JP4186563B2 - 光源制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源制御装置に係わり、特に、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、互いに異なる第１の目標光量及び第２の目標光量の各々に対して前記光源の出力光量を調整し、前記第１の目標光量及び前記第２の目標光量に対する光量調整結果に基づいて当該光源の出力光量特性を求めると共に、求めた前記出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量を制御する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１７に、一般的な光走査装置の構成を示す。図１７に示すように、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により平行光化した後、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を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の後方出力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）と称される複数の発光点を有する面発光型のＬＤを安価に作成できるようになってきたことから、図１８に示すように、光走査装置２００の光源として、従来の端面発光型のＬＤ２０２Ａに代えて、面発光型のＬＤ２０２Ｂを用いることも検討されている。この面発光型のＬＤ２０２Ｂは、端面発光型のＬＤのように後方出力がなく、何れの発光点からも一方方向にのみ光ビームが出力されるため、図１９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ＬＤ２０２Ａ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）。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。
【０００５】
ここで、光学部材の特性により、被走査面上での光量は必ずしも走査領域において均一にならないため、均一な濃度の階調画像等を形成しようとしても光ビーム走査位置によって濃度むらが発生する問題がある。また、画像形成装置では、一定電圧に帯電された感光体上の光ビームの照射部のみが除電され、ビーム照射部と非照射部との電位差によりトナー現像が行われるが、感光体の感度むらや感光体の軸方向の帯電むらによっても光ビーム走査位置による濃度むらは発生する。
【０００６】
このため、感光体上のレーザ走査位置に応じてＬＤの出力光量を補正する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術は、図１７、１８に示すように、感光体上のレーザ走査位置に対する無補正状態の光量プロファイルが、例えば走査方向両端部で光量が減少するような場合、ＬＤ２０２の出力を両端部で増加させるように補正係数を変化させ、補正後の均等な光量プロファイルを得るものである。
【０００７】
一般に、ＬＤの駆動電流に対する出力光量特性（以下、「ＬＤの出力光量特性」と称す）は、単純な比例関係になく、駆動電流が閾値以下の場合は、駆動電流が増加してもほとんど光出力はなく、閾値を超えると駆動電流に比例して光量が出力する。したがって、駆動電流を単純に補正係数（α）倍しただけでは所望の光量とはならない。
【０００８】
このため、この特許文献２に記載の技術では、図２０に示すように、基準光量となる感光体要求光量としての光量Ｐ１の他に、ＬＤの出力光量特性を求めるための参考光量としての光量Ｐ２を用い、光量Ｐ１およびＰ２を得るためのＬＤの駆動電流値Ｉ１、Ｉ２（実際には、ＬＤにＩ１、Ｉ２の駆動電流を供給するための制御データ値）を求めて、以下の式（１）、（２）により、発光効率η及び閾値値電流 Ｉｔｈを算出することにより、ＬＤの出力光量特性を求めている。
【０００９】
η＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｉ２−Ｉ１） …（１）
Ｉｔｈ＝Ｉ１−（Ｐ１／η） …（２）
このように発光効率η及びしきい値電流 Ｉｔｈを算出することで、濃度むらを補正するため必要とされる所望の光量を得るための駆動電流Ｉを容易に求めることができる。例えば、光量Ｐ１の１．３倍（α＝１．３）の光量を得るための駆動電流Ｉは、以下の式（３）のように設定すればよい。
【００１０】
Ｉ＝（Ｉ１−Ｉｔｈ）×１．３ + Ｉｔｈ …（３）
ただし、発光効率η及びしきい値電流 Ｉｔｈの計算精度を低下させないためには、光量Ｐ１及びＰ２は、ある程度以上のレベル差があるほうが良く、特許文献２では、Ｐ２＝Ｐ１×２とした例が記述されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平４−３５５９８６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９１５４８公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、図２１に示すように、参照光量として用いる光量Ｐ２を感光体要求光量としての光量Ｐ１に固定係数をかけた値に設定していたため、Ｐ１とＰ２の大小関係が固定であり、必要以上にＬＤを劣化する恐れがあるという問題があった。
【００１３】
詳しくは、図２２に示すように、濃度むらを補正するために実際に使用する光量範囲の最大光量（実使用光量上限）が光量Ｐ２よりも低い場合は、光量Ｐ２を得るためのＬＤの駆動電流を測定する際に、必要以上の光量でＬＤを点灯させることになり、感光体要求光量が大きくなる程、ＬＤの劣化が加速してしまう。
【００１４】
また、ＬＤが破壊されないためには、
Ｐ２＜ＬＤ光量上限
の条件を満たす必要があり、ＬＤ光量の実使用光量上限は、
ＬＤ光量の実使用光量上限＜Ｐ２＜ＬＤ光量上限
となるため、光量Ｐ２により実際に使用可能なＬＤの光量範囲（実使用光量範囲）が制限されてしまうという問題もあった。すなわち、図２２に示すように、感光体要求光量が高くなると、実使用光量上限がＬＤ光量上限に達する前に、光量Ｐ２がＬＤ光量上限に達してしまってＬＤの光量調整を行うことができなくなるため、それ以上の光量では実際には使用できなくなり、画像形成に本来使用可能な光量範囲（図２２の▲１▼参照）よりも、実際に使用可能な光量範囲（図２２の▲２▼参照）が狭くなってしまう。光学部材特性や感光体感度等のばらつきによる必要光量が大きく変動する画像形成装置には対応できなかった。
【００１５】
光量Ｐ２をＰ１よりも小さくすることも考えられるが、単純にＰ２をＰ１よりも小さくしただけでは、実際に使用する光量の最小値がＰ１よりも低く、要求される絶対光量も小さい場合には、光量Ｐ２は極めて低い出力レベルとなる。ＬＤ光量が小さくなると、ＰＤから受光光量に応じて出力される出力電流も小さくなって、相対的にノイズの影響が大きくなるため、光量検知精度が低下してしまう。特に、ＶＣＳＥＬを用いる場合は、ＰＤにに入射する光量がさらに小さくなる可能性があるため、ノイズの影響がより深刻になる。
