JP6642053B2

JP6642053B2 - 半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6642053B2
Application number: JP2016017010A
Authority: JP
Inventors: 智彦釜谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-02-01
Also published as: US20170219951A1; US9983503B2; JP2017136694A

Description

本発明は、半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置に関し、詳細には、面発光型半導体レーザを駆動する半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置は、半導体レーザを半導体レーザ駆動部で駆動して、一様に帯電されている感光体に、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射することで、感光体表面上に静電潜像を形成する。画像形成装置は、感光体にトナー等の現像剤を付与して静電潜像を現像してトナー画像を生成し、該トナー画像を用紙等の被記録媒体に転写することで、画像形成する。

このような電子写真式の画像形成装置は、一般的に、その搭載する半導体レーザ駆動部が、ＡＰＣ（Auto Power Control）回路を備えている。半導体レーザ駆動部は、ＡＰＣ回路により、レーザ光源の駆動電流をレーザ光源の光量調整を行う調整値に応じて調整する調整電流を制御して、所定光量でレーザ光源を駆動させるＡＰＣ処理を行う。

また、画像形成装置は、光学系ばらつき及び感光体の帯電ばらつきによって画像品質の劣化が発生するため、半導体レーザ駆動部が、これら光学系ばらつき及び感光体の帯電ばらつきを補正するシェーディング補正を行う。なお、この光学系ばらつきは、レーザ光源から露光面に向かって出射されたレーザ光が、露光面までの途中に設けられているレーザ光を偏向する偏向素子やレンズの特性の影響を受けて、レーザ光源から一定の光量で出射されていても、露光面で、その光量が一定ではなくなることをいう。半導体レーザ駆動部は、一般的には、画像領域において主に駆動電流（スイッチング電流）を制御することで、シェーディング補正を行う（特許文献１等参照）。

そして、画像形成装置は、画像形成の高速化を図るために、レーザ光源部として、面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の主走査方向及び副走査方向に複数配列されたレーザ光源を備えたレーザ光源部を備えるようになってきている。

画像形成装置は、このような面発光型半導体レーザを備えている場合においても、各レーザ光源に対して、ＡＰＣ処理やシェーディング補正処理を行う必要がある。ところが、全てのレーザ光源に対して、ＡＰＣ処理やシェーディング補正を行うと、回路規模が大きくなり、コストが高くなる。

そこで、従来の面発光型半導体レーザを用いた画像形成装置においては、半導体レーザ駆動部は、主走査方向において数画素単位でシェーディング補正を行うことで、コストの削減を図っている。

しかしながら、上記従来技術にあっては、面発光型半導体レーザを用いている場合、半導体レーザ駆動部が、コスト削減のために、主走査方向数画素単位でのみシェーディング補正を行っている。したがって、主走査方向においてシェーディング補正の実行されないレーザ光源が存在し、シェーディング補正の実行されないレーザ光源に、光量不足等の不正光源が存在するおそれがある。このようなシェーディング補正の実行されない不正のレーザ光源が主走査方向において存在すると、主走査及び副走査して、用紙等の被記録媒体に画像を形成したときに、副走査方向に連続するスジ（以下、縦スジという。）が発生し、画像品質が劣化する。ところが、面発光型半導体レーザの全てのレーザ光源に対して、シェーディング補正を行うと、回路規模が増大し、コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行うことを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の半導体レーザ駆動装置は、副走査方向をチャネル方向として該チャネル方向に複数の光源が配設され、該光源のチャネルが主走査方向に複数配設されて、各光源がそれぞれ駆動電流に応じた光量のレーザ光を出射する光源手段と、前記チャネル毎にそのチャネルの前記光源へ供される前記駆動電流を、シェーディング補正値に基づいて補正するシェーディング補正手段と、前記各光源の光量調整値に応じて前記駆動電流を調整する光量調整手段と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行うことができる。

