(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力指示を受けている間レーザ光を出力するレーザ光出力手段と、
このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光を受光しそのレーザ光の光強度に応じた電流を出力する受光素子と、
この受光素子から出力される電流に応じた電圧のアナログ電気信号を出力する光強度信号出力手段と、
この光強度信号出力手段の出力側に入力側を接続したスイッチと、
このスイッチの出力側に配置されこのスイッチがオンになっている状態で前記光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号の電圧を印加されるコンデンサと、
前記レーザ光出力手段から出力されるレーザ光を静電潜像の形成される像担持体上とその周辺の静電潜像の形成されない非画像形成領域を繰り返し走査するように偏向するレーザ光偏向手段と、
このレーザ光偏向手段によって偏向されたレーザ光が前記非画像形成領域を走査するたびにそのうちの所定の期間だけ前記レーザ光出力手段にレーザ光の出力指示を与えるレーザ光出力指示手段と、
このレーザ光出力指示手段からの出力指示により前記レーザ光出力手段が前記非画像形成領域でレーザ光を出力している前記期間だけ前記スイッチをオンにして前記アナログ電気信号をサンプルし、スイッチがオフになっている期間はその値を他の走査ラインの前記期間にアナログ電気信号をサンプルするまで前記コンデンサの出力電圧を一定の値に保持するサンプルホールド手段と、
このサンプルホールド手段によって前記光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号について、その電圧が前記レーザ光の受光開始時の過渡的な電圧変動を生じさせている過渡応答時間を除いた期間にサンプルしたものをホールドすることで、前記コンデンサの両端電圧と一致するようになる複数回サンプルされた後、前記コンデンサに保持されているアナログ電気信号の値と所定の基準値とを比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果から前記出力電圧が前記基準値に到達しない場合には前記レーザ光出力手段のレーザ光の出力を１ステップ増加させ、基準値を超えている場合には１ステップ減少させる光強度変更手段
とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタやディジタル複写機などレーザ光により像担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置に係わり、特に周囲温度の変化や経時劣化によるレーザ光の光強度の変動を補償する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機やレーザプリンタでは、感光ドラムや感光ベルトなどの像担持体上に画像信号によって変調されたレーザ光を走査させて静電潜像を形成している。レーザ光によって形成された静電潜像は、像担持体の表面近傍に配置された現像装置によってトナー像として現像された後、転写装置により記録用紙に転写される。記録用紙に転写されたトナー像は、排出口付近に設けられた定着装置で定着され排出されるようになっている。
【０００３】
図８は、従来から使用されている画像形成装置のうちレーザ光の走査に係わるレーザ走査装置の概要を表わしたものである。レーザ走査装置は、半導体レーザからレーザ光を出力するレーザ出力部２０１と、レーザ光を偏向して走査させるポリゴンミラ２０２と、走査されるレーザ光を受けて静電潜像の形成される像担持体２０３を備えている。レーザ光の走査される範囲２０４は、像担持体２０３とその両端の外側の画像形成のされない非画像形成領域２０５1 、２０５2 を含んでいる。ポリゴンミラ２０２は矢印２０６の示す方向に一定速度で回転し、ポリゴンミラ２０２によって反射されたレーザ光は、走査範囲２０４を矢印２０７の示す向きに走査する。
【０００４】
像担持体２０３よりも手前に走査される非画像形成領域２０５1 と、ポリゴンミラ２０２との間には、レーザ光を反射させてビーム検出器２０８にレーザ光を入射させる反射鏡２０９が配置されている。ビーム検出器２０８は、レーザ光の光強度を検出するフォトダイオード２１１を備えている。ポリゴンミラ２０２によりレーザ光が偏向角度２１２の範囲を移動する際、反射鏡２０９で反射されたレーザ光がビーム検出器２０８のフィトダイオード２１１に入射され、パルス状の水平同期信号２１３が出力される。
【０００５】
レーザ走査制御部２１４は、偏向角度２１２の前後を含めた所定角度範囲をレーザ光がポリゴンミラ２０２によって偏向される期間、レーザ光の出力指示を表わしたレーザ出力信号２１５を出力する回路である。レーザ出力部２０１には、レーザ出力信号２１５と、図示しない画像処理装置からの画像信号２１６が入力される。レーザ出力部２０１は、レーザ出力信号２１５の入力されて間は連続して、また画像信号の入力される間は画像信号に応じてレーザ光を出力するようになっている。
