JP6020158B2 - 画像形成装置、発光制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、印加する駆動電流量により発光量が変更可能な光源が発する光ビームの周期走査により感光体面に画像を形成する装置に関し、より詳しくは、走査する光ビームの非画像形成期間に光源を駆動して駆動電流量に対する発光量の関係を発光特性として取得し、取得した発光特性に基づいて、引き続く画像形成期間の画像形成動作に適した光量の発光が得られる駆動条件を設定して光源の発光を制御する画像形成装置、発光制御方法及び前記発光制御を行うためのプログラムに関する。

光ビーム走査により感光体に画像を形成する既存の電子写真方式の画像形成装置では、光源から射出される光ビームにより感光体面に画像を書込む。
光ビームを発する光源は、印加する駆動電流量により発光量が変更可能な発光素子として例えばレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体レーザを用いている（以下、光源にＬＤを用いた例で説明する）。
光ビームによる画像の書込みは、画像形成期間に画像データにより点灯が制御されるＬＤから射出される光ビームをポリゴンミラーなどにより主走査方向に周期走査し、副走査方向に移動する帯電したドラム状感光体面を照射して感光体面に静電潜像を描画する。

画像形成装置の分野では、印刷速度は性能を判断するファクタとして重要視され、高速化が常に求められる現状にあり、光ビーム走査方式においては、走査速度の高速化が命題の一つである。
ただ、走査速度を速めること自体は容易にできても、走査速度の高速化が関連する各種の制御動作へ影響し、形成する画像の画質の低下を招くことがある。
光ビーム走査方式において、感光体面を照射する光ビームの光量を所定光量に保つことが高画質を得るために必要であり、ＬＤが発する光量の経時変化に応じて駆動電流を制御することによりＬＤの発光量を所定量に保っている。
上記発光量の経時変化は、光ビーム走査に光源として用いるＬＤ等の半導体レーザが、温度上昇により光源の駆動電流量対発光量（Ｉ−Ｌ）特性線が経時的に変化するからであり、同じ駆動電流を印加していても、Ｉ−Ｌ特性が経時変化すると、発光量が違ってくる。なお、以下、駆動電流量対発光量特性を「Ｉ−Ｌ特性」又は「発光特性」という。

また、Ｉ−Ｌ特性の経時変化は、感光体面を照射する光ビームを所定光量に保つ駆動電流の制御動作に影響するだけでなく、ＬＤの他の駆動条件にも及ぶ。
バイアス電流が、この駆動条件にあたる。バイアス電流は、画像形成期間等のＬＤを点灯する動作を行う前の点灯ＯＦＦの状態において、ＬＤの点灯がＯＮの状態になるまでの時間を短くするために予め発光閾値電流値Ｉ_ｔｈから一定値引いた小さな値の駆動電流である。発光閾値電流値Ｉ_ｔｈは、温度変化によりその値が変化するので(後記の図３、参照)、バイアス電流も温度変化に対応して適切な値に変えないと、応答性が低下し、適切なタイミングで所定の発光量が得られなくなる。

こうした発光状態にならないようにするために、従来のＬＤ駆動装置は、初期化を行っている。この初期化は、点灯を開始するときに発光特性を求め、求めた時点における発光特性に基づいて、その後に行う画像形成動作に適応するＬＤの目標発光量に対応する駆動電流値とバイアス電流値の設定を行う動作である。上記の発光特性を求める手法には、例えば、二点の光量からＩ−Ｌ特性線を近似する手法が採られ、この手法によって得られたＩ−Ｌ特性線に基づいて、上述の初期化を行っている。

連続印刷における上記初期化の実行は、従来、次に示すタイミングで行うことが提案された。即ち、画像形成時に紙媒体への出力を行う度に、ＬＤの点灯を制御する出力画像単位の画像データの入力がないタイミングで実施する方法である（特許文献１：特開２００７−１１８５２１号公報、参照）。なお、上記の画像データの入力がないタイミングは、紙媒体に出力しない非画像形成期間であり、以下、このときを「紙間」ともいう。
しかし、この従来技術によると、初期化に掛かる時間が、次の画像出力を遅らせる要因となり得る。つまり、初期化に係る動作条件によっては、初期化によって紙間の時間が制限されることや長くなるので、連続プリントスピードの高速化の妨げになることや、条件によっては遅くなってしまう。

そこで、紙媒体に出力する画像単位で行う画像データの入力により点灯が制御されるＬＤから発した光ビームによる画像書込みの途中に生じる非画像形成期間を利用する手法が提案された。即ち、画像形成領域に対応する期間(以下、「画像形成期間」という）以外の主走査ラインごとに生じる非画像形成期間において、初期化に必要な情報を取得し、上記従来技術よりも紙間の時間を短縮し得る改良手法が提案された。なお、初期化に必要な情報とは、画像形成動作に適応するＬＤの目標発光量に対応する駆動電流値、バイアス電流値等の駆動条件として設定する電流値(以下、これらを「初期化情報」という)を指し、使用するＬＤの発光特性に基づく変量である。
ただ、この改良手法では、初期化情報の取得は、主走査ラインごとに生じる非画像形成期間で行うが、検出した初期化情報を反映したＬＤの駆動条件を設定するタイミングは紙間で行っている。

