JP5789567B2 - 光ビーム制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、例えば、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源において、光源から照射される光ビームの光量を自動制御(ＡＰＣ：Automatic Power Control)する技術に関する。
電子写真方式による画像の形成は、画像データで示される画像の静電潜像を感光体ドラムに形成する工程、その静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する工程、トナー画像を用紙に転写する工程、及び、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着する工程を含む。
静電潜像を形成する工程では、光源の発光を制御して光源から照射された光ビームを、ポリゴンミラーで偏向して、回転する感光体ドラムに主走査ラインを描画することを繰り返して、感光体ドラムに静電潜像を形成する。
光源となるレーザーダイオードの駆動電流として、バイアス電流と、画像データを基にして生成されたパルス電流(スイッチング電流や変調電流とも称される)と、を加算した電流を用いる方式が提案されている(例えば、特許文献１参照)。バイアス電流は、レーザーダイオードが発光する電流のしきい値より小さい電流である。レーザーダイオードにバイアス電流を供給した状態でパルス電流を供給すると、レーザーダイオードのオンとオフとの切り換えを高速化できる。
レーザーダイオードは半導体レーザーなので、レーザーダイオードの個体差、経時変動、温度変動等が原因で、同じ駆動電流でも光量が異なる。このため、レーザーダイオードから照射された光ビームを受光するフォトダイオード(受光部)を設け、フォトダイオードから出力された受光信号をモニターしながら、目標光量が得られる駆動電流となるように、駆動電流の値が自動制御(ＡＰＣ)される。例えば、静電潜像を形成するために、主走査ラインの描画を繰り返していくと、レーザーダイオードの温度が上昇するので、複数の主走査ラインの描画がされる毎に、駆動電流の値が自動制御される。
レーザーダイオードに駆動電流の供給を開始するとき(例えば、画像形成装置の電源をオンしたとき、スリープモードから通常モードに移行したとき)、目標光量が得られる駆動電流の初期値が決定される。この種の装置として、例えば、レーザー光を発生する発光素子と、発光素子からの光ビームを偏向して走査する回転偏向手段と、発光素子の発光量を検出する発光量検出手段と、発光素子の発光量が目標発光量となるように、発光素子に供給する電流を制御する電流制御手段と、回転偏光手段から発光量検出手段に入力される戻り光によるノイズの影響を除去して、発光素子が目標発光量となる電流初期値を決定する初期化手段と、を備えた光書込装置が提案されている(例えば、特許文献２参照)。
特開２００５−１２９８４２号公報 特開２００８−２３０２３１号公報
デジタル方式のＬＤドライバーでは、サンプリング周期中にフォトダイオードから出力される受光信号をモニターして、レーザーダイオードから照射される光ビームの光量が目標光量に到達したかを判断する処理をし、光ビームの光量が目標光量に到達していなければ、駆動電流を上げて上記処理を実行することを繰り返して、光ビームの光量を目標光量にする駆動電流の初期値を決定する。
フォトダイオードの個体差により、同じ種類のフォトダイオードでも応答速度が遅いものや速いものがある。また、同じフォトダイオードでも経時劣化により応答速度が遅くなることがある。応答速度が遅いフォトダイオードの場合、光ビームの光量が実際に目標光量に到達しても、受光信号は目標光量を示す値より低く、実際の光ビームの光量が目標光量を超えた段階で、受光信号は目標光量を示す値となる。このため、光ビームの光量が目標光量を超える駆動電流の初期値が決定されてしまう。レーザーダイオードから照射される光ビームの光量が目標光量を超えると、画像データで示される濃度よりも高い濃度の画像が形成されてしまう。
本発明の目的は、光源から照射される光ビームの光量をモニターする受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御できる光ビーム制御装置及びこれを備える画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成する本発明の一局面に係る光ビーム制御装置は、光源と、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記光源から照射された光ビームを受光して、受光信号を出力する受光部と、前記受光信号を所定のサンプリング周期で検出して前記光ビームの光量が予め定められた目標光量に到達したかを判断する処理を、前記サンプリング周期中に実行し、前記サンプリング周期中に前記光ビームの光量が前記目標光量に到達しなければ、前記駆動電流を上げて前記処理を次の前記サンプリング周期中に実行することを繰り返して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第１のＡＰＣを、前記駆動電流の供給が停止されている前記光源に前記駆動電流の供給を開始するときに実行して、前記駆動電流の初期値を決定する第１の光量制御部と、前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流であり、前記初期値の候補となる候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する駆動電流判定部と、を備え、前記第１の光量制御部は、(ａ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｂ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして前記第１のＡＰＣを再実行し、前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了する。
本発明の一局面に係る光ビーム制御装置は、受光部の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、サンプリング周期を長くして第１のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。すなわち、本発明の一局面では、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合(光ビームの光量を目標光量に制御できない場合)でも、直ちに、受光部を異常と判定しない。(ｂ)のように、サンプリング周期を長くして第１のＡＰＣを再実行することにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合(候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定された場合)、受光部を正常と判定して第１のＡＰＣを終了する。これにより、応答速度が遅い程度が比較的小さい受光部については、異常とせず、使用を継続できるようにしている。
以上のとおり、本発明の一局面に係る光ビーム制御装置によれば、光源から照射される光ビームの光量をモニターする受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御できる。
上記構成において、前記第１の光量制御部は、前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
なお、次に説明する構成では、上記場合に、直ちに、受光部を異常と判定せずに、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行して、受光部が異常か否かを判定する。
上記構成において、前記受光信号をモニターしながら前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第２のＡＰＣを、前記第１のＡＰＣの終了後に前記駆動電流生成部が前記駆動電流の生成中に所定期間実行する第２の光量制御部を備え、前記第１の光量制御部は、(ｃ)前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、前記第２の光量制御部は、(ｄ)前記(ｃ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ａ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、前記駆動電流判定部は、前記(ｄ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記第２の光量制御部は、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
この構成は、受光部の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。この構成によれば、第１のＡＰＣを再実行しても、光ビームの光量を目標光量に制御できないが、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合、受光部を正常と判定する。よって、受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
上記構成において、前記駆動電流生成部は、前記光源が光ビームを照射可能な電流のしきい値より低いバイアス電流を含む前記駆動電流を生成し、前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第１のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す式を算出する式算出部と、前記式を用いて求められた、前記バイアス電流の予測値である予測バイアス電流が、予め定められた目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定するバイアス電流判定部と、を備え、前記第１の光量制御部は、(ｅ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして前記第１のＡＰＣを再実行し、前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｆ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして、前記第１のＡＰＣを再実行し、(ｆ−１)前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｆ−２)前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣで得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了する。
この構成は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外であるが、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内であれば、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外となった原因が受光部でなく、光源の個体差の可能性がある点に着目している。
(ｆ−２)の「前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と同じと判定された場合」とは、サンプリング周期を異ならせて、第１のＡＰＣを２回実行し、いずれの第１のＡＰＣでも、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外であるが、候補駆動電流が変化せず、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内の場合をいう。受光部の応答速度が遅ければ、サンプリング周期を変化させると、候補駆動電流が変化する。上記場合、候補駆動電流は変化しないので、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外の原因は、受光部の応答速度が遅いことでなく、光源の個体差と見なし、受光部を正常と判定して第１のＡＰＣを終了する。
