JP4158568B2 - 光源制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源制御装置に係り、より詳しくは、各々独立して変調可能な複数の光源から出力された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置に用いられ、前記複数の光源の光量制御を行う光源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタや電子写真複写機等、光走査装置によって、光ビームを感光体上に走査させて画像を形成する画像形成装置がある。図１６に、一般的な光走査装置の構成を示す。同図に示すように、この光走査装置２００では、光源として、端面発光型の半導体レーザ（以下、「ＬＤ」と称す）２０２Ａを用い、ＬＤ２０２から出力された光ビームは、レンズ２０４により平行光化された後、側面に複数の反射面を有し、一定速で回転するポリゴンミラー２０６へと入射されるようになっている。そして、ポリゴンミラー２０６の反射面により反射された走査光ビームは、ｆθレンズ２０８を透過することにより、感光体表面での走査速度が一定となるように走査速度が補正されてから感光体へ照射されるようになっている。
【０００３】
このような光走査装置が用いられる画像形成装置において、良好な画質を得るためには、光ビームの光量が精度よく所定光量となるように制御される必要がある。このため、このような光走査装置では、ＬＤの出力光量を検知し、検知結果が所定光量となるようにＬＤの駆動電流を調整することで、ＬＤの出力光量制御が行われている。例えば、端面発光型のＬＤ２０２Ａでは、ＬＤパッケージ内に、ＬＤの出力光量を検知するための検知手段として、ＬＤから後方に出力された光ビーム（所謂、バックビーム）を受光するフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と称す）が設けられており、このＰＤによりＬＤのバックビームを検知することにより、ＬＤの出力光量を検知することができるようになっている。
【０００４】
また、近年は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）と称される面発光型のＬＤを安価に作成できるようになってきたことから、光走査装置の光源として、従来の端面発光型のＬＤに代えて、面発光型のＬＤを用いることも検討されている。この面発光型のＬＤは、端面発光型のＬＤのようにバックビームがなく、一方方向にのみ光ビームが出力されるため、図１７に示す如く、面発光型のＬＤ２０２Ｂとは別に検知手段としてのＰＤ２１０が設けられ、レンズ２０４により面発光型のＬＤ２０２Ｂからの出力光を平行光化した後、ハーフミラー２１２によりその一部をＰＤ２１０へと案内すると共に、レンズ２１４により集光してＰＤ２１０に入射させることで、出力光量を検知する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この技術を図１６で示した光走査装置２００に適用した場合、図１８に示すような構成となる。なお、以下では、端面発光型と面発光型のＬＤを特に区別しない場合は、ＬＤ２０２と称して説明する。
【０００６】
一方、近年、画像形成速度や画像データにおける解像度を向上させることを目的として、光走査装置の光源として各々独立して変調可能な複数の光ビームを得ることのできるＬＤアレイが用いられている。この種の光走査装置においても、前述したように、良好な画質を得るためには、各光ビームの光量が精度よく所定光量となるように制御される必要がある。
【０００７】
複数の光源の光量を所定光量とするための技術として、従来、非有効走査期間毎に各光源を選択的に順次点灯させ、点灯している光源から出射されるレーザ光の光強度を光検出器により検出して各光源の光強度を各々所定の大きさに保つように各光源の駆動電流を制御する技術（以下、「第１従来技術」という。）があった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
この技術では、図１９（Ａ）に示される駆動電流制御回路内に、図１９（Ｂ）に示される２つのＬＤに対応して２つの駆動回路が設けられており、図１９（Ｃ）に示すように非有効走査期間内において時分割で有効となる２つの選択信号Ｓ１、Ｓ２により、１ビームずつ光量センサからの出力信号に応じた光量制御を行う構成となっている。この構成により、単一の光検出器（光量センサ）により、各光源の光強度を各々所定の大きさに制御することができる。
【０００９】
また、複数の光源の光量を所定光量とするための技術として、従来、複数の光源に対する光量の制御信号をシリアル送信又はコード化して送信する技術（以下、「第２従来技術」という。）もあった（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
この技術では、図２０に示されるように、制御信号がクロック信号に同期して時分割で送信され、制御信号切換信号に同期して光量制御回路内で有効となるように構成されており、光量の制御対象となる光源が順次切換えられるものである。これによって、複数の光源を制御する制御信号の数を削減することができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平４−３５５９８６号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５７１５号公報
【特許文献３】
特開２０００−７１５１４公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１従来技術では、光ビームの数と同数の選択信号が必要であるので、光ビームの数が多くなるほど回路規模が大きくなってしまう、という問題点があった。
【００１３】
特に、光源としてＶＣＳＥＬを適用する場合には、端面発光型のＬＤよりもアレイ化が容易であり、１０ビットを越える多ビーム光源が可能であるため、この場合に上記第１従来技術を適用した場合には、回路規模が著しく大きくなってしまう。
【００１４】
一方、上記第２従来技術では、光ビームの数が多くなるほど制御信号のビット数が増加し、それに伴ってクロック信号の変調周波数も増加するので、回路基板に高周波対策を施す必要があり、設計が困難になると共に、光ビームの数が多くなるほどノイズの放射量も増加するので、システム全体としての設計も困難となり、更に光量センサからの出力信号にノイズの影響が生じた場合には光量制御の精度が低下する、という問題点があった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、回路規模を小さくすることができると共に、設計が容易で、かつ高精度に光量制御を行うことのできる光源制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光源制御装置は、各々独立して変調可能な複数の光源から出力された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置に用いられ、前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御する光源制御装置であって、前記複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶した記憶手段と、前記順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換える切換手段と、を備えている。
【００１７】
請求項１に記載の光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報が記憶手段によって予め記憶され、当該順序情報により示される順序で光量制御が行われるように、切換手段により、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源が切換えられる。なお、上記記憶手段には、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリの他、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリを含めることができる。
【００１８】
このように、請求項１に記載の光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる。
【００１９】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記光源切換信号の変調周期を変更する変更手段を更に備えることが好ましい。これにより、変更手段によって光源切換信号の変調周期を長くすることにより、回路基板に高周波対策を施す必要がなく、設計が容易になると共に、ノイズの放射量も低減できるので、システム全体としての設計も容易となり、更に光量センサからの出力信号にノイズの影響が生じ難く光量制御の精度を向上できる。また、変更手段によって光源切換信号の変調周期を短くすることにより、各光源毎の光量制御時間を短くでき、各光源の延べ点灯時間を短縮できる結果、各光源の寿命を長くすることができる。
【００２０】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記光源切換信号における特定の光源に対応するパルスの変調周期を変更する特定パルス変更手段を更に備えてもよい。これにより、特定パルス変更手段によって光源切換信号における特定の光源に対応するパルスの変調周期を長くすることにより、光量制御の精度を向上できる。また、特定パルス変更手段によって上記パルスの変調周期を短くすることにより、光量制御時間を短くでき、各光源の延べ点灯時間を短縮できる結果、各光源の寿命を長くすることができる。
【００２１】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記光源切換信号による光源の切換え数をカウントすると共に、カウント値が予め定められたタイミングでリセットされるカウント手段を更に備え、前記切換手段は、前記カウント手段によるカウント値により示される順位の光源が光量制御の対象となるように光源を切換えるものとしてもよい。これにより、光源切換信号にノイズが入り、カウント手段によるカウント値に異常が生じた場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値とすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００２２】
更に、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御した後、前記設定光量を他の光量に切換えて再度前記複数の光源の光量制御を行うように制御する光量制御手段を更に備えてもよい。
【００２３】
これにより、本発明に係る複数の光源における複数の光量レベルに対応する複数の駆動量を計測し、外部より入力される強度信号に対応した光強度で各光源を駆動できるように、前記複数の駆動量から光量と駆動量との関係を求め、前記強度信号で示される光量となるように算出した駆動量で各光源を駆動することで、強度変調を可能とすることができる。
【００２４】
この結果、例えば、被走査面の露光量分布が不均一な場合、走査位置に対応して光量を強度信号で制御し、露光量分布を均一とすることができる。
【００２５】
また、被走査面が感光体表面である場合、感光体の感度むらや、感光体の帯電むらや、転写手段の電位むら等を原因として、走査位置に対応して画像濃度が不均一となるが、このとき、走査位置に対応して光量を強度信号で制御することで走査方向の画像濃度分布を均一とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、複数の光源により感光体に対して走査露光を行う光走査装置における上記複数の光源の出射光量を制御する光量制御装置に適用した場合について説明する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａの構成について説明する。同図に示されるように、この光量制御装置１０Ａは、光走査装置の光源としてのｎ（ｎは２以上の整数であり、本実施の形態では、１２８）個のＬＤを含んで構成されると共に、感光体５４に対する露光光を出射する光源部５０、及び当該光源部５０の各ＬＤからの出力光量を検知するＰＤにより構成された光量センサ５２と接続されて用いられる。なお、光量センサ５２は、光源部５０に含まれる複数のＬＤが端面発光型である場合は、ＬＤパッケージ内に当該ＬＤの後方出力（バックビーム）を検知するように内蔵されているフォトダイオードを用いればよい。また、ＬＤが面発光型、すなわちＶＣＳＥＬの場合には、図１８で示したように、ハーフミラー２１２によりＬＤの出力光の一部を取り出し、この取り出された出力光を受光するように光量センサ５２を配置すればよい。
