JP6602123B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、画像形成に用いられるレーザ光の光量制御技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、これに現像剤を付着させることで画像形成を行う。レーザ光は、半導体レーザ、回転多面鏡、及びｆ−θレンズ等を備える露光器を有する光走査装置から出力される。半導体レーザは、レーザ光を出力する。半導体レーザから出力されたレーザ光は、回転多面鏡により周期的に偏向され、ｆ−θレンズを介して感光体上を照射する。回転多面鏡の回転により反射方向が連続して変化することで、レーザ光は感光体上を走査する。

光走査装置は、レーザ光を検知する検知センサ（以下、「ＢＤ（Beam Detector）」という。）を備える。ＢＤは、レーザ光が感光体上を走査する前あるいは走査した後のレーザ光を受光する。ＢＤは、レーザ光を受光することによってＢＤ信号を生成する。ＢＤ信号は、１走査周期において画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを制御するために使用される。また、ＢＤ信号は、レーザドライバの制御モードの切り替えのタイミングを規定するために使用される。特許文献１は、ＢＤ信号を生成するためにＢＤに入射させるレーザ光と感光体上を走査するレーザ光とが同一の光量となる画像形成装置を開示している。

特開２００５−２８００７０号公報

しかしながら、特許文献１の画像形成装置には、以下のような課題がある。図１０は、従来の光走査装置に用いられる半導体レーザの発光制御のタイミングチャートである。連続して画像を形成する場合などにおける画像形成装置本体の状態変化や画像形成装置の周囲の急激な環境変化に対応するべく、図１０に示すように感光体を走査するレーザ光の光量を制御しなければならない場合が想定される。このとき、図１０に示すように基準電圧Ｖｒｅｆの値を変化させることによって感光体上を走査するレーザ光の光量を制御する。このとき、従来の画像形成装置のようにＢＤに入射させるレーザ光の光量と感光体上を走査するレーザ光の光量を同一に設定すると、光量制御前と制御後とでＢＤ信号の波形が変動してしまう。そのために、光量制御前と制御後とで画像の書き出し位置が異なってしまうという課題が生じる。このような課題を解決するために、ＢＤ信号を生成するためのレーザ光の光量制御と感光体上を走査するレーザ光の光量を制御することが可能な画像形成装置が望まれている。

本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する発光素子を備える半導体レーザと、前記発光素子から出射されたレーザ光を受光し、受光光量に応じた電圧の受光信号を生成する第１の受光素子と、前記発光素子から出射されたレーザ光が前記感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、同期信号を生成するために前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第２の受光素子と、前記同期信号の生成タイミングに基づいて、前記レーザ光の１走査周期における画像データに基づく前記レーザ光の出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、第１の基準電圧または第２の基準電圧を出力する出力手段と、第１コンデンサと、第２コンデンサと、前記レーザ光の１走査周期中において、前記第２の受光素子に入射するレーザ光の光量を制御するために前記受光信号の電圧と前記第１の基準電圧とに基づいて前記第１コンデンサの電圧を制御した後、前記感光体を走査するレーザ光の光量を制御するために前記受光信号の電圧と前記第２の基準電圧とに基づいて前記第２コンデンサの電圧を制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段が電圧を制御するコンデンサを、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとのうちいずれのコンデンサとするのかを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも簡単な構成でレーザ光の光量を制御することができる。

画像形成装置の構成図。 露光器の構成図。 レーザ回路基板の構成図。 ホールドコンデンサの選択方法を示すタイミングチャート。 （ａ）、（ｂ）は基準電圧生成部の説明図。 （ａ）、（ｂ）は発光制御を行う際のタイミングチャート。 受光光量と出力遅延時間との関係の説明図。 レーザ回路基板の他の構成図。 （ａ）、（ｂ）は半導体レーザの発光制御を行う際のタイミングチャート。 従来の半導体レーザの発光制御のタイミングチャート。

以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、電子写真方式の画像形成装置の構成図である。画像形成装置１は、例えば複写機や複合機である。画像形成装置１は、複数の光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、制御部５、スキャナ５００、作像部５０３、定着器５０４、給紙搬送部５０５、及び手差しトレイ５０９を備える。作像部５０３は、複数の光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄそれぞれに対応する感光体であるところの複数の感光ドラム２５、各感光ドラム２５に対応して設けられる現像ユニット５１２、及び中間転写体５１１を備える。

スキャナ５００は、原稿台上に載置される原稿を照射し、その反射光を受光して原稿画像を光学的に読み取る。スキャナ５００は、受光した反射光を電気信号に変換して出力する。制御部５は、スキャナ５００から出力される電気信号を処理して原稿画像に応じた画像データを生成する。制御部５は、生成した画像データに基づいて光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの発光を制御する。

光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、レーザ光（レーザビーム）を対応する感光ドラム２５に照射する。作像部５０３は、各感光ドラム２５を回転駆動し、帯電器によりその表面を帯電する。表面が帯電した感光ドラム２５は、レーザ光の照射により表面に静電潜像が形成される。現像ユニット５１２は、現像剤としてトナーを収容しており、静電潜像にトナーを付着させることで現像する。これにより感光ドラム２５にトナー像が形成される。感光ドラム２５には、それぞれ異なる色のトナー像が形成される。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が感光ドラム２５に形成される。各感光ドラム２５に形成されたトナー像は、中間転写体５１１に重畳して転写される。これにより中間転写体５１１にフルカラーのトナー像が形成される。

給紙搬送部５０５は、給紙カセット或いは手差しトレイ５０９に載置されるシートを中間転写体５１１と接触する位置まで搬送する。シートには、中間転写体５１１に形成されたトナー像が転写される。トナー像が転写されたシートは、定着器５０４に搬送される。定着器５０４は、トナー像をシートに熱圧着する。これによりシートに画像が定着する。画像が定着されたシートは、画像形成装置１の外部に排出される。以上のようにして画像形成装置１は、画像形成処理を行う。

図２は、光走査装置２ａの構成図である。光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、同じ構成であるので、ここでは光走査装置２ａについて説明し、他の光走査装置２ｂ、２ｃ、２ｄについては説明を省略する。

光走査装置２ａは、レーザ回路基板１１、レーザ光を出射する半導体レーザ１２、コリメートレンズ１３、シリンドリカルレンズ１４、回転多面鏡であるポリゴンミラー１５ａ、ｆ−θレンズ１７、反射ミラー１８、集光レンズ１９、及びＢＤ２０を備える。

レーザ回路基板１１には、後述する基準電圧生成回路３３、レーザドライバ３０および半導体レーザ１２が実装されている。半導体レーザ１２のＬＤ１２ａ（後述）から出射されるレーザ光は、コリメートレンズ１３及びシリンドリカルレンズ１４を通過してポリゴンミラー１５ａの反射面に入射する。ポリゴンミラー１５ａは、駆動モータ１５により図中時計回りに回転駆動される。レーザ光は、感光ドラム２５上を矢印方向に走査するようにポリゴンミラー１５ａにより偏向される。ポリゴンミラー１５ａにより偏向されたレーザ光は、ｆ−θレンズ１７を通過し、反射ミラー１８によって反射されることで感光ドラム２５上に導かれる。

