JP2016141100A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率に応じてＡＰＣループゲインを変更して最適なゲインを選択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レーザ発光素子４０１、レーザ光の光量を検出するＰＤ４０３、ＡＰＣ制御回路３０１を有する。ＡＰＣ制御回路３０１は、ＰＤ４０３の検出結果とレーザ発光素子の駆動電流とに基づく発光効率（η）の値が所定値以下である場合にＡＰＣループゲインを第１のループゲイン（Ｇａｉｎ_ａ）とし、所定値を超える場合にＡＰＣループゲインを第２のループゲイン（Ｇａｉｎ_ｂ）に切り替える。【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ光によって感光体表面を走査して画像を形成する技術に関する。

レーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、半導体レーザから出射されるレーザ光によって感光ドラムなどの感光体（像担持体）上を走査することによって静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。このような画像形成装置において、近年高解像度化、印刷高速化に対応するためには半導体レーザ（レーザ発光素子）のＯＮ、ＯＦＦの切り替えを高速にする必要がある。

例えば、レーザ発光素子は図９に示すような発光特性を示す。図９の横軸はレーザ発光素子に供給される駆動電流値、縦軸は供給される駆動電流値に対するレーザ光の発光光量（強度）である。図９に示すように、レーザ発光素子に供給される駆動電流の値が閾値電流Ｉｔｈよりも低い領域では電流値の増加量に対する発光光量の増加が緩やかである。これに対して、閾値電流Ｉｔｈよりも高い領域では電流の増加量に対する発光光量の増加量が増大する。しかしながら、図９に示すように、レーザ発光素子へ駆動電流が供給されても一定の時間立ち上がらないという現象（レーザ発光素子の発光応答性の低下）が生じることが見て取れる。なお、発光応答性の低下を抑制するためには、バイアス電流Ｉｂの値は感光体の電位を変化させる強度のレーザ光を出射させる駆動電流の値にできる限り近い値に設定することが望ましい。

また、レーザ光量を一定にするための駆動電流を決定するために、ＰＤ（フォトダイオード）を利用した自動光量調整（以下、ＡＰＣ：Automatic Power Control）によって複数レーザの光量を一様に揃えるための各種技術がある。
例えば、図９に示すように、第１の光量Ｐ１で発光させた時の駆動電流Ｉ１と、第１の光量よりも低い第２の光量Ｐ２（例えば１／４の光量）を目標値として発光させた時の駆動電流Ｉ２を測定する。レーザ光の光量はＰＤにより測定され、画像形成時にレーザ発光素子に供給される駆動電流の値はＰＤの検出結果に基づいて制御される。ＰＤは、レーザ発光素子の近傍に配置され、感光体に向かうレーザ光（フロント光）とは反対側に出射されるレーザ光（リア光）が入射する位置に配置される。レーザ発光素子は、フロント光を出射するとそれに対応するようにリア光を出射する。フロント光の強度とリア光の強度は所定の対応関係を有する（例えば、比例関係）。
そして、駆動電流と光量との対応関係（発光特性）を示すグラフ上において、光量Ｐ１と駆動電流Ｉ１とによって定義される点と光量Ｐ２と駆動電流Ｉ２とによって定義される点とを結ぶ直線を演算し、その直線と光量が０となる線分との交点を算出する。その交点に対応する電流値を閾値電流Ｉｔｈとする。実際の閾値電流Ｉｔｈは、図９において発光特性の傾きが変化する点に対応する電流の値に相当するが、実際の閾値電流Ｉｔｈの値を求めるためには発光特性を詳細に把握する処理が必要となる。

そこで、高い値の電流をレーザ発光素子に供給したときの電流値の変化に対する発光光量の変化が線形であることを利用して、上記のような方法で求めた電流値を閾値電流Ｉｔｈとしている。この閾値電流Ｉｔｈに対して所定の係数α（０＜α≦１）を乗算する、あるいは閾値電流Ｉｔｈから所定の補正値を減算することによってバイアス電流Ｉｂを算出する。このようにバイアス電流Ｉｂを設定することによって、バイアス電流Ｉｂのみを供給したときにレーザ発光素子から感光体の電位を変動させる強度のレーザ光が出射されないようにする。このように、第１の光量Ｐ１での発光と第２の光量Ｐ２での発光を１走査毎に行うことで、発光素子の温度変化によって閾値電流Ｉｔｈの値が変動しても、変動に応じたバイアス電流Ｉｂを設定する、という方法がある。