本発明の第１実施例を適用した画像形成装置の概略構成図。画像形成装置の要部ブロック図。ＶＣＳＥＬの平面図。半導体レーザ駆動部の要部回路図。全光源を共通タイミングでシェーディング補正したときのドットずれの一例を示す図。グループ毎にシェーディング補正したときのドットずれの一例を示す図。第２実施例の半導体レーザ駆動部の腰部回路図。図７の半導体レーザ駆動部の実装上の要部回路図。半導体チップに実装した半導体レーザ駆動部の一例を示す図。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

図１〜図６は、本発明の半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置の第１実施例を適用した画像形成装置１の概略構成図である。

図１において、画像形成装置１は、給紙ユニット２、プリンタユニット３、制御部４、電源部５及び操作表示部６（図２参照）等を備えている。なお、画像形成装置１は、図示しないスキャナユニット及びＡＤＦ（Auto Document Feeder）を備えていてもよい。

給紙ユニット２は、複数（図１では、２つ）の給紙トレイ２１、２２及び搬送部２３等が設けられており、各給紙トレイ２１、２２には、各種サイズの用紙（被記録媒体）Ｐが、任意の給紙方向で収納される。

プリンタユニット３は、４連ドラム方式（タンデム方式）のフルカラープリンタユニットであって、レーザ書込部３１、画像形成部３２、定着部３３、収納部３４等を備えており、給紙ユニット２の各給紙トレイ２１、２２から搬送部２３により搬送されてきた用紙Ｐの上面に画像形成部３２で画像形成した後、定着部３３で定着して、本体内部に取り付けられている排紙トレイ３５に送り出す。

画像形成部３２は、無端ベルト状の第１転写ベルト３２ａに沿ってＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋが順次配列されている。第１転写ベルト３２ａは、一対の支持ローラ３２ｃ、３２ｄ及びテンションローラ３２ｅに張り渡されており、図１に矢印で示す反時計方向に回転駆動される。上記作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋは、一対の支持ローラ３２ｃ、３２ｄの間に配設されており、テンションローラ３２ｅには、第１転写ベルト３２ａ上に残留する残留トナーを除去する転写体クリーニング部３２ｆが配設されている。各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋは、番号を付与していないが、それぞれ図１に矢印で示す時計方向に回転する感光体の周囲に、感光体を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを供給する現像部、感光体上のトナー像を第１転写ベルト３２ａに順次重ね合わせて転写させる転写ローラ等が配設されている。各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋは、帯電ローラによって一様に帯電された感光体に、レーザ書込部３１から各色の画像データに基づいて変調されたレーザ光が対応する色の感光体に照射されて静電潜像が形成される。画像形成部３２は、該静電潜像の形成された感光体に現像部から対応する色のトナーを供給して各感光体上に対応する色のトナー画像を形成し、該各トナー画像を転写ローラによって第１転写ベルト３２ａ上に順次重ね合わせて転写することで、カラートナー画像を形成する。なお、画像形成部３２は、ブラックの作像ユニット３２ｂｋのみを用いて、単色黒のみの画像を形成する場合もある。レーザ書込部３１は、後述するようにＶＣＳＥL（面発光型半導体レーザ）５３（図２、図３参照）が用いられている。

第１転写ベルト３２ａの図１の右側方には、２次転写部３６の第２転写ベルト３６ａが配設されており、２次転写部３６は、第１転写ベルト３２ａ及び第２転写ベルト３６ａを挟んで支持ローラ３２ｄと対向する位置に２次転写ローラ３６ｂが配設されている。画像形成部３２は、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとの間には、給紙ユニット２から送り出されてきた用紙Ｐが、レジストローラ２４でタイミング調整されて送られてくる。

なお、第２転写ベルト３６ａは、矢印方向に移動可能に、支持ローラ及び駆動ローラ（符号略）間に支持、張架されている。

画像形成部３２は、第１転写ベルト３２ａ上のカラートナー画像を、２次転写ローラ３６ｂの転写電圧によって、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとの間に搬送されてきた用紙Ｐに転写し、第２転写ベルト３６ａは、トナー画像の転写された用紙Ｐを定着部３３に搬送する。

