JPH1178117A

JPH1178117A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JPH1178117A
Application number: JP9267731A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ashikaga; 英昭足利; Hidehiko Yamaguchi; 英彦山口; Tetsuya Kimura; 哲也木村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で像担持体上における露光量のば
らつきを防止するのに好適な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成期間外に、制御装置１０が光源
１の駆動装置２にテストパルス発光指示信号４３を与え
る。これを受けて光源１の各発光点が順次発光する。こ
の発光による光ビームは、光学系３およびハーフミラー
８を通してその一部が光電変換装置９に導かれる。光電
変換装置９は、制御装置１０からのタイミング信号４１
により指示された期間に入射する各発光点の光累積値を
電気信号に変換し、これを光累積値信号４２として制御
装置１０に出力する。制御装置１０はこの光累積値信号
４２を参照し、これが基準レベル３１と等しくなるよう
に、光源１を駆動する電圧、電流または光パルス幅を調
整する信号４３を駆動装置２に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に係
り、特に複数の発光点を有する光源から出射した光を像
担持体に照射して画像を形成する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に応じて変調された光を像担持
体に照射して画像を形成する画像形成装置としては、例
えば画像記録装置や画像表示装置がある。この種の画像
形成装置においては、像担持体上に形成される画像の濃
度変動を防ぐため、光源の光出力を制御して単位面積当
たりの露光量を均一に保つことが必要である。

【０００３】従来、このような光源の光出力制御とし
て、例えば特開昭６２−５１２７９号公報には、半導体
レーザの光出力の一部をフォトダイオードで検出し、光
出力が予め定められた値になるまで半導体レーザを駆動
するという方法が開示されている。また、光源の発光点
が複数ある場合として、例えば特開平４−１５１２６６
号公報には、各ＬＥＤ素子に一定の駆動電流を入力し、
光検出器をＬＥＤアレイの長手方向に移動させながら各
素子の受光量を測定し、この測定結果に基づいて各素子
の出力光量を調整する技術が開示されている。また別の
方法として、例えば特開平６−１５２８６５号公報に
は、ＬＥＤアレイの個々の発光素子を順次点灯し、受光
素子に検出された点灯光量を基に、各発光素子の点灯時
間と点灯光量を制御する技術が開示されている。これら
の技術はいずれも、光源を連続点灯の状態で駆動し、そ
の光出力を検出することによって光源を制御するもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光源の発光点が複数あ
る場合、上述のように光検出器を移動して受光量を測定
することは、この種の装置構成を複雑化するとともに、
各素子の受光量測定に時間がかかることから、装置全体
の動作効率は良くない。また、各発光素子の点灯時間と
点灯光量を制御する方法では、各素子の点灯光量を記憶
する点灯光量記憶手段とこれに基づいて点灯時間を算出
する演算器とを具備することから、これまた装置が極め
て複雑化する。

【０００５】一方、この分野では近年、装置の高速化・
高画質化の要求から、多数の発光点を持つレーザーダイ
オードアレイを光源に応用しようと、検討が進められて
いる。こうした発光点の多数化に伴い、レーザーダイオ
ードの構造も端面発光型（水平共振型）から面発光型
（垂直共振型）へと変化しつつある。面発光レーザーダ
イオードは、端面発光レーザーダイオードと比べて発光
点を増やすことが容易なことから、大規模なアレイ化に
は最有力候補であるが、それ以外にも、発光ダイオード
（ＬＥＤ）アレイに比べて消費電力が小さく、感光体上
でビームの径を小さくして高画質化が可能であることな
ど、優れた特徴を持っている。

【０００６】ところが、面発光レーザーダイオードは、
従来の端面発光レーザーダイオードやＬＥＤに比べ応答
特性が悪く、駆動電圧（または、駆動電流）をかけてか
ら発光するまでに時間的な遅れがあるだけでなく、光パ
ルスの立ち上がりや立ち下がりが急峻ではない。しか
も、連続点灯においても点灯開始後しばらくは発光強度
が安定せず、安定するまでには１〜５秒程度もかかる場
合もある。更には、これらの応答特性は複数の発光点そ
れぞれで微妙に異なり、しかも温度などの要因で変化す
る。この結果、従来の方法に従い連続点灯のときの光量
を一定になるように制御しても、単位面積当たりの露光
量は均一にならず、画像の濃度変動が発生してしまう。

