JPH07319086A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチビームＬＤアレイの各ビームにより形
成されるトナードット径を各々等しくし、良質な画像を
得る。 【構成】 コントローラ４４がＰＳＤ素子４８で求めら
れた光量分布に応じて各ＬＤの有効下限露光量で定まる
トナードット径が同一となるようにマルチビームＬＤア
レイ１４を構成する各ＬＤの露光量を各別に制御する。
このため、画像信号に基づく露光を開始する前に、コン
トローラ４４が各ＬＤの露光量をトナードット径が同一
となるように調整し、しかる後に、画像信号に基づく露
光を行えば、感光ドラム１２表面でのトナードット径が
均等になり各ＬＤで作成される画像のばらつきが無くな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に係り、特
に光源としてマルチビームレーザダイオードアレイ（以
下、適宜「ＬＤアレイ」と略述する）を備えた画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】露光源として複数のレーザダイオードか
ら成るいわゆるマルチビームＬＤアレイを使用した画像
形成装置が知られている。このマルチビームＬＤアレイ
は、特開昭５１−１００７４２等に開示されている。

【０００３】この種のマルチビームＬＤアレイを使用し
た画像形成装置では、特開昭５６−１０５６８６号公報
に開示される如く、単一のモニタ用フォトダイオードを
用いてマルチビームＬＤアレイを構成する各レーザダイ
オード（以下、適宜「ＬＤ」と略述する）から後方に漏
れるバックビームを検出し、この検出された光量をコン
パレータにより光量基準信号電圧と比較して光量コント
ロール信号を生成し、この光量コントロール信号に基づ
き各レーザダイオードの光量が等しくなるように制御す
るという手法が、主に採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各ＬＤ
の光量を上記のように等しくしても、各ＬＤのビームは
同一の光量分布をしているとは限らず、その結果、１画
素分のビーム出力により形成される感光体表面のトナー
ドット径及び記録紙上のドット径は必ずしも同一とはな
らない。ここで、感光体感度特性と走査露光特性とを同
時に示す図１０を用いてこの理由について詳述する。

【０００５】周知の如く、いわゆるイメージライティン
グの場合は、帯電された感光体は露光されることにより
表面電位が低下し、この表面電位がある一定の電位（図
１０では、この電位がＥ_thで示されている）以下になる
と、この電位の低下した領域にトナーは付着する。一
方、露光量が一定値以上になると感光体の表面電位は殆
ど変化しなくなる。この時の電位が図１０では、Ｅ_s で
示されており、当然にＥ _thはＥ_s 以上でなければならな
い。

【０００６】前記の電位Ｅ_thに対応した有効下限露光量
Ｌ_th以下で露光された感光体表面にはトナーは付着しな
いので、ドット径は有効下限露光量Ｌ_thにおけるレーザ
ビームの露光特性によって定まることになる。しかしな
がら、マルチビームＬＤアレイを構成する各ＬＤのビー
ムは主走査方向の光量分布が全く同一とは限らないの
で、その結果、図１０の右側に示されるように光量分布
が異なるビームＡ、ビームＢにより形成されるトナード
ット径は異なる。

【０００７】従って、マルチビームＬＤアレイを使用し
た画像形成装置において各ＬＤからのレーザビームの光
量が等しくなるように調整を行う場合は、各ビームの光
量分布のばらつきにより、形成されるトナードット径も
ばらつき、これがため、良質なトナー画像を形成するこ
とが困難であるという不都合があった。