定着部３３は、図示しない定着ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラ３３ａ及び定着ローラ３３ａに所定の当接圧で当接されて定着ローラ３３ａとともに回転する加圧ローラ３３ｂ等を備えている。定着部３３は、定着ヒータにより所定の定着温度に加熱されている定着ローラ３３ａと加圧ローラ３３ｂとの間に搬送されてきたトナー画像の転写されている用紙Ｐを、加熱しつつ加圧搬送することで、該トナー画像を用紙Ｐに定着させる。定着部３３は、トナー画像定着後の用紙Ｐを排紙トレイ３５に送り出す。

なお、図１において、収納部３４は、補給用の各色のトナーが収納されており、収納部３４の各色のトナーは、図示しない粉体ポンプにより、作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋの対応する色の現像部に搬送される。

そして、画像形成装置１は、図２に示すように、プリンタユニット３、制御部４及び操作表示部６が、図２に示すようにブロック構成されている。なお、図２には示していないが、画像形成装置１は、上記給紙ユニット２、電源部５等を備えている。

制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３、操作Ｉ／Ｆ（インターフェイス）４４、不揮発性メモリ４５、プリンタＩ／Ｆ４６及び外部Ｉ／Ｆ４７等を備えている。制御部４は、各部が、バス４８により接続される。

また、プリンタユニット３は、本体Ｉ／Ｆ５１、駆動制御部５２、ＶＣＳＥＬ５３、搬送制御部５４及び用紙搬送部５５等を備えている。なお、駆動制御部５２及びＶＣＳＥＬ５３は、ＶＣＳＥＬ５３の駆動を制御する半導体レーザ駆動部（半導体レーザ駆動装置）６０を構築している。

電源部５は、外部商用電源から画像形成装置１で使用する交流及び直流の内部電源電力を生成し、制御部４及びプリンタユニット３等の各部へ必要な内部電源電力を供給する。

まず、制御部４について説明する。ＲＯＭ４２は、画像形成装置１の基本プログラム、特に、半導体レーザ駆動制御プログラム等のプログラム及び必要なし無データ等を格納している。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２内のプログラムに基いて、ＲＡＭ４３をワークメモリとして利用しつつ、画像形成装置１の各部を制御して、画像形成装置１としての基本動作を制御するとともに、半導体レーザ駆動部６０の動作を制御する。

ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１のワークメモリとして利用されるとともに、プリンタユニット３で画像形成する１ページ分の描画データが展開されるページメモリとしても利用される。

操作Ｉ／Ｆ４４は、操作表示部６が接続される。

操作表示部６は、各操作の行われる操作キー、操作内容や画像形成装置１からユーザに通知する各種情報の表示されるディスプレイ及び各種ボタンやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を備えている。

操作Ｉ／Ｆ４４は、操作表示部６での各種操作内容を取得して、ＣＰＵ４１へ通知し、ＣＰＵ４１からの表示情報を操作表示部６へ渡してディスプレイへ表示させる。

不揮発性メモリ４５は、画像形成装置１の電源がオフの場合にも記憶内容を保持し、例えば、受信したり読み取った画像データやその他のデータを記憶する。

プリンタＩ／Ｆ４６は、プリンタユニット３の本体Ｉ／Ｆ５１に接続され、描画データ、設定制御信号、処理状況信号等の授受を行う。

外部Ｉ／Ｆ４７は、コンピュータ等のホスト装置に接続されているネットワークＮＷに接続され、ＣＰＵ４１の制御下で、ホスト装置との間で、データの授受等を行う。

ＣＰＵ４１は、外部Ｉ／Ｆ４７がホスト装置から受信した画像データや図示しないスキャナが読み取った画像データに基づいて、プリンタユニット３で画像を用紙に記録出力させる。

次に、プリンタユニット３について、説明する。本体Ｉ／Ｆ５１は、制御部４のプリンタＩ／Ｆ４６に接続され、プリンタＩ／Ｆ４６との間で、描画データ、設定制御信号、処理状況信号等の授受を行う。

搬送制御部５４は、各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋの感光体の回転駆動を制御し、また、用紙搬送部５５を駆動制御する。用紙搬送部５５は、作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋの支持ローラ３２ｃ、３２ｄ及び２次転写部３６の各ローラ３６ｂ等を駆動する。