したがって、主走査ラインごとに生じる非画像形成期間に行う初期化情報の取得が、出力している画像単位の書込みの途中で完了したとしても、取得した初期化情報は、設定ができずにそのまま紙間まで保持する。このため、紙間で初期化情報を反映した駆動条件の設定をするまで、新たな初期化情報の取得は行わない、という手順になってしまう。
つまり、この改良手法による、紙間のタイミングで行うバイアス電流値等の駆動電流値の設定では、取得した初期化情報は、保持している期間が長いほど古い情報となってしまい、タイムリーな初期化情報の反映ができない。よって、光源の温度上昇によりＬＤの発光特性が変化してしまい、画像形成時に適切なバイアス電流等の駆動電流値の設定ができずに、ＬＤの点灯制御への応答性が悪化し、画質を低下させる問題が生じる。

本発明の目的は、経時に駆動電流量対発光量特性が変化する光源により感光体面に画像を形成する際、上記初期化情報としての光源の駆動条件を取得する時と画像形成時との間に生じる当該特性の変化を従来技術よりも小さくし、光源の駆動条件の初期化を適切に実施することにある。

本発明は、印加する駆動電流量に応じた光量の光ビームを発する光源と、発光量とともに画像データにより前記光源の点灯を制御する光源制御手段と、前記光源制御手段によって制御される光源からの光ビームにより、副走査方向に相対変位する感光体面を周期的に横切る主走査を行って、当該感光体面に出力画像を形成する手段を備える画像形成装置であって、前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続しており、かつ主走査方向の走査ラインごとに当該走査ライン上に生じる第１非画像形成期間において、前記光源に駆動電流を印加し発光量の検出を行って駆動電流量対発光量特性を連続して繰り返し取得する発光特性取得手段と、前記発光特性取得手段が取得した各駆動電流量対発光量特性に基づいて画像形成時における前記光源の駆動条件を算出する駆動条件算出手段と、前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力がないときに生じる第２非画像形成期間において、前記駆動条件算出手段が算出した駆動条件を前記光源制御手段に設定する駆動電流設定手段とを有する画像形成装置である。

本発明によると、経時に駆動電流量対発光量特性が変化する光源により感光体面に画像を形成する際、初期化情報としての光源の駆動条件を取得する時と画像形成時との間に生じる当該特性の変化を従来技術よりも小さくでき、光源の駆動条件の初期化を適切に実施することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置における光ビーム走査系の構成の概要を示し、光ビーム走査の動作を説明する図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＤの発光制御系の構成の概要を示し、情報やデータの流れを説明する図である。 異なる温度環境におけるそれぞれの駆動電流量対発光量特性（発光特性）線を示し、初期化を説明する図である。 初期化情報の取得過程の実行タイミングを主走査の時間軸上に示す図である。 初期化情報を画像形成時の駆動条件へ反映させる動作の実行タイミングを副走査の時間軸上に示す図である。 初期化情報の取得過程の実行タイミング（実施形態１）を副走査の時間軸上に示す図である。 画像形成動作と、初期化情報の取得、ＬＤ発光制御への初期化情報の反映に係る動作の相互関係を説明する図である。 初期化の動作手順を示すフロー図である。 初期化情報の取得過程の実行タイミング（実施形態２）を副走査の時間軸上に示す図である。

本発明の実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置において、広く採用される、感光体面を光ビーム走査方式で露光することにより生成される静電潜像をトナーで現像し画像を形成する手法に基づいている。
より詳しくは、光ビームを発する光源としてＬＤを用いて、ＬＤの点灯／消灯（発光のＯＮ／ＯＦＦ）を画像データにより制御する。また、このＬＤが発する光ビームにより相対変位する感光体面を周期的に横切るラスタ走査を行って、感光体面へ画像を書込むことで画像を形成する。使用するＬＤは、印加する駆動電流量に応じた量の光ビームを発し、駆動電流の変更により画像形成時におけるＬＤの発光量を静電潜像の生成に適した値に制御する。

また、本画像形成装置は、ＬＤが発する光ビームを走査させて画像を書込み、画像を形成する際に、画像の書込みに適したタイミングと発光量でＬＤを駆動するためにＬＤの駆動条件をＬＤの発光特性に応じて設定する初期化を行う。
使用するＬＤの発光特性が温度環境の変動により経時変化することから、本実施形態におけるＬＤの駆動条件の初期化は、紙媒体へ出力する画像ごとに行う。この初期化においては、ＬＤを実際に駆動して駆動電流量対発光量の関係を発光特性として取得し、取得した発光特性に基づいて初期化情報を求める。この初期化情報は、現時点の画像形成動作に適応するＬＤの目標発光量に対応する駆動電流値、バイアス電流値等の駆動電流値である。
また、画像形成時の発光動作に反映させるため、求めた初期化情報を駆動条件として設定する手順を行い、一連の手順に従って行う初期化の動作を終える。

上述の初期化情報を求め、求めた初期化情報を画像形成時の発光制御に反映させる動作を一連の手順に従って行う初期化は、本実施形態では紙媒体に出力する画像単位、即ち印刷単位ごとに行う。
また、この初期化は、連続印刷する際の印刷速度を低下させないために、二か所の非画像形成期間を利用して行う。この手法自体は、既に提案されており、本実施形態でもこの手法を採用する。ただ、従来提案された手法は、求めた初期化情報を画像形成動作に合わせて設定するために保持しておく時間が、初期化情報を取得した後、長くなる可能性があり、タイムリーな初期化情報の反映ができない、という問題がある（上記［背景技術］、参照）。
そこで、本実施形態では、後記で詳述するが、上記従来技術の問題を解決し、従来技術に比べて画像形成時の特性に、より適応する初期化情報を用いた初期化を行わせることを可能とする。