【０００８】本発明は、上記のような事情の下になされ
たもので、その目的は、マルチビームＬＤアレイから出
力される各ビームにより形成されるトナードット径を各
々等しくし、良質な画像を得ることができる画像形成装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
マルチビームレーザダイオードアレイからなる露光源
と、この露光源からのレーザビームを一様帯電された感
光体表面上を走査するレーザ走査装置と、前記レーザビ
ームの走査によって前記感光体表面に形成される静電潜
像を現像してトナーにより顕在化させる現像手段とを備
えた画像形成装置であって、 前記マルチビームレーザ
ダイオードアレイを構成する各レーザダイオードの出射
ビームの光量分布を測定する光量分布測定手段と、前記
光量分布測定手段で測定された光量分布に応じて前記各
レーザダイオードの出射ビームの有効下限露光量におけ
る光量分布曲線の幅が同一となるように前記各レーザダ
イオードの露光量を各別に制御する制御手段と、を有す
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、マルチビームレー
ザダイオードアレイからなる露光源と、この露光源から
のレーザビームを一様帯電された感光体表面上を走査す
るレーザ走査装置と、前記レーザビームの走査によって
前記感光体表面に形成される静電潜像を現像してトナー
により顕在化させる現像手段とを備えた画像形成装置で
あって、現像後に前記感光体表面に形成された画像若し
くはこれを用紙に転写した画像の濃度を測定する濃度測
定手段と、前記マルチビームレーザダイオードアレイを
構成する各レーザダイオードを同一露光量で各別に駆動
して前記感光体表面を所定ライン分づつ走査すると共に
前記濃度測定手段で測定される各レーザダイオードの走
査部位に対応する前記濃度の平均値に応じて各トナー像
の平均濃度が等しくなるように前記各レーザダイオード
の露光量を各別に制御する制御手段と、を有する。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の画
像形成装置において、前記制御手段が、前記各レーザダ
イオードを同一露光量で各別に駆動する方法として所定
周期でオン・オフさせることを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において前記制御手段が、各レーザダイオー
ドの出射ビームの有効下限露光量における光量分布曲線
の幅が同一となるように露光量を調整するに際し、前記
各レーザダイオードの変調信号のデューティ比を制御す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明によれば、制御手段が光量
分布測定手段で測定された光量分布に応じて各レーザダ
イオードの出射ビームの有効下限露光量における光量分
布曲線の幅が同一となるように各レーザダイオードの露
光量を各別に制御する。このため、画像信号に基づく露
光を開始する前に、制御手段がマルチビームレーザダイ
オードアレイを構成する各レーザダイオードを各別に駆
動し、上記の露光量の制御を行えば、感光体表面に形成
されるトナー像のトナードット径が同一となり、しかる
後に、画像信号に基づく露光を行えば、各レーザダイオ
ードで作成される画像のばらつきが無くなる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、制御手段
が、マルチビームレーザダイオードアレイを構成する各
レーザダイオードを同一露光量で各別に所定時間間隔で
駆動して前記感光体表面を所定ライン分づつ走査すると
共に前記画像濃度測定手段で測定される各レーザダイオ
ードの走査部位に対応する前記濃度の平均値に応じて各
トナー像の平均濃度が等しくなるように前記各レーザダ
イオードの露光量を各別に制御する。このため、画像信
号に基づく露光を開始する前に、制御手段が、上記の如
くして各レーザダイオードの露光量を各別に制御すれ
ば、各レーザビームの露光量が最適に調整され、しかる
後、画像信号に基づく露光を行えば、各レーザダイオー
ドからの出射ビームにより感光体表面に形成されるトナ
ードット径が結果的に均等になり各レーザダイオードで
作成される画像のばらつきが無くなる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明と同様の作用を奏する。請求項４記載の発明によれ
ば、制御手段が、制御手段が、各レーザダイオードの出
射ビームの有効下限露光量における光量分布曲線の幅が
同一となるように露光量を調整するに際し、前記各レー
ザダイオードの変調信号のデューティ比を制御する。こ
のため、制御手段が、各レーザダイオードの出射ビーム
の有効下限露光量における光量分布曲線の幅が同一とな
るように各レーザダイオードの変調信号のデューティ比
を制御すれば、変調信号が階調情報を含む多値信号であ
っても、感光体表面でのトナードット径が均等になり、
各レーザダイオードで作成される画像のばらつきがなく
なる。

【００１６】

【実施例】

《第１実施例》以下、本発明の第１実施例を図１ないし
図２に基づいて説明する。

【００１７】図１には、第１実施例に係る画像形成装置
の主要部の構成が示されている。この画像形成装置１０
は、感光体としての感光ドラム１２と、光源としてのマ
ルチビームＬＤアレイ１４と、このマルチビームＬＤア
レイ１４からのレーザビームを感光ドラム１２の長手方
向一方から他方に走査するレーザ走査装置１６とを有し
ている。

【００１８】感光ドラム１２は、図示しない駆動モータ
により軸１２Ａを中心として矢印Ａ方向に回転駆動され
るようになっており、この感光ドラム１２の表面がレー
ザビームの走査面とされている。即ち、レーザビーム
は、前記レーザ走査装置１６により感光ドラム１２表面
を主走査され、当該感光ドラム１２の回転により副走査
されるようになっている。

【００１９】マルチビームＬＤアレイ１４は、筐体内に
収容された複数（ここでは、３つ）のＬＤ、即ち第１な
いし第３のＬＤから成り、筐体内には各ＬＤからのバッ
クビームを検出するモニタ用フォトダイオードが設けら
れている。

【００２０】前記レーザ走査装置１６は、マルチビーム
ＬＤアレイ１４からのレーザビームの進行方向先に、順
次配置されたコリメータレンズ１８、シリンドリカルレ
ンズ２０、及び反射ミラー２２と、この反射ミラーで反
射されたレーザビームを連続的に偏向し所定角度範囲内
で一方から他方に走査する回転多面鏡２４と、この回転
多面鏡２４で偏向されるレーザビームの進行方向先に順
次配置されたｆθレンズ２６、及びシリンドリカルレン
ズ（走査レンズ）２８とによって構成されている。