駆動制御部５２は、本体Ｉ／Ｆ５１を介して制御部４からの各種駆動信号に基づいて、ＶＣＳＥＬ５３の駆動を制御する。

ＶＣＳＥＬ（光源手段）５３は、同一の半導体チップ上に複数の光源（半導体レーザ）を格子状に配置した面発光型半導体レーザである。ＶＣＳＥＬ５３は、例えば、図３に示すように、複数の光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が斜め格子状に配置されている。

光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０は、レーザ書込部３１に配設されており、出射するレーザ光は、各色に対応した数だけ発生される。光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０から出射されたレーザ光は、図示しないポリゴンミラーにより偏向されて、反射ミラーで反射され、シリンドリカルレンズで集光された後に感光体ドラムに照射される。

なお、図３において、ＶＣＳＥＬ５３の光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０は、主走査方向及び副走査方向に２次元配列されている。すなわち、光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４、Ｌｄ５〜Ｌｄ１２、Ｌｄ１３〜Ｌｄ２０、Ｌｄ２１〜Ｌｄ２８、Ｌｄ２９〜Ｌｄ３６、Ｌｄ３７〜Ｌｄ４０が、主走査方向に並んだ状態で、図３に実線で囲んで示すグループＧａ〜Ｇｈ毎に、副走査方向に配設されている。すなわち、光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０は、副走査方向をチャネル方向として該チャネル方向に複数の光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が配設され、該光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０のチャネルが主走査方向に複数配設されている。本実施例においては、このチャネルを、それぞれグループＧａ〜Ｇｈとしている。なお、グループＧａには、光源Ｌｄ５、Ｌｄ１３、Ｌｄ２１、Ｌｄ２９、Ｌｄ３７が、グループＧｂには、光源Ｌｄ６、Ｌｄ１４、Ｌｄ２２、Ｌｄ３０、Ｌｄ３８が、グループＧｃには、光源Ｌｄ７、Ｌｄ１５、Ｌｄ２３、Ｌｄ３１、Ｌｄ３９が、グループＧｄには、光源Ｌｄ８、Ｌｄ１６、Ｌｄ２４、Ｌｄ３２、Ｌｄ４０が、グループＧｅには、光源Ｌｄ１、Ｌｄ９、Ｌｄ１７、Ｌｄ２５、Ｌｄ３３が、グループＧｆには、光源Ｌｄ２、Ｌｄ１０、Ｌｄ１８、Ｌｄ２６、Ｌｄ３４が、グループＧｇには、Ｌｄ３、Ｌｄ１１、Ｌｄ１９、Ｌｄ２７、Ｌｄ３５が、グループＧｈには、Ｌｄ４、Ｌｄ１２、Ｌｄ２０、Ｌｄ２８、Ｌｄ２９、Ｌｄ３６が、それぞれ属している。

半導体レーザ駆動部６０は、図４に示すように回路構成されており、ＶＣＳＥＬ５３の各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０は、駆動制御部５２により駆動される。駆動制御部５２は、グループＧａ〜Ｇｈ毎に、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈを備えているとともに、光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎の個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６等を備えている。

グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈは、そのグループＧａ〜Ｇｈに属する各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対するシェーディング補正値に応じたシェーディング補正電流を、対応するグループＧａ〜Ｇｈの個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６へ出力する。

個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対する画像データに応じた基準電流を生成する。また、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、該基準電流を、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈからのシェーディング補正電流により補正する。個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、シェーディング補正した基準電流を、個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６へ出力する。したがって、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈ及び個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、全体として、シェーディング補正手段として機能している。

個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６は、各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０の光量調整を行う調整値に応じた調整電流を生成する。個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６は、調整電流を、対応する個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６へ出力する。

個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６は、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６からのシェーディング補正された基準電流に、対応する個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６からの調整電流を加算して、最終駆動電流として、対応する光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０へ供給する。

したがって、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６は、全体として、光量調整手段として機能している。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、その半導体レーザ駆動部６０が、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行う。

