JP5016853B2 - 画像形成装置及びレーザ光量補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びレーザ光量補正方法に関し、特に、複数の発光素子を備えた面発光レーザの各発光素子を、画像データに従いそれぞれ発光させ、得られたレーザ光を像担持体に照射することによって画像形成を行う画像形成装置、及び該画像形成装置に適用されるレーザ光量補正方法に関する。

近年、レーザ素子を潜像形成用の露光手段として使用する電子写真方式の画像形成装置において、解像度がより高く、処理速度もより高い装置が求められている。

こうした画像形成装置では、画像データに応じてレーザ素子の駆動をオン／オフ制御することが行われるが、そのオン／オフ制御する速度（以下「変調速度」という）を高速化することで解像度を高めることができる。しかし、その変調速度を高めることにも限界がある。

レーザ光のビーム数が１本である画像形成装置において、主走査方向の解像度のみならず、副走査方向の解像度も上げようとすると、変調速度が限りなく高くなってしまう。したがって、変調速度を上げずに副走査方向の解像度を上げるために、レーザ光のビーム数を増やすことが行われている。レーザ光のビーム数を例えば４本にすると、変調速度がビーム数１本における変調速度と同じ場合、主走査・副走査の解像度を２倍にすることができる。

ところで半導体レーザには、レーザ光が活性層と平行な方向に取り出される構造の端面発光型レーザ素子（以下「端面発光レーザ」という）と、レーザ光が活性層に垂直な方向に取り出される構造の面発光型レーザ素子（以下「面発光レーザ」という）とがある。電子写真方式の画像形成装置では一般的に端面発光レーザが使用される。

しかしながら、端面発光レーザでは、レーザ光のビーム数を増やすということが技術的に難しく、構造上、端面発光レーザよりも面発光レーザのほうが、ビーム数を増やすのに適している。そのため、近年、電子写真方式の画像形成装置において、更なる高解像度化、高速化を実現するために、多数のレーザビーム光を出射可能な面発光レーザを用いた装置の開発が進められている。

ところでまた、半導体レーザ（レーザダイオード、以下「ＬＤ」という）では、出射するレーザ光の光量が、温度上昇により変動するという問題がある。すなわち、ＬＤの長時間に亘る駆動によりＬＤの温度が上昇し、その結果、レーザ光の光量が変動して、感光ドラム面に照射される光量を一定にすることができず、形成された画像にむらやかぶりが生じてしまう。

こうした問題を解決するために、ＬＤの温度上昇に伴うレーザ光量の変動を補正するようにした従来の発光素子駆動装置がある（例えば、特許文献１参照）。この発光素子駆動装置では、電圧駆動と電流駆動とを組み合わせ、定電流駆動時において、ＬＤの発熱によりＬＤの端子電圧が低下した分を温度上昇分として検出し、その検出値に応じて駆動電圧を制御して、レーザ光量の変動を補正するようにしている。

また、画像データに応じて変動するドループ分を補正するようにした従来の画像形成装置がある（例えば、特許文献２参照）。この画像形成装置では、電流駆動によりＬＤに発光させる場合に、自動光量制御（Auto Power Control、以下「ＡＰＣ」という）を行った際の駆動電流に、画像データに応じた駆動電流を加算してＬＤを駆動する。これを、図１１及び図１２を参照して説明する。

図１１は、上記従来の画像形成装置に含まれるレーザダイオード駆動制御回路を示す回路図である。

このレーザダイオード駆動制御回路において、１０１はレーザダイオード（以下「ＬＤ」という）、１０２はフォトダイオード（以下「ＰＤ」という）センサであり、ＬＤ１０１とＰＤセンサ１０２とによってレーザチップを構成している。１０３はＬＤ１０１のバイアス電流源、１０４はＬＤ１０１のパルス電流源である。

画像信号であるＤＡＴＡは変調部１０５において画素変調され、その出力信号によりスイッチ１０６がオン／オフされる。これによってパルス電流源１０４からＬＤ１０１に供給される電流がオン／オフされ、ＬＤ１０１の発光が制御される。また、ＬＤ１０１の発光をモニタするＰＤセンサ１０２の出力信号は、電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器１０７で電圧信号に変換され、増幅器（Ｇａｉｎ）１０８で増幅され、ＡＰＣ回路１０９に入力される。ＡＰＣ回路１０９は、ＬＤ１０１のバイアス光量が所望の光量となるように、バイアス電流源１０３の出力電流量を帰還制御する。

