(57)【要約】【課題】微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させること。【解決手段】感光ドラム５と、光ビームを照射する光源を有し、光ビームを主走査方向に走査して感光ドラム５に照射することにより静電潜像を形成する露光装置９と、光源と感光ドラム５との間に設けられた光学素子と、感光ドラム５上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器８と、を備え、感光ドラム５上の主走査方向における画像部に通常露光を行い、画像部とは異なる非画像部に通常露光より小さい光量で微少露光を行う画像形成装置であって、微少露光を行う場合の発光量を、像高に応じて補正するエンジンコントローラ１２２を備える。【選択図】図３
2020021010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
光ビームを照射する光源を有し、前記光ビームを主走査方向に走査して前記感光体に照射することにより静電潜像を形成する露光手段と、
前記光源と前記感光体との間に設けられた光学素子と、
前記感光体上に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
を備え、前記感光体上の前記主走査方向における画像部に通常露光を行い、前記画像部とは異なる非画像部に前記通常露光より小さい光量で微少露光を行う画像形成装置であって、
前記微少露光を行う場合の発光量を、前記主走査方向における前記光学素子の光軸からの距離である像高に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記像高に応じて発生する前記光量の変化に基づく補正量に基づいて前記光源の光量を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正量を記憶した記憶手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体上の画像形成が行われる画像領域において入力された画像データに応じて前記光源を発光させるための第１の信号を出力する出力手段と、
前記画像領域を除く前記感光体上の非画像領域において前記微少露光を行うための複数の信号を出力する制御手段と、
前記画像領域における前記光源の光量を第１の光量に調整する第１の光量調整部と、前記微少露光における前記光源の光量を複数の光量に調整する複数の第２の光量調整部と、を有し、前記画像領域において前記第１の信号に基づき前記光量を前記第１の光量で発光させ、前記非画像領域において前記複数の信号に基づき前記光量を前記複数の光量で発光させる駆動手段と、
備え、
前記補正手段は、前記非画像領域においては前記複数の信号のうちの１つの信号のデューティを前記補正量に応じて変化させることにより前記光源の光量を補正し、前記画像領域においては前記第１の信号のデューティを前記補正量に応じて変化させることにより前記光源の光量を補正することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の第２の光量調整部は、前記微少露光における前記光源の光量を第２の光量に調整する第３の光量調整部と、前記微少露光における前記光源の光量を前記第２の光量より小さい第３の光量に調整する第４の光量調整部と、を有し、
前記制御手段は、前記光源を前記第２の光量で発光させるための第２の信号と、前記光源を前記第３の光量で発光させるための第３の信号と、を前記駆動手段に出力し、
前記補正手段は、前記非画像領域においては前記第３の信号をオン状態としつつ、前記第２の信号を前記補正量に基づいたデューティとし、前記画像領域においては、前記第３の信号をオン状態としつつ、前記第１の信号を前記補正量に基づいたデューティとすることにより前記光量を補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
連続して印刷を行う場合、所定の記録材の後端と前記所定の記録材に続いて印刷が行われる後続の記録材の先端との間である紙間において、前記第３の信号をオン状態としつつ、前記第２の信号を前記補正量に基づいたデューティとすることにより前記光量を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の光量は、前記微少露光として設定することが可能な光量のうち最大の光量であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第３の光量は、前記微少露光として設定することが可能な光量のうち最小の光量であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の光量は、前記光源に設定することが可能な光量のうち最大の光量であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の光量調整部は、
前記光源に流れる電流に応じた電流を増幅させる電流増幅回路と、
前記第２の信号に基づきオン、オフするスイッチング回路と、
前記電流増幅回路と前記スイッチング回路との間に接続されたフィルタ回路と、
