(57)【要約】【課題】調整誤差の少ない走査光学装置を提供する。【解決手段】レンズ２と、ミラー８、回転多面鏡５と、同期検知センサ７と、複数の発光素子と受光素子を内蔵するレーザダイオード１と、画像形成に必要な前記発光素子の光量を得るための制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、前記受光素子は前記発光素子の光量を検知する機能を有し、前記制御電圧生成手段の制御電圧と前記受光素子の検知電流とに基づいて前記発光素子の光量を制御するレーザダイオード駆動回路とを備えた走査光学装置において、各発光素子の前記制御電圧生成手段は、他の発光素子からのオフセット光の影響に応じて前記制御電圧を制御することを特徴とする。【選択図】  図２
2010152201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、ミラーと、回転多面鏡と、同期検知センサと、複数の発光素子と受光素子を内蔵するレーザダイオードと、画像形成に必要な前記発光素子の光量を得るための制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、前記受光素子は前記発光素子の光量を検知する機能を有し、前記制御電圧生成手段の制御電圧と前記受光素子の検知電流とに基づいて前記発光素子の光量を制御するレーザダイオード駆動回路とを備えた走査光学装置において、各発光素子の前記制御電圧生成手段は、他の発光素子からのオフセット光の影響に応じて前記制御電圧を制御することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走査光学装置において、前記各制御電圧生成手段は、前記全発光素子のオフセット光の光量の総和Ｓｐから制御電圧を供給する発光素子のオフセット光の光量ｐを減算した光量分、所定の光量に対して高くなるように前記制御電圧を生成することを特徴とする走査光学装置。
【請求項３】
請求項１に記載の走査光学装置において、前記各制御電圧生成手段は、前記全発光素子のオフセット光の光量の総和Ｓｐから発光素子のオフセット光の平均光量Ａｐを減算した光量分、所定の光量に対して高くなるように前記制御電圧を生成することを特徴とする走査光学装置。
【請求項４】
請求項１に記載の走査光学装置において、前記レーザダイオード駆動回路は、個々の発光素子に閾値電流に満たないバイアス電流を供給する機能を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項５】
請求項１に記載の走査光学装置において、前記各発光素子のオフセット光の光量を記録する手段を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項６】
請求項１に記載の走査光学装置において、前記全発光素子のオフセット光の光量を記録する手段を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の走査光学装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のレーザビームプリンタや複写機などの画像形成装置に用いる走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の印刷物を要求される高速の画像形成装置では、ポリゴンモータの回転数や発光素子の変調周波数の限界などで、複数の発光素子を用いた走査光学装置が搭載されている。なかでも、各レーザ光を合成する構造が、比較的簡単な複数の発光素子を内蔵するレーザダイオードが採用されている。
【０００３】
図３に、複数の発光素子と受光素子とを内蔵したレーザダイオード（以下、ＬＤと略す）の構成例を示す。以降、簡略化のため素子数が２の発光素子を例として示す。ＬＤのチップ上に２個の発光素子ＬＤ１およびＬＤ２が形成され、端面２ヶ所からそれおぞれの発光素子のレーザビームＢ１およびＢ２が出射している。本図上の手前のレーザビームは、走査光学装置の光源として画像形成に用いられる。一方、本図上の奥側のレーザビームは、光量の検知用で受光素子（以下、ＰＤと略す）に出射される。
【０００４】
ＰＤは、入射した光量に比例して検知出力であるモニタ電流を出力する。しかし、ＰＤは、全発光素子からレーザ光を受けるようにやや大きめのチップで構成されるため、レーザ光を受けるチップ上の位置でも、モニタ電流に変換する効率が変わる。また、発光素子とＰＤの位置関係によって、レーザ光を受ける条件が変わる。