ところで、ＬＤ１０１には、オン期間に応じたドループ特性があり、１走査中の駆動電流量を一定に制御してもＬＤ１０１からの発光量が漸減してしまう。この現象は、パルス制御しても同様であり、ドループ特性が顕著なＬＤでは、ＬＤのオン期間が長いほど発光量の差が大きくなってしまう。

そこで、電流制御部１１０が、１走査中のＬＤ１０１のオン期間に応じた電流量を補正する補正信号をパルス補正電流源１１１に出力する。これによって、パルス電流源１０４とパルス補正電流源１１１の両出力電流量の和で表されるパルス電流量が、１走査中のパルス駆動電流量としてＬＤ１０１に供給される。

図１２は、電流制御部１１０およびパルス補正電流源１１１によって、ＬＤ１０１のオン期間における発光量が一定に保持される様子を示す図である。（Ａ）は画像データ、（Ｂ）はＬＤ１０１に流れる駆動電流、（Ｃ）はＬＤ１０１の発光量を示す。なお、図中の実線波形は、電流制御部１１０およびパルス補正電流源１１１が存在する場合の波形であり、破線波形は存在しない場合の波形である。

すなわち、図１２（Ｂ）の破線波形で示すような一定量の駆動電流をＬＤ１０１に供給した場合には、ＬＤ１０１の発光量は、図１２（Ｃ）の破線波形で示すように、ドループ特性により、オン期間において漸減する。これに対して、電流制御部１１０およびパルス補正電流源１１１を備えることで、図１２（Ｃ）の実線波形で示すように、ＬＤ１０１の発光量が、オン期間に亘って一定に保たれる。
特開２００２−３３５０３８号公報 特開平１１−２９１５４７号公報

ところで、前述したように、電子写真方式の画像形成装置において、更なる高解像度化、高速化を実現するために、多数のレーザビーム光を出射可能な面発光レーザが用いられる。

しかしながら、面発光レーザでは、複数の発光点（ＬＤ）が隣接して同一チップ上に並べられており、１つの発光点の自己発熱が、チップを通じて他の発光点に影響を及ぼす。そのため、該影響を無視した光量補正だけを行ったのでは、安定したレーザ光量を得ることが難しかった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、面発光レーザの各ＬＤに、隣接ＬＤから受ける温度影響に起因して発生する光量の経時変化に対応して安定した光量制御を行うことが可能な画像形成装置及びレーザ光量補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による画像形成装置は、複数の発光素子を備えた面発光レーザの各発光素子を、画像データに従いそれぞれ発光させ、得られたレーザ光を像担持体に照射することによって画像形成を行う画像形成装置において、前記画像データに基づく前記発光素子の各々の点灯期間によって、前記画像データに基づく発光による前記発光素子の各々の自己昇温量を決定する自己昇温量決定手段と、前記発光素子の各々の発光による発熱によって、隣接する発光素子が受ける温度影響の度合いによる温度上昇を隣接昇温量として決定する温度影響度決定手段と、前記自己昇温量決定手段によって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定手段によって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における光量減衰量を決定する光量減衰量決定手段と、前記光量減衰量決定手段によって決定された光量減衰量に基づき、前記発光素子の各々を駆動する駆動電流を制御して、前記発光素子の各々の点灯期間における発光量を一定に制御する駆動電流制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明によるレーザ光量補正方法は、複数の発光素子を備えた面発光レーザの各発光素子を、画像データに従いそれぞれ発光させ、得られたレーザ光を像担持体に照射することによって画像形成を行う画像形成装置に適用されるレーザ光量補正方法において、前記画像データに基づく前記発光素子の各々の点灯期間によって、前記画像データに基づく発光による前記発光素子の各々の自己昇温量を決定する自己昇温量決定ステップと、前記発光素子の各々の発光による発熱によって、隣接する発光素子が受ける温度影響の度合いによる温度上昇を隣接昇温量として決定する温度影響度決定ステップと、前記自己昇温量決定ステップによって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定ステップによって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における光量減衰量を決定する光量減衰量決定ステップと、前記光量減衰量決定ステップによって決定された光量減衰量に基づき、前記発光素子の各々を駆動する駆動電流を制御して、前記発光素子の各々の点灯期間における発光量を一定に制御する駆動電流制御ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、面発光レーザの各発光素子に、隣接発光素子から受ける温度影響に起因して発生する光量の経時変化に対応することができ、安定した光量制御を行うことが可能となる。すなわち、１走査の間の光量を調整しつつ、さらに面発光レーザの各発光素子が受ける温度影響（自己昇温を含む）による光量の経時変化にも柔軟に対応することができ、常に安定した光量制御がリアルタイムに可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す側断面図である。この画像形成装置は具体的には、感光ドラムが１つである１Ｄ（ドラム）カラー系ＭＦＰ（Multi Function Peripheral：マルチファンクション周辺機器）である。

