JP7019365B2

JP7019365B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、光走査装置を有する。光走査装置は、光源から出射される光ビームを回転多面鏡により偏向する。偏向された光ビームは、ｆθレンズを介して感光体上を走査する。レーザ光により走査されることによって感光体上に静電潜像が形成される。一般的に光源には、レーザーダイオード（以下、ＬＤという）が用いられている。ＬＤの発光制御には、画像データに対応した画像信号をデジタルＰＷＭ（パルス幅変調）によって生成し、その画像信号に応じてＬＤをＯＮ／ＯＦＦ制御する周波数変調方法が一般的に用いられている。具体的には、入力された画像データに応じて生成される多値の濃度データを変換テーブル（以下、ＬＵＴという）を用いて２値のＯＮ／ＯＦＦ信号に変換することによって画像信号を生成し、当該画像信号によってＬＤを駆動する。

特許文献１は、記憶手段に格納された変換テーブルに基づいて、画像データの１画素以内でパルス幅変調してＬＤの発光制御を行う画像形成装置を開示している。

特開２００３－１４５８２８号公報

昨今の画像形成装置では、あらゆる環境や装置の状態において安定した画質が求められている。すなわち、環境が変動したり、感光体が交換されたりしても、変動による出力画像の濃度変化が抑制された画像形成装置が求められている。環境（温度、湿度）が変動すると感光体の光に対する感度が変化してしまうため、安定した濃度で画像形成を行うためには、ＬＤの光出力を可変する必要がある。また、長期間画像形成に用いられた交換直前の感光体と交換前の新品の感光体では光に対する感度が異なるため、感光体の感度に応じてＬＤの光出力を可変にする必要がある。このような要求により近年ではＬＤの光出力をワイドレンジに制御可能な画像形成装置が求められている。

従来例のとおり、単一のＬＵＴを用いて所望の露光光量を生成するためには、単位時間当たりの光量である光出力（Ｗ）の定格が大きく、光出力をワイドに制御可能なＬＤを用いる必要がある。一般的に、光出力の定格が大きいＬＤは高価な部品となるため、このようなＬＤを用いることは画像形成装置のコスト削減の妨げになる。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、コスト削減を図りつつ、様々な環境下で安定した画質を得ることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）感光体と、供給される駆動電流の値に応じた光量の光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体上を走査するように光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記光源が出射する光ビームの目標光量を設定する設定部と、濃度を示す階調データを前記濃度に応じた期間前記光源を点灯させるための画像信号に変換するための複数のテーブルを記憶する記憶手段であって、それぞれのテーブルを異なる光量範囲に関連付けて記憶する記憶手段と、前記設定部により設定された目標光量に応じて前記記憶手段に記憶されている前記複数のテーブルの中から一のテーブルを選択し、当該選択したテーブルを用いて前記階調データを前記画像信号に変換する変換手段と、前記画像信号に基づいて駆動電流を前記光源に供給する駆動手段と、を備え、前記感光体に静電潜像を形成するための要求光量レンジが前記光源に供給可能な駆動電流レンジに対応する前記光源の発光可能な光量レンジと前記複数のテーブルとの組み合わせによって得られる光量レンジに含まれるように前記複数のテーブルが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、コスト削減を図りつつ、様々な環境下で安定した画質を得ることができる。

実施例１、２の画像形成装置全体の構成を示す図、ＬＤの構成を示す図実施例１、２の光走査装置全体の構成を示す図実施例１の光走査装置の制御ブロック図実施例１の光走査装置による作像のタイミングチャート実施例１の駆動電流と光出力の特性を示すグラフ、画像信号Ｄｕｔｙと発光光量の特性を示すグラフ実施例１のＬＵＴ生成イメージを示す図実施例１との比較のための従来の発光光量と駆動電流の関係を示す図、所定階調におけるパルス幅と光出力を示す図実施例１の発光光量と駆動電流の関係を示すグラフ実施例１のＬＵＴと画像信号Ｄｕｔｙの範囲を示すグラフ、所定階調におけるパルス幅と光出力を示す図実施例１のＬＵＴ切替え処理を示すフローチャート実施例１の環境センサを有する光走査装置の制御ブロック図実施例１のカウンタを有する光走査装置の制御ブロック図実施例２のＬＵＴをオーバーラップさせた発光光量と駆動電流の関係を示すグラフ、オーバーラップするＬＵＴと画像信号Ｄｕｔｙの範囲を示すグラフ実施例２のＬＵＴ変更有無における駆動電流と発光光量の関係を示す図、駆動電流が異なる場合の画像信号Ｄｕｔｙと発光光量の特性を示すグラフ実施例２の各ＬＵＴで駆動電流範囲が異なる場合の発光光量と駆動電流の関係を示すグラフ、オーバーラップ領域における光量増減の閾値を示すグラフ実施例２のＬＵＴ切替え処理を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

［画像形成装置全体の構成］
実施例１における電子写真方式の画像形成装置１について説明する。図１（ａ）に、画像形成装置１全体の構成を示す。画像形成装置１は、光走査装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、画像制御部５、リーダスキャナ部５００、作像部５０３、定着部５０４、給紙／搬送部５０５から構成される。作像部５０３は、感光体である感光ドラム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを含む。なお、符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。以降、特定の色の部材を説明する場合を除き、符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。リーダスキャナ部５００は、原稿台に置かれた原稿に対して、光を照射して原稿画像を光学的に読み取り、読み取った像のデータを電気信号に変換して画像信号を生成する。

光走査装置２は、画像信号に応じて発光し、感光ドラム２５に照射される。画像制御部５は、光走査装置２の発光制御及び画像信号の生成を行う。作像部５０３は、感光ドラム２５を回転駆動し、帯電器によって帯電させ、光走査装置２によって感光ドラム２５上（感光体上）に形成された潜像をトナーによって可視像に現像しトナー像を形成する。その後、トナー像を作像部５０３内に配備する転写体である中間転写ベルト５１１上（転写体上）に転写する。その際、中間転写ベルト５１１に転写されずに感光ドラム２５上に残ったトナーを回収する。

画像形成装置１は、これらの一連の電子写真プロセスを行う現像ユニット５１２（現像ステーションともいう）を４連備えることで、作像を実現している。イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に並べられた４連の現像ユニット５１２は、イエローステーションの作像開始から所定時間が経過した後に、マゼンタ、シアン、ブラックの作像動作を順次実行していく。このタイミング制御によって、中間転写ベルト５１１上にフルカラーのトナー像が転写される。中間転写ベルト５１１上に形成されたフルカラーのトナー像は、シート上に転写される。定着部５０４は、ローラやベルトの組合せによって構成され、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、中間転写ベルト５１１上からトナー像が転写されたシート上の未定着のトナーを、熱と圧力によって溶解、定着させる。濃度検知手段である濃度センサ４０８については後述する。