【０００６】
図９は、１ラインの走査期間中に出力される各種信号の出力タイミングを表わしたものである。走査期間２２１は、図８に示した走査範囲２０４に対応している。また、図１の非画像形成領域２０５1 、２０５2 が非画像形成期間２２２1 、２２２2 に、像担持体２０３の有る画像形成領域が、画像形成期間２２３にそれぞれ対応している。レーザ走査制御部２１４は非画像形成期間２２２1 にレーザ出力信号（図９ａ）を出力し、その間、半導体レーザからレーザ光が出射される。画像信号（同図ｂ）は、画像形成期間２２３のうちの画像データ領域期間２２４の間出力される。この間、画像信号に応じてレーザ光が変調される。レーザ出力信号２１５（図１）の指示により出射されたレーザ光は、反射鏡２０９で反射されビーム検出器２０８に入射される。入射されている間、ビーム検出器２０８から水平同期信号（図９ｃ）が出力される。このように、水平同期信号を得るために非画像形成領域２０５1 においてレーザ光が各走査ごとに出射される。
【０００７】
ところで、像担持体上に形成される静電潜像を画像信号に応じて適切に形成するためには、レーザ出力部２０１の半導体レーザから出射されるレーザ光の光強度を最適な値に設定する必要がある。しかし最適値に対応した一定の駆動電流を半導体レーザに供給しても、周囲温度の変化や経時的劣化などにより出射されるレーザ光の光強度が変動してしまう。そこで、通常は、半導体レーザから出力されるレーザ光の光強度をモニタし、これが一定の値になるように駆動電流をフィードバック制御している。周囲温度や経時劣化の影響に起因したレーザ光の光強度の変動は穏やかに発生するので、光強度の調整を定期的に行うことにより、半導体レーザの出力レベルをほぼ一定に保つことができる。
【０００８】
光強度の調整を行うには、レーザ光をある程度長い期間出力しなければならない。しかし画像データに従って像担持体上を露光する画像形成期間は、画像信号によりレーザ光が変調されているので、光強度の調整を行うことができない。このため、従来の画像形成装置では、記録用紙の終端から次の記録用紙の先端までの搬送間隔期間を利用し、この期間にレーザ光を出力して光強度の調整を行っている。
【０００９】
図１０は、記録用紙間の期間にレーザ光の強度の調整を行う画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたものである。光強度調整回路は、レーザ光を出射する半導体レーザ２３１と、半導体レーザ２３１に駆動電流２３２を供給する電流源２３３と、レーザ出力信号２３４および画像信号２３５に応じて駆動電流２３２をスイッチングするスイッチング部２３６を備えている。半導体レーザ２３１は、前後２つの方向にそれぞれレーザ光を出射するようになっている。一方のレーザ光は、ポリゴンミラに入射されて偏向され、他方のレーザ光は、光強度を検出する光強度信号発生回路２３７の有するフォトダイオード２３８に入射されている。
【００１０】
光強度信号発生回路２３７は、入射されたレーザ光の光強度に応じた電圧の光強度信号２３９を出力する回路である。光強度信号発生回路２３７は、レーザ光を受光するフォトダイオード２３８と、その出力電流を流しその一端が所定の電源に接続された抵抗器２４１と、抵抗器２４１の両端の電位差を増幅する差動アンプ２４２から構成されている。記録用紙の有無を検出する用紙センサ２４３は、図示されない記録用紙の搬送経路上に設けられている。用紙センサ２４３の出力する用紙有無信号２４４は、レーザ光の光強度の調整や各種の制御を行うＣＰＵ（中央処理装置）２４５に入力されている。
【００１１】
ＣＰＵ２４５は、その内部にプログラムや各種固定的データを格納するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）や、プログラムを実行する上で必要となるデータを一時的に格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備えている。さらにＣＰＵ２４５は、アナログ電圧信号の値を量子化して複数ビットのディジタル値に変換するアナログ・ディジタル変換器と、ディジタル値をアナログ電圧信号に変換するディジタル・アナログ変換器を内蔵している。
【００１２】
光強度信号発生回路２３７からの光強度信号２３９は、ＣＰＵ２４５のアナログ・ディジタル変換器に入力される。また、ＣＰＵ２４５は、内蔵したアナログ・ディジタル変換器によってディジタル化した光強度信号の値と所定の基準値とを比較し、レーザ光の光強度を目標値に補正する値を内蔵のディジタル・アナログ変換器で変換した電流設定電圧信号２４６を電流源２３３に与えている。
【００１３】