【００１６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、光源の劣化を防止し、且つ実際に光源の使用可能な光量範囲を広く保つことができる光源制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【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に記載の発明は、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、前記光源の出力光量制御の際に基準として用いられる基準光量である第１の目標光量、及び前記第１の目標光量とは光量が異なり、出力光量特性を求める際に参考光量として用いられる第２の目標光量の各々に対応させて前記出力光量特性を求める際に前記光源の出力光量を調整し、前記第１の目標光量及び前記第２の目標光量に対する光量調整結果に基づいて当該光源の出力光量特性を求めると共に、求めた前記出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量制御を行う光源制御装置であって、前記第２の目標光量は、前記第１の目標光量の増加に応じて増加する光量であり、前記出力光量特性を求める際に、前記第１の目標光量より前記第２の目標光量が大きく、かつ前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達する場合には、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さな目標光量となるように大小関係を切替える切替手段を有する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、切替手段により、第１の目標光量と第２の目標光量との大小関係を切替えることができるので、一方の目標光量が光源が出力可能な最大光出力に達して光量調整ができなくなった場合には、当該目標光量の大きさを小さくし、もう一方の目標光量が最大光出力に到達するまで光量調整がを行可能な光量範囲を広げることができる。
【００１９】
なお、上記の光源制御装置においては、前記第１の目標光量が、画像形成装置の感光体要求光量など、前記光源の出力光量制御時に基準として用いられる基準光量である場合には、請求項２に記載されているように、前記切替手段は、前記第２の目標光量を変更して前記大小関係を切替える、ようにするとよい。
【００２０】
また、上記の光源制御装置においては、請求項３に記載されているように、前記切替手段は、外部から入力された信号に基づいて、前記大小関係を切替えるようにしてもよいし、請求項４に記載されているように、前記第１の目標光量を予め定められた所定の閾値と比較し、当該比較結果に基づいて、前記切替手段の切替を制御する切替制御手段を更に有し、切替制御手段の制御により自動的に前記大小関係が切替えられるようにしてもよい。
【００２１】
切替制御手段の制御により大小関係を切替える場合は、簡単で且つ確実な制御のためには、請求項５に記載されているように、前記閾値は、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合と、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合とで同一にするとよい。
【００２２】
また、制御の自由度を高くするためには、請求項６に記載されているように、前記閾値は、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合と、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合とで異なるようにするとよい。
【００２３】
この場合、高光量時の光源保護、低光量時の光検知精度の確保、及び光量切替頻度の低減のためには、請求項７に記載されているように、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合に用いる閾値（以下、第１の閾値）を、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合に用いる閾値（以下、第２の閾値）よりも大きくするとよい。また、請求項８に記載されているように、前記大小関係の初期状態を設定する初期設定手段を更に有し、初期状態を任意に変更可能とするとよい。
【００２４】
請求項９に記載されているように、前記光源から出力された光ビームの少なくとも一部を検知する検知手段と、前記検知手段による検知光量を所定のレベルと比較する比較手段と、前記第１の目標値に応じて定められた第１の基準値と、第２の目標値に応じて定められた第２の基準値との何れか一方を選択する選択手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記検知光量が前記選択手段により選択された基準値と略一致するように前記光源の出力光量を調整する調整手段と、を備え、前記切替制御手段が、前記選択手段により第１の基準値が選択されて、調整手段により調整が行われた際の前記検知手段による検知結果、又は前記第１の基準値を前記第１の目標光量に相当する値として用いればよい。従来より一般的な光走査装置の光源制御装置には、上記の検知手段、比較手段、選択手段、調整手段が備えられているので、第１の目標光量の代わりに、上記の如く検知手段の検知結果や第１の基準値を用いることで、切替制御手段を容易に実現可能である。
請求項１０に記載されているように、前記第２の目標光量は、前記第１の目標光量に固定係数を掛けた値であり、前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達していない場合には前記固定係数は１より大きく、前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達する場合には前記固定係数は１より小さいことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明を図１７や図１８で示したような光走査装置２００の光源として用いられるＬＤを駆動するＬＤ駆動装置に適用した場合を例に説明する。
【００２６】
<第１の実施の形態>
図１には、第１の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置１０が示されている。図１に示すように、このＬＤ駆動装置１０は、光走査装置の光源としてのＬＤ２０２及び当該ＬＤ２０２の出力光量を検知する検知手段としてのＰＤ２１０と接続されて用いられる。なお、ＰＤ２１０は、ＬＤ２０２が端面発光型である場合は、ＬＤパッケージ内に当該ＬＤ２０２の後方出力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、ＬＤ２０２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ＬＤ２０２の出力光の一部を取りだし、この取出された出力光を受光するようにＰＤ２１０を配置すればよい。
【００２７】
また、ＬＤ駆動装置１０は、直流電流源１２、変調電流源１４、変調電流源１６、デジタルアナログ変換器（以下Ｄ／Ａ）１８、Ｄ／Ａ２０、比較器２２、スイッチ２４、基準電圧生成回路２６、及びＣＰＵ２８を備えている。このＬＤ駆動装置１０では、ＬＤ２０２には、直流電流源１２、変調電流源１４、及び変調電流源１６のそれぞれからの出力電流の総和が駆動電流として供給されるようになっている。
【００２８】
詳しくは、直流電流源１２は、Ｄ／Ａ１８を介して、ＣＰＵ２８と接続されており、変調電流源１４も、Ｄ／Ａ１８を介して、ＣＰＵ２８と接続されている。直流電流源１２及び変調電流源１４には、ＣＰＵ２８から出力されたデジタル信号（以下、ＤＡＴＡ＿Ａ）がＤ／Ａ１８によりアナログ信号に変換されて入力される。
【００２９】
直流電流源１２及び変調電流源１４の出力電流は、所定の比率となっており、ＣＰＵ２８からの出力信号ＤＡＴＡ＿Ａに比例して、両者の電流源からの出力電流値の合計が変化するようになっている。すなわち、ＣＰＵ２８により、直流電流源１２及び変調電流源１４の出力電流値が制御されている。ＣＰＵ２８は、直流電流源１２及び変調電流源１４の出力電流値の合計がＬＤ２０２が点灯開始する閾値電流Ｉｔｈとなるように制御する。
【００３０】
変調電流源１６は、Ｄ／Ａ２０を介して、ＣＰＵ２８と接続されている。変調電流源１６には、ＣＰＵ２８からのデジタル信号（以下、ＤＡＴＡ＿Ｂ）がＤ／Ａ２０によりアナログ信号に変換されて入力される。
