JP6335643B2

JP6335643B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6335643B2
Application number: JP2014107037A
Authority: JP
Inventors: 古賀　勝秀; 勝秀古賀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: US9268253B2; JP2015221530A; US20150338767A1

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置における光源に光量変動補正に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光する半導体レーザから出射するレーザ光（光ビーム）の光量を安定させるために、光量制御（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ。以降、ＡＰＣ制御と呼ぶ）が実行される。例えば、特許文献１は、上記ＡＰＣ制御を開示している。特許文献１の画像形成装置は、レーザ光の１走査周期毎にレーザ光を受光素子（光電変換素子）に受光させて、受光素子に入射する光量が目標光量となるように半導体レーザに供給する電流の値を制御する。

図７は、半導体レーザの発光特性（駆動電流と発光光量との関係）を示す図である。温度によって、目標光量Ｐに対する駆動電流の値が異なる。特許文献１に示すＡＰＣ制御を、１走査周期あるいは複数走査周期毎に行うことによって、レーザ光の出射によって半導体レーザの温度が変動しても、ＡＰＣ制御を行うことによってレーザ光を目標光量に制御することができる。

半導体レーザに比較的長めの期間一定電流で供給し続けると、半導体レーザ自身が自己発熱する。半導体レーザには、この自己発熱によりレーザ光の光量が駆動電流供給開後から減衰し、ある時間経過すると安定するという特性があり、一般的に半導体レーザのドループ特性と呼ばれている。また、半導体レーザには、この自己発熱によりレーザ光の光量が駆動電流供給開後から漸増し、ある時間経過すると安定するという特性があり、一般的に半導体レーザの逆ドループ特性と呼ばれている。レーザ光の光量が変わることによって感光体上に形成される露光部の電位が不均一になると、露光部へのトナー付着量が不均一になるため、出力画像の画質の低下につながる。

このドループ特性あるいは逆ドループ特性を補正するために特許文献２は、所定の補正データを予めメモリに記憶しておき、半導体レーザに供給する駆動電流を補正データによって補正する画像形成装置を開示している。

特開２００４−２２３７１６号公報特開２０１３−４０７７９号公報

図８に示すように、ループ特性あるいは逆ドループ特性は、温度によって変化する、即ち、単位時間当たりの減衰量、あるいは漸増量が半導体レーザの温度によって変化する。そのため、半導体レーザの温度に関わらず同一の補正データによって半導体レーザに供給する駆動電流を補正する画像形成装置は、半導体レーザの温度によって十分にドループ特性あるいは逆ドループ特性の補正がなされない場合がある。

本発明の画像形成装置は、感光体と、駆動電流が供給されることによって前記感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向手段と、前記光源の温度に関するデータを出力する出力手段と、前記光ビームの１走査周期中において、前記画像データに基づいて前記光源から光ビームを出射させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成モードと、静電潜像形成モードとは異なるタイミングにおいて前記光ビームの光量を制御する光量制御モードと、を切り換える制御手段と、前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、前記光量制御モードにおいて、前記受光手段の受光光量を目標光量にするために前記光源に供給する電流の値を設定する設定手段と前記設定手段によって設定された電流の値を基準に駆動電流の値を制御し、前記画像データに基づいて前記駆動電流を前記光源に供給する第１の電流供給手段と、前記駆動電流が供給されることによって出射される前記光ビームの光量が時間経過に応じて減衰しないように、前記出力手段から出力された前記半導体レーザの温度に関するデータと前記第１の電流供給手段によって制御された前記駆動電流の値に基づいて時間経過に応じて漸増する補正電流を、前記第１の電流供給手段から前記光源へ前記駆動電流が供給されている状態で前記光源に供給する第２の電流供給手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、感光体と、駆動電流が供給されることによって前記感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向手段と、前記光源の温度に関するデータを出力する出力手段と、前記光ビームの１走査周期中において、前記画像データに基づいて前記光源から光ビームを出射させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成モードと、静電潜像形成モードとは異なるタイミングにおいて前記光ビームの光量を制御する光量制御モードと、を切り換える制御手段と、前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、前記光量制御モードにおいて、前記受光手段の受光光量を目標光量にするために前記光源に供給する電流の値を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された電流の値を基準に駆動電流の値を制御し、前記画像データに基づいて前記駆動電流を前記光源に供給する第１の電流供給手段と、前記駆動電流が前記光源に供給された状態で前記光源に補正電流を供給することによって前記光ビームを第２の光量に制御する第２の電流供給手段であって、前記駆動電流が供給されることによって出射される前記光ビームの光量が時間経過に応じて漸増しないように、前記出力手段から出力された前記半導体レーザの温度に関するデータと前記電流供給手段によって制御された前記駆動電流の値に基づいて時間経過に応じて減衰する前記補正電流を、前記第１の電流供給手段から前記光源へ前記駆動電流が供給されている状態で前記光源に供給する第２の電流供給手段と、を備えることを特徴とする。