を備えることを特徴とする請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記補正量は、前記像高が大きくなるほど大きくなることを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記微少露光は、前記光源を発光させたときに前記感光体上に前記現像手段によりトナーが付与されないような光量であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用したカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真記録方式を用いる複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置が知られている。電子写真記録方式の画像形成装置では、例えば、以下のような電子写真プロセスが実行される。まず感光ドラムの表面が帯電装置によって例えば−６００Ｖに一様に帯電される。その後、レーザー露光装置によりレーザーの発光が行われ、感光ドラム上に静電潜像が形成される。そして、現像装置により静電潜像にトナー像が付着し、そのトナー像が転写装置により被転写体に転写される。ここで、レーザー露光装置から出射されるレーザー光は、回転多面鏡により等角速度で偏向されるが、被走査面が平面であるために、被走査面上における走査速度は一定にならない。このため、回転多面鏡と感光ドラムとの間にｆθレンズやｆθミラー等が配置され、これらを用いて、被走査面上における走査速度が一定になるように構成される。しかし、ｆθレンズやｆθミラー等を介したレーザー光は、被走査面上での走査速度が一定になっても、像高によって感光ドラム上でのレーザー光の強度の強弱の変動が生じる。このような像高によるレーザー光の強度の強弱は、形成される画像の濃度に影響を与えるため、画像形成装置では、像高によるレーザー光の強度の強弱によって生じる濃度変動を補正することが要求される。
【０００３】
また上述したｆθ特性を有するレンズは、サイズが大きく高額である。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的として、レンズ自体を使用しない、又はｆθ特性を有していないレンズを使用することが考えられている。例えば特許文献１では、感光ドラムの表面におけるレーザー光のスポットが感光ドラムの表面上を等速で移動しない場合でも、感光ドラムの表面上に形成されるドットが一定の幅となるよう、次のような補正を行うことが開示されている。すなわち、一走査する間に画像クロックの周波数を変更するように電気的な補正を行うことが開示されている。
【０００４】
一方、近年において、カラープリンタが普及し主流になりつつある。このカラープリンタにおいては、装置の小型化を目的とし、感光ドラムのトナーを付着させない部分（背景部）に対して弱露光（微少露光）を行うことで、高圧電源を共通化する方法が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１２５０６４号公報
【特許文献２】特開２０１３−００７９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような電子写真方式の画像形成装置では、像高による主走査方向でのレーザー光の強度を高精度に補正することが要求されている。また、微少露光を行う画像形成装置では、像高によるレーザー光の強度の強弱によって正かぶりや反転かぶりという現象が発生するおそれがある。かぶりという現象は画像の品質を低下させるだけでなく、必要以上にトナーを消費するおそれもある。このため、微少露光を行う画像形成装置においても、像高によるレーザー光の強度を補正する手段を設け、画像品質を向上させることが求められている。
【０００７】
本発明は、このような状況の下でなされたもので、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００９】
（１）感光体と、光ビームを照射する光源を有し、前記光ビームを主走査方向に走査して前記感光体に照射することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記光源と前記感光体との間に設けられた光学素子と、前記感光体上に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記感光体上の前記主走査方向における画像部に通常露光を行い、前記画像部とは異なる非画像部に前記通常露光より小さい光量で微少露光を行う画像形成装置であって、前記微少露光を行う場合の発光量を、前記主走査方向における前記光学素子の光軸からの距離である像高に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例の画像形成装置の概略断面図を示す図
【図２】実施例の露光装置の要部を示す図
【図３】実施例の３水準光強度調整機能を備えた駆動回路を示す図
【図４】実施例の感光ドラム表面での像高とレーザー光強度とを示す図、感光ドラム表面での像高とレーザー光の補正量とを示す図
【図５】実施例の全白画像を印刷した場合の各信号の波形を示す図、紙間中の各信号の波形を示す図
【図６】他の実施例の３水準光強度調整機能を備えた駆動回路を示す図、全白画像を印刷した場合の各信号の波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例】
【００１３】
＜画像形成装置断面の概略図＞
図１は、カラー画像形成装置の概略断面図である。なお、以下の説明においては、カラー画像形成装置を用いて説明を行うが、それに限定されるものではない。以下の説明において、感光ドラム上でトナーが付与される部分を画像部といい、トナーが付与されない部分を非画像部という。後述する非画像部の微少露光については、例えば、単色の画像形成装置にも適用することができる。また、以下においては、インライン方式のカラー画像形成装置を例に説明を行うが、例えばロータリー方式のカラー画像形成装置でも良い。また、以下においては、中間転写ベルトを有する画像形成装置について説明を行うが、感光ドラムに現像されたトナー像を転写材に直接転写する方式を採用した画像形成装置にも転用できる。以下、インライン方式でかつ中間転写ベルト方式を採用したカラー画像形成装置を例に詳述する。
