡２０２の複数反射面（ここでは５面）のうちある一つのミラー面を特定することができる。ＣＰＵ４０２は、ＦＧ信号の出力間隔に応じて、モータドライバＩＣに対し回転指示信号を送信する。モータドライバＩＣは、受け付けた回転指示信号に応じてポリゴンモータ４５９をフィードバック制御する。これにより、回転多面鏡２０２が所定の回転速度となるように制御される。

ＣＰＵ４０２は、回転多面鏡２０２が所定の回転速度になったことを契機に、レーザドライバ４０３に対し初期ＡＰＣの開始を指示する（Ｓ２０３）。なお、初期ＡＰＣでは、マルチビームレーザのうち１つの発光源（例えば、発光源５０１）に対しＡＰＣを開始し、ＢＤセンサ２１２にレーザ光が照射される状態にする。点灯開始した発光源５０１のＡＰＣフィードバック制御が安定（収束）すると、ＢＤセンサ２１２に十分な強度のレーザ光が照射されることになる。
ＣＰＵ４０２は、ＢＤセンサ２１２が出力するＢＤ信号を検知した後、このＢＤ信号に応じてＡＰＣを実施するライン間ＡＰＣ（シーケンス発光制御）を開始する（Ｓ２０４）。また、ＣＰＵ４０２は、回転多面鏡２０２の回転制御をＦＧ信号に応じた制御からＢＤ信号に応じた制御へ移行し、ＢＤ信号の出力間隔がほぼ一定周期となるようにフィードバック制御を行う。ＣＰＵ４０２は、予め設定された所定時間において発光源５０１の他、発光源５０２〜５３２のＡＰＣのフィードバック制御が安定したこと契機に作像準備を完了する。

ＣＰＵ４０２は、ＢＤ信号に基づき回転多面鏡２０２の回転速度が所定の速度で安定したか否かを判別する（Ｓ２０５）。回転速度が安定したと判別した場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０２は、コントローラ４０１に対して印刷開始を指示する（Ｓ２０６）。コントローラ４０１は、１面目の画像データに応じたＰＷＭ発光信号に基づく発光制御を行い、画像描画を行う。ＣＰＵ４０２は、作像終了（印刷ジョブ終了）を契機にモータ類の動作を停止させるとともに発光源（５０１〜５３２）を消灯する。
なお、ライン間ＡＰＣに関する動作は、ＣＰＵ４０２によってＢＤ割込みサブルーチンとして動作する。ここで、１ビームレーザのライン間ＡＰＣ制御について図７を用いて説明する。

図７は、画像形成装置１００の動作モードの切り替えを説明するための図である。
例えば、ビーム数が１ビームの場合のレーザ制御では、ＣＴＬ０〜１の制御信号によってモードの切り替えを行う。ライン間ＡＰＣでは、ＢＤ信号に同期しながら１走査内におけるＣＴＬ信号（ＣＴＬ０〜１）の変化に基づきモードの切り替えが行われる。ＣＴＬ信号は、ＣＰＵ４０２により出力される制御信号であり、このＣＴＬ信号のレベル「Ｈ（Ｈｉ）」と「Ｌ（Ｌｏ）」の組み合わせによりモードを制御する。例えば、ＣＴＬ信号がＣＴＬ０：Ｌ、ＣＴＬ１：Ｈであれば、ＡＰＣモードになる。

また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈであれば、レーザ光の照射をＯＦＦするＯＦＦモードになる。ＯＦＦモードは、ＡＰＣにおける光量値を保存しながらもレーザ光を照射しないという状態である。また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｌであれば、画像モードになる。画像モードでは、ＡＰＣの調整結果に基づき発光源に駆動電流が印加される。

なお、上記のような１ビームレーザを採用する構成の場合、ＡＰＣの対象となるレーザが１本であるため調整パターン（ＡＰＣパターン）は１つになる。しかし、マルチビームレーザの場合、そのビーム数分だけＡＰＣパターンも増加することになる。また、後述するバイアス電流制御（バイアスＡＰＣ）を行う場合、基準光量に応じたさらに多くのパターンが必要となる。この点について、図８、図９を用いて説明する。