【０００５】
このため、発光素子の特性が同じで、同じ値の光量を出射していたとしても、光量を検出するＰＤのモニタ電流Ｉｍは、各発光素子によって異なる。また、発光素子も、同じＬＤチップ内に形成されても、出射端面の生成構造などで、特性がばらつく。ＰＤの特性ばらつきとＬＤの特性ばらつきとの組み合わせや、ＬＤとＰＤの取り付け位置などによって、各発光素子のモニタ電流Ｉｍの偏差は大きい値になる。また、走査光学系を形成するレンズやミラーの反射率や透過率にも、蒸着条件の違いによりばらつきがある。
【０００６】
そのため、感光体ドラム面上での光量を揃えるために、レーザダイオードおよび、レンズやミラーで構成する走査光学装置単位で発光させ、かつ回転多面鏡で走査した走査光を測定し、測定データを基に各発光素子のレーザ光の光量を調整する必要がある。しかも、レンズやミラーの像高による入射角・反射角による反射率や透過率のバラツキを考慮して像高０ｍｍ付近で光量を測定するのが理想である。
【０００７】
走査光学装置単位で光量を測定するために、発光素子を発光させる方法としては、常時発光させるＣＷ駆動と、ＯＮ／ＯＦＦさせるパルス駆動がある。ＣＷ駆動は、レーザ光を発光しながら光量の調整も同時に行うため、ＡＰＣで発光させる。常時ＡＰＣを実施することは、ＬＤドライバ、ＬＤ、およびＰＤとでループを構成するフィードバック制御を行っていることになる。ループ構成では、モニタ電流がフィードバックされるのに時間が掛かるため、測定した光量にゆらぎの現象があり、安定しない。
【０００８】
また、パルス駆動は、実際の画像形成に用いられている駆動方式で、非画像領域でのみＡＰＣを実行するため、画像領域では像高によって熱の影響で光量が変動するドループの問題があるが、同一の像高では走査毎の変動はなくほぼ一定になる。
【０００９】
また、発光素子の駆動方式には、バイアス電流によって、無バイアス方式と有バイアス方式とがある。
【００１０】
無バイアス方式は、発光素子のバイアス電流を０に設定して、入力信号に対応するパルス電流で発光素子を駆動する方式であり、有バイアス方式は、発光素子のバイアス電流を閾値電流付近に設定し、常時バイアス電流を流しながら、入力信号に対応するパルス電流を前記バイアス電流に加えて発光素子を駆動する方式である。
【００１１】
無バイアス駆動は、閾値電流の大きな発光素子を駆動する場合、入力信号に対応する駆動電流が発光素子に印可されても、レーザ発振が可能な濃度のキャリアが生成されるまでにある程度の時間を要するため、発光するまでに遅延が生じる。このため、所望のパルス幅より小さいパルスしか得ることが出来なく、濃度の低下や画像の再現性などの印刷品質に影響を及ぼす。
【００１２】
有バイアス方式は、レーザ発光までの遅延を小さくするために、予め発光素子に電流を流している（例えば、特許文献１参照）。発光素子に流す電流は、閾値電流より少なく、発光素子がレーザ発振しない程度の電流である。この有バイアス方式では、予め閾値電流に満たない電流分を流しているため、発光の遅延時間が問題にならないレベルまで削減できる。ただ、発光素子はレーザ光を発光するまでに達しないが、オフセット光として自然光を発光している。
【００１３】
画像形成装置では、走査毎の光量を一定に保つために、ＡＰＣを実施する。ＡＰＣでは、同一の走査内で全発光素子のＡＰＣを実施する方法と、同一の走査内で一部分の発光素子のみＡＰＣを実施する方法とがある。同一の走査内で全発光素子のＡＰＣを実施する方法では、各発光素子のＡＰＣ時間は限られるため、内蔵する発光素子数が多い場合は、有バイアス駆動にする方が有利である。また、同一の走査内で一部分の発光素子のみＡＰＣを実施する方法では、各発光素子のＡＰＣが実行されるのは、複数回の走査に１回の割合になるため、ＡＰＣが実施される走査の前走査では光量の低下が懸念される。
【００１４】
【特許文献１】特許３４６６５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
複数の発光素子を内蔵するＬＤを用いた走査光学装置の光量を同一値に調整するには、各発光素子を単独で発光させ、画像形成装置での条件と同じく、回転多面鏡で走査した走査光の光量を測定する必要がある。安定した光量を発光させるには、前述したように、パルス駆動が最適である。同期検知信号に同期させ、非画像領域で光量を一定に保つためのＡＰＣを実施したパルス駆動で、各発光素子を発光させて光量を測定するのが望ましい。
【００１６】
また、画像形成装置としては、より高品位な画像品質が要望されているため、画像領域での有バイアス駆動は重要である。