［画像形成装置の構成］
本実施形態の画像形成装置において、本発明の特徴部分であるＬＤの発光制御系に係る後記図２の構成を除く他の構成は、レーザ等の光ビーム走査により電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であれば、諸種の既存の構成が採用できる。つまり、光ビームと相対変位（副走査）する感光体面を周期的に横切る主走査を行う、光ビームの走査により当該感光体に電子写真方式で画像を形成する動作に係るメカニカルな要素からなる画像形成系の構成は既存の構成と変わらない。
よって、ここでは、本発明の特徴部分に係る構成を説明し、光ビーム走査により電子写真方式で画像を形成する画像形成装置の他の構成部分の説明は、記載を省略する。なお、光ビーム走査装置の構成そのものは、上述のように、既存の構成と変わらないが、本発明の特徴部分であるＬＤの発光制御系の実施例に直接関係するので、特徴部分にとって前提となる構成として後記図１を参照して説明する。

〈光ビーム走査系〉
図１は、本画像形成装置における光ビーム走査系の構成の概要を示し、光ビーム走査の動作を説明する図である。
図１において、光源としてのＬＤ１１は、フォトダイオード（ＰＤ）１２と一緒にレーザユニット１のパッケージ内に組込まれている。ＬＤ１１が発する光の一部は、ＰＤ１２に入射され、発光量が検知される。
ＬＤ１１で発生し射出されたレーザビームは、モータ（不図示）により回転駆動されるポリゴンミラー２に入射し、その反射光がポリゴンミラー２の回転（図１中に矢示）によって偏向される。なお、ポリゴンミラー２は、印刷（画像形成）指令に応じて画像形成部が稼働状態に立ち上げられたときに所定速度で定速回転する。したがって、一定の周期でＬＤ１１からのレーザビームを走査する。

偏向されたレーザビームは、先ず画像形成領域外の所定位置に置かれた主走査方向の画像書込み制御の基準を検知するための光ビームセンサ５の位置に到達する。光ビームセンサ５は入射したレーザビームを、例えば、スリットを通過し入力するビーム光を検知し、検知信号を主走査方向の画像書込み制御の基準位置に対応するタイミングを示す主走査同期信号として検出し、制御部９（後記図３）へ出力する。
ポリゴンミラー２で偏向されるレーザビームは、その後、走査速度を感光体面で等速度にするための走査（ｆθ）レンズ３を通過した後、感光体ドラム４に入射される。
定速で走査されるレーザビームは、感光体面上において画像形成領域に入り、画像データに応じてＬＤ１１の点灯、即ち発光のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより書込み画像を形成する。
この画像を書込むＬＤ１１の発光のＯＮ／ＯＦＦは、制御部９（後記図３）が主走査同期信号に合わせて送り込む画像データを受け取る光源駆動ＩＣ１０（後記図３）が行う発光制御による。

［ＬＤの発光制御］
本画像形成装置のＬＤの発光制御について説明する。
上記のように、画像形成動作を行うとき、高画質を保証するために所定光量でＬＤ１１を発光させなければならない。特に、温度環境の変動により発光特性が経時変化する状況であっても、目標発光量に対応する駆動電流値、バイアス電流値等の駆動電流値を適正に設定する初期化を行うことで、紙媒体に形成する画像ごとに各々の光量が同一となるようにする。

上記初期化は、大きく分けて、発光特性を取得し、取得した発光特性に基づいて初期化情報を求める処理（以下「初期化情報の取得」という）と、取得した初期化情報を発光動作へ反映させる駆動条件の設定の二つの処理が必要になる。一つは、ＬＤ１１に印加する駆動電流値を変化させて、変化に対応する発光量をＰＤ１２により検知し、駆動電流量対発光量の関係を示す発光特性を取得し、取得した発光特性に基づいて初期化情報を求める処理である。もう一つは、初期化情報を発光動作に反映させるために駆動条件としての駆動電流値の設定を行う処理である。
従って、ＬＤ１１の発光制御は、紙媒体に出力する画像を感光体面に書込む画像形成期間以外の非画像形成期間において、その時点の発光特性に応じて初期化を行い、この初期化で設定された駆動条件により画像形成期間におけるＬＤ１１の発光を制御する。

図２は、本画像形成装置におけるＬＤの発光制御系の構成の概要を示し、情報やデータの流れを説明する図である。
図２において、光源としてのＬＤ１１及びＰＤ１２は、それぞれ図１の光ビーム走査系におけるＬＤ１１及びＰＤ１２に相当する。したがって、ＰＤ１２はＬＤ１１の発光量をモニタし、後記光源駆動ＩＣ１０にモニタした発光量を表す光量情報を出力する。
光源駆動ＩＣ１０は、ＰＤ１２からの発光量のモニタ結果を受け、画像形成時に所定の発光量を保ちながら画像データによりＬＤ１１の点灯／消灯を制御する画像の書込み、ＬＤ１１の駆動条件の初期化、それぞれの動作を実行する機能を有する。
よって、画像書込み制御や初期化の各機能を動作させて、ＬＤ１１を発光させるとき、光源駆動ＩＣ１０は、発光制御情報として点灯制御、駆動電流制御の各制御信号をＬＤ１１へ出力する。
また、初期化においては、初期化情報の取得と初期化情報を発光動作へ反映させる駆動条件の設定を、後記で詳述する手法により行う。したがって、光源駆動ＩＣ１０は、この初期化の機能を実現する手段として、発光特性取得手段、駆動電流値算出手段及び駆動電流値設定手段を有する。なお、上記発光特性取得手段は、ＬＤ１１に駆動電流を印加し、発光量の検出を行って発光特性を取得する手段である。また、上記駆動電流算出手段は、取得した発光特性に基づいて、画像形成時におけるＬＤ１１の駆動条件としての駆動電流値を算出する駆動電流値算出手段である。また、上記駆動電流値設定手段は、算出して駆動電流値をＬＤ１１の駆動を制御するために設定する手段である。