ＢＤ２０は、非画像領域を走査するレーザ光を受光するように配置されている。ＢＤ２０は、ポリゴンミラー１５ａによって偏向されたレーザ光Ｌ１をｆ−θレンズ１７および集光レンズ１９を介して受光する。ＢＤ２０は、光電変換素子であり、受光光量に応じた電圧の受光信号であるＢＤ信号２１（あるいは同期信号）を出力する。ＢＤ信号２１は、制御部５に入力される。制御部５は、ＢＤ信号２１を所定の電圧の閾値を用いてパルス信号に変換し、当該パルス信号の生成タイミングに基づいて、各走査周期における画像データに基づいたレーザ光の出射タイミング制御を行う。ＢＤ信号２１は、ポリゴンミラー１５ａの複数の反射面それぞれに偏向されたレーザ光によって生成されるため、ポリゴンミラー１５ａの回転速度が安定している場合、一定周期で出力される。

図３は、半導体レーザ１２を駆動するための制御ブロック図である。レーザ回路基板１１には、レーザドライバ３０、基準電圧生成回路３３、抵抗３７、コンデンサ３８ａ（第１ホールドコンデンサ）、コンデンサ３８ｂ（第２ホールドコンデンサ）、スイッチ４４、抵抗４０、半導体レーザ１２が実装されている。レーザ回路基板１１はケーブルによって制御部５に接続されている。

半導体レーザ１２は、レーザ光を出射する発光素子であるレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という。）１２ａと、ＬＤ１２ａが出射したレーザ光を受光する受光素子であるフォトダイオード（以下、「ＰＤ」という。）１２ｂと、を備える。ＬＤ１２ａは、レーザドライバ３０から供給される電流ＩＬＤの値に応じた光量のレーザ光を出射する。ＰＤ１２ｂは、受光光量に応じた値の電流Ｉｐｄをレーザドライバ３０に入力する。本実施例の半導体レーザ１２は双方向にレーザ光を出射する端面発光型半導体レーザである。半導体レーザ１２が一方の側に出射するレーザ光はコリメートレンズ１３に入射し、他方の側に出射するレーザ光はＰＤ１２ｂに入射する。

レーザドライバ３０は、ＡＰＣ回路３５（電圧制御回路）、スイッチ３６、コンパレータ３９、トランジスタ４１、およびトランジスタ４３を備え、ＬＤ１２ａに電流供給を行う。レーザドライバ３０には、制御部５からＰＷＭ信号であるビデオ信号４２が入力される。ビデオ信号４２は、トランジスタ４１をＯＮ／ＯＦＦさせる信号である。例えば、ビデオ信号４２がＨｉｇｈレベルの場合、ＬＤ１２ａに電流ＩＬＤが流れる。ＬＤ１２ａは、電流ＩＬＤの値に応じた光量のレーザ光を出射する。一方、ビデオ信号４２がＬｏｗレベルの場合、ＬＤ１２ａに電流ＩＬＤが流れない。トランジスタ４１は、ＬＤ１２ａをＯＮ／ＯＦＦさせるためのスイッチであり、実質的に電流増幅機能を備えていないものとする。

コンデンサ３８ａは、ＢＤ２０に入射させるレーザ光をＬＤ１２ａから出射させるために設けられている。一方、コンデンサ３８ｂは、感光ドラム２５上を走査するレーザ光をＬＤ１２ａから出射させるために設けられている。

スイッチ４４は、図４に示す容量切替信号４５に応じて動作する。容量切替信号４５がＬｏｗの場合、スイッチ４４は、端子ａと端子ｂを接続する。端子ａと端子ｂが接続されると、コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａがコンパレータ３９の非反転端子に印加される。一方、容量切替信号４５がＨｉｇｈの場合、スイッチ４４は、端子ａと端子ｃを接続する。端子ａと端子ｃが接続されると、コンデンサ３８ｂの電圧Ｖｃｈ＿ｂがコンパレータ３９の非反転端子に印加される。コンパレータ３９の反転端子は、トランジスタ４３のエミッタ端子および抵抗４０のアノード端子に接続されている。そのため、コンパレータ３９の反転端子の電圧Ｖ−は、抵抗４０のアノード端子の電圧と等しくなる。

電流ＩＬＤの値は、コンデンサ３８ａおよびコンデンサ３８ｂのうちのコンパレータ３９の非反転端子に接続されたコンデンサの電圧と抵抗４０の抵抗値によって規定される。抵抗４０のアノード端子は、トランジスタ４１のエミッタ端子に接続されている。抵抗４０のカソード端子は、接地されている。トランジスタ４１のコレクタ端子はトランジスタ４３のエミッタ端子に接続されている。トランジスタ４３のベース端子はコンパレータ３９の出力端子に接続されている。

コンパレータ３９の反転端子の電圧Ｖ−は、電流ＩＬＤの値と抵抗４０によって規定される。コンパレータ３９は、非反転端子の電圧Ｖ＋と反転端子のＶ−との比較結果に基づいてトランジスタ４３のベース電圧を制御する。つまり、トランジスタ４３のベース電圧は、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧に対応する電圧になるように制御される。このようにトランジスタ４３のベース電圧が制御されることによって、抵抗４０のアノード端子の電圧が制御され、結果として電流ＩＬＤの値が制御される。

次に、ＡＰＣ（Automatic Power Control）について説明する。ＡＰＣは、ＬＤ１２ａが出射するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行される。即ち、本実施例の画像形成装置１におけるＡＰＣは、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧をレーザ光の目標光量に対応する電圧に制御することである。本実施例の画像形成装置１は複数の目標光量が設定されている。複数の目標光量のうちの１つの目標光量はＢＤ２０に入射するレーザ光の目標光量（第１の目標光量）である。また、複数の目標光量のうちの他の目標光量は感光ドラム２５上を走査するレーザ光の目標光量（第２の目標光量）である。本実施例のＡＰＣは、レーザ光の光量を第１の目標光量および第２の目標光量に制御するために、レーザ光の１走査周期中にそれぞれ実行されるシーケンスである。本実施例の画像形成装置１は、レーザ光を第１の目標光量に制御するためのＡＰＣ（後述する第１光量制御モード）とレーザ光を第２の目標光量に制御するためのＡＰＣ（後述する第２光量制御モード）とをレーザ光の１走査周期中にそれぞれ１回ずつ実行する。