【００１７】
実際の画像形成では、複数の発光素子を内蔵する発光素子を走査光学装置に用いても、各発光素子のレーザ光及び、自然光はレンズで絞られているため、有バイアス駆動によるオフセット光が影響を及ぼすのは隣接する走査光程度に限定される。また、オフセット光の光量が大きい場合は、地汚れの可能性があるが、レンズやミラーの透過率や反射率の最適化で対応でき、オフセット光が画像に影響することは少ない。
【００１８】
しかし、光量の測定に用いる光パワーメータは、センサ部分の受光面積が大きいため、全発光素子のオフセット光を受けてしまう。また、ＡＰＣでも、ＬＤに内蔵する受光素子ＰＤは全発光素子のレーザ光を受けられる構造のため、全発光素子のオフセット光も受けてしまう。
【００１９】
有バイアス駆動で発光素子を駆動すると、光量を測定する発光素子以外からのオフセット光が上乗せされ、測定する発光素子の実光量より高い値になってしまう。特に、内蔵する発光素子数の多い発光素子では、他の発光素子からのオフセット光の影響が大きく、所定の光量に調整しようとしてもオフセット光の割合分、低い光量に調整されるという問題がある。そのため、形成された画像が所定の濃度に達しなかったり、中間調濃度ズレの原因となったりする。
【００２０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、調整誤差の少ない走査光学装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、レンズと、ミラーと、回転多面鏡と、同期検知センサと、複数の発光素子と受光素子を内蔵するレーザダイオードと、画像形成に必要な前記発光素子の光量を得るための制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、前記受光素子は前記発光素子の光量を検知する機能を有し、前記制御電圧生成手段の制御電圧と前記受光素子の検知電流とに基づいて前記発光素子の光量を制御するレーザダイオード駆動回路とを備えた走査光学装置において、各発光素子の前記制御電圧生成手段は、他の発光素子からのオフセット光の影響に応じて前記制御電圧を制御することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記各制御電圧生成手段は、前記全発光素子のオフセット光の光量の総和Ｓｐから制御電圧を供給する発光素子のオフセット光の光量ｐを減算した光量分、所定の光量に対して高くなるように前記制御電圧を生成することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記各制御電圧生成手段は、前記全発光素子のオフセット光の光量の総和Ｓｐから発光素子のオフセット光の平均光量Ａｐを減算した光量分、所定の光量に対して高くなるように前記制御電圧を生成することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記レーザダイオード駆動回路は、個々の発光素子に閾値電流に満たないバイアス電流を供給する機能を有することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第５の手段は前記第１の手段において、前記各発光素子のオフセット光の光量を記録する手段を有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の第６の手段は前記第１の手段において、前記全発光素子のオフセット光の光量を記録する手段を有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第７の手段は画像形成装置において、前記第１ないし第６の手段の走査光学装置を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は前述のような構成になっており、全発光素子の光量を精密に合わせることができ、そのために調整誤差の少ない走査光学装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係わる走査光学装置の構成を示す図である。図において、１はレーザダイオード、２はコリメータレンズ、３はポリゴンモータ、５は回転多面鏡、６はｆθレンズ、７は同期検知センサ、８はリターンミラーで、これらによって走査光学装置５０を構成している。また、９は感光体である。
【００３０】