【００１４】
図１はカラーレーザープリンタ（以下、プリンタという）５０の構成を示す図である。プリンタ５０は、複数の感光体である感光ドラム５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）を有している。ここで、Ｙはイエロー色、Ｍはマゼンタ色、Ｃはシアン色、Ｋはブラック色を表す符号であり、以下、特定の色について説明する場合を除き省略する。プリンタ５０は、各感光ドラム５上に形成されたトナー像を、順次、中間転写体である中間転写ベルト３に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得るプリンタである。この方式をインライン方式又は４連ドラム方式という。
【００１５】
中間転写ベルト３は、無端状のエンドレスベルトであり、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、アイドラローラ１７、及び２次転写対向ローラ１８に懸架されている。中間転写ベルト３は、図中矢印の方向（時計回り方向）にプロセススピード１１５ｍｍ／ｓｅｃで回転している。駆動ローラ１２、テンションローラ１３、及び２次転写対向ローラ１８は、中間転写ベルト３を支持する支持ローラである。駆動ローラ１２、２次転写対向ローラ１８はφ２４（ｍｍ）、テンションローラ１３はφ１６（ｍｍ）の構成となっている。
【００１６】
感光ドラム５は、中間転写ベルト３の移動方向に、直列に４本配置されている。現像器８は現像手段である。イエローの現像器８Ｙを有する感光ドラム５Ｙは、回転過程で帯電ローラ７Ｙにより、所定の極性・電位に一様に帯電され、次いで露光装置９Ｙによる画像露光４Ｙを受ける。すなわち、イエローの画像データに応じて後述するレーザーダイオード１０７（図２参照）を発光させることにより、イエローの画像データに応じた光量及び時間でレーザー光が感光ドラム５Ｙ上に照射される。これにより、目的のカラー画像の第１の色（イエロー）成分像に対応した静電潜像が感光ドラム５Ｙ上に形成される。次いでその静電潜像に第１現像器であるイエロー現像器８Ｙにより第１色であるイエロートナーが付着し現像される。これにより画像の可視化が行われる。このように、画像露光によって静電潜像が形成された部分にトナーが現像される方式のことを「反転現像方式」という。
【００１７】
感光ドラム５Ｙ上に形成されたイエロー画像は、中間転写ベルト３との１次転写ニップ部へ進入する。１次転写ニップ部では、中間転写ベルト３の裏側に電圧印加部材である１次転写ローラ１０Ｙを当接させている。１次転写ローラ１０Ｙには電圧の印加を可能とするための１次転写電圧電源（不図示）が接続されている。中間転写ベルト３は、１色目のステーションでまずイエローの画像を転写し、次いで先述した工程を経た各色に対応する感光ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋより、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色を多重転写する。中間転写ベルト３上に転写された４色からなるカラーのトナー像は、中間転写ベルト３の移動に伴って同図矢印（時計回り方向）方向に回転移動する。
【００１８】
一方、給紙カセット１内に積載収納された記録材Ｐは、給紙ローラ２により給送され、レジストレーションローラ対（以下、レジストローラ対という）６のニップ部へ搬送されて、一旦停止される。一旦停止された記録材Ｐは、中間転写ベルト３上に形成された４色のトナー像が２次転写ニップ部に到達するタイミングに同期してレジストローラ対６によって２次転写ニップ部に供給される。そして、２次転写ローラ１１と２次転写対向ローラ１８との間の電圧印加（＋１．５ｋＶ程度）によって中間転写ベルト３上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。
【００１９】
未定着のトナー像が転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト３から分離されて搬送ガイド１９を経由し、定着装置１４に送られ、ここで定着ローラ１５、加圧ローラ１６による加熱、加圧を受けて表面にトナー像が溶融固着される。これにより、４色フルカラーの画像が得られる。その後、記録材Ｐは排出ローラ対２０から機外へと排出され、プリントの１サイクルが終了する。一方、２次転写部において記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３上に残ったトナーは、２次転写部より下流側に配置されたクリーニングユニット２１によって除去される。
【００２０】
以上が、プリンタ５０の概略断面図の説明である。次に、以下においては、レーザー駆動システムに関連して、まず、露光装置９の要部を示す図について説明を行い、その後にレーザー駆動システムの回路構成について詳細に説明をしていく。
【００２１】
＜露光装置の要部＞
図２に露光装置９の要部を示す。光源であり発光素子であるレーザーダイオード１０７（以下、ＬＤ１０７という）には、駆動手段である駆動回路１３０の作動により駆動電流が流れる。ＬＤ１０７は、駆動電流に応じた強度レベルでレーザー光（光ビーム）を発光する。駆動回路１３０は、後述（図３参照）の制御手段であるエンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３に対して、電気的に接続されているＬＤ１０７を駆動するための回路である。