【００３１】
また、変調電流源１６は、内部にＤ／Ａ３０を備えている。このＤ／Ａ３０には、ＣＰＵ２８からデジタル信号（以下、ＤＡＴＡ＿Ｃ）が入力され、このデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００３２】
変調電流源１６は、ＣＰＵ２８からの出力信号ＤＡＴＡ＿Ｂに対して信号ＤＡＴＡ＿Ｃを乗じた値に比例した電流値の電流を出力するようになっている。すなわち、変調電流源１６は、信号ＤＡＴＡ＿Ｂに応じた大きさの電流が、信号ＤＡＴＡ＿Ｃにより補正されて出力する。なお、変調電流源１６は、信号ＤＡＴＡ＿Ｃの値が中央値（例えば４ビット信号であればＤＡＴＡ＿Ｃ＝８）のときに、信号ＤＡＴＡ＿Ｂに応じた大きさの電流の倍率を１倍、すなわち補正無しとなるようになっている。
【００３３】
また、変調電流源１４、１６には、外部（例えば本ＬＤ駆動装置１０によりＬＤ２０２を駆動する光走査装置を搭載した画像形成装置本体側）から画像データが入力されるようになっており、変調電流源１４、１６は、画像データに基づいて、各々の電流出力をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。このように、画像データに基づいて、変調電流源１４、１６の電流出力をＯＮ／ＯＦＦすることで、ＬＤ２０２を画像データに基づいて発光させることができる。すなわち、ＬＤ２０２は、直流電流源１２、変調電流源１４、及び変調電流源１６からの出力電流の総和が駆動電流として供給されて、該駆動電流に応じた光量の光を出力するが、変調電流源１４、１６からの出力電流が画像データに基づいてＯＮ／ＯＦＦされるため、画像データがＯＦＦの場合には、直流電流源１２からの出力電流しか供給されず、駆動電流が閾値電流Ｉｔｈより小さくなるため発光せず、画像データがＯＮの場合のみ発光させることができる。
【００３４】
ＬＤ２０２から出力された光の一部は、ＰＤ２１０に受光され、ＰＤ２１０からは受光量に応じた電流が出力される。ＰＤ２１０から出力された受光量に応じた出力電流は、負荷抵抗３２によって電圧（以下、モニタ電圧）ＶＭに変換されて、比較器２２に入力されるようになっている。
【００３５】
この比較器２２は、スイッチ２４とも接続されており、このスイッチ２４により、ＬＤ２０２の光量を調整するための基準値として、異なる２レベルの基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２の何れか一方が選択されて入力されるようになっている。すなわち、スイッチ２４が、本発明の選択手段に対応している。
【００３６】
また、スイッチ２４には、ＣＰＵ２８からＶＲＥＦ選択信号が供給されるようになっており、スイッチ２４は、このＶＲＥＦ選択信号に基づいて基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２の何れか一方を選択するようになっている。なお、本実施の形態では、スイッチ２４は、ＶＲＥＦ選択信号がＨ（ハイレベル）の場合にＶＲＥＦ１、Ｌ（ロウレベル）の場合にＶＲＥＦ２を選択するようになっている。
【００３７】
比較器２２は、入力されたモニタ電圧ＶＭと、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２とを比較し、比較結果をＣＰＵ２８へ出力する。すなわち、比較器２２が本発明の比較手段に対応している。
【００３８】
ＣＰＵ２８は、本発明の調整手段としての機能を担っており、比較器２２による比較結果に基づいて、より詳しくは、モニタ電圧ＶＭが基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２と略一致するように、信号ＤＡＴＡ＿Ａ、ＤＡＴＡ＿Ｂを設定するようになっている。これにより、ＬＤ２０２の出力光量を、基準電圧ＶＲＥＦ１又はＶＲＥＦ２に対応する所定光量に調整することが可能となる。以下、基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２に対応する光量をそれぞれ光量Ｐ１、Ｐ２と称す。この光量Ｐ１、Ｐ２が、本発明の第１の目標光量、第２の目標光量に対応する。
【００３９】
なお、本実施の形態では、光走査装置から最終的に出力されるビーム光量が一定であっても、ＰＤ２１０に入射する光量は一定にはならないため、前述の負荷抵抗３２を可変抵抗として、負荷抵抗３２の抵抗値を変更することでゲイン調整を行って、光走査装置から最終的に出力されるビーム光量に対するモニタ電圧ＶＭが一定になるようにしている。
【００４０】
基準電圧生成回路２６は、光量調整に用いる前述の基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を生成してスイッチ２４へ供給するものであり、本実施の形態では、外部からの基準光量設定電圧ＶＲＥＦが入力され、この基準光量設定電圧ＶＲＥＦに基づいて、基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２を生成するようになっている。
【００４１】
なお、基準光量設定電圧ＶＲＥＦは、画像形成装置において所定濃度の画像を得るための感光体要求光量に応じて設定されるものである。画像形成装置では、一般に、温度、湿度の変化、機差、適用記録材料の紙質、及びこれらの経時的な変化といった環境変化や仕様の違いから出力画像濃度が変化するため、この変化に応じて、感光体要求光量も変化する。基準光量設定電圧ＶＲＥＦは、出力画像の濃度が薄くなった場合には、濃度を濃くするためにより大きな値に設定され、出力画像の濃度が濃くなった場合には、濃度を薄くするためにより小さな値に設定される。
【００４２】
また、基準電圧生成回路２６には、外部からの光量切替信号が入力されるようになっている。この光量切替信号は、「Ｐ１＜Ｐ２」と、「Ｐ１＞Ｐ２」の何れが好ましい状態であるかを示すものである。基準電圧生成回路２６は、この光量切替信号に基づいて、生成する基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧値を変更し、基準電圧ＶＲＥＦ１に対する基準電圧ＶＲＥＦ２の大小関係を切換えることができるようになっている。すなわち、基準電圧生成回路２６が、本発明の切替手段として機能する。
【００４３】
なお、以下では、光量切替信号がＨ（ハイレベル）の場合は、「ＶＲＥＦ１＜ＶＲＥＦ２」、Ｌ（ロウレベル）の場合は、「ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ２」となるように、基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧値を変更する場合を例に説明するが、基準切替信号のＨ／Ｌと、基準電圧ＶＲＥＦ１及びＶＲＥＦ２の大小関係との対応は、逆であってもよい。
【００４４】
具体的には、本実施の形態では、一例として、光量切替信号がＨ、すなわち「ＶＲＥＦ１＜ＶＲＥＦ２」に設定された場合は、
ＶＲＥＦ１＝ＶＲＥＦ、ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×１．２５、
にするようになっている。すなわち、Ｐ２＝Ｐ１×１．２５となり、「Ｐ２＞Ｐ１」の関係が成り立つ。
また、光量切替信号がＬ、すなわち「ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ２」に設定された場合は、
ＶＲＥＦ１＝ＶＲＥＦ、ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×０．７５、
にするようになっている。すなわち、Ｐ２＝Ｐ１×０．７５となり、「Ｐ２＜Ｐ１」の関係が成り立つ。なお、ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２の値は、これに限定されるものではない。