【００２８】
また、光量制御装置１０Ａは、光量制御順序設定記憶部１２Ａと、切換部１４Ａと、駆動量制御部１６と、制御対象とするＬＤの数と同数のサンプルホールド回路（以下、「Ｓ／Ｈ」という。）１８と、変調部２０と、を含んで構成されている。
【００２９】
光量制御順序設定記憶部１２Ａは切換部１４Ａに接続されている。この光量制御順序設定記憶部１２Ａには、光源部５０に含まれるｎ個のＬＤに対する光量制御の順序を示す順序情報が予め記憶されており、切換部１４Ａは光量制御順序設定記憶部１２Ａから順序情報を読み出すことができる。
【００３０】
また、切換部１４Ａには、外部（例えば光量制御装置１０により光源部５０に含まれるＬＤの光量が制御される光走査装置を搭載した画像形成装置本体側）からｎ本のビデオＩＮ信号が入力されるようになっており、切換部１４Ａは、ビデオＩＮ信号に基づいてｎ本のビデオＯＵＴ信号を出力するものとされている。なお、ビデオＩＮ信号は、感光体５４に画像を形成する際には当該画像に応じて光源部５０の各ＬＤの点灯及び消灯を指定して当該画像を形成させるための信号とされるが、各ＬＤの光量制御を行う際には全てのＬＤを消灯させる信号とされる。また、ビデオＯＵＴ信号は、感光体５４に画像を形成する際には入力されたビデオＩＮ信号と同一の信号とされるが、各ＬＤの光量制御を行う際には光量制御の対象となるＬＤのみを点灯させる信号とされる。
【００３１】
更に、切換部１４Ａには、上記外部から光量制御許可信号及び光源切換信号が入力されるようになっており、切換部１４Ａは、光量制御許可信号及び光源切換信号と、光量制御順序設定記憶部１２Ａから読み出した順序情報に基づいて各々ｎ個のＳ／Ｈ１８の何れか１個に対応するｎ本のサンプルホールド信号（以下、「Ｓ／Ｈ信号」という。）を出力するものとされている。
【００３２】
なお、光量制御許可信号は、光源部５０に含まれる各ＬＤの光量制御の実行を許可する期間を示す信号であり、本実施の形態では、当該期間にローレベルとされ、他の期間にハイレベルとされる信号である。また、光源切換信号は、光量制御の対象とするＬＤの切換えタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該切換えタイミングであるものとされている。更に、Ｓ／Ｈ信号は、対応するＳ／Ｈ１８のサンプル状態及びホールド状態を設定するための信号である。
【００３３】
一方、駆動量制御部１６には、上記外部から各ＬＤの設定光量を示す光量指示信号が入力されると共に、光量センサ５２が接続されており、駆動量制御部１６は、光量センサ５２から入力されたＬＤの出力光量を示す光量信号と光量指示信号とを等しくするための当該ＬＤの駆動量を示す駆動量設定信号を出力するものとされている。
【００３４】
また、切換部１４Ａのｎ本のＳ／Ｈ信号を出力する出力端は、各々対応するＳ／Ｈ１８の一方の入力端に接続されており、駆動量制御部１６の駆動量設定信号を出力する出力端は各Ｓ／Ｈ１８の他方の入力端に接続されている。各Ｓ／Ｈ１８では、一方の入力端から入力されたＳ／Ｈ信号の設定状態に応じて、他方の入力端から入力されている駆動量設定信号に対するサンプル状態及びホールド状態を切換えると共に、ホールドされている信号を対応するＬＤの駆動量を示す駆動量信号として出力するものとされている。
【００３５】
更に、切換部１４Ａのｎ本のビデオＯＵＴ信号を出力する出力端及び各Ｓ／Ｈ１８の駆動量信号を出力する出力端は各々変調部２０に接続されており、変調部２０のｎ本の出力端は、各々光源部５０の対応するＬＤに接続されている。変調部２０では、切換部１４Ａから入力されたビデオＯＵＴ信号により点灯が指示されたＬＤに対して、当該ＬＤに対応するＳ／Ｈ１８から入力されている駆動量信号によって示される駆動量で点灯させる。
【００３６】
光量制御順序設定記憶部１２Ａが本発明の記憶手段に、切換部１４Ａが本発明の切換手段に、各々相当する。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａの作用として、本発明に特に関係する各ＬＤの光量制御時における光量制御装置１０Ａの動作について、図２を参照しつつ詳細に説明する。なお、図２は、当該光量制御時における光量制御許可信号、光源切換信号及び制御状態の推移を示すタイムチャートである。また、ここでは、外部から、各ＬＤの光量制御時における設定光量を示す光量指示信号が入力されている場合について説明する。
【００３８】
まず、切換部１４Ａは、光量制御許可信号が各ＬＤの光量制御の許可期間を示す状態（本実施の形態では、ローレベル）とされているとき、光源切換信号の最初の立ち上がりエッジにおいて、光量制御順序設定記憶部１２Ａから順序情報を読み出し、最初に光量制御を行うＬＤ（以下、「第１光量制御光源」という。）を選択する。
【００３９】
そして、切換部１４Ａは、第１光量制御光源のみを点灯させるようにビデオＯＵＴ信号を生成して変調部２０に出力すると共に、第１光量制御光源に対応するＳ／Ｈ１８をサンプル状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。
【００４０】
この状態で、駆動量制御部１６は、光量センサ５２から入力された第１光量制御光源の出力光量を示す光量信号と、外部から入力されている光量指示信号とが等しくなるように、第１光量制御光源からの出力光量をフィードバック制御する。
【００４１】
図２に示すように、光源切換信号は所定周期で変調しており、切換部１４Ａは、光源切換信号の次の立ち上がりエッジで第１光量制御光源に対応するＳ／Ｈ１８をホールド状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。これに応じて当該Ｓ／Ｈ１８はホールド状態に移行する。
【００４２】
これと同時に切換部１４Ａは、次に光量制御を行うＬＤ（以下、「第２光量制御光源」という。）を光量制御順序設定記憶部１２Ａから読み出し、同様に第２光量制御光源に対する光量制御を行う。以降、光量制御の対象とするＬＤを順次切換えながら、連続して光量制御を行うことで全てのＬＤの光量制御を行う。
【００４３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａは、複数のＬＤの光量制御順序を示す順序情報を光量制御順序設定記憶部１２Ａによって予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、切換部１４Ａにより、光量制御の対象となるＬＤの切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とするＬＤを切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、光源切換信号の周期を固定とした場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、光源切換信号の周期を可変とした場合の形態について説明する。
【００４５】
まず、図３を参照して、本第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの構成を説明する。なお、図３の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
本第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂは、切換部１４Ａに入力される光源切換信号が変調周期変更部２２Ａによって出力されたものとされる点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００４７】
変調周期変更部２２Ａには、外部から基準クロック信号、クロック分周信号、及び出力許可信号が入力されるようになっており、変調周期変更部２２Ａは、これらの信号に基づいて光源切換信号を生成して切換部１４Ａに出力する。
【００４８】
なお、基準クロック信号は光源切換信号より高速で変調する信号であり、クロック分周信号は基準クロック信号に対する分周比を示す信号であり、出力許可信号は光源切換信号の切換部１４Ａへの出力を許可する期間を示す信号である。
【００４９】
すなわち、変調周期変更部２２Ａは、光量制御時のみ光源切換信号を変調するように出力許可信号に応じて制御され、出力が許可された状態で基準クロック信号をクロック分周信号で指定された分周比で分周した信号を光源切換信号として出力する。
【００５０】
感光体５４上にて一定の光量であっても、光走査装置の設計等により、光量センサ５２に入射する光量は異なる。光量センサ５２への入射光量が多い場合には光量センサ５２からの出力電流も大きく、容量負荷が大きいときでも光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が速くなり、光量制御の収束が速くなる。また、高速な光量センサ５２を用いたり、光量センサ５２から駆動量制御部１６に至る基板上の配線パターンが短くできると、同様に光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が速くなり、光量制御の収束が速くなる。
【００５１】
そこで、一例として図４における光量信号で示されるように、光量センサ５２への入射光量が比較的多い等の理由で光量制御の収束が速い場合には、光源切換信号の変調周期が短くなるようにクロック分周信号を設定する。これにより、各ＬＤ当たりの光量制御時間を短くし、光量制御にかかる時間を短縮することができ、この結果として各ＬＤの延べ点灯時間を短くすることができ、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００５２】
一方、光量センサ５２への入射光量が少ない場合には光量センサ５２からの出力電流も小さく、容量負荷が大きいときには光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が遅くなり、光量制御の収束が遅くなる。また、低速な光量センサ５２を用いたり、光量センサ５２から駆動量制御部１６に至る基板上の配線パターンが長い場合にも、同様に光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が遅くなり、光量制御の収束が遅くなる。
【００５３】
このように、一例として図５に示すように、光量制御の収束が図４で示される収束より遅い場合は、光源切換信号の変調周期を周期Ｔ１より長い周期Ｔ２となるようにクロック分周信号を設定する。これにより、光量制御の精度の低下を防止することができる。
【００５４】
なお、光量制御装置１０Ｂの各ＬＤの光量制御時における動作は、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様であるので、ここでの説明は省略する。変調周期変更部２２Ａが本発明の変更手段に相当する。
【００５５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｂは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号の変調周期を変更する変調周期変更部２２Ａを備えているので、変調周期変更部２２Ａによって光源切換信号の変調周期を長くすることにより、回路基板に高周波対策を施す必要がなく、設計が容易になると共に、ノイズの放射量も低減できるので、システム全体としての設計も容易となり、更に光量センサ５２からの出力信号（光量信号）にノイズの影響が生じ難く光量制御の精度を向上できる。また、変調周期変更部２２Ａによって光源切換信号の変調周期を短くすることにより、各ＬＤ毎の光量制御時間を短くでき、各ＬＤの延べ点灯時間を短縮できる結果、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００５６】
〔第３実施形態〕
上記第２実施形態では、全てのＬＤに対応する光源切換信号の周期を可変とした場合の形態について説明したが、本第３実施形態では、特定のＬＤに対応する光源切換信号の周期のみを可変とした場合の形態について説明する。
【００５７】
まず、図６を参照して、本第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの構成を説明する。なお、図６の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
本第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃは、光源切換信号が変調周期変更部２２Ｂによって出力されたものとされる点、切換部１４Ａに代えてクロック分周信号を出力する機能を有する切換部１４Ｂを設けた点、及び光量制御順序設定記憶部１２Ａに代えて、上記順序情報に加えて各ＬＤ毎の光量制御に必要な時間を示す時間情報が予め記憶された光量制御順序設定記憶部１２Ｂを設けた点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００５９】