半導体レーザの温度を示すデータに応じてドループ特性あるいは逆ドループ特性を補正するための補正電流を変化させることによって、時間経過に応じた発光光量の変動（減衰または漸増）を抑制することができる。

本実施例にかかる画像形成装置の概略断面図。本実施例にかかる光走査装置の概略図とコントローラを示す図。本実施例にかかる制御ブロック図。ドループ特性を示す本実施例に対する比較例。図４に対する本実施例の画像形成装置の効果を示す図。１走査周期における制御モードとスイッチオン／オフ制御を示すタイミングチャート。発光素子の温度特性を示す図。ドループ特性を示す図。

（実施例１）
（画像形成装置）
図１を用いて本実施例の画像形成装置を説明する。図１は、画像形成装置であるところの電子写真カラー複写機（以下、画像形成装置１００）の全体構成を示す概略断面図である。画像形成装置１００は、光走査装置１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋ、感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ、帯電器１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、現像器１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋを備える。なお、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｂｋはブラックを示している。

また、画像形成装置１００は、転写装置であるところの転写ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋ、中間転写ベルト１０６、転写ローラ１０７を備える。中間転写ベルト１０６は、駆動ローラ１０８、張架ローラ１０９、転写ローラ１０７に対向する対向ローラ１１０によって張架されている。

さらに、画像形成装置は、記録媒体を収容する給紙カセット１１１と、給紙部１１１から記録媒体をピックアップするピックアップローラ１１２と、定着器１１３と、排紙ローラ１１４を備える。

次に画像形成装置１００が実行する画像形成プロセスを説明する。画像データに基づいて光走査装置１０１Ｙから出射されたレーザ光（光ビーム）は、帯電器１０３Ｙによって帯電された感光ドラム１０２Ｙを露光する。帯電器１０３Ｙによって帯電された状態でレーザ光によって露光されることで感光ドラム１０２Ｙ上には静電潜像が形成される。現像器１０４Ｙは、感光ドラム１０２Ｙ上に形成された静電潜像をイエローのトナーを用いて現像する。その他の色の画像形成プロセスは、イエローと同一であるので説明を省略する。

各感光ドラムに形成されたトナー像は、それぞれ転写部Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｂｋにおいて転写ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋによって中間転写ベルト１０６上に転写される。中間転写ベルト上に転写された各色のトナー像は、転写部Ｔ２において、給紙カセット１１１からピックアップローラ１１２によってピックアップされて転写部Ｔ２まで搬送された記録媒体に転写ローラ１１３によって転写される。転写部Ｔ２において記録媒体に転写されたトナー像は、定着器１１４によって加熱されることによって記録媒体に定着する。定着器１１４を通過した記録媒体は、排紙ローラ１１５によって排紙される。

（光走査装置）
次に、画像形成装置１００に備えられる光走査装置１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋについて説明する。光走査装置１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ同一の構成であるので、本実施例では光走査装置１０１Ｙを例に説明をする。

図２は、光走査装置１０１Ｙの概略構成および光走査装置を制御する制御手段としてのコントローラを示す図である。光走査装置１０１Ｙは、光源としてのレーザダイオード２００（半導体レーザ）、コリメータレンズ２０１、シリンドリカルレンズ２０２、開口絞り２０３、ビームスプリッタ２１２、ＰＤ２１３（フォトダイオード）、ＰＤ基板２１４、ポリゴンミラー２０４、ポリゴンモータ２０５、ｆθレンズ２０６、折り返しミラー２０７、反射ミラー２０８、ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔｏｒ２０９（以下、ＢＤ２０９）、レーザドライバ２１０を備える。