［感光ドラムと光走査装置］
実施例１で用いる光源であるレーザーダイオード（以下、ＬＤという）２０１は、図１（ｂ）に示す構造となっており、図中右側へ出射されるレーザー光（フロント光ともいう）によって、画像が印刷される。ＬＤ２０１は、供給される駆動電流の値に応じた光量の光ビームを出射する。ＬＤ２０１からは逆方向にもフロント光の一定の割合の光量でレーザー光が出射されており（リア光ともいう）、リア光は光量検知手段であるフォトダイオード（ＰＤ）３０２に入射される。ただし、ＬＤ２０１の構成はこの構成には限定されない。例えば、フロント光の一部をＰＤ３０２に入射する系であってもよいし、その場合、ＬＤ２０１はリア光を出射しないＬＤでもよい。

実施例１の光走査装置２を図２に示す。ＬＤ２０１から発したフロント光はコリメータレンズ２０２及び絞り２０３により平行光となった上で、シリンドリカルレンズ２０４により感光ドラム２５上に照射されたときに走査方向に長い楕円像となり、所定のビーム径で回転多面鏡２０５に入射する。ここで、走査方向は、感光ドラム２５の回転方向に直交する方向であり、感光ドラム２５の回転軸に平行な方向でもある。回転多面鏡２０５は、矢印の方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した光ビームが連続的に角度を変え、偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなった光はｆθ（エフ・シータ）レンズ２０６、２０７により集光作用を受け、感光ドラム２５上に照射される。

一方、ｆθレンズ２０６、２０７は、同時に走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うため、光ビームは感光ドラム２５上に図の矢印の方向に等速で走査される。なお、ＢＤ（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ）２０９は、ＢＤミラー２０８を介して回転多面鏡２０５からの反射光の一部（破線）を検知するセンサである。ＢＤ２０９が光ビームを検知すると検知信号（以下、ＢＤ信号という）を出力する。ＢＤ信号は、回転多面鏡２０５の回転とデータの書き込みとの同期をとるための同期信号として用いられる。

ＢＤ２０９に入射される光ビームは、回転多面鏡２０５によって感光ドラム２５上の非画像領域に入射される領域を走査する光ビームが用いられる。なお、画像形成のために用いられる光ビームが走査される感光ドラム２５上の領域を画像領域という。

［レーザー駆動回路］
図３に実施例１におけるレーザー駆動回路のブロック図を示す。レーザー駆動回路は、ＢＤ信号を基準として、非画像領域でＬＤ２０１の光量制御（以下、ＡＰＣともいう）を行い、画像領域において画像信号に応じた発光制御を行う。

ＡＰＣの動作（以下、ＡＰＣ動作という）では、ＬＤ２０１を発光させたときの発光光量をＰＤ３０２で検出する。そして、ＰＤ３０２で検出された光量が、ＣＰＵ４０１に設定部である光量設定部４０７から通知される所定の値となるように、ＬＤ２０１に流れる駆動電流の調整を行う。なお、光量設定部４０７は、目標光量の光ビームがＬＤ２０１から出射されるように駆動電流の値を設定する。以下、詳細を説明する。ＰＤ３０２は、ＬＤ２０１の光量に応じてモニタ電流を発生させ、発生したモニタ電流は調整手段であるＡＰＣ制御部４０６に入力される。ＡＰＣ制御部４０６は、入力されたモニタ電流を電流電圧変換により電圧値に変換する。以下、モニタ電流が電流電圧変換された電圧をモニタ電圧という。ＡＰＣ制御部４０６は、モニタ電圧と予め設定されたＡＰＣ基準電圧とを比較し、比較結果に応じてＡＰＣ制御電圧Ｖ_ａｐｃを制御する。ＬＤ駆動部４０５は、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤを発生させ、ＬＤ２０１に駆動電流Ｉ_ＬＤを供給する。ＬＤ駆動部４０５は、画像信号に基づいて、光量設定部４０７が設定した値の駆動電流をＬＤ２０１に供給する駆動手段として機能する。

以上述べたＡＰＣ動作によって、ＬＤ２０１の発光光量が所定の値となるように、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤが自動で調整される。ＡＰＣ動作を行うタイミングは、ＡＰＣ制御部４０６によって制御される。ＣＰＵ４０１は、ＡＰＣ制御部４０６に対して、ＡＰＣ動作のタイミングを設定する。ＡＰＣ制御部４０６は、ＢＤ信号の入力タイミングを基準に内部クロックのカウント動作を行い、ＣＰＵ４０１によって設定されたカウント値に基づき、ＡＰＣ動作のタイミングを制御する。ＡＰＣ動作は、非画像領域中に行われるようにタイミングの設定が成される。以上の動作によって非画像領域中においてＡＰＣ動作が実行され、ＬＤ２０１の発光光量はＡＰＣ基準電圧に応じた光量に制御される。

画像信号に応じた発光制御は、ＡＰＣ動作によって決定されたＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤを、画像信号がオンとなっている期間だけ駆動させることによって、所定の時間ＬＤ２０１を点灯させる発光制御である。以下、詳細を説明する。パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）４００又はリーダスキャナ部５００は、画像処理部４０３に対して画像データを入力する。画像データは、ＲＧＢの色空間によって表現されているデータである。画像処理部４０３は、ＲＧＢの色空間からＹＭＣＫの色空間へと画像データの変換を行う。さらに画像処理部４０３は、ＹＭＣＫの色空間に変換された画像データに対してスクリーン処理を行う。スクリーン処理とは、ドットやラインの数や密度を調整することで、階調表現を行う処理である。このスクリーン処理を行うことで、ＬＤ２０１の発光制御による階調表現が２値（点灯・消灯）であったとしても、各色２５６階調のフルカラーを表現することが可能である。ただし実施例１では、ＬＤ２０１の発光制御による階調表現は、一例として１６階調で行うことを想定している。

次に、画像処理部４０３は、スクリーン処理を施した画像データを画像信号制御部４０４に入力する。画像信号制御部４０４は、ＹＭＣＫ各色の画像データからＬＤ２０１を点灯又は消灯させる所定周波数の画像信号に変換する。次に、画像信号制御部４０４は、ＢＤ信号を基準とした所定のタイミングで、ＬＤ駆動部４０５に画像信号を出力する。このとき、画像信号制御部４０４は、画像信号に対して画像データに応じたＰＷＭ制御を行っており、各階調に対してパルス幅（Ｄｕｔｙ）が決められている。以下、画像信号のパルス幅を画像信号Ｄｕｔｙともいう。ＬＤ駆動部４０５は、画像信号に応じてＬＤ２０１の発光制御を行う。画像信号がオン状態の場合には、ＡＰＣ動作によって決定された駆動電流Ｉ_ＬＤでＬＤ２０１を駆動し、画像信号がオフ状態の場合にはＬＤ２０１をバイアス電流Ｉ_ＢＩＡＳで駆動する。