なお、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定され、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合を規定していない。予測バイアス電流は式から求めるので、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内であれば、通常、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内に入るからである。
上記構成において、前記第１の光量制御部は、前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、又は、前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なると判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
受光部の応答速度が遅ければ、サンプリング周期を変化させると、候補駆動電流が変化する。そこで、「前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なると判定された場合」は、受光部の応答速度が遅いと見なして受光部を異常と判定する。
なお、次に説明する構成では、上記場合に、直ちに、受光部を異常と判定せずに、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行する。
上記構成において、前記第１の光量制御部は、(ｇ)前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、又は、前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なると判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、前記第２の光量制御部は、(ｈ)前記(ｇ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ａ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、前記駆動電流判定部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記式算出部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第２のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す前記式を算出し、前記バイアス電流判定部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣの実行で得られた前記式を用いて求められた前記予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流が、前記目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記第２の光量制御部は、(ｉ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｊ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｋ)前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｌ)前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定されたが、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なり、かつ前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
この構成は、受光部の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。この構成によれば、第１のＡＰＣを再実行しても、光ビームの光量を目標光量に制御できないが、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合、受光部を正常と判定する。よって、受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
本発明の他の局面に係る光ビーム制御装置は、光源と、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記光源から照射された光ビームを受光して、受光信号を出力する受光部と、前記受光信号を所定のサンプリング周期で検出して前記光ビームの光量が予め定められた目標光量に到達したかを判断する処理を、前記サンプリング周期中に実行し、前記サンプリング周期中に前記光ビームの光量が前記目標光量に到達しなければ、前記駆動電流を上げて前記処理を次の前記サンプリング周期中に実行することを繰り返して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第１のＡＰＣを、前記駆動電流の供給が停止されている前記光源に前記駆動電流の供給を開始するときに実行して、前記駆動電流の初期値を決定する第１の光量制御部と、前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流であり、前記初期値の候補となる候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する駆動電流判定部と、前記受光信号をモニターしながら前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御して、前記光ビームの光量を前記目標光量する第２のＡＰＣを、前記第１のＡＰＣの終了後に前記駆動電流生成部が前記駆動電流の生成中に所定期間実行する第２の光量制御部と、を備え、前記第１の光量制御部は、(ｍ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｎ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、前記第２の光量制御部は、(ｏ)前記(ｎ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ｍ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、前記駆動電流判定部は、前記(ｏ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記第２の光量制御部は、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
上述した本発明の一局面に係る光ビーム制御装置は、第１のＡＰＣで光量を制御できい場合、サンプリング周期を長くして第１のＡＰＣを再実行する。これに対して、本発明の他の局面に係る光ビーム制御装置は、第１のＡＰＣを再実行することなく、第２のＡＰＣを実行する。
本発明の他の局面に係る光ビーム制御装置は、受光部の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。本発明の他の局面に係る光ビーム制御装置によれば、第１のＡＰＣを実行しても、光ビームの光量を目標光量に制御できないが、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合、受光部を正常と判定する。よって、受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
上記構成において、前記駆動電流生成部は、前記光源が光ビームを照射可能な電流のしきい値より低いバイアス電流を含む前記駆動電流を生成し、前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第１のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す式を算出する式算出部と、前記式を用いて求められた、前記バイアス電流の予測値である予測バイアス電流が、予め定められた目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定するバイアス電流判定部と、を備え、前記第１の光量制御部は、(ｐ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、(ｑ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定された場合も、前記第１のＡＰＣを終了し、前記第２の光量制御部は、(ｒ)前記(ｐ)又は前記(ｑ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ｍ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、前記駆動電流判定部は、前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記式算出部は、前記(ｑ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第２のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す前記式を算出し、前記バイアス電流判定部は、前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣの実行で得られた前記式を用いて求められた前記予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流が、前記目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定し、前記第２の光量制御部は、(ｓ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｔ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｐ)であって、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｕ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｖ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｗ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定されたが、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記候補駆動電流と異なり、かつ前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する。
この構成は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外であるが、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内であれば、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外の原因が受光部でなく、光源の個体差の可能性がある点に着目している。