【０００７】従って本発明の目的は、簡単な構成で像担
持体上における露光量のばらつきを防止するのに好適な
画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の発光
点を有する光源と、各発光点の発光により画像が形成さ
れる像担持体と、各発光点からの光量をそれぞれ累積し
て各光累積値信号を出力する光電変換装置と、各発光点
を発光させることによって光電変換装置において得られ
る各光累積値信号がそれぞれ基準レベルとなるように光
源の駆動信号を調整する制御装置とを備えることによ
り、達成される。

【０００９】ここで制御装置は、各発光点が画像形成期
間外に発光するように光源の駆動信号を調整するとよ
い。また制御装置は、各光累積値信号がそれぞれ基準レ
ベルとなるように光源の駆動信号としての電圧、電流、
光パルス幅またはその組合せを調整する。

【００１０】光電変換装置は、例えば各発光点の発光に
よる光量を検出するフォトダイオードと、フォトダイオ
ードの検出した光量を累積する積分回路とを用いて構成
することができる。また、各発光点の発光による光量を
所定期間にわたって累積する電荷結合素子（ＣＣＤ）を
用いることによっても構成することができる。

【００１１】光累積値信号の目標値である基準レベルは
通常一つでよいが、変調が複数の方式の組合せで行われ
る場合は、これに応じて基準レベルも複数設けられる。

【００１２】また本発明による画像形成方法は、画像形
成期間外に所定の発光指示信号により各発光点からそれ
ぞれ光ビームを出射させる工程と、各光ビームの光量を
累積する工程と、各光ビームの光量の累積値がそれぞれ
基準レベルとなるように光源の駆動信号を調整する工程
を含むものである。駆動信号を調整する工程は、電圧、
電流、光パルス幅またはその組合せを上げる、下げる、
または保持するのいずれかの調整を行う。また、電圧、
電流、光パルス幅またはその組合せの上げ幅および下げ
幅を指示することで、調整作業を迅速に行うことができ
る。

【００１３】さらに本発明による光出力制御装置は、光
源を構成する複数の発光素子から出射された各光ビーム
の光量をそれぞれ累積して各光累積値信号を出力する光
電変換装置と、各発光素子を所定の発光指示信号により
発光させて光電変換装置からの各光累積値信号がそれぞ
れ基準レベルとなるように光源の駆動信号を調整する調
整装置とを備えるものである。

【００１４】このように構成することにより、従来装置
に比較して簡単な構成でこの種の装置を作製することが
でき、しかも像担持体上における単位面積当たりの露光
量を均一とすることができ、高品質の画像を得ることが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に沿
って説明する。

【００１６】（実施例１）図１（ａ）は本発明に係る画
像形成装置の一実施例を示す概略図であり、同図（ｂ）
は光源の一部拡大図である。

【００１７】図１（ａ）において、光源１は駆動装置２
により画像信号に応じて変調され、光ビームを放射す
る。このビームは第１の光学系３によりハーフミラー８
を通して偏向走査装置４に導かれ、偏向走査装置４によ
り主走査方向に一定の速度で走査される。この偏向走査
装置４より出射したビームは、第２の光学系５を通して
回転している感光体６にスポットとして結像され、これ
により画像情報が感光体６に記録される。

【００１８】ここで光源１は、同図（ｂ）に示すように
複数の発光点ＬＤ−Ａ，ＬＤ−Ｂ，ＬＤ−Ｃ・・・・を
有する。これらの発光点からは必ずしも同一の応答特性
をもって光が出射されるわけではないので、感光体６上
の単位面積当たりの露光量にばらつきが生ずることがあ
る。本発明では、この問題を次のようにして解決してい
る。

【００１９】まず、画像形成期間外（例えば画像形成装
置が画像情報を感光体６に記録する前）に、図１（ａ）
に示す制御装置１０が光源１の駆動装置２にテストパル
ス発光指示信号４３を与える。これを受けて光源１の各
発光点が順次発光する。この発光による光ビームは、第
１の光学系３およびハーフミラー８を通してその一部が
光電変換装置９に導かれる。光電変換装置９は、制御装
置１０からのタイミング信号４１により指示された期間
に入射する各発光点の光累積値を電気信号に変換し、こ
れを光累積値信号４２として制御装置１０に出力する。
制御装置１０はこの光累積値信号４２を参照し、これが
基準レベル３１と等しくなるように、光源１を駆動する
電圧、電流または光パルスの幅を調整する信号４３を駆
動装置２に出力する。このようにすることにより感光体
６上の単位面積当たりの露光量を均一とすることができ
る。この点について以下詳述する。