レーザダイオード２００は、レーザ光（光ビーム）を出射する複数の発光点を備える。例えば、レーザダイオード２００は、垂直共振器型半導体レーザ（ＶｒｅｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ）である。コントローラ２１１からの画像データに基づいて各発光点はレーザ光を出射する。複数のレーザ光は、コリメータレンズ２０１を通過してそれぞれ平行光線となる。シリンドリカルレンズ２０２は副走査方向（ポリゴンミラー２０４でレーザ光を走査する方向と直交する方向）にのみ屈折率を有しており、平行光線を副走査方向に集光させる。その後、開口絞り２０３でレーザ光を主走査方向に所定の径に絞った後、ビームスプリッタ２１２によってレーザ光を分離する。ビームスプリッタ２１２によって分離されたレーザ光の一方は、フォトダイオード２１３（以下、ＰＤ２１３）に入射し、他方のレーザ光は偏向手段であるところのポリゴンミラー２０４（回転多面鏡）に入射する。

ＰＤ２１３は、ＰＤ基板２１４に実装されている。ＰＤ２１３は、入射したレーザ光の光量（入射光量）に応じた値の電流を出力する。ＰＤ２１３から出力された電流は、後述するＰＤ基板上に配置されたＩ−Ｖ変換回路によって電圧に変換され、当該電圧はレーザドライバ２１０に入力される。レーザドライバ２１０は、入力された電圧に基づいてレーザダイオード２００の各発光点から出射されるレーザ光の光量が目標光量になるように、各発光点に供給する電流の値を制御する。

モータ２０５コントローラ２１１からの制御信号によってポリゴンミラー２０４を回転させる。回転駆動されたポリゴンミラー２０４の複数の反射面は、入射したレーザ光を図２の矢印方向に感光ドラム１０２Ｙを走査するように当該レーザ光を偏向する。ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ２０６を通過し、反射ミラー２０７で反射した後、感光ドラム１０２Ｙ上を走査する。

ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光は、感光ドラム１０２Ｙ上の画像領域に対応する走査領域を避けて配置された反射ミラー２０８に入射する。反射ミラー２０８によって反射されたレーザ光は、ＢＤ２０９を走査する。ＢＤ２０９は、レーザ光によって操作されることによって同期信号（以下、ＢＤ信号）を出力する。ＢＤ信号はポリゴンミラー２０８の回転と画像書き出し開始タイミングとの同期を取るための信号である。コントローラ２１１は、ＢＤ信号の生成タイミングに基づいて、画像データの出力タイミングを制御することによって主走査方向における画像書出し位置を制御する。また、コントローラ２１１は、ＢＤ信号の生成周期に基づいてポリゴンミラー２０４の回転速度が目標回転速度になるようにモータ２０５を制御する。

（コントローラおよびレーザドライバ）
次に、本実施例の画像形成装置１００の制御ブロック図を説明する。図３は、レーザダイオード２００を駆動するレーザドライバ２１０及びコントローラ２１１の制御ブロック図である。なお、説明を簡略化するために、本ブロック図のレーザダイオード２００は、一つの発光点ＬＤｎのみが図示されているが、実際にはｎ個（ｎは自然数）の発光点があるものとする。

図２において説明したように、本実施例の画像形成装置１００は、ＰＤ２１３を備える。ＰＤ２１３は、受光光量に応じた値の検出電流Ｉｐｄを出力する。検出電流Ｉｐｄは、ＰＤ基板２１４に実装された電流−電圧変換回路４１５（Ｉ−Ｖ変換回路）に入力される。Ｉ−Ｖ変換回路４１５は、検出電流Ｉｐｄの値に応じた検出電圧Ｖｐｄを出力する。

コントローラ２１１は、発光点ＬＤｎをＡＰＣモードに制御するためのＡＰＣ実行指示信号であるＡＰＣ−ｎを出力する。画像データ生成部４０１は、後述するＶＩＤＥＯモードにおいて、ＢＤ信号を基準とするタイミングで差動信号である画像データｐ／画像データｎをレーザドライバ２１０に出力する。