バイアス電流Ｉ_ＢＩＡＳは、ＬＤ２０１が発光を開始する閾値電流Ｉ_ＴＨ直前に調整されていることが望ましく（Ｉ_ＢＩＡＳ＜Ｉ_ＴＨ）、閾値電流Ｉ_ＴＨに近いほどＬＤ２０１の発光遅延時間を抑えることが可能となる。以上のように、画像領域においては、ＢＤ信号を基準のタイミングとし、ＡＰＣ動作によって決定された駆動電流Ｉ_ＬＤと画像信号のオン・オフのパターンとに基づいてＬＤ２０１の発光制御が行われる。これらのタイミングを簡潔に示したものを図４に示す。図４は、（ｉ）にＢＤ信号、（ｉｉ）にＡＰＣ信号、（ｉｉｉ）に画像信号、（ｉｖ）にＬＤ２０１の発光状態をそれぞれ示し、横軸は時間を示す。図４では、ＢＤ信号とＡＰＣ信号はローレベル（Ｌ）でオンとなり、ハイレベル（Ｈ）でオフとなる。また、画像信号はハイレベル（Ｈ）でオンとなり、ローレベル（Ｌ）でオフとなる。そのため、（ｉｖ）の発光状態は、ＡＰＣ信号がローレベルでかつ画像信号がローレベルである区間でＡＰＣ動作を行い、ＡＰＣ信号がハイレベルでかつ画像信号がローレベルの区間ではオフ（ＯＦＦ）状態である。また、（ｉｖ）の発光状態が画像領域では、ＡＰＣ信号がハイレベルかつ画像信号はハイレベル又はローレベルとなることで、ＬＤ２０１の発光制御を行っている。

［ＬＤ２０１発光ＬＵＴ制御］
ＬＤ２０１の発光制御の説明を行うために、図５（ａ）にＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤに対する光出力の特性を示す。図５（ａ）は、横軸に駆動電流Ｉ_ＬＤ［ｍＡ（ミリアンペア）］を示し、縦軸に光出力［ｍＷ（ミリワット）］を示す。図５（ａ）に示すように、ＬＤ２０１は駆動電流Ｉ_ＬＤが閾値電流Ｉ_ＴＨに到達するまでは、ＬＤ２０１の発光を開始しない、すなわち光出力は略ゼロである。ＬＤ２０１に閾値電流Ｉ_ＴＨより大きな駆動電流Ｉ_ＬＤが流れると、ＬＤ２０１は発振を開始し、ＬＤ２０１の発光が開始される。所定のＬＤ２０１において、所定の駆動電流Ｉ_ＬＤを入力した場合には、所定の光出力が出力される。この際、実施例１の駆動電流Ｉ_ＬＤの最小値をＩ_{ＬＤＭＩＮ１}とし、最大値をＩ_{ＬＤＭＡＸ１}とする。最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}と最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}は、所定の光出力と、ＬＤ２０１とＬＤ駆動部４０５の発光特性と、によって決定される。所定の駆動電流Ｉ_ＬＤでＬＤ２０１を駆動した場合の光出力と、所定の画像信号Ｄｕｔｙによって発光されたＬＤ２０１の発光光量（積算光量）とが、感光ドラム２５上の要求値を満たすように駆動電流Ｉ_ＬＤの範囲が決められる。そのため、最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}より小さな駆動電流で制御する領域や最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}より大きな駆動電流で制御する領域では、所定の発光制御が行われないため、図５（ａ）の使用不可領域丸数字１、丸数字２としている。一方、最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}から最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}までの間の駆動電流Ｉ_ＬＤで制御される領域を使用可能領域として決定している。

ＬＤ２０１とＬＤ駆動部４０５の発光特性として、図５（ｂ）に示すような画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の特性がある。図５（ｂ）には、ＬＤ２０１を所定の周波数、所定の駆動電流Ｉ_ＬＤで駆動する場合において、ＬＤ駆動部４０５に入力される画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の特性を示す。図５（ｂ）は、横軸に画像信号Ｄｕｔｙ［％］、縦軸にＬＤ２０１の発光光量を示す。図５（ｂ）には、所定の駆動電流Ｉ_ＬＤでＬＤ２０１を駆動する場合に、画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量を立ち上げるためには、画像信号Ｄｕｔｙ丸数字１以上でなければならないことを示している。また所定の駆動電流Ｉ_ＬＤでＬＤ２０１を駆動する場合に、発光光量は画像信号Ｄｕｔｙ丸数字２以上になると飽和し、画像信号Ｄｕｔｙが１００％のときと同等の光量で発光することも示す。さらに、ＬＤ２０１の発光が開始されてから発光光量が飽和するまでの区間においては、発光光量は画像信号Ｄｕｔｙに対して完全な線形応答でないことも示す。

図５（ｂ）で示したように、画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の特性は、完全な線形応答ではない。そのため、ＬＤ２０１の発光制御による階調表現を１６階調で行うことを想定する場合において、画像信号Ｄｕｔｙを単純に１６分割し、各階調に割り付けても線形な階調表現を行うことができないことがわかる。そこで、ＬＤ２０１の発光制御を１６階調で行うためには、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ）という）に基づいて画像信号を生成する必要がある。

ＬＵＴは、入力データの階調と、ＬＤ２０１の発光光量に応じた画像信号に対するパルス幅と、を関連付けて保持したテーブルである。図６では、ＬＵＴの決定方法について示している。図６（ａ）は、横軸に画像信号Ｄｕｔｙ［％］を示し、縦軸に発光光量を示すグラフであり、図６（ｂ）は、横軸に０～１５の入力データ（階調データ）（ＬＵＴ）を示し、縦軸に発光光量を示す。図６（ａ）に示すように、画像信号Ｄｕｔｙを１６階調に割り付ける場合、等間隔とはなっていない。図６に示すように、予め取得した画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の特性から、発光光量が線形に１６階調を持つ画像信号Ｄｕｔｙを入力データと紐づけることで、１６階調でＬＤ２０１の発光制御を行う。実施例１では１６階調の発光光量を出力する画像信号ＤｕｔｙのテーブルをＬＵＴと呼ぶこととする。

次に、図６で取得したＬＵＴの設定方法について説明する。ＬＵＴは、メモリ４０２（図３参照）に格納される。メモリ４０２は、濃度を示す階調データを濃度に応じた期間ＬＤ２０１を点灯させるための画像信号に変換するための複数のテーブルを記憶する記憶手段であって、それぞれのテーブルを異なる電流範囲に関連付けて記憶する記憶手段として機能する。メモリ４０２に格納されたＬＵＴは、制御手段であるＣＰＵ４０１によって読み出され、ＣＰＵ４０１が画像信号制御部４０４にＬＵＴを設定する。画像信号制御部４０４は、画像処理部４０３から入力されるスクリーン処理後の画像データに対して、ＬＵＴを参照することで各画素の発光光量に対応する画像信号Ｄｕｔｙを決定する。