【００２１】また、感光ドラム１２端部の画像形成領域
外には、前記レーザビームを検出する光センサ３０が設
けられており、この光センサ３０の出力するビーム位置
検出信号によって画像信号の出力タイミングが設定され
るようになっている。

【００２２】前記マルチビームＬＤアレイ１４の発信制
御手段３２は、当該マルチビームＬＤアレイ１４を構成
する３つのＬＤにその出力端子ａ，ｂ，ｃが各別に接続
された第１ないし第３のスイッチング回路３４Ａ，３４
Ｂ，３４Ｃから構成されている。これらのスイッチング
回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃは、各２個の入力端子，ａ
₁ ，ａ₂ 、ｂ₁ ，ｂ₂ 、ｃ₁ ，ｃ₂ とをそれぞれ備えて
いる。

【００２３】第１のスイッチング回路３４Ａの一方の入
力端子ａ₁ には第１のラインメモリ３６Ａの出力端が、
第２のスイッチング回路３４Ｂの一方の入力端子ｂ₁ に
は第２のラインメモリ３６Ｂの出力端が、第３のスイッ
チング回路３４Ｃの一方の入力端子ｃ₁ には第３のライ
ンメモリ３６Ｃの出力端が、それぞれ接続されている。
これら第１ないし第３のラインメモリ３６Ａ〜３６Ｃの
入力端は、画像メモリ３８に共通に接続されている。

【００２４】また、第１のスイッチング回路３４Ａの他
方の入力端子ａ₂ には第１の光量コントロール回路４０
Ａが、第２のスイッチング回路３４Ｂの他方の入力端子
ｂ₂には第２の光量コントロール回路４０Ｂが、第３の
スイッチング回路３４Ｃの他方の入力端子ｃ₂ には第３
の光量コントロール回路４０Ｃが、それぞれ接続されて
いる。前記第１ないし第３のスイッチング回路３４Ａ
は、実際には、後述するコントローラ４４により切替え
制御されるようになっている。

【００２５】また、本実施例では、光量モニタ用フォト
ダイオードの出力を各ＬＤに対する光量基準信号電圧と
それぞれ比較する第１ないし第３の比較器４２Ａ，４２
Ｂ，４２Ｃが設けられ、これらの比較器４２Ａ〜４２Ｃ
の出力である光量コントロール信号が、第１ないし第３
の光量コントロール回路４０Ａ〜４０Ｃに入力され、一
時的に保持されるようになっている。

【００２６】前記光センサ３０の出力端はコントローラ
４４に接続されており、このコントローラ４４の出力す
るタイミング制御信号により画像メモリ、ラインメモリ
及び光量コントロール回路の起動タイミングが制御され
るようになっている。

【００２７】前記コントローラ４４は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ、入力インタフェース及び出力インタフェー
ス（いずれも図示省略）等から成るいわゆるマイクロコ
ンピュータにより構成されている。

【００２８】また、このコントローラ４４と第１ないし
第３の比較器４２Ａ〜４２Ｃとの間には、第１ないし第
３の光量基準電圧信号発生回路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ
がそれぞれ設けられ、コントローラ４４から出力される
ディジタル信号である光量制御信号を対応する光量基準
電圧信号（アナログ信号）に変換して出力するようにな
っている。

【００２９】更に、マルチビームＬＤアレイ１４とコリ
メータレンズ１８との間には、ハーフミラー４６が配置
されており、このハーフミラー４６で分割されたレーザ
ビームの進行方向先にはレーザビームを受光し、位置に
応じた光量信号を出力する光量分布測定手段としてのＰ
ＳＤ素子（Photosensitive Detector ）４８が配置され
ている。このＰＳＤ素子４８の出力は、コントローラ４
４に入力されるようになっている。なお、光量分布測定
手段は、位置に応じた光量を検出できるものであれば、
何を用いて構成してもよく、例えばＣＣＤラインセンサ
等を用いて構成することも可能である。

【００３０】また、本実施例では、トナー付着部でのト
ナー分布が均一になるように、前述した図 におけるＥ
_thがＥ_s 以上で、かつできるだけＥ_s に近い感光体とト
ナーの組合せを用いるものとする。即ち、トナーの付着
量は感光ドラム１２（感光体）表面の電位にほぼ比例す
るので、図２の（ａ）に示すようにＥ_thがＥ_s から離れ
ていると、トナー付着部において感光体表面の電位分布
が均一でないため、トナー分布も均一でない。従って、
仮に、トナードット径を均一になるように露光量を制御
したとしてもトナー分布は均一とはならず、良質な画像
は得られない。

【００３１】これに対し、図２の（ｂ）に示すようにＥ
_thがＥ_s 以上で、かつできるだけＥ _s に近いと感光体表
面のトナー付着部の電位はほぼ全てＥ_s となり、均一な
電位分布となる。従って、トナードット径を均一になる
ように露光量を制御した場合には、感光体表面のトナー
付着部のトナー分布もほぼ均一となり良質な画像が得ら
れるからである。