コントローラＡＰＣ−ｎは、発光点それぞれに対応するＡＰＣ実行指示信号であり、１走査周期中、あるいは複数走査周期中の予めプログラムされたＡＰＣ実行期間においてｎ個の発光素子のうちいずれか１つの発光点に対応するＨｉｇｈのＡＰＣ実行指示信号を出力する。ｎ個の発光素子のうちいずれか１つの発光点に対応するＨｉｇｈのＡＰＣ実行指示信号を出力している間、コントローラ２１１は、他のｎ−１個の発光点に対応するＡＰＣ実行指示信号をＬｏｗとする。ＡＰＣ−ｎは、後述するスイッチＳＷ４０８およびスイッチＳＷ４１０をオンオフ制御する信号であり、ＨｉｇｈのＡＰＣ−ｎによってスイッチＳＷ４０８およびスイッチＳＷ４１０がオンとなる。

次に、レーザドライバ２１０の内部構成について説明する。レーザドライバ２１０は、増幅器４０２（ゲイン設定部）、基準電圧生成部４０３、比較器４０４、ＡＰＣ用サンプルホールドコンデンサ４０５、電圧−電流変換回路４０６、バイアス電流生成回路４０７、スイッチＳＷ４０８、スイッチＳＷ４０９、スイッチＳＷ４１０、ドループ補正部４１８を備える。

増幅器４０２には、Ｉ−Ｖ変換回路４１５からＶｐｄが入力される。増幅器４０２は、工場調整時に設定されたゲイン値に基づいてＶｐｄの値を増幅したＶｐｄｇを出力する。

比較器４０４は、２つの入力端子と１つの入力端子を有する。一方の入力端子にはＶｐｄｇが入力され、他方の端子には、基準電圧生成部４０３から出力される比較電圧Ｖｒｅｆが入力される。Ｖｒｅｆは、発光点ＬＤｎから出射されるレーザ光の目標光量に対応する一定値の電圧である。比較器４０４は、ＶｐｄｇとＶｒｅｆとを比較する。

比較器４０４の比較結果が、
Ｖｐｄｇ＜Ｖｒｅｆ（式１）
である場合は、比較器４０４は、差分に応じた電流を出力端子から出力する。

一方、比較器４０４の比較結果が、
Ｖｐｄｇ＞Ｖｒｅｆ（式２）
である場合は、比較器４０４は、差分に応じた電流を出力端子から引き込む。

さらに、比較器４０４の比較結果が、
Ｖｐｄｇ＝Ｖｒｅｆ（式３）
である場合は、比較器４０４は、電流の出力及び引き込みともに行わない。

比較器４０４の出力端子は、スイッチＳＷ４０８の一方の端子に接続されている。スイッチＳＷ４０８の他方の端子には、図３に示すようにコンデンサ４０５および電圧−電流変換回路４０６（Ｖ−Ｉ変換回路）が接続されている。

スイッチＳＷ４０８は、コントローラ２１１から送信されるＡＰＣ−ｎがＨｉｇｈのとき両端子を接続し、ＡＰＣ−ｎがＬｏｗのとき両端子の接続を解除する。

ＡＰＣ−ｎがＨｉｇｈかつＶｐｄｇ＜Ｖｒｅｆ（式１）である場合、コンデンサ４０５は、比較器４０４から出力される電流によって充電され、コンデンサ４０５の電圧Ｖｃｈが上昇する。ＡＰＣ−ｎがＨｉｇｈかつＶｐｄｇ＞Ｖｒｅｆ（式２）である場合、コンデンサ４０５は、比較器４０４が電流を引き込むことによって放電され、Ｖｃｈが降下する。ＡＰＣ−ｎがＨｉｇｈかつＶｐｄｇ＝Ｖｒｅｆ（式３）である場合、Ｖｃｈは維持される。

Ｖ−Ｉ変換回路４０６（第１の電流供給手段）は、Ｖｃｈの電圧とコントローラ２１１から光量制御信号に基づく値の駆動電流Ｉｏｐを出力する。即ち、Ｖｃｈの電圧を基準として光量制御信号に基づいてゲイン調整したＶｃｈｇに基づく値の駆動電流を出力する。

画像データ生成部４０１は、ユーザからのプリントジョブに基づく画像データの差動信号ｐ及びｎを生成する。画像データ生成部４０１は、ＢＤ２０９のＢＤ信号の生成タイミングを基準に画像データの差動信号ｐ及びｎを出力する。