変調周期変更部２２Ｂには、外部から基準クロック信号及び出力許可信号が入力され、切換部１４Ｂからクロック分周信号が入力されるようになっており、変調周期変更部２２Ｂは、これらの信号に基づいて光源切換信号を生成して切換部１４Ｂに出力する。
【００６０】
なお、基準クロック信号は光源切換信号より高速で変調する信号であり、クロック分周信号は基準クロック信号に対する分周比を示す信号であり、出力許可信号は光源切換信号の切換部１４Ｂへの出力を許可する期間を示す信号である。
【００６１】
すなわち、変調周期変更部２２Ｂは、光量制御時のみ光源切換信号を変調するように出力許可信号に応じて制御され、出力が許可された状態で基準クロック信号を切換部１４Ｂから入力されたクロック分周信号で指定された分周比で分周した信号を光源切換信号として出力する。
【００６２】
一方、切換部１４Ｂは、光量制御の対象とするＬＤの光量制御に必要な時間を示す情報を光量制御順序設定記憶部１２Ｂから読み出し、当該情報により示される時間に対応するクロック分周信号を変調周期変更部２２Ｂに出力する。なお、切換部１４Ｂのクロック分周信号を出力する動作以外の動作は切換部１４Ａと同様であり、光量制御装置１０Ｃの他の部分の各ＬＤの光量制御時における動作も、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６３】
以上により、基板上の配線パターンの引き回し等の影響によって特定のＬＤのみの光量制御の収束が遅い場合でも、一例として図７に示すように、当該ＬＤ（同図では、２番目に光量制御を行うＬＤ）に対応する光源切換信号の変調周期Ｔ２が長くされるので、光量制御の精度の低下を防止することができる。
【００６４】
また、反対に、光量制御の収束が速いＬＤについては、当該ＬＤに対応する光源切換信号の変調周期Ｔ１が短くされるので、選択的に光量制御時間を短くすることが可能となり、光量制御にかかる時間を短縮することができ、この結果として各ＬＤの延べ点灯時間を短くすることができ、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００６５】
光量制御順序設定記憶部１２Ｂが本発明の記憶手段に、切換部１４Ｂが本発明の切換手段に、変調周期変更部２２Ｂが本発明の特定パルス変更手段に、各々相当する。
【００６６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｃは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号における特定のＬＤに対応するパルスの変調周期を変更する変調周期変更部２２Ｂを備えているので、変調周期変更部２２Ｂによって光源切換信号における特定のＬＤに対応するパルスの変調周期を長くすることにより、光量制御の精度を向上できる。また、変調周期変更部２２Ｂによって上記パルスの変調周期を短くすることにより、光量制御時間を短くでき、各ＬＤの延べ点灯時間を短縮できる結果、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００６７】
〔第４実施形態〕
本第４実施形態では、光量制御装置に光源切換信号によるＬＤの切換え数をカウントするカウンタ（以下、「光源カウンタ」という。）を設けた場合の形態について説明する。
【００６８】
まず、図８を参照して、本第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの構成を説明する。なお、図８の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
本第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄは、光源カウンタ２４を新たに設けた点、光量制御順序設定記憶部１２Ａに代えて光量制御順序設定記憶部１２Ｃを設けた点及び切換部１４Ａに代えて切換部１４Ｃを設けた点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００７０】
光源カウンタ２４には、外部から光源切換信号及びカウンタリセット信号が入力されるようになっており、光源カウンタ２４は、光量制御時におけるＬＤの切換え数をカウントし、当該カウント値を示すカウント信号を光量制御順序設定記憶部１２Ｃに順次出力する。
【００７１】
なお、上記光源切換信号は、光量制御の対象とするＬＤの切換えタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、上記各実施の形態と同様に、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該切換えタイミングであるものとされている。また、上記カウンタリセット信号は、光源カウンタ２４によるカウントをリセットするための信号であり、本実施の形態では、カウントをリセットする際にハイレベルとされ、カウントを実行する際にローレベルとされる信号である。
【００７２】
従って、光源カウンタ２４は、カウンタリセット信号がローレベルである場合に光源切換信号の立ち上がりエッジに同期してカウントを行い、カウンタリセット信号がハイレベルとなった際にカウント値がリセットされる。
【００７３】
そして、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、光量制御の直前にカウンタリセット信号により光源カウンタ２４がリセットされるものとされている。
【００７４】
また、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、画像形成時における光量制御期間として全てのＬＤの光量制御を行うのに十分な時間が確保できない場合は、最初の光量制御時に一部のＬＤのみ光量制御を行い、次回の光量制御時まで光源カウンタ２４のカウント値をリセットせずに保持しておき、次回以降の光量制御時に残りのＬＤの光量制御を行い、全てのＬＤの光量制御が終了した後に光源カウンタ２４のカウント値をリセットする。
【００７５】
一方、光量制御順序設定記憶部１２Ｃには、外部から前述の順序情報（各ＬＤに対する光量制御の順序を示す情報）を示すＡＰＣ順序制御信号が入力されるようになっており、光量制御順序設定記憶部１２Ｃは、外部からＡＰＣ順序制御信号が入力されたときには、当該信号により示される順序情報を記憶する。
【００７６】
また、光量制御順序設定記憶部１２Ｃは、光源カウンタ２４から入力されたカウント信号によって示されるカウント値の順位で光量制御を行うＬＤを特定できるＬＤ信号を切換部１４Ｃに出力する。例えば、カウント値が‘１’である場合には、１番目に光量制御を行うＬＤを特定できるＬＤ信号を切換部１４Ｃに出力する。
【００７７】
切換部１４Ｃは、上記ＬＤ信号が光量制御順序設定記憶部１２Ｃから入力されると、当該ＬＤ信号によって特定されるＬＤ、すなわち光量制御の対象とするＬＤを点灯させることのできるビデオＯＵＴ信号を変調部２０に出力すると共に、当該ＬＤに対応するＳ／Ｈ１８をサンプル状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。なお、これ以外の切換部１４Ｃの光量制御時における動作は上記第１実施形態に係る切換部１４Ａと同様なので、ここでの説明は省略する。
【００７８】
本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、上記のように作用する光源カウンタ２４を備えると共に、光量制御の直前にカウンタリセット信号により光源カウンタ２４がリセットされるものとされているので、光源切換信号に何らかのノイズが入って光源カウンタ２４のカウント値が進んでしまい、光量制御の対象となるＬＤの数以上となったり、当該カウント値が初期値に戻ってしまった場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値にすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、上記のように、１回の光量制御期間として全ＬＤの光量制御を行うのに十分な時間が確保できない場合は、複数の光量制御期間に分けて光量制御を行っているので、制御対象とするＬＤの多数化に対応することができる。
【００８０】
図９には、６個のＬＤを３個のＬＤずつ２回に分割して光量制御を行った場合のタイムチャートの一例が示されている。
【００８１】
この場合、光量制御許可信号によって示される最初の光量制御の実行を許可する期間（本実施の形態では、光量制御許可信号がローレベルである期間）が開始される直前に、カウンタリセット信号がリセットを示す状態からカウントを許可する状態に移行（本実施の形態では、ハイレベルからローレベルに移行）される。
【００８２】
これによって光源カウンタ２４では、光源切換信号の立ち上がりエッジに同期したカウントが開始されるが、１回の光量制御期間では、３個のＬＤのみしか光量制御を行うことができない。このため、本実施の形態では、光量制御期間が終了した後もカウンタリセット信号をリセットを示す状態とはせず、光源カウンタ２４のカウント値を‘３’のままで保持する。従って、次回の光量制御時には、光源カウンタ２４のカウントは‘３’から増加することになるので、４番目以降に光量制御を行うことになっている残りの３個のＬＤに対する光量制御が、当該光量制御時に行われることになる。
【００８３】
そして、全ての制御対象とするＬＤの光量制御が終了した後に、カウンタリセット信号をリセットを示す状態に移行させることにより、光源カウンタ２４のカウント値をリセットする。
【００８４】
光量制御順序設定記憶部１２Ｃが本発明の記憶手段に、切換部１４Ｃが本発明の切換手段に、光源カウンタ２４が本発明のカウント手段に、各々相当する。
【００８５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号によるＬＤの切換え数をカウントすると共に、カウント値が予め定められたタイミングでリセットされる光源カウンタ２４を備え、切換部１４Ｃにより、光源カウンタ２４によるカウント値により示される順位のＬＤが光量制御の対象となるようにＬＤを切換えるものとしているので、光源切換信号にノイズが入り、光源カウンタ２４によるカウント値に異常が生じた場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値とすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００８６】
〔第５実施形態〕
本第５実施形態では、光量制御の対象とする複数のＬＤに対して予め定められた設定光量とする光量制御を行い、その後に設定光量を切換えて再び当該複数の光源に対して光量制御を行う場合の形態について説明する。
【００８７】
まず、図１０を参照して、本第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの構成を説明する。なお、図１０の図８と同一の構成要素については図８と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８８】
本第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅは、Ｓ／Ｈ１８に代えてＳ／Ｈ１８Ｂを設けた点、変調部２０に代えて変調部２０Ｂを設けた点、及び設定光量選択部２６を新たに設けた点のみが、上記第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄと異なっている。
【００８９】
Ｓ／Ｈ１８Ｂには、Ｓ／Ｈ信号、光量切換信号及び駆動量設定信号が入力されるようになっており、Ｓ／Ｈ１８Ｂは、これらの信号に基づいて２つの駆動量信号１及び駆動量信号２を変調部２０Ｂに出力する。
【００９０】
なお、光量切換信号は、各ＬＤに対する設定光量を切換えるタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該設定光量を切換えるタイミングであるものとされている。また、Ｓ／Ｈ信号及び駆動量設定信号は、上記各実施の形態における同一名称の信号と同様の信号である。
【００９１】
また、変調部２０Ｂには、外部からｍ本の強度信号が入力され、かつ切換部１４Ｃからｎ本のビデオＯＵＴ信号が入力されると共に、各Ｓ／Ｈ１８Ｂから各々２つの駆動量信号１及び駆動量信号２が入力されるようになっており、変調部２０Ｂは、これらの信号に基づいて光源部５０に含まれるｎ個のＬＤに対して駆動信号を出力する。なお、上記強度信号は、各ＬＤの駆動時における光強度を示す信号である。
【００９２】