走査光学装置５０と感光体ドラム９で１対をなしており、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のカラー画像形成装置では４対の構成となる。
【００３１】
複数の発光素子を備えたレーザダイオード１を用いた走査光学装置５０を搭載した画像形成装置は、コントローラからの画像信号を基にレーザダイオード１のそれぞれの発光素子を変調して、複数のレーザビームを出射する。この複数のレーザビームを回転多面鏡５で主走査方向に偏向し、ｆθレンズ６などの光学系レンズを介して、レーザビームを像担持体としての感光体ドラム９に走査することにより、静電潜像を形成する。
【００３２】
図２は、本発明の実施例に係わる画像形成装置のブロック図である。図において、ＬＤ１およびＬＤ２は発光素子、ＰＤは受光素子である。ＬＤ１、ＬＤ２およびＰｄでレーザダイオード１を構成する。１２はモニタ抵抗、５１はＣＰＵ、５２は記録手段としてのＲＯＭ、５３は画像処理部（以下、ＩＰＵと称す）、５４ａ及び５４ｂは制御電圧生成手段としてのＤＡＣ、５５ａ及び５５ｂは分圧抵抗、５６ａ及び５６ｂはＬＤドライバである。
【００３３】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記載されている設定データおよび制御プログラムで画像形成装置全体を制御し画像形成装置として画像形成を制御する。ＲＯＭ５２は、電気的に書き換え可能な不揮発メモリであり、画像形成装置の制御プログラムおよび関連するデータが格納されている。
【００３４】
ＩＰＵ５３は、ＣＰＵ５１の指示に従い、ＬＤの光量を設定するために制御電圧生成手段であるＤＡＣ５４ａおよび５４ｂにそれぞれの設定値としてのデータＤ１およびＤ２を出力する。また、ＬＤを発光させて同期検知信号を生成する。ＩＰＵ５３に戻ってきた同期検知信号を基点に上位からの画像データの処理およびＬＤドライバへの出力、ＡＰＣ信号の生成などを行なう。
【００３５】
制御電圧生成手段であるＤＡＣ５４ａおよび５４ｂは、それぞれの光量設定値：データＤ１およびＤ２からアナログ電圧Ｖｒ１およびＶｒ２を生成する。
【００３６】
分圧抵抗５５ａおよび５５ｂは、モニタ電圧Ｖｍの振幅レベルに合わせ、それぞれの入力したアナログ電圧Ｖｒ１およびＶｒ２からそれぞれの制御電圧Ｖｃ１およびＶｃ２に分圧する。
【００３７】
図６は、発光素子の光量とモニタ電流の関係を示す図である。受光素子のモニタ電流は、光量と比例関係にあり、光量が増えるとモニタ電流も増える。図においてＬＤ１およびＬＤ２は、図２において同一チップ上に形成されたレーザダイオードの発光素子であり、それぞれの光量とモニタ電流の関係を一例として示している。ＬＤ１とＬＤ２が同じ光量（Ｐ０）を出力しているときのそれぞれのモニタ電流値をＩｍ１とＩｍ２とする。
【００３８】
図４に、モニタ電流のＩ／Ｖ変換回路４１の構成を示す。ＰＤのモニタ電流Ｉｍは、Ｉ／Ｖ変換回路４１のモニタ抵抗Ｒｍにてモニタ電圧Ｖｍに変換される。本図では、Ｉ／Ｖ変換回路４１は固定抵抗Ｒ３と可変抵抗ＶＲ２とで構成され、これらの合成抵抗をモニタ抵抗Ｒｍと称する。ここでは、固定抵抗Ｒ３は、モニタ抵抗Ｒｍの調整に当って発光素子ＬＤの定格を超えた光量を出射させないための保護用抵抗である。
【００３９】
また、モニタ電圧Ｖｍは、電源ＶｃｃとＰＤのカソード間の電圧である。
【００４０】
モニタ電圧Ｖｍは、
（式１）  Ｖｍ＝Ｖｃｃ−Ｖｐｄ＝Ｒｍ×Ｉｍ
と表せる。
【００４１】
また、ＬＤドライバ５６は、発光素子、受光素子でフィードバック制御のループを構成し、光量を設定する制御電圧Ｖｃとモニタ電圧Ｖｍが常に一致するように光量を制御する。制御電圧Ｖｃに対してモニタ電圧Ｖｍが低いと、発光素子の光量を上げ、逆にモニタ電圧Ｖｍが高いと、発光素子の光量を下げて、常に一致するように光量を制御する。このことから、制御電圧Ｖｃは、
（式２）  Ｖｃ＝Ｖｍ＝Ｒｍ×Ｉｍ
と表せる。
【００４２】
式２から、モニタ抵抗Ｒｍの抵抗値は固定であるから、制御電圧Ｖｃとモニタ電流Ｉｍは、比例の関係にあると言える。図７に、発光素子の光量と制御電圧の設定値との関係を示す。図において、ＬＤ１およびＬＤ２が、光量Ｐ０を出力する制御電圧は、それぞれＶｃ１、Ｖｃ２である。
【００４３】
制御電圧生成手段であるＤＡＣは、入力された設定値（データ）に対して電圧をリニアに出力する。ただ、入力された設定値とＤＡＣからの出力の関係は、出力後のターミナル抵抗や、ＤＡＣの機能により、データが０であっても、オフセット電圧（切片）を持っている。図８に、オフセット電圧を持った制御電圧と設定値との関係を示す。図において、ＬＤ１およびＬＤ２の制御電圧と設定値の関係は、分圧抵抗の抵抗値誤差程度の差があるが、便宜上の同じ特性とする。ここでは、制御電圧Ｖｃ１およびＶｃ２を生成するＤＡＣの設定値は、それぞれＤ１、Ｄ２である。