制御部９は、光源駆動ＩＣ１０の上位の制御部であり、本実施形態では本画像形成装置の主制御部（不図示）とする形態を採っている。
制御部９は、印刷要求が発生した時に、光源駆動ＩＣ１０に対し印刷指令とともに光源駆動ＩＣ１０の画像書込み機能を働かせるのに必要な情報、即ち書込む画像領域（画像形成領域）を示す画像領域情報や紙媒体へ出力する画像データとしての紙面情報を送出する。なお、制御部９は、上記画像領域情報として、後記する主走査画像領域情報信号と副走査画像領域情報信号（後記で詳述）を生成して、光源駆動ＩＣ１０に送出する。主走査画像領域情報信号は、光ビームセンサ５が出力する主走査同期信号に基づいて画像を書込む画像領域に立下る信号である。また、副走査画像領域情報信号は、感光体ドラム４へ出力画像を書込む画像領域において立下る信号であり、出力画像のサイズや解像度により異なるタイミングで生成される。

なお、上記の構成に代えて、光源駆動ＩＣ１０は、所定の発光量でＬＤ１１を点灯／消灯を制御する発光駆動機能だけを持つものとして、画像書込み制御や初期化といった動作を行う機能を上位の制御部９にもたせる構成としてもよい。また、この構成を採用する場合、制御部９として例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を用いてもよい。
また、ここでは、ＰＤ１２は、図１に示したように、ＬＤ１１と一緒にパッケージに内蔵する構成を示したが、これに限らず、ＬＤとは別体として外部に設ける構成を採用してもよい。

上記画像書込み制御や初期化の各機能を持つ光源駆動ＩＣ１０もしくは制御部９をコンピュータにより構成することができる。即ち、当該コンピュータは、ソフトウェアプログラムの命令を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）の各記憶手段をハードウェアの要素として構成する。上記ＲＯＭは、ＬＤの発光を制御し上記画像書込み制御や初期化の各機能を実現するために前記ＣＰＵによって使用されるプログラムやデータ等を保存するメモリである。また、上記ＲＡＭは、前記プログラムによって生成されるデータなどを一時的に保存するメモリ、或いはソフトウェアプログラムの動作に必要なデータを保存するワークメモリとして利用するメモリである。また、上記ＮＶＲＡＭは、ＬＤの発光制御系を管理する管理情報などを保存しておく不揮発性メモリである。
制御部９をコンピュータで構成する場合、後述する初期化の動作等を含むＬＤの駆動制御動作を実行するためのプログラムや制御用データを各種の記録媒体を介して当該コンピュータにインストールする。ＣＰＵは、インストールした当該プログラムを駆動し、またインストールした制御用データを利用することで所期の制御動作を実行することができる。

〈ＬＤの駆動電流量対発光量特性〉
上記のように、画像形成動作を行う際にＬＤ１１を所定のタイミングと発光量で発光させる必要があるが、このためには、初期化によりＬＤ１１の駆動条件として求める駆動電流値を設定しなければならない。設定する駆動電流値は、ＬＤ１１個々の特性に依存する。
そこで、この設定の前提とするＬＤ１１の駆動電流量対発光量特性と初期化の関係について説明する。
図３は、異なる温度環境におけるそれぞれの駆動電流量対発光量特性（発光特性）線を示し、初期化を説明する図である。
図３において、縦軸はＬＤの発光量を、また横軸は駆動電流をとり、同図中の直線Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３は、それぞれＬＤの周辺温度が２５℃，５０℃，６０℃と異なるときの発光特性線を示している。

ＬＤは、駆動電流を０から徐々に増していくと、始めからしばらくはごく僅かな光量であり、利用できない発光状態で推移するが、その後、発光量が急に大きく増加する点がある。この点は、利用できる状態の発光を始める特定の電流量、即ち発光閾値電流Ｉ_ｔｈの印加点である。この発光閾値電流Ｉ_ｔｈを超えて、さらにＬＤに印加する駆動電流を増していくと、駆動電流量が増すに連れて直線的に発光量が大きくなる変化を示す。
つまり、駆動電流量対発光量の関係が線形の関係になる。よって、近似的に図３の特性線Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３に示すように表すことができる。

したがって、光源駆動ＩＣ１０は、近似直線で推定される特性線Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３上の２点の光量の電流値から発光特性を表すＩ−Ｌ特性線を算出し、算出した近似直線に従い所定の発光量を得る駆動電流値を求め、駆動条件として設定する。
また、光源駆動ＩＣ１０は、Ｉ−Ｌ特性線として算出した当該近似直線からＬＤ１１の発光閾値電流Ｉ_ｔｈを見積もり、得られた発光閾値電流Ｉ_ｔｈから所定の電流値を引いてバイアス電流値を導き、駆動条件として設定する。なお、発光閾値電流Ｉ_ｔｈは、算出したＩ−Ｌ（発光）特性線と電流軸（図３のＸ軸）との交点の電流値により見積もる。