［発光光量と駆動電流］
以下、図６（ｂ）の横軸における１階調目の０から１６階調目の１５までの入力データを、Ｄａｔａ０～Ｄａｔａ１５と表記する。図７（ａ）には、図６（ｂ）に示した１６階調目のＤａｔａ１５における発光光量に対するＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの従来例を示す。図７（ａ）は、横軸に発光光量、縦軸にＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤを示す。横軸には所定の発光光量Ｐ_１－１、Ｐ_１－２、Ｐ_１－３と、Ｄａｔａ１５に対する発光光量の要求値の範囲を示し、縦軸には駆動電流Ｉ_ＬＤの最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}と最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}も示す。図７（ａ）に示すように、環境が変動し感光ドラム２５の感度が異なる状態においても安定した画像形成を行うため、画像形成条件によって発光光量の要求値が決定される。従来では、発光光量によらず単一のＬＵＴ（例えばＬＵＴ丸数字１）を用いてＬＤ２０１の発光光量の制御を行っていた。そのため、要求値を満足する光量を制御するために、ＡＰＣ基準電圧を制御してＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤを最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}と最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}の範囲内で変更した。

図７（ｂ）には、発光光量が異なるときの所定の階調における発光の模式図を示す。図７（ｂ）では、図７（ａ）で示した発光光量Ｐ_１－１、Ｐ_１－２、Ｐ_１－３（Ｐ_１－１＜Ｐ_１－２＜Ｐ_１－３）における各階調の画像信号のパルス幅（画像信号Ｄｕｔｙ）と光出力とを示している。感光ドラム２５面の感度に対して要求される光量（要求光量）が大きくなるほど光出力も大きくなる。図５（ａ）に示すように、駆動電流Ｉ_ＬＤが大きいほど光出力は大きくなる。このため、図７（ｂ）では、各波形の縦軸（光出力）はＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの大きさを表してもおり、横軸が時間を表している。そのため、斜線部で示された領域は積算光量であり、この積算光量が要求値を満足するように制御される。

図７（ｂ）によれば、各階調における発光時間（横軸におけるハイレベルの幅）は発光光量Ｐ_１－１、Ｐ_１－２、Ｐ_１－３のいずれの点でも等しい。例えば、３階調目では、発光光量Ｐ_１－１、Ｐ_１－２、Ｐ_１－３によらず発光時間は等しい。これは、発光光量によらず単一のＬＵＴを用いているため、各階調での画像信号Ｄｕｔｙが一定となるためである。また、発光光量が大きくなるにつれて、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤは大きくなる。これは、発光光量の要求値をＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの変更だけで対応する構成のためである。そのため従来の発光制御を用いる構成において、発光光量の要求量が増大すると、駆動電流Ｉ_ＬＤを増加する、つまり光出力を大きくする必要があり、高価なＬＤが必要となった。

そこで実施例１で用いる、ＬＵＴを複数用いる制御の場合の発光光量に対するＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの関係を図８に示す。複数のＬＵＴは、メモリ４０２に記憶されている。実施例１では、ＣＰＵ４０１は、光量設定部４０７の設定光量に応じて複数のテーブルの中から一のテーブルを選択する。具体的には、ＣＰＵ４０１は、光量設定部４０７により設定された駆動電流の値に応じてメモリ４０２に記憶されている複数のテーブルの中から当該駆動電流の値を含む電流範囲に関連付けられた一のテーブルを選択する。ＣＰＵ４０１は、選択したテーブルを用いて階調データを画像信号に変換する変換手段として機能する。図８は図７（ａ）と同様のグラフでありグラフの見方の説明を省略する。図８では、ＬＤ２０１の光出力の定格が小さい場合を想定している。そのため、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの範囲を、
Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}＜Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}＜Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}＜Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}
となる範囲としている。すなわち、図７（ａ）の場合の光出力の定格（Ｉ_{ＬＤＭＩＮ１}＜Ｉ_ＬＤ＜Ｉ_{ＬＤＭＡＸ１}）よりも、実施例１の光出力の定格（Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}＜Ｉ_ＬＤ＜Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}）の方が小さい。このため、光出力の定格が小さいＬＤ２０１では、従来のような駆動電流Ｉ_ＬＤの制御だけでは、発光光量の要求値の範囲に対応することができない。このとき、発光光量Ｐ_２ＭＩＤから発光光量Ｐ_２ＭＡＸまでの範囲に含まれる要求値を満足するＬＵＴをＬＵＴ丸数字２とし、発光光量Ｐ_２ＭＩＮから発光光量Ｐ_２ＭＩＤまでの範囲に含まれる要求値を満足するＬＵＴをＬＵＴ丸数字３とする。図８は、ＬＵＴ丸数字２、ＬＵＴ丸数字３それぞれを単独で用いた場合には、発光光量の要求値の範囲を満たせないことを示している。しかし、２つのＬＵＴを切り替えて使用することで、光出力のレンジが狭いＬＤ２０１を用いた場合においても、適切なタイミングでＬＵＴを変更する、つまり各階調の画像信号Ｄｕｔｙを変更することで、発光光量の要求値を満足することができる。なお、ＬＵＴ丸数字２では、駆動電流Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}に対する発光光量はＰ_２ＭＩＤ、駆動電流Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}に対する発光光量はＰ_２ＭＡＸである。また、ＬＵＴ丸数字３では、駆動電流Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}に対する発光光量はＰ_２ＭＩＮ、駆動電流Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}に対する発光光量はＰ_２ＭＩＤである。以降では、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤの制御のみでは発光光量の要求値の範囲を満たすことができないＬＤ２０１とＬＤ駆動部４０５とを使用した場合に、どのようにＬＵＴを決定（選択）するか（切り替えるか）に関して説明をする。

［ＬＵＴの決定（切り替え）］
図８と図９（ａ）を用いて、図８で示したＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３を求める例を示す。図９（ａ）は図５（ｂ）と同様のグラフであり、グラフの見方の説明を省略する。図９（ａ）では、図８で示した駆動電流Ｉ_ＬＤの最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}で発光光量の要求値の最大値を満たす画像信号ＤｕｔｙをＬＵＴ丸数字２のＭａｘ画像信号Ｄｕｔｙとする。また、最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}の光出力のときＬＵＴ丸数字２のＭａｘ画像信号Ｄｕｔｙでの発光光量を第一光量とする。第一光量で発光したときの画像信号Ｄｕｔｙを１６階調目の画像信号Ｄｕｔｙとして、１６階調でＬＤ２０１の発光制御を行うためのＬＵＴ丸数字２を作成する。

次に、図８に示すＬＵＴ丸数字２を用いてＬＤ２０１の発光制御を行った場合に駆動電流Ｉ_ＬＤの最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}で発光する発光光量を第二光量とする。そして、図９（ａ）において、最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}の光出力時に第二光量で発光する画像信号Ｄｕｔｙを１６階調目の画像信号Ｄｕｔｙとして、１６階調でＬＤ２０１の発光制御を行うためのＬＵＴ丸数字３を作成する。図８に示すように、ＬＵＴ丸数字３において、駆動電流Ｉ_ＬＤを変更した場合に、発光光量の要求値の最小値を満たすことが可能である。以上のように、複数の発光光量の要求値に対して各ＬＵＴの１６階調目の画像信号Ｄｕｔｙを決定することで、ワイドレンジな発光光量を満たす複数のＬＵＴを作成する。