【００４４】
図９は、光量と設定値の関係を示す。図に示す特性は、図６、図７および、図８で示した関係から求めることができる。ＬＤ１およびＬＤ２が、光量Ｐ０を出力する設定値は、それぞれＤ１，Ｄ２である。
【００４５】
次に、オフセット光の影響について述べる。図１６は、４素子の発光素子を内蔵するレーザダイオードの光量分布の一例を示している。図において、ＬＤ２は、レーザ光を発振し光量Ｐ２である。また、ＬＤ１、ＬＤ３およびＬＤ４は、レーザ光を発振せず、バイアス電流によるオフセット光のみを出力し、それぞれの光量は、ｐ１、ｐ３、ｐ４である。図上の点線は、各発光素子が描画するエリアの境界を示している。ここでは、光学系レンズで絞られたレーザ光のビーム系は、画像形成装置の解像度の２〜３倍とする。
【００４６】
図において、ＬＤ２の光量は、ＬＤ２が描画するエリアでのＬＤ１、ＬＤ３およびＬＤ４からのオフセット光を受けるが、その影響は軽微である。しかし、レーザダイオードに内蔵するＰＤは、ＬＤ１からＬＤ４までの描画エリアより大きいから、ＰＤが受ける光量は、ｐ１+Ｐ２+ｐ３+ｐ４となる。ＬＤ２の光量を調整しようとするとき、ＬＤ１、ＬＤ３およびＬＤ４からのオフセット光が上乗せされている。この上乗せ分は、全発光素子からのオフセット光の総和から光量を測定する発光素子自身のオフセット光を差し引いた値である。
【００４７】
図１０に、発光素子の駆動電流と光量の関係を示す。図において、実線は他の発光素子からのオフセット光の影響を受けないときの特性を、また破線は他の発光素子からのオフセット光の影響を受けたときの特性を示す。オフセット光を出力している発光素子のバイアス電流は、閾値電流より少ない電流に制御されているため、オフセット光の光量は常に一定である。このため、レーザ光を出力する発光素子が受けるオフセット光の影響は、駆動電流の値に関係なく、一律に受ける。駆動電流をＩ０流すと発光素子は光量Ｐ０を出力するが、オフセット光の影響を受けると、光量Ｐ０ではなくＰ０+になる。
【００４８】
図１１は、発光素子のＤＡＣの設定値と光量の関係を示す。図において、実線はオフセット光の影響を受けないときの特性を、また破線は他の発光素子からのオフセット光の影響を受けたときの特性を示す。発光素子ＬＤ１は、必要とする光量Ｐ０を出力するには、制御電圧生成手段であるＤＡＣの設定値をＤａｔａ０にする必要がある。しかし、他の発光素子からのオフセット光を受けると、ＬＤ１の光量は他の発光素子から受けるオフセット光分、低いＰ０‘を出力すれば、オフセット光が上乗せされて光量Ｐ０になったように見える。つまり、ＬＤ１は、オフセット光の影響を受けているため、見かけ上、設定値Ｄａｔａ０’で光量Ｐ０を出力していると判断される。
【００４９】
実際の印刷では、オフセット光の影響を受けると光量Ｐ０で画像を形成するところ、Ｐ０より低いＰ０‘で形成するため、濃度が薄かったり、中間調濃度のずれや濃淡ムラ、カラー機では色ずれなどの原因となる。
【００５０】
光パワーメータのセンサも、レーザダイオードに内蔵するＰＤと同様に、ＬＤ１からＬＤ４までの描画エリアより大きいから、センサが受ける光量は、ｐ１+Ｐ２+ｐ３+ｐ４となる。ＬＤ２の光量を測定しようとするとき、ＬＤ１、ＬＤ３およびＬＤ４からのオフセット光が上乗せされている。この上乗せ分は、全発光素子からのオフセット光の総和から光量を測定する発光素子自身のオフセット光を差し引いた値である。
【００５１】
本実施例に係わる画像形成装置では、次のようにして複数の発光素子を持つレーザダイオード１の光量の制御が行われる。先ず、走査光学装置５０は、画像形成装置に搭載される前に、装置外、例えば治具装置で、２箇所の異なる制御電圧で発光素子それぞれの光量を単独て測定する。
【００５２】
図５は、光量測定を行う治具装置の構成を示す図である。治具装置は、光パワーメータ２０と、上述した走査光学装置５０及び、治具制御手段で構成される。光パワーメータ２０は、走査光学レンズ等の透過率・反射率のバラツキを抑えるため、走査光学装置５０外である治具装置に取り付けられている。治具制御手段は、画像形成装置と同じ機能を有するため、ＣＰＵ５１、記録手段としてのＲＯＭ５２、画像処理部としてのＩＰＵ５３、制御電圧生成手段としてのＤＡＣ５４ａ及びＤＡＣ５４ｂで構成されている。
【００５３】