しかし、ＬＤは温度環境の変動の影響を受け、温度が変わるとＩ−Ｌ（発光）特性線が変化してしまう。つまり、ＬＤの周辺温度が高温に遷移すると、図３の特性線Ｌ_１〜Ｌ_３に示すように、発光閾値電流Ｉ_ｔｈは、２５℃から５０℃，６０℃へと段々と値が大きくなり、線形特性の傾きは、２５℃から５０℃，６０℃へと段々傾きが緩くなる。
よって、周辺温度のＴ１からＴ２への変化に対しては、初期化を行うことによって、画像形成を開始するタイミングで適正な画像形成に必要な目標光量の発光をさせるためには、バイアス電流値と目標光量を得る駆動電流値の設定を変える必要がある。

［初期化の分割実施］
ＬＤ１１の駆動条件の初期化は、温度環境の変動により発光特性が経時変化する状況であっても、画像形成時にＬＤ１１を適正なタイミングと目標発光量で発光させるために、実際にＬＤ１１を駆動し発光特性を取得して行う動作である。
したがって、この初期化は、画像形成動作に先立って実施し、また、初期化による設定結果は、紙媒体へ出力する画像（印刷画像）単位で画像を形成するＬＤ１１の駆動条件に反映される。つまり、初期化によって新たな駆動条件を設定する動作そのものは、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの入力がない、いわゆる紙間で行う。

ＬＤ１１の駆動条件の初期化は、初期化情報の取得過程、取得した初期化情報を画像形成時の駆動条件として設定する発光動作への反映（以下、「初期化情報の反映」という）過程の各過程に分割することが可能である。
初期化情報の取得過程は、その前半が、実際にＬＤ１１を駆動して駆動電流量対発光量を検出して、検出結果を基に発光特性を表すＩ−Ｌ特性線を近似する特性線を求める（上記〈ＬＤの駆動電流量対発光量特性〉の説明、参照）過程である。
また、初期化情報の取得過程の後半は、求めたＩ−Ｌ特性線に基づいて初期化情報を算出する過程である。この算出過程は、初期化情報の一方のバイアス電流値を、当該Ｉ−Ｌ特性線から得られる発光閾値電流値を基に算出し、初期化情報の他方の、適正な画像形成に必要な目標光量に対応する駆動電流値を、当該Ｉ−Ｌ特性線に基づいて算出する。
初期化情報の反映過程では、上記初期化情報の取得過程で得たバイアス電流値及び目標光量に対応する駆動電流値を、現時点の画像形成に適応する駆動条件として設定する。

本実施形態では、分割した初期化情報の取得過程と初期化情報の反映過程それぞれを別にある二か所の非画像形成期間を利用して行うことで、連続印刷する際の印刷速度を高めることを可能にする条件を有する構成を採用する。
上述の二か所の非画像形成期間のうちの一か所が、主走査ライン上の非画像形成期間（「第１非画像形成期間」という）である。この第１非画像形成期間は、出力する画像単位の画像形成が継続している間の主走査方向の走査ライン上に生じる非画像形成期間である。なお、出力する画像単位の画像形成が継続している間とは、画像形成時にＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間である。
本実施形態では、上記主走査方向の走査ライン上に生じる第１非画像形成期間、即ち出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間を初期化情報の取得過程に使う。このように、出力画像単位の画像データの制御入力がないとき（紙間）に生じる非画像形成期間（「第２非画像形成期間」という）だけではなく、主走査ライン上に生じる第１非画像形成期間も使用することで、紙間だけで初期化の全過程を行う方法を採るよりも印刷速度を高めることができる。

図４は、初期化情報の取得過程の実行タイミングを主走査の時間軸上に示す図である。
ＬＤ１１からの光ビームは感光体ドラム４の感光体面を周期的に横切る主走査を行うので（図１、参照）、図４において主走査画像領域情報信号が立下る期間と立上る期間が周期的に現れる。
主走査画像領域情報信号が立下る期間は「画像領域」と示される画像形成期間、即ち感光体面を横切る期間であり、主走査画像領域情報信号が立上る期間は「画像領域」以外の非画像形成期間である。このように、画像形成期間が主走査ライン上に周期的に現れるときは、出力する画像単位の画像を書込むために、ＬＤ１１の点灯を制御する画像データの制御入力が続いているときである。

主走査ライン上の主走査画像領域情報信号が立上る期間に当たる非画像形成期間が、初期化情報の取得過程の実行タイミングであり、図４中には「初期化情報取得タイミング」として示される。
走査ライン上の主走査画像領域情報信号の立下る期間は、光ビームセンサ５によって出力される主走査同期信号に基づいて感光体へ画像を書込む期間、即ち画像を形成する紙面に相当する期間として生成される。したがって、主走査画像領域情報信号が立上る期間も主走査画像領域情報信号の立下る期間をもとに定めることができる。
光源駆動ＩＣ１０は、上記のように画像領域情報信号から第１非画像形成期間を判断し、この期間に初期化情報を取得する。初期化情報の取得は、この非画像形成期間であれば、基本的に一主走査ラインのどこで行ってもよく、この画像形成期間の後でも、前でもよい。

二か所の非画像形成期間のうちの一か所が、上記で図４を参照して説明した主走査ライン上の「初期化情報取得タイミング」として示した第１非画像形成期間であり、もう一か所が紙間である。本実施形態では、紙間の第２非画像形成期間を初期化情報の反映過程に使う。
図５は、初期化情報を画像形成時の駆動条件へ反映させる動作の実行タイミングを副走査の時間軸上に示す図である。
紙間は、制御部９から出力画像単位ごとの画像データの光源駆動ＩＣ１０への制御入力がない期間を指す。連続印刷においては、印刷速度をできるだけ高速にできる間隔の設定で、出力画像単位の画像データの前記制御入力を行う期間を定める副走査画像領域情報信号を生成する。