図９（ｂ）には、実施例１における、ＬＵＴ丸数字２、ＬＵＴ丸数字３を用いた場合において、発光光量が異なるときの所定の階調における発光の模式図を示す。図９（ｂ）は図７（ｂ）と同様の図である。図９（ｂ）では、図８で示した発光光量Ｐ_２－１、Ｐ_２－２、Ｐ_２－３（Ｐ_２－１＜Ｐ_２－２＜Ｐ_２－３）における各階調の発光状況を示している。図９（ｂ）では、図７（ｂ）でも示したとおり、各波形の縦軸が駆動電流Ｉ_ＬＤの大きさ（光出力）を表しており、横軸が時間を表している。斜線部で示された領域が積算光量であり、この積算光量が要求値を満足するように制御される。なお、図９（ｂ）のＰ_２－１、Ｐ_２－２、Ｐ_２－３の下の括弧内には、どのＬＵＴを用いているかを示している。

図９（ｂ）では、発光光量によって（言い換えれば感光ドラム２５の要求光量によって）ＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３を切り替えているため、光出力だけでなく、各階調での画像信号Ｄｕｔｙが異なることを示す。図８に示すように発光光量Ｐ_２－２と発光光量Ｐ_２－３においては、同一のＬＵＴ丸数字２を用いているため、図９（ｂ）で各階調における画像信号Ｄｕｔｙは等しく、駆動電流Ｉ_ＬＤ（光出力）が異なるのみである。また、発光光量Ｐ_２－１から発光光量Ｐ_２－２に切り替わる途中で、駆動電流Ｉ_ＬＤ（光出力）が一度小さくなる。これは、発光光量の要求値を駆動電流Ｉ_ＬＤの変更だけでなく、ＬＵＴもＬＵＴ丸数字３からＬＵＴ丸数字２に切り替えて対応する構成のためである。そのため、所定の発光光量を境界にしてＬＵＴがＬＵＴ丸数字３からＬＵＴ丸数字２に切り替わり、積算光量（斜線部の面積）が等しくなるように駆動電流Ｉ_ＬＤが調整され、光出力の振幅は減少している。以上から、光出力のレンジが狭いＬＤ２０１を用いた場合においても、ＬＵＴの切替えを伴う発光制御を行うことで、発光光量の要求値を満たすことができる。

［ＬＵＴ切替え］
実施例１では、画像形成装置が光量調整モードを有し、濃度の検知結果に基づき光量設定を行う構成を想定している。光量調整モードが実行されると、図１（ａ）に示した中間転写ベルト５１１上に画像形成条件が異なる濃度の複数のパッチを含むパッチパターンが形成され、濃度センサ４０８により各パッチの濃度が読み取られる。上述した図３は濃度センサ４０８の検知結果によってＬＵＴを切り替える場合のブロック図である。そこで、濃度センサ４０８により読み取られた濃度の検知結果は光量設定部４０７に出力される。光量設定部４０７は、入力された濃度センサ４０８の検知結果に基づいて適切な設定光量を算出し、ＣＰＵ４０１に入力する。光量設定部４０７は、駆動電流Ｉ_ＬＤと画像信号に対する発光光量を設定する。

以上の光量調整モードによって適切な設定光量が算出され、ＣＰＵ４０１から画像信号制御部４０４とＡＰＣ制御部４０６に光量設定変更命令が行われる。このときの処理を図１０のフローチャートに示す。ステップ（以下、Ｓとする）１４０１でＣＰＵ４０１は、光量設定部４０７から適切な設定光量が入力されると、設定光量変更を実行する。Ｓ１４０２でＣＰＵ４０１は、前回設定した発光光量（前回光量）Ｐ_ｂと新たに光量設定部４０７から入力された（言い換えれば、現在設定しようとしている）発光光量（現在光量）Ｐ_ａとを比較する。Ｓ１４０３でＣＰＵ４０１は、前回設定した発光光量Ｐ_ｂと現在設定しようとしている発光光量Ｐ_ａとの間に、ＬＵＴを切り替えるための第１の閾値である発光光量Ｐ_ＴＨ（以下、閾値Ｐ_ＴＨという）が入っているか否かを判断する。言い換えれば、ＣＰＵ４０１は、前回設定した発光光量Ｐ_ｂから今回設定光量を変更する際に、現在設定しようとしている発光光量Ｐ_ａが閾値Ｐ_ＴＨを通過しているか否かを判断する。

Ｓ１４０３でＣＰＵ４０１は、閾値Ｐ_ＴＨを通過していると判断した場合、処理をＳ１４０４に進める。例えば、図８で閾値Ｐ_ＴＨはＰ_２ＭＩＤである。前回設定した発光光量Ｐ_ｂがＰ_２－１で、今回設定しようとする発光光量Ｐ_ａがＰ_２－２であるとすると、閾値Ｐ_ＴＨを通過することとなる。Ｓ１４０４でＣＰＵ４０１は、ＬＵＴの切替えを行い、処理を終了する。Ｓ１４０３でＣＰＵ４０１は、閾値Ｐ_ＴＨを通過していないと判断した場合、ＬＵＴの切替えを行うことなく処理を終了する。例えば、前回設定した発光光量Ｐ_ｂがＰ_２－２で、今回設定しようとする発光光量Ｐ_ａがＰ_２－３であるとすると、閾値Ｐ_ＴＨを通過していないこととなる。

ここで、あるＬＵＴ_ｂからＬＵＴ_ａに変更する場合には、ＣＰＵ４０１は、画像信号制御部４０４にＬＵＴ_ｂからＬＵＴ_ａに切り替えるよう設定の変更を実行する。また、ＣＰＵ４０１は、ＡＰＣ制御部４０６に対しては、次の数式で決定されるＬＵＴの切替えに伴う駆動電流Ｉ_ＬＤとなるＡＰＣ基準電圧の設定変更を実行する。

ここで、駆動電流Ｉ_ＬＤｂと駆動電流Ｉ_ＬＤａは、各々、前回設定した発光光量Ｐ_ｂと現在設定しようとする発光光量Ｐ_ａを満たすための駆動電流である。発光光量Ｐ_ＬＵＴｂと発光光量Ｐ_ＬＵＴａは、ＬＵＴｂとＬＵＴａを用いて発光させた場合において、同一の駆動電流Ｉ_ＬＤと１６階調の中で同一の階調に相当する画像信号Ｄｕｔｙで発光させたときの発光光量である。そのためＰ_ＬＵＴｂ÷Ｐ_ＬＵＴａは、ＬＵＴの切替えに伴う光量の変更比率に相当する。よって式（１）は、ＬＵＴ切替え前の駆動電流Ｉ_ＬＤｂに対して、発光光量の変更比率と、ＬＵＴ切替えに伴う光量の変更比率との積をとることで、ＬＵＴ切替え後の駆動電流Ｉ_ＬＤａを決定することを示している。発光光量の変更比率はＰ_ＬＵＴｂ／Ｐ_ＬＵＴａであり、ＬＵＴ切替えに伴う光量の変更率はＰ_ｂ／Ｐ_ａである。以上のように、ＬＵＴ切替えを含む光量設定の変更では、ＣＰＵ４０１から画像信号制御部４０４に対してはＬＵＴ変更の実行を、ＡＰＣ制御部４０６に対してはＬＵＴ切替え後に目標の駆動電流Ｉ_ＬＤとなるようにＡＰＣ基準電圧の設定の変更を、それぞれ行う。