【００２０】図２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ光電変換
装置９と制御装置１０の入出力信号波形を示すものであ
る。制御装置１０は、時刻ａにおいて同図（ａ）のタイ
ミング信号をアクティブにし、光電変換装置９に光量積
分期間が開始したことを告げる。これを受けて光電変換
装置９は光量積分を開始するが、時刻ａ〜ｂにおいて
は、同図（ｃ）に示すように、ＬＤ−Ａ、ＬＤ−Ｂ、Ｌ
Ｄ−Ｃの何れも発光していないため、結果的に積分光量
はゼロのままである。次に制御装置１０は、時刻ｂ〜ｃ
において、同図（ｂ）に示すように、テストパルス発光
指示信号をアクティブとし、ＬＤ−Ａに対して所定のパ
ルス発光を開始させる。こうしてＬＤ−Ａは時刻ｂ〜ｃ
の間にパルス発光し、このパルス発光の光電変換装置９
への入射光量は、同図（ｃ）に示すとおりとなる。これ
により光累積値信号は、同図（ｄ）に示すように、時刻
ｂ〜ｃの期間に入射したパルス光を刻々と累積し右肩上
がりとなり、時刻ｃでパルス発光指示信号が終了してＬ
Ｄ−Ａのパルス発光が完全に止るとレベルが安定し、そ
の後は積分光量値を維持する。制御装置１０は、時刻ｄ
において光累積値信号と基準レベルを比較し、光累積値
信号が基準レベルに対して不足しているか超過している
かを判断する。そして時刻ｅ〜ｆにおいて、光累積値信
号が不足していれば駆動装置２に対して電圧、電流また
は光パルス幅を増やす（上げる）ように指示し、逆に超
過していれば減らす（下げる）ように指示する。ＬＤ−
Ａの場合、同図（ｄ）に示すように、光累積値信号が基
準レベルを超過しているので電圧、電流または光パルス
幅を下げるように指示する。次いで制御装置１０は、時
刻ｇにおいてタイミング信号をインアクティブとするこ
とにより、光電変換装置９に光量積分期間の終了を知ら
せる。

【００２１】このような手順を、時刻ｈ〜ｎおよび時刻
ｏ〜ｕにおいて、ＬＤ−Ｂ、ＬＤ−Ｃに対しても実施す
る。ＬＤ−Ｂの場合も、同図（ｄ）に示すように、光累
積値信号が基準レベルを超過しているので電圧、電流ま
たは光パルス幅を下げるように指示する。ＬＤ−Ｃの場
合は、同図（ｄ）に示すように、光累積値信号が基準レ
ベルに対して不足しているので電圧、電流または光パル
ス幅を上げるように指示する。

【００２２】光累積値信号が基準レベルに対して不足し
たり超過したりするのは、ＬＤ−Ａ、ＬＤ−Ｂ、ＬＤ
−Ｃの各応答特性が異なるからである。例えば図２
（ｃ）に示すように、時刻ｂ〜ｃのＬＤ−Ａパルス発光
に比べて、時刻ｉ〜ｊのＬＤ−Ｂパルス発光は素早く立
ち上がり、時刻ｐ〜ｑのＬＤ−Ｃパルス発光は発光を開
始するまでにタイムディレイがあって立ち上がりもなだ
らかである。このように複数のパルス発光の応答特性は
千差万別である。ＬＤ−Ｂパルス発光のように応答特性
がよく、光累積値信号が超過しているものはそれを減ら
すように、またＬＤ−Ｃパルス発光のように応答特性が
悪く、光累積値信号が不足しているものは増やすよう
に、制御装置１０が駆動装置２に指示を出す。

【００２３】図３（ａ）〜（ｅ）は、このような一連の
手順を何回も繰り返すことにより、最終的にＬＤ−Ａ、
ＬＤ−Ｂ、ＬＤ−Ｃの全ての光累積値信号が基準レベル
に概略等しくなった状態を示す図である。同図（ｃ）の
時刻ｂ〜ｄ、時刻ｉ〜ｋ、時刻ｐ〜ｒに示すとおり、Ｌ
Ｄ−Ａ、ＬＤ−Ｂ、ＬＤ−Ｃのパルス発光の形はそれぞ
れ異なるが、同図（ｄ）の時刻ｄ、ｋ、ｒにおける光累
積値信号（積分光量）は基準レベルに等しく一定であ
る。従って同図（ｅ）に示す電圧、電流または光パルス
幅を調整する信号は、全て保持状態とする。