【００３２】上述のようにして構成された本第１実施例
の作用を説明する。まず、図示しない電源スイッチがオ
ンされると、回転多面鏡及び感光ドラム１２の回転が開
始され、これと同時に図示しない高圧帯電器により感光
ドラム１２表面が一様に帯電される。

【００３３】所定時間経過後、コントローラ４４では、
発信制御手段３２を構成するいずれか一つのスイッチ回
路、例えば第１のスイッチ回路３４Ａを入力端子ａ₂ 側
が出力端子ａ側に接続されるように切り換える。コント
ローラ４４では、これと同時に、第１の光量基準電圧信
号出力回路５０Ａを介して第１の比較器４２Ａの他方の
入力端に所定レベルの光量基準電圧信号出力すると共
に、第１の光量コントロール回路４０Ａにタイミング信
号を出力する。これにより、第１の比較器からのＨｉレ
ベルの光量コントロール信号が第１の光量コントロール
回路４０Ａ及び第１のスイッチ回路３４Ａを介してマル
チビームＬＤアレイ１４を構成する第１のＬＤに入力
し、レーザビーム（これを、便宜上「ビームａ」と呼
ぶ）が出射される。このビームａがハーフミラー４６で
分割され、分割された一方はコリメータレンズ１８に入
射し、他方はＰＳＤ素子４８で受光される。ＰＳＤ素子
４８では、ビームａの位置に応じた光量信号をコントロ
ーラ４４に出力する。コントローラ４４では、このＰＳ
Ｄ素子４８の出力に基づき光量分布を求めてＲＡＭ内で
マップに展開して記憶する。

【００３４】一方、コリメータレンズ１８側に向かった
レーザビームは、前記レーザ走査装置１６により感光ド
ラム１２上を主走査される。

【００３５】次に、コントローラ４４では、第１の比較
器４２Ａの他方の入力端への光量基準電圧信号出力を停
止すると共に、第１の光量コントロール回路４０Ａへの
タイミング信号の出力を停止し、第２のスイッチ回路３
４Ｂを入力端子ａ₂ 側が出力端子ａ側に接続されるよう
に切り換える。これと同時に、コントローラ４４では、
第２の比較器４２Ｂの他方の入力端に第２の光量基準電
圧信号出力回路５０Ｂを介して所定レベルの光量基準電
圧信号を出力すると共に、第２の光量コントロール回路
４０Ｂにタイミング信号を出力する。これにより、第１
のＬＤからのビームａの出力が停止すると同時に、第２
のＬＤからレーザビーム（これを、便宜上「ビームｂ」
呼ぶ）が出力され、上記と同様にしてＰＳＤ素子４８に
よるビームｂの位置に応じた光量信号の出力と、レーザ
走査装置１６によるビームｂの主走査とが行われる。コ
ントローラ４４では、ＰＳＤ素子４８の出力に基づき光
量分布を求めてＲＡＭ内でマップに展開して記憶すると
共に、前述した有効下限露光量（この露光量は、予め実
験等により求められ、ＲＯＭ内に記憶されている）にお
ける光量分布曲線の幅が先に記憶されたビームａのもの
と一致するようにビームｂの露光量の調整を行う。モニ
タ用フォトダイオードの出力が第２の比較器５０Ｂにフ
ィードバックされているので、コントローラ４４では、
ＰＳＤ素子４８からの出力を見ながら光量基準電圧信号
のレベルを調整することによりこの露光量の調整を容易
に行える。

【００３６】この光量の調整作業が終了すると、上記と
同様にして第３のＬＤからの出力されるレーザビーム
（これを、便宜上「ビームｃ」と呼ぶ）の光量調整を行
う。

【００３７】このようにして、各ＬＤから出力されるレ
ーザビームの光量調整終了後、次に光センサ３０からの
ビーム位置検出信号が入力されると、前記の第１ないし
第３のスイッチ回路３４Ａ〜３４Ｃを入力端子ａ₁ ，ｂ
₁ ，ｃ₁ と出力端子ａ，ｂ，ｃとがそれぞれ接続される
ように切替え、前記のビーム位置検出信号の入力から所
定時間経過後に、タイミング制御信号を画像メモリ３
８、第１ないし第３のラインメモリ３６Ａ〜３６Ｃ及び
第１ないし第３の光量コントロール回路４０Ａ〜４０Ｃ
に送出し、周知の如く、画像信号に応じた露光を開始す
る。このとき、各光量基準電圧信号のレベルは上記調整
後の値が用いられている。これにより、画像メモリ３８
から第１ライン，第２ライン及び第３ラインの画像信号
がそれぞれ対応するラインメモリ３６Ａ，３６Ｂ，３６
Ｃに読みだされ、これらのラインメモリ３６Ａ〜３６Ｃ
からの変調信号に応じて３つのＬＤが駆動され、３ライ
ン分の主走査が同時になされる。