図８は、ビーム数が１６ビームである場合のＡＰＣパターンの一例を説明するための図である。また、図９は、図８に示すそれぞれのＡＰＣパターンの実行時間を規定したテーブル（時間テーブル）の一例を示す図である。なお、時間テーブルとは、ＡＰＣパターンの実行時間を指示する情報が格納されたテーブルである。なお、テーブルは、例えばＲＡＭ４１０に記憶される。
図８に示すＡＰＣパターンでは、パターン中の「０」はＣＴＬ信号の「Ｌｏ」を表しており、「１」はＣＴＬ信号の「Ｈｉ」を表している。また、１アドレスあたり８［ｂｉｔ］のデータとして構成されている。
図９に示す時間テーブルでは、ＢＤ信号の立下りエッジから開始されるＡＰＣパターンの実行時間をアドレス０ｘ０１００に格納する。また、その後開始されるＡＰＣパターンの実行時間をアドレス０ｘ０１０１に格納し、さらにその後開始されるＡＰＣパターンの実行時間をアドレス０ｘ０１０２に格納する、というように構成される。

図９に示す時間テーブルでは、例えばアドレス０ｘ０１００には、図８に示すアドレス０ｘ００００で特定されるＡＰＣパターンの実行時間が格納されている。ここでは、アドレス０ｘ０１００の格納値が「０００１」あたり５０［ｎｓ］であると定義する。この場合、格納値が「００８０」であれば６．４［μｓ］となる。この場合、図８、図９から見てとれるように、最初にモードＣＨ１_ＡＰＣ−Ｈを６．４［μｓ］実施することになる。また、画像モード（ＶＩＤＥＯ：アドレス０ｘ００３１）は、時間テーブルのアドレス０ｘ００４９を参照しその値が「２０００」となっているため４０９．６［μｓ］となる。
なお、ここでは５０［ｎｓ］単位を一例に挙げたが、これはＣＰＵ４０２に内蔵しているカウンタが２０［ＭＨｚ］の周波数で動作していると仮定しているためであり、カウンタの周波数は２０［ＭＨｚ］以外であってもよい。

［バイアスＡＰＣ］
図１０は、例えばＶＣＳＥＬ素子に印加される電流ＩとＰＤセンサ光量Ｌとの相関関係を説明するための図である。図中の光量Ｐｈは、感光ドラム１０２の露光量に対応するセンサ受光量である。光量Ｐｍ、ＰＬは、光量Ｐｈの２分の１と、４分の１に対応する光量である。電流値Ｉｈ，Ｉｍ、ＩＬは、それぞれ光量Ｐｈ、Ｐｍ、ＰＬにおいて発光源に印加される電流値に相当する。ここで、図中に示す電流値Ｉｔｈをバイアス電流（Ｉｔｈ）と定義する。また、Ｉｓｗ＝Ｉｈ−Ｉｔｈの値をスイッチング電流（Ｉｓｗ）と定義する。
なお、バイアスＡＰＣとは、図１０に示すような特性を有する発光源を高速点滅するために、閾値レベルまで常時通電する制御手法である。このバイアス電流を決定するために、特にその発光源、ドライバ状態などに応じた電流Ｉｔｈを逐次測定して決定するために光量Ｐｈから離れた光量Ｐｍ、ＰＬなどの所定光量においてＡＰＣを行う。バイアス電流Ｉｔｈは、光量ＰｍとＰＬおよび電流値ＩｍとＩＬの２点の傾き関係から演算回路によって算出される。作像用ＡＰＣ（スイッチングＡＰＣ）は、ＰｈのうちＩｔｈを除いた残りの部分のＩｓｗを調整するように機能する。バイアスＡＰＣとスイッチングＡＰＣは交互に調整されて続けることで安定するように設計されている。
以下、図５を用いて光走査装置１０４のレーザドライバ４０３の具体的な動作例について説明する。