【００２２】
そして、ＬＤ１０７により発光されたレーザー光は、コリメータレンズ１３４によりビーム形状が整形され、かつ平行ビームとされたうえで回転多面鏡１３３により感光ドラム５の水平方向に走査される。レーザー光の走査方向を主走査方向という。また、主走査方向に略直交する方向を副走査方向という。走査されたレーザー光は、ｆθレンズ１３２により、回転している感光ドラム５の表面上に結像されてドット状に露光される。
【００２３】
一方、感光ドラム５の一端側の走査位置に対応して反射ミラー１３１が設けられ、走査開始位置に投射されるレーザー光をセンサ（以下、ＢＤという）１２１に向けて反射させている。ＢＤ１２１はレーザー光が入射されると信号（以下、ＢＤ信号という）を駆動回路１３０に出力する。駆動回路１３０は、ＢＤ１２１から出力されたＢＤ信号に基づいて、レーザー光の走査開始タイミングを決定する。ここで、このレーザー光の検出における強制発光の際に、レーザー光量の自動光量制御（以下、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌともいう）が行われ、レーザーの発光光量（発光レベル）が調整される。
【００２４】
＜駆動回路の構成＞
図３は、非画像部において、感光ドラム５上（感光体上）にトナーを付着させないようにしつつ、かつ正かぶりや反転かぶりを発生させないように微少露光を行ううえで、ＬＤ１０７の光量レベルを自動的に調整する駆動回路である。
【００２５】
図３において、図２で示した駆動回路１３０は、点線枠内で囲まれた部分に相当する。駆動回路１３０は、コンパレータ回路１０１、１１１、１４１、サンプル／ホールド回路１０２、１１２、１４２、ホールドコンデンサ１０３、１１３、１４３を有している。駆動回路１３０は、電流増幅回路１０４、１１４、１４４、基準電流源（定電流回路）１０５、１１５、１４５、スイッチング回路１０６、１１６、１４６を有する。駆動回路１３０は電流電圧変換回路１０９を有する。
【００２６】
ＬＤ１０７は、カソード端子がスイッチング回路１０６、１１６、１４６に接続されている。ＬＤ１０７のアノード端子は電源Ｖｃｃに接続されている。フォトダイオード（以下、ＰＤとする）１０８は、アノード端子が電流電圧変換回路１０９に接続されている。ＰＤ１０８のカソード端子は電源Ｖｃｃに接続されている。エンジンコントローラ１２２は、ＢＤ１２１から出力されたＢＤ信号（同期検出信号）を受信する。また、コンパレータ回路１０１、サンプル／ホールド回路１０２、ホールドコンデンサ１０３、電流増幅回路１０４、基準電流源（定電流回路）１０５、スイッチング回路１０６は、第１の光量調整部に相当する。コンパレータ回路１１１、サンプル／ホールド回路１１２、ホールドコンデンサ１１３、電流増幅回路１１４、基準電流源（定電流回路）１１５、スイッチング回路１１６は、複数の第２の光量調整部に相当し、第３の光量調整部に相当する。コンパレータ回路１４１、サンプル／ホールド回路１４２、ホールドコンデンサ１４３、電流増幅回路１４４、基準電流源（定電流回路）１４５、スイッチング回路１４６は、複数の第２の光量調整部に相当し、第４の光量調整部に相当する。なお、第１と第３と第４と表記したのは互いを区別するためであり、どちらを第１と表記するかは特に限定されるものではない。
【００２７】
エンジンコントローラ１２２は、ＡＳＩＣ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭを内蔵している。またエンジンコントローラ１２２は、プリンタエンジンの制御のみならず、ビデオコントローラ１２３との通信制御等も行う。
【００２８】
駆動回路１３０は、ＯＲ回路１２４を有しており、エンジンコントローラ１２２のＬｄｒｖ信号とビデオコントローラ１２３からの第１の信号であるＶＩＤＥＯ信号が入力に接続されている。ＯＲ回路１２４はＤａｔａ信号を出力し、Ｄａｔａ信号はスイッチング回路１０６に接続されている。ＶＩＤＥＯ信号は、基本的には外部に接続されたリーダースキャナや、ホストコンピュータ等の外部機器から送られてくるプリントデータ（画像データ）に基づく信号である。ただし、先に述べたように、エンジンコントローラ１２２はビデオコントローラ１２３と通信制御も実施している。このため、エンジンコントローラ１２２及びビデオコントローラ１２３は、エンジンコントローラ１２２上のＥＥＰＲＯＭの情報やビデオコントローラ１２３が有する画像メモリの情報を相互に共有することができる構成となっている。
【００２９】
出力手段であるビデオコントローラ１２３から出力されるＶＩＤＥＯ信号は、イネーブル端子付きバッファ（以下、バッファという）１２５に入力され、バッファ１２５の出力は前述のＯＲ回路１２４に接続されている。このときイネーブル端子は、エンジンコントローラ１２２からのＶｅｎｂ信号が出力されるラインに接続されている。
【００３０】
また、エンジンコントローラ１２２は、後述するＳＨ１信号、ＳＨ２信号、ＳＨ３信号、Ｂａｓｅ２信号、Ｂａｓｅ３信号及びＬｄｒｖ信号、Ｖｅｎｂ信号を出力するように接続されている。Ｂａｓｅ２信号及びＢａｓｅ３信号は複数の信号に相当する。また、Ｂａｓｅ２信号は第２の信号に相当し、Ｂａｓｅ３信号は第３の信号に相当する。Ｖｅｎｂ信号は、ＶＩＤＥＯ信号に基づくＤａｔａ信号にマスク処理を施すためのものである。Ｄａｔａ信号にマスク処理が施された領域を画像マスク領域といい、Ｄａｔａ信号にマスク処理が施される期間、言い換えれば画像マスク領域とするタイミングを画像マスク期間という。このＶｅｎｂ信号をディスエーブル状態（ＯＦＦ状態）にすることで画像マスク領域のタイミング（画像マスク期間）を作成できる。