【００３８】そして、この３ライン分の主走査（画像デ
ータの書き込み）がなされると、次のビーム位置検出信
号の入力から所定タイミング遅れて次の３ライン分の主
走査がなされる。なお、感光ドラム１２の回転はこの主
走査に同期してなされており、これによって３ライン毎
の副走査がなされていることはいうまでもない。

【００３９】このようにして、１頁分の走査（画像デー
タの書き込み）が終了すると、レーザビームが走査され
電位が低下した部分（静電潜像）に図示しない現像手段
により現像が施され、電位の低下した静電潜像部にトナ
ーが付着して、感光ドラム１２表面にトナー画像が形成
され、図示しない転写手段により記録用紙に画像が転写
される。

【００４０】この場合において、本実施例では、上述し
た如く、有効下限露光量における光量分布曲線の幅が一
致するように各ＬＤの露光量が各別に調整されているこ
とから、感光ドラム１２に付着する各トナードット径が
同一径になると共に、上記の如くトナー分布がほぼ均一
となるような感光体とトナーの組み合わせが用いられて
いるので、最終的にムラのない画質の良好な画像を得る
ことができる。

【００４１】なお、この場合において、画像データの書
き込みと次の画像データの書き込みとの間で、定期的に
露光量の調整を行うようにしてもよい。

【００４２】上記第１実施例では、１色の画像を形成す
る場合について例示したが、感光体の構成を工夫すると
共に、各ＬＤを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）発光のも
のを使用して３色カラーの画像を形成するような場合で
あっても上で説明した露光制御方法を適用することは可
能と思われる。 《第２実施例》次に、本発明の第２実施例を図３に基づ
いて説明する。ここで、前述した第１実施例と同一又は
同等の構成部分については同一の符号を用いると共に、
その説明を省略する。

【００４３】この第２実施例では、前述した第１実施例
におけるハーフミラー４６及びＰＳＤ素子４８が除去さ
れると共に、これらに代えて濃度検出手段としての濃度
センサ５２が設けられ、この濃度センサ５２の出力がコ
ントローラ４４に入力されるようになっている。

【００４４】ここで、濃度センサ５２としては、感光ド
ラム１２表面上に付着したトナー像の濃度（より具体的
には、表面濃度）を１ライン分検出できるセンサであれ
ばどのようなものでも使用でき、例えば、トナー像から
の反射光を光電受光器により測定する光電式濃度計やデ
ィジタル読み取り装置等が使用できる。この他、ＣＣＤ
ラインセンサとこのＣＣＤラインセンサの出力を所定の
スレッショルドレベルで２値化する２値化回路等により
濃度センサ５２を構成してもよいが、本実施例では、こ
の種の画像形成装置に通常装備されている濃度モニター
用の濃度センサが用いられている。その他の部分の構成
は、コントローラ４４の機能が異なる（これについては
後述する）点を除けば、前述した第１実施例と同様であ
る。

【００４５】次に、本第２実施例の作用を説明する。ま
ず、図示しない電源スイッチがオンされると、回転多面
鏡２４及び感光ドラム１２の回転が開始され、これと同
時に図示しない高圧帯電器により感光ドラム１２表面が
一様に帯電される。

【００４６】所定時間経過後、コントローラ４４では、
発信制御手段３２を構成するいずれか一つのスイッチ回
路、例えば第１のスイッチ回路３４Ａを入力端子ａ₂ 側
が出力端子ａ側に接続されるように切り換える。これと
同時に、第１の比較器４２Ａの他方の入力端に所定レベ
ルの光量基準電圧信号を出力すると共に、第１の光量コ
ントロール回路４０Ａにタイミング信号を出力する。こ
れにより、第１の比較器４２ＡからのＨｉレベルの光量
コントロール信号が第１の光量コントロール回路４０Ａ
及び第１のスイッチ回路３４Ａを介してマルチビームＬ
Ｄアレイ１４を構成する第１のＬＤに入力し、ビームａ
が出射され、前記レーザ走査装置１６ににより感光ドラ
ム１２上を主走査される。

【００４７】レーザビームの走査が所定ライン分終了す
ると、コントローラ４４では、第１の比較器４２Ａの他
方の入力端への光量基準電圧信号出力及び第１の光量コ
ントロール回路４０Ａへのタイミング信号の出力を停止
する。これにより、ビームａの出力が停止される。所定
時間後、コントローラ４４では、第２のスイッチ回路３
４Ｂを入力端子ｂ₂ 側が出力端子ｂ側に接続されるよう
に切り換える。これとと同時に、コントローラ４４で
は、第２の比較器４２Ｂの他方の入力端に所定レベルの
光量基準電圧信号出力すると共に、第２の光量コントロ
ール回路４０Ｂにタイミング信号を出力する。これによ
り、第２のＬＤからビームｂが出力され、上記と同様に
してレーザ走査装置１６によるレーザ光の主走査が行わ
れる。