治具の走査光学装置５０は、制御電圧生成手段に第一の設定値で制御電圧を生成させ、複数の発光素子の内の１個を単独で発光させ、光パワーメータ２０で、第一の設定値での光量を測定する。次に、制御電圧生成手段に第二の設定値で制御電圧を生成させ、第二の設定値での光量を測定する。同様に、全ての発光素子で測定する。
【００５４】
次に、測定した光量から所定の光量を得るための制御電圧生成手段の設定値を求める方法について説明する。
【００５５】
まず、オフセット光の影響を受けない時の設定値の求め方について説明する。
【００５６】
図１２は、オフセット光の影響を受けない時の発光素子の光量と制御電圧の設定値との関係を示す特性図である。図において、第一の設定値はＤａｔａ１、第一の設定値に対する光量はＰ１、第二の設定値はＤａｔａ２、第二の設定値に対する光量はＰ２とする。
【００５７】
次に、治具の走査光学装置５０は、測定した２箇所の設定値に対する光量から、設定値当たりの光量の変化量の割合ｋを計算して求める。設定値の変化量は、Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ１である。また、光量の変化量は、Ｐ２−Ｐ１である。
【００５８】
故に、割合ｋは、
（式３）  ｋ＝（Ｐ２−Ｐ１）÷（Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ１）
で求められる。
【００５９】
この割合ｋは、光量情報として画像形成装置のＲＯＭに記録される。
【００６０】
また、治具の走査光学装置５０は、測定した２箇所の設定値に対する光量から、所定の光量を得るための制御電圧生成手段の設定値を計算して求める。設定値と光量は、切片分オフセットしているがそれぞれの変化量は比例の関係にあることを先述している。図１２において、所定の光量をＰ０する。測定した２箇所の設定値Ｄａｔａ１からＤａｔａ２に対するそれぞれの光量Ｐ１、Ｐ２の変化量の割合と、設定値Ｄａｔａ１から所定の光量Ｐ０を出力するであろう設定値Ｄａｔａ０に対するそれぞれの光量Ｐ１、Ｐ０の変化量の割合は同じである。このことから、所定の光量Ｐ０の基準設定値Ｄａｔａ０を求める。
【００６１】
設定値Ｄａｔａ２と基準設定値ＤＡＴＡ０間の割合ｋ１は
（式４）  ｋ１＝（Ｐ２−Ｐ０）÷（Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ０）
である。または、設定値Ｄａｔａ１と基準設定値ＤＡＴＡ０間の割合ｋ２は
（式５）  ｋ２＝（Ｐ０−Ｐ１）÷（Ｄａｔａ０−Ｄａｔａ１）
である。
【００６２】
式３の割合ｋと式４の割合ｋ１と式５の割合ｋ２の値は同じであるから、式４から
（式６）  Ｄａｔａ０＝Ｄａｔａ２−（Ｐ２−Ｐ０）÷ｋ
となる。また、式５から
（式７）  Ｄａｔａ０＝（Ｐ０−Ｐ１）÷ｋ+Ｄａｔａ１
となる。式６と式７の計算結果は同じである。このように、基準光量Ｐ０を出力する基準設定値Ｄａｔａ０は、２箇所の設定値に対する光量とその変化量から求めることができる。
【００６３】
この基準設定値Ｄａｔａ０は、画像形成装置外の治具装置で計算され、光量情報として画像形成装置に入力されてＲＯＭデータとして記録される。
【００６４】
次に、走査光学装置５０を、画像形成装置に搭載する。
【００６５】
画像形成装置では、感光体ドラムが環境や径時変化で特性が変化するため、それぞれの状態に合わせて発光素子の光量を調整しなければならない。
【００６６】
図１３に、基準となる基準光量Ｐ０と、状態に応じて必要とする光量Ｐの関係を示す。基準光量Ｐ０、必要とする光量Ｐを得るための制御電圧生成手段の設定値は、それぞれＤａｔａ０、Ｄａｔａである。前述したように、設定値Ｄａｔａ０からＤａｔａに対する光量Ｐ０、Ｐの変化量の割合ｋは、式３で求めた割合ｋと同じであるから、
（式８）  ｋ＝（Ｐ−Ｐ０）÷（Ｄａｔａ−Ｄａｔａ０）
と表せる。
画像形成装置内の状態に応じて所定の画像濃度を得る光量Ｐの設定値Ｄａｔａは、
（式９）  Ｄａｔａ＝（Ｐ−Ｐ０）÷ｋ+Ｄａｔａ０
となる。
【００６７】
このように、設定値Ｄａｔａは、画像形成装置内に記録された基準設定値Ｄａｔａ０および設定値当たりの光量の変化量の割合ｋを用いて表すことができる。設定値Ｄａｔａは、走査光学装置５０のＣＰＵ５１で計算され、制御電圧生成手段へ出力される。
【００６８】
次に、オフセット光の影響を受けたときの設定値の求め方を説明する。
【００６９】