画像モードにおいては、受け付けた画像データ信号９０６は、例えば差動レシーバ（ＬＶＤＳレシーバ）６０２を介してトランジスタスイッチ６０３をＯＮし、スイッチング電流制御回路６０４の指示する電流量で発光源５０１を駆動して画像を描画する。この時のバイアス電流制御回路６０５の指示する電流量により発光源５０１はバイアス駆動されている。ＡＰＣ制御においては、受け付けたＡＰＣ信号群（９１０、９１１、９１２）の組み合わせによって指示された制御状態とタイミングを起点に動作が決定される。
まず、モードチャンネルデコーダ６２５は、ＡＰＣ信号群（９１０、９１１、９１２）の組み合わせによって指示された制御状態をデコードする。そして、３点ＡＰＣの個別実行に対応するａｐｃＨ＿ｏｎ３２〜１（６２７）、ａｐｃＭ＿ｏｎ３２〜１（６２８）、ａｐｃＬ＿ｏｎ３２〜１（６２９）の４８本の個々の制御実行信号を生成する。個々の制御実行信号は、４８ｃｈセレクタ６２０とレーザ点灯セレクタ（６１１、６０６）を選択制御する。そして、３点ＡＰＣの個別電流に対応する３つの電圧を保持するホールドコンデンサ（６０７、６０８、６０９）の電圧に応じて３点光量のいずれかをターゲットに制御する。なお、モードチャンネルデコーダ６２５のデコード内容の詳細については後述する。

モードチャンネルデコーダ６２５が生成する個々の制御実行信号（６２７、６２８、６２９）の生成には、信号群の状態遷移点の切替え時にずれて制御されるようにタイミング遅延回路（不図示）が構成されている。具体的には、切り替え直前の「対応レーザのＡＰＣ調整の終了」および「対応レーザの消灯」、切り替え直後の「対応レーザの発光」および「対応レーザの調整開始」の時間間隔が各々５０［ｎｓ］ずれて制御される。

ＡＰＣの光量情報のフィードバック経路では、ＰＤ２１１からの電圧がドライバ内部の光量調整テーブル（ＥＶＲ）６３５に入力される。
ＥＶＲ６３５には、工場にて予め測定され、ＡＰＣ準備段階においてレジスタ６２６に設定されたＰＤセンサと各レーザ素子との光学的集光効率に応じた倍率調整係数がデータとして格納されている。ＥＶＲ処理では、制御実行信号（６２７、６２８、６２９）に応じで倍率調整係数が選択される。また、ＥＶＲ処理後のデータは、オペアンプ６３０に入力される。オペアンプ６３０は、比較差分増幅回路である。
オペアンプ６３０では、３点ＡＰＣの個別目標光量（基準光量）に対応する３つの電圧保持部（６３２、６３３、６３４）と制御実行信号（６２７、６２８、６２９）に応じてセレクタ６３１で選択された目標光量とを比較する。比較結果の差分に基づき後続するホールドコンデンサ群を個別に充放電する。

４８ｃｈセレクタ６２０は、４８個のホールドコンデンサ（６０７、６０８、６０９、他４５個）から、制御実行信号（６２７、６２８、６２９）に応じで接続すべき１つを選択して接続するアナログスイッチから構成されるセレクタである。Ｉｔｈ演算回路６１０は、ＡＰＣＭ電圧レベル６０８と、ＡＰＣＬ電圧レベル６０９からバイアス電流相当の電圧を演算する回路である。

例えば、発光源５０１の光量Ｐｈを調整する場合、ＡＰＣ信号群（９１０、９１１、９１２）に応じでａｐｃＨ＿ｏｎ１（６２７）がＯＮする。しして、セレクタ回路６１１によるＨホールドコンデンサ６０７の電圧に従ったスイッチング電流と、セレクタ回路６０６によるＩｔｈ電圧に従ったバイアス電流を合計した駆動電流量でレーザ点灯が行われる。
ＰＤ２１１で受光された電流情報は、増幅されて電圧変換され、ＥＶＲ６３５の発光源５０１に対応する係数と、ＡＰＣＨターゲット電圧６３２と、Ｈホールドコンデンサ６０７の選択とに従って調整が実行される。

このような構成において、例えば発光源５０１の光量Ｐｍを調整する場合、ＡＰＣ信号群（９１０、９１１、９１２）に応じでａｐｃＭ＿ｏｎ１（６２８）がＯＮされる。
そして、セレクタ回路６０６によるＭコンデンサ６０８の電圧に従った電流量でレーザ点灯し、ＥＶＲ６３５の発光源５０１に対応する係数と、ＡＰＣＭターゲット電圧６３３と、４８ｃｈセレクタのコンデンサ６０８の選択結果とに従って調整が実行される。