【００４８】このビームｂの走査が所定ライン分終了す
ると、コントローラ４４では、上記と同様にしてビーム
ｂの出力を停止し、所定時間後、上記と同様にして第３
のＬＤからのビームｃの走査を所定ライン行う。

【００４９】上記各レーザビームの走査が行われる間
に、図示しない現像手段により、各ＬＤからのレーザビ
ームによる走査領域の現像が順次行われ、それぞれトナ
ー像が感光ドラム１２上に形成され、濃度センサ５２か
らの出力が順次コントローラ４４に入力される。

【００５０】コントローラ４４では、濃度センサ５２の
出力に基づき、各レーザビームによる走査領域の平均濃
度をそれぞれ算出し、この算出結果に応じて各光量基準
電圧信号を調整しつつ、上記の制御動作を繰り返し、算
出された各レーザビームによる走査領域の平均濃度が等
しくなった時点で各ＬＤの光量の制御を終了する。この
ようにして、各ＬＤの光量の調整終了後、次に光センサ
３０からのビーム位置検出信号が入力されると、上記と
同様にして画像信号に応じた露光を開始し、３ライン分
づつ画像信号の書き込みを行う。

【００５１】このようにして、１頁分の走査（画像デー
タの書き込み）が終了すると、図示しない現像手段によ
り現像が施され、感光ドラム１２表面にトナー画像が形
成され、図示しない転写手段により記録用紙に画像が転
写される。

【００５２】以上説明したように、本第２実施例による
と、感光ドラム１２表面に形成されたトナー像の濃度が
等しくなるように、各ＬＤの光量の調整が行われるの
で、画質の良好な画像を最終的に得ることができる。

【００５３】なお、上記第２実施例では、濃度の平均値
が一致するまで、濃度センサ５２の出力を取り込み続け
て各ＬＤの光量を独立に調整する場合を例示したが、濃
度の平均値を１度だけ取り込んで、演算により各ＬＤの
光量を調整することも可能である。

【００５４】また、上記実施例では、感光ドラム１２上
に形成されたトナー像の濃度に基づいて各ＬＤの光量を
独立して調整する場合について例示したが、図４に示さ
れるように、用紙５４に転写された画像の平均濃度に基
づいて各ＬＤの光量を独立して調整しても上記と同様の
効果が得られることは言うまでもない。しかしながら、
上記実施例のように感光ドラム１２上に形成されたトナ
ー像の濃度を用いる場合には、濃度センサ５２としてこ
の種画像形成装置に通常装備されている濃度モニタ等を
兼用できるという利点がある。

【００５５】更に、上記第２実施例では、各ＬＤの光量
の調整のため、レーザビームを走査する際に、各ＬＤを
連続して点灯させる場合を例示したが、各ＬＤからのレ
ーザビームの駆動信号を所定の周期で変調させながら、
上記と同様の手法により、各ＬＤの光量を独立して調整
しても良く、このようにしても上記と同様に画質の良好
な画像を得ることができる。 《第３実施例》次に、本発明の第３実施例を図５ないし
図９に基づいて説明する。

【００５６】この第３実施例は、上記第１，第２実施例
と異なり、中間調を表現する濃度情報を持つ画像信号を
用いる画像形成装置に本発明を適用した場合のものであ
る。

【００５７】図５には、本第３実施例の主要部の構成が
概略的に示されている。この図５から明らかなように、
この実施例は、第１ないし第３のスイッチング回路３４
Ａ，３４Ｂ，３４Ｃの前段に、第１ないし第３のデュー
ティ比制御回路５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃがそれぞれ設け
られている点に特徴を有するものである。

【００５８】図６には、第１のデューティ比制御回路５
３Ａの具体的構成例が示されている。

【００５９】この第１のデューティ比制御回路５３Ａ
は、中間調を表現するため濃度情報を持つ８ビットのデ
ィジタル信号である画像信号（ビデオ信号）をビデオク
ロックの入力タイミングでラッチすると共に前段でラッ
チした画像信号を出力するラッチ回路５４と、ビデオク
ロックの入力によりこのラッチ回路５４から出力された
画像信号をデジタル−アナログ変換するＤ／Ａコンバー
タ５６とを有している。このＤ／Ａコンバータ５６の出
力電圧のレベルは、可変抵抗器５８によって調整可能と
なっている。