走査光学装置５０は、画像形成装置に搭載される前に、装置外、例えば治具装置で、各発光素子のオフセット光を測定する。測定対象の発光素子１素子のみに閾値電流より少ない電流のバイアス電流を流し、オフセット光を出力させ、光パワーメータ２０で測定する。このオフセット光を、光量情報として画像形成装置のＲＯＭに記録される。
【００７０】
同様に、他の発光素子のオフセット光を測定し、光量情報として画像形成装置のＲＯＭに記録する。
【００７１】
また、発光素子のオフセット光の総和Ｓｐを計算し、光量情報として画像形成装置のＲＯＭに記録する。総和Ｓｐは、
（式１０）  Ｓｐ＝Σｐ＝ｐ１+ｐ２+ｐ３+・・・
となる。
【００７２】
画像形成装置では、発光素子数が情報として記録されてれば、オフセット光の総和から、発光素子当たりのオフセット光の平均値Ａｐを計算することができる。平均値Ａｐは、
（式１１）  Ａｐ＝Ｓｐ／ｎ  （ｎは、発光素子数）
＝（ｐ１+ｐ２+ｐ３+・・・）／ｎ
となる。
【００７３】
また、発光素子のオフセット光の総和をもとめ、発光素子数が情報から発光素子当たりのオフセット光の平均値Ａｐを計算し、光量情報として画像形成装置のＲＯＭに記録される。画像形成装置では、発光素子数が情報として記録されてれば、オフセット光の総和Ｓｐを計算することができる。
【００７４】
次に、２箇所の異なる制御電圧で発光素子それぞれの光量を単独て測定する。
【００７５】
治具の走査光学装置５０は、測定した２箇所の設定値に対する光量から、設定値当たりの光量の変化量の割合ｋを計算して求める。
【００７６】
図１４は、オフセット光の影響を受けない時の発光素子の光量と制御電圧の設定値との関係を示す特性図である。図において、第一の設定値はＤａｔａ１、第一の設定値に対する光量はＰ１*、第二の設定値はＤａｔａ２、第二の設定値に対する光量はＰ２*とする。
【００７７】
設定値の変化量は、Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ１である。また、光量の変化量は、（Ｐ２*−Ｐ１*）である。
【００７８】
故に、割合ｋは、
（式１２）  ｋ＝（Ｐ２*−Ｐ１*）÷（Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ１）
で求めらる。
【００７９】
オフセット光は一定であるから光量の変化量はＰ２−Ｐ１に置き換えることができ、この割合ｋは式３と同じになる。
【００８０】
また、治具の走査光学装置５０は、測定した２箇所の設定値に対する光量から、所定の光量を得るための制御電圧生成手段の設定値を計算して求める。設定値と光量は、切片分オフセットしているがそれぞれの変化量は比例の関係にあることを先述している。図１４において、所定の光量をＰ０する。所定の光量Ｐ０にオフセット光が上乗せされると、光量はＰ０*となる。
【００８１】
オフセット光の上乗せされる光量は、
（式１３）  Δｐ＝Ｓｐ−Ａｐ
または、総和Ｓｐから自身が発光するオフセット光（ここではｐ２とする）を差し引いた値であるから
（式１４）  Δｐ＝ｐ１+ｐ３+ｐ４
となる。
【００８２】
光量Ｐ０*は、
（式１５）  Ｐ０*＝Ｐ０+Δｐ＝Ｐ０+Ｓｐ−Ａｐ
となる。
【００８３】
測定した２箇所の設定値Ｄａｔａ１からＤａｔａ２に対するそれぞれの光量Ｐ１*，Ｐ２*の変化量の割合と、設定値Ｄａｔａ１から所定の光量Ｐ０*を出力するであろう設定値Ｄａｔａ０に対するそれぞれの光量Ｐ１*，Ｐ０*の変化量の割合は同じである。このことから、所定の光量Ｐ０の基準設定値Ｄａｔａ０を求める。
【００８４】
設定値Ｄａｔａ２と基準設定値ＤＡＴＡ０間の割合ｋ３は
（式１６）  ｋ３＝（Ｐ２*−Ｐ０*）÷（Ｄａｔａ２−Ｄａｔａ０）
である。または、設定値Ｄａｔａ１と基準設定値ＤＡＴＡ０間の割合ｋ４は
（式１７）  ｋ４＝（Ｐ０*−Ｐ１*）÷（Ｄａｔａ０−Ｄａｔａ１）
である。
【００８５】
式３の割合ｋと式１６の割合ｋ３と式１７の割合ｋ４の値は同じであるから、式１６から
（式１８）  Ｄａｔａ０＝Ｄａｔａ２−（Ｐ２*−Ｐ０*）÷ｋ
＝Ｄａｔａ２−（Ｐ２*−（Ｐ０＋Ｓｐ−Ａｐ））÷ｋ
となる。また、式１７から
（式１９）  Ｄａｔａ０＝（Ｐ０*−Ｐ１*）÷ｋ+Ｄａｔａ１
＝（Ｐ０＋Ｓｐ−Ａｐ−Ｐ１*）÷ｋ+Ｄａｔａ１
となる。このように、基準光量Ｐ０を出力する基準設定値Ｄａｔａ０は、２箇所の設定値に対する光量とその変化量から求めることができる。
【００８６】
この基準設定値Ｄａｔａ０は、画像形成装置外の治具装置で計算され、光量情報として画像形成装置に入力されてＲＯＭデータとして記録される。
【００８７】
次に、走査光学装置５０を、画像形成装置に搭載する。
【００８８】