【００４５】
ＣＰＵ２８は、ＬＤ駆動装置１０の全体の動作を司るものであり、このＣＰＵ２８には、外部から制御信号として、光量切替信号、同期信号、及び走査位置データが入力されるようになっており、この制御信号に基づいて制御を行う。なお、同期信号は、画像形成装置において画像形成を行う際に、画像形成装置の他の部材の動作と同期をとるためのものであり、１ページの画像の書出しタイミングを制御するための垂直同期信号と、主走査方向の画像の書出しタイミングを制御するための水平同期信号とがある。また、走査位置データは、光走査装置による光ビームの走査位置を示すものであり、同期信号と同期されている。また、前述した形成する画像を示す画像データも、この同期信号に同期してＬＤ駆動装置１０に入力されるようになっている。
【００４６】
ＣＰＵ２８は、光量切替信号に基づいて、光量Ｐ１が得られるようにデジタル信号ＤＡＴＡ＿Ａ、ＤＡＴＡ＿Ｂを設定して、光量Ｐ１、Ｐ２となるようにのＬＤ２０２の光量調整を行って、ＬＤ２０２の出力光量特性を定め、光量調整後は、ＤＡＴＡ＿Ｃが中央値の場合にＬＤ２０２の出力光量を感光体要求光量である光量Ｐ１にするためのＤＡＴＡ＿Ａ、ＤＡＴＡ＿Ｂの設定値を保持する。
【００４７】
なお、本実施の形態では、この光量切替信号は、スイッチやメモリなどにより初期値が設定されており、立ち上げ直後は、この初期値が用いられて光量切替信号が生成されて、ＬＤ駆動装置１０に入力されるようになっている。また、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係の切替えが望まれる場合に、例えば、画像形成装置の出力画像の画質によりユーザが光量切替が必要と判断したり、所定枚数プリントされた場合に画像形成装置に設けられたタッチパネルディスプレイにメッセージを表示して、光量切替が必要なことが報知された場合には、ユーザによりスイッチを切替えたり、又はタッチパネルディスプレイの操作によりメモリの格納情報が変更されることで、光量切替信号が反転されてＬＤ駆動装置１０に入力されるようになっている。
【００４８】
また、ＣＰＵ２８は内部にメモリ３４を備えており、この内部メモリ３４には、図１７、１８で示した如く、画像形成装置による出力画像上に生じる濃度ムラを補正するように、光走査装置による光ビームの走査位置に応じて求められた補正係数が予め記憶されている。ＣＰＵ２８は、画像形成のために画像データに基づいてＬＤ２０２の点灯させる際には、同期信号に同期して、走査位置データで示される走査位置に対応する補正係数を内部メモリ３４から読み出し、読み出した補正係数に応じて値のデジタル信号ＤＡＴＡ＿Ｃを出力することで、変調電流源１６の出力を光ビームの走査位置に応じた補正係数により補正するようになっている。これにより、ＬＤ２０２に供給される駆動電流が変化し、図１７、１８で示した如くＬＤ２０２の出力光量が走査位置に応じて補正される。すなわち、画像形成領域内では、濃度むらを補正するようにＬＤ２０２の光量がＰ１を基準に増減される出力光量制御が行われることになる。
【００４９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。図２に、ＬＤ駆動装置１０の電源投入後にＣＰＵ２８により実行される制御処理ルーチンの一例を示す。以下、この図を参照して、ＬＤ駆動装置１０の動作を説明する。なお、以下では、主として、「Ｐ２＞Ｐ１」とするように光量切替信号がＨに設定されている場合を例に説明する。この場合は、ＬＤ駆動装置１０では、基準電圧生成回路２６により、ＶＲＥＦ１＝ＶＲＥＦ、ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×１．２５となるように、基準電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２が生成される。
【００５０】
図２に示すように、ＬＤ駆動装置１０は、電源投入されると、まずステップ１００において、以下に説明する初期光量調整が行われる。
【００５１】
[初期光量調整]
初期光量調整は、基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる所定光量の出力光量が得られるように、ＬＤ２０２の出力光量特性に応じて、デジタル信号ＤＡＴＡ＿Ａ，ＤＡＴＡ＿Ｂの値を設定するものであり、この初期光量調整時は、画像データがＯＮ状態にされて、変調電流源１４、１６の駆動がＯＮされるようになっている。
【００５２】
初期光量調整時では、ＣＰＵ２８は、まず、ＶＲＥＦ選択信号をＨにして、スイッチ２４に基準電圧ＶＲＥＦ１を選択させると共に、「ＤＡＴＡ＿Ｂ＝０」、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」に設定して、変調電流源１６から電流出力が得られないようにした状態で、ＤＡＴＡ＿Ａの値を０から除々に増加させていく。
【００５３】
これにより、直流電流源１２と変調電流源１４の出力電流値が除々に増加していき、この直流電流源１２と変調電流源１４からの出力電流値の和を駆動電流としたＬＤ２０２の発光が開始される。
【００５４】
このとき得られたモニタ電圧ＶＭは、比較器２２において基準電圧ＶＲＥＦ１と比較され、ＣＰＵ２８では、モニタ電圧ＶＭが「ＶＭ＞ＶＲＥＦ１」となった時点、すなわち、図３に示すように、ＬＤ２０２の出力光量がＰ１になった時点のＤＡＴＡ＿Ａの値Ｋ１を記憶する。以下、このときのＤＡＴＡ＿Ａの値をＫ１とする。
【００５５】
その後は、ＣＰＵ２８では、ＶＲＥＦ選択信号をＨ→Ｌに切換えて、ＤＡＴＡ＿Ａの値をさらに増加させていく。そして、モニタ電圧ＶＭが「ＶＭ＞ＶＲＥＦ２」となった時点、すなわち、図３に示すように、出力光量がＰ２になった時点のＤＡＴＡ＿Ａの値Ｋ２を記憶する。
【００５６】
上記のようにしてＫ１、Ｋ２を取得したら、ＣＰＵ２８では、取得したＫ１、Ｋ２を用いて、図４に示すように、直流電流源１２と変調電流源１４の出力電流値の和をＬＤ２０２が発光を開始する閾値電流Ｉｔｈにするためのデジタル信号値ＴＨを次式（４）により求める。
【００５７】
ＴＨ＝Ｋ１−（Ｋ２／（１．２５−１）） …（４）
また、直流電流源１２と変調電流源１４の出力電流値の和が閾値電流Ｉｔｈの場合に、光量Ｐ１でＬＤ２０２を発光させるためのデジタル信号値Ｓ１を次式（５）により求める。
【００５８】
Ｓ１＝Ｋ１−ＴＨ …（５）
このようにして、デジタル値ＴＨ、Ｓ１を求めたら、初期光量調整は終了される。
【００５９】
なお、上記では、光量切替信号の初期設定が「Ｐ２＞Ｐ１」の場合を例に説明したが、「Ｐ２＜Ｐ１」の場合には、ＤＡＴＡ＿Ａの値を０から除々に増加していき、まず、モニタ電圧ＶＭが「ＶＭ＞ＶＲＥＦ２」になった、すなわち出力光量がＰ２になるＫ２を取得してから、「ＶＭ＞ＶＲＥＦ１」になった、すなわち出力光量がＰ１になるＫ１を取得する。そして、式（４）中の数値１．２５を０．７５に変更して、デジタル値ＴＨ、Ｓ１を求めればよい。
【００６０】
初期光量調整後は、ＣＰＵ２８は、「ＤＡＴＡ＿Ａ＝ＴＨ」、「ＤＡＴＡ＿Ｂ＝Ｓ１」と設定する。これにより、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」に設定されている場合は、ＬＤ２０２に対して、基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる感光体要求光量、すなわち光量Ｐ１の出力光量が得られるように駆動電流が供給され、ＬＤ２０２の出力光量を光量Ｐ１に調整することができる。
【００６１】