差動信号ｐおよび差動信号ｎは変換回路４１２に入力される。変換回路４１２は、差動信号ｐおよび差動信号ｎに基づいてＰＷＭ信号を生成する。変換回路４１２画出力するＰＷＭ信号は、スイッチＳＷ４０９およびスイッチＳＷ４１４をオン／オフ制御するための信号である。即ち、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈのとき、スイッチＳＷ４０９およびスイッチＳＷ４１４はオンとなり、Ｌｏｗとき、スイッチＳＷ４０９およびスイッチＳＷ４１４はオフとなる。

１走査周期中において、コントローラ２１１は、画像データに基づいて発光素子Ｌｎから感光ドラム１０２上を走査するレーザ光を出射させるべく、ＬｏｗのＡＰＣ−ｎ信号を出力する。コントローラ２１１が、ＬｏｗのＡＰＣ−ｎ信号を出力することによって、スイッチＳＷ４０８およびスイッチＳＷ４１０がオフとなる。

即ち、画像データに基づいて発光素子Ｌｎから感光ドラム１０２上を走査するレーザ光を出射させる際に、コントローラ２１１による各スイッチの制御によって、Ｉｏｐは、スイッチＳＷ４０９を通過して加算器４１９に入力される。

加算器４１９には、バイアス電流生成回路４０７が接続されている。バイアス電流生成回路４０７は、外部に接続されたバイアス電流設定抵抗４１３の抵抗値に基づいた値のバイアス電流を生成する。バイアス電流は、Ｉｏｐを発光素子Ｌｎに供給した際の発光応答性を向上させるために、少なくとも画像形成中、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈあるいはＬｏｗに関わらず発光素子Ｌｎに供給される電流である。

加算器４１９を介して発光素子Ｌｎにバイアス電流Ｉｂが供給された状態で、変換回路４１２がＨｉｇｈのＰＷＭ信号を出力すると、スイッチＳＷ４０９がオンとなり、加算器４１９を介して駆動電流Ｉｏｐとバイアス電流Ｉｂが供給される。これによって、発光素子Ｌｎは、誘導放出によるレーザ光を出射する。発光素子Ｌｎから出射されたレーザ光は前述した構成によって感光ドラム上に導かれる。

レーザドライバ２１０は、ドループ補正部４１８（第２の電流供給手段）を備える。ドループ補正部４１８は、駆動電流Ｉｏｐを供給した際の発光素子Ｌｎのドループ特性に基づく光量変動（時間経過に応じた光量の減衰、また漸増）を補正するための補正電流Ｉｃｏｒを出力する。ドループ補正部４１８と加算器４１９との間には、スイッチＳＷ４２０が設けられている。スイッチＳＷ４２０は、変換回路４１２が出力するＰＷＭ信号によってオン／オフ制御される。ＰＷＭ信号がＨｉｇｈのとき、スイッチＳＷ４２０はオンとなり、Ｌｏｗの場合、スイッチＳＷ４２０はオフとなる。即ち、スイッチＳＷ４０９がオンのとき、スイッチＳＷ４２０はオンとなり、スイッチＳＷ４０９がオフのとき、スイッチＳＷ４２０はオフとなる。従って、駆動電流Ｉｏｐが供給される間、補正電流Ｉｃｏｒが供給される。

レーザドライバ２１０のレジスタには、以下の演算式が設定されている。
ＩＡｍａｘ＿ｄｒｐ＝−（Ｃ×Ｔ−Ａｏ）×（Ｉｏｐ−Ｉｄｐｏ）^２ｅｘｐ（−ｔ／Ｌ）（式４）
Ｃは温度係数、Ａｏは温度オフセット、Ｉｄｐｏは電流パラメータでありドループが始まる閾値電流、Ｌはドループの時定数を表す。これらの値は、記憶部２１５に記憶されており、工場で測定された発光素子Ｌｎのドループ特性に基づいて算出された発光素子Ｌｎ固有の補正係数である。

コントローラ２１１は、画像形成装置の電源がオンされたことに応じてこれらの補正係数に関するデータをドループ補正部４１８に送信する。ドループ補正部４１８は、式４に送信された補正係数を代入する。