制御部５は、ＡＰＣを実行する際にサンプルホールド信号によってスイッチ３６を接続する。制御部５は、ＬＤ１２ａが出射するレーザ光の目標光量に対応する電圧設定信号３１を出力する。本実施例において、電圧設定信号３１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。制御部５は、レーザ光の目標光量に対応するパルス幅のＰＷＭ信号を出力する。

図５（ａ）は、基準電圧生成回路３３の回路構成例示図である。基準電圧生成回路３３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）５２を備える。ＦＥＴ５２のドレイン端子は、固定電圧（例えば、５［Ｖ］）を出力する電圧源５１に接続されている。ＦＥＴ５２のゲート端子は、制御部５に接続されている。ＦＥＴ５２のゲート端子には、制御部５から電圧設定信号３１が入力される。ＦＥＴ５２のソース端子は、抵抗５３の一方の端子、抵抗５５の一方の端子に接続されている。抵抗５５の他方の端子は接地されている。抵抗５３の他方の端子は、コンデンサ５４に接続されている。

ＦＥＴ５２は、ゲート端子に入力されるＰＷＭ信号によってドレイン端子とソース端子とを接続或いは解除するスイッチング動作を実行する。ＦＥＴ５２がＯＮになることによって、ＦＥＴ５２のソース端子の電圧は電圧源５１が出力する電圧５［Ｖ］となる。一方、ＦＥＴ５２がＯＦＦになることによって、ＦＥＴ５２のソース端子の電圧は０［Ｖ］となる。従って、ＦＥＴ５２のソース端子の電圧は、ＰＷＭ信号のデューティー比に応じて５［Ｖ］と０［Ｖ］の２値の間の値を取る。

抵抗５３およびコンデンサ５４は、平滑化回路を構成する電子部品である。平滑化回路は、ＦＥＴ５２のスイッチング動作によって変動するソース端子の電圧を平滑化した電圧ＶｒｅｆをＶｒｅｆ信号３４として出力する。例えば、図５（ｂ）に示すように、ＦＥＴ５２のゲート端子に入力されるＰＷＭ信号のデューティー比１００［％］の場合、Ｖｒｅｆは５［Ｖ］となる。ＦＥＴ５２のゲート端子に入力されるＰＷＭ信号のデューティー比５０［％］の場合、Ｖｒｅｆは２．５［Ｖ］となる。ＦＥＴ５２のゲート端子に入力されるＰＷＭ信号のデューティー比２５［％］の場合、Ｖｒｅｆは１．２５［Ｖ］となる。このようにＰＷＭ信号のパルス幅を制御することによって基準電圧Ｖｒｅｆを目標値に制御することができる。基準電圧生成回路３３によって生成されたＶｒｅｆ信号３４は、レーザドライバ３０に内蔵されたＡＰＣ回路３５に入力される。

制御部５は、ＡＰＣを実行する際にビデオ信号４２をＨｉｇｈレベルに設定する。これにより、ＬＤ１２ａには、コンデンサ３８ｂの電圧Ｖｃｈ＿ｂに対応する値の電流ＩＬＤが流れる。ＬＤ１２ａは、電流ＩＬＤの値に応じた光量のレーザ光を出射する。ＰＤ１２ｂは、当該レーザ光を受光することによって、その光量に応じた値の電流Ｉｐｄ（受光信号）を出力する。ＰＤ１２ｂは、抵抗３７およびＡＰＣ回路３５に接続されている。電流Ｉｐｄは、抵抗３７を介してグランドに流れる。抵抗３７のアノードの電圧Ｖｐｄは、電流Ｉｐｄと抵抗３７の抵抗値によって規定される。ＡＰＣ回路３５には当該電圧Ｖｐｄが入力される。即ち、ＰＤ１２ｂが電流Ｉｐｄを出力することによって、電圧Ｖｐｄが生成される。

ＡＰＣ回路３５は、基準電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｐｄとを比較するコンパレータ（不図示）を内蔵している。ＡＰＣ回路３５は、基準電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｐｄとの比較結果に基づいて、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧を制御する。即ち、ＡＰＣ回路３５は、基準電圧Ｖｒｅｆ＞電圧Ｖｐｄの場合、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧が増加するようにコンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂを充電する。一方、ＡＰＣ回路３５は、基準電圧Ｖｒｅｆ＜電圧Ｖｐｄの場合、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧が減少するようにコンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂから電荷を放電する。ＡＰＣ回路３５は、基準電圧Ｖｒｅｆ＝電圧Ｖｐｄの場合、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧を維持する。

制御部５は、ＡＰＣが終了するとサンプルホールド信号によってスイッチ３６の接続を解除する。スイッチ３６が解除されることによって、コンデンサ３８ａあるいはコンデンサ３８ｂの電圧がホールドされる。

このように レーザドライバ３０がＡＰＣを実行することによって、ＬＤ１２ａが出射するレーザ光の光量を目標光量に制御することができる。なお、通常、ビデオ信号４２に関わらず、ＬＤ１２ａには画像形成中に待機電流としてのバイアス電流が供給されるが、本実施例は説明を簡易にするために、バイアス電流の説明を省略している。

なお、基準電圧生成回路３３は、制御部５に備えられていてもよい。また、基準電圧生成回路３３は、電圧設定信号３１がシリアル又はパラレルのｎビット（ｎは２以上の整数）のデジタル信号である場合、電圧設定信号３１をデジタル−アナログ変換してＶｒｅｆ信号３４を生成してもよい。

次に、光走査装置２ａの起動後のレーザドライバ３０の制御モードについて説明する。制御部５は、ＢＤ信号２１の立ち下がりを起点とするタイミングで光走査装置２ａの制御モードを切り換える。本実施例のレーザドライバ３０の制御モードは、停止（DISCHARGE）モード、第１光量制御モード（ＡＰＣ（１））、第２光量制御モード（ＡＰＣ（２））、ＯＦＦモード、ＶＩＤＥＯモードを含む。制御部５は、制御モードを切り換えるために、当該５つのモードそれぞれに対応する３ｂｉｔのコントロール信号（不図示）をレーザドライバ３０に出力する。レーザドライバ３０は、当該コントロール信号を受け取ることによって制御モードを切り換える。

停止モードは、画像形成をするためのジョブが入力されていない状態における待機モードである。第１光量制御モードは、ＢＤ２０に入射するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行されるモードである。第２光量制御モードは、感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量を目標光量に制御するために実行されるモードである。ＯＦＦモードは、ＬＤ１２ａからレーザ光を出射させないようにトランジスタ４１をＯＦＦに制御するモードである。ＶＩＤＥＯモードは、画像データに基づくレーザ光による感光ドラム２５上の走査が実行されるモードである。ＶＩＤＥＯモードにおいて感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量は、第２光量制御モードにおいて設定される。以下、各モードについて説明する。