図２に示すように、このような初期光量調整後は、ＣＰＵ２８では、電源がＯＦＦされるまでは（ステップ１１０）、画像形成が開始されるまで（ステップ１０２）待機する。画像形成装置に画像形成指示が入力されるなどして、同期信号（垂直同期信号）が入力されると、画像形成が開始されたと判断して、ステップ１０２で肯定判定されて、ステップ１０４に進んで、通常光量調整を行い、ステップ１０６で画像形成点灯制御を行う。そして、当該画像形成が終了するまでは、次のステップ１０８で否定判定されて、ステップ１０４に戻り、この通常光量調整及び画像形成点灯制御が繰り返し実行される。すなわち、通常光量調整を行いながら画像形成点灯制御を行なう。なお、本実施の形態では、１主走査毎に、通常光量調整が行われて、画像形成制御により、１主走査分の画像を書き込むようになっている。そして、画像形成が終了したら、ステップ１０８で肯定判定されて、ステップ１１０に進み、電源投入中は、ステップ１１０からステップ１０２に戻り、再び待機状態となる。以下に、通常光量調整及び画像形成制御について詳細に説明する。
【００６２】
[通常光量調整]
通常光量調整は、初期光量調整後の熱などの外乱によるＬＤ２０２の出力光量特性が変化したとしても、基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる所定光量の出力光量が得られるように、初期光量調整で求めたＴＨ、Ｓ１の値を調整するものであり、この通常光量調整時も画像データがＯＮ状態にされて、変調電流源１４、１６の駆動がＯＮされるようになっている。また、前述したように、「ＤＡＴＡ＿Ａ＝ＴＨ」、「ＤＡＴＡ＿Ｂ＝Ｓ１」に設定されている。
【００６３】
通常光量調整時には、ＣＰＵ２８は、まず、ＶＲＥＦ選択信号をＨにして、スイッチ２４に基準電圧ＶＲＥＦ１を選択させると共に、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」に設定する。この状態で、比較器２２による比較結果に基づいて、モニタ電圧ＶＭがＶＲＥＦ１と略等しくなるように、すなわちＬＤ２０２の出力光量がＰ１になるように、ＤＡＴＡ＿Ａの値、すなわちＴＨを調整する（以下、ＡＰＣ１という）。
【００６４】
続いて、ＶＲＥＦ選択信号をＬにして、スイッチ２４に基準電圧ＶＲＥＦ２を選択させると共に、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値×１．２５」に設定する。この状態で、比較器２２による比較結果に基づいて、モニタ電圧ＶＭがＶＲＥＦ２と略等しくなるように、すなわちＬＤ２０２の出力光量がＰ２になるように、ＤＡＴＡ＿Ｂの値、すなわちＳ１を調整する（以下、ＡＰＣ２という）。
【００６５】
なお、上記では、光量切替信号の初期設定が「Ｐ２＞Ｐ１」の場合を例に説明したが、「Ｐ２＜Ｐ１」の場合には、ＡＰＣ２のときのＤＡＴＡ＿Ｃを、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値×０．７５」に設定すればよい。
【００６６】
このようなＡＰＣ１及びＡＰＣ２を光走査装置による光ビームの１主走査毎など所定周期で繰返し行うことで、たとえ熱などの外乱によりＬＤ２０２の出力光量特性が変化したとしても、該変化に応じて、ＴＨ、Ｓ１を調整（補正）することができ、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」の設定時のＬＤ２０２の出力光量を基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる所定光量に調整することができる。なお、ＡＰＣ１及びＡＰＣ２は必ずしも連続で行う必要はなく、例えば光走査装置による光ビームの１主走査毎に交互に行うようにしてもよい。
【００６７】
[画像形成制御]
画像形成制御は、光走査装置による光ビームの走査位置に応じてＬＤ２０２の出力光量を補正しながら、形成したい画像を示す画像データに基づいてＬＤ２０２を点灯させるものであり、この画像形成制御時には、通常光量制御後の「ＤＡＴＡ＿Ａ＝ＴＨ」、「ＤＡＴＡ＿Ｂ＝Ｓ１」に設定されている。
【００６８】
また、画像形成制御時には、同期信号と同期して、形成したい画像を示す画像データが入力されるので、ＬＤ２０２の点灯を画像データに基づいてＯＮ／ＯＦＦすることができる。このとき、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」であれば、ＬＤ２０２は、基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる感光体要求光量、すなわち光量Ｐ１が得られるように発光するが、画像形成制御時には、さらに、同期信号と同期して走査位置データも入力され、ＣＰＵ２８は、入力された走査位置データが示す走査位置に対応する補正係数を内部メモリ３４から読み出して、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値×補正係数」に設定する。
【００６９】
これにより、ＬＤ２０２へ供給される駆動電流が、光走査装置２００による光ビームの走査位置に応じた補正係数に基づいて補正される。したがって、ＬＤ２０２を形成したい所望の画像データに基づいて点灯する際に、その出力光量を光走査装置２００による光ビームの走査位置に応じて、濃度ムラを解消するように補正することができる。
【００７０】
なお、図２の制御処理ルーチンは一例として示したものであり、上記の初期光量設定、通常光量設定、及び画像形成制御の各処理の順序や実行タイミングなどは上記に限定されるものではない。
【００７１】
ところで、ＬＤ駆動装置１０には、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係の切替えが望まれる場合には、ユーザの操作により光量切替信号が反転されて入力される。本実施の形態に係わるＬＤ駆動装置１０は、この光量切替信号に応じて、基準電圧生成回路２６により生成される基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧値を変更し、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係の切替えることができるようなっている。
【００７２】
例えば、「Ｐ２＞Ｐ１」よりも、「Ｐ２＜Ｐ１」が望ましい状態となると、光量切替信号がＨ→Ｌに反転されて入力され、この場合、基準電圧生成回路２６では、「ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×１．２５」から「ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×０．７５」に変更することにより、「Ｐ２＜Ｐ１」にする。また、「Ｐ２＜Ｐ１」よりも、「Ｐ２＞Ｐ１」が望ましい状態となると、光量切替信号がＬ→Ｈに反転され、この場合、基準電圧生成回路２６では、「ＶＲＥＦ２＝ＶＲＥＦ×１．２５」に変更して、「Ｐ２＞Ｐ１」にする。
【００７３】
前述したように、ＣＰＵ２８では、光量切替信号に応じて、ＡＰＣ２の際のＤＡＴＡ＿Ｃの設定に用いる中央値に乗算する数値（乗算係数）が設定される。例えば、「Ｐ２＞Ｐ１」よりも、「Ｐ２＜Ｐ１」が望ましい状態となり、光量切替信号がＨ→Ｌに反転された場合には、乗算係数が１．２５から０．７５に変更され、ＡＰＣ２時には「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値×０．７５」と設定される。
【００７４】
また、反対に、「Ｐ２＜Ｐ１」よりも、「Ｐ２＞Ｐ１」が望ましい状態となり、光量切替信号がＬ→Ｈに反転された場合には、乗算係数が０．７５→１．２５に変更され、ＡＰＣ２時には、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値×１．２５」と設定される。
【００７５】
このように、光量切替信号の反転に伴なう基準電圧ＶＲＥＦ２の変更に応じて、乗算係数を変更することで、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係を切替えても、「ＤＡＴＡ＿Ｃ＝中央値」の設定時のＬＤ２０２の出力光量が基準光量設定電圧ＶＲＥＦにより定められる感光体要求光量、すなわち光量Ｐ１となるように、通常光量調整を行なうことができる。