【００３１】
コンパレータ回路１０１、１１１、１４１の正極端子には、それぞれ第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１１、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２１、第３の基準電圧Ｖｒｅｆ３１が入力されている。コンパレータ回路１０１、１１１、１４１の出力は、それぞれサンプル／ホールド回路１０２、１１２、１４２に入力されている。この基準電圧Ｖｒｅｆ１１は、通常のプリント用の発光レベル（第１の発光レベル又は第１の光量）でＬＤ１０７を発光させるための目標電圧として設定されている。また、基準電圧Ｖｒｅｆ２１は、微少露光用の発光レベル（第２の発光レベル又は第２の光量）の目標電圧として設定されている。さらに、基準電圧Ｖｒｅｆ３１は、微少露光用の発光レベル（第３の発光レベル又は第３の光量）の目標電圧として設定されている。第２の光量及び第３の光量は複数の光量に相当する。なお、第２の光量及び第３の光量は、第１の光量よりも低い光量である。
【００３２】
サンプル／ホールド回路１０２、１１２、１４２にはそれぞれホールドコンデンサ１０３、１１３、１４３が接続されている。ホールドコンデンサ１０３、１１３、１４３の出力は、それぞれサンプル／ホールド回路１０２、１１２、１４２を介して電流増幅回路１０４、１１４、１４４の正極端子に入力されている。基準電圧Ｖｒｅｆ１１、Ｖｒｅｆ２１、Ｖｒｅｆ３１は駆動回路１３０の中で、通常プリント用の発光レベル、微少露光用の発光レベルを実現するための設定を意味する。
【００３３】
電流増幅回路１０４、１１４、１４４にはそれぞれ基準電流源１０５、１１５、１４５が接続されており、その出力はスイッチング回路１０６、１１６、１４６に入力されている。他方、電流増幅回路１０４、１１４、１４４の負極端子には、それぞれ第４の基準電圧Ｖｒｅｆ１２、第５の基準電圧Ｖｒｅｆ２２、第６の基準電圧Ｖｒｅｆ３２が入力されている。ここで、先に説明したサンプル／ホールド回路１０２の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１２との差分に応じて、電流Ｉｏ１（第１駆動電流）が決定される。サンプル／ホールド回路１１２の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ２２との差分に応じて、電流Ｉｏ２（第２駆動電流）が決定される。サンプル／ホールド回路１４２の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ３２との差分に応じて、電流Ｉｏ３（第３駆動電流）が決定される。すなわち、第４〜第６の基準電圧Ｖｒｅｆ１２、Ｖｒｅｆ２２、Ｖｒｅｆ３２は、電流を決定するための電圧設定である。
【００３４】
スイッチング回路１０６は、パルス変調データ信号であるＤａｔａ信号によりオン・オフ動作する。スイッチング回路１１６は、入力信号Ｂａｓｅ２によりオン・オフ動作し、スイッチング回路１４６は、入力信号Ｂａｓｅ３によりオン・オフ動作する。スイッチング回路１０６、１１６、１４６の出力端子は、ＬＤ１０７のカソード端子に接続されており、駆動電流Ｉｄｒｖ、Ｉｂ１、Ｉｂ２を供給している。ＬＤ１０７のアノード端子は、電源Ｖｃｃに接続されている。ＬＤ１０７の光量をモニターするＰＤ１０８のカソード端子は、電源Ｖｃｃに接続されている。ＰＤ１０８のアノード端子は、電流電圧変換回路１０９に接続されてモニター電流Ｉｍを電流電圧変換回路１０９に流す。これにより、電流電圧変換回路１０９は、モニター電流Ｉｍをモニター電圧Ｖｍに変換する。このモニター電圧Ｖｍはコンパレータ回路１０１、１１１、１４１の負極端子に負帰還入力されている。
【００３５】
なお、図３では、エンジンコントローラ１２２とビデオコントローラ１２３とを別々に示しているが、その形態に限定されるわけではない。例えば、エンジンコントローラ１２２とビデオコントローラ１２３との一部又は全部を同じコントローラで構築してもよい。また、図中点線枠で囲まれた駆動回路１３０についても、例えば、エンジンコントローラ１２２に一部又は全てを内蔵させてもよい。
【００３６】
＜感光ドラム表面での像高によるレーザー光強度＞
本実施例の場合、レーザー光が通るコリメータレンズ１３４、回転多面鏡１３３、ｆθレンズ１３２といった、ＬＤ１０７と感光ドラム５との間に設けられた光学素子の反射率、透過率といった特性が、レーザー光の光学素子への入射角によって異なる。このため、像高によってレーザー光の強度に強弱が生じる。像高とは、感光ドラム５の表面上での画像の位置を光学素子の光軸からの距離で表した値であり、光学素子の光軸における像高の値を０［ｍｍ］とし、主走査方向の上流側の値をマイナス（−）、主走査方向の下流側をプラス（＋）とする。
【００３７】
図４（ａ）は、本実施例において、ＬＤ１０７を全像高にわたり同じ光量で発光させたときの感光ドラム５表面での像高によるレーザー光の強度むらを表わす図である。図４（ａ）の（ｉ）は感光ドラム５Ｙと帯電ローラ７Ｙを示し、図４（ａ）の左右方向は主走査方向となっている。（ｉｉ）は横軸に感光ドラム５の表面における像高［ｍｍ］を示し、縦軸にレーザー光の強度［％］を示す。本実施例では、感光ドラム５の長手方向（主走査方向）の長さ（以下、幅という）は２５０ｍｍであり、帯電ローラ７の長手方向の幅は２３０ｍｍである。図４（ａ）の（ｉ）において、感光ドラム５上に画像が形成される領域は、帯電ローラ７の長手方向における幅以下の領域となる。