【００２４】更に駆動装置２による光源１の変調方式
が、後述するように、パルス数変調とパルス幅変調の組
み合わせ、パルス数変調とパルス光量変調の組み合わ
せ、パルス数変調とパルス幅変調とパルス光量変調の組
み合わせの場合には、前記一連の手順の繰り返しを、基
準レベルを換えながら更に繰り返すことにより、複数の
光量またはパルス幅を持った光パルスを夫々所望の積分
光量にすることができる。

【００２５】更にまた、電圧、電流または光パルス幅を
調整する信号を上げる、下げる、または保持するの３種
類だけではなく、それらの上げ幅および下げ幅を指示す
ることにより、素早く積分光量を一定とすることがで
き、一連の手順の繰り返し数が減る。

【００２６】このように、本発明を用いれば、複数の発
光点の特性が異なっていても積分光量を一定にすること
が可能となり、画像の濃度変動を防止することができ
る。

【００２７】図１（ｂ）に示すように、光源１は複数の
発光点を有するものである。光源１としては、複数の発
光素子を配列したアレイ、例えばＬＥＤアレイやレーザ
ーダイオードアレイを用いることができる。高画質化・
高速化の両立が要求されることもあって、２つの発光点
を持つデュアルスポット（ＤｕａｌＳｐｏｔ）レーザ
ーダイオードアレイも使用される。また、更なる高速化
の要求から、多数の発光点を持つ面発光レーザーダイオ
ードアレイを用いることもできる。

【００２８】図１（ａ）において、駆動装置２は、レー
ザーダイオードを電流パルスで駆動する電流駆動と、電
圧パルスで駆動する電圧駆動の２種類ある。また、駆動
装置２は、画像信号の階調データに応じて、電流パルス
または電圧パルスを変調する機能を持つ。この変調の方
式には、パルス数変調、パルス数変調とパルス幅変調の
組み合わせ、パルス数変調とパルス光量変調の組み合わ
せ、パルス数変調とパルス幅変調とパルス光量変調の組
み合わせ、の４種類がある。

【００２９】パルス数変調とは、階調に応じて所定面積
当たりに照射される光パルスの数を増減させる方法で、
画像の濃度変動を防ぐために、光パルスにはその積分光
量が常に一定であることが求められる。ここで、所定の
面積とは通常、走査線の幅を一辺の長さとする正方形を
１ドットと定義し、この１ドットの面積を指すことが多
い。例えば、１ドット分だけビーム照射位置が移動する
間に１６個の光パルスを発生できるように設計されたシ
ステムでは、原理的には用紙の白色レベルを含め１６＋
１＝１７階調の表現ができる。更にこうしたドット４個
をひとまとめにして階調を表すことを考えると、１６×
４＋１＝６５階調の表現ができる。

【００３０】パルス数変調とパルス幅変調の組み合わせ
とは、光パルス数の増減に加えて、個々の光パルスの幅
を増減させる方法で、駆動電流パルス（または、電圧パ
ルス）の幅を調整する。光パルスの積分光量は複数の値
を取るが、夫々の値においては常に一定であることが求
められる。例えば、１ドット分だけビーム照射位置が移
動する間に１６個の光パルスを発生できるようにし、夫
々の光パルスの幅を４段階に増減できるよう設計された
システムでは、１ドット当たり１６×４＋１＝６５階
調、４ドットで１６×４×４＋１＝２５７階調の表現が
できる。

【００３１】パルス数変調とパルス光量変調の組み合わ
せとは、光パルス数の増減に加えて、個々の光パルスの
光量を増減させる方法で、駆動電流パルス（または、電
圧パルス）の電流値（または、電圧値）を調整する。光
パルスの積分光量は複数の値を取るが、夫々の値におい
ては常に一定であることが求められる。例えば、１ドッ
ト分だけビーム照射位置が移動する間に１６個の光パル
スを発生できるようにし、夫々の光パルスの光量を４段
階に増減できるよう設計されたシステムでは、１ドット
当たり１６×４＋１＝６５階調、４ドットで１６×４×
４＋１＝２５７階調の表現ができる。

【００３２】パルス数変調とパルス幅変調とパルス光量
変調の組み合わせとは、光パルス数の増減に加えて、光
パルス幅の増減と光パルス光量の増減を組み合せる方法
で、光パルスの積分光量は更に多くの値を取るが、夫々
の値においては常に一定であることが求められる。例え
ば、１ドット分だけビーム照射位置が移動する間に１６
個の光パルスを発生できるようにし、夫々の光パルスの
幅を４段階に、光量を４段階に増減できるよう設計され
たシステムでは、１ドット当たり１６×４×４＋１＝２
５７階調、４ドットで１６×４×４×４＋１＝１０２５
階調の表現ができる。