「前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記候補駆動電流と同じと判定された場合」とは、第２のＡＰＣ駆動電流及び候補駆動電流は目標駆動電流の範囲外であるが、これらの駆動電流が同じであり、かつ第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内の場合をいう。受光部の応答速度が遅ければ、第２のＡＰＣ駆動電流と候補駆動電流とは異なる。上記場合、これらの駆動電流が同じなので、これらの駆動電流が目標駆動電流の範囲外の原因は、受光部の応答速度が遅いことでなく、光源の個体差と見なし、受光部を正常と判定する。
第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定され、かつ第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合を規定していない。第２のＡＰＣ予測バイアス電流は式から求めるので、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内であれば、通常、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内に入るからである。
上記構成において、表示部と、表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記受光部が異常と判定されると、前記受光部が異常であることを前記表示部に表示させる。
この構成によれば、第１のＡＰＣを再実行しても、光ビームの光量を制御できない場合や、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行しても、光ビームの光量を制御できない場合に、受光部を異常と判定する。そして、その旨を表示部に表示させることにより、ユーザーやサービースマンに受光部の異常を報知する。
本発明のさらに他の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、前記光ビーム制御装置を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させることを繰り返して前記像担持体に静電潜像を描画する露光部と、を備える。
本発明のさらに他の局面に係る画像形成装置によれば、上述した光ビーム制御装置を備えるので、この光ビーム制御装置と同様の作用効果を有する。
本発明によれば、光源から照射される光ビームの光量をモニターする受光部の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御できる。
本発明の一実施形態に係る光ビーム制御装置を適用した画像形成装置の内部構造の概略図である。 図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる露光部を構成する光学部品の配置関係を示す図である。 本実施形態に係る光ビーム制御装置の構成を示すブロック図である。 レーザーダイオードに印加される電圧の一例の波形図である。 図５に示す電圧が印加されているレーザーダイオードから照射された光ビームを受光したフォトダイオード(応答速度が正常)から出力された受光信号の波形図である。 図５に示す電圧が印加されているレーザーダイオードから照射された光ビームを受光したフォトダイオード(応答速度が遅い)から出力された受光信号の波形図である。 第１のＡＰＣが実行されてフォトダイオードから出力された受光信号の一例の波形図である。 第２のＡＰＣが実行されて、目標受光信号(目標光量)に制御される受光信号の一例の波形図である。 応答速度が正常なフォトダイオードの一例(グラフ１)、応答速度が遅いフォトダイオードの一例(グラフ２)のそれぞれについての式を示すグラフである。 図８のサンプリング周期と比べてサンプリング周期を長くして第１のＡＰＣが実行されて、フォトダイオードから出力された受光信号の一例の波形図である。 図９の第２のＡＰＣの期間より第２のＡＰＣの期間を長くして、第２のＡＰＣが実行されて、目標受光信号(目標光量)に制御される受光信号の一例の波形図である。 本実施形態に係る光ビーム制御装置の第１例の動作を説明するフローチャートである(その１)。 本実施形態に係る光ビーム制御装置の第１例の動作を説明するフローチャートである(その２)。 本実施形態に係る光ビーム制御装置の第２例の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る光ビーム制御装置の第３例の動作を説明するフローチャートである。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光ビーム制御装置を適用した画像形成装置１の内部構造の概略図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。
原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送ることができる。
原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。
装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。
画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。
トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。
操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。
操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。
スタートキー４０５はコピー、ファクシミリー送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリー番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。
機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリー送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。
図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。
制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリー等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)を一時的に記憶する。
制御部５００は表示部４０３の表示を制御する表示制御部５０１の機能を有する。
通信部６００はファクシミリー通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリー通信部６０１は相手先ファクシミリーとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリー通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリー通信部６０１は電話回線６０５に接続される。
ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。
本実施形態に係る光ビーム制御装置は、露光部１１５、回路(電気回路、電子回路)及びマイクロコンピューター等で構成される。図３は、露光部１１５を構成する光学部品の配置関係を示す図である。
露光部１１５は、レーザーダイオード３１、ポリゴンミラー１０、及び二つの走査レンズ３３，３５等を備える。
レーザーダイオード３１は、光ビームＬＢを前方に照射する第１の端面３１ａ及び光ビームＬＢを後方に照射する第２の端面３１ｂを有する半導体レーザーである。レーザーダイオード３１は、光ビームＬＢを前方と後方とに同時に照射する。
ポリゴンミラー１０はモーター(図示せず)で回転させられる。レーザーダイオード３１の第１の端面３１ａから照射された光ビームＬＢは、ポリゴンミラー１０で反射されて、感光体ドラム１１３に主走査ライン(走査ラインの一例)を描画する。ポリゴンミラー１０の替わりに、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを用いることもできる。
レーザーダイオード３１の第２の端面３１ｂから照射された光ビームＬＢは、フォトダイオード４５で受光される。フォトダイオード４５の役割については後で説明する。
レーザーダイオード３１とポリゴンミラー１０との光路上には、コリメーターレンズ３７及びシリンドリカルレンズ３９が配置されている。コリメーターレンズ３７は、レーザーダイオード３１の第１の端面３１ａから照射された光ビームＬＢを平行光にする。シリンドリカルレンズ３９は、平行光にされた光ビームＬＢを線状に集光する。線状に集光された光ビームＬＢは、ポリゴンミラー１０に入射される。
ポリゴンミラー１０と感光体ドラム１１３との光路上には、走査レンズ３３と走査レンズ３５が配置されている。ポリゴンミラー１０の偏向面に入射された光ビームＬＢは、その偏向面で反射、偏向されて、走査レンズ３３，３５により感光体ドラム１１３に結像される。すなわち、感光体ドラム１１３の一方の側部１１３ａから他方の側部１１３ｂへ向けて、光ビームＬＢを感光体ドラム１１３に走査することにより、感光体ドラム１１３に静電潜像が形成される。感光体ドラム１１３の有効走査範囲Ｒの主走査ラインが、有効な画像として扱われる。感光体ドラム１１３は像担持体の一例である。
露光部１１５はさらに、ＢＤ(Beam Detect)レンズ４１及びＢＤセンサー４３を備える。ＢＤセンサー４３は、ポリゴンミラー１０で反射された光ビームＬＢが、ＢＤセンサー４３、感光体ドラム１１３の一方の側部１１３ａ、感光体ドラム１１３の他方の側部１１３ｂの順番で到達する箇所に配置されている。
ＢＤレンズ４１はポリゴンミラー１０で反射された光ビームＬＢを集光する。集光された光ビームＬＢはＢＤセンサー４３で受光される。
図４は、本実施形態に係る光ビーム制御装置３の構成を示すブロック図である。レーザーダイオード３１と感光体ドラム１１３との間の光学部品(図３に示すコリメーターレンズ３７、シリンドリカルレンズ３９、ポリゴンミラー１０等)の図示は、省略されている。光ビーム制御装置３は、レーザーダイオード３１、フォトダイオード４５、駆動電流生成部１１、第１の光量制御部１３、第２の光量制御部１５、式算出部１７、バイアス電流判定部１９及び駆動電流判定部２１を備える。
レーザーダイオード３１は光源の一例であり、フォトダイオード４５は受光部の一例である。レーザーダイオード３１から照射された光ビームは、フォトダイオード４５で受光され、フォトダイオード４５は受光量に応じた受光信号を出力する。
図５は、レーザーダイオード３１に印加される電圧の一例の波形図である。縦軸が電圧を示し、横軸が時間を示す。電圧の波形は矩形波であり、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とが交互に繰り返される。電圧Ｖ１は電圧Ｖ２より大きく、レーザーダイオード３１は電圧Ｖ１のときに発光し、電圧Ｖ２のときに消灯する。
図６及び図７は、図５に示す電圧が印加されているレーザーダイオード３１から照射された光ビームを受光したフォトダイオード４５から出力された受光信号の波形図である。図６は応答速度が正常なフォトダイオード４５の受光信号を示し、図７は応答速度が遅いフォトダイオード４５の受光信号を示している。図６及び図７において、縦軸はフォトダイオード４５の電圧降下の値を示し、横軸は時間を示している。時間は図５と同様に、０μｓ、５μｓ、１０μｓ、１５μｓ、２０μｓ、２５μｓの間隔で示されている。