また、例えば、特許文献１に開示された画像形成装置は、バイアス電流の値を高精度に制御して各発光素子の発光応答性の低下を抑制する、というものである。

特開２０１１−２０７２１３号公報

しかしながら、画像データのデューティ（階調値）が副走査方向において極端に異なる場合がある。この場合、画像データの階調値の変化に応じて発光デューティ（発光期間）も走査ごとに大きく変化する。そのため、レーザ発光素子の温度変化に伴う光量変動が生じてしまう。なお、副走査方向とは、感光ドラムの回転方向、若しくはこの方向に対応する方向である。
このように、画像データの階調値が副走査方向で極端に異なる場合などでは、同一レベルの光量でのＡＰＣを連続して行ったとしても、目標光量に対する電流量が走査ごとに変化し、ＡＰＣのフィードバックに時間を要してしまうことがある。
また、図１０（ａ）、（ｂ）は、ＡＰＣループゲインの発振、フィードバックに要する時間を説明するための図である。フィードバックに要する時間を短縮するためにＡＰＣループゲインを高めた場合、図１０（ａ）に示すように、発振を引き起こしてしまう恐れがある。一方、図１０（ｂ）に示すように、レーザ発光素子の使用時間が長期化するに伴い当該レーザ発光素子の発光効率が低下した場合、光量調整に必要な駆動電流が増加してしまう。このように、ＰＤの出力からレーザ発光素子へフィードバックに時間を要してしまい、１走査内におけるＡＰＣの実施が困難になる、という課題が残る。

本発明は、発光効率に応じてＡＰＣループゲインを変更して最適なゲインを選択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光源と、前記光源から出射されるレーザ光の光量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する調整手段と、前記検出手段の検出結果と前記調整手段により制御された駆動電流とに基づく発光効率の値が所定値以下である場合に前記調整手段のループゲインを第１のループゲインとし、当該所定値を超える場合に第２のループゲインに切り替える切替手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、発光効率に応じてＡＰＣループゲインを変更して最適なゲインを選択することができる。これにより、ＡＰＣ実施に要する時間が短縮され、１走査内におけるＡＰＣ実施を実現することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す縦断面図。 光走査装置の構成の一例を示す図。 光量調整の一例を説明するための図。 光走査装置の制御回路の構成を説明するためのブロック図。 モードの切り替えを説明するための図。 モードＡＰＣ−ＨとモードＡＰＣ−Ｌの切り替えタイミングを説明するための図。 レーザ発光素子に印加される駆動電流と光量との関係を説明するための図。 発光効率ηに基づくゲイン切り替えの他の一例を説明するための図。 従来のバイアス電流の算出方法を説明するための図。 （ａ）、（ｂ）は、ＡＰＣループゲインの発振、フィードバックに要する時間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。

［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全体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、像担持体である感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、帯電装置１０２ａ〜１０２ｄ、現像器１０３ａ〜１０３ｄ、転写ブレード１０４ａ〜１０４ｄ、中間転写ベルト１０５、二次転写ローラ（１０６、２１）を含んで構成される。
画像形成装置１００は、また、定着装置１０７、排紙ローラ１０８、給紙カセット１０９、手差しトレイ１１０、レジローラ１１１、両面反転パス１１２、両面パス１１３、縦パスローラ１１４、光走査装置２００ａ〜２００ｄを有する。

感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄは、各色に対応する像担持体であり、帯電装置１０２ａ〜１０２ｄによって帯電される。帯電された各感光ドラムは、レーザ発光素子を光源とする各々の光走査装置２００ａ〜２００ｄから出射されるレーザ光により静電潜像が形成される。その後、この静電潜像は各々の現像器１０３ａ〜１０３ｄによりトナーを用いて現像される。
そして、この感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ上それぞれに現像された各色のトナー像は、転写ブレード１０４ａ〜１０４ｄに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト１０５に転写される。その後、中間転写ベルト１０５上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ１０６で記録紙に４色が一括転写される。その後、トナー像を担持した記録紙Ｓは定着装置１０７を通過して定着処理が施された後、排紙ローラ１０８等によって装置外に排出される。