【００３３】図１（ａ）において、第１の光学系３は、
通常、レーザービームを概略平行光とするためのコリメ
ータレンズと、感光体上に記録されるスポットの径を揃
えるためのアパーチャと、偏向走査装置４の反射面上で
ビームを副走査方向に概略結像させるためのシリンダー
レンズと、により構成されるが、目的やコストに応じて
上記の１つまたは２つで構成することもある。

【００３４】図１（ａ）において、偏向走査装置４とし
ては、図示したような多角形のミラーを回転させるタイ
プのものを用いたが、他に、ホログラムディスクなどの
光学回折格子を回転させるタイプのもの、非線形光学素
子に電界や音波をかけるタイプのものなどを用いること
ができる。偏向走査装置４は、光源１の複数の発光点が
順次発光するのに同期して動作し、感光体上に順次スポ
ットを形成する。また別の方法として、光源１の複数の
発光点を偏向走査装置４の主走査方向と略９０°となる
ように配置して、同時に複数の走査線にスポットを形成
することもできる。

【００３５】図１（ａ）において、第２の光学系５は、
通常、スポットが感光体６上にて等速に走査されるよう
ｆ−θ特性を持っており、しかも偏向走査装置４の反射
面と感光体６の表面が副走査方向に概略共役関係となる
よう設計されている。光学系５としては、複数のレンズ
を組み合わせて構成したもの、複数の組み合わせレンズ
とシリンドリカルミラーにより構成したもの、単レンズ
で構成したもの、などを用いることができる。

【００３６】図１（ａ）において、感光体６は通常、光
により物理的ないし化学的な特性が変化し、情報が記録
できるものを用いる。例えば、光導電性を利用した電子
写真の感光体、銀の酸化還元を利用した写真フィルムな
どが挙げられる。

【００３７】図１（ａ）において、ハーフミラー８はレ
ーザービームの一部を光電変換装置９に導くためのもの
であり、数多くの種類があるが、透明なガラス板に金属
を蒸着させ、その膜厚で反射率と透過率を決めるものが
一般的である。

【００３８】図１（ａ）において、光電変換装置９は光
源１からの複数のレーザービームを検出できるように配
置され、通常、複数のレーザービームの光路が交わる位
置の近傍に置く。本発明において光電変換装置９は、従
来のようにある瞬間、瞬間の光量を検出するのではな
く、前述のとおり、制御装置１０からのタイミング信号
に従って光量を累積するよう指示された期間（光量積分
期間）に入射した光の累積値を検出する。

【００３９】この光電変換装置９は、具体的にはフォト
ダイオードを使って構成することができる。フォトダイ
オードには積分光量検出機能は無いが、積分機能を持つ
電子回路を組み合わせることによって光電変換装置を構
成する。その構成例を次に示す。

【００４０】図４は、光電変換装置の一実施例である。
同図のとおり、抵抗器Ｒ２とコンデンサＣ１により積分
回路を構成し、これをフォトダイオードＰＤ１とその負
荷抵抗Ｒ１の接続点にバッファ手段Ｕ１を介して接続し
たものである。通常、フォトダイオードＰＤ１には応答
速度を速めるため逆バイアス電圧Ｖ１を印加する。コン
デンサＣ１の両端にはスイッチ回路ＳＷ１が設けられ、
制御装置１０からのタイミング信号がアクティブのとき
はＳＷ１が開いて積分回路が機能し、タイミング信号が
インアクティブのときはＳＷ１が閉じてコンデンサＣ１
が放電し次の積分光量検出に備える。このスイッチ回路
ＳＷ１は、リレーやアナログスイッチ等、電気信号で開
閉を制御できものなら何でもよく、トランジスタやＦＥ
Ｔ、トランジスタ等のディスクリート部品でも構成でき
る。積分回路の出力値はバッファ手段Ｕ２を介して制御
装置１０へ光累積値信号として出力される。

【００４１】図５は、光電変換装置の他の実施例であ
る。同図のように、ＯＰアンプＵ３とコンデンサＣ２で
積分回路を構成し、これをフォトダイオードＰＤ２とそ
の負荷抵抗Ｒ３に接続したものである。フォトダイオー
ドＰＤ２には応答速度を速めるための逆バイアス電圧Ｖ
２を印加する。コンデンサＣ２の両端には制御装置１０
のタイミング信号に従いコンデンサＣ２を放電させるス
イッチ回路ＳＷ２を設ける。積分回路の出力値は、バッ
ファ手段Ｕ４を介して制御手段１０へ光累積値信号とし
て出力される。