本実施例の画像形成装置は、発光素子Ｌｎの温度に関する情報（データ）を出力する温度情報出力部４１７（出力手段）を備える。温度情報出力部４１７は、例えば、レーザ光源２００に取り付けられたサーミスタ、あるいはレーザ光源２００の近傍に配置されたサーミスタ、あるいは光走査装置１０１の筺体内部に配置されたサーミスタである。また、温度情報出力部４１７は、発光素子Ｌｎを含む半導体レーザのパッケージ内に設けられ、電流を流した際に半導体レーザの温度によって出力電圧が変化する検出素子であっても良い。温度情報出力部４１７の実施形態がいずれのものであっても、温度情報出力部４１７が発光素子Ｌｎを含むレーザ光源２００の温度に関するデータを出力する点では共通である。温度情報出力部４１７は、検出した温度に関するデータＴ（温度情報）をドループ補正部４１７に出力する。

一方、電圧電流変換回路４０６から出力された駆動電流Ｉｏｐがドループ補正部４１７に入力されている。

ドループ補正部４１７は、式４に温度に関するデータＴおよび駆動電流Ｉｏｐを代入する。

以上の処理によって、駆動電流Ｉｏｐが供給されることによって発光素子Ｌｎから出射されるレーザ光の時間経過に応じた光量の減衰を抑制するための補正電流Ｉｃｏｒが生成される。

図５は、本実施例の画像形成装置の発光素子Ｌｎに供給される電流とレーザ光の光量との関係を示す図である。図４は、補正電流Ｉｃｏｒを生成するユニットを備えていない画像形成装置における発光素子Ｌｎに供給される電流とレーザ光の光量との関係を示す比較例である。図６は、１走査周期における制御モードおよびスイッチのオン／オフ制御を示すタイミングチャートである。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、および（ｄ）の横軸はいずれも時間を示している。図４（ａ）および図５（ａ）の縦軸は、駆動電流Ｉｏｐの値を示している。図４（ｂ）および図５（ｂ）の縦軸は、光量の値を示している。なお、説明を簡易にするために、バイアス電流Ｉｂの電流値は、図４および図５から削除している。また、図４および図５を用いてレーザ光の光量が減衰するドループ特性を例に説明するが、レーザ光の光量が漸増する逆ドループ特性を補正する例にであっても良い。

図６に示すように、制御モードがＡＰＣモード（光量制御モード）の場合、スイッチＳＷ４０８、ＳＷ４１０がオンとなり、ＰＤ２１３の出力結果に基づいて駆動電流Ｉｏｐの値が制御される。次に、ＯＦＦモード期間を挟んでＶＩＤＥＯモードに移行する。ＶＩＤＥＯモード（静電潜像形成モード）は、画像データｐ、ｎに基づいて生成されるＰＷＭ信号に応じてスイッチＳＷ４０９およびスイッチＳＷ４２０がオン／オフ制御されるモードである。即ち、ＶＩＤＥＯモードの期間は、ＨｉｇｈのＰＷＭ信号に応じてスイッチＳＷ４０９がオンになることによって駆動電流Ｉｏｐが供給され、発光素子Ｌｎから出射されたレーザ光が感光ドラム１０２上を走査する期間である。

図４（ａ）に示すようにＨｉｇｈのＰＷＭ信号に基づいてスイッチＳＷ４０９がオンとなり発光素子Ｌｎに駆動電流Ｉｏｐが供給された場合、補正電流Ｉｃｏｒを生成するユニットを備えていない画像形成装置における発光素子Ｌｎから出射されるレーザ光の光量は、時間経過に応じて減衰する（図４（ｂ）参照）。この単位時間当たりの減衰量および時定数は発光素子毎、また発光素子（レーザ光源）の温度に依存する。

そこで、本実施例に記載のドループ補正部４１８は、図５（ａ）に示すように（式４）および補正係数に基づく補正電流ＩｃｏｒをＨｉｇｈのＰＷＭ信号に応じてオンとなったスイッチＳＷ４２０を介して加算器４１９に出力する。加算器４１９は、Ｉｏｐ、バイアス電流Ｉｂ、補正電流Ｉｃｏｒを加算して発光素子Ｌｎに供給する。

図５（ｂ）に示すように、補正電流Ｉｃｏｒを供給することによって、補正前の光量波形に対して補正後の光量波形はより一定値に近づく。上述してように、補正係数を異ならせることによって減衰傾向（度合い）を異ならせることができる。式４には、温度係数Ｔが含まれているため、検出した温度に応じて減衰傾向を変化させることができる。