記録紙Ｓは、給紙カセット１０９もしくは手差しトレイ１１０などから給紙され、レジローラ１１１で搬送タイミングが調整され、二次転写ローラ１０６へ搬送される。なお、両面印刷時には、定着装置１０７を通った記録紙Ｓは両面反転パス１１２の方向に導かれて逆方向に反転搬送され、両面パス１１３へ搬送される。両面パス１１３を通った記録紙Ｓは再び縦パスローラ１１４を通り、１面目と同様に２面目の画像を作像、転写、定着した後に排出される。

［光走査装置の構成］
図１に示す４つの光走査装置は、それぞれが同一の機能構成であるため、代表して光走査装置２００ａを例に挙げて説明する。なお、説明の便宜上、光走査装置２００ａを光走査装置２００として示す。

図２は、光走査装置２００の構成の一例を示す図である。
光走査装置２００は、光源である半導体レーザ２０１（ＬＤ：レーザダイオード）、コリメータレンズ２０２、開口絞り２０３、シリンドリカルレンズ２０４、ポリゴンミラー２０５、ポリゴンミラー駆動部２０６を含んで構成される。光走査装置２００は、また、トーリックレンズであるｆ−θレンズ１（２０７）、ｆ−θレンズ２（２０８）を有する。

コリメータレンズ２０２は、半導体レーザ２０１から出射されたレーザ光を平行光束に変換する。開口絞り２０３は、通過するレーザ光の光束を制限する。シリンドリカルレンズ２０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り２０３を通過した光束をポリゴンミラー２０５の反射面に主走査方向に長い楕円像として結像する。回転多面鏡であるポリゴンミラー２０５は、ポリゴンミラー駆動部２０６により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したレーザ光を偏向走査する。

トーリックレンズは、ｆ−θ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。ｆ−θレンズ１（２０７）の主走査方向の表裏の両レンズ面は、非球面形状より成っている。ｆ−θレンズ２（２０８）は、ｆ−θ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる倍率を有する。
ＢＤ２０９は、レーザビーム検出手段として機能するＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒである。ＢＤ２０９は、画像形成装置１００が備える感光ドラム１０１の画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー２１０によって反射されたレーザ光を検出する。このようにして、ＢＤ２０９は、走査タイミング信号（ＢＤ信号）を生成する。

感光ドラム１０１では、回転駆動されるポリゴンミラー２０５により偏向された半導体レーザ２０１から放射されるレーザ光のスポットがドラム軸に平行に直線状に移動（走査）する。なお、光走査装置２００は、半導体レーザ２０１として複数ビームを発するマルチビームレーザを使用しており、１回の走査により複数本のライン状の静電潜像を形成することができるものとして説明を進める。

感光ドラム１０１は、駆動部２１１によって回転駆動される。これにより、副走査方向（感光ドラムの回転方向）に画像が書き込まれる。なお、感光ドラム１０１表面の走査は、感光ドラム１０１が帯電装置１０２により表面が帯電された後に行われる。また、感光ドラム１０１表面の電位は、照射されたレーザ光の強度に応じて電位が変位する。

［光量調整］
図３は、光量調整の一例を説明するための図である。
光走査装置２００は、組み立て時において感光ドラム１０１表面に一定のレーザ光を照射するように光量調整が行われる。ここで、レーザ光の光量を調整する方法の一例を述べる。半導体レーザ２０１のレーザ発光素子４０１は、図３に示すように、画像を描画するためのレーザ光を図右側へ放射（フロント光）するとともに、逆方向（図左側）にもフロント光に対し一定割合の光量のレーザ光を放射（リア光）する。放射されたリア光は、光量を検出するための検出手段であるＰＤ（フォトダイオード）４０３が受光する。そして、ＰＤ４０３が受光する光の強度をモニタし、レーザ発光素子４０１に印加する電流量（駆動電流量）をフィードバックする。つまり、ＰＤ４０３の検出結果と後述する目標光量とを比較し、比較結果に基づき当該ＰＤ４０３の出力（ＰＤ電流）が所定値となるようにレーザ発光素子４０１に印加する電流が調整される。これを自動光量調整（ＡＰＣ）と称す。また、このときの動作モードをＡＰＣモードと称す。
なお、画像を描画する画像モードでは、レーザ光は点滅を繰り返している。そのため、ＡＰＣを実施することができない。そこで、非画像領域において所定のタイミングでＡＰＣが実施される。このようなＡＰＣモード、画像モードの切り替えについては、図５を用いて後述する。