【００７６】
上記のように、本実施の形態では、光量Ｐ１を目標にする光量調整（ＡＰＣ１）と、光量Ｐ２を目標にする光量調整（ＡＰＣ２）とを行う場合に、外部から入力される光量切替信号に応じて、ＶＲＥＦ２の値を変更することで光量Ｐ２を変更して、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係の切替えることができる。これにより、図５に示すように、感光体要求光量が高くなったら、光量切替信号を反転させて、「Ｐ２＞Ｐ１」から「Ｐ２＜Ｐ１」となるように、光量Ｐ２の大きさを切替えることができ、実使用光量の上限がＬＤ最大光出力に達する前に、光量Ｐ２がＬＤ最大光出力に到達することがなくなる。したがって、光量調整を実行可能な光量範囲（▲３▼参照）を、画像形成に本来使用可能な光量範囲（▲４▼参照）よりも広くすることができ、この本来使用可能な光量範囲で実際に画像形成を行うことが可能となる。すなわち、従来よりも実使用光量範囲を広く保つことが可能となる。
【００７７】
また、感光体要求光量が高くなったら「Ｐ２＜Ｐ１」とすることで、従来よりも光量調整時のＬＤの最大光量を低くすることができ、ＬＤの劣化を防止することができる。また、感光体要求光量が低い場合には、「Ｐ２＜Ｐ１」となるように、光量Ｐ２を変更することができるため、ノイズの影響を心配せずともよい。これにより、感光体要求光量が大きく変動する、すなわち光学部材特性や感光体感度などのばらつきが大きい画像形成装置にも適用できる。
【００７８】
なお、上記では、外部からの光量切替信号の入力により、光量Ｐ２の大きさを切換えるようにした場合を例に示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ＬＤ駆動装置１０において、光量切替信号を生成し、「Ｐ１＜Ｐ２」と、「Ｐ１＞Ｐ２」の何れが好ましい状態であるかをに応じて、光量Ｐ２の大きさが自動的に切換えられるようにしてもよく、この場合の例を第２の実施の形態として以下に説明する。
【００７９】
<第２の実施の形態>
図６に、第２の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置１０を示す。なお、図６では、第１の実施の形態と同一の部材については同一の部材符号を付与しており、以下では詳細な説明を省略する。
【００８０】
図６に示すように、第２の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置１０は、第１の実施の形態に対して、本発明の切替制御手段として、光量切替信号生成回路４０が更に設けられている。この光量切替信号生成回路４０は、感光体要求光量としての光量Ｐ１が、「Ｐ１＜Ｐ２」と、「Ｐ１＞Ｐ２」との何れが好ましい状態であるかを判断し、この判断結果に基づいた光量切替信号を生成するものであり、基準電圧生成回路２６及びＣＰＵ２８と接続されている。すなわち、基準電圧生成回路２６及びＣＰＵ２８には、光量切替信号生成回路により生成された光量切替信号が入力されるようになっている。
【００８１】
このように、光量切替信号生成回路４０を設けたことにより、光量Ｐ１、Ｐ２の大小関係の切替えが必要な場合には、ユーザが光量切替信号を反転させる作業を行わずとも、自動的に、光量切替信号を反転させることができる。この光量切替信号生成回路４０は、光量切替信号生成回路４０では、光量Ｐ１と所定の閾値を比較し、該比較結果に応じて光量切替信号を生成すればよい。以下、具体的に光量切替信号生成回路４０の例を説明する。
【００８２】
[第１実施例]
図７に光量切替信号生成回路４０の第１実施例を示す。図７に示すように、この光量切替信号生成回路４０は、比較器５０を備え、この比較器５０のマイナス側入力端子には基準光量設定電圧ＶＲＥＦが入力され、プラス側入力端子には予め設定された所定の閾値示す判定信号ＶＳＥＴが入力されるようになっている。また、比較器５０では、入力されたＶＲＥＦをＶＳＥＴと比較し、当該比較結果を示す信号を光量切替信号として出力するようになっている。したがって、比較器５０からは、「ＶＲＥＦ＜ＶＳＥＴ」の場合は、Ｈレベルの光量切替信号が出力され、「ＶＲＥＦ＞ＶＳＥＴ」の場合は、Ｌレベルの光量切替信号が出力される。
【００８３】
このような光量切替信号生成回路４０を用いることにより、図８に示すように、「ＶＲＥＦ＝ＶＳＥＴ」としてＡＰＣ１を行った場合のＬＤ２０２の出力光量をＰＳＥＴとすると、「Ｐ１＜ＰＳＥＴ」の場合は、光量切替信号がＨであるため、「Ｐ２＞Ｐ１」になり、感光体要求光量が高くなり、「Ｐ１＞ＰＳＥＴ」になると、光量切替信号がＨ→Ｌに切換えられるため、「Ｐ２＜Ｐ１」にすることができる。
【００８４】
このように、第１実施例では、ＶＲＥＦをＶＳＥＴと比較する、すなわち光量Ｐ１を１つの閾値ＰＳＥＴと比較するだけで良いので、簡単な回路で且つ確実な制御が実現可能となる。
【００８５】
なお、基準光量設定電圧ＶＲＥＦの代わりに、ＡＰＣ１によりＬＤ２０２の出力光量をＰ１に調整した時のモニタ電圧ＶＭを用いることもでき、この場合、図９に示すように、比較器５０のマイナス側端子にモニタ電圧ＶＭを入力すれば、図８のように光量切替信号のレベルを切換えることができる。
【００８６】
[第２実施例]
図１０に光量切替信号生成回路４０の第２実施例を示す。図１０に示すように、この光量切替信号生成回路４０は、２つの比較器６０、６２と、ゲート回路６４とを備え、比較器６０、６２のマイナス側入力端子には基準光量設定電圧ＶＲＥＦが入力され、プラス側入力端子には予め設定された互いに異なるレベルの所定の閾値示す判定信号ＶＳＥＴ１、ＶＳＥＴ２（なお、ＶＳＥＴ＞ＶＳＥＴ２）が入力されるようになっている。比較器６０、６２の出力は、ゲート回路６４に接続されており、比較器６０、６２では、入力されたＶＲＥＦを、ＶＳＥＴ１、ＶＳＥＴ２と比較し、それぞれの比較結果を示す信号をゲート回路６４に入力する。
【００８７】
ゲート回路６４では、入力された信号をＯＲ又はＡＮＤ演算して、当該演算結果を示す信号を光量切替信号として出力するようになっている。また、このゲート回路６４では、ＯＲ演算及びＡＮＤ演算を選択的に切替可能となっており、ＶＲＥＦが増加傾向にある場合にはＯＲ演算が選択され、ＶＲＥＦが減少傾向にある場合にはＡＮＤ演算が選択されるようになっている。
【００８８】
図１１に示すように、ゲート回路６４においてＯＲ演算が行われると、「ＶＲＥＦ＜ＶＳＥＴ１」の場合は、Ｈレベルの光量切替信号が出力され、「ＶＲＥＦ＞ＶＳＥＴ１」の場合は、Ｌレベルの光量切替信号が出力される。また、ゲート回路６４においてＡＮＤ演算が行われると、「ＶＲＥＦ＜ＶＳＥＴ２」場合は、Ｈレベルの光量切替信号が出力され、「ＶＲＥＦ＞ＶＳＥＴ２」の場合は、Ｌレベルの光量切替信号が出力される。
【００８９】
したがって、基準光量設定電圧ＶＲＥＦをＶＳＥＴ１、ＶＳＥＴ２としてＡＰＣ１を行った場合のＬＤ２０２の出力光量をそれぞれＰＳＥＴ１、ＰＳＥＴ２とすると、感光体要求光量が高くなっていくと、ＶＲＥＦが増加傾向にあるため、ゲート回路６４ではＯＲ演算がなされ、Ｐ１が「Ｐ１＜ＰＳＥＴ１」から「Ｐ１＞ＰＳＥＴ１」になると、光量切替信号がＨ→Ｌに切換えられるため、「Ｐ２＜Ｐ１」にすることができる。また、感光体要求光量が低くなっていくと、ＶＲＥＦが減少傾向にあるため、ゲート回路ではＡＮＤ演算がなされ、Ｐ１が「Ｐ１＞ＶＳＥＴ２」から「Ｐ１＜ＶＳＥＴ２」になると、光量切替信号がＬ→Ｈに切換えられるため、「Ｐ２＞Ｐ１」にすることができる。
【００９０】