図１１は、記録用紙間で光強度の調整の行われる際のレーザ光の走査領域に対応付けて各種信号のタイミングを模式的に表わしたものである。図では、レーザ光の走査されるライン上の照射状態を時間の経過に従って平面に展開した様子と各種信号の時間的な変化とを対応付けて表わしている。すなわち、矢印２５１がレーザ光の主走査方向を、矢印２５２が像担持体の回転に従って記録用紙の搬送される副走査方向を表わしている。主走査方向におけるレーザ走査範囲２５３は、像担持体の幅と一致した画像形成領域２５４とその両端外側に隣接した非画像形成領域２５５1 、２５５2 から構成されている。平面に展開された画像形成領域には、記録用紙に対応する像担持体上の用紙領域２５６と、そのうち画像の形成される画像データ領域２５７が示されている。
【００１４】
用紙領域２５６と用紙領域２５６の間に存在する領域は、光強度の調整を行う光強度調整領域２５８である。図示しない搬送機構により記録用紙が搬送されると、図１０に示した用紙センサ２４３の配置された位置での用紙の有無が検出され、用紙有無信号２５９が出力される。用紙有無信号２５９は、副走査方向において用紙領域２５６に対応する期間にハイ状態に、用紙領域２５６間の光強度調整領域２５８に対応する期間にロー状態になる。画像データ信号２６１は、副走査方向において画像データ領域２５７に対応する期間に出力される。レーザ出力信号２６２は、用紙有無信号がロー状態の期間にハイ状態になり、その間レーザ光を出力すべきことを表わしている。
【００１５】
水平同期信号２６３は、各走査ラインの非画像形成領域２５５1 のうちの所定期間に、図８に示したビーム検出器２０８からハイ状態のパルスが出力される。画像データ信号２６４は、画像データ領域２５６の期間の各走査ラインにおいて画像データ領域２６５の示す期間出力される。レーザ出力信号２６６は、光強度調整領域２５８の期間の各走査ラインにおいて常にハイ状態になっている。すなわち、光強度調整領域２５８の期間中、連続してレーザ光が出力される。この間に、ＣＰＵ２４５はレーザ光の光強度の調整を行うようになっている。
【００１６】
図１２は、光強度調整領域でレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わしたものである。記録用紙間に設けられた光強度調整領域の期間の開始する時刻Ｔ11に、レーザ出力信号（同図ａ）はハイ状態に変化し、光強度調整領域の終了する時刻Ｔ12にロー状態に戻る。レーザ出力信号がハイ状態の時刻Ｔ11〜Ｔ12の間、レーザ出力部２０１（図８）から出力されるレーザ光を検出し、ビーム検出器２０８から光強度信号（図１２ｂ）が出力される。光強度信号はレーザ光の出力される時刻Ｔ11までは、レーザ光を受光していないので、ほぼ０ボルトになっている。ビーム検出器２０８の有する過渡応答特性（検出遅延）により、光強度信号の電圧値はレーザ光の出力された時刻Ｔ11から次第に高くなる。ＣＰＵ２４５は、ビーム検出器２０８の出力レベルが安定した状態になるのを待ってから、内蔵したアナログ・ディジタル変換器で光強度信号の電圧値をディジタル値に変換する。
【００１７】
図中の複数の矢印２７１のそれぞれによって指し示される時点で、ＣＰＵ２４５は、光強度信号の電圧値をディジタル値に変換して取り込む。ＣＰＵ２４５は、取り込んだ値と所定の基準値とを比較し、図中の複数の矢印２７２のそれぞれによって指し示される時点で電流設定電圧信号（同図ｃ）の電圧値を１ステップずつ変化させる。レーザ出力信号がロー状態になる時刻Ｔ12には、光強度信号の電圧値がほぼ目標電圧値２７３と一致している。ＣＰＵ２４５は、レーザ出力信号がロー状態になった時刻Ｔ12以後、次の用紙間の光強度調整領域で光強度の調整を行うまで、最後に設定した電圧値２７４を保持する。
【００１８】
図１３は、記録用紙間の光強度調整領域でレーザ光の光強度を調整する際に、光強度調整回路の行う処理の流れを表わしたものである。ＣＰＵ２４５（図１０）は、用紙有無センサ２４３からの用紙有無信号２４４を基にして、記録用紙と記録用紙の間の光強度調整領域の期間が到来したかどうかを識別する（ステップＳ１０１）。記録用紙間に対応する期間が到来したとき（ステップＳ１０１；Ｙ）、光強度の調整回数を表わす変数Ｃを“０”に初期化する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ２４５は、前回の光強度調整領域の期間に最終的に設定した電流設定電圧信号の電圧値（ＶＬ）を電流源２３３に与え（ステップＳ１０３）、その後レーザ出力信号をスイッチング部２３６に出力して半導体レーザ２３１からレーザ光を出力させる（ステップＳ１０４）。
【００１９】