［ＡＰＣ制御回路］
図４は、光走査装置２００の制御回路の構成を説明するためのブロック図である。
光走査装置２００の制御回路は、ＡＰＣ制御回路３０１、基準電圧３０２、Ｉ／Ｖ変換回路３０３、電子ボリウム３０４、ゲイン切替部３０５、抵抗器（３０６ａ、３０６ｂ）、ゲイン切替スイッチ（３０７ａ、３０７ｂ）を含んで構成される。光走査装置２００の制御回路は、また、誤差増幅回路３０８、ＣＰＵ３０９、チャージアップコンデンサ３１０、ディスチャージスイッチ３１１、ＡＰＣ切替スイッチ３１２を有する。また、Ｉｂ調整回路３１３、ドライバ３１４、レーザ制御部３１５、画像形成部３１６を有する。光走査装置２００は、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）３０９により制御される。

例えば、ＣＰＵ３０９からレーザ制御部３１５に対し、ＡＰＣ制御回路３０１をＡＰＣモードにするよう命令を出す。また、レーザ制御部３１５は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であり、ＣＰＵ３０９からレジスタを設定されるとレーザ光の制御信号（レーザ制御信号）を発生する。レーザ制御信号は、ＣＴＬ信号と称す数ビットのパラレル信号で構成されており、この信号のパターンによりモードを変更することができる。この点について、図５を用いて説明する。

図５は、モードの切り替えを説明するための図である。
例えば、１ビームレーザの制御では、ＣＴＬ０〜２の制御信号によってモードの切り替えを行う。この場合、図５に示すようにＣＴＬ０：Ｌ（Low）、ＣＴＬ１：Ｈ（High）、ＣＴＬ２：Ｌであれば、ＡＰＣ−Ｈモードとなる。また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈ、ＣＴＬ２：Ｌであれば、ＡＰＣ−Ｌモードとなる。また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈ、ＣＴＬ２：Ｈであれば、画像モードとなる。また、ＣＴＬ０：Ｌ、ＣＴＬ１：Ｌ、ＣＴＬ２：Ｌの場合、ＡＰＣの光量値を０に戻した状態のモード（ディスチャージモード）になる。ディスチャージモードでは、チャージアップコンデンサ３１０の電荷をディスチャージスイッチ３１１によりディスチャージし、レーザ光は照射されない。一般的には、印刷が終了してレーザ発光素子４０１の出力を停止する場合、ディスチャージモードにする。それぞれのモードの詳細については後述する。

図４の説明に戻り、ＡＰＣ制御回路３０１では、ＡＰＣ−Ｈモードへ変更する場合、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ａ、３１２ｂをＯＮ、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ｃ、３１２ｄをＯＦＦ、ディスチャージスイッチ３１１をＯＦＦする。
また、電子ボリウム３０４は、ＡＰＣ−Ｈ用の設定とＡＰＣ−Ｌ用の設定をそれぞれ有する。例えば、ＰＤ４０３の出力電流が同じである場合、モードがＡＰＣ−Ｈのときの出力に比べて、モードがＡＰＣ−Ｌであるときには１／４とし、その出力が１／４倍となるようにする。つまり、電子ボリウム３０４は、ＡＰＣ−Ｈ時のＰＤ目標値ＩｍをＩｍｈ、ＡＰＣ−Ｌ時のＰＤ目標値ＩｍをＩｍｌとしたとき、Ｉｍｌ＝Ｉｍｈ／４となるように制御する。このように、ＡＰＣモードにおいてさらにＡＰＣ−ＨモードとＡＰＣ−Ｌモードがある。