【００４２】図６は、光電変換装置の他の実施例であ
り、電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたときの構成例を示
す。ＣＣＤは積分光量検出機能を有する電子デバイスで
あるので、光電変換装置を小型軽量に構成することがで
きる。本実施例では、図示しないＣＣＤの電子シャッタ
ーを制御する端子にタイミング信号を入力し、光量積分
期間にのみ電子シャッターを開いてＣＣＤに光ビームを
当てて電荷を蓄積するように構成する。ＣＣＤに溜まっ
た電荷（または、電荷が溜まった状態のＣＣＤの電位）
は、出力トリガー信号の入力に応じて、図示しない出力
端子から制御装置１０へ光累積値信号として出力され
る。

【００４３】図１（ａ）において、制御装置１０は電気
回路で構成され、前述のとおり、光電変換装置９へタイ
ミング信号を出力して光量積分期間を指示すること、光
電変換装置９から得た光累積値信号と基準レベルとを比
較し、光累積値信号が大きければ電圧、電流または光パ
ルス幅を小さくするよう駆動装置２に指示し、逆に小さ
ければ電圧、電流または光パルス幅を大きくするよう駆
動装置２に指示すること、積分光量測定のためのテスト
パルス発光指示信号を出力することの３点が主な役割で
ある。

【００４４】（実施例２）図７は、本発明に係る画像形
成装置の他の実施例を示す概略図である。図７におい
て、光源１は駆動装置１２により画像信号に応じて変調
され、光ビームを放射する。このビームはハーフミラー
１３を通して結像アレイレンズ１４に導かれた後、結像
アレイレンズ１４により感光体１５に結像され、画像情
報が感光体１５に記録される。また、ハーフミラー１３
で分けられたビームの一部は集光レンズ１６により光電
変換装置１７に導かれる。光電変換装置１７は、制御装
置１８からのタイミング信号４５により指示された期間
に入射する光量の累積値を電気信号に変換し、光累積値
信号４６として出力する。制御装置１８は、この光累積
値信号４６及び基準レベル３１を参照して、光源１を駆
動する電圧または電流または光パルス幅を調整する信号
４７を駆動装置１２に出力する。これに基づいて駆動装
置１８は、駆動信号４８を光源１１に出力する。

【００４５】図７において光源１は、図１（ｂ）に示す
光源１と同様に複数の発光点を有するものである。光源
１１としては、複数の発光素子を配列したアレイ、例え
ばＬＥＤアレイやレーザーダイオードアレイを用いるこ
とができる。また、高画質化・高速化の両立が要求され
ることもあって、消費電力が小さく、感光体上でビーム
を小さくできる面発光型（垂直共振型）レーザーダイオ
ードアレイも用いられる。

【００４６】図７において、駆動装置１２は、レーザー
ダイオードアレイやＬＥＤアレイを電流パルスで駆動す
る電流駆動と、電圧パルスで駆動する電圧駆動の２種類
ある。また駆動装置１２は、画像信号の階調データに応
じてこの電流パルスまたは電圧パルスを変調する機能も
持つ。変調の方式には、前述のとおり、パルス数変調、
パルス数変調とパルス幅変調の組み合わせ、パルス数変
調とパルス光量変調の組み合わせ、パルス数変調とパル
ス幅変調とパルス光量変調の組み合わせ、の４種類があ
る。

【００４７】図７において、集光レンズ１６はハーフミ
ラー１３よりの複数のビームを曲げて主光線が交わるよ
うにする。集光レンズに入射する複数ビームの主光線は
概略平行であるから、全ての主光線は焦点の位置で交わ
り、ここに光電変換装置１７を配置すると、光電変換装
置１７の受光部面積が小さくできる。具体的な光電変換
装置１７としては、実施例１の場合と同様に、図４〜図
６に示したものを用いることができる。

【００４８】図７において、制御装置１８は、光電変換
装置１７へタイミング信号４５を出力して光量積分期間
を指示すること、光電変換装置１７から得た光累積値信
号と基準レベルを比較し、光累積値信号が大きければ電
圧または電流または光パルス幅を小さくするよう駆動装
置１２に指示し、逆に小さければ電圧または電流または
光パルス幅を大きくするよう駆動装置１２に指示するこ
と、積分光量測定のためのテストパルス発光指示信号を
出力することの３点が主な役割である。