出力されたレーザ光は、フォトダイオード２３８（図１０）で検出され、光強度に応じた電圧の光強度信号２３９がＣＰＵ２４５の内蔵するアナログ・ディジタル変換器に入力される。ＣＰＵ２４５は、アナログ・ディジタル変換器によって光強度信号２３９の電圧をディジタル値に変換し（ステップＳ１０５）、その値と所定の目標値とを比較する（ステップＳ１０６）。アナログ・ディジタル変換器から得たディジタル値が目標値よりも小さいとき（ステップＳ１０６；Ｙ）、電流設定電圧信号の電圧値を１ステップ分の電圧ΔＶＬだけ増加させる（ステップＳ１０７）。アナログ・ディジタル変換器から得たディジタル値が目標値よりも小さくないとき（ステップＳ１０６；Ｎ）、電流設定電圧信号の電圧値をΔＶＬだけ減少させる（ステップＳ１０８）。
【００２０】
電流源２３３に与える電流設定電圧信号の電圧値を変更した後、ＣＰＵ２４５は、変数Ｃに“１”を加算し（ステップＳ１０９）、加算後の変数Ｃの値が、光強度の調整回数と一致したかどうかを調べる（ステップＳ１１０）。ここでは、光強度調整領域の間に８回の光強度の調整を行うため、変数Ｃを“８”と比較している。８回の調整を終えていないときは（ステップＳ１１０；Ｎ）、ステップＳ１０５に戻る。８回の調整を終えたとき（ステップＳ１１０；Ｙ）、レーザ出力信号をロー状態にし（ステップＳ１１１）、レーザ光の出力を停止させる。次のページの画像信号を基にレーザ光を照射する期間中は、光強度調整期間で最終的に設定した電圧値の電流設定電圧信号を保持する。これにより、ほぼ目標の光強度のレーザ光で静電潜像の形成が行われる。
【００２１】
記録用紙間の期間を利用してレーザ光の光強度を調整する画像形成装置では、調整期間中、レーザ光を連続して照射しているので、画像形成領域、すなわち像担持体上にもレーザ光が照射されてしまう。このため記録用紙に転写されない静電潜像が像担持体上に形成され、これが現像されるとトナーを無駄に消費するばかりでなく、転写装置を汚してしまう。
【００２２】
像担持体の回転速度と記録用紙の搬送速度のずれによる画質の劣化を防ぐために、記録用紙を像担持体に接触させてトナー像を転写するいわゆる接触転写方式の転写装置がある。接触転写方式を用いた画像形成装置において光強度の調整を記録用紙間の期間を利用して行うと、記録用紙をその背面から押圧して像担持体に接触させる接触部を、像担持体上の記録用紙間の領域に付着したトナーによって汚してしまう。そこで、このような不具合を回避した画像形成装置が、特開平２−１３４６５６号公報に開示されている。この画像形成装置では、像担持体以外の走査領域である非画像形成領域を走査する期間に、レーザ光の光強度を調整するようになっている。
【００２３】
図１４は、非画像形成領域の期間にレーザ光の光強度を調整する画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたものである。図１０に示した光強度調整回路と同一の部分には同一の符号を付してあり、それらの説明を適宜省略する。この回路では記録用紙間の期間を認識する必要がないので、用紙センサは設けられていない。一方、各走査ラインにおいて非画像形成領域の期間を認識する必要がある。このため、図８に示したビーム検出器２０８からの水平同期信号２１３を基に各走査ライン中の非画像形成領域を検出するレーザ走査制御部３０１が設けられている。レーザ走査制御部３０１は、非画像形成領域の期間にレーザ光の照射を指示するレーザ出力信号３０２と、光強度の調整を行うべき期間を表わした調整期間信号３０３を出力する。ＣＰＵ２４５は、調整期間信号３０３が入力されている間に、光強度の調整を行うようになっている。
【００２４】
図１５は、非画像形成領域で光強度の調整を画像形成装置におけるレーザ光の走査領域に対応付けて各種信号のタイミングを模式的に表わしたものである。図では、レーザ光の走査される各走査ライン上の照射状態を時間の経過に従って平面に展開した様子と各種信号の時間的な変化を対応付けて示してある。矢印３１２はレーザ光の主走査方向を、矢印３１１は像担持体の回転に従って記録用紙の搬送される副走査方向をそれぞれ表わしている。主走査方向におけるレーザ走査範囲３１３は、像担持体の幅と一致した画像形成領域３１４と非画像形成領域３１５１、３１５２から構成されている。平面に展開された画像形成領域には、記録用紙に対応する像担持体上の用紙領域３１６と、そのうち画像の形成される画像データ領域３１７が示されている。
【００２５】
画像データ信号３１８は、副走査方向における出力期間として見た場合には、画像データ領域３１７に対応して出力される。水平同期信号３１９は、各走査ラインの非画像形成領域３１５1 のうちの所定期間にビーム検出器２０８からパルスが出力される。画像データ信号３２０は、副走査方向として画像データ領域３１６に対応する期間の各走査ラインにおいて画像データ領域３２１の間出力される。レーザ出力信号３２２は、副走査方向の位置に係わらず、各走査ラインの非画像形成領域３１５1 中の一定期間に出力されている。すなわち、光強度調整領域３２３の示す期間内であれば、ＣＰＵ２４５は、任意の走査ラインにおいて光強度の調整を行うことができる。
【００２６】