また、モードがＡＰＣ−Ｈのとき、電子ボリウム３０４はＡＰＣ−Ｈ用の設定となっている。この場合、ＡＰＣ（ライン間ＡＰＣ−Ｈ）を開始するとＡＰＣ−Ｈのチャージ電圧がドライバ３１４に出力される。ドライバ３１４は、入力電位によりレーザ発光素子４０１へ供給する電流量を制御する機能を有し、入力電位が低いと低い電流量を供給し、高い電位が入力されると、高い電流量を供給する。一方、ドライバ３１４にはバイアス電流（Ｉｂ）を調整するＩｂ調整回路３１３からも電位が供給される。Ｉｂ調整回路３１３は、レーザ発光素子４０１がレーザ発光しない程度のバイアス電流を決定し、レーザのスイッチングスピードを高速化するための機能を有する。

ＡＰＣの開始当初では、ドライバ３１４にはＩｂ調整回路の出力のみが入力される。そして、ドライバ３１４は、モードＡＰＣ−Ｈにおけるレーザ駆動電流Ｉｏｐ_ｈを出力する。なお、レーザ駆動電流Ｉｏｐ_ｈの値はＣＰＵ３０９に通知される。

ＡＰＣ制御回路３０１では、ＡＰＣ−Ｌモードへ変更する場合、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ａ、３１２ｂをＯＦＦし、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ｃ、３１２ｄをＯＮする。また、電子ボリウム３０４の設定はＡＰＣ−Ｌ用になる。この場合、ＡＰＣ（ライン間ＡＰＣ−Ｌ）を開始するとＡＰＣ−Ｌのチャージ電圧がドライバ３１４に出力される。そして、ドライバ３１４は、ＡＰＣ−Ｌにおけるレーザ駆動電流Ｉｏｐ_ｌを出力する。なお、レーザ駆動電流Ｉｏｐ_ｌの値はＣＰＵ３０９に通知される。

その後、レーザ発光素子４０１から出射されたレーザ光を受光することによってＰＤ４０３が出力するＰＤ電流をＩ／Ｖ変換回路３０３で電圧に変換したＰＤ電圧が誤差増幅回路３０８に入力される。また、基準電圧３０２をもとにＤ／Ａ変換した電圧も誤差増幅回路３０８に入力される。

電子ボリウム３０４は、光量調整時の設定値でＡＰＣ（ライン間ＡＰＣ）を実施する。例えば、基準電圧が２［Ｖ］であれば、電子ボリウムのレジスタを５０［％］で設定した場合、電子ボリウムの出力は１［Ｖ］になる。誤差増幅回路３０８は、非反転入力にＰＤ電圧が入力され、電子ボリウム３０４の出力が反転入力に入力されると、それぞれの入力の電位差分の利得を乗じて増幅し、この増幅信号を出力端子から出力する。この利得は抵抗器３０６ａ、３０６ｂにより決定される。ここでは、抵抗器３０６ａは、抵抗器３０６ｂよりも高い抵抗値とし、抵抗器３０６ａの利得は抵抗器３０６ｂよりも大きいものとする。また、抵抗器３０６ａ、３０６ｂと直列にゲイン切替スイッチ３０７ａ、３０７ｂが存在するため、それぞれの利得を切り替えることが可能な構成になっている。このように、誤差増幅回路３０８は、調整手段として機能する。
ここで、それぞれの利得をＧａｉｎ_ａ（高ゲイン：第１のループゲイン）、Ｇａｉｎ_ｂ（通常ゲイン：第２のループゲイン）とする。ゲイン切替部３０５は、ＣＰＵ３０９からの指示に応じてゲインを切り替える切替手段として機能する。なお、切り替えのタイミングについては、後述する発光効率ηの算出とともに後述する。

例えば、検出されたレーザ光の光量が目標光量よりも低い場合、ＰＤ電圧が電子ボリウム３０４からの出力に対して低くなる。そのため、誤差増幅回路３０８は、チャージコンデンサに電荷をチャージする動作を行う。一方、レーザ光の光量が目標光量よりも高い場合、誤差増幅回路３０８はチャージアップコンデンサ３１０の電流を減ずる動作を行う。このように、誤差増幅回路３０８の動作に基づきレーザ光の光量が目標光量となるように調整が行われる。