【００４９】なお、ここでは基準レベルを１つとして説
明したが、先に説明した変調方式がパルス数変調とパル
ス幅変調の組み合わせ、パルス数変調とパルス光量変調
の組み合わせ、パルス数変調とパルス幅変調とパルス光
量変調の組み合わせの場合には、個々の光パルスが複数
の光量またはパルス幅を持つため、基準レベルもその種
類に応じて複数必要となる。

【００５０】（実施例３）図８は、本発明に係る画像形
成装置の他の実施例を示す概略図である。図８におい
て、光源１は駆動装置２０により画像信号に応じて変調
され、光ビームを放射する。このビームは結像レンズ群
２１、３２を通して感光体２２に結像され、画像情報が
感光体１５に記録される。また、光電変換装置２３は結
像レンズ群３２の主光線の交わる位置に置かれ、制御装
置２４からのタイミング信号５１により指示された期間
に入射する光量の累積値を電気信号に変換し、光累積値
信号５２として出力する。制御装置２４はこの光累積値
信号５２及び基準レベル３１を参照して、光源１９を駆
動する電圧、電流または光パルス幅を調整する信号５３
を駆動装置２０に出力する。これに基づいて駆動装置２
０は、駆動信号５４を光源１９に出力する。

【００５１】図８において光源１は、図１（ｂ）に示す
光源１と同様に複数の発光点を有するものである。光源
１９としては、複数の発光素子を配列したアレイ、例え
ばＬＥＤアレイやレーザーダイオードアレイを用いるこ
とができる。また、高画質化・高速化の両立が要求され
ることもあって、消費電力が小さく、感光体上でビーム
を小さくできる面発光型（垂直共振型）レーザーダイオ
ードアレイも用いられる。

【００５２】図８において、駆動装置２０は、レーザー
ダイオードアレイやＬＥＤアレイを電流パルスで駆動す
る電流駆動と、電圧パルスで駆動する電圧駆動の２種類
ある。また駆動装置２０は、画像信号の階調データに応
じてこの電流パルスまたは電圧パルスを変調する機能も
持つ。変調の方式には、前述のとおり、パルス数変調、
パルス数変調とパルス幅変調の組み合わせ、パルス数変
調とパルス光量変調の組み合わせ、パルス数変調とパル
ス幅変調とパルス光量変調の組み合わせ、の４種類があ
る。

【００５３】図８において、結像レンズ群２１、３２
は、全ての発光点を感光体２２に結像させるもので、通
常、光源１を小さくするため、２〜１０倍程度の倍率を
持つ。

【００５４】図８において、光電変換装置２３は光源１
からの複数のビームを検出できるように複数のレーザー
ビームの光路が交わる位置に置かれ、図示のように通
常、結像レンズ郡３２のなかの適切な位置に組み込まれ
る。これはビームの中央を遮光することになるが、その
径をレンズ径に対して十分小さくすれば、感光体２２へ
導かれるビームの特性に余り大きな影響はない。なお、
具体的な光電変換装置２３は、実施例１の場合と同様
に、図４〜図６に示したものを用いることができる。た
だし、この場合結像レンズ群３２の中に組み込むのはセ
ンサー部分だけで、付属の電気回路はレンズの外側に配
置する。

【００５５】図８において、制御装置２４は電気回路で
構成され、光電変換装置２３へタイミング信号を出力し
て光量積分期間を指示すること、光電変換装置２３から
の光累積値信号と基準レベルを比較し、光累積値信号が
大きければ電圧または電流または光パルス幅を小さくす
るよう駆動装置２０に指示し、逆に小さければ電圧また
は電流または光パルス幅を大きくするよう駆動装置２０
に指示すること、積分光量測定のためのテストパルス発
光指示信号を出力することの３点が主な役割である。

【００５６】なお、ここでは基準レベルを１つとして説
明したが、先に説明した変調方式がパルス数変調とパル
ス幅変調の組み合わせ、パルス数変調とパルス光量変調
の組み合わせ、パルス数変調とパルス幅変調とパルス光
量変調の組み合わせの場合には、個々の光パルスが複数
の光量またはパルス幅を持つため、基準レベルもその種
類に応じて複数必要となる。

【００５７】以上に示したように、これらの実施例にお
いては、簡単な構成でこの種の装置を作製することがで
き、しかも像担持体上における単位面積当たりの露光量
を均一とすることができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で像担持体
上における露光量のばらつきを好適に防止しうる画像形
成装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る画像形成装置の一実施例
を示す概略図であり、（ｂ）は光源の一部拡大図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ光電変換装置及び制
御装置の入出力信号波形を示す図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ調整後の光電変換装
置及び制御装置の入出力信号波形を示す図である。