よって、図５に示すように、感光体へ出力単位の画像を形成する副走査画像領域情報信号が立下る期間、即ち同図中に示す「紙面」期間と次の「紙面」期間の間に、副走査画像領域情報信号が立上る期間、即ち紙間が周期的に現れる。
副走査の時間軸上における副走査画像領域情報信号が立上る期間に当たる非画像形成期間が、初期化情報の反映過程の実行タイミングであり、図５中には「初期化情報反映タイミング」として示される。
副走査の時間軸上における副走査画像領域情報信号の立下る期間は、上位の制御部、本実施形態では制御部９が、印刷要求に指示された出力画像サイズ、解像度等の出力条件に応じて生成する。また、副走査の時間軸上における副走査画像領域情報信号の立上る期間も、制御部９が、先行する画像の画像形成動作が終了してから次の画像に対する初期化に用いる時間を定めて生成する。なお、初期化に用いる時間は、出力画像ごとに指示された出力条件に従う動作条件等の初期化に用いる必要限度の時間をとって定める。

従って、初期化情報の反映過程は、この副走査画像領域情報信号の立上る期間の制約を受けて実行することになる。
光源駆動ＩＣ１０は、制御部９から受け取る副走査画像領域情報信号の立下る期間を紙面情報信号として、他方、立上る期間を紙間信号と判断し、紙間にて初期化情報の反映を行う。
また、副走査画像領域情報信号の立下る「紙面」期間においては、光源駆動ＩＣ１０は、図５中に「初期化情報取得タイミング」として示すように、初期化情報の取得を実施する。なお、この「紙面」期間で実施する初期化情報の取得は、先に図４を参照して説明した、周期的に主走査ライン上において生成する主走査画像領域情報信号の立上る非画像形成期間において行う初期化情報の取得に当たる。

「実施形態１」
次に、初期化情報の取得過程と初期化情報の反映過程それぞれを別の非画像形成期間を使用することを前提として行う初期化の一実施形態（以下「実施形態１」という）を示す。
本実施形態は、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間にＬＤ１１の発光特性を連続して繰り返し取得し、取得した当該特性に基づく画像形成時の駆動条件の算出を行う。なお、上記の、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間は、感光体ドラム４の画像（紙面）領域へ出力単位の画像を形成する副走査画像領域情報信号が立下る期間に当たる。

図６は、本実施形態における初期化情報の取得過程の実行タイミングを副走査の時間軸上に示す図である。
図６において、副走査画像領域情報信号が立下ることによって定められる、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間は、同図中「紙面」と示されている期間である。
また、副走査画像領域情報信号が立下ることによって定められる、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力がない期間は、同図中「紙間」と示されている期間である。
光源駆動ＩＣ１０は、「紙面」期間において、図６中に「初期化情報取得タイミング」として示すように、初期化情報を取得する動作を実施する。また、「紙間」期間において、「初期化情報反映タイミング」として示すように、画像形成に適応する駆動条件として初期化情報を設定する動作を実施する。この点は、先の図５を参照して説明した通りである。

ただ、ここでは、「紙面」期間において、ＬＤ１１の発光特性を連続して繰り返し取得し、取得した当該特性に基づく画像形成時に設定する駆動条件を算出して初期化情報を取得する。よって、図６においては、「紙面」期間内いっぱいに初期化情報の取得動作を連続して繰り返し行うことを示している。
図７は、画像形成動作と、初期化情報の取得、ＬＤ発光制御への初期化情報の反映に係る動作の相互関係を説明する図である。
図７は、連続印刷する「紙面１」と「紙面２」の画像形成を順に行っていく状況を示す概念図である。画像データにより点灯が制御されるＬＤ１１からのレーザビームが主走査方向に走査され（図７中、主走査ラインが模式的に示される）、かつ副走査方向への感光体ドラム４の変位により各紙面の画像領域全面にわたって画像が形成される。

図７の横方向にとられた主走査方向における、紙面への画像形成、画像形成をしない期間の各動作を時間軸に載せると、それぞれは先の図４の時間軸に表した各動作期間に当たる。つまり、画像形成をしない期間は、「初期化情報取得タイミング」となる。本実施形態では、図７に示すように、主走査ライン上の画像形成をしない「初期化情報取得タイミング」における各期間を初期化情報の取得に用いる。
図７の縦方向にとられた副走査方向における、「紙面１」の画像形成、画像形成をしない紙間、「紙面２」の画像形成の各動作を時間軸に載せると、それぞれは先の図６の時間軸に表した各動作期間に当たる。つまり、「紙面」期間内いっぱいに初期化情報の取得動作が連続して繰り返し行われる。
また、取得した初期化情報は、紙間において、画像形成のＬＤ１１の駆動制御に反映するために駆動条件として設定される。図７においては、紙面１の「初期化情報取得タイミング」で連続して繰り返し取得された初期化情報を、紙面２の画像書込み制御に用いるために、紙面１と紙面２の紙間で「初期化情報反映」が行われる。

初期化情報を取得する動作は、副走査画像領域情報信号が立下っている期間であることを条件に定められた、各主走査ラインの非画像形成期間の初期化情報取得タイミング（図４、図７、参照）において行う。各取得タイミングにおける動作は、主走査画像領域情報信号が立上るタイミングで当該情報の取得過程の動作を開始し、先に述べた手法で初期化情報を得る動作を主走査画像領域情報信号が立下るまでの間に実行する。初期化情報として、本実施形態では、画像形成時にＬＤ１１を駆動するバイアス電流値及び目標光量に対応する駆動電流値を算出し、得た結果を一旦ＲＡＭ等に保存してこの取得過程を終了する。
光源駆動ＩＣ１０は、連続する初期化情報取得タイミングそれぞれにおいて上述の初期化情報の取得過程を行う。したがって、主走査の周期分ずれた時間の初期化情報を繰り返し取得できる。