【００３８】
本実施例では、例えば、像高−１２０ｍｍから像高＋１２０ｍｍまでの範囲が微少露光の有効領域である。図４（ａ）に示すように、全像高にわたり同じ光量でＬＤ１０７を発光させたとしても、像高−１２０ｍｍにおけるレーザー光強度を１００％としたとき、像高＋１２０ｍｍではレーザー光強度が８０％近くまで低下する。
【００３９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）で説明した像高によるレーザー光強度が変化することに対して、補正を行う場合の補正量について説明する図である。図４（ｂ）の（ｉ）は図４（ａ）の（ｉ）と同様の図である。（ｉｉ）は横軸に感光ドラム５の表面における像高［ｍｍ］を示し、縦軸にレーザー光の補正量［％］を示す。図４（ａ）で示した感光ドラム５表面での像高によるレーザー光の強度むらに対して、図４（ｂ）（ｉｉ）に示すように逆の特性になるような補正量（以下、光量補正データともいう）をエンジンコントローラ１２２の記憶手段であるＥＥＰＲＯＭに記憶しておく。このように、ＥＥＰＲＯＭには、予め、像高に応じて発生するレーザー光の光量の変化に基づく補正量が記憶されている。補正手段でもあるエンジンコントローラ１２２は、ＥＥＰＲＯＭに記憶された光量補正データによりＬＤ１０７の光量を補正する。これにより、感光ドラム５表面での像高によるレーザー光強度むらが一定になる。なお、像高とレーザー光の補正量との関係を示す光量補正データをレーザー光強度補正プロファイルともいう。
【００４０】
＜ＡＰＣ動作説明＞
次に本実施例のＡＰＣ動作について説明する。図４（ｂ）で示すように、微少露光では、Ａ点がレーザー光の補正量の最小値、Ｂ点がレーザー光の補正量の最大値となる。Ａ点を上述した第３の発光レベル（第３の光量）に設定し、Ｂ点を第２の発光レベル（第２の光量）に設定するように、基準電圧Ｖｒｅｆ２１と基準電圧Ｖｒｅｆ３１を設定する必要がある。すなわち、第３の光量は微少露光として設定可能な最小の光量であり、第２の光量は微少露光として設定可能な最大の光量である。
【００４１】
まずエンジンコントローラ１２２は、基準電圧Ｖｒｅｆ３１を設定し、サンプル／ホールド回路１４２をサンプリング状態に設定する。この状態で、ＬＤ１０７が発光状態になると、ＰＤ１０８がＬＤ１０７の発光強度（発光量）をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Ｉｍ３が流れる。そして、モニター電流Ｉｍ３は電流電圧変換回路１０９に流れる。これにより、電流電圧変換回路１０９はモニター電流Ｉｍ３をモニター電圧Ｖｍ３に変換する。また、このモニター電圧Ｖｍ３が、目標値である第３の基準電圧Ｖｒｅｆ３１と一致するように、電流増幅回路１４４が基準電流源１４５に流れる電流Ｉｏ３に基づいて駆動電流Ｉｂ２を制御する。このように、第３の光量調整部は、Ａ点においてＬＤ１０７の発光強度が第３の発光レベルとなるように駆動電流Ｉｂ２を制御する。
【００４２】
次にエンジンコントローラ１２２は、基準電圧Ｖｒｅｆ２１を設定し、サンプル／ホールド回路１１２をサンプリング状態に設定する。このとき、サンプル／ホールド回路１４２をホールド状態に設定しておく。ＬＤ１０７が発光状態になると、ＰＤ１０８がＬＤ１０７の発光強度（発光量）をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Ｉｍ２が流れる。そして、モニター電流Ｉｍ２は電流電圧変換回路１０９に流れる。これにより、電流電圧変換回路１０９はモニター電流Ｉｍ２をモニター電圧Ｖｍ２に変換する。また、このモニター電圧Ｖｍ２が、目標値である第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２１と一致するように、電流増幅回路１１４が基準電流源１１５に流れる電流Ｉｏ２に基づいて駆動電流Ｉｂ１を制御する。このように、第２の光量調整部は、Ｂ点においてＬＤ１０７の発光強度が第２の発光レベルとなるように駆動電流Ｉｂ１を制御する。以上で、駆動回路１３０は、微小露光におけるＡ点でＬＤ１０７が第３の光量となり、Ｂ点でＬＤ１０７が第２の光量となるように、ＬＤ１０７を駆動することができるようになる。
【００４３】
通常露光（画像形成時における露光）においては、Ｃ点はレーザー光の補正量の最小値、Ｄ点はレーザー光の補正量の最大値となる。Ｄ点を上述した第１の発光レベルに設定するように、基準電圧Ｖｒｅｆ１１を設定する必要がある。第１の光量はＬＤ１０７に設定可能な光量の中の最大の光量である。
【００４４】
エンジンコントローラ１２２は、基準電圧Ｖｒｅｆ１１を設定し、サンプル／ホールド回路１０２をサンプリング状態に設定する。このとき、サンプル／ホールド回路１４２をホールド状態に設定しておく。ＬＤ１０７が発光状態になると、ＰＤ１０８がＬＤ１０７の発光強度（発光量）をモニターし、その発光強度に比例したモニター電流Ｉｍ１が流れる。そして、モニター電流Ｉｍ１が電流電圧変換回路１０９に流れる。これにより、電流電圧変換回路１０９はモニター電流Ｉｍ１をモニター電圧Ｖｍ１に変換する。また、このモニター電圧Ｖｍ１が、目標値である第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１１と一致するように、電流増幅回路１０４が基準電流源１０５に流れる電流Ｉｏ１に基づいて駆動電流Ｉｄｒｖを制御する。このように、第１の光量調整部は、Ｄ点においてＬＤ１０７の発光強度が第１の発光レベルとなるように駆動電流Ｉｄｒｖを制御する。以上で、駆動回路１３０は、通常露光におけるＤ点でＬＤ１０７が第１の光量となるように、ＬＤ１０７を駆動することができるようになる。