図６に示す応答速度が正常なフォトダイオード４５において、受光信号が−０．１６Ｖ以下であればレーザーダイオード３１の発光を示し、受光信号が−０．０２Ｖ以上であればレーザーダイオード３１の消灯を示す。図７に示す応答速度が遅いフォトダイオード４５において、受光信号が−０．１４Ｖ以下であればレーザーダイオード３１の発光を示し、受光信号が−０．０２Ｖ以上であればレーザーダイオード３１の消灯を示す。
応答速度が正常なフォトダイオード４５では、図６に示すように、レーザーダイオード３１が消灯から発光に切り替えられた後、発光を示す受光信号(即ち、−０．１６Ｖ以下の受光信号)が直ちに出力される。これに対して、応答速度が遅いフォトダイオード４５では、図７に示すように、レーザーダイオード３１が消灯から発光に切り替えられた後、発光を示す受光信号(即ち、−０．１４Ｖ以下の受光信号)が直ちに出力されず、少し遅れて出力される。
図４の説明に戻る。駆動電流生成部１１は、駆動電流を生成してレーザーダイオード３１に供給する。駆動電流生成部１１は、バイアス電流生成部２３とパルス電流生成部２５とを含む。
バイアス電流生成部２３はバイアス電流を生成する。バイアス電流とは、レーザーダイオード３１が光ビームを照射可能(発光可能)な電流のしきい値より低い電流である。
パルス電流生成部２５はパルス電流を生成する。パルス電流とは、感光体ドラム１１３に描画される静電潜像を示す画像データ信号を変調した電流である。パルス電流は、スイッチング電流や変調電流とも称される。駆動電流生成部１１は、バイアス電流とパルス電流とを加算した駆動電流をレーザーダイオード３１に供給する。
第１の光量制御部１３は、駆動電流の供給が停止されているレーザーダイオード３１に駆動電流の供給を開始するとき(例えば、画像形成装置１の電源をオンしたとき、スリープモードから通常モードに移行したとき)、第１のＡＰＣを実行する。即ち、第１の光量制御部１３は、フォトダイオード４５から出力された受光信号を所定のサンプリング周期で検出して光ビームの光量が予め定められた目標光量に到達したか否かを判断する処理を、そのサンプリング周期中に実行し、サンプリング周期中に光ビームの光量が目標光量に到達しなければ、駆動電流を上げてその処理を次の前記サンプリング周期中に実行することを繰り返して、光ビームの光量を目標光量にする駆動電流の初期値を決定する。
図８は、第１のＡＰＣが実行されてフォトダイオード４５から出力された受光信号の一例の波形図である。縦軸が受光信号の値を示し、横軸が時間を示す。受光信号はフォトダイオード４５が受光した光ビームの光量と対応しており、受光信号から光ビームの光量が特定される。
波形１は応答速度が正常なフォトダイオード４５の例を示しており、波形２は応答速度が遅いフォトダイオード４５の例を示している。点線は駆動電流の設定値を示している。駆動電流は段階的に大きく設定される。
波形１で示すように、応答速度が正常なフォトダイオード４５の受光信号は、駆動電流に対する追従性がよく、目標受光信号(目標光量)を得られる駆動電流を正しく設定できる(設定値１)。
これに対して、波形２で示すように、応答速度が遅いフォトダイオード４５の受光信号は、駆動電流に対する追従性が悪く、目標受光信号(目標光量)を得られる正しい駆動電流よりも、駆動電流が大きく設定される(設定値２)。駆動電流を設定値２にして、感光体ドラム１１３に静電潜像を描画し、トナーで現像すると、画像データで示される濃度よりも高い濃度の画像が形成されてしまう。
図４の説明に戻る。第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣを、第１のＡＰＣの終了後に駆動電流生成部１１が駆動電流の生成中に所定期間実行する。第２のＡＰＣは、フォトダイオード４５から出力された受光信号をモニターしながら駆動電流生成部１１に生成させる駆動電流の大きさを制御して、レーザーダイオード３１から照射される光ビームの光量を目標光量に制御する。図９は、第２のＡＰＣが実行されて、目標受光信号(目標光量)に制御される受光信号の一例の波形図である。受光信号は第２のＡＰＣの期間内に目標受光信号に制御されている。
式算出部１７は、第１の光量制御部１３によって、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量(目標受光信号)を示すと判断されたとき、第１のＡＰＣの実行中に得られた受光信号のデータと駆動電流のデータとを利用して、受光信号と駆動電流との関係を示す式を算出する。また、式算出部１７は、第２の光量制御部１５によって、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量を示すと判断されたとき、第２のＡＰＣの実行中に得られた受光信号のデータと駆動電流のデータとを利用して、受光信号と駆動電流との関係を示す式を算出する。
図１０は、応答速度が正常なフォトダイオード４５の一例(グラフ１)、応答速度が遅いフォトダイオード４５の一例(グラフ２)のそれぞれについての式を示すグラフである。式算出部１７は、目標光量を示す受光信号(つまり、目標受光信号)が得られたときの駆動電流と、目標受光信号以外の任意の受光信号が得られたときの駆動電流とを用いて、受光信号と駆動信号との関係を示す式を算出する。
応答速度が正常なフォトダイオード４５の場合、式算出部１７は、点Ｐ１(目標受光信号が得られたときの駆動電流)と点Ｐ２(目標受光信号以外の任意の受光信号が得られたときの駆動電流)とを用いて、点Ｐ１と点Ｐ２とを通る一次直線であるグラフ１を示す数式を算出する。駆動電流はバイアス電流とパルス電流とを加算したものなので、式算出部１７は、グラフ１が駆動電流の値を示す軸(ｘ軸)と交差する点Ｐ３を、バイアス電流の予測値である予測バイアス電流(第２のＡＰＣの場合は、第２のＡＰＣ予測バイアス電流)と決定する。
応答速度が遅いフォトダイオード４５の場合、式算出部１７は、点Ｐ４(目標受光信号が得られたときの駆動電流)と点Ｐ５(目標受光信号以外の任意の受光信号が得られたときの駆動電流)とを用いて、点Ｐ４と点Ｐ５とを通る一次直線であるグラフ２を示す数式を算出する。式算出部１７は、グラフ２が駆動電流の値を示す軸(ｘ軸)と交差する点Ｐ６を、予測バイアス電流(第２のＡＰＣの場合は、第２のＡＰＣ予測バイアス電流)と決定する。グラフ１やグラフ２を示す数式は、例えば、回帰直線の方程式を用いて求めることもできる。
図４の説明に戻る。バイアス電流判定部１９は、受光信号と駆動電流との関係を示す式(グラフ１やグラフ２)を用いて求められた、予測バイアス電流が予め定められた目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定する。また、バイアス電流判定部１９は、第２のＡＰＣの実行で得られた上記式を用いて求められた予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流が、目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定する。
駆動電流判定部２１は、候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する。候補駆動電流とは、第１の光量制御部１３によって、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標駆動信号(目標光量)を示すと判断されたときの駆動電流であって、駆動電流の初期値の候補となる駆動電流である。図１０の点Ｐ１や点Ｐ４を示す駆動電流が候補駆動電流となる。また、駆動電流制御部は、第２の光量制御部１５によって、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標駆動信号(目標光量)を示すと判断されたときの駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する。
応答速度が遅いフォトダイオード４５でも、第１のＡＰＣのサンプリング周期を長くしたり、第２のＡＰＣの期間を長くしたりすれば、レーザーダイオード３１から照射される光ビームの光量を目標光量に制御することが可能である。まず、第１のＡＰＣのサンプリング周期を長くする場合から説明する。図１１は、図８のサンプリング周期と比べてサンプリング周期を長くして第１のＡＰＣが実行されて、フォトダイオード４５から出力された受光信号の一例の波形図である。縦軸が受光信号の値を示し、横軸が時間を示す。波形３は応答速度が遅いフォトダイオード４５の例を示している。比較のために、図８の波形１を示している。
応答速度が遅いフォトダイオード４５では、サンプリング周期が短いと、駆動電流に対応した受光信号より低い受光信号が出力された状態でサンプリング周期が終わるので、目標受光信号(目標光量)を得られる駆動電流を正しく設定できない。サンプリング周期を長くすることにより、波形３に示すように、フォトダイオード４５の応答速度が遅くても、駆動電流に対応した受光信号が出力されるので、目標受光信号(目標光量)を得られる駆動電流を正しく設定できる(設定値１)。
図１２は、図９の第２のＡＰＣの期間より第２のＡＰＣの期間を長くして、第２のＡＰＣが実行されて、目標受光信号(目標光量)に制御される受光信号の一例の波形図である。波形１(図８)や波形３(図１１)のように、目標光量が得られる駆動電流が正しく設定されていれば(設定値１)、第２のＡＰＣを実行した場合、図９に示すように、第２のＡＰＣの期間が短くても、受光信号を目標受光信号に制御できる。
これに対して、波形２(図８)のように、目標光量が得られる駆動電流が正しい値より大きく設定されている場合(設定値２)、図１２に示すように、受光信号は目標受光信号を超える。しかし、フォトダイオード４５の応答速度が遅いだけなので、第２のＡＰＣの期間を長く設定することにより、受光信号を目標受光信号に制御することができる。但し、フォトダイオード４５の応答速度が遅すぎると、第２のＡＰＣの期間が経過し、光量を目標光量に制御することができない場合がある。
本実施形態では、応答速度が遅いフォトダイオード４５であれば、直ちに、フォトダイオード４５を異常と判定しない。応答速度が少し遅い程度のフォトダイオード４５については、第１のＡＰＣでのサンプリング周期を長くしたり、第２のＡＰＣの期間を長くしたりして、光ビームの光量を制御できる場合、正常と判定するようにしている。
応答速度がかなり遅いフォトダイオード４５でも、サンプリング周期をそれに応じて長くすれば、目標受光信号を得られる駆動電流を正しく設定でき、光ビームの光量を制御できる。しかし、サンプリング周期を長くしすぎると、第１のＡＰＣに時間がかかりすぎ、その結果、画像形成動作の開始が遅れる。これを考慮して、サンプリング周期の長さが決定される。
同様に、応答速度がかなり遅いフォトダイオード４５でも、第２のＡＰＣの期間をそれに応じて長くすれば、光ビームの光量を制御できる。しかし、第２のＡＰＣの期間を長くしすぎると、レーザーダイオード３１の点灯時間が長くなるので、レーザーダイオード３１の劣化が早くなる等の問題が生じる。これを考慮して、第２のＡＰＣの期間の長さが決定される。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例の動作を説明する。図１３及び図１４はその動作を説明するフローチャートである。
第１の光量制御部１３は、レーザーダイオード３１に駆動電流の供給が停止されている状態から駆動電流の供給を開始するときに、図８で説明した第１のＡＰＣを実行する(ステップＳ１)。
第１の光量制御部１３は、第１のＡＰＣの実行中に、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量を示すか否かを判定する(ステップＳ２)。受光信号が目標光量を示すと判定されたときの駆動電流は、駆動電流の初期値の候補となる候補駆動電流となる(例えば、図１０の点Ｐ１や点Ｐ４で示す駆動電流)。第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定しなければ(ステップＳ２でＮｏ)、ステップＳ２の処理を繰り返す。