この初期化情報の取得過程を連続して繰り返し行う動作は、副走査画像領域情報信号が立上るタイミングまで行う。光源駆動ＩＣ１０は、この動作を繰り返す度に、画像形成時のバイアス電流等の駆動電流値を駆動条件として算出し、有効に取得できた駆動条件を全部、初期化情報として保存する。
また、光源駆動ＩＣ１０は、その後に行う初期化情報の反映過程でＬＤ１１に駆動条件として設定する駆動電流値を求めるときに、保存したうちの特定のバイアス電流等の初期化情報を画像形成時の駆動条件に設定する。
保存した初期化情報から駆動条件を特定する方法としては、最後に取得した初期化情報、即ち最新の発光特性に基づいて得た初期化情報を採用することができる。

上記のように、最新の発光特性に基づいて得た初期化情報、即ち画像形成時にＬＤ１１を駆動するバイアス電流値及び目標光量に対応する駆動電流値を採用できるので、発光特性が経時変化するＬＤ１１の駆動条件の初期化を適切に行うことができる。したがって、従来技術に比べてより画像形成動作時の特性に適した動作で行わせ、ＬＤの点灯制御への応答性を高めて形成する画像を高画質に維持することができる。
なお、上記の初期化情報の取得動作を繰り返す際、保存する初期化情報を削減する手法を採用して、目的に適う情報だけを保存するようにしてもよい。最後に取得した初期化情報を画像形成時の駆動条件に設定する場合には、初期化情報を新たに取得したときに以前取得した情報を更新して保存する動作を行うようにしてもよい。
また、初期化情報から駆動条件を特定する方法として、初期化情報の取得動作を繰り返すことにより得た初期化情報の移動平均等の平均値をとり、現時点の適正な情報を取得する手法を採用してもよい。

〈初期化の動作手順〉
ここで、初期化の過程を二か所の非画像形成期間に分割して実施する本実施形態の初期化の動作手順を説明する。
図８は、初期化の動作手順を示すフロー図である。このフローは、初期化情報の取得過程と、画像形成時における発光制御への初期化情報の反映過程を一連の動作として行う。
光源駆動ＩＣ１０は、上位の制御部である制御部９からの画像出力の指示とともに送られてくる主走査画像領域情報、副走査画像領域情報の各信号を受け取り、図８のフローによる初期化の動作を起動する。
光源駆動ＩＣ１０は、図８のフローによる動作の初めに、初期化情報の取得動作を開始する（ステップＳ１０１）。初期化情報の取得動作は、ＬＤ１１を駆動して駆動電流量対発光量の関係を検出して、検出結果を基に発光特性を表すＩ−Ｌ特性線を近似する特性線を求める。また、求めたＩ−Ｌ特性線に基づいて、画像形成時におけるＬＤ１１の駆動条件として、設定するバイアス電流値及び目標光量に対応する駆動電流値、即ち初期化情報を算出する。

初期化情報を取得する動作は、副走査画像領域情報信号が立下っている、即ち「紙面」期間（図６、参照）において、主走査画像領域情報信号が立上る、即ち主走査ライン上に非画像形成期間（図４、参照）が生じる度に連続して繰り返し行う（図７、参照）。
このため、主走査ラインごとの初期化情報の取得動作の完了をループで確認する（ステップＳ１０２）。なお、本実施形態では、主走査ラインごとに連続して繰り返し初期化情報の取得動作を行うので、求めた初期化情報から最新の初期化情報を後段の設定に用いるために取得する。
ステップＳ１０２で当該主走査ラインにおける初期化情報の取得動作の完了が確認できれば（ステップＳ１０2−ＹＥＳ）、次に連続印刷における出力単位の画像を形成する状態を調べ、紙間であるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。紙間であるか否かは、立下っている副走査画像領域情報信号が立上り、即ち画像形成が終了したか否かを確認することによる。

ステップＳ１０３で画像形成中であり、紙間でなければ（ステップＳ１０３-NO）、ステップＳ１０１に戻り、前と同様に次の主走査ラインの初期化情報の取得動作を行う。
他方、ステップＳ１０３で画像形成が終了し、紙間であることが確認できれば（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、紙間において、取得した初期化情報を連続印刷の次の出力画像に対する駆動条件として設定する（ステップＳ１０４）。これにより次画面の画像形成のＬＤ１１の駆動制御に反映させる。
ステップＳ１０４の動作を終えた後、次の画像出力に対応するためにこのフローを抜けて、一旦動作を終了する。

「実施形態２」
次に、初期化情報の取得過程と初期化情報の反映過程それぞれを別の非画像形成期間を使用することを前提として行う初期化の他の実施形態（以下「実施形態２」という）を示す。本実施形態は、出力単位の画像を形成する副走査画像領域情報信号が立下る期間に初期化情報の取得過程を行い、紙間で初期化情報の反映過程を行う点では、上記実施形態１と変わらない。
本実施形態は、副走査画像領域情報信号が立下っている期間にＬＤ１１の発光特性を指定したタイミングで取得し、取得した当該特性に基づく画像形成時の駆動条件の算出を行う。上記実施形態１では、ＬＤ１１の発光特性を連続して繰り返し取得し、取得した当該特性に基づいて画像形成時に設定する駆動条件を算出するので、この点で本実施形態とは異なる。