画像形成装置１は、ＡＰＣ処理機能を備えており、ＣＰＵ４１の制御下で、適宜のタイミングで、ＡＰＣ調整用の調整値を取得して、駆動制御部５２の図示しないメモリに保管する。また、画像形成装置１は、シェーディング補正機能を備えており、ＣＰＵ４１の制御下で、適宜のタイミングで、シェーディング補正値取得処理を行って、駆動制御部５２の図示しないメモリに保管する。

画像形成装置１は、画像形成する場合、スキャナで読み取った画像データや外部から受信した画像データから制御部４のＣＰＵ４１が、プリンタユニット３で画像形成可能な描画データと制御信号を生成して、プリンタＩ／Ｆ４６から本体Ｉ／Ｆ５１へ渡す。

プリンタユニット３は、搬送制御部５４が、用紙搬送部５５を制御して用紙Ｐの搬送を制御する。

そして、半導体レーザ駆動部６０は、駆動制御部５２が、画像データである描画データに基づいて各レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０の基準駆動電流を生成するとともに、基準駆動電流のＡＰＣ調整値に基づく調整と、シェーディング補正値に基づく補正を行う。

半導体レーザ駆動部６０は、上記縦スジの発生を防止した状態で、シェーディング補正を行うために、図３及び図４に示したように、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０をグループＧａ〜Ｇｈに分けて、グループＧａ〜Ｇｈ毎にシェーディング補正を行っている。

すなわち、半導体レーザ駆動部６０は、半導体レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が、図３に示したように、斜め格子状に配置されており、副走査方向に並んだ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎に、グループＧａ〜Ｇｈに分けられている。

そして、半導体レーザ駆動部６０は、その駆動制御部５２が、図４に示したように、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎に、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６が配設されている。

そして、これらの各部が、グループＧａ〜Ｇｈ毎に、分けられて、グループＧａ〜Ｇｈ毎に、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈが配設されている。各グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈは、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６が接続されている。

そして、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈは、そのグループＧａ〜Ｇｈに属する各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対するシェーディング補正値に応じたシェーディング補正電流を、対応するグループＧａ〜Ｇｈの個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６へ出力する。

個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対する画像データに応じた基準電流を生成する。また、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、該基準電流を、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈからのシェーディング補正電流により補正する。

そして、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、シェーディング補正した基準電流を、個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６へ出力する。

したがって、画像形成装置１は、半導体レーザ駆動部６０によって、主走査方向への走査中に副走査単位でシェーディング補正することができる。その結果、全てのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に個別にシェーディング補正回路を設けることなく、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行うことができる。

なお、図３において、グループＧａとグループＧｈでは、主走査方向に物理的なビーム間隔を有しているため、シェーディング補正を全てのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対して、共通に行って、１画素単位で縦スジの補正を行おうとすると、ドット形成に該当ビーム間隔分のズレが生じる。

例えば、図３に示したレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０を、全て共通チャネルの共通シェーディングデータタイミングと形成ドットで、ドット形成した場合、例えば、図５に示すように、物理的なビーム間隔分だけ濃度強度ドットのズレが発生する。なお、図５は、各列の最上段の光源Ｌｄ５、Ｌｄ６、Ｌｄ７、Ｌｄ８、Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３、Ｌｄ４が同時に濃度強のドット形成をシェーディング補正で実行しようとしたときに、物理的なビーム間隔分だけ、濃度強ドットのズレが発生している状態が示されている。また、図５は、光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０の配列間隔が、例えば、２０〜３０um程度であり、１２００ｄｐｉの１〜１．５dotのギャップである場合が示されている。

ところが、本実施例の画像形成装置１の半導体レーザ駆動部６０は、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０をグループＧａ〜Ｇｈに分けて、図６に示すように、グループＧａ〜Ｇｈ毎にシェーディング補正を行っている。

したがって、図６に示すように、グループＧａ〜Ｇｈ毎に、シェーディング補正を行うことができ、ドットズレの発生を抑制しつつシェーディング補正を行うことができる。その結果、縦スジ等の補正をより一層適切に行うことができ、画像品質を向上させることができる。