第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定すれば(ステップＳ２でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、上記候補駆動電流が予め定められた目標駆動電流の範囲内かを判定する(ステップＳ３)。候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内であれば、光ビームの光量は目標光量に制御されていることになる。
駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ３でＹｅｓ)、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内か否かの判定処理(ステップＳ９)はされない。予測バイアス電流は式から求めるので、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内であれば、通常、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内に入るからである。
第１の光量制御部１３は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれた場合(ステップＳ３でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定し、ステップＳ２で説明した候補駆動電流を、駆動電流の初期値として第１のＡＰＣを終了する(ステップＳ４：処理(ａ))。
第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣを実行するか否かを判定する(ステップＳ５)。第２の光量制御部１５は、レーザーダイオード３１から光ビームを照射させて感光体ドラム１１３に複数本の主走査ラインを描画する毎に第２のＡＰＣを実行する。第２の光量制御部１５が、第２のＡＰＣを実行すると判定しなければ(ステップＳ５でＮｏ)、ステップＳ５の処理が繰り返される。
第２の光量制御部１５が、第２のＡＰＣを実行すると判定すれば(ステップＳ５でＹｅｓ)、予め設定された第１の期間を第２のＡＰＣの期間として第２のＡＰＣを実行する(ステップＳ６)。
一方、ステップＳ３において、駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ３でＮｏ)、即ち、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外(例えば、図１０の点Ｐ４)と判定すれば、式算出部１７は、図１０で説明したように、第１のＡＰＣの実行中に得られた受光信号のデータと駆動電流のデータとを利用して、受光信号と駆動電流との関係を示す式を算出する(ステップＳ７)。
式算出部１７は、ステップＳ７で算出された式を用いて予測バイアス電流を決定する(ステップＳ８)。
バイアス電流判定部１９は予測バイアス電流が予め定められた目標バイアス電流の範囲内か否かを判定する(ステップＳ９)。
バイアス電流判定部１９が、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ９でＮｏ)、即ち、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外(例えば、図１０の点Ｐ６)と判定すれば、第１の光量制御部１３は、第１のＡＰＣを終了しない。第１の光量制御部１３は、ステップＳ１で実行された第１のＡＰＣよりも(第１のＡＰＣの再実行前よりも)、サンプリング周期を長くして、第１のＡＰＣを再実行する(ステップＳ１０)。
第１の光量制御部１３は、第１のＡＰＣの再実行中に、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量を示すか否かを判定する(ステップＳ１１)。受光信号が目標光量を示すと判断されたときの駆動電流は、駆動電流の初期値の候補となる候補駆動電流となる。第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定しなければ(ステップＳ１１でＮｏ)、ステップＳ１１の処理を繰り返す。
第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定すれば(ステップＳ１１でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、ステップＳ３と同様に、ステップＳ１１の候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か否かを判定する(ステップＳ１２)。目標駆動電流の範囲は、ステップＳ３の目標駆動電流の範囲と同じである。
駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ１２でＹｅｓ)、第１の光量制御部１３は、フォトダイオード４５を正常と判定し、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流を初期値として第１のＡＰＣを終了する(ステップＳ４：処理(ｂ)、処理(ｅ))。
駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ１２でＮｏ)、すなわち、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定されると、第１の光量制御部１３は、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ１３)。表示制御部５０１は、表示部４０３にフォトダイオード４５が異常である旨を表示させる。
一方、バイアス電流判定部１９が、予測バイアス電流が図１０に示す目標バイアス電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ９でＹｅｓ)、第１の光量制御部１３は、ステップＳ１０と同様に、サンプリング周期をステップＳ１で実行される第１のＡＰＣのサンプリング周期より長くして、第１のＡＰＣを再実行する(ステップＳ１４：処理(ｆ))。即ち、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定されたが、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定された場合、第１のＡＰＣを終了せずに、第１のＡＰＣの再実行前よりもサンプリング周期を長くして、第１のＡＰＣが再実行される。
第１の光量制御部１３は、ステップＳ２と同様にして、第１のＡＰＣの再実行中に、受光信号が目標光量を示すか否かを判定する(ステップＳ１５)。受光信号が目標光量を示すと判定されたときの駆動電流は、駆動電流の初期値の候補となる候補駆動電流となる。第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定しなければ(ステップＳ１５でＮｏ)、ステップＳ１５の処理を繰り返す。
第１の光量制御部１３が、受光信号が目標光量を示すと判定すれば(ステップＳ１５でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内か否かを判定する(ステップＳ１６)。
駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ１６でＹｅｓ)、第１の光量制御部１３はフォトダイオード４５を正常と判定し、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流(ステップＳ１５の候補駆動電流)を初期値として第１のＡＰＣを終了する(ステップＳ４：処理(ｆ−１))。
駆動電流判定部２１が、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ１６でＮｏ)、すなわち、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定すれば、式算出部１７は、ステップ７と同様にして、第１のＡＰＣの再実行中に得られた受光信号のデータと駆動電流のデータとを利用して、受光信号と駆動電流との関係を示す式を算出する(ステップＳ１７)。
式算出部１７は、ステップＳ８と同様にして、ステップＳ１７で算出された式を用いて、予測バイアス電流を決定する(ステップＳ１８)。
バイアス電流判定部１９は、ステップＳ１８で決定された予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内か否かを判定する(ステップＳ１９)。
バイアス電流判定部１９が、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ１９でＮｏ)、すなわち、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定されると、第１の光量制御部１３は、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ２１)。表示制御部５０１は、表示部４０３にフォトダイオード４５が異常である旨を表示させる。
一方、バイアス電流判定部１９が、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ１９でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流(ステップＳ１５で得られた候補駆動電流)が、第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流(ステップＳ２で得られた候補駆動電流)と同じか否かを判定する(ステップＳ２０)。
駆動電流判定部２１が、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流が、第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流と同じと判定しなければ(ステップＳ２０でＮｏ)、ステップＳ２１へ進む。即ち、第１のＡＰＣの再実行で得られた予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定され(ステップＳ１９でＹｅｓ)、かつ候補駆動電流が第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流と異なると判定された場合(ステップＳ２０でＮｏ)、フォトダイオード４５を異常と判定する。
駆動電流判定部２１が、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流が、第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流と同じと判定すれば(ステップＳ２０でＹｅｓ)、第１の光量制御部１３は、フォトダイオード４５を正常と判定し、第１のＡＰＣで得られた候補駆動電流を初期値として第１のＡＰＣを終了する(ステップＳ４：処理(ｆ−２))。この場合、第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流(ステップＳ２の候補駆動電流)と、第１のＡＰＣの再実行で得られた候補駆動電流(ステップＳ１５の候補駆動電流)とは同じ値である。
以上が本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例の動作である。この第１例による主な効果を説明する。