図６は、レーザ回路基板１１の制御状態を示すタイミングチャートである。図６（ａ）は、光走査装置２ａの起動時のタイミングチャートを表し、図６（ｂ）は、画像形成中におけるレーザ光の１走査周期のタイミングチャートを表す。図６（ａ）に引き続き図６（ｂ）のタイミングチャートに応じた処理が行われる。レーザドライバ３０の制御状態は、ＢＤ信号２１の立ち下がりを起点として制御部５によって切り換えられる。

光走査装置２ａの起動前において、制御部５は、レーザドライバ３０の制御モードを停止（DISCHARGE）モードに設定する。停止モードにおいて、コンデンサ３８ａおよびコンデンサ３８ｂには電荷が蓄積されていない。画像形成装置１に画像データが入力されることによって、制御部５は、光走査装置２ａのポリゴンミラー１５ａの回転を開始させるべく、モータドライバ１６に加速信号を送信する。制御部５は、光走査装置２ａの起動の際、レーザドライバ３０の制御モードを第１制御モード（ＡＰＣ（１））に設定する。本実施例の画像形成装置１は、ＢＤ信号２１を用いてポリゴンミラー１５ａを目標回転速度で回転させる。ＢＤ２０が出力する受光信号の電圧が閾値を超えないとＢＤ信号２１が生成されない。そのため、当該ＢＤ信号２１が生成されるように、制御部５は、レーザドライバ３０を第１光量制御モードに設定する。

図６（ａ）を用いて、光走査装置２ａの起動時においてレーザドライバ３０が実行する第１光量制御モードを説明する。まず、ポリゴンミラー１５ａの回転速度を安定させるためにＢＤ信号を生成する必要がある。そのため、制御部５は、レーザ駆動回路を第１光量制御モードに制御することによって、光走査装置２ａを、ＢＤ信号を生成可能な状態に移行させる。

制御部５は、第１光量制御モードにおいて、デューティー比１００［％］の電圧設定信号３１を出力する。また、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号を出力する。Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号によってスイッチ３６が接続状態となる。また、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、Ｈｉｇｈレベルのビデオ信号４２を出力する。さらに、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、Ｌｏｗレベルの容量切替信号４５を出力する。Ｌｏｗレベルの容量切替信号４５によって、スイッチ４４は端子ａと端子ｂを接続する。

図６（ａ）において第１光量制御モードが開始された直後、コンデンサ３８ａに電荷がチャージされていないため、抵抗４０の両端に電位差は生じない。そのため、第１制御モード開始直後、ＬＤ１２ａに電流は流れない。従って、ＰＤ１２ｂは、レーザ光の光量に対応する電流Ｉｐｄを出力しない。

ＡＰＣ回路３５には、デューティー比１００［％］の電圧設定信号３１によって生成されたＶｒｅｆ信号３４が入力されている。ＡＰＣ回路３５は、内部のコンパレータによるＶｒｅｆ信号３４の電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｐｄとの比較結果に基づいて、コンデンサ３８ａを充電する。コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａはＡＰＣ回路３５による充電によって増加する。コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａが増加することによって、抵抗４０の両端の電位差が増加する。抵抗４０の両端に電位差が生じることによって、電流ＩＬＤがＬＤ１２ａに流れる。図６（ａ）に示すように、コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａがＡＰＣ回路３５の充電によって増加することで、ＬＤ１２が出射するレーザ光の光量（レーザ出力）が増加する。

第１光量制御モードに設定された間、コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａが徐々に増加していく。コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａの増加に応じてＬＤ１２ａから出射されるレーザ光の光量も増加する。レーザ光の光量がある程度増加することによってＢＤ２０が出力する受光信号が閾値を超えるため、ＢＤ信号２１が生成される。その後、レーザドライバ３０は、Ｖｒｅｆ信号３４の電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｐｄとが等しくなるまでコンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａを制御する。ＢＤ２０が、レーザ光Ｌ１を所定回数検知して、ＢＤ信号２１を所定回数出力すると、レーザ制御モードが第２光量制御モード（ＡＰＣ（２））になり、光走査装置２ａは、１ラインの画像形成時の発光制御を行う（図６（ｂ））。

制御部５は、ＢＤ信号２１が目標周期で生成されるようになったことに応じて、画像形成を開始する。以下、図６（ｂ）を用いて画像形成中にレーザドライバ３０に設定される制御モードについて説明する。図６（ｂ）は、ＢＤ信号の１周期のタイミングチャートを示す図である。画像形成中、レーザドライバ３０は図６（ｂ）に示す制御モードを１走査周期後毎に繰り返す。

図６（ｂ）に示すように、制御部５は、１走査周期内においてレーザドライバ３０の制御モードを、第１光量制御モード、ＯＦＦモード、第２光量制御モード、ＯＦＦモード、ＶＤＯモード、ＯＦＦモード、第１光量制御モードの順に切り換える。

制御部５は、ＢＤ信号２１を生成するためにレーザドライバ３０を第１光量制御モードに設定する。第１光量制御モードは上述したとおりである。制御部５は、最新のＢＤ信号２１を基準に次にレーザ光がＢＤ２０上を走査する少し前にレーザドライバ３０を第１光量制御モードに設定する。レーザ光がＢＤ２０を走査する前にレーザ光の光量がデューティー比１００［％］の電圧設定信号３１に対応する光量に達しており、ＢＤ信号２１はその光量のレーザ光によって生成される。

続いて、図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０を第１光量制御モードからＯＦＦモードに切り替える。ＯＦＦモードにおいて、制御部５は、Ｈｉｇｈレベルのサンプルホールド信号を出力する。レーザドライバ３０は、Ｈｉｇｈレベルのサンプルホールド信号を受け取ることによって、スイッチ３６の接続を解除する。そのため、コンデンサ３８ａの電圧Ｖｃｈ＿ａは、ＯＦＦモードに切り替わる直前の第１光量制御モードにおいて設定された電圧となっている。そして、スイッチ３６が解除されているため、コンデンサ３８ａはＡＰＣ回路３５によって充放電されない。

また、ＯＦＦモードにおいて、制御部５はビデオ信号４２を出力しない。そのため、ＯＦＦモードにおいて、トランジスタ４１がＯＦＦとなり、ＬＤ１２ａには電流ＩＬＤは流れない。さらに、ＯＦＦモードにおいて、制御部５は、デューティー比１００［％］以下の電圧設定信号３１をレーザドライバ３０に出力する。なお、図６（ｂ）は、制御部５がデューティー比２５［％］の電圧設定信号３１を出力している様子を示している。

さらに、制御部５は、ＯＦＦモードの間に容量切替信号４５をＬｏｗからＨｉｇｈに切り換える。Ｈｉｇｈレベルの容量切替信号４５によって、スイッチ４４は端子ａと端子ｃを接続する。