【図４】光電変換装置の一実施例を示す図である。

【図５】光電変換装置の他の実施例を示す図である。

【図６】光電変換装置の他の実施例を示す図である。

【図７】本発明に係る画像形成装置の他の実施例を示す
概略図である。

【図８】本発明に係る画像形成装置の他の実施例を示す
概略図である。

【符号の説明】

１光源２駆動装置３光学系４偏向走査装置５光学系６感光体８ハーフミラー９光電変換装置１０制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光点を有する光源と、前記各発
光点の発光により画像が形成される像担持体と、前記各
発光点からの光量をそれぞれ累積して各光累積値信号を
出力する光電変換装置と、前記各発光点を発光させるこ
とによって前記光電変換装置において得られる各光累積
値信号がそれぞれ基準レベルとなるように前記光源の駆
動信号を調整する制御装置とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記各発光点が画像形
成期間外に発光するように前記光源の駆動信号を調整す
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記制御装置は、各光累積値信号がそれ
ぞれ基準レベルとなるように前記光源の駆動信号として
の電圧、電流、光パルス幅またはその組合せを調整する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記光電変換装置は、前記各発光点の発
光による光量を検出するフォトダイオードと、前記フォ
トダイオードの検出した光量を累積する積分回路とを用
いて構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記光電変換装置は、前記各発光点の発
光による光量を所定期間にわたって累積する電荷結合素
子を用いて構成されることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記基準レベルは、前記光源の変調方式
の組合せに応じて複数設けられることを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。
【請求項７】複数の発光素子からなる光源と、前記各
発光素子から出射される各光ビームを通過および反射す
るハーフミラーと、前記ハーフミラーを介して得られた
一方の各光ビームが照射される像担持体と、前記ハーフ
ミラーを介して得られた他方の各光ビームによる光量を
それぞれ累積して各光累積値信号を出力する光電変換装
置と、前記各発光素子をパルス信号で発光させて得られ
た前記光電変換装置における各光累積値信号がそれぞれ
所定値となるように前記各発光素子の駆動信号を調整す
る制御装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記ハーフミラーと像担持体との間に前
記光ビームを偏向走査する偏向走査装置を備えたことを
特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】前記ハーフミラーと光電変換装置との間
に前記各光ビームの主光線が交わるようにする集光レン
ズを備えたことを特徴とする請求項７記載の画像形成装
置。
【請求項１０】複数の発光素子からなる光源と、前記
各発光素子から出射される各光ビームを通過する結像レ
ンズと、前記結像レンズにより前記各光ビームが結像さ
れる像担持体と、前記結合レンズを通過する各光ビーム
の光路が交わる位置に設けられ前記各光ビームによる光
量をそれぞれ累積して各光累積値信号を出力する光電変
換装置と、前記各発光素子をパルス信号で発光させて得
られた前記光電変換装置における各光累積値信号がそれ
ぞれ所定値となるように前記各発光素子の駆動信号を調
整する制御装置とを備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１１】複数の発光点を有する光源から出射さ
れる光ビームにより画像を形成する画像形成方法であっ
て、画像形成期間外に所定の発光指示信号により前記各
発光点からそれぞれ光ビームを出射させる工程と、前記
各光ビームの光量を累積する工程と、前記各光ビームの
光量の累積値がそれぞれ基準レベルとなるように前記光
源の駆動信号を調整する工程を含むことを特徴とする画
像形成方法。
【請求項１２】前記駆動信号を調整する工程は、電
圧、電流、光パルス幅またはその組合せを上げる、下げ
る、または保持するのいずれかの調整を行う工程である
ことを特徴とする請求項１１記載の画像形成方法。
【請求項１３】前記電圧、電流、光パルス幅またはそ
の組合せの上げ幅および下げ幅を指示する工程を含むこ
とを特徴とする請求項１２記載の画像形成方法。
【請求項１４】光源を構成する複数の発光素子から出
射された各光ビームの光量をそれぞれ累積して各光累積
値信号を出力する光電変換装置と、前記各発光素子を所
定の発光指示信号により発光させて前記光電変換装置か
らの各光累積値信号がそれぞれ基準レベルとなるように
前記光源の駆動信号を調整する調整装置とを備えたこと
を特徴とする光出力制御装置。
【請求項１５】前記駆動信号の調整は、前記各発光素
子を駆動する電圧、電流、駆動時間またはその組合せに
対して行うことを特徴とする請求項１４記載の光出力制
御装置。
【請求項１６】前記基準レベルは、前記光源の変調方
式に応じて複数設けられることを特徴とする請求項１４
記載の光出力制御装置。