また、例えば発光源５０１の光量ＰＬを調整する場合、ＡＰＣ信号群（９１０、９１１、９１２）に応じでａｐｃＬ＿ｏｎ１（６２９）がＯＮされる。
そして、セレクタ回路６０６によるＬコンデンサ６０９の電圧に従った電流量でレーザ点灯し、ＥＶＲ６３５の発光源５０１に対応する係数と、ＡＰＣＬターゲット電圧６３４と、４８ｃｈセレクタのコンデンサ６０９の選択結果とに従って調整が実行される。このように、レーザドライバ４０３では、４８種類のＡＰＣが順次実行される回路が構成される。

図１１は、ＡＰＣパターンの実行例を説明するための図である。
例えば、図９に示すＡＰＣパターンでは、１レーザ毎にＡＰＣ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｍ、ＡＰＣ−Ｌそれぞれの光量で実行されるＡＰＣパターンである。これを図１１に示すように、初めにＡＰＣ−Ｈを１６レーザ分だけ順次行い、次にＡＰＣ−Ｍを１６レーザ分行い、その後ＡＰＣ−Ｌを１６レーザ分行うようなＡＰＣパターンにする。この場合におけるレーザ制御は、縦軸に光量、横軸に時間を表した場合に図１５に示すようなパターンとなる。具体的には、１走査内の初めにＡＰＣ−Ｈ（光量Ｐｈ）、ＡＰＣ−Ｍ（光量Ｐｍ）、ＡＰＣ−Ｌ（光量ＰＬ）それぞれの発光パターンで発光し、その後、画像領域における発光となる。

この場合、図１１に示すＡＰＣパターンでは、ＭＯＤＥ＿ＳＥＬ０、ＭＯＤＥ＿ＳＥＬ１、ＭＯＤＥ＿ＳＥＬ２において「０」と「１」がまとまっている（連続している）ことが見て取れる。そこで、１６レーザにおける調整対象とする光源（チャンネル：ＣＨ）と発光パターン（ＭＯＤＥ）とを整理すると、図１２に示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各テーブルのように規定することができる。つまり、チャンネルＣＨのアドレスは０ｘ００００〜０ｘ０００Ｆまでの１６個となり、さらに１アドレスの空間は４［ｂｉｔ］となる。そして、発光パターンは、ＭＯＤＥ１及びＭＯＤＥ２に整理でき、それぞれ図１２のようにＡＰＣ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｍ、ＡＰＣ−ＬのセットとＯＦＦ、ＶＩＤＥＯ、ＯＦＦのセットに分けることができる。なお、ここでは、ＡＰＣ−Ｈ、ＡＰＣ−Ｍ、ＡＰＣ−ＬそれぞれをチャンネルＣＨ１〜１６まで繰り返し実行する部分（ＭＯＤＥ１：図１２（ｂ））と、その後１回のみ実行するＯＦＦ、ＶＩＤＥＯ、ＯＦＦ（ＭＯＤＥ２：図１２（ｃ））とに分けている。なお、図１２に示す各テーブル（表）は、各々関連付けられて例えばＲＡＭ４１０に記憶される。

図１３は、図１２に示すＡＰＣパターンの実行時間を規定したテーブルの一例である。
図１３に示す時間テーブルでは、図１２のアドレス０ｘ００００〜０ｘ０００Ｆのパターンのそれぞれの実行時間がアドレス０ｘ０１００〜０ｘ０１０Ｆに格納されている。
ここで、図１３中のアドレス０ｘ０１００には、ＢＤ信号の立下りエッジからの実行時間が格納される。アドレス０ｘ０１００〜０ｘ０１０Ｆにはそれぞれ１６レーザの各ＣＨを切り替える時間が格納され、ここでは値００８０（６．４［μｓ］）である。
例えば、図１２に示すＡＰＣパターンにおいて、アドレス０ｘ００００に対応するＣＨ１、ＭＯＤＥがアドレス０ｘ００１０に対応するＡＰＣ−Ｈのパターンであれば、実行時間はＢＤ信号からアドレス０ｘ０１００に対応する値００８０となる。
また、アドレス０ｘ０１１０〜０ｘ０１１２がＭＯＤＥ２における実行時間を示しており、ＯＦＦ、ＶＩＤＥＯ、ＯＦＦそれぞれは６．４［μｓ］、４０９．６［μｓ］、６．４［μｓ］の各実行時間となる。