［ライン間ＡＰＣ］
図５に示すように、ＢＤ信号のタイミングに合わせて実施されるＡＰＣをライン間ＡＰＣと称す。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。
図５において、例えばＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈの状態ではレーザ光の照射がＯＦＦ（消灯）される。ただし、チャージアップコンデンサ３１０の電荷は保持される。つまり、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：Ｈの状態（画像モード）では、チャージアップコンデンサ３１０の電位がレーザ発光素子４０１に印加される。
このように、複数レーザにおける複数光量の組み合わせでＡＰＣを実施する場合、その分だけＡＰＣ実施のタイミングが存在することになる。以下、ＡＰＣ制御回路３０１の動作について図６、図７を用いて説明する。

図６は、モードＡＰＣ−ＨとモードＡＰＣ−Ｌの切り替えタイミングを説明するための図である。また、図７は、レーザ発光素子４０１に印加される駆動電流と光量との関係を説明するための図である。
図６に示すように、１走査においてビデオ領域（画像領域）とＡＰＣ領域（非画像領域）とがあり、さらにＡＰＣ領域においてモードＡＰＣ−ＨとモードＡＰＣ−Ｌとが切り替えられ、モードに応じたレーザ光が出射される。
また、図７に示すように、モードＡＰＣ−Ｈでは、目標光量ＰｏとなるようにＡＰＣ制御が行われる。モードＡＰＣ−Ｌでは、目標光量Ｐｏの１／４の光量（Ｐｏ×１／４）となるようにＡＰＣ制御が行われる。

誤差増幅回路３０８の出力は、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ａ、３１２ｂもしくはＡＰＣ切替スイッチ３１２ｃ、３１２ｄに入力される。ＡＰＣ制御回路３０１では、モードＡＰＣ−ＨではＡＰＣ切替スイッチ３１２ａ、３１２ｂをＯＮし、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ｃ、３１２ｄをＯＦＦする。また、モードＡＰＣ−ＬではＡＰＣ切替スイッチ３１２ａ、３１２ｂをＯＦＦし、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ｃ、３１２ｄをＯＮする。また、画像形成などの定電流制御時には、ＡＰＣ切替スイッチ３１２ｂをＯＮし、これ以外のＡＰＣ切替スイッチをＯＦＦする。

ドライバ３１４に対してバイアス電流を印加する場合、Ｉｂ調整回路３１３を介して行われることは既に述べた。Ｉｂ調整回路３１３は、例えばレジスタに入力された設定値に応じて制御電圧が出力され、ドライバ３１４に対してチャージアップコンデンサ３１０もしくは誤差増幅回路３０８の出力を重畳して印加する。なお、バイアス電流Ｉｂは固定値であってもよい。また、バイアス電流Ｉｂの値を後述するＩ−Ｌ特性に基づく閾値電流Ｉｔｈの値と同じ値とすることもできる。以下、この点について説明する。

図７に示すように、目標光量Ｐｏを第１の光量としてライン間ＡＰＣ−Ｈを実施するときの駆動電流Ｉｏｐ_ｈとする。また、目標光量Ｐｏよりも低い第２の光量（例えば、目標光量Ｐｏの１／４光量）を目標値としてライン間ＡＰＣ−Ｌを実施するときの駆動電流Ｉｏｐ_ｌとする。この場合、閾値電流Ｉｔｈは、駆動電流Ｉｏｐ_ｈ、駆動電流Ｉｏｐ_ｌに基づきＣＰＵ３０９が直線演算を行い、光量が０となるポイントが閾値電流Ｉｔｈとなる。
また、バイアス電流Ｉｂは、ここではＩｂ＝Ｉｔｈとする。この場合、スイッチング電流Ｉｓｗは、閾値電流Ｉｔｈから目標光量Ｐｏに到達させる際の電流値Ｉｏｐに基づきＩｓｗ＝Ｉｏｐ−Ｉｂとして求めることができる。また、発光効率ηは、スイッチング電流Ｉｓｗと目標光量Ｐｏから、η＝Ｐｏ／Ｉｓｗ［ｍＷ／ｍＡ］により求めることができる。このようにして、発光効率ηが算出される。次に、算出された発光効率ηの値に基づくＡＰＣループゲインの切り替えについて説明する。