発光特性を取得するタイミングは、当該特性に基づいて求める初期化情報の使用時にできるだけ近い時間であることが、経時変化の影響が少なくなるので望ましい。
よって、発光特性を取得するタイミングの指定は、初期化情報の反映過程を行う紙間の間際とする。このタイミングを指定することにより、求めることができる最新の特性に基づいて画像形成時に設定する駆動条件を算出し、初期化情報を得ることができる。
図９は、本実施形態における初期化情報の取得過程の実行タイミングを副走査の時間軸上に示す図である。
図９において、副走査画像領域情報信号が立下ることによって定められる、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続している期間は、同図中「紙面」と示されている期間である。
また、副走査画像領域情報信号が立下ることによって定められる、ＬＤ１１の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力がない期間は、同図中「紙間」と示されている期間である。

光源駆動ＩＣ１０は、「紙面」期間において、図９中に「初期化情報取得タイミング」として示すように、初期化情報を取得する動作を実施し、同「紙間」期間において、「初期化情報反映タイミング」として示すように、画像形成に適応する駆動条件として初期化情報を設定する動作を実施する。
本実施形態では、「初期化情報取得タイミング」を「初期化情報反映タイミング」の間際に指定している。このように、「初期化情報反映タイミング」の間際に指定して初期化情報を取得する動作を行うようにするためには、「紙間」期間の直前で当該取得動作が完了するタイミングで動作を開始する手順を用意する必要がある。

つまり、「紙面」期間が定まれば、定まった「紙面」期間の終端の主走査ラインを指定することにより「紙間」期間の直前で初期化情報を取得することができる。「紙面」期間は、副走査画像領域情報信号が立下る期間であり、先に説明したように、印刷要求に指示された出力画像サイズ、解像度等の出力条件に応じて生成される。「紙面」期間が定まると、同時にこの期間に含まれる主走査ライン数も定まるので、期間の終端の主走査ラインを指定できる。
よって、副走査画像領域情報信号が立下り、「紙面」期間が始まってからの主走査ライン数をカウントし、指定された数のラインを期間の終端の主走査ラインと判断して、初期化情報を取得する動作を行う。

初期化の動作手順は、初期化情報の取得過程を、上記のように、「紙面」期間の開始から指定の主走査ライン数の非画像形成期間で行うようにする。したがって、上記図８を参照して説明した上記実施形態１のように「紙面」期間内いっぱいに初期化情報の取得動作を連続して繰り返し行う動作手順よりも単純であり、初期化の動作を行うための処理負担が少なくて済み、処理資源が小さくできる。
なお、上記の相違があるが、最新の発光特性に基づいてＬＤ１１の駆動条件の初期化を適切に行え、従来技術よりも画像形成時におけるＬＤの点灯制御への応答性を高め、形成する画像を高画質に維持することができる利点は、実施形態１と基本的に変わらない。

１・・レーザユニット、２・・ポリゴンミラー、４・・感光体ドラム、５・・光ビームセンサ、９・・制御部、１０・・光源駆動ＩＣ、１１・・ＬＤ、１２・・ＰＤ。

特開２００７−１１８５２１号公報

Claims (5)

1. 印加する駆動電流量に応じた光量の光ビームを発する光源と、発光量とともに画像データにより前記光源の点灯を制御する光源制御手段と、前記光源制御手段によって制御される光源からの光ビームにより、副走査方向に相対変位する感光体面を周期的に横切る主走査を行って、当該感光体面に出力画像を形成する手段を備える画像形成装置であって、
   前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続しており、かつ主走査方向の走査ラインごとに当該走査ライン上に生じる第１非画像形成期間において、前記光源に駆動電流を印加し発光量の検出を行って駆動電流量対発光量特性を連続して繰り返し取得する発光特性取得手段と、
   前記発光特性取得手段が取得した各駆動電流量対発光量特性に基づいて画像形成時における前記光源の駆動条件を算出する駆動条件算出手段と、
   前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力がないときに生じる第２非画像形成期間において、前記駆動条件算出手段が算出した駆動条件を前記光源制御手段に設定する駆動電流設定手段と
   を有する画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   前記駆動条件が前記光源に印加するバイアス電流値及び適正な画像形成に必要な目標光量に対応する駆動電流値である
   画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
   前記光源制御手段は、前記第１非画像形成期間において算出した各駆動条件のうちの最新の駆動条件を前記第２非画像形成期間における画像形成時における駆動条件の設定に反映させる
   画像形成装置。
4. コンピュータを、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置における前記光源制御手段として機能させるためのプログラム。
5. 印加する駆動電流量に応じた光量の光ビームを発する光源と、発光量とともに画像データにより前記光源の点灯を制御する光源制御手段と、前記光源制御手段によって制御される光源からの光ビームにより、副走査方向に相対変位する感光体面を周期的に横切る主走査を行って、当該感光体面に出力画像を形成する手段を備える画像形成装置における前記光源の発光制御方法であって、
   前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力が継続しており、かつ主走査方向の走査ライン上に生じる第１非画像形成期間において、前記光源に駆動電流を印加し発光量の検出を行って駆動電流量対発光量特性を連続して繰り返し取得する発光特性取得工程と、
   前記発光特性取得工程で取得した前記駆動電流量対発光量特性に基づいて画像形成時における前記光源の駆動条件を算出する駆動条件算出工程と、
   前記光源の点灯を制御する出力画像単位の画像データの制御入力がないときに生じる第２非画像形成期間において、前記駆動条件算出工程が算出した駆動条件を前記光源制御手段に設定する駆動電流設定工程と
   を有する発光制御方法。

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