１Ｄカラー系ＭＦＰは、スキャナ部１０、レーザ露光部２０、作像部３０、定着部４０、給紙／搬送部５０、及びこれらを制御する不図示のプリンタ制御部から構成される。

スキャナ部１０は、原稿に照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、その像を電気信号に変換して画像データを作成する。

レーザ露光部２０では、スキャナ部１０から送られた画像データに応じてレーザ光を変調し、このレーザ光を、等角速度で回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）２１に入射し、反射走査光を作像部３０の感光ドラム（像担持体）３１に照射する。

作像部３０では、感光ドラム３１を回転駆動するとともに、帯電させ、レーザ露光部２０によって感光ドラム３１上に形成された潜像をトナーによって現像化する。そして、そのトナー像を、転写ドラム３２に巻きつけられたシートに転写し、その際に転写されずに感光ドラム３１上に残った微小トナーを回収する。こうした一連の電子写真プロセスを実行して作像を行う。

なお、感光ドラム３１の周辺には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーをそれぞれ持つ現像器３３ａ〜３３ｄが設けられる。そして、シートが転写ドラム３２の所定位置に巻きつけられ、感光ドラム３１および転写ドラム３２が４回転する間に、現像器３３ａ〜３３ｄが順に前述の電子写真プロセスを実行する。４回転の後、４色のフルカラートナー像がシートに転写され、このシートは、転写ドラム３２を離れ、定着部４０へ搬送される。

定着部４０は、ローラやベルトの組み合わせによって構成され、ハロゲンヒータなどの熱源を内蔵し、作像部３０によってトナー像が転写されたシート上のトナーを、熱と圧力によって溶解、定着させる。

給紙／搬送部５０は、シートカセットやペーパーデッキに代表されるシート収納庫５１ａ，５１ｂを１つ以上持っており、プリンタ制御部の指示に応じて、シート収納庫に収納された複数のシートの中から１枚分離し、作像部３０へ搬送する。シートは作像部３０の転写ドラム３２に巻きつけられ、４回転した後に定着部４０へ搬送される。４回転する間に前述のＹＭＣＫ各色のトナー像がシートに転写される。また、シートの両面に画像形成する場合は、定着部４０を通過したシートを再度作像部３０へ搬送する搬送経路５２を通るように制御する。

プリンタ制御部（図示せず）は、ＭＦＰ全体を制御するＭＦＰ制御部（図示せず）と通信して、その指示に応じて制御を実行する。また、前述のスキャナ部１０、レーザ露光部２０、作像部３０、定着部４０、給紙／搬送部５０の各部の状態を管理しながら、全体が調和を保って円滑に動作できるよう指示を行う。

図２は、レーザ露光部２０の構成を示す斜視図である。

同図において、半導体レーザ２２から発せられたレーザビームは、コリメータレンズ２３及び絞り２４によりほぼ平行光となり、所定のビーム径でポリゴンミラー２１に入射する。

ポリゴンミラー２１は、ポリゴンモータ２５によって矢印２１ａの方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなった光は、ｆθ（エフ・シータ）レンズ２６により集光作用を受ける。

ｆθレンズ２６は、走査の時間的な直線性を保証するべく歪曲収差の補正を行う。これにより、ｆθレンズ２６を通過した光ビームは、ハの字ミラー２７で反射された後、感光ドラム３１上に、矢印３１ａの方向に等速で結合走査される。

なお、ポリゴンミラー２１からの反射光の一部が、ＢＤミラー２８を介してＢＤ（Beam Detect）センサ２９に入射する。ＢＤセンサ２９で検出された信号は、ポリゴンミラー２１の回転とデータの書き込みとの同期をとるための同期信号として用いられる。