【００４５】
非ＡＰＣ動作中において、微少露光として第３の光量に設定したい場合には、サンプル／ホールド回路１４２をホールド状態にすることで、第３の光量で微少露光状態が維持される。同様に、微少露光として第２の光量に設定したい場合には、サンプル／ホールド回路１１２、１４２をホールド状態にすることで、第２の光量で微少露光状態が維持される。通常露光として第１の光量に設定したい場合には、サンプル／ホールド回路１０２、１４２ホールド状態にし、Ｖｅｎｂ信号とＶＩＤＥＯ信号とをオン状態（例えば、ハイレベル）にすることで、第１の光量で通常発光状態が維持される。
【００４６】
＜レーザー光強度補正に関して＞
次に本実施例のレーザー光の強度の補正方法について説明する。図５（ａ）は全白画像を印刷した場合のエンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３から出力される信号を示すタイミングチャートである。図５（ａ）中には、主走査方向の１周期相当に対し、レーザー光強度補正プロファイルとレーザー光強度及び非画像領域と画像領域に分けて、各信号の変化が示されている。１周期とは、ＢＤ信号が出力されてから次のＢＤ信号が出力されるまでの周期をいう。信号としてはＶＩＤＥＯ、Ｂａｓｅ２、Ｂａｓｅ３信号が示されている。具体的には、図５（ａ）の（ｉ）は図４（ｂ）（ｉｉ）の像高とレーザー光の強度の補正量［％］を示す。（ｉｉ）は感光ドラム５上における領域を示し、画像形成が行われる領域を画像領域とし、その他の領域を非画像領域としている。（ｉｉｉ）はＢＤ１２１から出力されるＢＤ信号を示し、例えばＢＤ信号がハイレベルからローレベルに変化したことをＢＤ信号が出力された、と表現している。（ｉｖ）はＶＩＤＥＯ信号を示し、画像データに応じた信号となっている。（ｖ）はエンジンコントローラ１２２からスイッチング回路１４６に入力されるＢａｓｅ３信号を示す。（ｖｉ）はエンジンコントローラ１２２からスイッチング回路１１６に入力されるＢａｓｅ２信号を示す。（ｖｉｉ）はレーザー光の強度を示す。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、エンジンコントローラ１２２は、非画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Ｂａｓｅ２信号のデューティを変化させている。ここで、信号のデューティを変化させるとは、信号のハイレベル又はローレベルの幅（時間）を変化させることである。本実施例では、信号のハイレベルの幅を変化させる。すなわち、エンジンコントローラ１２２は、レーザー光の補正量が最小となっているＡ点側の非画像領域では、Ｂａｓｅ２信号のデューティを小さくしている。一方、エンジンコントローラ１２２は、レーザー光の補正量が最大となっているＢ点側の非画像領域では、Ｂａｓｅ２信号のデューティをＡ点側の非画像領域におけるＢａｓｅ２信号のデューティよりも大きくしている。なお、図５（ａ）の（ｖ）に示すように、エンジンコントローラ１２２は、Ａ点側、Ｂ点側、いずれの非画像領域においてもＢａｓｅ３信号をハイレベルとしている。Ｂａｓｅ３信号は、ＬＤ１０７を第３の光量で１００％のデューティで、言い換えればＬＤ１０７を常時発光させるように、オン状態とされる。
【００４８】
一方、エンジンコントローラ１２２は、画像領域においては、エンジンコントローラ１２２上のＥＥＰＲＯＭに格納されているレーザー光強度補正プロファイルをビデオコントローラ１２３に送信する。ビデオコントローラ１２３は、エンジンコントローラ１２２から受信したレーザー光強度補正プロファイルに基づいてＶＩＤＥＯ信号のデューティを変化させている。すなわち、エンジンコントローラ１２２は、ビデオコントローラ１２３を介して、レーザー光の補正量が最小となっているＣ点側からレーザー光の補正量が最大となっているＤ点側に向かって、ＶＩＤＥＯ信号のデューティが大きくなるように制御する。なお、図５（ａ）の（ｖ）に示すように、エンジンコントローラ１２２は、画像領域の全域においてＢａｓｅ３信号をハイレベルとしている。これにより、画像領域における非画像部であっても、第３の光量での微小露光が行われる。
【００４９】
このようなレーザー光の強度の補正を行うことで、感光ドラム５表面での像高によるレーザー光の強度を調整できる。図５（ａ）の（ｖｉｉ）に示すように、微小発光時でも通常のプリント時でも、レーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Ｂａｓｅ２信号又はＶＩＤＥＯ信号のデューティを変化させることで、像高によるレーザー光の強度の変化が補正される。なお、図５（ａ）（ｖｉｉ）に示すように、レーザー光強度は、非画像領域においては感光ドラム５上にトナーが付着しない強度となっており、画像領域におけるレーザー光強度に比べて小さくなっている。ここでは全白画像について言及したが、画像パターンが変わる場合は画像パターンに応じてＶＩＤＥＯ信号を付加すればよい。
【００５０】
（紙間における補正）
また図５（ｂ）に紙間中のエンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３から出力される信号を表すタイミングチャートである。紙間とは、連続して印刷が行われる（以下、連続印刷という）場合に、所定の記録材Ｐの後端と、所定の記録材Ｐに続いて画像形成が行われる後続の記録材Ｐの先端との間をいう。図５（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）は図５（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）と同様である。