図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０をＯＦＦモードから第２光量制御モードに切り替える。第２光量制御モードにおいて、制御部５は、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号を出力する。レーザドライバ３０は、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号を受け取ることによって、スイッチ３６を接続する。また、第２光量制御モードにおいて、制御部５はＨｉｇｈレベルのビデオ信号４２を出力する。そのため、第２光量制御モードにおいて、トランジスタ４１がＯＮとなり、ＬＤ１２ａには電流ＩＬＤが流れ、ＬＤ１２ａは、電流ＩＬＤの値に応じた光量のレーザ光を出射する。さらに、第２光量制御モードにおいて、切り替わる直前のＯＦＦモードにおいて出力していたデューティー比の電圧設定信号３１を継続して出力する。

第２光量制御モードにおいて、ＬＤ１２ａから出射されたレーザ光は、ＰＤ１２ｂに入射する。ＰＤ１２ｂは、受光した光量に応じた値の電流Ｉｐｄを出力する。ＡＰＣ回路３５には、抵抗３７の一端側の電圧が入力されている。そして、ＡＰＣ回路３５には、デューティー比２５［％］の電圧設定信号３１によって生成されたＶｒｅｆ信号３４が入力されている。ＡＰＣ回路３５は、内部のコンパレータによってＶｒｅｆ信号３４の電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｐｄとの比較結果に基づいて、コンデンサ３８ｂの電圧Ｖｃｈ＿ｂを制御する。

図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０を第２光量制御モードからＯＦＦモードに切り替える。第２光量制御モードとＶＤＯモードとの間のＯＦＦモードにおいて、制御部５は引き続きＨｉｇｈレベルの容量切替信号４５を出力する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０をＯＦＦモードからＶＤＯモードに切り替える。ＶＤＯモードにおいて、制御部５は、直前のＯＦＦモードから引き続きＨｉｇｈレベルのサンプルホールド信号およびＨｉｇｈレベルの容量切替信号４５を出力する。そのため、レーザドライバ３０のスイッチ３６の接続は解除されている。スイッチ３６の接続が解除されているため、コンデンサ３８ｂの電圧ｃｈ＿ｂは、直前の第２光量制御モードにおいて設定された電圧で維持されている。そして、スイッチ３６が解除されているため、コンデンサ３８ｂはＡＰＣ回路３５によって充放電されない。また、容量切替信号４５によって端子ａと端子ｃが接続されているため、コンデンサ３８ｂの電圧がコンパレータ３９の非反転端子に入力される。

ＶＤＯモードにおいて、制御部５は画像データに基づいて生成されたビデオ信号（ＰＷＭ信号）を出力する。そのため、ＶＤＯモードにおいて、トランジスタ４１は、ＶＤＯ信号のパルスに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。トランジスタ４１がＯＮとなる場合、ＬＤ１２ａには電流ＩＬＤが流れる。このときＬＤ１２ａに流れる電流ＩＬＤの値は、第２光量制御モードにおいて設定されたコンデンサ３８ｂの電圧ｃｈ＿ｂに基づく。即ち、ＬＤ１２ａに流れる電流ＩＬＤは、抵抗４０の両端子の電位差および抵抗４０の抵抗値によって規定される。抵抗４０の一端側の電圧はコンデンサ３８ｂの電圧ｃｈ＿ｂに基づく。

続いて、図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０をＶＤＯモードからＯＦＦモードに切り替える。このときのＯＦＦモードにおいて、制御部５は容量切替信号４５をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切り替える。それによって、スイッチ４４は端子ａと端子ｂを接続する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ３０をＯＦＦモードから第１光量制御モードに切り替える。上述したように、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、デューティー比１００［％］の電圧設定信号３１を出力する。また、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号を出力する。Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号によってスイッチ３６が接続状態となる。さらに、制御部５は、第１光量制御モードにおいて、Ｈｉｇｈレベルのビデオ信号を出力する。第１光量制御モードに切り替わる直前における、コンデンサ３８ａの電圧ｃｈ＿ａは、前回の第１光量制御モードによって設定された電圧である。第１光量制御モードにおいて、ＡＰＣ回路３５は、デューティー比１００［％］の電圧設定信号に対応するＶｒｅｆ信号３４の電圧ＶｒｅｆとＶｐｄとの比較結果に基づいてコンデンサ３８ａの電圧ｃｈ＿ａを制御する。

ここで、第２光量制御モードについて説明する。電子写真方式の画像形成装置１は、感光ドラム２５上を露光するレーザ光を、画像形成装置１の状態に応じて制御する必要がある。即ち、感光ドラム２５の経時劣化や画像形成装置１が置かれた環境状態（温度、湿度）によって、感光ドラム２５のレーザ光に対する感度が変化する。また、現像ユニット５１２内部に格納されたトナーの帯電量は環境状態によって変化する。このような変化は、画像形成装置１が出力する画像の濃度と、ユーザが求める画像の濃度と、が異なる要因となる。このような課題を解決するために、電子写真方式の画像形成装置１は、装置の電源ＯＮ直後、所定枚数のシートに画像形成するなどの所定条件を満たしたことに応じてＬＤ１２ａの光量を制御する。例えば、画像形成装置１は、中間転写体５１１上に形成した各色の濃度検出用パターンを形成し、その検出結果に基づいて各色に対応するＬＤ１２ａの光量を制御している。

このように、制御部５が１走査周期内において上述した制御モードの切り替えを実行することによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量制御と感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量制御とを個別に行うことができる。それによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量と感光ドラム２５上を露光するレーザ光の光量の両方を精度良く制御することができる。ＢＤ２０に入射するレーザ光の光量は感光ドラム２５を露光するレーザ光の光量とは無関係に略一定に制御されるため、感光ドラム２５を露光するレーザ光の光量に関わらず主走査方向に画像の書出し位置を略一定にすることができる。感光ドラム２５を露光するレーザ光の光量は、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量より少ない。そのために、Ｖｒｅｆ信号３４の電圧Ｖｒｅｆは、ＢＤ２０に入射させるレーザ光を出射させるときの基準電圧が、感光ドラム２５を露光するレーザ光を出射させるときの基準電圧以上の値となる。

なお、ＢＤ信号２１を生成するための電圧設定信号３１のデューティー比１００［％］でなくても良い。例えばＢＤ信号２１を生成するための電圧設定信号３１のデューティー比は、ＢＤ２０の光電変換素子のゲイン等によって組立時に装置個々に調整されることが望ましい。

次に、半導体レーザ１２の仕様例及び制御目標値の例を示す。

（仕様）
・半導体レーザ１２の発光開始電流Ｉthは、５［ｍＡ］、発光効率ηは０．５［ｍＷ／ｍＡ］である。
・レーザドライバ３０の充放電電流Ｉｄは１［μＡ］、スイッチ４４が接続される端子のリーク電流Ｉ_leakは０．１［μＡ］、電流増幅率αは１００倍、抵抗４０は１０［ｋΩ］である。
・光走査装置２ａの走査時間は、第１発光制御モード時の時間Ｔ１は２５［μＳ］、画像形成モード時の時間Ｔ２は５００［μＳ］である。