図３は、１つの感光ドラム３１でカラー作像を行う方式の作像部３０の詳しい構成を示す断面図である。

図中、クリーナユニット３０１が、感光ドラム３１に付着しているトナーを回収し、感光ドラム３１表面を清掃する。前露光ＬＥＤ３０２が、感光ドラム３１表面の残留電荷を消去する。一次帯電器３０３は、グリッドと呼ばれる放電装置を有し、感光ドラム３１表面の電位を規定状態にする。電位センサ３０４は、感光ドラム３１の表面電位を測定する。特に、レーザ光が照射された露光部分の電位（Ｖｌ）や露光されていない部分の一次帯電電位（Ｖｄ）を測定する。電源オン後、所定のシート枚数を出力し終えた時などのタイミングで、電位センサ３０４によって表面電位が測定され、その測定値に基づき適宜、レーザ光の光量、帯電バイアス、現像バイアスなどが調整される。

現像器３３ａ〜３３ｄはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を、この順番で感光ドラム３１表面に形成する。先ず、現像器３３ａが、所定のタイミングで感光ドラム３１に接近し、感光ドラム３１表面にイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。一方、所定のタイミングで給紙搬送が行なわれ、吸着帯電器３０５および吸着対向ローラ３０６によって転写ドラム３２にシートが吸着される。転写ドラム３２に吸着されたシートに対して、感光ドラム３１表面のイエロー（Ｙ）のトナー像が転写帯電器３０７によって静電転写される。次に、現像器３３ｂが、所定のタイミングで感光ドラム３１に接近し、感光ドラム３１表面にシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。そして、転写ドラム３２に吸着されたシートに対して、感光ドラム３１表面のシアン（Ｃ）のトナー像が転写帯電器３０７によって静電転写される。マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナー像の形成および転写も同様に行われる。

ブラック（Ｋ）のトナー像の転写を終了したシートは、分離帯電器３０８によって転写ドラム３２から分離され、定着部４０（図１）に送られて、加圧及び加熱が行われる。これにより、トナー像がシートに定着され、該シートは本体の外に排出される。

転写ドラム３２では、ファーブラシ３０９によって汚れが取り除かれ、次のジョブに備える。

次に、図２に示す半導体レーザ２２を駆動するレーザ駆動制御装置について説明する。なお、この説明に先立って、半導体レーザ２２に含まれる面発光レーザについて説明する。

図４は、半導体レーザ２２に含まれる面発光レーザの構成を示す平面図である。

図中、２２１はレーザチップであり、該レーザチップ２２１に複数のＬＤ（レーザダイオード）２２２が配列されている。複数のＬＤ２２２の少なくとも１つを選択的に駆動することで、または全部を同時に駆動することで静電潜像を感光ドラム３１上に作像することができる。

例えばＬＤ２２３を点灯させた場合、ＬＤ２２３自身の自己昇温により、熱がレーザチップ２２１を伝わって、隣接する（周辺に存在する）ＬＤにも伝わり、隣接ＬＤに温度的な影響を与えてしまう。この現象を、以下「温度的クロストーク」と呼ぶ。

そのため、前述した特許文献２に示される画像形成装置におけるレーザダイオード駆動制御回路を、この面発光レーザに適用したとしても、温度的クロストークを補正することができない。すなわち、複数のＬＤ２２２を構成する各ＬＤ単体におけるドループ特性に対する補正はできても、他のＬＤから受ける温度的クロストークを補正することはできない。これを、図５を参照して説明する。

図５は、前述した特許文献２に示されるレーザダイオード駆動制御回路を面発光レーザのＬＤ２２３に適用した場合のＬＤ２２３の発光量を示す図である。

図５（Ａ）は、ＬＤ２２３を発光させる画像データを示し、図１２（Ａ）の画像データと同一である。図５（Ｂ）は、ＬＤ２２３に隣接するＬＤを発光させる画像データを示す。図５（Ｃ）は、ＬＤ２２３に流れる駆動電流を示し、図１２（Ｂ）の駆動電流と同一である。図５（Ｄ）は、ＬＤ２２３の発光量を示す。

ＬＤ２２３に隣接するＬＤからの温度的クロストークにより、図５（Ｄ）に示すように、ＬＤ２２３の発光量に光量減少部分２２４，２２５が発生し、ＬＤ２２３の発光量を一定に保持することができない。

第１の実施の形態におけるレーザ駆動制御装置は、こうした光量減少部分２２４，２２５の発生を防止する。

図６は、第１の実施の形態における半導体レーザ２２を駆動するレーザ駆動制御装置４００の機能構成を示すブロック図である。

なお、レーザ駆動制御装置４００は、例えば中央演算装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵが実行する制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵが演算に使用するＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力装置等から構成される。図６に示す各機能は、上記制御プログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。