実施例１におけるＬＵＴ切替えは、光量調整モードの結果によって要求光量を設定しＬＵＴ切替えを実行した。しかし、ＬＵＴ切替えを実行するタイミングは、光量調整モード実行に限定されない。例えば、画像形成装置１内に温度又は湿度を検知する環境センサを有する場合、次のように制御してもよい。すなわち、環境センサによって温度又は湿度の変動を検知し、温度又は湿度変動の予測制御によって要求光量を設定し、ＬＵＴ切替えを行ってもよい。これは、トナーの帯電量が湿度によって変動し必要光量が変化するため、画像形成装置１の湿度を検知することで、トナーの帯電量に対する必要な発光光量が予測できるためである。

また、水蒸気量に大きく変化がないと考えられる場合には、温度変動を検知することによって湿度変動が検知できるため、温度変動に基づいて発光光量を予測することも可能である。以降では、環境センサによって温度を検知することによって、ＬＵＴ切替えを実行する例について説明する。図１１には環境検知手段である環境センサ１５０１によりＬＵＴ切替えを実行する場合のブロック図を示す。環境センサ１５０１は、温度センサ及び／又は湿度センサを有している。なお、図３と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。環境センサ１５０１から温度の検知結果が光量設定部４０７に出力される。また、メモリ４０２には温度に応じた光量設定テーブルを格納しておくことで、光量設定部４０７は温度に応じたＬＵＴ切替えを含む光量設定を行う。光量設定部４０７が算出した設定光量はＣＰＵ４０１に出力される。ＣＰＵ４０１のその後は、図１０に示したフローチャートに従って、ＬＵＴ切替えを含む光量設定変更を行う。

上述した処理では、温度に基づいて発光光量を予測したが、湿度に基づいて発光光量を予測してもよい。湿度に基づいて発光光量を予測する場合には、メモリ４０２に湿度に応じた光量設定テーブルを格納しておくことで、温度検知時と同様の光量設定変更が可能である。

また、プリンタ枚数をカウントし、プリント数（画像形成数）に応じた濃度変化の予測制御において要求光量を設定し、ＬＵＴ切替えを行ってもよい。これは、プリント枚数と発光光量の関係を実験的に算出しておくことで、プリント枚数による予測制御を行う。図１２には、カウンタ部であるカウンタ１６０１によってプリント数をカウントすることで、ＬＵＴ切替えを実行する場合のブロック図を示す。なお、図３と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。カウンタ１６０１から光量設定部４０７にプリント数が出力される。このとき、メモリ４０２には、実験的に算出したプリント枚数に応じた光量設定テーブルを格納しておくことで、光量設定部４０７はプリント枚数に応じたＬＵＴ切替えを含む光量設定を行う。光量設定部４０７が算出した設定光量はＣＰＵ４０１に出力される。ＣＰＵ４０１は、図１０に示したフローチャートに従って、ＬＵＴ切替えを含む光量設定変更を行う。

以上のように、実施例１では、要求される発光光量に応じて、駆動電流Ｉ_ＬＤのみならず、画像信号ＤｕｔｙのテーブルであるＬＵＴも要求値に応じて切り替える。これにより、光出力レンジの狭いＬＤとＬＤ駆動部を用いた場合においても、ワイドレンジな光量制御による画像制御を実現することができる。以上、実施例１によれば、コスト削減を図りつつ、様々な環境下で安定した画質を得ることができる。

次に、実施例２を説明する。実施例１では駆動電流Ｉ_ＬＤだけなく、ＬＵＴも切り替えることでワイドレンジな光量制御を実現した。しかし、所定の発光光量を出力する際には、各ＬＵＴ間で境界（上述した閾値Ｐ_ＴＨ）が存在するため、ＬＵＴの境界付近で発光光量が行き来すると、発光制御（ＬＵＴ）が頻繁に変更されることとなる。また、実施例１では駆動電流Ｉ_ＬＤを全ＬＵＴ共通で使用した。これにより、各ＬＵＴ内では駆動電流Ｉ_ＬＤの違いによってＬＵＴによる発光制御の線形性が異なるため、ＬＵＴの階調性が崩れるおそれがある。

実施例２では、各ＬＵＴの範囲を発光光量の要求値に対してオーバーラップさせることで、濃度変化が激しい場合においても発光制御の安定性を高める。さらに駆動電流Ｉ_ＬＤの区間を各ＬＵＴで調整することで、画像信号に対する発光光量のバラツキを抑え、入力データに対してより線形性を確保したＬＵＴの作成を行う。なお、実施例２における画像形成装置１の構成は、実施例１の構成と同様であるので、その説明を省略する。

［各ＬＵＴのオーバーラップ］
図１３（ａ）に各ＬＵＴがオーバーラップするＬＵＴを持つ構成における、発光光量に対する駆動電流Ｉ_ＬＤの関係を示す。図１３（ａ）のグラフは図８と同様のグラフであり、グラフの見方の説明を省略する。図１３（ａ）は図８で示した関係に、新たにＬＵＴ丸数字４というＬＵＴを追加して各ＬＵＴをオーバーラップさせたときの図である。図１３（ａ）に示すＬＵＴ丸数字４は、ＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３が１６階調目に有する画像信号Ｄｕｔｙの略中間の画像信号Ｄｕｔｙが１６階調目の画像信号Ｄｕｔｙに値することを想定している。これにより、ＬＵＴ丸数字３とＬＵＴ丸数字４とがオーバーラップし、ＬＵＴ丸数字４とＬＵＴ丸数字２とがオーバーラップする。

図１３（ｂ）には、駆動電流Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}で駆動電流Ｉ_ＬＤを制御する場合における画像信号に対する発光光量の関係と、ＬＵＴ丸数字４を求める範囲を示す。図１３（ｂ）のグラフは図９（ａ）のグラフと同様のグラフであり、グラフの見方の説明を省略する。図１３（ｂ）を参照すれば、第三光量を発光する画像信号Ｄｕｔｙを１６階調目として、１６階調の発光テーブルであるＬＵＴ丸数字４を作成している。ＬＵＴ丸数字４では、最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}の光出力のときのＭａｘ画像信号Ｄｕｔｙでの発光光量を第三光量とする。

次に、ＬＵＴ切替えに関する留意点に関して説明する。図１４（Ａ）にはＬＵＴ切替え有無の光量変更における駆動電流Ｉ_ＬＤと所定階調における画像信号Ｄｕｔｙの関係を示す。図１４（Ａ）（ａ）は通常時（ＬＵＴの変更を伴わない場合）における光量変更の場合を示し、光量変更前から光量変更後においては駆動電流Ｉ_ＬＤを変更することで発光光量を変更している。図１４（Ａ）（ａ）ではＬＵＴ切替えがないため、画像信号Ｄｕｔｙに変更がなく、発光時間も変更がないことを示している。