（制御目標値）
光量Ｐｏ＝５［ｍＷ］としたときの各レーザ制御モードにおける制御目標値は以下の通りである。
・第１光量制御モード時には、光量波形の立ち上がり時間Ｔｒを５［μＳ］以下とする（第１目標値）。
・画像形成モード時には、光量変動率ΔＰｏを０．５［％］以下とする（第２目標値）。

コンデンサ３８ａの容量は、第１光量制御モードの走査間に発生するコンデンサ３８ａの端子間電圧の変動量ΔＶchａに対して、第１光量制御モードの時間Ｔ１内に収束させる必要がある。そのためには、第１目標値を満足する必要がある。半導体レーザ１２の光量変動率ΔＰｏに対する駆動電流の変動量ΔＩＬＤは式１で示され、ΔＩＬＤは式２に示すコンデンサ３８ａの端子間電圧の変動量ΔＶch_aで決定される。
ΔＩＬＤ＝ΔＰo／η
＝５［ｍＷ］×０．５％／０．５［ｍＷ／ｍＡ］
＝０．０５［ｍＡ］ （式１）
ΔＶch_a＝ΔＩＬＤ×Ｒｓ／α
＝０．０５［ｍＡ］×１０［ｋΩ］／１００
＝０．００５［Ｖ］ （式２）

以上から、コンデンサ３８ａの容量は、小さいほどΔＶch_aに達することが可能であり、光量制御／立ち上がり時間Ｔｒ及び充放電電流Ｉｄから、式３にて導出できる。
コンデンサ３８ａ容量＝Ｔｒ×Ｉｄ／ΔＶch_a
＝５［μＳ］×１［μＡ］／０．００５［Ｖ］≦１０００［ｐＦ］ （式３）

コンデンサ３８ｂは、第２光量制御モードによって制御された電圧Ｖch_bを保持する。半導体レーザ１２の駆動電流はコンデンサ３８ｂの端子間電圧により決定される。第２目標値を満たすためには、コンデンサ３８ｂの端子間電圧の変動量ΔＶch_bを式２で得られる値以下とする必要がある。

変動量ΔＶch_bは、レーザドライバ３０のリーク電流Ｉ_leakと、コンデンサ３８ｂが電荷を蓄積している画像形成モードの時間Ｔ２と、により発生する。コンデンサ３８ｂは、容量が大きいほどΔＶch_bを抑えることが可能であり、画像形成モードの時間Ｔ２及びリーク電流Ｉ_leakとにより、式４から導出できる。
コンデンサ３８ｂ容量＝Ｔ２×Ｉ_leak／ΔＶch_b
＝５００［μＳ］×０．１［μA］／０．００５［Ｖ］≧０．０１［μＦ］ （４）

このように、第１光量制御モードで選択されるコンデンサ３８ａの容量は、第２光量制御モードで選択されるコンデンサ３８ｂの容量よりも小さくする必要がある。以上のようにコンデンサ３８ａ及びコンデンサ３８ｂの容量を設定することで、第１光量制御モード時に立ち上がり時間Ｔｒを５［μＳ］以下とし、画像形成モード時に光量変動率ΔＰｏを０．５％以下とすることができる。

図７は、ＢＤ２０の受光光量Ｐｄと出力遅延時間τｄとの関係の説明図である。ＢＤ２０は、受光光量Ｐｄが１０［μＷ］以下のときにレーザ光Ｌ１を検知することができず、ＢＤ信号２１を出力しない。ＢＤ２０は、光量変動率ΔＰｏを０．５％とすると、受光光量Ｐｄが２０［μＷ］のときにＢＤ信号２１の出力遅延時間τｄが２５［ｎｓ］程度変動する。受光光量Ｐｄが１００［μＷ］のときは、ＢＤ信号の出力遅延時間τｄが５［ｎｓ］程度となり、受光光量Ｐｄが２０［μＷ］のときの１／５程度に出力遅延時間を短縮することができる。

このように、制御部５が１走査周期内においてコンデンサ３８ａとコンデンサ３８ｂとを切り換えることによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量制御と感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量制御とを個別に行うことができる。それによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量と感光ドラム２５上を露光するレーザ光の光量の両方を精度良く制御することができる。

また、ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量と感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量を異なるコンデンサによって制御することによって、それぞれのコンデンサの電圧制御時間の増大を抑制することができる。ＢＤ２０に入射させるレーザ光の光量と感光ドラム２５上を走査するレーザ光の光量を１つのコンデンサによって制御すると、第１光量制御モードによって制御したコンデンサの電圧を基準に第２光量制御モードによってコンデンサの電圧を変化させなければならない。また、第２光量制御モードによって制御したコンデンサの電圧を基準に第１光量制御モードによってコンデンサの電圧を変化させなければならない。ＢＤ２０に入射させるレーザ光の目標光量と感光ドラム２５上を走査するレーザ光の目標光量の差が大きいと、コンデンサの電圧変動量が大きくなり、目標電圧に到達させるための時間が増大するため、それぞれの光量制御時間を長く確保しなければならない。

それに対して、本実施例の画像形成装置は、上述したように２つのコンデンサを切り換えるため、それぞれの光量制御モードを実行するにあたり前の走査周期の同一の光量制御モードで制御した電圧を基準に各コンデンサの電圧を制御することができる。そのために、光量制御時間の増大が抑制される。

（実施例２）

図８は、レーザ回路基板１１の他の構成図である。実施例２のレーザ回路基板１１は、それぞれ発光する複数の発光素子であるＬＤ１２ａ、１２ｃの発光制御を行う。レーザ回路基板１１は、図３のレーザドライバ３０と同じ構成の複数のレーザドライバ６０ａ、６０ｂを備える。レーザドライバ６０ａおよびレーザドライバ６０ｂは１つのＩＣであっても良いし、別体のＩＣであっても良い。レーザドライバ６０ａ、６０ｂの各々の構成は、実施例１のレーザドライバ３０と同じ構成であるので、説明を省略する。制御部５は、２つのレーザドライバ６０ａ、６０ｂのそれぞれに、サンプルホールド信号６２ａ、６２ｂ及びビデオ信号７２ａ、７２ｂを入力する。

レーザ回路基板１１は、２つのレーザドライバ６０ａ、６０ｂの他に、基準電圧生成回路３３及びＰＤ切替器８０を備える。基準電圧生成回路３３は、図３に示すものと同じ構成、機能であり、制御部５から入力される電圧設定信号３１に応じてＶｒｅｆ信号３４を生成する。ＰＤ切替器８０は、制御部５から入力されるＰＤ切替信号８１に応じてＰＤ１２ｂから出力された電流Ｉｐｄを、レーザドライバ６０ａ及びレーザドライバ６０ｂのいずれか一方に入力する。