一方、設定光量選択部２６には、外部から光量切換信号及び光量指示信号が入力されるようになっており、設定光量選択部２６は、これらの信号に基づいて駆動量制御部１６Ｂに対して光量制御時における各ＬＤの設定光量を示す設定光量信号を出力する。なお、本実施の形態に係る上記光量指示信号は、光量制御時における各ＬＤの設定光量の基準となる光量（以下、「基準光量」という。）を示す信号である。
【００９３】
本実施の形態に係る設定光量選択部２６は、光量切換信号がローレベルであるときは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が光量指示信号により示される基準光量に所定係数（本実施の形態では‘１’）を乗じた設定光量１となるように駆動量制御部１６Ｂを制御し、光量切換信号がハイレベルであるときは当該ＬＤの出力光量が光量指示信号により示される基準光量に上記所定係数より大きな係数（本実施の形態では‘２’）を乗じた設定光量２となるように駆動量制御部１６Ｂを制御する。
【００９４】
次に、図１１を参照して、本実施の形態に係るＳ／Ｈ１８Ｂの構成を詳細に説明する。同図に示すように、このＳ／Ｈ１８Ｂは、選択部３０と、２つのＳ／Ｈ３２Ａ及びＳ／Ｈ３２Ｂと、を含んで構成されている。
【００９５】
Ｓ／Ｈ３２Ａ及びＳ／Ｈ３２Ｂには、駆動量制御部１６Ｂから駆動量設定信号が入力されるようになっており、Ｓ／Ｈ３２Ａは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が設定光量１となる駆動量１をサンプルホールドし、Ｓ／Ｈ３２Ｂは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が設定光量２となる駆動量２をサンプルホールドする。
【００９６】
また、選択部３０には、切換部１４ＣからＳ／Ｈ信号が入力されると共に、外部から光量切換信号が入力されるようになっており、選択部３０は、光量切換信号の状態に応じてＳ／Ｈ３２ＡとＳ／Ｈ３２Ｂとを選択することにより、駆動量１を示す駆動量信号１と駆動量２を示す駆動量信号２を変調部２０Ｂに出力する。
【００９７】
次に、図１２を参照して、本実施の形態に係る変調部２０Ｂの構成を詳細に説明する。同図に示すように、この変調部２０Ｂは、各々各ＬＤの何れか１つに対応され、かつ駆動量演算部４０Ａ及び変調回路４０Ｂを含んで構成されたｎ個の変調部４０を含んで構成されている。
【００９８】
駆動量演算部４０Ａには、外部からｍ本の強度信号が入力されると共に、対応するＳ／Ｈ１８Ｂから駆動量信号１及び駆動量信号２が入力されるようになっており、駆動量演算部４０Ａは、強度信号によって示される出力光量が得られる駆動量を演算し、当該駆動量を示す駆動量信号を変調回路４０Ｂに出力する。
【００９９】
変調回路４０Ｂには、この駆動量信号に加え、切換部１４ＣからビデオＯＵＴ信号が入力されるようになっており、変調回路４０Ｂは、ビデオＯＵＴ信号がＬＤの点灯を示す状態である場合には所定の駆動量で、対応するＬＤを点灯させる。
【０１００】
なお、駆動量演算部４０Ａにおいて行われる駆動量の演算は、一例として図１３に示すように、設定光量１が強度変調範囲の最小値で、設定光量２が強度変調範囲の最大値である場合、強度変調時の駆動量制御範囲は駆動量１から駆動量２の範囲となり、強度信号が最大光量のＸ％を示す場合の駆動量は、次の（１）式で求めることができる。
【０１０１】
（駆動量２−駆動量１）×（Ｘ／１００）＋駆動量１ （１）
従って、本実施の形態に係る駆動量演算部４０Ａでは、（１）式により駆動量を算出する。ここで、光量と駆動量の関係が線形である場合は、特に強度変調範囲の上限、下限でなくとも、関係式を求めることで対応が可能である。
【０１０２】
以上の各部の構成及び動作により、図１４に示すように、光量切換信号がローレベルであり、かつ光量制御許可信号がローレベルである期間内において光源切換信号の１周期毎に各ＬＤの設定光量１での光量制御が行われ、光量切換信号がハイレベルであり、かつ光量制御許可信号がローレベルである期間内において光源切換信号の１周期毎に各ＬＤの設定光量２での光量制御が行われる。
【０１０３】
設定光量選択部２６及び駆動量制御部１６Ｂが本発明の光量制御手段に相当する。
【０１０４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｅは、上記第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄと同様の効果を奏することができると共に、複数のＬＤの光量が予め設定された設定光量となるように光量制御した後、設定光量を他の光量に切換えて再度複数のＬＤの光量制御を行うように制御しているので、複数のＬＤにおける複数の光量レベルに対応する複数の駆動量を計測し、外部より入力される強度信号に対応した光強度で各ＬＤを駆動できるように、上記複数の駆動量から光量と駆動量との関係を求め、上記強度信号で示される光量となるように算出した駆動量で各ＬＤを駆動することで、強度変調を可能とすることができる。この結果、例えば、感光体５４の感度むらに起因する形成画像のむらの発生を防止すること等が可能となる。
【０１０５】
なお、上記各実施の形態において示したタイムチャート（図２、図４、図５、図７、図９、図１４参照）は各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１０６】
また、上記各実施の形態で説明した光量制御装置１０Ａ〜１０Ｅの構成（図１、図３、図６、図８、図１０〜図１２参照）も各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１０７】
例えば、光量制御装置１０Ａ〜１０Ｅの構成を適宜組み合わせることにより新たな光量制御装置を実現することもできる。
【０１０８】
また、上記第２、第３実施形態で示した変調周期変更部２２Ａ、２２Ｂでは、高速変調する基準クロック信号を分周する構成としたが、電圧制御発振器等の構成を用いても同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、光量制御順序設定記憶部１２Ａ〜１２Ｃに記憶されている情報は、第１〜第３実施形態に記載されているようにハードウェア的に固定されていてもよいし、第４、第５実施形態のように外部にインタフェースを持ち、所定タイミングで更新してもよい。このとき、上記インタフェースをシリアル通信で情報を送信するものとすることで制御対象とするＬＤが多くなっても、少ない制御信号で情報更新が可能となるメリットがある。更に、光量制御順序設定記憶部を取り外し可能な記憶デバイスとして、ソケット等を介して容易に交換できるように実装し、光量制御の順序を変更したいときに記憶デバイスを交換するようにしてもよい。
【０１１０】
また、第４、第５実施形態に記載の光量制御装置（図８及び図１０参照）において、光量制御の許可中に光源切換信号にノイズが乗ると光源カウンタ２４が誤作動してしまい、所定タイミングが到来するまえに光量制御の対象とするＬＤの切換え指示を行ってしまうことが予想される。ここで、光源カウンタ２４でカウント可能な最大値がＬＤ数より多い場合、光量制御順序設定記憶部１２Ｃに無効なカウント数が入力され、光量制御が正常に行われない可能性がある。
【０１１１】
この問題は、光源カウンタ２４は、光量制御許可時に、ＬＤ数を越える回数の光源切換指示が入力された場合は光量制御対象とするＬＤを切換えないように制御するか、又は光量制御対象とするＬＤを、再度光量制御開始時に光量制御を行ったＬＤに設定し、再度光量制御を行うように制御することで防止することができる。また、この問題は、ＬＤ数より多いカウント数が切換部１４Ｃに入力された場合に、全てのＬＤの光量制御を停止するように制御することでも防止することができる。
【０１１２】
更に、第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅにおける複数のＬＤの強度変調は、各ＬＤの発光光量を独立に指示する（ｍビット×ＬＤ数）の強度信号を入力することで複数のＬＤを独立に強度変調させ、より微細に画像形成を行うことも可能であるし、複数のＬＤに共通のｍビットの強度信号を入力し、複数のＬＤを共通に強度変調することで、一例として特開平１１−２９１５４８号公報に記載の技術のような、感光体上のレーザ走査位置に対する光量プロファイルが図１５に示される‘無補正’のように走査両端で光量が減る場合、ＬＤの出力を同図の‘補正係数’のように変化させ、補正後の均等なプロファイルにする技術も実現可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａの構成を示すブロック図である。
【図２】 第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図３】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図４】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図５】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの動作の説明に供する他のタイムチャートである。
【図６】 第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。
【図７】 第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図８】 第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。
【図９】 第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１０】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの構成を示すブロック図である。
【図１１】 光量制御装置１０Ｅに含まれるＳ／Ｈ１８Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１２】 光量制御装置１０Ｅに含まれる変調部２０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１３】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの動作の説明に供するグラフであり、光量制御装置１０Ｅの強度変調時のＬＤ駆動量制御範囲を説明するための光源（ＬＤ）駆動量対設定光量のグラフである。
【図１４】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１５】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅを、走査位置による光量むらを強度変調により補正する従来の技術に適用する場合の説明に供する光走査装置の構成図である。
【図１６】 従来の端面発光型ＬＤを光源に用いた光走査装置の構成図である。
【図１７】 従来の面発光型ＬＤを光源に用いた光走査装置の構成図である。
【図１８】 図１７で示した光走査装置を図１６で示した光走査装置に適用した場合の光走査装置の構成図である。
【図１９】 従来技術の説明に供する図である。
【図２０】 他の従来技術の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｅ 光量制御装置
１２Ａ〜１２Ｃ 光量制御順序設定記憶部（記憶手段）
１４Ａ〜１４Ｃ 切換部（切換手段）
１６ 駆動量制御部
１６Ｂ 駆動量制御部（光量制御手段）
１８、１８Ｂ Ｓ／Ｈ
２０、２０Ｂ 変調部
２２Ａ 変調周期変更部（変更手段）
２２Ｂ 変調周期変更部（特定パルス変更手段）
２４ 光源カウンタ（カウント手段）
２６ 設定光量選択部（光量制御手段）
３０ 選択部
３２Ａ、３２Ｂ Ｓ／Ｈ
４０ 変調部
４０Ａ 駆動量演算部
４０Ｂ 変調回路
５０ 光源部
５２ 光量センサ
５４ 感光体
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源制御装置に係り、より詳しくは、各々独立して変調可能な複数の光源から出力された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置に用いられ、前記複数の光源の光量制御を行う光源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタや電子写真複写機等、光走査装置によって、光ビームを感光体上に走査させて画像を形成する画像形成装置がある。図１６に、一般的な光走査装置の構成を示す。同図に示すように、この光走査装置２００では、光源として、端面発光型の半導体レーザ（以下、「ＬＤ」と称す）２０２Ａを用い、ＬＤ２０２から出力された光ビームは、レンズ２０４により平行光化された後、側面に複数の反射面を有し、一定速で回転するポリゴンミラー２０６へと入射されるようになっている。そして、ポリゴンミラー２０６の反射面により反射された走査光ビームは、ｆθレンズ２０８を透過することにより、感光体表面での走査速度が一定となるように走査速度が補正されてから感光体へ照射されるようになっている。