光ビーム制御装置３の第１例は、フォトダイオード４５の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、サンプリング周期を長くして第１のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合(ステップＳ３でＮｏ)、即ち、光ビームの光量を目標光量に制御できない場合でも、直ちに、フォトダイオード４５を異常と判定しない。サンプリング周期を長くして第１のＡＰＣを再実行することにより(ステップＳ１０)、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合(ステップＳ１２でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定して第１のＡＰＣを終了する。これにより、応答速度が遅い程度が比較的小さいフォトダイオード４５については、異常とせず、使用を継続できるようにしている。
以上のとおり、本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例によれば、レーザーダイオード３１から照射される光ビームの光量をモニターするフォトダイオード４５の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御できる。
また、本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外であるが(ステップＳ３でＮｏ)、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内であれば(ステップＳ９でＹｅｓ)、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外の原因がフォトダイオード４５でなく、レーザーダイオード３１の個体差の可能性がある点に着目している。
ステップ２０のＹｅｓは、サンプリング周期を異ならせて、第１のＡＰＣを２回実行し(ステップＳ１，Ｓ１４)、いずれの第１のＡＰＣでも、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外であるが、候補駆動電流が変化せず、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内の場合をいう。フォトダイオード４５の応答速度が遅ければ、サンプリング周期を変化させると、候補駆動電流が変化する。上記場合、候補駆動電流は変化しないので、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外の原因は、フォトダイオード４５の応答速度が遅いことでなく、レーザーダイオード３１の個体差と見なし、フォトダイオード４５を正常と判定して第１のＡＰＣを終了する。
なお、ステップＳ１６のＹｅｓの後に、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定され、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合を規定していない。予測バイアス電流は式から求めるので、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内であれば、通常、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内に入るからである。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例は、予測バイアス電流を用いない変形例が可能である。この変形例では、ステップＳ７〜Ｓ９，Ｓ１４〜Ｓ２１が不要となる。
次に、本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第２例の動作について説明する。図１５はその動作を説明するフローチャートである。第１例では、第１のＡＰＣの再実行において、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合(図１３のステップＳ１２でＮｏ)、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合(図１４のステップＳ１９でＮｏ)や、候補駆動電流が第１のＡＰＣの再実行前の候補駆動電流と異なると判定された場合(図１４のステップＳ２０でＮｏ)、第１の光量制御部１３はフォトダイオード４５を異常と判定する。第２例では、そのような場合に、直ちにフォトダイオード４５を異常と判定せずに、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行して、フォトダイオード４５が異常か否かを判定する。
第１の光量制御部１３は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合(ステップＳ１２でＮｏ)、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合(ステップＳ１９でＮｏ)、又は、候補駆動電流が第１のＡＰＣの再実行前の候補駆動電流と異なると判定された場合(ステップＳ２０でＮｏ)、第１の光量制御部１３は第１のＡＰＣを終了する(処理(ｃ)、処理(ｇ))。
第１のＡＰＣの終了後、第２の光量制御部１５は、図１３のステップＳ６の処理での第２のＡＰＣの期間より、第２のＡＰＣの期間を長く設定する(ステップＳ３１：処理(ｄ)、処理(ｈ))。即ち、第１の期間より長い第２の期間を第２のＡＰＣの期間として設定する。例えば、第２のＡＰＣの期間として設定可能な最大の期間を、第２の期間として設定する。図１２で説明したように、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、フォトダイオード４５の応答速度が遅くても、受光信号を目標光量に制御できる可能性があるからである。
第２の光量制御部１５は、第２の期間を第２のＡＰＣ期間として第２のＡＰＣを実行する(ステップＳ３２)。ここでの第２のＡＰＣは、第１のＡＰＣの終了後、直ちに実行してもよいし、静電潜像を形成する段階での実行でもよい。
第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣの実行中に、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量を示すか否かを判定する(ステップＳ３３)。第２の光量制御部１５によって受光信号が目標光量を示すと判定されたときの駆動電流が、第２のＡＰＣ駆動電流である(例えば、図１０の点Ｐ１や点Ｐ４)。第２の光量制御部１５が、受光信号が目標光量を示すと判定しなければ(ステップＳ３３でＮｏ)、ステップＳ３３の処理を繰り返す。
第２の光量制御部１５が、受光信号が目標光量を示すと判定すれば(ステップＳ３３でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、第２のＡＰＣ駆動電流が、図１０に示す目標駆動電流の範囲内かを判定する(ステップＳ３４)。目標駆動電流の範囲は、図１３のステップＳ３の目標駆動電流の範囲と同じである。
駆動電流判定部２１が、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ３４でＹｅｓ)、第２の光量制御部１５はフォトダイオード４５を正常と判定する(ステップＳ３５：処理(ｉ))。第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内とは、例えば、図１０に示す点Ｐ１である。
駆動電流判定部２１が、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ３４でＮｏ)、すなわち、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定すれば(例えば、図１０の点Ｐ４)、式算出部１７は、ステップ７と同様にして、第２のＡＰＣの実行中に得られた受光信号のデータと駆動電流のデータとを利用して、受光信号と駆動電流との関係を示す式を算出する(ステップＳ３６)。
式算出部１７は、ステップＳ８と同様にして、ステップＳ３６で算出された式を用いて、第２のＡＰＣでの予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流を決定する(ステップＳ３７)。
バイアス電流判定部１９は、ステップＳ３７で決定された第２のＡＰＣ予測バイアス電流が図１０に示す目標バイアス電流の範囲内か否かを判定する(ステップＳ３８)。目標バイアス電流の範囲は、ステップＳ９の目標バイアス電流の範囲と同じである。
バイアス電流判定部１９が、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定しなければ(ステップＳ３８でＮｏ)、すなわち、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定されると(例えば、図１０の点Ｐ６)、第２の光量制御部１５は、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ３９：処理(ｊ))。表示制御部５０１は、表示部４０３にフォトダイオード４５が異常である旨を表示させる。
一方、バイアス電流判定部１９が、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ３８でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、第２のＡＰＣの実行で得られた第２のＡＰＣ駆動電流(ステップＳ３３で得られた第２のＡＰＣ駆動電流)が、第１のＡＰＣの再実行前に得られた候補駆動電流(ステップＳ２で得られた候補駆動電流)と同じか否かを判定する(ステップＳ４０)。
駆動電流判定部２１が、ステップＳ３３で得られた第２のＡＰＣ駆動電流が、ステップＳ２で得られた候補駆動電流と同じと判定しなければ(ステップＳ４０でＮｏ)、ステップＳ３９へ進む。即ち、第２のＡＰＣの実行で得られた第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定されたが(ステップＳ３８でＹｅｓ)、第２のＡＰＣ駆動電流が第１のＡＰＣで得られた候補駆動電流と異なり、かつ目標駆動電流の範囲外と判定された場合、第２の光量制御部１５は、フォトダイオード４５を異常と判定する(処理(ｌ))。
駆動電流判定部２１が、ステップＳ３３で得られた第２のＡＰＣ駆動電流が、ステップＳ２で得られた候補駆動電流と同じと判定すれば(ステップＳ４０でＹｅｓ)、第２の光量制御部１５は、フォトダイオード４５を正常と判定する(ステップＳ４１：処理(ｋ))。
以上が本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第２例の動作である。この第２例による主な効果を説明する。
第２例は、フォトダイオード４５の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。第２例によれば、第１のＡＰＣを再実行しても、光ビームの光量を目標光量に制御できないが、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合、フォトダイオード４５を正常と判定する。よって、フォトダイオード４５の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第２例は、予測バイアス電流を用いない変形例が可能である。この変形例では、ステップＳ３６〜Ｓ３８、ステップＳ４０及びステップＳ４１が不要となる。
この変形例において、第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定された場合(ステップＳ３４でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定し(ステップＳ３５)、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合(ステップＳ３４でＮｏ)、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ３９)。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第３例の動作を説明する。図１６はその動作を説明するフローチャートである。第１例では、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外の場合(図１３のステップＳ３でＮｏ)、第１のＡＰＣの再実行する(図１３のステップＳ１０、図１４のステップＳ１４)。第３例では、第１のＡＰＣを再実行せずに、第２例で説明した第２のＡＰＣを実行する。