図１５に、基準となる基準光量Ｐ０と、必要とする光量Ｐと、基準となる基準光量Ｐ０にオフセット光が上乗せさた光量Ｐ０*と、必要とする光量Ｐにオフセット光が上乗せさた光量Ｐ*との関係を示す。基準となる基準光量Ｐ０にオフセット光が上乗せさた光量Ｐ０*と、必要とする光量Ｐにオフセット光が上乗せさた光量Ｐ*を得るための制御電圧生成手段の設定値は、それぞれＤａｔａ０、Ｄａｔａである。前述したように、設定値Ｄａｔａ０からＤａｔａに対する光量Ｐ０*，Ｐ*の変化量の割合ｋは、式３で求めた割合ｋと同じであるから、
（式２０）  ｋ＝（Ｐ*−Ｐ０*）÷（Ｄａｔａ−Ｄａｔａ０）
と表せる。
画像形成装置内の状態に応じて所定の画像濃度を得る光量Ｐの設定値Ｄａｔａは、
（式２１）  Ｄａｔａ＝（Ｐ*−Ｐ０*）÷ｋ＋Ｄａｔａ０
＝（Ｐ−Ｐ０）÷ｋ＋Ｄａｔａ０
となる。
【００８９】
このように、設定値Ｄａｔａは、画像形成装置内に記録された基準設定値Ｄａｔａ０および設定値当たりの光量の変化量の割合ｋを用いて表すことができる。設定値Ｄａｔａは、走査光学装置５０のＣＰＵ５１で計算し、制御電圧生成手段へ出力する。
【００９０】
レーザダイオードのオフセット光の光量は、温度係数を持っていて、温度が上がると光量も上がる。ただ、治具装置での測定時の温度と、画像形成装置内の温度との差に比べて、光量の増加分の割合は小さく、温度調整器を用いて、治具装置での測定温度を画像形成装置内の温度に合わせる必要はない。
【００９１】
以上説明したように本発明に係る走査光学装置およびそれを備えた画像形成装置では、複数の発光素子を内蔵したレーザダイオードを光源に用いても、他の発光素子からのオフセット光の影響を相殺して、本来感光体ドラムが必要とする光量に、精密に制御することで、高品質の画質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施例に係わる走査光学装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係わる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】複数の発光素子を内蔵したレーザダイオードの構成を示す図である。
【図４】本発明に係わるモニタ電流／モニタ電圧変換回路の構成を示すブロック図である。
【図５】光量測定を行う治具装置の構成を示す図である。
【図６】発光素子の光量とモニタ電流との関係を示す特性図である。
【図７】発光素子の光量と制御電圧との関係を示す特性図である。
【図８】制御電圧と設定値との関係を示す特性図である。
【図９】発光素子の光量と制御電圧の設定値との関係を示す特性図である。
【図１０】オフセット光の影響を受けない光量と、オフセット光の影響を受けた光量と、駆動電流の関係を示す特性図である。
【図１１】オフセット光の影響を受けない光量と、オフセット光の影響を受けた光量と、設定値の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施例に係わる発光素子の光量と設定値との関係を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施例に係わる発光素子の光量と設定値との関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の実施例に係わる発光素子のオフセット光の影響を受けない光量と、オフセット光の影響を受けた光量と、設定値との関係を示す特性図である。
【図１５】本発明の実施例に係わる発光素子のオフセット光の影響を受けない光量と、オフセット光の影響を受けた光量と、設定値との関係を示す特性図である。
【図１６】本発明の実施例に係わる発光素子のオフセット光とレーザ光との光量分布と、走査エリアとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１：レーザダイオード、２：コリメタレンズ、３：ポリゴンモータ、５：回転多面鏡、６：ｆθレンズ、７：同期検知センサ、８：リターンミラー、９：感光体ドラム、１０：発光素子、１１：受光素子、１２：モニタ抵抗、２０：光パワーメータ、５０：走査光学装置、５１：ＣＰＵ、５２：ＲＯＭ、５３：ＩＰＵ、５４：ＤＡＣ、５５：分圧抵抗、５６：ＬＤドライバ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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