図１６は、図１５に示した光強度調整回路により光強度の調整を行う際の各種信号波形の一例を表わしたものである。ビーム検出器２０８（図８）から出力される水平同期信号（図１６ａ）は、１ラインの走査期間３３１のうちの非画像形成領域３３２の期間中にパルス３３３として出力される。画像データ信号（同図ｂ）は、画像形成領域３３４の期間に画像データ３３５を出力する。図１４に示したレーザ走査制御部３０１の出力するレーザ出力信号（同図ｃ）は、画像形成領域３３２の期間内に設定された出力期間３３６の間、ハイ状態になる。調整期間信号（同図ｄ）は、レーザ出力信号がハイ状態に変化してから一定時間の経過後にハイ状態になり、レーザ出力信号のハイ状態の期間の終了よりも先にロー状態に戻る。
【００２７】
レーザ出力信号がハイ状態の期間、半導体レーザからレーザ光が出力されると、その光強度に応じた光強度信号（同図ｅ）が、光強度信号発生回路２３７（図１４）から出力される。ＣＰＵ２４５は、光強度信号と目標値３３７とを調整期間３３８内で複数回比較し、その結果を基に電流源２３３に供給する電流設定電圧信号（同図ｆ）の値を変化させる。ＣＰＵ２４５は調整期間３３８の終了したときの電流設定電圧信号の最終的な電圧値を次の調整期間の到来するまで保持する。これにより、調整された光強度のレーザ光で画像形成が行われる。
【００２８】
図１７は、非画像形成領域でレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わしたものである。非画像形成領域でレーザ出力信号（同図ａ）がハイ状態になっている時刻Ｔ21〜Ｔ24の期間のうち、調整期間信号（同図ｂ）は時刻Ｔ22〜時刻Ｔ23の調整期間３４１の間ハイ状態になる。光強度信号（同図ｃ）は、時刻Ｔ21からほぼ０ボルトの状態より次第に電圧値が上昇し、調整期間３４１の開始する時刻Ｔ22までに定常状態になっている。
【００２９】
ＣＰＵ２４５は、調整期間３４１のうち複数の矢印３４２のそれぞれが指し示す時点で、光強度信号の電圧値をディジタル値に変換して取り込む。そして、取り込んだ値と所定の基準値とを比較し、図中の複数の矢印３４３のそれぞれが指し示す時点で電流設定電圧信号（同図ｃ）の電圧値を１ステップずつ変化させる。調整期間３４１の終了する時刻Ｔ23では、光強度信号の電圧値がほぼ目標電圧値３４４と一致している。ＣＰＵ２４５は、レーザ出力信号がロー状態になった時刻Ｔ24以後、最後に設定した電圧値３４５の電流設定電圧信号を少なくとも次の走査ラインの非画像形成領域の調整期間が到来するまで保持する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
レーザプリンタやディジタル複写機などの画像形成装置では、印刷速度の高速化および高解像度化が求められており、これらに伴って、レーザ光の走査速度が次第に高速化されている。光強度信号のアナログ電圧をＣＰＵで処理可能なディジタル値に変換するアナログ・ディジタル変換器には、変換に必要な一定時間以上継続して光強度信号を与える必要がある。記録用紙間で光強度の調整を行う場合には、比較的長い間連続してレーザ光を出力するので、走査速度が速くなってもディジタル値への変換を十分に行える。しかしながら先に説明したように、無駄なトナーを消費する等の問題がある。
【００３１】
一方、特開平２−１３４６５６号公報に開示されている先行技術では、非画像形成領域でレーザ光を出射するので無駄なトナーを消費するなどの問題を解消することができる。しかしながら、各走査ラインの非画像形成領域を走査する期間が短いので、走査速度が速くなると変換に必要な時間だけ連続して光強度信号を得ることができず、光強度信号をディジタル値に変換できないケースが生じる。ディジタル値に変換できなければＣＰＵによって光強度の調整を行えないので、適切な画質を維持できなくなる。また、非画像形成領域をレーザ光が走査する時間内にディジタル値への変換が可能な場合であっても、非画像形成領域の走査されるタイミングをＣＰＵ側で把握し、光強度信号の出力されるタイミングに合わせて変換処理を行わなければならない。このため、ＣＰＵの行う処理が複雑化するという問題がある。
【００３２】
そこで本発明の目的は、レーザ光の走査速度が速い場合でも、画像形成領域にレーザ光を照射せずに光強度の調整を行うことのできる画像形成装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、出力指示を受けている間レーザ光を出力するレーザ光出力手段と、このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光を受光しそのレーザ光の光強度に応じた電流を出力する受光素子と、この受光素子から出力される電流に応じた電圧のアナログ電気信号を出力する光強度信号出力手段と、この光強度信号出力手段の出力側に入力側を接続したスイッチと、このスイッチの出力側に配置されこのスイッチがオンになっている状態で光