なお、上記説明においては、全てのグループＧａ〜Ｇｈに、シェーディング補正回路であるグループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈを設けているが、全てのグループＧａ〜Ｇｈに、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈを設ける場合に限るものではない。例えば、１グループおきに、グループ補正電流生成部、すなわち、シェーディング補正回路を設けてもよく、このようにすると、シェーディング補正回路の回路規模を、半分に削減することができる。

このように、本実施例の画像形成装置１は、その半導体レーザ駆動部６０が、副走査方向をチャネル方向として該チャネル方向に複数の光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が配設され、該光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０のチャネル（グループＧａ〜Ｇｈ）が主走査方向に複数配設されて、各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０がそれぞれ駆動電流に応じた光量のレーザ光を出射するＶＣＳＥＬ（光源手段）５３と、前記チャネル（グループＧａ〜Ｇｈ）毎にそのチャネルの前記光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０へ供される前記駆動電流を、シェーディング補正値に基づいて補正する個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６及びグループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈからなるシェーディング補正手段と、前記各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０の光量調整値に応じて前記駆動電流を調整する個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６からなる光量調整手段と、を備えている。

したがって、全てのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に個別にシェーディング補正回路を設けることなく、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行うことができる。

また、本実施例の半導体レーザ駆動部６０は、上記光量調整手段及び上記シェーディング補正手段として、デジタル／アナログ変換回路が用いられている。

したがって、より簡単な構成で、コストを抑制しつつ、縦スジの発生を防止したシェーディング補正を行うことができる。

図７及び図８は、本発明の半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置の第２施例を示す図であり、図７は、本発明の半導体レーザ駆動装置及び画像形成装置の第２施例を適用した画像形成装置の半導体レーザ駆動回路７０の要部回路図である。

なお、本実施例は、上記第１レジスト同様の画像形成装置１及び半導体レーザ駆動回路６０に適用したものであり、本実施例の説明においては、第１実施例と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その説明を簡略化または省略する。また、本実施例の説明において、図示しない部分についても、必要に応じて、第１実施例で用いた符号を使用して説明する。

図７において、本実施例の半導体レーザ駆動回路７０は、半導体レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が、第１実施例の場合と同様に、副走査方向に並んだ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎に、グループＧａ〜Ｇｈにグループ分けされている。

半導体レーザ駆動部７０は、グループＧａ〜Ｇｈに分けられたレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０と駆動制御部７１を備えている。

駆動制御部７１は、第１実施例と同様の光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎の個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６を備えているとともに、光学補正電流生成部６１ａａと、グループＧａ〜Ｇｈ毎の縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈと、を備えている。

光学補正電流生成部６１ａａは、全レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に共通に適用される通常の光学系ばらつきを補正するための光学系補正値Ｐｈに応じた光学系補正電流を、各縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈに出力する。したがって、光学補正電流生成部６１ａａは、第１シェーディング補正手段として機能している。

縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈは、光学補正電流生成部６１ａａからの光学系補正電流に、各グループＧａ〜Ｇｈ毎の縦スジ補正値Ａｓ〜Ｈｓに応じた縦スジ補正電流を加算して、対応するグループＧａ〜Ｇｈの個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６へ出力する。したがって、縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈは、第２シェーディング補正手段として機能している。

個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６は、第１実施例と同様であり、生成する基準電流を、グループ補正電流生成部６１ａ〜６１ｈからのシェーディング補正電流により補正する。

個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６は、第１実施例と同様であり、各光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０の光量調整を行う調整値に応じた調整電流を生成する。

個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６は、第１実施例と同様であり、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６からのシェーディング補正された基準電流に、対応する個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６からの調整電流を加算して、最終駆動電流として、対応する光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０へ供給する。

なお、上記図７の半導体レーザ駆動部７０は、実際の回路としては、図８に示すように組み込まれることとなる。すなわち、半導体レーザ駆動部７０は、光学補正電流生成部６１ａａ、縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈとして、ＤＡＣ（digital analog convertor）が用いられている。また、半導体レーザ駆動部７０は、その他の個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６も、ＤＡＣが用いられている。