図１４は、図１２、図１３に示すＡＰＣパターンでライン間ＡＰＣを実行するときのＣＰＵの動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵ４０２は、ライン間ＡＰＣを開始する。このタイミングは、図６に示すステップＳ２０４に相当する。ＣＰＵ４０２は、ＡＰＣ制御における参照先を初期化（テーブルを初期化）する（Ｓ１５０２）。ＣＰＵ４０２は、チャンネルＣＨには先頭アドレス０ｘ００００、ＭＯＤＥ１には先頭アドレス０ｘ００１０の値を設定し、ＭＯＤＥ１を開始する。

ＣＰＵ４０２は、ライン間ＡＰＣの停止命令（ＡＰＣ終了）を受け付けたか否かを判別する（Ｓ１５０３）。受け付けていなければ（Ｓ１５０３：Ｙｅｓ）、ＡＰＣ信号出力を開始する。ＡＰＣ信号出力は、アドレス０ｘ００００のＣＨ、ＭＯＤＥ１のＡＰＣパターン（図１２ではＡＰＣ−Ｈ）、時間テーブル（図１３）のアドレス０ｘ０１００の各データにしたがって出力される。また、そうでない場合（Ｓ１５０３：Ｎｏ）、ＡＰＣを終了する。

ＣＰＵ４０２は、アドレス０ｘ０１００に格納された時間データ分だけ信号出力を行う（Ｓ１５０４）。ＣＰＵ４０２は、ＡＰＣパターンを図１２に示すアドレス０ｘ０００１に移行する（Ｓ１５０５）。これにより、調整対象とする光源が遷移することになる。なお、１つ目の光源から１６個目の光源までの間同一のＡＰＣパターンで調整が行われる。
ＣＰＵ４０２は、遷移後のチャンネルＣＨがアドレス０ｘ０００Ｆ、つまり１６個目（最後の光源）に達したか否かを判別する（Ｓ１５０６）。達していないと判別した場合（Ｓ１５０６：Ｎｏ）、ステップＳ１５０３に戻る。また、そうでない場合（Ｓ１５０６：Ｙｅｓ）、ＭＯＤＥ１のＡＰＣパターンを次のＡＰＣパターンに切り替え、再びチャンネルＣＨをアドレス０ｘ００００（最初の光源）に初期化する。（Ｓ１５０７）。この場合、アドレス０ｘ００１１のＡＰＣパターンであるＡＰＣ−Ｍになる。

ＣＰＵ４０２は、ＭＯＤＥ１の参照アドレスがアドレス０ｘ００１２を超えているか否かを判別する（Ｓ１５０８）。超えていないと判別した場合（Ｓ１５０８：Ｎｏ）、ステップＳ１５０３の処理へ戻る。また、そうでない場合（Ｓ１５０８：Ｙｅｓ）、つまりアドレス０ｘ００１２のモード実行が終了した場合、ＣＰＵ４０２は、ＣＨの参照先をアドレス０ｘ００００に戻し、ＭＯＤＥ２に切り替える（Ｓ１５０９）。

ＣＰＵ４０２は、ＭＯＤＥ２ではＣＨ０〜１６を順次切り替える動作はせず、アドレス０ｘ００２０から順次、時間テーブルのアドレス０ｘ０１１０に従い実行する（Ｓ１５１０）。この場合、まず、アドレス０ｘ００２０のパターンＯＦＦをアドレス０ｘ０１１０の時間（値００８０）だけ実行し、アドレス０ｘ００２１のパターンＶＩＤＯをアドレス０ｘ０１１１の時間（値２０００）だけ実行する。その後、アドレス０ｘ００２２のパターンＯＦＦをアドレス０ｘ０１１２の時（値００８０）だけ実行する。そして、ＣＨ＝０ｘ００００となっているため、ＣＨ０のＡＰＣ−Ｈが行われることになる。なお、ＣＨ０のＡＰＣ−Ｈを実行中にＢＤセンサにレーザが走査されＢＤ信号が検出される。

ＣＰＵ４０２は、ＭＯＤＥ２の参照アドレスがアドレス０ｘ００２３を超えているか否かを判別する（Ｓ１５１１）。超えていると判別した場合（Ｓ１５１１：Ｙｅｓ）、つまりＭＯＤＥ２におけるアドレス０ｘ００２３の実行が終了した場合、ステップＳ１５０２の処理に戻りテーブルを初期化する。また、そうでない場合（Ｓ１５１１：Ｎｏ）、ステップＳ１５０９の処理に戻る。