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号の電圧を印加されるコンデンサと、レーザ光出力手段から出力されるレーザ光を静電潜像の形成される像担持体上とその周辺の静電潜像の形成されない非画像形成領域を繰り返し走査するように偏向するレーザ光偏向手段と、このレーザ光偏向手段によって偏向されたレーザ光が非画像形成領域を走査するたびにそのうちの所定の期間だけレーザ光出力手段にレーザ光の出力指示を与えるレーザ光出力指示手段と、このレーザ光出力指示手段からの出力指示によりレーザ光出力手段が非画像形成領域でレーザ光を出力している前記した期間だけスイッチをオンにしてアナログ電気信号をサンプルし、スイッチがオフになっている期間はその値を他の走査ラインの前記した期間にアナログ電気信号をサンプルするまでコンデンサの出力電圧を一定の値に保持するサンプルホールド手段と、このサンプルホールド手段によって光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号について、その電圧がレーザ光の受光開始時の過渡的な電圧変動を生じさせている過渡応答時間を除いた期間にサンプルしたものをホールドすることで、コンデンサの両端電圧と一致するようになる複数回サンプルされた後、コンデンサに保持されているアナログ電気信号の値と所定の基準値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果から出力電圧が基準値に到達しない場合にはレーザ光出力手段のレーザ光の出力を１ステップ増加させ、基準値を超えている場合には１ステップ減少させる光強度変更手段とを画像形成装置に具備させている。
【００３４】
すなわち請求項１記載の発明では、非画像形成領域を走査するたびにそのうちの所定の期間だけレーザ光を出力させ、レーザ光を出力しているその期間だけスイッチをオンにして、レーザ光出力手段から出力されるレーザ光を受光する受光素子から出力される電流に応じた電圧のアナログ電気信号をサンプルしてコンデンサに入力すると共に、スイッチがオフになっている期間はサンプルした結果得られるコンデンサの出力電圧を、他の走査ラインの前記した期間にアナログ電気信号をサンプルするまで一定の値に保持するようにしている。そして、光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号について、その電圧がレーザ光の受光開始時の過渡的な電圧変動を生じさせている過渡応答時間を除いた期間にサンプルしたものをホールドすることで、コンデンサの両端電圧と一致するようになる複数回サンプルされた後、コンデンサに保持されているアナログ電気信号の値と所定の基準値とを比較し、この比較結果に応じてレーザ光出力手段のレーザ光の出力を調整するようにしている。たとえば、アナログ電気信号の値をコンデンサに保持するような場合、非画像形成領域の走査期間が短くて１回のサンプル期間のサンプルでは、コンデンサの両端電圧が過渡応答を示している場合がある。このような場合でも、複数回すなわち複数走査ライン分、非画像形成領域でのサンプルを繰り返せば、コンデンサの両端電圧が定常状態になった状態で基準値と比較して光強度を調整することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態における画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたものである。この画像形成装置のレーザ光を走査させる装置部分の構成は、図８に示したものと同様であり、その説明を省略する。光強度調整回路は、レーザ光を出射する半導体レーザ１１と、半導体レーザ１１に駆動電流１２を供給する電流源１３と、レーザ出力信号１４および画像信号１５に応じて駆動電流１２をスイッチングするスイッチング部１６を備えている。半導体レーザ１１は、前後２つの方向にそれぞれレーザ光を出射するようになっている。そのうちの一方のレーザ光は、ポリゴンミラに入射されて偏向され、他方のレーザ光は、光強度を検出する光強度信号発生回路１７のフォトダイオード１８に入射される
【００３８】
光強度信号発生回路１７は、入射されたレーザ光の強度に応じた電圧の光強度信号１９を出力する回路である。光強度信号発生回路１７は、レーザ光を受光するフォトダイオード１８と、フォトダイオード１８の出力電流を流すその一端が所定の電源に接続された抵抗器２１と、抵抗器２１の両端の電位差を増幅する差動アンプ２２から構成されている。光強度信号１９はアナログスイッチ２３に入力される。レーザ走査制御部２４には、ビーム検出器によって検出された水平同期信号２５が入力される。レーザ走査制御部２４は、水平同期信号２５を基にポリゴンミラによって偏向され走査されるレーザ光の走査位置を認識する。そして、レーザ光が非画像形成領域を走査している期間にレーザ出力信号１４を出力する。また、レーザ出力信号１４が出力されている期間中の一定時間アナログスイッチ２３を“オン”させるためのサンプルホールド信号２６を出力するようになっている。