そして、半導体レーザ駆動部７０は、１チップの半導体として構築する際に、図９に示すように、その駆動制御部７１の個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６の配置を、グループＧａ〜Ｇｈに合わせてレイアウトすることが、小型化を向上させる上で、重要である。

図９では、グループＧａ〜Ｇｈのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎に、個別基準電流生成補正部６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６、個別調整電流生成部６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６及び個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６がまとめられている。なお、図９では、個別加算部６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６については、記載が省略されている。

これらのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０毎の回路が、グループＧａ〜Ｇｈ毎にまとめられて、縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈに接続され、さらに、光学補正電流生成部６１ａａに接続されている状態でレイアウトされている。

このようにすると、１チップ化した半導体レーザをより一層小型化することができる。

すなわち、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、その駆動制御部７１が、通常の光学系ばらつきを補正するための光学補正電流生成部６１ａａが１つと、縦スジ補正専用の縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈが、各グループＧａ〜Ｇｈ毎に設けられている。そして、一般的に、通常の光学系ばらつき補正光量範囲よりも、縦スジ補正の光量範囲の方が小さいことが多い。そこで、本実施例では、補正範囲の広い光学補正電流生成部６１ａａを１つ、補正範囲の狭い縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈをグループＧａ〜Ｇｈ毎に設けている。

したがって、回路規模が増大するのをより一層抑制することができる。

なお、本実施例においては、駆動制御部７１は、１つの光学補正電流生成部６１ａａで、通常の光学系ばらつきを補正している。ところが、駆動制御部７１は、複数の光学補正電流生成部６１ａａを設けて、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０を複数のグループに分けて、通常の光学系ばらつきを補正してもよい。

このように、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、前記シェーディング補正手段が、前記全てのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０または適宜に選択された複数のレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０へ供給される駆動電流を同時にシェーディング補正する光学補正電流生成部（第１シェーディング補正手段）６１ａａと、前記チャネル（グループＧａ〜Ｇｈ）毎にそのチャネルのレーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０へ供される駆動電流をシェーディング補正する縦スジ補正電流生成部（第２シェーディング補正手段）６１ｂａ〜６１ｂｈと、を備え、該光学補正電流生成部６１ａａと該縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈは、直列に配設されている。

したがって、コストと回路規模を抑制しつつ、縦スジの発生をより一層適切に防止したシェーディング補正を行うことができる。

また、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、光学補正電流生成部６１ａａが、縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈのシェーディング補正値よりも大きいシェーディング補正値で、駆動電流を補正する。

したがって、回路規模を良い一層抑制しつつ、縦スジの発生をより一層適切に防止したシェーディング補正を行うことができる。

さらに、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、縦スジ補正電流生成部６１ｂａ〜６１ｂｈが、光学補正電流生成部６１ａａが駆動電流を補正する補正速度よりも速い補正速度で該駆動電流を補正する。

したがって、駆動電流のシェーディング補正をスムーズに処理することができ、回路規模をより一層抑制しつつ、速やかに縦スジの発生をより一層適切に防止したシェーディング補正を行うことができる。

また、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、前記第１シェーディング補正手段及び前記第２シェーディング補正手段が、デジタル／アナログ変換回路が用いられている。

したがって、より簡単でな構成でコストを削減しつつ、縦スジの発生をより一層適切に防止したシェーディング補正を行うことができる。

さらに、本実施例の半導体レーザ駆動部７０は、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０が、チャネル（グループＧａ〜Ｇｈ）毎に纏められた状態で半導体素子の端面に構築され、シェーディング補正手段が、前記チャネル毎に、その出力が、レーザ光源Ｌｄ１〜Ｌｄ４０に対応する状態で、該半導体素子に構築されている。