図１６のステップＳ１〜ステップＳ９までは、図１３のステップＳ１〜ステップＳ９までの同じであり、簡単に説明する。
図１６を参照して、第１の光量制御部１３は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定された場合(ステップＳ３でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定し、候補駆動電流を初期値として第１のＡＰＣを終了する(ステップＳ４：処理(ｍ))。
第１の光量制御部１３は、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定されない場合(ステップＳ９でＮｏ)、第１の光量制御部１３は第１のＡＰＣを終了する。即ち、第１の光量制御部１３は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定され(ステップＳ３でＮｏ)、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合(ステップＳ９でＮｏ)、第１のＡＰＣを終了する(処理(ｎ)、処理(ｐ))。
第１のＡＰＣの終了後、第２の光量制御部１５は、図１５のステップＳ３１と同様に、ステップＳ６の処理での第２のＡＰＣの期間より、第２のＡＰＣの期間を長く設定する(ステップＳ５１：処理(ｏ)、処理(ｒ))。即ち、第１の期間より長い第２の期間を第２のＡＰＣの期間として設定する。
第２の光量制御部１５は、図１５のステップＳ３２と同様に、第２の期間を第２のＡＰＣ期間として第２のＡＰＣを実行する(ステップＳ５２)。
第２の光量制御部１５は、図１５のステップＳ３３と同様に、第２のＡＰＣの実行中に、フォトダイオード４５から出力された受光信号が目標光量を示すか否かを判定する(ステップＳ５３)。第２の光量制御部１５によって受光信号が目標光量を示すと判定されたときの駆動電流が、第２のＡＰＣ駆動電流である。第２の光量制御部１５が、受光信号が目標光量を示すと判定しなければ(ステップＳ５３でＮｏ)、ステップＳ５３の処理を繰り返す。
第２の光量制御部１５が、受光信号が目標光量を示すと判定すれば(ステップＳ５３でＹｅｓ)、駆動電流判定部２１は、第２のＡＰＣ駆動電流が、図１０に示す目標駆動電流の範囲内かを判定する(ステップＳ５４)。目標駆動電流の範囲は、ステップＳ３の目標駆動電流の範囲と同じである。
駆動電流判定部２１が、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定すれば(ステップＳ５４でＹｅｓ)、第２の光量制御部１５はフォトダイオード４５を正常と判定する(ステップＳ５５：処理(ｓ))。第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内とは、例えば、図１０に示す点Ｐ１である。
駆動電流判定部２１が、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定すれば(ステップＳ５４でＮｏ)、第２の光量制御部１５はフォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ５６)。即ち、第１のＡＰＣの終了が上記(ｐ)であって、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定された場合、フォトダイオード４５を異常と判定する(処理(ｔ))。
第１の光量制御部１３は、予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定された場合(ステップＳ９でＹｅｓ)、第１の光量制御部１３は第１のＡＰＣを終了する。即ち、第１の光量制御部１３は、候補駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定され(ステップＳ３でＮｏ)、かつ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定された場合(ステップＳ９でＹｅｓ)、第１のＡＰＣを終了する(処理(ｑ))。そして、図１５のステップＳ３１へ進む。
ステップＳ３１以降の処理を簡単に説明する。図１５に示すように、第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定された場合(ステップＳ３４でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定する(ステップＳ３５：処理(ｓ))。
第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定されず(ステップＳ３４でＮｏ)、かつ第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定されない場合(ステップＳ３８でＮｏ)、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ３９)。即ち、第１のＡＰＣの終了が上記処理(ｑ)であって、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、フォトダイオード４５を異常と判定する(処理(ｕ))。
第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定されないが(ステップＳ３４でＮｏ)、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定され(ステップＳ３８でＹｅｓ)、かつ第２のＡＰＣ駆動電流が候補駆動電流と同じ場合(ステップＳ４０でＹｅｓ)、フォトダイオード４５を正常と判定する(ステップＳ４１)。即ち、第１のＡＰＣの終了が上記処理(ｑ)であって、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ第２のＡＰＣ駆動電流が候補駆動電流と同じと判定された場合、フォトダイオード４５を正常と判定する(処理(ｖ))。
第２の光量制御部１５は、第２のＡＰＣ駆動電流が目標駆動電流の範囲内と判定されないが(ステップＳ３４でＮｏ)、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定され(ステップＳ３８でＹｅｓ)、かつ第２のＡＰＣ駆動電流が候補駆動電流と異なる場合(ステップＳ４０でＮｏ)、フォトダイオード４５を異常と判定する(ステップＳ３９)。即ち、第１のＡＰＣの終了が上記処理(ｑ)であって、第２のＡＰＣ予測バイアス電流が目標バイアス電流の範囲内と判定されたが、第２のＡＰＣ駆動電流が候補駆動電流と異なり、かつ目標駆動電流の範囲外と判定された場合、フォトダイオード４５を異常と判定する(処理(ｗ))。
以上が本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第３例の動作である。この第３例による主な効果を説明する。
第３例は、フォトダイオード４５の応答速度が遅くてもその程度が比較的小さい場合、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行すれば、光ビームの光量を目標光量に制御できる点に着目している。第３例によれば、第１のＡＰＣを実行しても、光ビームの光量を目標光量に制御できないが、第２のＡＰＣの期間を長くすることにより、光ビームの光量を目標光量に制御できる場合、フォトダイオード４５を正常と判定する。よって、フォトダイオード４５の応答速度が遅くても、光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第３例は、予測バイアス電流を用いない変形例が可能である。この変形例では、図１６のステップＳ７〜Ｓ９が不要となる。
本実施形態に係る光ビーム制御装置３の第１例〜第３例によれば、第１のＡＰＣを再実行しても、光ビームの光量を制御できない場合や、第２のＡＰＣの期間を長くして第２のＡＰＣを実行しても、光ビームの光量を制御できない場合に、フォトダイオード４５を異常と判定する。そして、その旨を表示部４０３に表示させることにより、ユーザーやサービースマンにフォトダイオード４５の異常を報知している。
なお、本発明は画像形成装置に限らず、ＡＰＣ制御を用いる電子機器(例えば、光ディスク駆動装置)に適用できる。
１ 画像形成装置
３ 光ビーム制御装置
３１ レーザーダイオード(光源の一例)
４５ フォトダイオード(受光部の一例)
１１３ 感光体ドラム(像担持体の一例)

Claims (10)

  1. 光源と、
    前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
    前記光源から照射された光ビームを受光して、受光信号を出力する受光部と、
    前記受光信号を所定のサンプリング周期で検出して前記光ビームの光量が予め定められた目標光量に到達したかを判断する処理を、前記サンプリング周期中に実行し、前記サンプリング周期中に前記光ビームの光量が前記目標光量に到達しなければ、前記駆動電流を上げて前記処理を次の前記サンプリング周期中に実行することを繰り返して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第１のＡＰＣを、前記駆動電流の供給が停止されている前記光源に前記駆動電流の供給を開始するときに実行して、前記駆動電流の初期値を決定する第１の光量制御部と、
    前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流であり、前記初期値の候補となる候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する駆動電流判定部と、を備え、
    前記第１の光量制御部は、(ａ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｂ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして前記第１のＡＰＣを再実行し、前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了する光ビーム制御装置。
  2. 前記第１の光量制御部は、前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する請求項１に記載の光ビーム制御装置。
  3. 前記受光信号をモニターしながら前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第２のＡＰＣを、前記第１のＡＰＣの終了後に前記駆動電流生成部が前記駆動電流の生成中に所定期間実行する第２の光量制御部を備え、
    前記第１の光量制御部は、(ｃ)前記(ｂ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、
    前記第２の光量制御部は、(ｄ)前記(ｃ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ａ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、
    前記駆動電流判定部は、前記(ｄ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記第２の光量制御部は、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する請求項１に記載の光ビーム制御装置。