【００３９】
光強度の調整や各種の制御を行うＣＰＵ２７は、その内部にプログラムや固定的データを格納するＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）および作業用のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備えている。またＣＰＵ２７は、アナログ・ディジタル変換器とディジタル・アナログ変換器をそれぞれ内蔵している。アナログスイッチ２３の出力は、コンデンサ２８を介して接地されるとともに、ＣＰＵ２７の内蔵するアナログ・ディジタル変換器に入力されている。アナログ・ディジタル変換器に入力される信号を光強度サンプル信号２９と呼ぶことにする。電流源１３には、駆動電流１２の電流量を設定する電流設定電圧信号３１がＣＰＵ２７の内蔵するディジタル・アナログ変換器から入力されている。
【００４０】
アナログスイッチ２３が“オン”の間、コンデンサ２８は、その蓄積している電荷による電位と差動アンプ２２の出力電位との差に応じて、充放電される。アナログスイッチ２３が“オフ”の間、コンデンサ２８は蓄積されている電荷を保持する。レーザ走査制御部２４によって、各走査ラインの非画像形成領域の期間にレーザ出力信号１４が出力されると、その間、レーザ光が出射される。光強度信号発生回路１７は、出射されたレーザ光の光強度に応じた電位の光強度信号１９を出力する。また、レーザ走査制御部２４は、レーザ出力信号１４を出力している期間中にサンプルホールド信号２６を“オン”にする。これにより、光強度信号１９の電位に応じた電荷がコンデンサ２８に蓄積される。レーザ走査制御部２４は、非画像形成領域の期間の終了する前に、レーザ出力信号１４とサンプルホールド信号２６を“オフ”する。これにより、非画像形成領域の期間にサンプルした電位が次回のサンプルの行われるまでコンデンサ２８に保持される。
【００４１】
ＣＰＵ２７は、コンデンサ２８に保持されている電位をアナログ・ディジタル変換器でディジタル値に変換し、所定の基準値と比較し、電流設定電圧信号３１の電圧を変更する。走査速度が速く光強度信号１９の出力期間が短くても、コンデンサ２８によってサンプルした電位を保持したので、ディジタル値に変換するための時間を十分確保することができる。また、次にサンプルするまで、前回の電位がコンデンサ２８に保持されるので、ＣＰＵ２７は、任意のタイミングで変換処理を行うことができる。すなわち、ＣＰＵ２７は、レーザ光が非画像形成領域を走査するタイミングを認識してその期間に変換処理を行う必要がない。
【００４２】
図２は、図１に示した光強度調整回路を備えた画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタの概略を表わしたものである。この図は、レーザビームプリンタの内部を側面から見たものである。図の左側がレーザビームプリンタの前面になっている。レーザビームプリンタ４１は、レーザビームを偏向して走査させるレーザ走査装置４２を備えている。レーザ走査装置４２は、画像信号に応じてレーザビームを変調して出力する図示しない半導体レーザを有している。半導体レーザから出射されたレーザビームは、ポリゴンミラ４３に入射され、その回転に応じて偏向される。偏向されたレーザビーム４４はｆθレンズ４５を通過した後、２つのミラー４６、４７によりその進行方向が変えられてレーザ走査装置４２から出力される。
【００４３】
レーザ走査装置４２から出力されたレーザビームの進行方向前方には、矢印４８で示した方向に一定速度で回転する感光体ドラム４９が配置されている。レーザ走査装置４２から出力されたレーザビームは、感光体ドラム４９の所定の露光位置５１をその回転軸方向、すなわち、主走査方向に繰り返し走査する。露光位置５１よりもわずか上流側に、感光体ドラム４９の表面を一様に帯電させるためのチャージコロトロン５２が配置されている。チャージコロトロン５２で帯電された感光体ドラムに画像信号で変調されたレーザビームが照射されることによって、感光体ドラム４９の表面に画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００４４】
感光体ドラム４９の表面に形成された静電潜像は、露光位置５１よりも下流側に設けられた現像装置５３によって現像される。現像装置５３は、トナーを磁気的に穂立ちさせて静電潜像の現像を行う現像ロール５４と、現像に用いるトナーを収容するトナーカートリッジ５５と、トナーカートリッジ５５内のトナーを現像ロール５４に向けて供給するトナー供給機構５６を備えている。また、現像ロール５４には、所定電圧の現像バイアスが印加されている。現像装置５３のさらに下流側には、現像装置５３で現像され形成されたトナー像を記録用紙に転写するためのトランスファコロトロン５７が配置されている。現像されたトナー像は、感光体ドラム４９の回転によりトランスファコロトロンに対向する位置まで移動し、トランスファコロトロン５７によって静電的に記録用紙に転写される。ここで用いているチャージコロトロン５２およびトランスファコロトロン５７は、単線のコロトロンワイヤをコの字型のシールド部材で覆った空間に張り渡し、その一端に電圧印加端子を設けた構造になっている。