したがって、半導体レーザ駆動部７０を構築する半導体素子を小型化することができ、縦スジの発生をより一層適切に防止したシェーディング補正を小型の半導体素子で行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１画像形成装置
２給紙ユニット
３プリンタユニット
４制御部
５電源部
６操作表示部
２１、２２給紙トレイ
２３搬送部
３０エンジン部
３１レーザ書込部
３２画像形成部
３２ａ第１転写ベルト
３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｋ作像ユニット
３２ｃ、３２ｄ支持ローラ
３２ｅテンションローラ
３３定着部
３３ａ定着ローラ
３３ｂ加圧ローラ
３４収納部
３５排紙トレイ
３６ａ第２転写ベルト
４０制御部
４１ＣＰＵ
４２ＲＯＭ
４３ＲＡＭ
４４操作Ｉ／Ｆ
４５不揮発性メモリ
４６プリンタＩ／Ｆ
４７外部Ｉ／Ｆ
４８バス
５１本体Ｉ／Ｆ
５２駆動制御部
５３ＶＣＳＥＬ
５４搬送制御部
５５用紙搬送部
６０半導体レーザ駆動部
Ｐ用紙
Ｌｄ１〜Ｌｄ４０光源
Ｇａ〜Ｇｈグループ
６１ａ〜６１ｈグループ補正電流生成部
６２ａ５、６２ａ１３、６２ａ２１、６２ａ２９、６２ａ３７、〜、６２ｈ４、６２ｈ１２、６２ｈ２０、６２ｈ２８、６２ｈ３６個別基準電流生成補正部
６３ａ５、６３ａ１３、６３ａ２１、６３ａ２９、６３ａ３７、〜、６３ｈ４、６３ｈ１２、６３ｈ２０、６３ｈ２８、６３ｈ３６個別調整電流生成部
６４ａ５、６４ａ１３、６４ａ２１、６４ａ２９、６４ａ３７、〜、６４ｈ４、６４ｈ１２、６４ｈ２０、６４ｈ２８、６４ｈ３６個別加算部
７０半導体レーザ駆動部
７１駆動制御部
６１ａａ光学補正電流生成部
６１ｂａ〜６１ｂｈ縦スジ補正電流生成部

特許第５５６８９４５号公報

Claims

副走査方向をチャネル方向として該チャネル方向に複数の光源が配設され、該光源のチャネルが主走査方向に複数配設されて、各光源がそれぞれ駆動電流に応じた光量のレーザ光を出射する光源手段と、
前記チャネル毎にそのチャネルの前記光源へ供される前記駆動電流を、シェーディング補正値に基づいて補正するシェーディング補正手段と、
前記各光源の光量調整値に応じて前記駆動電流を調整する光量調整手段と、
を備えていることを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
前記シェーディング補正手段は、
前記全ての光源または適宜に選択された複数の光源へ供給される前記駆動電流を同時にシェーディング補正する第１シェーディング補正手段と、
前記チャネル毎にそのチャネルの前記光源へ供される前記駆動電流をシェーディング補正する第２シェーディング補正手段と、
を備え、該第１シェーディング補正手段と該第２シェーディング補正手段は、直列に配設されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ駆動装置。
前記第１シェーディング補正手段は、
前記第２シェーディング補正手段の前記シェーディング補正値よりも大きいシェーディング補正値で、前記駆動電流を補正することを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ駆動装置。
前記第２シェーディング補正手段は、
前記第１シェーディング補正手段が前記駆動電流を補正する補正速度よりも速い補正速度で該駆動電流を補正することを特徴とする請求項２または請求項３記載の半導体レーザ駆動装置。
前記半導体レーザ駆動装置は、
前記光量調整手段及び前記シェーディング補正手段として、デジタル／アナログ変換回路が用いられていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ駆動装置。
前記第１シェーディング補正手段及び前記第２シェーディング補正手段は、
デジタル／アナログ変換回路が用いられていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
前記半導体レーザ駆動装置は、
前記光源が、前記チャネル毎に纏められた状態で半導体素子の端面に構築され、
前記シェーディング補正手段は、
前記チャネル毎に、その出力が、前記光源に対応する状態で、前記半導体素子に構築されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置。
半導体レーザ駆動部により、画像データに応じたレーザ光を感光体に照射して画像形成する画像形成装置であって、
前記半導体レーザ駆動部として、請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体レーザ駆動装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。