一般的なＡＰＣパターンを格納する場合、従来の方法では最小で１２２４［ｂｉｔ］の記憶容量が必要となる。しかしながら、本実施形態に係る画像形成装置１００では、図１２、図１３で示すようなＡＰＣパターンとすることにより必要な記憶容量を最小１９２［ｂｉｔ］にまで削減することができる。

このように、本実施形態に係る画像形成装置では、格納するＡＰＣパターンを調整対象とする光源（ＣＨ）、発光パターン（ＭＯＤＥ）、調整の実行時間それぞれを分けることで、ＡＰＣパターンを特定するためのテーブルのサイズを最小に構成することができる。これにより、ＡＰＣパターンを効率良く格納して記憶領域の消費を抑制することができる。
また、サイクルＡＰＣの全体周期を短く構成できるため、レーザ素子およびレーザドライバの自己発熱による温度上昇に伴う光量変動特性を有する場合であってもレーザ素子毎の濃度ムラは１［％］未満に維持される。これにより、ＡＰＣ精度による画像濃度ムラが抑制される。
また、例えば１［μＷ］程度で発生する電気信号を増幅して応答する増幅回路４０４を含むＰＤ２１１を時分割で共用し、複数のレーザを１％以下の誤差に逐次補正して維持するとする。この場合、同一光量をターゲットとするＡＰＣを連続して行う場合、消灯時間が１［μｓ］以下となり、１回のＡＰＣ所要時間において数［μｓ］の時間短縮は図られる。そのため、累計では大きな時間短縮の効果が生じる。

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。

１００・・・画像形成装置、１０１Ｙ〜１０１Ｂｋ・・・画像形成部、１０２Ｙ〜１０２ＢＫ・・・感光ドラム、１０３Ｙ〜１０３Ｂｋ・・・帯電装置、１０４Ｙ〜１０４Ｂｋ・・・光走査装置、１０５Ｙ〜１０５Ｂｋ・・・現像装置、１０６Ｙ〜１０６Ｂｋ・・・ドラムクリーニング装置、１０７・・・中間転写ベルト、１０８・・・駆動ローラ、１０９、１１０・・・従動ローラ、１１１Ｙ〜１１１Ｂｋ・・・一次転写装置、１１２・・・２次転写装置、１１３・・・定着装置、１１４・・・手差し給送カセット、１１５・・・給紙カセット、Ｓ・・・記録媒体。

Claims (5)

1. 回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する複数の光源と、
   前記光源それぞれから出射されるレーザ光を受光して電気情報に変換する受光手段と、
   前記電気情報と基準光量とに基づき前記光源それぞれに印加する駆動電流量を調整する場合に、予め設定された所定時間においてフィードバック制御が収束するように調整する調整手段と、
   前記調整手段が行う調整の調整パターンを格納する記憶手段と、を有し、
   前記記憶手段には、前記調整パターンとして調整対象とする光源、当該光源の発光パターン、調整の実行時間それぞれが規定されたテーブルが各々関連付けられて格納されていることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記調整手段は、前記受光手段を時分割で共用して前記光源それぞれの調整を実施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. 前記調整手段は、前記複数の光源のうち、前記調整パターンに応じた光源の遷移が最後の光源となるまでの間同一の発光パターンにより調整を行うことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記調整手段は、前記複数の光源のうち、前記調整パターンに応じた光源の遷移が最後の光源である場合に、前記発光パターンを切り替えて再び最初の光源に遷移して調整を行うことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置が有する光走査装置であって、
   回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する複数の光源と、
   前記光源それぞれから出射されるレーザ光を受光して電気情報に変換する受光手段と、
   前記電気情報と基準光量とに基づき前記光源それぞれに印加する駆動電流量を調整する場合に、予め設定された所定時間においてフィードバック制御が収束するように調整する調整手段と、
   前記調整手段が行う調整の調整パターンを格納する記憶手段と、を有し、
   前記記憶手段には、前記調整パターンとして調整対象とする光源、当該光源の発光パターン、調整の実行時間それぞれが規定されたテーブルが各々関連付けられて格納されていることを特徴とする、
   光走査装置。

Images