【００５１】
図５（ｂ）に示すように、紙間においては、ＶＩＤＥＯ信号は出力されないため、感光ドラム５の全領域が非画像領域となる。そして、エンジンコントローラ１２２は、非画像領域においては、レーザー光強度補正プロファイルに基づいてＢａｓｅ２信号のデューティを変化させている。具体的には、エンジンコントローラ１２２は、レーザー光の強度の補正量が最小となるＡ点側からレーザー光の強度の補正量が最大となるＢ点側に向かって、Ｂａｓｅ２信号のデューティが大きくなるように制御している。なお、図５（ｂ）の（ｖ）に示すように、エンジンコントローラ１２２は、非画像領域の全域においてＢａｓｅ３信号をハイレベルとしている。このレーザー光強度補正を行うことで、紙間中においても感光ドラム５表面での像高によるレーザー光強度を調整できる。なお、図５（ｂ）（ｖｉｉ）に示すように、レーザー光強度は、非画像領域においては感光ドラム５上にトナーが付着しない強度となっており、図５（ａ）（ｖｉｉ）の画像領域におけるレーザー光強度に比べて小さくなっている。
【００５２】
＜レーザー光強度補正の変形例に関して＞
上述の説明では、レーザー光強度補正プロファイルに基づいてエンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３から出力される信号をデジタルに切り換える場合について説明した。エンジンコントローラ１２２の動作速度を上げることができない場合や放射ノイズの削減を視野に入れた変形例について説明する。図６（ａ）は、変形例でのＬＤ１０７の光量レベルを自動的に調整する駆動回路１３０ａを示す図である。変形例においては図３で説明した駆動回路１３０と異なる点について説明し、図３で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
変形例の駆動回路１３０ａは、フィルタ手段であるフィルタ回路１３９を有し、例えばフィルタ回路１３９はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）である。フィルタ回路１３９は、電流増幅回路１１４の出力に接続されており、電流増幅回路１１４はフィルタ回路１３９を介してスイッチング回路１１６に接続されている。電流増幅回路１１４の出力を、フィルタ回路１３９を介すことにより、レーザ光強度の変化が滑らかになる。
【００５４】
次に本変形例のレーザー光強度補正方法について説明する。図６（ｂ）は全白画像を印刷した場合のエンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３から出力される信号を示すタイミングチャートである。図５（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）は図５（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）と同様である。
【００５５】
図６（ｂ）に示すように、エンジンコントローラ１２２は、非画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、Ｂａｓｅ２信号のデューティを変化させている。一方、エンジンコントローラ１２２は、画像領域においてはレーザー光強度補正プロファイルに基づいて、ビデオコントローラ１２３を介してＶＩＤＥＯ信号のデューティを変化させている。このことにより、図５（ｂ）の（ｖｉｉ）に示すように、レーザー光の強度が非画像領域においては滑らかに変化する。このため、非画像領域でのＢａｓｅ２信号のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、エンジンコントローラ１２２の動作速度を上げなくても、ＬＤ１０７の光量を補正することにより感光ドラム５表面での像高によるレーザー光強度むらを一定にすることができるため、安価で、放射ノイズの影響を小さくすることができる。
【００５６】
＜作用・効果の説明＞
本実施例では、微少露光において複数のＡＰＣ調整を実施する。そして、複数のＡＰＣ調整の結果を用いて、ＬＤ１０７の光量を補正することにより、光学素子の反射率、透過率といった特性によって発生する感光ドラム５表面での像高によるレーザー光強度むらを一定にすることができる。そのため、正かぶりや反転かぶりという現象が発生しない高品質な画像を提供することができる。また、レーザー光強度補正プロファイルを変更するのみで、感光ドラムの感度むら等、他の要因についても補正することが可能となり、複数の要因の組み合わせに対する補正も可能となる。さらには、本実施例の補正を実施することで、ｆθ特性を有さないレンズを使用することも可能となり、小型化、低コスト化へも展開できる。
【００５７】
以上、実施例によれば、微少露光を行う画像形成装置においても、画像品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
５      感光ドラム
８      現像器
９      露光装置
１２２  エンジンコントローラ
１３３  回転多面鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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