次に図１４（Ａ）（ｂ）に示すＬＵＴ切替えを用いた光量変更では、光量変更前から光量変更後においては、駆動電流Ｉ_ＬＤの変更に加えて、発光時間の変更も行っている。これは、例えばＬＵＴ丸数字２からＬＵＴ丸数字４に切り替えているため、所定階調における画像信号Ｄｕｔｙが異なることから発光時間が異なることによる。さらに式（１）で示したように、所定の比率で駆動電流Ｉ_ＬＤの変更も行うため、駆動電流Ｉ_ＬＤも変更をしている。よってＬＵＴ切替えを行う場合には、ＬＵＴ切替えを行わない場合に比べて変更するパラメータが増え、想定する値に対して誤差が大きくなると考えられる。そのため、仮にＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３の境の発光光量を行き来するケースを想定すると、ＬＵＴ丸数字４を有しない構成では、その都度ＬＵＴ切替えを伴う光量変更が行われるため、駆動電流Ｉ_ＬＤの変更のみの場合に比べて好ましくない状態にある。

しかし、図１３（ａ）に示すようにＬＵＴ丸数字４を有する構成では、各ＬＵＴが発光光量に対してオーバーラップしている。このため、所定の発光光量の要求値付近で発光光量が行き来するケースを想定しても、オーバーラップしているどちらかのＬＵＴを使用して駆動電流Ｉ_ＬＤのみを制御すればよいため、発光制御の安定性を高めることが可能となる。図１４（Ａ）では、発光光量を小さくする制御について示したが、発光光量を大きくする場合においても同様である。また、図１３（ａ）ではＬＵＴ丸数字４を追加することで各ＬＵＴをオーバーラップさせたが、ＬＵＴがオーバーラップすればよいため、この限りではない。例えば、ＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３がオーバーラップするようにＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３を作成してもよい。

［ＬＵＴ駆動電流Ｉ_ＬＤ調整］
図１４（Ｂ）に駆動電流Ｉ_ＬＤが異なる場合における画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の関係を示す。図１４（Ｂ）は、横軸に画像信号Ｄｕｔｙ［％］、縦軸に発光光量［％］を示す。ただし、駆動電流Ｉ_ＬＤが異なると発光光量が大きく異なるため、各発光光量を画像信号Ｄｕｔｙ１００％時の発光光量で正規化したものを発光光量％として示している。実施例１でも述べたように、ＬＤ２０１とＬＤ駆動部４０５の発光特性は駆動電流Ｉ_ＬＤによって異なり、図１４（Ｂ）に示すように、駆動電流Ｉ_ＬＤが大きいときほど、略線形領域での線形性がよい。また、駆動電流Ｉ_ＬＤの値が異なると、同一の画像信号Ｄｕｔｙで発光していても発光光量％が異なり、特性に乖離があることがわかる。以上のことから、駆動電流Ｉ_ＬＤを使用する範囲を限定することで、画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量の特性バラツキを抑えることが可能となり、入力データに対してより線形性を確保したＬＵＴの作成が可能となる。

図１５（ａ）には、ＬＵＴ丸数字２、ＬＵＴ丸数字３、ＬＵＴ丸数字４を有し、各ＬＵＴを同一の最小値Ｉ_{ＬＤＭＩＮ}から最大値Ｉ_{ＬＤＭＡＸ}の範囲で駆動電流Ｉ_ＬＤの制御を行わない構成における発光光量に対する駆動電流Ｉ_ＬＤの関係を示す。図１５（ａ）は図１３（ａ）と同様のグラフである。

ＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字４、ＬＵＴ丸数字４とＬＵＴ丸数字３は、図１２で示したようにオーバーラップ領域を有している。図１５（ａ）によれば、ＬＵＴ丸数字２はＩ_{ＬＤ２ＭＡＸ}＝Ｉ_{ＬＤＭＡＸ２}からＩ_{ＬＤ２ＭＩＮ}まで駆動電流Ｉ_ＬＤを制御する。また、ＬＵＴ丸数字３はＩ_{ＬＤ３ＭＡＸ}からＩ_{ＬＤ３ＭＩＮ}＝Ｉ_{ＬＤＭＩＮ２}まで駆動電流Ｉ_ＬＤを制御する。そして、ＬＵＴ丸数字４はＩ_{ＬＤ４ＭＡＸ}からＩ_{ＬＤ４ＭＩＮ}まで駆動電流Ｉ_ＬＤを制御している。この点、図１３（ａ）では、どのＬＵＴにおいても、同一のＩ_{ＬＤＭＡＸ２}からＩ_{ＬＤＭＩＮ２}まで駆動電流Ｉ_ＬＤを制御していた構成と異なる。このように、ＬＵＴごとに使用する駆動電流Ｉ_ＬＤの範囲を限定することで、画像信号Ｄｕｔｙに対する発光光量のバラツキを抑え、入力データに対してより線形性を確保したＬＵＴを作成する。実施例２では、３つのＬＵＴで光量制御を行うことを想定したが、ＬＵＴは複数であればよく、これに限定されない。また、駆動電流Ｉ_ＬＤの範囲と最小値、最大値を各ＬＵＴで異なるように設定したが、ＬＵＴ間で同一の範囲、又は同一の最小値、最大値を用いてもよく、これらに限定されない。さらに、各ＬＵＴのオーバーラップ量は各ＬＵＴ間で決定することができるため、図１５（ａ）に示したようにＬＵＴ丸数字４がＬＵＴ丸数字２とＬＵＴ丸数字３の略中央に位置する必要はない。

［オーバーラップ有のＬＵＴ切替え］
実施例２においても図１０で示したフローチャートのように、各ＬＵＴ間で単一の閾値を用いてＬＵＴ切替えを行うことは可能である。しかし、発光光量に対して各ＬＵＴがオーバーラップしているため、図１５（ｂ）に示すような判断基準を加えることも可能である。図１５（ｂ）には、第１ＬＵＴと第２ＬＵＴとのオーバーラップ領域を拡大した発光光量と駆動電流Ｉ_ＬＤとの関係を示している。図１５（ｂ）に示すように、ＬＵＴのオーバーラップ領域内で２つの閾値、第２の閾値である閾値Ｐ_ＴＨＵと第３の閾値である閾値Ｐ_ＴＨＤを設定する。閾値Ｐ_ＴＨＵは、発光光量が増加したときに用いられる閾値であり、光量増加変更閾値Ｐ_ＴＨＵという。閾値Ｐ_ＴＨＤは、発光光量が減少したときに用いられる閾値であり、光量減少変更閾値Ｐ_ＴＨＤという。これらは、Ｐ_ＴＨＵ＞Ｐ_ＴＨＤという関係となっている。そのため、光量増加変更閾値Ｐ_ＴＨＵ付近で発光光量変動が発生したとしても、第１ＬＵＴと第２ＬＵＴとを行き来する制御になることはない。光量減少変更閾値Ｐ_ＴＨＤに関しても同様のことがいえる。よって、実施例２のようにＬＵＴ切替えの閾値を設けることで、ヒステリシスを有するＬＵＴ切替えを行うことが可能となり、制御の安定性を増すことができる。