レーザ駆動制御装置４００は、温度上昇演算部４０１、温度影響演算部４０２、光量変動演算部４０３、電流制御部４０４〜４０６の各機能構成を有する。電流制御部４０４〜４０６の各々は、半導体レーザ２２の面発光レーザを構成するＬＤ４０７〜４０９に供給すべき駆動電流をそれぞれ制御する。

まずレーザ駆動制御装置４００が、処理対象の画像データに基づいて、ＬＤ４０７〜４０９の各々の点灯期間および消灯期間を決定する。

次に温度上昇演算部４０１が、各ＬＤにおける点灯期間に応じて、時系列に沿った自己昇温量を算出する。また、温度影響演算部４０２が、各ＬＤにおける点灯期間に応じて、各ＬＤの自己発熱に起因する隣接ＬＤへの温度影響度を時系列に沿って算出する。次に、光量変動演算部４０３が、両演算結果値に基づき、各ＬＤにおける発光に伴う温度上昇カーブ（時系列に沿った温度上昇量）を算出する。この温度上昇カーブには、隣接ＬＤから受ける温度的クロストークが加味されている。光量変動演算部４０３はさらに、その温度上昇カーブに基づき、各ＬＤにおける光量減衰カーブ（時系列に沿った光量減衰量）を算出し、この光量減衰カーブに基づき、各ＬＤにおける駆動電流変動カーブ（時系列に沿った駆動電流変動量）を算出する。この駆動電流変動カーブは、各ＬＤからの発光量がオン期間に亘って一定になるように算出される。

電流制御部４０４〜４０６は各々、対応するＬＤの駆動電流変動カーブに従って、対応のＬＤに供給すべき駆動電流を時系列に沿って増減させる。これによって、ＬＤ４０７〜４０９の各々では、発光量がオン期間に亘って一定値に制御される。

なお、各ＬＤにおける点灯期間に応じた時系列に沿った自己昇温量を表すデータ、各ＬＤにおける点灯期間に応じて、各ＬＤの自己発熱に起因する隣接ＬＤへの時系列に沿った温度影響度を表すデータをルックアップテーブルとして、予めＲＯＭに格納しておく。さらに、各ＬＤにおける上記自己昇温量および温度影響度に応じた時系列に沿った温度上昇量を表すデータ、各ＬＤにおける該温度上昇量に応じた時系列に沿った光量減衰量を表すデータ、各ＬＤにおける該光量減衰量に応じた時系列に沿った駆動電流変動量を表すデータを、同様に予めＲＯＭに格納しておく。そして、温度上昇演算部４０１、温度影響演算部４０２、および光量変動演算部４０３が、これらのルックアップテーブルを参照することによって、各々で行われる演算と同様な結果を得るようにしてもよい。

また、ルックアップテーブルの代わりに、近似式として記憶しておくようにしてもよい。

なおまた、第１の実施の形態では、自動光量制御ＡＰＣは、図１１に示す従来の自動光量制御ＡＰＣを行う。

図７は、レーザダイオード駆動制御装置を面発光レーザの１つのＬＤ２２３に適用した場合のＬＤ２２３の発光量を示す図である。

図７（Ａ）は、ＬＤ２２３を発光させる画像データを示し、図５（Ａ）の画像データと同一である。図７（Ｂ）は、ＬＤ２２３に隣接するＬＤを発光させる画像データを示し、図５（Ｂ）の画像データと同一である。図７（Ｃ）は、ＬＤ２２３に流れる駆動電流を実線波形で示し、破線波形は、図５（Ｃ）の駆動電流を示す。図７（Ｄ）は、ＬＤ２２３の発光量を実線波形で示し、破線波形は、図５（Ｄ）の発光量を示す。

図７（Ｃ）から分かるように、図６に示すレーザダイオード駆動制御装置を面発光レーザの各ＬＤにそれぞれ適用した場合、隣接するＬＤから受ける温度的クロストークに相当する分の駆動電流をそれぞれのＬＤにおいて増やす。したがって、図７（Ｄ）から分かるように、各ＬＤにおいて、隣接するＬＤから受ける温度クロストークを補正することができ、各ＬＤでは、オン期間において発光量を一定にすることができる。