【０００３】
このような光走査装置が用いられる画像形成装置において、良好な画質を得るためには、光ビームの光量が精度よく所定光量となるように制御される必要がある。このため、このような光走査装置では、ＬＤの出力光量を検知し、検知結果が所定光量となるようにＬＤの駆動電流を調整することで、ＬＤの出力光量制御が行われている。例えば、端面発光型のＬＤ２０２Ａでは、ＬＤパッケージ内に、ＬＤの出力光量を検知するための検知手段として、ＬＤから後方に出力された光ビーム（所謂、バックビーム）を受光するフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と称す）が設けられており、このＰＤによりＬＤのバックビームを検知することにより、ＬＤの出力光量を検知することができるようになっている。
【０００４】
また、近年は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）と称される面発光型のＬＤを安価に作成できるようになってきたことから、光走査装置の光源として、従来の端面発光型のＬＤに代えて、面発光型のＬＤを用いることも検討されている。この面発光型のＬＤは、端面発光型のＬＤのようにバックビームがなく、一方方向にのみ光ビームが出力されるため、図１７に示す如く、面発光型のＬＤ２０２Ｂとは別に検知手段としてのＰＤ２１０が設けられ、レンズ２０４により面発光型のＬＤ２０２Ｂからの出力光を平行光化した後、ハーフミラー２１２によりその一部をＰＤ２１０へと案内すると共に、レンズ２１４により集光してＰＤ２１０に入射させることで、出力光量を検知する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この技術を図１６で示した光走査装置２００に適用した場合、図１８に示すような構成となる。なお、以下では、端面発光型と面発光型のＬＤを特に区別しない場合は、ＬＤ２０２と称して説明する。
【０００６】
一方、近年、画像形成速度や画像データにおける解像度を向上させることを目的として、光走査装置の光源として各々独立して変調可能な複数の光ビームを得ることのできるＬＤアレイが用いられている。この種の光走査装置においても、前述したように、良好な画質を得るためには、各光ビームの光量が精度よく所定光量となるように制御される必要がある。
【０００７】
複数の光源の光量を所定光量とするための技術として、従来、非有効走査期間毎に各光源を選択的に順次点灯させ、点灯している光源から出射されるレーザ光の光強度を光検出器により検出して各光源の光強度を各々所定の大きさに保つように各光源の駆動電流を制御する技術（以下、「第１従来技術」という。）があった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
この技術では、図１９（Ａ）に示される駆動電流制御回路内に、図１９（Ｂ）に示される２つのＬＤに対応して２つの駆動回路が設けられており、図１９（Ｃ）に示すように非有効走査期間内において時分割で有効となる２つの選択信号Ｓ１、Ｓ２により、１ビームずつ光量センサからの出力信号に応じた光量制御を行う構成となっている。この構成により、単一の光検出器（光量センサ）により、各光源の光強度を各々所定の大きさに制御することができる。
【０００９】
また、複数の光源の光量を所定光量とするための技術として、従来、複数の光源に対する光量の制御信号をシリアル送信又はコード化して送信する技術（以下、「第２従来技術」という。）もあった（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
この技術では、図２０に示されるように、制御信号がクロック信号に同期して時分割で送信され、制御信号切換信号に同期して光量制御回路内で有効となるように構成されており、光量の制御対象となる光源が順次切換えられるものである。これによって、複数の光源を制御する制御信号の数を削減することができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平４−３５５９８６号公報
【特許文献２】
特開平７−２３５７１５号公報
【特許文献３】
特開２０００−７１５１４公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１従来技術では、光ビームの数と同数の選択信号が必要であるので、光ビームの数が多くなるほど回路規模が大きくなってしまう、という問題点があった。
【００１３】
特に、光源としてＶＣＳＥＬを適用する場合には、端面発光型のＬＤよりもアレイ化が容易であり、１０ビットを越える多ビーム光源が可能であるため、この場合に上記第１従来技術を適用した場合には、回路規模が著しく大きくなってしまう。
【００１４】
一方、上記第２従来技術では、光ビームの数が多くなるほど制御信号のビット数が増加し、それに伴ってクロック信号の変調周波数も増加するので、回路基板に高周波対策を施す必要があり、設計が困難になると共に、光ビームの数が多くなるほどノイズの放射量も増加するので、システム全体としての設計も困難となり、更に光量センサからの出力信号にノイズの影響が生じた場合には光量制御の精度が低下する、という問題点があった。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、回路規模を小さくすることができると共に、設計が容易で、かつ高精度に光量制御を行うことのできる光源制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光源制御装置は、各々独立して変調可能な複数の光源から出力された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置に用いられ、前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御する光源制御装置であって、前記複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶した記憶手段と、前記順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換える切換手段と、を備えている。
【００１７】
請求項１に記載の光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報が記憶手段によって予め記憶され、当該順序情報により示される順序で光量制御が行われるように、切換手段により、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源が切換えられる。なお、上記記憶手段には、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の揮発性メモリの他、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリを含めることができる。
【００１８】
このように、請求項１に記載の光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる。
【００１９】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記光源切換信号の変調周期を変更する変更手段を更に備えることが好ましい。これにより、変更手段によって光源切換信号の変調周期を長くすることにより、回路基板に高周波対策を施す必要がなく、設計が容易になると共に、ノイズの放射量も低減できるので、システム全体としての設計も容易となり、更に光量センサからの出力信号にノイズの影響が生じ難く光量制御の精度を向上できる。また、変更手段によって光源切換信号の変調周期を短くすることにより、各光源毎の光量制御時間を短くでき、各光源の延べ点灯時間を短縮できる結果、各光源の寿命を長くすることができる。
【００２０】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記光源切換信号における特定の光源に対応するパルスの変調周期を変更する特定パルス変更手段を更に備えてもよい。これにより、特定パルス変更手段によって光源切換信号における特定の光源に対応するパルスの変調周期を長くすることにより、光量制御の精度を向上できる。また、特定パルス変更手段によって上記パルスの変調周期を短くすることにより、光量制御時間を短くでき、各光源の延べ点灯時間を短縮できる結果、各光源の寿命を長くすることができる。
【００２１】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記光源切換信号による光源の切換え数をカウントすると共に、カウント値が予め定められたタイミングでリセットされるカウント手段を更に備え、前記切換手段は、前記カウント手段によるカウント値により示される順位の光源が光量制御の対象となるように光源を切換えるものとしてもよい。これにより、光源切換信号にノイズが入り、カウント手段によるカウント値に異常が生じた場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値とすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００２２】
更に、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御した後、前記設定光量を他の光量に切換えて再度前記複数の光源の光量制御を行うように制御する光量制御手段を更に備えてもよい。
【００２３】
これにより、本発明に係る複数の光源における複数の光量レベルに対応する複数の駆動量を計測し、外部より入力される強度信号に対応した光強度で各光源を駆動できるように、前記複数の駆動量から光量と駆動量との関係を求め、前記強度信号で示される光量となるように算出した駆動量で各光源を駆動することで、強度変調を可能とすることができる。
【００２４】
この結果、例えば、被走査面の露光量分布が不均一な場合、走査位置に対応して光量を強度信号で制御し、露光量分布を均一とすることができる。
【００２５】
また、被走査面が感光体表面である場合、感光体の感度むらや、感光体の帯電むらや、転写手段の電位むら等を原因として、走査位置に対応して画像濃度が不均一となるが、このとき、走査位置に対応して光量を強度信号で制御することで走査方向の画像濃度分布を均一とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、複数の光源により感光体に対して走査露光を行う光走査装置における上記複数の光源の出射光量を制御する光量制御装置に適用した場合について説明する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａの構成について説明する。同図に示されるように、この光量制御装置１０Ａは、光走査装置の光源としてのｎ（ｎは２以上の整数であり、本実施の形態では、１２８）個のＬＤを含んで構成されると共に、感光体５４に対する露光光を出射する光源部５０、及び当該光源部５０の各ＬＤからの出力光量を検知するＰＤにより構成された光量センサ５２と接続されて用いられる。なお、光量センサ５２は、光源部５０に含まれる複数のＬＤが端面発光型である場合は、ＬＤパッケージ内に当該ＬＤの後方出力（バックビーム）を検知するように内蔵されているフォトダイオードを用いればよい。また、ＬＤが面発光型、すなわちＶＣＳＥＬの場合には、図１８で示したように、ハーフミラー２１２によりＬＤの出力光の一部を取り出し、この取り出された出力光を受光するように光量センサ５２を配置すればよい。
【００２８】
また、光量制御装置１０Ａは、光量制御順序設定記憶部１２Ａと、切換部１４Ａと、駆動量制御部１６と、制御対象とするＬＤの数と同数のサンプルホールド回路（以下、「Ｓ／Ｈ」という。）１８と、変調部２０と、を含んで構成されている。
【００２９】
光量制御順序設定記憶部１２Ａは切換部１４Ａに接続されている。この光量制御順序設定記憶部１２Ａには、光源部５０に含まれるｎ個のＬＤに対する光量制御の順序を示す順序情報が予め記憶されており、切換部１４Ａは光量制御順序設定記憶部１２Ａから順序情報を読み出すことができる。
【００３０】
また、切換部１４Ａには、外部（例えば光量制御装置１０により光源部５０に含まれるＬＤの光量が制御される光走査装置を搭載した画像形成装置本体側）からｎ本のビデオＩＮ信号が入力されるようになっており、切換部１４Ａは、ビデオＩＮ信号に基づいてｎ本のビデオＯＵＴ信号を出力するものとされている。なお、ビデオＩＮ信号は、感光体５４に画像を形成する際には当該画像に応じて光源部５０の各ＬＤの点灯及び消灯を指定して当該画像を形成させるための信号とされるが、各ＬＤの光量制御を行う際には全てのＬＤを消灯させる信号とされる。また、ビデオＯＵＴ信号は、感光体５４に画像を形成する際には入力されたビデオＩＮ信号と同一の信号とされるが、各ＬＤの光量制御を行う際には光量制御の対象となるＬＤのみを点灯させる信号とされる。