ＣＰＵ３０９は、発光効率ηの値が所定値以下である場合、ＡＰＣループゲインを第１のループゲインであるＧａｉｎ_ａに切り替える。この場合、ＣＰＵ３０９は、ゲイン切替スイッチ３０７ａをＯＮし、ゲイン切替スイッチ３０７ｂをＯＦＦする。なお、発光効率ηの所定値は、レーザ発光素子の特性等に応じた、例えば０．３〜１．０の範囲に含まれる任意の値（例えば、０．５）が設定される。
一方、発光効率ηの値が所定値を超える場合、ＡＰＣループゲインを第２のループゲインであるＧａｉｎ_ｂとする。この場合、ＣＰＵ３０９は、ゲイン切替スイッチ３０７ａをＯＦＦし、ゲイン切替スイッチ３０７ｂをＯＮする。なお、発光効率ηの値に応じて２つのゲイン（Ｇａｉｎ_ａ、Ｇａｉｎ_ｂ）を切り替えることは一例であり、切り替え対象のゲインの種類が例えば３つ以上であってもよい。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、レーザ発光素子４０１の使用時間が長期化し発光効率ηの低下により光量調整に要する電流値が増加した場合、ゲインを切り替え利得を上げるように制御される。これにより、レーザ発光素子４０１の温度上昇、あるいは耐用が進んだ場合であっても短い時間でＡＰＣを実施することが可能となり、１走査内におけるＡＰＣ実施を実現することができる。また、ＡＰＣの実施時間が短縮されるため、全てのレーザ光に対して毎走査にＡＰＣを行うことが可能となり、その結果、光量調整を高精度化し画質向上を図ることができる。

［変形例］
図８は、発光効率ηに基づくゲイン切り替えの他の一例を説明するための図である。
発光効率ηに基づくゲイン切り替えの他の方法として、図８に示すように、光走査装置２００が有する記憶部３１７に予め測定された発光効率ηを所定値として格納し、レーザ発光時にＣＰＵ３０９が発光効率ηを読み出すように構成することもできる。
この場合、ＣＰＵ３０９は、算出した発光効率ηが所定値以下であれば第一のループゲインとし、発光効率が所定の値以上であれば第一のループゲインよりも低い第二のループゲインとする。

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、１０１ａ〜１０１ｄ・・・感光ドラム、１０２ａ〜１０２ｄ・・・帯電装置、１０３ａ〜１０３ｄ・・・現像器、１０４ａ〜１０４ｄ・・・転写ブレード、１０５・・・中間転写ベルト、１０６（２１）・・・二次転写ローラ、１０７・・・定着装置、１０８・・・排紙ローラ、１０９・・・給紙カセット、１１０・・・手差しトレイ、１１１・・・レジローラ、１１２・・・両面反転パス、１１３・・・両面パス、１１４・・・縦パスローラ、２００ａ〜２００ｄ・・・光走査装置。

Claims (6)

1. 回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する光源と、
   前記光源から出射されるレーザ光の光量を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する調整手段と、
   前記検出手段の検出結果と前記調整手段により制御された駆動電流とに基づく発光効率の値が所定値以下である場合に前記調整手段のループゲインを第１のループゲインとし、当該所定値を超える場合に第２のループゲインに切り替える切替手段と、を有することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記第１のループゲインにおける利得が前記第２のループゲインにおける利得よりも高いことを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１のループゲインで実施する第１の光量調整における目標光量が前記第２のループゲインで実施する第２の光量調整における目標光量よりも高いことを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記発光効率は、前記第１の光量調整における前記光源の駆動電流と、前記第２の光量調整における前記光源の駆動電流と、前記第１の光量調整における目標光量とから算出された値であることを特徴とする、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定値として発光効率の値を記憶する記憶手段をさらに有し、
   前記調整手段は、前記検出手段の検出結果と前記調整手段により制御された駆動電流とに基づく発光効率の値が前記記憶手段に記憶された発光効率の値以下である場合に前記調整手段のループゲインを第１のループゲインとし、当該値を超える場合に第２のループゲインに切り替えることを特徴とする
   請求項１乃至４いずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 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光源と、
   前記光源から出射されるレーザ光の光量を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する調整手段と、
   前記検出手段の検出結果と前記調整手段により制御された駆動電流とに基づく発光効率の値が所定値以下である場合に前記調整手段のループゲインを第１のループゲインとし、当該所定値を超える場合に第２のループゲインに切り替える切替手段と、を有することを特徴とする、
   光走査装置。

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