以上、説明したように、本実施例の画像形成装置において検出した温度に応じて補正電流Ｉｃｏｒの減衰傾向あるいは漸増傾向を変化させることができるため、温度変動に応じた発光光量のドループ補正、あるいは逆ドループ特性の補正を行うことができる。

Claims

感光体と、
駆動電流が供給されることによって前記感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向手段と、
前記光源の温度に関するデータを出力する出力手段と、
前記光ビームの１走査周期中において、前記画像データに基づいて前記光源から光ビームを出射させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成モードと、静電潜像形成モードとは異なるタイミングにおいて前記光ビームの光量を制御する光量制御モードと、を切り換える制御手段と、
前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、
前記光量制御モードにおいて、前記受光手段の受光光量を目標光量にするために前記光源に供給する電流の値を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された電流の値を基準に駆動電流の値を制御し、前記画像データに基づいて前記駆動電流を前記光源に供給する第１の電流供給手段と、
前記駆動電流が供給されることによって出射される前記光ビームの光量が時間経過に応じて減衰しないように、前記出力手段から出力された前記半導体レーザの温度に関するデータと前記第１の電流供給手段によって制御された前記駆動電流の値に基づいて時間経過に応じて漸増する補正電流を、前記第１の電流供給手段から前記光源へ前記駆動電流が供給されている状態で前記光源に供給する第２の電流供給手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
画像データに基づいてスイッチをオン／オフ制御するためのＰＷＭ信号を生成するデータ生成手段と、
前記第１の電流供給手段と前記光源との間に設けられ、前記ＰＷＭ信号に応じてオン／オフする第１のスイッチと、
前記第２の電流供給手段と前記光源との間に設けられ、前記ＰＷＭ信号に応じてオン／オフする第２のスイッチと、を備え、
前記ＰＷＭ信号によって前記第１のスイッチがオンの状態において前記第２のスイッチがオンになることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記出力手段は、前記光源の温度を検出するサーミスタであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記光源は、光ビームを出射する複数の発光素子を備え、
前記出力手段は、前記光源の前記複数の発光素子を含むパッケージ内に設けられ、電流を流した際に半導体レーザの温度によって出力電圧が変化する検出素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
感光体と、
駆動電流が供給されることによって前記感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向手段と、
前記光源の温度に関するデータを出力する出力手段と、
前記光ビームの１走査周期中において、前記画像データに基づいて前記光源から光ビームを出射させることによって前記感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成モードと、静電潜像形成モードとは異なるタイミングにおいて前記光ビームの光量を制御する光量制御モードと、を切り換える制御手段と、
前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、
前記光量制御モードにおいて、前記受光手段の受光光量を目標光量にするために前記光源に供給する電流の値を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された電流の値を基準に駆動電流の値を制御し、前記画像データに基づいて前記駆動電流を前記光源に供給する第１の電流供給手段と、
前記駆動電流が前記光源に供給された状態で前記光源に補正電流を供給することによって前記光ビームを第２の光量に制御する第２の電流供給手段であって、前記駆動電流が供給されることによって出射される前記光ビームの光量が時間経過に応じて漸増しないように、前記出力手段から出力された前記半導体レーザの温度に関するデータと前記電流供給手段によって制御された前記駆動電流の値に基づいて時間経過に応じて減衰する前記補正電流を、前記第１の電流供給手段から前記光源へ前記駆動電流が供給されている状態で前記光源に供給する第２の電流供給手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
画像データに基づいてスイッチをオン／オフ制御するためのＰＷＭ信号を生成するデータ生成手段と、
前記第１の電流供給手段と前記光源との間に設けられ、前記ＰＷＭ信号に応じてオン／オフする第１のスイッチと、
前記第２の電流供給手段と前記光源との間に設けられ、前記ＰＷＭ信号に応じてオン／オフする第２のスイッチと、を備え、
前記ＰＷＭ信号によって前記第１のスイッチがオンの状態において前記第２のスイッチがオンになることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記出力手段は、前記光源の温度を検出するサーミスタであることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
前記光源は、光ビームを出射する複数の発光素子を備え、
前記出力手段は、前記光源の前記複数の発光素子を含むパッケージ内に設けられ、電流を流した際に半導体レーザの温度によって出力電圧が変化する検出素子であることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。