以上のように、第１の実施の形態では、隣接するＬＤから受ける温度的クロストークをリアルタイムに補正することが可能となる。また、画像データに基づいて、各ＬＤの発光量がオン期間に亘って一定となるように駆動電流量を時系列に沿って算出して、各ＬＤにそれぞれ供給する。かくして、第１の実施の形態における画像形成装置では、かぶりのない高精細な画像を形成することが可能となる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付して、第１の実施の形態の説明を流用し、異なる部分だけを説明する。

図８は、第２の実施の形態における面発光レーザ５０３とレーザ鏡筒５０２とを示す図である。

図中、５０１は、面発光レーザ５０３に含まれる特定のＬＤから発生されるレーザ光量を検出するための光量検知センサである。この光量検知センサ５０１は、レーザ鏡筒５０２内に設けられ、レーザ光のけられ光の光量を検知できる位置に配置される。

図９は、第２の実施の形態におけるレーザダイオード駆動制御装置４００ａの構成を示すブロック図である。このレーザダイオード駆動制御装置４００ａは、図６に示す第１の実施の形態におけるレーザダイオード駆動制御装置４００と基本的に同じ構成であるが、第２の実施の形態では、ＡＰＣ制御部５０４が新たに存在する。

次に、レーザダイオード駆動制御装置４００ａの第１の実施の形態にはない動作を説明する。

まず、ＢＤ（Beam Detect）期間などのラインの書き出し前の期間に、特定のＬＤに、該ＬＤに対応する電流制御部から駆動電流を流し、その時の特定のＬＤからの発光量を光量検知センサ５０１が検出する。その検出値をＡＰＣ制御部５０４が受け取り、ＡＰＣ制御部５０４は、光量検知センサ５０１で検出される発光量が所定量になるように、上記特定のＬＤに対応する電流制御部に対して自動光量制御（ＡＰＣ制御）を行う。

一方、面発光レーザ５０３の上記特定のＬＤ以外の各ＬＤの発光量がそれぞれ上記所定量になったときの駆動電流量と、該特定のＬＤの発光量が上記所定量になったときの駆動電流量との各差分を予めＲＯＭに格納しておく。そして、光量検知センサ５０１で検出された特定のＬＤの発光量が所定量になったとき、該特定のＬＤに供給されている駆動電流量と、ＲＯＭに格納されている各差分とに基づいて、特定のＬＤ以外の他の各ＬＤに供給すべき駆動電流量をそれぞれ算出する。ＡＰＣ制御部５０４は、こうして算出された各駆動電流量を、対応する電流制御部にそれぞれ出力させるようにする。これによって、特定のＬＤ以外の他の各ＬＤでは、ＡＰＣを行わずに発光量を上記所定量にすることができる。

その後、温度上昇演算部４０１、温度影響演算部４０２、および光量変動演算部４０３が、第１の実施の形態と同様に動作して、ＬＤ４０７〜４０９の各々の発光量を、オン期間に亘って一定にする。

図１０は、第２の実施の形態におけるレーザダイオード駆動制御装置４００ａを面発光レーザ５０３の１つのＬＤに適用した場合の該ＬＤの発光量を示す図である。図１０(Ａ)〜(Ｄ)の各波形は、図７(Ａ)〜(Ｄ)に示す第１の実施の形態における各波形と同一である。

第２の実施の形態では、図１０(Ｃ)に示すように、特定のＬＤの発光量を所定量にする駆動電流量に基づき算出された駆動電流量５０５が、他の各ＬＤにおいてそれぞれ使用される。これにより、他の各ＬＤにおいて、ＡＰＣを行わずに発光量を上記所定量にすることができる。かくして、すべてのＬＤに対してＡＰＣを実施した場合に要する時間に比べ、すべてのＬＤに供給すべき基本的な駆動電流量が短時間で決定できる。

以上のように、第２の実施の形態でも、１走査の間の光量を調整しつつ、さらに面発光レーザの各ＬＤが受ける温度影響（自己昇温を含む）による光量の経時変化にも柔軟に対応することができ、常に安定した光量制御がリアルタイムに可能になる。