【００６０】また、この第１のデューティ比制御回路５
３Ａは、ビデオクロックと同期するスクリーンクロック
を２分周してデューティ比がスクリーンクロックの５０
％であるクロック信号を出力する分周器６０と、この分
周器６０からのクロック信号をバッファ６２を介して入
力し積分して基準三角波を生成する積分回路６４（この
積分回路は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とから成る）
と、この三角波のバイアス電圧を調整するコンデンサＣ
２及び可変抵抗器６６と、このバイアス電圧が調整され
た三角波が保護抵抗Ｒ２を介して入力されるバッファア
ンプ６８と、前記Ｄ／Ａコンバータ５６から出力される
電圧信号（アナログ信号）を一方の入力とすると共に、
前記バッファアンプ６８から出力される三角波を他方の
入力とする比較器７０と、を有している。

【００６１】ここで、ビデオクロック、スクリーンクロ
ックは、ビデオ信号に同期した信号で図示しないイメー
ジスキャナ等から送られてくるものである。

【００６２】このようにして構成された第１のデューテ
ィ比制御回路５３Ａによれば、ビデオクロックの入力タ
イミングでビデオ信号がラッチ回路５４でラッチされる
と同時に前段でラッチされていたビデオ信号がＤ／Ａ変
換器５６で所定の電圧信号に変換され。

【００６３】一方、スクリーンクロックは分周器で２分
周されてクロック信号となり、このクロック信号がバッ
ファ６２を介して積分回路６４に入力し、基準三角波が
生成され、この基準三角波のバイアス分がコンデンサＣ
２及び可変抵抗器６６で調整され、このバイアス電圧が
調整された三角波が保護抵抗Ｒ２を介してバッファアン
プ６８に入力し増幅される。

【００６４】そして、比較器７０では、Ｄ／Ａ変換器５
６から出力される電圧信号と基準三角波とを比較してパ
ルス幅変調を行う。即ち、この第１のデューティ比制御
回路５３Ａは、一種のパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）
である。

【００６５】図７には、バイアス電圧一定の時のこの第
１のデューティ比制御回路５３Ａの出力パルスが、最低
レベルのビデオ信号「００」に対するＤ／Ａ変換器５６
の出力レベルと、最高レベルのビデオ信号「ＦＦ」に対
するＤ／Ａ変換器５６の出力レベルとに関して示されて
いる。ここで、「００」，「ＦＦ」は８ビットのビデオ
信号に含まれる２５６階調の最小値と最高値とを意味す
る。

【００６６】このように、入力されるデータの数値によ
り、この第１のデューティ比制御回路５３Ａから出力さ
れるパルスのデューティ比は変化する。

【００６７】さらに、この第１のデューティ比制御回路
５３Ａでは、可変抵抗器６６の抵抗値を調整することに
より図８に示されるように、三角波のバイアス電圧を変
化させることができ、この場合には、入力データの数値
が一定でも第１のスイッチング回路３４Ａに対する出力
パルスのデューティ比を変化させることができる。

【００６８】第２、第３のデューティ比制御回路５３
Ｂ，５３Ｃも第１のデューティ比制御回路５３Ａと同様
に構成される。

【００６９】本第３実施例では、コントローラ４４によ
りこれら第１ないし第３のデューティ比制御回路５３Ａ
〜５３Ｃの三角波のバイアス電圧が独立して調整される
ようになっている。

【００７０】即ち、図９に示されるように、コントロー
ラ４４では、前述した第１実施例と同様の光量分布測定
手段４８で測定された光量分布が狭い場合（図９（Ａ）
の符号Ｐ１参照）は、デューティ比を高く（図９（Ｂ）
の符号Ｗ１参照）、光量分布が広い場合（図９（Ａ）の
符号Ｐ２参照）は、デューティ比を低くする（図９
（Ｂ）の符号Ｗ２参照）ことにより、同じ変調信号Ｓで
あってもＬＤのビームの光量分布に応じて前記有効下限
露光量Ｌ_thにおける光量分布曲線における幅で定まる感
光体表面でのトナードット径を均等になるように第１な
いし第３のデューティ比制御回路５３Ａ〜５３Ｃの出力
パルス（レーザ駆動パルス）のデューティ比を制御する
ようになっている（図９（Ｃ）参照）。なお、このデュ
ーティ比の制御に先立ち、コントローラ４４では、各Ｌ
Ｄが同一の発光量となるように、各光量基準電圧を調整
するようになっている。

【００７１】以上説明した本第３実施例によると、第１
実施例と同様に、各ＬＤからのレーザビームの走査によ
り得られる画像のばらつきが無くなり、良質な画像を得
ることができる他、中間調を表現する場合であっても各
ＬＤのレーザビームの露光により感光体表面に形成され
るトナードット径を均等になるように調整することがで
きる。従って、本第３実施例で採用した光量制御の手法
は、カラー画像形成装置に適用すると、特に好適である
といえる。