図９は、図８のレーザ回路基板１１の制御状態を示すタイミングチャートである。図９（ａ）は、光走査装置２ａの起動時のタイミングチャートを表し、図９（ｂ）は、１ラインの画像形成中におけるレーザ光の１走査周期タイミングチャートを表す。図９（ａ）に引き続き図９（ｂ）のタイミングチャートに応じた処理が行われる。レーザ回路基板１１は、制御部５から入力されるサンプルホールド信号６２ａ、６２ｂ及びビデオ信号７２ａ、７２ｂに応じて、ＢＤ信号２１の立ち下がりを起点として半導体レーザ１２の発光制御を行う。本実施例の画像形成装置１は、ＬＤ１２ａから出射されるレーザ光Ｌ１をＢＤ２０に入射させることによってＢＤ信号２１を生成する。ＬＤ１２ｃから出射されるレーザ光Ｌ２はＢＤ信号２１の生成に寄与しない。図９は、ＢＤ２０がＬＤ１２ａから出力されるレーザ光Ｌ１を受光することにより出力するＢＤ信号２１を基準としたタイムチャートである。レーザドライバ６０ａ、６０ｂは、ＢＤ信号２１の立ち下がりを起点として制御状態が決められる。

光走査装置２ａの起動前において、制御部５は、レーザドライバ６０ａ、６０ｂの制御モードを停止（DISCHARGE）モードに設定する。停止モードにおいて、コンデンサ６８ａ、コンデンサ６８ｂおよびコンデンサ６９ａ、コンデンサ６９ｂには電荷が蓄積されていない。

画像形成装置１に画像データが入力されることによって、制御部５は、光走査装置２ａのポリゴンミラー１５ａの回転を開始させるべく、モータドライバ１６に加速信号を送信する。制御部５は、光走査装置２ａの起動の際、レーザドライバ６０ａの制御モードを第１光量制御モード（ＬＤ１−ＡＰＣ（１））に設定する。なお、第１光量制御モードが実行されている間、レーザドライバ６０ｂはＯＦＦモードとなる。また、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すＯＦＦモードは、レーザドライバ６０ａ、６０ｂが共にＯＦＦモードになることを示している。ＯＦＦモードにおいて、制御部５はＬｏｗレベルのビデオ信号７２ａ、７２ｂを出力する。これによって、トランジスタ７１ａ、７１ｂがＯＦＦ状態となり、ＬＤ１２ａに電流ＩLD1は流れず、ＬＤ１２ｃにも電流ＩLD2は流れない。

第１光量制御モード（ＬＤ１−ＡＰＣ（１））において、制御部５は、ビデオ信号７２ａをＨｉｇｈレベルに設定し、ビデオ信号７２ｂをＬｏｗレベルに設定する。これによって、トランジスタ７１ａがＯＮ状態となり、トランジスタ７１ｂがＯＦＦ状態となる。また、第１光量制御モードにおいて、制御部５は、デューティー比１００［％］の電圧設定信号３１を出力する。また、第１光量制御モードにおいて、制御部５は、ＨｉｇｈレベルのＰＤ切替信号８１を出力してＰＤ１２ｂと抵抗６７ａとを接続するとともに、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号６２ａを出力することによってスイッチ６６ａを接続する（サンプル状態）。このとき、サンプルホールド信号６２ｂはＨｉｇｈレベルであり、スイッチ６６ｂは非接続状態である（ホールド状態）。

第１光量制御モードにおいて、レーザドライバ６０ａは、デューティー比１００［％］の電圧設定信号３１が平滑化されたＶｒｅｆ信号３４の値と抵抗６７ａの接地されていない側の端子電圧Ｖｐｄ１との差が低減するように、コンデンサ６８ａを徐々に充電する。コンデンサ６８ａの電圧の増加に応じて、ＬＤ１２ａから出射されるレーザ光Ｌ１の光量も増加する。ＬＤ１２ａから出射されるレーザ光Ｌ１の光量がある程度増加することによってＢＤ２０が出力する受光信号が閾値を超えるため、ＢＤ信号２１が生成される。その後、レーザドライバ３０は、Ｖｒｅｆ信号３４の電圧Ｖｒｅｆと端子電圧Ｖｐｄ１とが等しくなるまでコンデンサ６８ａの電圧を制御する。ＢＤ２０が、レーザ光Ｌ１を所定回数検知してＢＤ信号２１を所定回数出力すると、レーザ制御モードが第２光量制御モード（ＬＤ１−ＡＰＣ（２））になる。光走査装置２ａは、１ラインの画像形成時の発光制御を行う（図９（ｂ））。

制御部５は、ＢＤ信号２１が目標周期で生成されるようになったことに応じて、画像形成を開始する。以下、図９（ｂ）を用いて画像形成中にレーザドライバ６０ａに設定される制御モードについて説明する。レーザドライバ６０ｂについても同様に制御モードが設定される。
図９（ａ）に示す第１の光量制御モード後、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ６０ａを第１光量制御モードからＯＦＦモードに切り替える（図９（ｂ）参照）。その後、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ６０ａの制御モードをＯＦＦモードから第２光量制御モード（ＬＤ１−ＡＰＣ（２））に切り換える。なお、第２光量制御モードが設定されている間、レーザドライバ６０ｂはＯＦＦモードとなる。

第２光量制御モード（ＬＤ１−ＡＰＣ（２））において、制御部５は、ビデオ信号７２ａをＨｉｇｈレベルに設定し、ビデオ信号７２ｂをＬｏｗレベルに設定する。これによって、トランジスタ７１ａがＯＮ状態となり、トランジスタ７１ｂがＯＦＦ状態となる。また、第２光量制御モードにおいて、制御部５は、デューティー比２５［％］の電圧設定信号３１をレーザ回路基板１１に出力する。これによりＶｒｅｆ信号３４の値も電圧設定信号３１のデューティー比１００［％］のときの１／４になる。半導体レーザ１２から出射されるレーザ光の光量も、電圧設定信号３１のデューティー比１００［％］のときの１／４になる。

第２光量制御モードにおいて、制御部５は、ＨｉｇｈレベルのＰＤ切替信号８１を出力してＰＤ１２ｂと抵抗６７ａとを接続するとともに、Ｌｏｗレベルのサンプルホールド信号６２ａを出力することによってスイッチ６６ａを接続する（サンプル状態）。このとき、サンプルホールド信号６２ｂはＨｉｇｈレベルであり、スイッチ６６ｂは非接続状態である（ホールド状態）。

第２光量制御モードにおいて、レーザドライバ６０ａは、デューティー比２５［％］の電圧設定信号３１が平滑化されたＶｒｅｆ信号３４と抵抗６７ａの接地されていない側の端子電圧Ｖｐｄ１とを比較する。レーザドライバ６０ａは、両電圧が等しくなるようにコンデンサ６８ａの電圧を制御する。ここで制御された電圧に基づく値の電流ＩＬＤ１が感光ドラム２５上を走査する期間にＬＤ１２ａに供給される。