〔他の実施の形態〕
また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す側断面図である。 レーザ露光部の構成を示す斜視図である。 １つの感光ドラムでカラー作像を行う方式の作像部の詳しい構成を示す断面図である。 半導体レーザに含まれる面発光レーザの構成を示す平面図である。 特許文献２に示されるレーザダイオード駆動制御回路を面発光レーザのＬＤに適用した場合の該ＬＤの発光量を示す図である。 第１の実施の形態における半導体レーザを駆動するレーザ駆動制御装置の機能構成を示すブロック図である。 レーザダイオード駆動制御装置を面発光レーザの１つのＬＤに適用した場合の該ＬＤの発光量を示す図である。 第２の実施の形態における面発光レーザとレーザ鏡筒とを示す図である。 第２の実施の形態におけるレーザダイオード駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態におけるレーザダイオード駆動制御装置を面発光レーザの１つのＬＤに適用した場合の該ＬＤの発光量を示す図である。 従来の画像形成装置に含まれるレーザダイオード駆動制御回路を示す回路図である。 電流制御部およびパルス補正電流源によって、ＬＤのオン期間における発光量が一定に保持される様子を示す図である。

符号の説明

２２ 半導体レーザ
３１ 感光ドラム（像担持体）
２２１ レーザチップ（面発光レーザ）
２２２ 複数のＬＤ（レーザダイオード、発光素子）
２２３ ＬＤ（発光素子）
４００ レーザ駆動制御装置
４０１ 温度上昇演算部（自己昇温量決定手段）
４０２ 温度影響演算部（温度影響度決定手段）
４０３ 光量変動演算部（温度上昇量決定手段、光量減衰量決定手段、駆動電流制御手段）
４０４〜４０６ 電流制御部
４０７〜４０９ ＬＤ（発光素子）

Claims (16)