【００３１】
更に、切換部１４Ａには、上記外部から光量制御許可信号及び光源切換信号が入力されるようになっており、切換部１４Ａは、光量制御許可信号及び光源切換信号と、光量制御順序設定記憶部１２Ａから読み出した順序情報に基づいて各々ｎ個のＳ／Ｈ１８の何れか１個に対応するｎ本のサンプルホールド信号（以下、「Ｓ／Ｈ信号」という。）を出力するものとされている。
【００３２】
なお、光量制御許可信号は、光源部５０に含まれる各ＬＤの光量制御の実行を許可する期間を示す信号であり、本実施の形態では、当該期間にローレベルとされ、他の期間にハイレベルとされる信号である。また、光源切換信号は、光量制御の対象とするＬＤの切換えタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該切換えタイミングであるものとされている。更に、Ｓ／Ｈ信号は、対応するＳ／Ｈ１８のサンプル状態及びホールド状態を設定するための信号である。
【００３３】
一方、駆動量制御部１６には、上記外部から各ＬＤの設定光量を示す光量指示信号が入力されると共に、光量センサ５２が接続されており、駆動量制御部１６は、光量センサ５２から入力されたＬＤの出力光量を示す光量信号と光量指示信号とを等しくするための当該ＬＤの駆動量を示す駆動量設定信号を出力するものとされている。
【００３４】
また、切換部１４Ａのｎ本のＳ／Ｈ信号を出力する出力端は、各々対応するＳ／Ｈ１８の一方の入力端に接続されており、駆動量制御部１６の駆動量設定信号を出力する出力端は各Ｓ／Ｈ１８の他方の入力端に接続されている。各Ｓ／Ｈ１８では、一方の入力端から入力されたＳ／Ｈ信号の設定状態に応じて、他方の入力端から入力されている駆動量設定信号に対するサンプル状態及びホールド状態を切換えると共に、ホールドされている信号を対応するＬＤの駆動量を示す駆動量信号として出力するものとされている。
【００３５】
更に、切換部１４Ａのｎ本のビデオＯＵＴ信号を出力する出力端及び各Ｓ／Ｈ１８の駆動量信号を出力する出力端は各々変調部２０に接続されており、変調部２０のｎ本の出力端は、各々光源部５０の対応するＬＤに接続されている。変調部２０では、切換部１４Ａから入力されたビデオＯＵＴ信号により点灯が指示されたＬＤに対して、当該ＬＤに対応するＳ／Ｈ１８から入力されている駆動量信号によって示される駆動量で点灯させる。
【００３６】
光量制御順序設定記憶部１２Ａが本発明の記憶手段に、切換部１４Ａが本発明の切換手段に、各々相当する。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａの作用として、本発明に特に関係する各ＬＤの光量制御時における光量制御装置１０Ａの動作について、図２を参照しつつ詳細に説明する。なお、図２は、当該光量制御時における光量制御許可信号、光源切換信号及び制御状態の推移を示すタイムチャートである。また、ここでは、外部から、各ＬＤの光量制御時における設定光量を示す光量指示信号が入力されている場合について説明する。
【００３８】
まず、切換部１４Ａは、光量制御許可信号が各ＬＤの光量制御の許可期間を示す状態（本実施の形態では、ローレベル）とされているとき、光源切換信号の最初の立ち上がりエッジにおいて、光量制御順序設定記憶部１２Ａから順序情報を読み出し、最初に光量制御を行うＬＤ（以下、「第１光量制御光源」という。）を選択する。
【００３９】
そして、切換部１４Ａは、第１光量制御光源のみを点灯させるようにビデオＯＵＴ信号を生成して変調部２０に出力すると共に、第１光量制御光源に対応するＳ／Ｈ１８をサンプル状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。
【００４０】
この状態で、駆動量制御部１６は、光量センサ５２から入力された第１光量制御光源の出力光量を示す光量信号と、外部から入力されている光量指示信号とが等しくなるように、第１光量制御光源からの出力光量をフィードバック制御する。
【００４１】
図２に示すように、光源切換信号は所定周期で変調しており、切換部１４Ａは、光源切換信号の次の立ち上がりエッジで第１光量制御光源に対応するＳ／Ｈ１８をホールド状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。これに応じて当該Ｓ／Ｈ１８はホールド状態に移行する。
【００４２】
これと同時に切換部１４Ａは、次に光量制御を行うＬＤ（以下、「第２光量制御光源」という。）を光量制御順序設定記憶部１２Ａから読み出し、同様に第２光量制御光源に対する光量制御を行う。以降、光量制御の対象とするＬＤを順次切換えながら、連続して光量制御を行うことで全てのＬＤの光量制御を行う。
【００４３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ａは、複数のＬＤの光量制御順序を示す順序情報を光量制御順序設定記憶部１２Ａによって予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、切換部１４Ａにより、光量制御の対象となるＬＤの切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とするＬＤを切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、光源切換信号の周期を固定とした場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、光源切換信号の周期を可変とした場合の形態について説明する。
【００４５】
まず、図３を参照して、本第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの構成を説明する。なお、図３の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
本第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂは、切換部１４Ａに入力される光源切換信号が変調周期変更部２２Ａによって出力されたものとされる点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００４７】
変調周期変更部２２Ａには、外部から基準クロック信号、クロック分周信号、及び出力許可信号が入力されるようになっており、変調周期変更部２２Ａは、これらの信号に基づいて光源切換信号を生成して切換部１４Ａに出力する。
【００４８】
なお、基準クロック信号は光源切換信号より高速で変調する信号であり、クロック分周信号は基準クロック信号に対する分周比を示す信号であり、出力許可信号は光源切換信号の切換部１４Ａへの出力を許可する期間を示す信号である。
【００４９】
すなわち、変調周期変更部２２Ａは、光量制御時のみ光源切換信号を変調するように出力許可信号に応じて制御され、出力が許可された状態で基準クロック信号をクロック分周信号で指定された分周比で分周した信号を光源切換信号として出力する。
【００５０】
感光体５４上にて一定の光量であっても、光走査装置の設計等により、光量センサ５２に入射する光量は異なる。光量センサ５２への入射光量が多い場合には光量センサ５２からの出力電流も大きく、容量負荷が大きいときでも光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が速くなり、光量制御の収束が速くなる。また、高速な光量センサ５２を用いたり、光量センサ５２から駆動量制御部１６に至る基板上の配線パターンが短くできると、同様に光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が速くなり、光量制御の収束が速くなる。
【００５１】
そこで、一例として図４における光量信号で示されるように、光量センサ５２への入射光量が比較的多い等の理由で光量制御の収束が速い場合には、光源切換信号の変調周期が短くなるようにクロック分周信号を設定する。これにより、各ＬＤ当たりの光量制御時間を短くし、光量制御にかかる時間を短縮することができ、この結果として各ＬＤの延べ点灯時間を短くすることができ、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００５２】
一方、光量センサ５２への入射光量が少ない場合には光量センサ５２からの出力電流も小さく、容量負荷が大きいときには光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が遅くなり、光量制御の収束が遅くなる。また、低速な光量センサ５２を用いたり、光量センサ５２から駆動量制御部１６に至る基板上の配線パターンが長い場合にも、同様に光量信号の立ち上がり及び立ち下がりの変化が遅くなり、光量制御の収束が遅くなる。
【００５３】
このように、一例として図５に示すように、光量制御の収束が図４で示される収束より遅い場合は、光源切換信号の変調周期を周期Ｔ１より長い周期Ｔ２となるようにクロック分周信号を設定する。これにより、光量制御の精度の低下を防止することができる。
【００５４】
なお、光量制御装置１０Ｂの各ＬＤの光量制御時における動作は、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様であるので、ここでの説明は省略する。変調周期変更部２２Ａが本発明の変更手段に相当する。
【００５５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｂは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号の変調周期を変更する変調周期変更部２２Ａを備えているので、変調周期変更部２２Ａによって光源切換信号の変調周期を長くすることにより、回路基板に高周波対策を施す必要がなく、設計が容易になると共に、ノイズの放射量も低減できるので、システム全体としての設計も容易となり、更に光量センサ５２からの出力信号（光量信号）にノイズの影響が生じ難く光量制御の精度を向上できる。また、変調周期変更部２２Ａによって光源切換信号の変調周期を短くすることにより、各ＬＤ毎の光量制御時間を短くでき、各ＬＤの延べ点灯時間を短縮できる結果、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００５６】
〔第３実施形態〕
上記第２実施形態では、全てのＬＤに対応する光源切換信号の周期を可変とした場合の形態について説明したが、本第３実施形態では、特定のＬＤに対応する光源切換信号の周期のみを可変とした場合の形態について説明する。
【００５７】
まず、図６を参照して、本第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの構成を説明する。なお、図６の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
本第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃは、光源切換信号が変調周期変更部２２Ｂによって出力されたものとされる点、切換部１４Ａに代えてクロック分周信号を出力する機能を有する切換部１４Ｂを設けた点、及び光量制御順序設定記憶部１２Ａに代えて、上記順序情報に加えて各ＬＤ毎の光量制御に必要な時間を示す時間情報が予め記憶された光量制御順序設定記憶部１２Ｂを設けた点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００５９】
変調周期変更部２２Ｂには、外部から基準クロック信号及び出力許可信号が入力され、切換部１４Ｂからクロック分周信号が入力されるようになっており、変調周期変更部２２Ｂは、これらの信号に基づいて光源切換信号を生成して切換部１４Ｂに出力する。
【００６０】
なお、基準クロック信号は光源切換信号より高速で変調する信号であり、クロック分周信号は基準クロック信号に対する分周比を示す信号であり、出力許可信号は光源切換信号の切換部１４Ｂへの出力を許可する期間を示す信号である。
【００６１】
すなわち、変調周期変更部２２Ｂは、光量制御時のみ光源切換信号を変調するように出力許可信号に応じて制御され、出力が許可された状態で基準クロック信号を切換部１４Ｂから入力されたクロック分周信号で指定された分周比で分周した信号を光源切換信号として出力する。
【００６２】
一方、切換部１４Ｂは、光量制御の対象とするＬＤの光量制御に必要な時間を示す情報を光量制御順序設定記憶部１２Ｂから読み出し、当該情報により示される時間に対応するクロック分周信号を変調周期変更部２２Ｂに出力する。なお、切換部１４Ｂのクロック分周信号を出力する動作以外の動作は切換部１４Ａと同様であり、光量制御装置１０Ｃの他の部分の各ＬＤの光量制御時における動作も、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６３】