  4. 前記駆動電流生成部は、前記光源が光ビームを照射可能な電流のしきい値より低いバイアス電流を含む前記駆動電流を生成し、
    前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第１のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す式を算出する式算出部と、
    前記式を用いて求められた、前記バイアス電流の予測値である予測バイアス電流が、予め定められた目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定するバイアス電流判定部と、を備え、
    前記第１の光量制御部は、(ｅ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして前記第１のＡＰＣを再実行し、前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｆ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了せずに、前記第１のＡＰＣの再実行前よりも前記サンプリング周期を長くして、前記第１のＡＰＣを再実行し、(ｆ−１)前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｆ−２)前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第１のＡＰＣで得られた前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了する請求項１に記載の光ビーム制御装置。
  5. 前記第１の光量制御部は、前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、又は、前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なると判定された場合、前記受光部を異常と判定する請求項４に記載の光ビーム制御装置。
  6. 前記第１の光量制御部は、(ｇ)前記(ｅ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、又は、前記(ｆ)の前記第１のＡＰＣの再実行で得られた前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記候補駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なると判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、
    前記第２の光量制御部は、(ｈ)前記(ｇ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ａ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、
    前記駆動電流判定部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記式算出部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第２のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す前記式を算出し、
    前記バイアス電流判定部は、前記(ｈ)の前記第２のＡＰＣの実行で得られた前記式を用いて求められた前記予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流が、前記目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記第２の光量制御部は、(ｉ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｊ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｋ)前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｌ)前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定されたが、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記第１のＡＰＣの再実行前に得られた前記候補駆動電流と異なり、かつ前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する請求項４に記載の光ビーム制御装置。
  7. 光源と、
    前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
    前記光源から照射された光ビームを受光して、受光信号を出力する受光部と、
    前記受光信号を所定のサンプリング周期で検出して前記光ビームの光量が予め定められた目標光量に到達したかを判断する処理を、前記サンプリング周期中に実行し、前記サンプリング周期中に前記光ビームの光量が前記目標光量に到達しなければ、前記駆動電流を上げて前記処理を次の前記サンプリング周期中に実行することを繰り返して、前記光ビームの光量を前記目標光量にする第１のＡＰＣを、前記駆動電流の供給が停止されている前記光源に前記駆動電流の供給を開始するときに実行して、前記駆動電流の初期値を決定する第１の光量制御部と、
    前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流であり、前記初期値の候補となる候補駆動電流が、予め定められた目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定する駆動電流判定部と、
    前記受光信号をモニターしながら前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御して、前記光ビームの光量を前記目標光量する第２のＡＰＣを、前記第１のＡＰＣの終了後に前記駆動電流生成部が前記駆動電流の生成中に所定期間実行する第２の光量制御部と、を備え、
    前記第１の光量制御部は、(ｍ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記候補駆動電流を前記初期値として前記第１のＡＰＣを終了し、(ｎ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、
    前記第２の光量制御部は、(ｏ)前記(ｎ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ｍ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、
    前記駆動電流判定部は、前記(ｏ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記第２の光量制御部は、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する光ビーム制御装置。
  8. 前記駆動電流生成部は、前記光源が光ビームを照射可能な電流のしきい値より低いバイアス電流を含む前記駆動電流を生成し、
    前記第１の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第１のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す式を算出する式算出部と、
    前記式を用いて求められた、前記バイアス電流の予測値である予測バイアス電流が、予め定められた目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定するバイアス電流判定部と、を備え、
    前記第１の光量制御部は、(ｐ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記第１のＡＰＣを終了し、(ｑ)前記候補駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定された場合も、前記第１のＡＰＣを終了し、
    前記第２の光量制御部は、(ｒ)前記(ｐ)又は前記(ｑ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合、前記(ｍ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記第２のＡＰＣの期間より長くして前記第２のＡＰＣを実行し、
    前記駆動電流判定部は、前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたときの前記駆動電流である第２のＡＰＣ駆動電流が、前記目標駆動電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記式算出部は、前記(ｑ)の処理で前記第１のＡＰＣが終了した場合に実行される前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣにおいて、前記第２の光量制御部によって前記受光信号が前記目標光量を示すと判断されたとき、前記第２のＡＰＣの実行中に得られた前記受光信号のデータと前記駆動電流のデータとを利用して、前記受光信号と前記駆動電流との関係を示す前記式を算出し、
    前記バイアス電流判定部は、前記(ｒ)の前記第２のＡＰＣの実行で得られた前記式を用いて求められた前記予測バイアス電流である第２のＡＰＣ予測バイアス電流が、前記目標バイアス電流の範囲内か範囲外かを判定し、
    前記第２の光量制御部は、(ｓ)前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲内と判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｔ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｐ)であって、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｕ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記目標駆動電流の範囲外と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定し、(ｖ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定され、かつ前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記候補駆動電流と同じと判定された場合、前記受光部を正常と判定し、(ｗ)前記第１のＡＰＣの終了が前記(ｑ)であって、前記第２のＡＰＣ予測バイアス電流が前記目標バイアス電流の範囲内と判定されたが、前記第２のＡＰＣ駆動電流が前記候補駆動電流と異なり、かつ前記目標駆動電流の範囲外と判定された場合、前記受光部を異常と判定する請求項７に記載の光ビーム制御装置。
  9. 表示部と、
    表示制御部と、を備え、
    前記表示制御部は、前記受光部が異常と判定されると、前記受光部が異常であることを前記表示部に表示させる請求項２、３、５〜８のいずれか一項に記載の光ビーム制御装置。
  10. 像担持体と、
    請求項１〜９の光ビーム制御装置を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させることを繰り返して前記像担持体に静電潜像を描画する露光部と、を備える画像形成装置。
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