1. 複数の発光素子を備えた面発光レーザの各発光素子を、画像データに従いそれぞれ発光させ、得られたレーザ光を像担持体に照射することによって画像形成を行う画像形成装置において、
   前記画像データに基づく前記発光素子の各々の点灯期間によって、前記画像データに基づく発光による前記発光素子の各々の自己昇温量を決定する自己昇温量決定手段と、
   前記発光素子の各々の発光による発熱によって、隣接する発光素子が受ける温度影響の度合いによる温度上昇を隣接昇温量として決定する温度影響度決定手段と、
   前記自己昇温量決定手段によって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定手段によって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における光量減衰量を決定する光量減衰量決定手段と、
   前記光量減衰量決定手段によって決定された光量減衰量に基づき、前記発光素子の各々を駆動する駆動電流を制御して、前記発光素子の各々の点灯期間における発光量を一定に制御する駆動電流制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記面発光レーザに含まれる各発光素子の点灯期間と、該各発光素子における自己発熱による自己昇温量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
   前記自己昇温量決定手段は、前記ルックアップテーブルを参照して前記自己昇温量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記面発光レーザに含まれる各発光素子の点灯期間と、前記隣接昇温量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
   前記温度影響度決定手段は、前記ルックアップテーブルを参照して前記隣接昇温量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記自己昇温量決定手段によって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定手段によって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における温度上昇量を決定する温度上昇量決定手段を更に有し、
   前記光量減衰量決定手段は前記温度上昇量に応じて前記発光素子の各々における光量減衰量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記自己昇温量決定手段によって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定手段によって決定された隣接昇温度量とに基づき、各発光素子における温度上昇量を決定する温度上昇量決定手段と、
   前記面発光レーザに含まれる各発光素子の自己昇温量および隣接昇温度量と、該各発光素子における温度上昇量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
   前記温度上昇量決定手段は、前記ルックアップテーブルを参照して前記温度上昇量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記面発光レーザに含まれる各発光素子の温度上昇量と、該各発光素子における光量減衰量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
   前記光量減衰量決定手段は、前記ルックアップテーブルを参照して前記光量減衰量を決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記面発光レーザに含まれる各発光素子の光量減衰量と、該各発光素子における駆動電流との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
   前記駆動電流制御手段は、前記ルックアップテーブルを参照して前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記面発光レーザに含まれる特定の発光素子の実際の発光量が所定の目標光量となるように前記特定の発光素子を駆動制御する制御手段と、
   前記面発光レーザに含まれる前記特定の発光素子以外の各発光素子の発光量が前記所定の目標光量となったときの駆動電流量と、該特定の発光素子の発光量が前記所定の目標光量になったときの駆動電流量との差分を示すデータを予め格納したルックアップテーブルと、
   前記特定の発光素子の実際の発光量が前記所定の目標光量となったときに該特定の発光素子に供給されている駆動電流量と、前記ルックアップテーブルに格納されている差分とに基づいて、前記特定の発光素子以外の各発光素子に供給すべき駆動電流量を算出する算出手段とを有し、
   前記駆動電流制御手段は、前記光量減衰量決定手段によって決定された光量減衰量に応じて前記発光素子の各々における駆動電流の変動量を得て、前記算出手段によって算出された駆動電流量に、前記駆動電流の変動量をそれぞれ加算して、発光素子に供給すべき最終駆動電流量を決定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 複数の発光素子を備えた面発光レーザの各発光素子を、画像データに従いそれぞれ発光させ、得られたレーザ光を像担持体に照射することによって画像形成を行う画像形成装置に適用されるレーザ光量補正方法において、
   前記画像データに基づく前記発光素子の各々の点灯期間によって、前記画像データに基づく発光による前記発光素子の各々の自己昇温量を決定する自己昇温量決定ステップと、
   前記発光素子の各々の発光による発熱によって、隣接する発光素子が受ける温度影響の度合いによる温度上昇を隣接昇温量として決定する温度影響度決定ステップと、
   前記自己昇温量決定ステップによって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定ステップによって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における光量減衰量を決定する光量減衰量決定ステップと、
   前記光量減衰量決定ステップによって決定された光量減衰量に基づき、前記発光素子の各々を駆動する駆動電流を制御して、前記発光素子の各々の点灯期間における発光量を一定に制御する駆動電流制御ステップと、
   を有することを特徴とするレーザ光量補正方法。
10. 前記画像形成装置が、前記面発光レーザに含まれる各発光素子の点灯期間と、該各発光素子における自己発熱による自己昇温量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを備え、
    前記自己昇温量決定ステップでは、前記ルックアップテーブルを参照して前記自己昇温量を決定することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
11. 前記画像形成装置が、前記面発光レーザに含まれる各発光素子の点灯期間と、前記隣接昇温量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを更に有し、
    前記温度影響度決定ステップでは、前記ルックアップテーブルを参照して前記隣接昇温量を決定することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
12. 前記自己昇温量決定ステップによって決定された自己昇温量と前記温度影響度決定ステップによって決定された隣接昇温量とに基づき、各発光素子における温度上昇量を決定する温度上昇量決定ステップを更に有し、
    前記光量減衰量決定ステップでは前記温度上昇量に応じて前記発光素子の各々における光量減衰量を決定することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
13. 前記画像形成装置が前記面発光レーザに含まれる各発光素子の自己昇温量および隣接昇温度量と、該各発光素子における温度上昇量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを備え、
    前記自己昇温量決定ステップによって求められた自己昇温量と前記温度影響度決定ステップによって決定された隣接昇温度量とに基づき、各発光素子における温度上昇量を決定する際、前記ルックアップテーブルを参照して前記温度上昇量を決定する温度上昇量決定ステップを有することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
14. 前記画像形成装置が、前記面発光レーザに含まれる各発光素子の温度上昇量と、該各発光素子における光量減衰量との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを備え、
    前記光量減衰量決定ステップでは、前記ルックアップテーブルを参照して前記光量減衰量を決定することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
15. 前記画像形成装置が、前記面発光レーザに含まれる各発光素子の光量減衰量と、該各発光素子における駆動電流との対応関係を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを備え、
    前記駆動電流制御ステップでは、前記ルックアップテーブルを参照して前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。
16. 前記画像形成装置が、前記面発光レーザに含まれる特定の発光素子以外の各発光素子の発光量が所定の目標光量となったときの駆動電流量と、該特定の発光素子の発光量が前記所定の目標光量になったときの駆動電流量との差分を示すデータを予め格納したルックアップテーブルを備え、
    前記特定の発光素子の実際の発光量が前記所定の目標光量となるように前記特定の発光素子を駆動制御する制御ステップと、
    前記特定の発光素子の実際の発光量が前記所定の目標光量となったときに該特定の発光素子に供給されている駆動電流量と、前記ルックアップテーブルに格納されている差分とに基づいて、前記特定の発光素子以外の各発光素子に供給すべき駆動電流量を算出する算出ステップとを有し、
    前記駆動電流制御ステップでは、前記光量減衰量決定ステップによって決定された光量減衰量に応じて前記発光素子の各々における駆動電流の変動量を得て、前記算出ステップによって算出された駆動電流量に、前記駆動電流の変動量をそれぞれ加算して、発光素子に供給すべき最終駆動電流量を決定するようにしたことを特徴とする請求項９記載のレーザ光量補正方法。

Images