このように、第２実施例では、「Ｐ２＞Ｐ１」から「Ｐ２＜Ｐ１」への切替条件であるＶＳＥＴ１（すなわちＰＳＥＴ１）、「Ｐ２＜Ｐ１」から「Ｐ２＞Ｐ１」への切替条件であるＶＳＥＴ２（すなわちＰＳＥＴ２）を独立に設定可能であるため、制御の自由度が高くすることができる。また、「ＶＳＥＴ１＞ＶＳＥＴ２」（すなわちＰＳＥＴ１＞ＰＳＥＴ２）とすることで、光出力が大きい場合のＬＤ２０２の保護、及び光出力が小さい場合の光検知精度の確保を確実に行うことができる。
【００９１】
なお、基準光量設定電圧ＶＲＥＦの代わりにモニタ電圧ＶＭを用いることもでき、この場合は、図１２に示すように、比較器６０、６２のマイナス側端子にモニタ電圧ＶＭを入力すれば、図１１のように光量切替信号のレベルを切換えることができる。
【００９２】
[第３実施例]
図１３に光量切替信号生成回路４０の第３実施例を示す。図１３に示すように、この光量切替信号生成回路４０は、比較器７０と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を備え、比較器７０のマイナス側入力端子には基準光量設定電圧ＶＲＥＦが入力され、プラス側入力端子には予め設定された所定の閾値示す判定信号ＶＳＥＴが入力されるようになっている。比較器７０では、入力されたＶＲＥＦをＶＳＥＴと比較し、当該比較結果を示す信号を光量切替信号として出力するようになっている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、電源電圧ＶＣＣをＲ１：Ｒ２に分配するように直列接続されており、比較器７０にはこの分配された電圧が判定信号ＶＳＥＴとして入力されるようになっている。また、直列接続した抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の接続点Ａは、抵抗Ｒ３を介して、比較器７０の出力と接続されており、抵抗Ｒ３に流れる電流Ｉの方向が、比較器７０からの出力信号、すなわち光量切替信号のレベルに応じて変化するようになっている。
【００９３】
例えば、基準光量設定電圧ＶＲＥＦを０にすると、比較器７０の出力は最大レベルとなり、抵抗Ｒ３から抵抗Ｒ２に電流Ｉが流れる。この結果、比較器７０に入力される判定信号ＶＳＥＴは、電流Ｉが無い時に比べ、（Ｉ×Ｒ２）分だけ高い電圧になる。このときのＶＳＥＴは、前述の第２実施例のＶＳＥＴ１に相当する。
【００９４】
また、ＶＲＥＦが、このＶＳＥＴ１を越えると、比較器７０の出力は最小レベルとなり、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ３に電流Ｉが流れる。この結果、比較器７０に入力される判定信号ＶＳＥＴは、電流Ｉが無い時に比べ、（Ｉ×Ｒ２）分だけ電圧になる。このときのＶＳＥＴは、前述の第２実施例のＶＳＥＴ２に相当する。
【００９５】
このように光量切替信号生成回路４０を構成にすることで、図１４に示すように、「ＶＲＥＦ＜Ｐ１」から「ＶＲＥＦ＞Ｐ１」になると、光量切替信号がＨ→Ｌになり、「ＶＲＥＦ＞ＶＳＥＴ２」から「ＶＲＥＦ＜ＶＳＥＴ２」になると、光量切替信号がＬ→Ｈになると共に、「ＶＳＥＴ２＜ＶＲＥＦ＜ＶＳＥＴ１」の間は、直前の状態が継続されるように、ヒステリシス特性を持たせることができる。これにより、ＶＲＥＦ２、すなわちＰ２の切替回数を低減することができ、Ｐ２の光量切替に伴う微妙な測定誤差の発生を防止することができる。
【００９６】
なお、基準光量設定電圧ＶＲＥＦの代わりにモニタ電圧ＶＭを用いることもでき、この場合は、図１５に示すように、比較器７０のマイナス側端子にモニタ電圧ＶＭを入力すれば、図１４のように光量切替信号のレベルを切換えることができる。
【００９７】
なお、上記では、初期状態として「Ｐ２＞Ｐ１」が設定されている場合を示しているが、初期状態を「Ｐ２＜Ｐ１」とすることが望ましい場合には、例えば、図１６のように、光量切替信号生成回路４０に、初期設定手段としての付加回路８０を付加し、比較器７０の出力をこの付加回路８０と接続し、付加回路８０を介して光量切替信号を出力するように構成することで対応できる。なお、図１６は、基準光量設定電圧ＶＲＥＦを用いる場合を示しているが、モニタ電圧ＶＭを用いる場合も同様に構成すればよい。
【００９８】
この付加回路８０は、詳しくは、図１６に示すように、フリップフロップ８２及びＡＮＤゲート回路８４を備え、比較器７０から出力された光量切替信号は、フリップフロップ８２のＣＫ端子及びＡＮＤゲート回路８４に入力されるようになっている。フリップフロップ８２のＤ端子には、データ信号として所定電圧Ｖｃｃが入力され、フリップフロップ８４の出力端子であるＱ端子は、ＡＮＤゲート８４と接続されている。したがって、フリップフロップ８２は、比較器７０からの光量切替信号がＨの場合にはＨ、Ｌの場合にはＬの出力信号を、すなわち比較器７０の光量切替信号をそのままＡＮＤゲート回路８４へ入力するようになっている。また、フリップフロップ８２のＲＳ端子には、外部からリセット信号が入力されるようになっており、フリップフロップ８２ではこのリセット信号の入力中は、出力がリセットされて、Ｌレベルの信号出力となる。
【００９９】
ＡＮＤゲート回路８４は、比較器７０及びフリップフロップ８２からの入力信号をＡＮＤ演算し、その結果を最終的な光量切替信号として出力するようになっている。ＡＮＤゲート回路８４からは、通常は、比較器７０から出力された光量切替信号がそのまま最終的な光量切替信号として出力されるが、フリップフロップ８２にリセット信号が入力中は、比較器７０からの出力はキャンセルされて、最終的な光量切替信号はＬとされる。すなわち、電源投入時の一定時間だけリセット信号を入力して、比較器７０の出力を無効にし、Ｌの光量切替信号を出力させれば、初期状態を「Ｐ２＜Ｐ１」に切換えることができる。
【０１００】
このように、光量切替信号生成回路４０では、付加回路８０を設けたことで、初期状態の設定をリセット信号のみで任意に変更することができる。例えば、ＡＰＣの精度を重視する場合には、初期状態を「Ｐ２＞Ｐ１」とし、光源としてのＬＤ２０２の長寿命化を重視する場合には、初期状態を「Ｐ２＜Ｐ１」にすればよい。
【０１０１】
上記第１乃至第３実施例に示したように、光量切替信号生成回路４０では、光量Ｐ１と所定の閾値を比較し、該比較結果に応じた光量切替信号を生成することができる。またこのような光量切替信号生成回路は、感光体要求光量である光量Ｐ１に相当する値として、外部から入力される基準光量設定電圧ＶＲＥＦ（基準電圧ＶＲＥＦ１）や、ＡＰＣ１によりＬＤ２０２の出力光量をＰ１に調整した時のモニタ電圧ＶＭを用いることで容易に実現可能である。
【０１０２】
なお、第１及び第２の実施の形態では、ＣＰＵ２８及びＤ／Ａ変換器１８、２０、３０を備え、ＣＰＵ２８から制御信号として出力されるデジタル信号ＤＡＴＡ＿Ａ、ＤＡＴＡ＿Ｂ、ＤＡＴＡ＿ＣをＤ／Ａ変換器１８、２０、３０によりアナログ信号に変換して用いることで、ＣＰＵ２８によりＬＤ駆動装置１０の全体の動作を制御するように構成した場合を例に説明したが、アナログ回路により同様の機能を構成するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記第１、第２の実施の形態では、１つのビームを出力するＬＤ２０２を光源として用いた場合を例に説明したが、複数のＬＤ、或いはＶＣＳＥＬのように１チップで複数のビームを出射可能なＬＤを用いた複数ビーム光源を使用する場合は、以上に説明したような制御を各ビームについて各々行う事で、同様な発明の効果を得られる。
【０１０４】
また、第２の実施の形態では、ＬＤ２０２の出力光量を検出して光量切替信号を生成するための光量検出センサとして、光量調整用のＰＤ２１０を利用する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光量調整用のＰＤ２１０とは別に、光量切替信号生成用の光量検出センサを設けてもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、光源の劣化を防止し、且つ実際に光源の使用可能な光量範囲を広く保つことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 第１の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置においてＣＰＵにより電源投入後に開始される制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】 第１の実施の形態に係わる初期光量調整時の電流設定を説明するためのグラフである。