以上により、基板上の配線パターンの引き回し等の影響によって特定のＬＤのみの光量制御の収束が遅い場合でも、一例として図７に示すように、当該ＬＤ（同図では、２番目に光量制御を行うＬＤ）に対応する光源切換信号の変調周期Ｔ２が長くされるので、光量制御の精度の低下を防止することができる。
【００６４】
また、反対に、光量制御の収束が速いＬＤについては、当該ＬＤに対応する光源切換信号の変調周期Ｔ１が短くされるので、選択的に光量制御時間を短くすることが可能となり、光量制御にかかる時間を短縮することができ、この結果として各ＬＤの延べ点灯時間を短くすることができ、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００６５】
光量制御順序設定記憶部１２Ｂが本発明の記憶手段に、切換部１４Ｂが本発明の切換手段に、変調周期変更部２２Ｂが本発明の特定パルス変更手段に、各々相当する。
【００６６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｃは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号における特定のＬＤに対応するパルスの変調周期を変更する変調周期変更部２２Ｂを備えているので、変調周期変更部２２Ｂによって光源切換信号における特定のＬＤに対応するパルスの変調周期を長くすることにより、光量制御の精度を向上できる。また、変調周期変更部２２Ｂによって上記パルスの変調周期を短くすることにより、光量制御時間を短くでき、各ＬＤの延べ点灯時間を短縮できる結果、各ＬＤの寿命を長くすることができる。
【００６７】
〔第４実施形態〕
本第４実施形態では、光量制御装置に光源切換信号によるＬＤの切換え数をカウントするカウンタ（以下、「光源カウンタ」という。）を設けた場合の形態について説明する。
【００６８】
まず、図８を参照して、本第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの構成を説明する。なお、図８の図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
本第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄは、光源カウンタ２４を新たに設けた点、光量制御順序設定記憶部１２Ａに代えて光量制御順序設定記憶部１２Ｃを設けた点及び切換部１４Ａに代えて切換部１４Ｃを設けた点のみが、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと異なっている。
【００７０】
光源カウンタ２４には、外部から光源切換信号及びカウンタリセット信号が入力されるようになっており、光源カウンタ２４は、光量制御時におけるＬＤの切換え数をカウントし、当該カウント値を示すカウント信号を光量制御順序設定記憶部１２Ｃに順次出力する。
【００７１】
なお、上記光源切換信号は、光量制御の対象とするＬＤの切換えタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、上記各実施の形態と同様に、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該切換えタイミングであるものとされている。また、上記カウンタリセット信号は、光源カウンタ２４によるカウントをリセットするための信号であり、本実施の形態では、カウントをリセットする際にハイレベルとされ、カウントを実行する際にローレベルとされる信号である。
【００７２】
従って、光源カウンタ２４は、カウンタリセット信号がローレベルである場合に光源切換信号の立ち上がりエッジに同期してカウントを行い、カウンタリセット信号がハイレベルとなった際にカウント値がリセットされる。
【００７３】
そして、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、光量制御の直前にカウンタリセット信号により光源カウンタ２４がリセットされるものとされている。
【００７４】
また、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、画像形成時における光量制御期間として全てのＬＤの光量制御を行うのに十分な時間が確保できない場合は、最初の光量制御時に一部のＬＤのみ光量制御を行い、次回の光量制御時まで光源カウンタ２４のカウント値をリセットせずに保持しておき、次回以降の光量制御時に残りのＬＤの光量制御を行い、全てのＬＤの光量制御が終了した後に光源カウンタ２４のカウント値をリセットする。
【００７５】
一方、光量制御順序設定記憶部１２Ｃには、外部から前述の順序情報（各ＬＤに対する光量制御の順序を示す情報）を示すＡＰＣ順序制御信号が入力されるようになっており、光量制御順序設定記憶部１２Ｃは、外部からＡＰＣ順序制御信号が入力されたときには、当該信号により示される順序情報を記憶する。
【００７６】
また、光量制御順序設定記憶部１２Ｃは、光源カウンタ２４から入力されたカウント信号によって示されるカウント値の順位で光量制御を行うＬＤを特定できるＬＤ信号を切換部１４Ｃに出力する。例えば、カウント値が‘１’である場合には、１番目に光量制御を行うＬＤを特定できるＬＤ信号を切換部１４Ｃに出力する。
【００７７】
切換部１４Ｃは、上記ＬＤ信号が光量制御順序設定記憶部１２Ｃから入力されると、当該ＬＤ信号によって特定されるＬＤ、すなわち光量制御の対象とするＬＤを点灯させることのできるビデオＯＵＴ信号を変調部２０に出力すると共に、当該ＬＤに対応するＳ／Ｈ１８をサンプル状態とするＳ／Ｈ信号を出力する。なお、これ以外の切換部１４Ｃの光量制御時における動作は上記第１実施形態に係る切換部１４Ａと同様なので、ここでの説明は省略する。
【００７８】
本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、上記のように作用する光源カウンタ２４を備えると共に、光量制御の直前にカウンタリセット信号により光源カウンタ２４がリセットされるものとされているので、光源切換信号に何らかのノイズが入って光源カウンタ２４のカウント値が進んでしまい、光量制御の対象となるＬＤの数以上となったり、当該カウント値が初期値に戻ってしまった場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値にすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄでは、上記のように、１回の光量制御期間として全ＬＤの光量制御を行うのに十分な時間が確保できない場合は、複数の光量制御期間に分けて光量制御を行っているので、制御対象とするＬＤの多数化に対応することができる。
【００８０】
図９には、６個のＬＤを３個のＬＤずつ２回に分割して光量制御を行った場合のタイムチャートの一例が示されている。
【００８１】
この場合、光量制御許可信号によって示される最初の光量制御の実行を許可する期間（本実施の形態では、光量制御許可信号がローレベルである期間）が開始される直前に、カウンタリセット信号がリセットを示す状態からカウントを許可する状態に移行（本実施の形態では、ハイレベルからローレベルに移行）される。
【００８２】
これによって光源カウンタ２４では、光源切換信号の立ち上がりエッジに同期したカウントが開始されるが、１回の光量制御期間では、３個のＬＤのみしか光量制御を行うことができない。このため、本実施の形態では、光量制御期間が終了した後もカウンタリセット信号をリセットを示す状態とはせず、光源カウンタ２４のカウント値を‘３’のままで保持する。従って、次回の光量制御時には、光源カウンタ２４のカウントは‘３’から増加することになるので、４番目以降に光量制御を行うことになっている残りの３個のＬＤに対する光量制御が、当該光量制御時に行われることになる。
【００８３】
そして、全ての制御対象とするＬＤの光量制御が終了した後に、カウンタリセット信号をリセットを示す状態に移行させることにより、光源カウンタ２４のカウント値をリセットする。
【００８４】
光量制御順序設定記憶部１２Ｃが本発明の記憶手段に、切換部１４Ｃが本発明の切換手段に、光源カウンタ２４が本発明のカウント手段に、各々相当する。
【００８５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｄは、上記第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａと同様の効果を奏することができると共に、光源切換信号によるＬＤの切換え数をカウントすると共に、カウント値が予め定められたタイミングでリセットされる光源カウンタ２４を備え、切換部１４Ｃにより、光源カウンタ２４によるカウント値により示される順位のＬＤが光量制御の対象となるようにＬＤを切換えるものとしているので、光源切換信号にノイズが入り、光源カウンタ２４によるカウント値に異常が生じた場合でも、次回の光量制御時には正常なカウント値とすることができ、正常な光量制御を行うことができる。
【００８６】
〔第５実施形態〕
本第５実施形態では、光量制御の対象とする複数のＬＤに対して予め定められた設定光量とする光量制御を行い、その後に設定光量を切換えて再び当該複数の光源に対して光量制御を行う場合の形態について説明する。
【００８７】
まず、図１０を参照して、本第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの構成を説明する。なお、図１０の図８と同一の構成要素については図８と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８８】
本第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅは、Ｓ／Ｈ１８に代えてＳ／Ｈ１８Ｂを設けた点、変調部２０に代えて変調部２０Ｂを設けた点、及び設定光量選択部２６を新たに設けた点のみが、上記第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄと異なっている。
【００８９】
Ｓ／Ｈ１８Ｂには、Ｓ／Ｈ信号、光量切換信号及び駆動量設定信号が入力されるようになっており、Ｓ／Ｈ１８Ｂは、これらの信号に基づいて２つの駆動量信号１及び駆動量信号２を変調部２０Ｂに出力する。
【００９０】
なお、光量切換信号は、各ＬＤに対する設定光量を切換えるタイミングを示す信号であり、本実施の形態では、ローレベルからハイレベルに移行したタイミングが当該設定光量を切換えるタイミングであるものとされている。また、Ｓ／Ｈ信号及び駆動量設定信号は、上記各実施の形態における同一名称の信号と同様の信号である。
【００９１】
また、変調部２０Ｂには、外部からｍ本の強度信号が入力され、かつ切換部１４Ｃからｎ本のビデオＯＵＴ信号が入力されると共に、各Ｓ／Ｈ１８Ｂから各々２つの駆動量信号１及び駆動量信号２が入力されるようになっており、変調部２０Ｂは、これらの信号に基づいて光源部５０に含まれるｎ個のＬＤに対して駆動信号を出力する。なお、上記強度信号は、各ＬＤの駆動時における光強度を示す信号である。
【００９２】
一方、設定光量選択部２６には、外部から光量切換信号及び光量指示信号が入力されるようになっており、設定光量選択部２６は、これらの信号に基づいて駆動量制御部１６Ｂに対して光量制御時における各ＬＤの設定光量を示す設定光量信号を出力する。なお、本実施の形態に係る上記光量指示信号は、光量制御時における各ＬＤの設定光量の基準となる光量（以下、「基準光量」という。）を示す信号である。
【００９３】
本実施の形態に係る設定光量選択部２６は、光量切換信号がローレベルであるときは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が光量指示信号により示される基準光量に所定係数（本実施の形態では‘１’）を乗じた設定光量１となるように駆動量制御部１６Ｂを制御し、光量切換信号がハイレベルであるときは当該ＬＤの出力光量が光量指示信号により示される基準光量に上記所定係数より大きな係数（本実施の形態では‘２’）を乗じた設定光量２となるように駆動量制御部１６Ｂを制御する。
【００９４】
次に、図１１を参照して、本実施の形態に係るＳ／Ｈ１８Ｂの構成を詳細に説明する。同図に示すように、このＳ／Ｈ１８Ｂは、選択部３０と、２つのＳ／Ｈ３２Ａ及びＳ／Ｈ３２Ｂと、を含んで構成されている。
【００９５】
Ｓ／Ｈ３２Ａ及びＳ／Ｈ３２Ｂには、駆動量制御部１６Ｂから駆動量設定信号が入力されるようになっており、Ｓ／Ｈ３２Ａは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が設定光量１となる駆動量１をサンプルホールドし、Ｓ／Ｈ３２Ｂは、光量制御の対象とするＬＤの出力光量が設定光量２となる駆動量２をサンプルホールドする。