図１６には、ＣＰＵ４０１から画像信号制御部４０４とＡＰＣ制御部４０６に光量設定変更命令が行われた際のフローチャートを示している。実施例２においても、画像形成装置１が実施例１と同様に光量調整モードを有し、濃度検知結果に基づき光量設定を行う構成を想定している。なお、Ｓ２３０１、Ｓ２３０２の処理は、図１０のＳ１４０１、Ｓ１４０２の処理と同様であり、説明を省略する。

Ｓ２３０３でＣＰＵ４０１は、前回設定した発光光量Ｐ_ｂから現在設定しようとしている発光光量Ｐ_ａの光量変化が増加したか否か（減少か）を判断する。Ｓ２３０３でＣＰＵ４０１は、設定光量が増加していない（減少している）と判断した場合には、処理をＳ２３０４に進める。Ｓ２３０４でＣＰＵ４０１は、設定光量がＬＵＴ間の光量減少変更閾値Ｐ_ＴＨＤを通過しているか否かを判断する。Ｓ２３０４でＣＰＵ４０１は、設定光量が光量減少変更閾値Ｐ_ＴＨＤを通過していると判断した場合には、処理をＳ２３０６に進め、ＬＵＴ切替えを行う。Ｓ２３０４でＣＰＵ４０１は、光量減少変更閾値Ｐ_ＴＨＤを通過していないと判断した場合、ＬＵＴの切替えを行うことなく処理を終了する。あるＬＵＴ_ｂからＬＵＴ_ａに変更する場合には、ＣＰＵ４０１は、画像信号制御部４０４に対してＬＵＴ_ｂからＬＵＴ_ａに設定の変更を実行する。また、ＡＰＣ制御部４０６に対しては、式（１）で決定されるＬＵＴ切替えに伴う駆動電流Ｉ_ＬＤとなるＡＰＣ基準電圧の設定変更を実行する。

Ｓ２３０３でＣＰＵ４０１は、設定光量が増加していると判断した場合は、処理をＳ２３０５に進め、ＬＵＴ間の光量増加変更閾値Ｐ_ＴＨＵを通過しているか否かを判断する。Ｓ２３０５でＣＰＵ４０１は、発光増加変更閾値Ｐ_ＴＨＵを通過していると判断した場合、処理をＳ２３０６に進め、ＬＵＴ切替えを行う。Ｓ２３０５でＣＰＵ４０１は、発光増加変更閾値Ｐ_ＴＨＵを通過していないと判断した場合、ＬＵＴの切替えを行うことなく処理を終了する。

以上のように設定光量の増減方向を判断しながらヒステリシスを有するＬＵＴ切替えを行うことで、単一の閾値でＬＵＴ切替えを行う場合に比べて、安定した発光制御を行うことが可能である。実施例２では、発光光量に対して閾値（Ｐ_ＴＨＵ、Ｐ_ＴＨＤ）を設けてＬＵＴ切替えを行ったが、ＬＤ２０１の駆動電流Ｉ_ＬＤに対して閾値を設けることも可能であるため、この限りではない。さらに、プリント枚数や温度又は湿度を検知する構成を有する場合において、プリント枚数や温度又は湿度に基づいて閾値を動的に変更させる、又は条件ごとに閾値を設ける構成としてもよい。実施例１同様に、環境センサ１５０１を有する構成は、図１１に示し、カウンタ１６０１を有する構成は図１２に示す。また、実施例２では各ＬＵＴがオーバーラップ領域を有し、かつ駆動電流Ｉ_ＬＤの範囲が各ＬＵＴで異なるようにＬＵＴの作成を行ったが、それぞれに独立で用いてもよく、組み合わせて用いることに限定されない。

以上のように、各ＬＵＴがオーバーラップ領域を有し、さらに駆動電流Ｉ_ＬＤの使用範囲を各ＬＵＴで限定する構成に関して説明を行った。これにより、入力データに対して線形性の良いＬＵＴを作成し、安定した発光制御を行いながらも、光出力レンジの狭いＬＤとＬＤ制御部を用いてワイドレンジな発光光量制御による画像制御を実現することができる。以上、実施例２によれば、コスト削減を図りつつ、様々な環境下で安定した画質を得ることができる。

２０１ＬＤ
３０２ＰＤ
４０１ＣＰＵ
４０２メモリ
４０４画像信号制御部
４０５ＬＤ駆動部
４０６ＡＰＣ制御部
４０７光量設定部

Claims

感光体と、
供給される駆動電流の値に応じた光量の光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームが前記感光体上を走査するように光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記光源が出射する光ビームの目標光量を設定する設定部と、
濃度を示す階調データを前記濃度に応じた期間前記光源を点灯させるための画像信号に変換するための複数のテーブルを記憶する記憶手段であって、それぞれのテーブルを異なる光量範囲に関連付けて記憶する記憶手段と、
前記設定部により設定された目標光量に応じて前記記憶手段に記憶されている前記複数のテーブルの中から一のテーブルを選択し、当該選択したテーブルを用いて前記階調データを前記画像信号に変換する変換手段と、
前記画像信号に基づいて駆動電流を前記光源に供給する駆動手段と、
を備え、
前記感光体に静電潜像を形成するための要求光量レンジが前記光源に供給可能な駆動電流レンジに対応する前記光源の発光可能な光量レンジと前記複数のテーブルとの組み合わせによって得られる光量レンジに含まれるように前記複数のテーブルが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする画像形成装置。
前記記憶手段には、前記複数のテーブルとして第１のテーブルと第２のテーブルとが記憶されており、
前記変換手段は、前記設定部により設定された前回の発光光量と前記設定部により設定された今回の発光光量との間に第１の閾値が入っている場合に、前記第１のテーブルから前記第２のテーブルへ、又は、前記第２のテーブルから前記第１のテーブルへ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記変換手段は、前記設定部により設定された前回の発光光量から前記設定部により設定された今回の発光光量が増加した場合において、前記前回の発光光量と前記今回の発光光量との間に第２の閾値が入っている場合に、前記テーブルの切替えを行い、前記前回の発光光量から前記今回の発光光量が減少した場合において、前記前回の発光光量と前記今回の発光光量との間に前記第２の閾値よりも小さい第３の閾値が入っている場合に、前記テーブルの切替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記感光体上に形成されたトナー像が転写される転写体と、
前記転写体上に転写されたトナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、
を備え、
前記設定部は、前記濃度検知手段の検知結果に基づいて前記目標光量を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
湿度を検知する環境検知手段を備え、
前記設定部は、前記環境検知手段の検知結果に基づいて前記目標光量を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記環境検知手段は、湿度センサを有し、
前記環境検知手段は、前記湿度センサによって湿度を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記環境検知手段は、温度センサを有し、
前記環境検知手段は、前記温度センサにより検知した温度変動に基づいて湿度変動を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
画像形成数をカウントするカウンタ部を備え、
前記設定部は、前記カウンタ部によりカウントした画像形成数に基づいて前記目標光量を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記光源から出射された光ビームの光量を検知する光量検知手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。