【図４】 第１の実施の形態に係わる通常光量制御時の電流設定を説明するためのグラフである。
【図５】 第１の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置による光量制御を説明するための、感光体要求光量に対するＬＤの出力光量を示すグラフである。
【図６】 第２の実施の形態に係わるＬＤ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 第２の実施の形態に係わる光量切替信号生成手段の第１実施例を示す回路図である。
【図８】 光量切替信号生成手段の第１実施例の動作を説明するためのグラフである。
【図９】 光量切替信号生成手段の第１実施例の変形例である。
【図１０】 第２の実施の形態に係わる光量切替信号生成手段の第２実施例を示す回路図である。
【図１１】 光量切替信号生成手段の第２実施例の動作を説明するためのグラフである。
【図１２】 光量切替信号生成手段の第２実施例の変形例である。
【図１３】 第２の実施の形態に係わる光量切替信号生成手段の第３実施例を示す回路図である。
【図１４】 光量切替信号生成手段の第３実施例の動作を説明するためのグラフである。
【図１５】 光量切替信号生成手段の第３実施例の変形例である。
【図１６】 光量切替信号生成手段の第３実施例の変形例である。
【図１７】 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１８】 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１９】 図１８の光走査装置における光量検知を行う部分の詳細構成図である。
【図２０】 従来の電流設定を説明するためのグラフである。
【図２１】 従来の２つの目標光量の関係を示すグラフである。
【図２２】 従来の光量制御を説明するための、感光体要求光量に対するＬＤの出力光量を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ＬＤ駆動装置
１２ 直流電流源
１４、１６ 変調電流源
１８、２０、３０ デジタルアナログ変換器
２２ 比較器（比較手段）
２４ スイッチ（選択手段）
２６ 基準電圧生成回路（切替手段）
３４ メモリ
４０ 光量切替信号生成回路（切替制御手段）
８０ 付加回路（初期状態設定手段）
２０２ ＬＤ（光源）
２１０ ＰＤ（検知手段）
Ｐ１ 光量（第１の目標光量）
Ｐ２ 光量（第２の目標光量）

Claims (10)

1. 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、前記光源の出力光量制御の際に基準として用いられる基準光量である第１の目標光量、及び前記第１の目標光量とは光量が異なり、出力光量特性を求める際に参考光量として用いられる第２の目標光量の各々に対応させて前記出力光量特性を求める際に前記光源の出力光量を調整し、前記第１の目標光量及び前記第２の目標光量に対する光量調整結果に基づいて当該光源の出力光量特性を求めると共に、求めた前記出力光量特性に基づいて前記光源の出力光量制御を行う光源制御装置であって、
   前記第２の目標光量は、前記第１の目標光量の増加に応じて増加する光量であり、前記出力光量特性を求める際に、前記第１の目標光量より前記第２の目標光量が大きく、かつ前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達する場合には、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さな目標光量となるように大小関係を切替える切替手段を有する、
   ことを特徴とする光源制御装置。
2. 前記切替手段は、前記第２の目標光量を変更して前記大小関係を切替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源制御装置。
3. 前記切替手段は、外部から入力された信号に基づいて、前記大小関係を切替える、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源制御装置。
4. 前記第１の目標光量を予め定められた所定の閾値と比較し、当該比較結果に基づいて、前記切替手段の切替を制御する切替制御手段を更に有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源制御装置。
5. 前記閾値は、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合と、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合とで同一である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光源制御装置。
6. 前記閾値は、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合と、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合とで異なる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光源制御装置。
7. 前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも小さくするように切替える場合に用いる閾値が、前記第２の目標光量を前記第１の目標光量よりも大きくするように切替える場合に用いる閾値よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光源制御装置。
8. 前記大小関係の初期状態を設定する初期設定手段を更に有する、
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光源制御装置。
9. 前記光源から出力された光ビームの少なくとも一部を検知する検知手段と、
   前記検知手段による検知光量を所定のレベルと比較する比較手段と、
   前記第１の目標値に応じて定められた第１の基準値と、第２の目標値に応じて定められた第２の基準値との何れか一方を選択する選択手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記検知光量が前記選択手段により選択された基準値と略一致するように前記光源の出力光量を調整する調整手段と、を備え、
   前記切替制御手段が、前記選択手段により第１の基準値が選択されて、調整手段により調整が行われた際の前記検知手段による検知結果、又は前記第１の基準値を前記第１の目標光量に相当する値として用いる、
   ことを特徴とする請求項４乃至請求項８の何れか１項に記載の光源制御装置。
10. 前記第２の目標光量は、前記第１の目標光量に固定係数を掛けた値であり、前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達していない場合には前記固定係数は１より大きく、前記第２の目標光量が前記光源が出力可能な最大光出力での光量に達する場合には前記固定係数は１より小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の光源制御装置。

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