【００９６】
また、選択部３０には、切換部１４ＣからＳ／Ｈ信号が入力されると共に、外部から光量切換信号が入力されるようになっており、選択部３０は、光量切換信号の状態に応じてＳ／Ｈ３２ＡとＳ／Ｈ３２Ｂとを選択することにより、駆動量１を示す駆動量信号１と駆動量２を示す駆動量信号２を変調部２０Ｂに出力する。
【００９７】
次に、図１２を参照して、本実施の形態に係る変調部２０Ｂの構成を詳細に説明する。同図に示すように、この変調部２０Ｂは、各々各ＬＤの何れか１つに対応され、かつ駆動量演算部４０Ａ及び変調回路４０Ｂを含んで構成されたｎ個の変調部４０を含んで構成されている。
【００９８】
駆動量演算部４０Ａには、外部からｍ本の強度信号が入力されると共に、対応するＳ／Ｈ１８Ｂから駆動量信号１及び駆動量信号２が入力されるようになっており、駆動量演算部４０Ａは、強度信号によって示される出力光量が得られる駆動量を演算し、当該駆動量を示す駆動量信号を変調回路４０Ｂに出力する。
【００９９】
変調回路４０Ｂには、この駆動量信号に加え、切換部１４ＣからビデオＯＵＴ信号が入力されるようになっており、変調回路４０Ｂは、ビデオＯＵＴ信号がＬＤの点灯を示す状態である場合には所定の駆動量で、対応するＬＤを点灯させる。
【０１００】
なお、駆動量演算部４０Ａにおいて行われる駆動量の演算は、一例として図１３に示すように、設定光量１が強度変調範囲の最小値で、設定光量２が強度変調範囲の最大値である場合、強度変調時の駆動量制御範囲は駆動量１から駆動量２の範囲となり、強度信号が最大光量のＸ％を示す場合の駆動量は、次の（１）式で求めることができる。
【０１０１】
（駆動量２−駆動量１）×（Ｘ／１００）＋駆動量１ （１）
従って、本実施の形態に係る駆動量演算部４０Ａでは、（１）式により駆動量を算出する。ここで、光量と駆動量の関係が線形である場合は、特に強度変調範囲の上限、下限でなくとも、関係式を求めることで対応が可能である。
【０１０２】
以上の各部の構成及び動作により、図１４に示すように、光量切換信号がローレベルであり、かつ光量制御許可信号がローレベルである期間内において光源切換信号の１周期毎に各ＬＤの設定光量１での光量制御が行われ、光量切換信号がハイレベルであり、かつ光量制御許可信号がローレベルである期間内において光源切換信号の１周期毎に各ＬＤの設定光量２での光量制御が行われる。
【０１０３】
設定光量選択部２６及び駆動量制御部１６Ｂが本発明の光量制御手段に相当する。
【０１０４】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る光量制御装置１０Ｅは、上記第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄと同様の効果を奏することができると共に、複数のＬＤの光量が予め設定された設定光量となるように光量制御した後、設定光量を他の光量に切換えて再度複数のＬＤの光量制御を行うように制御しているので、複数のＬＤにおける複数の光量レベルに対応する複数の駆動量を計測し、外部より入力される強度信号に対応した光強度で各ＬＤを駆動できるように、上記複数の駆動量から光量と駆動量との関係を求め、上記強度信号で示される光量となるように算出した駆動量で各ＬＤを駆動することで、強度変調を可能とすることができる。この結果、例えば、感光体５４の感度むらに起因する形成画像のむらの発生を防止すること等が可能となる。
【０１０５】
なお、上記各実施の形態において示したタイムチャート（図２、図４、図５、図７、図９、図１４参照）は各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１０６】
また、上記各実施の形態で説明した光量制御装置１０Ａ〜１０Ｅの構成（図１、図３、図６、図８、図１０〜図１２参照）も各々一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１０７】
例えば、光量制御装置１０Ａ〜１０Ｅの構成を適宜組み合わせることにより新たな光量制御装置を実現することもできる。
【０１０８】
また、上記第２、第３実施形態で示した変調周期変更部２２Ａ、２２Ｂでは、高速変調する基準クロック信号を分周する構成としたが、電圧制御発振器等の構成を用いても同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、光量制御順序設定記憶部１２Ａ〜１２Ｃに記憶されている情報は、第１〜第３実施形態に記載されているようにハードウェア的に固定されていてもよいし、第４、第５実施形態のように外部にインタフェースを持ち、所定タイミングで更新してもよい。このとき、上記インタフェースをシリアル通信で情報を送信するものとすることで制御対象とするＬＤが多くなっても、少ない制御信号で情報更新が可能となるメリットがある。更に、光量制御順序設定記憶部を取り外し可能な記憶デバイスとして、ソケット等を介して容易に交換できるように実装し、光量制御の順序を変更したいときに記憶デバイスを交換するようにしてもよい。
【０１１０】
また、第４、第５実施形態に記載の光量制御装置（図８及び図１０参照）において、光量制御の許可中に光源切換信号にノイズが乗ると光源カウンタ２４が誤作動してしまい、所定タイミングが到来するまえに光量制御の対象とするＬＤの切換え指示を行ってしまうことが予想される。ここで、光源カウンタ２４でカウント可能な最大値がＬＤ数より多い場合、光量制御順序設定記憶部１２Ｃに無効なカウント数が入力され、光量制御が正常に行われない可能性がある。
【０１１１】
この問題は、光源カウンタ２４は、光量制御許可時に、ＬＤ数を越える回数の光源切換指示が入力された場合は光量制御対象とするＬＤを切換えないように制御するか、又は光量制御対象とするＬＤを、再度光量制御開始時に光量制御を行ったＬＤに設定し、再度光量制御を行うように制御することで防止することができる。また、この問題は、ＬＤ数より多いカウント数が切換部１４Ｃに入力された場合に、全てのＬＤの光量制御を停止するように制御することでも防止することができる。
【０１１２】
更に、第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅにおける複数のＬＤの強度変調は、各ＬＤの発光光量を独立に指示する（ｍビット×ＬＤ数）の強度信号を入力することで複数のＬＤを独立に強度変調させ、より微細に画像形成を行うことも可能であるし、複数のＬＤに共通のｍビットの強度信号を入力し、複数のＬＤを共通に強度変調することで、一例として特開平１１−２９１５４８号公報に記載の技術のような、感光体上のレーザ走査位置に対する光量プロファイルが図１５に示される‘無補正’のように走査両端で光量が減る場合、ＬＤの出力を同図の‘補正係数’のように変化させ、補正後の均等なプロファイルにする技術も実現可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光源制御装置によれば、複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶しておき、当該順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換えているので、光ビームの数とは無関係に光量制御対象とする光源を設定するための制御信号の数を少なくすることができ、この結果として回路規模を小さくすることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａの構成を示すブロック図である。
【図２】 第１実施形態に係る光量制御装置１０Ａの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図３】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図４】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図５】 第２実施形態に係る光量制御装置１０Ｂの動作の説明に供する他のタイムチャートである。
【図６】 第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。
【図７】 第３実施形態に係る光量制御装置１０Ｃの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図８】 第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。
【図９】 第４実施形態に係る光量制御装置１０Ｄの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１０】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの構成を示すブロック図である。
【図１１】 光量制御装置１０Ｅに含まれるＳ／Ｈ１８Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１２】 光量制御装置１０Ｅに含まれる変調部２０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１３】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの動作の説明に供するグラフであり、光量制御装置１０Ｅの強度変調時のＬＤ駆動量制御範囲を説明するための光源（ＬＤ）駆動量対設定光量のグラフである。
【図１４】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅの動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１５】 第５実施形態に係る光量制御装置１０Ｅを、走査位置による光量むらを強度変調により補正する従来の技術に適用する場合の説明に供する光走査装置の構成図である。
【図１６】 従来の端面発光型ＬＤを光源に用いた光走査装置の構成図である。
【図１７】 従来の面発光型ＬＤを光源に用いた光走査装置の構成図である。
【図１８】 図１７で示した光走査装置を図１６で示した光走査装置に適用した場合の光走査装置の構成図である。
【図１９】 従来技術の説明に供する図である。
【図２０】 他の従来技術の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｅ 光量制御装置
１２Ａ〜１２Ｃ 光量制御順序設定記憶部（記憶手段）
１４Ａ〜１４Ｃ 切換部（切換手段）
１６ 駆動量制御部
１６Ｂ 駆動量制御部（光量制御手段）
１８、１８Ｂ Ｓ／Ｈ
２０、２０Ｂ 変調部
２２Ａ 変調周期変更部（変更手段）
２２Ｂ 変調周期変更部（特定パルス変更手段）
２４ 光源カウンタ（カウント手段）
２６ 設定光量選択部（光量制御手段）
３０ 選択部
３２Ａ、３２Ｂ Ｓ／Ｈ
４０ 変調部
４０Ａ 駆動量演算部
４０Ｂ 変調回路
５０ 光源部
５２ 光量センサ
５４ 感光体
Claims (5)
- 各々独立して変調可能な複数の光源から出力された光ビームを被走査面上に走査させる光走査装置に用いられ、前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御する光源制御装置であって、
前記複数の光源の光量制御順序を示す順序情報を予め記憶した記憶手段と、
前記順序情報により示される順序で光量制御を行うように、光量制御の対象となる光源の切換えタイミングを示す変調信号である光源切換信号に同期して光量制御の対象とする光源を切換える切換手段と、
を備えた光源制御装置。 - 前記光源切換信号の変調周期を変更する変更手段
を更に備えた請求項１記載の光源制御装置。 - 前記光源切換信号における特定の光源に対応するパルスの変調周期を変更する特定パルス変更手段
を更に備えた請求項１記載の光源制御装置。 - 前記光源切換信号による光源の切換え数をカウントすると共に、カウント値が予め定められたタイミングでリセットされるカウント手段を更に備え、
前記切換手段は、前記カウント手段によるカウント値により示される順位の光源が光量制御の対象となるように光源を切換える
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光源制御装置。 - 前記複数の光源の光量が予め設定された設定光量となるように光量制御した後、前記設定光量を他の光量に切換えて再度前記複数の光源の光量制御を行うように制御する光量制御手段
を更に備えた請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光源制御装置。
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