【００７２】なお、上記第３実施例では、デューティ比
の制御を行うため、デューティ比制御回路の三角波のバ
イアス電圧を調整する場合を例示したが、要は、デュー
ティ比制御回路の出力パルスのデューティ比を調整する
ことができれば足り、例えば、可変抵抗器５８を調整し
てビデオ信号の変換レベルを調整しても良い。このよう
にしても第３実施例と同様の効果が得られる。

【００７３】なお、上記第１ないし第３実施例で採用さ
れた種々の各ＬＤの光量制御方法は上記の如く単独に使
用してもよいが、例えば、第１実施例で採用した光量分
布に基づく露光量制御と第２実施例で採用した画像濃度
に基づく露光量制御とを組み合わせる等、種々の組み合
わせが可能であり、このようにすれば色々な装置を得る
ことができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マルチビームＬＤアレイから出力される各ビームにより
形成されるトナードット径を各々等しくすることがで
き、良質な画像を得ることができるという従来にない優
れた効果がある。

【００７５】特に、請求項４記載の発明によれば、階調
を表現する場合であっても、マルチビームＬＤアレイか
ら出力される各ビームにより形成されるトナードット径
を各々等しくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の主要部を示す概略構成図である。

【図２】有効下限露光量に対応する感光体表面電位Ｅ_th
と最小表面電位Ｅ_S との大小関係と、感光体表面に形成
される１ドット内のトナーの付着状況との関係を示す図
である。

【図３】第２実施例の主要部を示す概略構成図である。

【図４】第２実施例の変形例を説明するための図であっ
て、各ビームにより形成されたトナー像が用紙上に転写
された状態を示す図である。

【図５】第３実施例の主要部の構成を概略的に示すブロ
ック図である。

【図６】第５のデューティ比制御回路の具体的構成例を
示す回路図である。

【図７】基準三角波のバイアス電圧が一定の場合のデュ
ーティ比制御回路の入力と出力との関係を示す線図であ
る。

【図８】バイアス電圧が変化した場合の基準三角波の変
化とデューティ比制御回路の出力の変化との関係を示す
線図である。

【図９】第３実施例の作用を説明するための図であっ
て、（Ａ）は光量分布曲線を示す図、（Ｂ）は変調信号
とデューティ比が制御された変調信号を示す図、（Ｃ）
は上記のデューティ比制御の結果光量分布曲線の有効下
限露光量Ｌ_thにおける幅で定まるトナードット径が均一
とされた状態を示す図である。

【図１０】発明が解決しようとする課題を説明するため
の図であって、感光体感度特性線と光量分布曲線とを同
時に示す図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １２ 感光ドラム（感光体） １４ マルチビームＬＤアレイ １６ レーザ走査装置 ４４ コントローラ（制御手段） ４８ ＰＳＤ素子（光量分布測定手段） ５２ 濃度センサ（濃度測定手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３ 15/04 １１１ 15/043 15/04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチビームレーザダイオードアレイか
   らなる露光源と、この露光源からのレーザビームを一様
   帯電された感光体表面上を走査するレーザ走査装置と、
   前記レーザビームの走査によって前記感光体表面に形成
   される静電潜像を現像してトナーにより顕在化させる現
   像手段とを備えた画像形成装置であって、 前記マルチビームレーザダイオードアレイを構成する各
   レーザダイオードの出射ビームの光量分布を測定する光
   量分布測定手段と、 前記光量分布測定手段で測定された光量分布に応じて前
   記各レーザダイオードの出射ビームの有効下限露光量に
   おける光量分布曲線の幅が同一となるように前記各レー
   ザダイオードの露光量を各別に制御する制御手段と、 を有する画像形成装置。
2. 【請求項２】 マルチビームレーザダイオードアレイか
   らなる露光源と、この露光源からのレーザビームを一様
   帯電された感光体表面上を走査するレーザ走査装置と、
   前記レーザビームの走査によって前記感光体表面に形成
   される静電潜像を現像してトナーにより顕在化させる現
   像手段とを備えた画像形成装置であって、 現像後に前記感光体表面に形成された画像若しくはこれ
   を用紙に転写した画像の濃度を測定する濃度測定手段
   と、 前記マルチビームレーザダイオードアレイを構成する各
   レーザダイオードを同一露光量で各別に駆動して前記感
   光体表面を所定ライン分づつ走査すると共に前記濃度測
   定手段で測定される各レーザダイオードの走査部位に対
   応する前記濃度の平均値に応じて各トナー像の平均濃度
   が等しくなるように前記各レーザダイオードの露光量を
   各別に制御する制御手段と、 を有する画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段が、前記各レーザダイオー
   ドを同一露光量で各別に駆動する方法として所定周期で
   オン・オフさせることを特徴とした請求項２記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段が、各レーザダイオードの
   出射ビームの有効下限露光量における光量分布曲線の幅
   が同一となるように露光量を調整するに際し、前記各レ
   ーザダイオードの変調信号のデューティ比を制御するこ
   とを特徴とした請求項１記載の画像形成装置。