その後、制御部５は、ＢＤ信号２１を基準とするタイミングでレーザドライバ６０ａを第２光量制御モードからＯＦＦモードに切り替える（図９（ｂ）参照）。そして、制御部５は、レーザドライバ６０ｂをＯＦＦモードから第３光量制御モード（ＬＤ２−ＡＰＣ（２））に切り替える。

第３光量制御モード（ＬＤ２−ＡＰＣ（２））において、制御部５は、ビデオ信号７２ａをＬｏｗレベルに設定し、ビデオ信号７２ｂをＨｉｇｈレベルに設定する。これによって、トランジスタ７１ａがＯＦＦ状態となり、トランジスタ７１ｂがＯＮ状態となる。また、第３光量制御モードにおいて、制御部５は、デューティー比２５［％］の電圧設定信号３１をレーザ回路基板１１に出力する。これによりＶｒｅｆ信号３４の値も電圧設定信号３１のデューティー比１００［％］のときの１／４になる。半導体レーザ１２から出射されるレーザ光の光量も、電圧設定信号３１のデューティー比１００［％］のときの１／４になる。

第３光量制御モードにおいて、制御部５は、ＬｏｗレベルのＰＤ切替信号８１を出力してＰＤ１２ｂと抵抗６７ｂとを接続するとともに、Ｈｉｇｈレベルのサンプルホールド信号６２ｂを出力することによってスイッチ６６ｂを接続する（サンプル状態）。このとき、サンプルホールド信号６２ａはＬｏｗレベルであり、スイッチ６６ａは非接続状態である（ホールド状態）。

第３光量制御モードにおいて、レーザドライバ６０ａは、デューティー比２５［％］の電圧設定信号３１が平滑化されたＶｒｅｆ信号３４と抵抗６７ａの接地されていない側の端子電圧Ｖｐｄ２とを比較する。レーザドライバ６０ａは、両電圧が等しくなるようにコンデンサ６８ｂの電圧を制御する。ここで制御された電圧に基づく値の電流ＩＬＤ２が感光ドラム２５上を走査する期間にＬＤ１２ｃに供給される。

図９（ｂ）に示すように、本実施例の画像形成装置１は、第１光量制御モードと第２光量制御モードと第３光量制御モードとを、レーザ光の１走査周期中にそれぞれ１回ずつ実行する。画像形成装置１は、第１光量制御モードで、レーザ光Ｌ１を第１の目標光量に制御する。画像形成装置１は、第２光量制御モードで、レーザ光Ｌ１を第２の目標光量に制御する。画像形成装置１は、第３光量制御モードで、レーザ光Ｌ２を第２の目標光量に制御する。

このように、制御部５が１走査周期内において上述した制御モードの切り替えを実行することによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光Ｌ１の光量制御と感光ドラム２５上を走査するレーザ光Ｌ１およびレーザ光Ｌ２の光量制御を個別に行うことができる。それによって、ＢＤ２０に入射させるレーザ光Ｌ１の光量と感光ドラム２５上を露光するレーザ光Ｌ１、Ｌ２の光量の両方を精度良く制御することができる。ＢＤ２０に入射するレーザ光Ｌ１の光量は感光ドラム２５を露光するレーザ光Ｌ１、Ｌ２の光量とは無関係に略一定に制御されるため、感光ドラム２５を露光するレーザ光Ｌ１、Ｌ２の光量に関わらず主走査方向に画像の書出し位置を略一定にすることができる。

１…画像形成装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…光走査装置、５…制御部、１１…レーザ回路基板、１２…半導体レーザ、１３…コリメートレンズ、１４…シリンドリカルレンズ、１５…ポリゴンモータ、１５ａ…ポリゴンミラー、１７…ｆ−θレンズ、２０…ＢＤ、２１…ＢＤ信号、２５…感光ドラム、３０，６０ａ，６０ｂ…レーザドライバ

Claims (8)

1. 感光体と、
   前記感光体を露光するためのレーザ光を出射する発光素子を備える半導体レーザと、
   前記発光素子から出射されたレーザ光を受光し、受光光量に応じた電圧の受光信号を生成する第１の受光素子と、
   前記発光素子から出射されたレーザ光が前記感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、
   同期信号を生成するために前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を受光する第２の受光素子と、
   前記同期信号の生成タイミングに基づいて、前記レーザ光の１走査周期における画像データに基づく前記レーザ光の出射タイミングを制御するタイミング制御手段と、
   第１の基準電圧または第２の基準電圧を出力する出力手段と、
   第１コンデンサと、
   第２コンデンサと、
   前記レーザ光の１走査周期中において、前記第２の受光素子に入射するレーザ光の光量を制御するために前記受光信号の電圧と前記第１の基準電圧とに基づいて前記第１コンデンサの電圧を制御した後、前記感光体を走査するレーザ光の光量を制御するために前記受光信号の電圧と前記第２の基準電圧とに基づいて前記第２コンデンサの電圧を制御する電圧制御手段と、
   前記電圧制御手段が電圧を制御するコンデンサを、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとのうちいずれのコンデンサとするのかを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記第１コンデンサの容量は前記第２コンデンサの容量よりも小さいことを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の基準電圧は前記第２の基準電圧よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記電圧制御手段は、前記第１の基準電圧または前記第２の基準電圧と、前記受光信号の電圧とを比較する比較手段を備えており、
   前記第１コンデンサは、前記第１の基準電圧と前記受光信号の電圧との比較結果に応じて充放電され、
   前記第２コンデンサは、前記第２の基準電圧と前記受光信号の電圧との比較結果に応じて充放電されることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記出力手段は、前記レーザ光の目標光量を設定するための信号のパルス幅に応じて前記第１の基準電圧または前記第２の基準電圧を出力することを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記半導体レーザは複数の発光素子を有しており、
   前記第２の受光素子は前記複数の発光素子から出射されるレーザ光のいずれか１つを受光して前記同期信号を生成することを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記第１コンデンサの電圧および前記第２コンデンサの電圧のいずれか一方に応じた値の電流を前記発光素子に供給する電流供給手段と、
   前記電流供給手段は、前記同期信号が所定回数出力されるまで前記第１コンデンサの電圧に応じた値の電流を前記発光素子に供給し、前記同期信号が所定回数出力されたことに応じて、前記第２コンデンサの電圧に応じた値の電流を前記発光素子に供給することを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 前記レーザ光の１走査周期中において、
   前記出力手段は、前記レーザ光が前記第２の受光素子に入射する前に前記第１の基準電圧を出力し、
   前記出力手段は、前記レーザ光が前記第２の受光素子に入射した後かつ前記レーザ光が前記感光体を走査する前に前記第２の基準電圧を出力することを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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