【００４５】
記録用紙は、レーザビームプリンタ４１の下部に着脱自在に配置された用紙給紙装置６１にその前面から挿入されたカセットトレイ６２に積層されて収容されるようになっている。カセットトレイ６２に収容された最上層の記録用紙は、半月上の形状をした半月ロール６３により点線で示した搬送経路６４へ送り出される。ここでは、半月ロールによって記録用紙を送り出しているが、これに代えてリタードロール等の給送機構を用いてもよい。
【００４６】
半月ロール６３によって送り出された記録用紙は、一対の搬送ロール６５により搬送経路６４上を進行する。記録用紙の先端が、レジストロール６６に到達したとき記録用紙の搬送が一旦停止される。この後、感光体ドラム４９の回転位置と同期をとって図示しない電磁クラッチによりレジストロール６６の回転が開始される。レジストロール６６により記録用紙は、安定した一定速度で搬送される。このように、感光体ドラム４９の回転位置と記録用紙の搬送のタイミングを合わせることにより、トナー像がトランスファコロトロン５７に対向する位置にきたとき、トランスファコロトロン５７と感光体ドラム４９の間を記録用紙が通過するようになっている。
【００４７】
記録用紙がトランスファコロトロン５７と感光体ドラム４９の間を通過する期間だけ、トランスファコロトロン５７から放電が行われる。放電により感光体ドラム４９上のトナー像が静電的にトランスファコロトロン５７の方向に吸引され、記録用紙上にトナー像の転写が行われる。トランスファコロトロン５７と感光体ドラム４９の間を通過した記録用紙は、その背面から図示しない除電針により除電され、感光体ドラム４９の表面から剥離される。感光体ドラム４９から剥離された記録用紙は、その緊張を解くために所定の長さ搬送経路上を搬送された後、定着装置６７に運ばれる。
【００４８】
定着装置６７は、一定の高温に保たれたヒートロール６８とこれに対向して配置され、記録用紙をヒートロールに押圧するプレッシャロール６９とから構成される。記録用紙は、トナー像の転写された面をヒートロール６８側に向け、所定幅でニップされているヒートロール６８とプレッシャロール６９の間を通過する。記録用紙上のトナー像は、プレッシャロール６９による押圧力とヒートロール６８からの熱的作用により用紙表面に定着される。
【００４９】
定着装置６７の出口側には、一対の出口ロール７１が配置されている。定着装置を出た記録用紙は、出口ロール７１により搬送され、レーザビームプリンタ４１の上面に設けられたスタッカ部７２にフェイスダウンの状態で排出される。スタッカ部７２に堆積される記録用紙は、記録面がスタッカ部７２側を向いているので排出された順序のままステープラで閉じることができる。
【００５０】
トランスファコロトロン５７の下流側には、クリーニング装置７３が配置されている。記録用紙に転写されなかったトナー像は、クリーニング装置７３によって感光体ドラム４９の表面から除去される。クリーニング装置７３は、感光体ドラム４９の表面からトナーを削り取るためのブレード７４と、削り取ったトナーの漏れを防止するためのフィルム７５を備えている。このレーザビームプリンタでは、感光体ドラム４９と、クリーニング装置７３と、チャージコロトロン５２を１つのカートリッジ７６に収めてあり、保守性の向上が図られている。また、レーザビームプリンタの前カバー７７は、ヒンジ７８を中心に開閉自在になっている。前カバー７７を開くことで、カートリッジ７６、トランスファコロトロン５７の交換や、紙詰まりを起こした記録用紙の除去を容易に行うことができる。さらにこのレーザビームプリンタでは、定着装置６７の着脱も使用者が容易に行えるようになっている。
【００５１】
レーザビームプリンタ４１は、低圧電源と高圧電源を有する電源部８１を備えており、必要な電力を各構成部品に供給している。電源部８１の後方には、レーザビームプリンタ４１の電気的な制御を統括して行う制御装置８２が配置されている。制御装置８２内には、図１で示した光強度調整回路の主要部が設けられている。電源部８１と制御装置８２の上方には、コンピュータなどの印刷データ作成装置から送られてくる印刷データを、ドット単位の画像データに展開する画像情報処理装置８３が設けられている。
【００５２】
図３は、図１に示した光強度調整回路によりレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わしたものである。レーザ走査装置２４（図１）に入力される水平同期信号（図３ａ）は、走査周期９１ごとにパルス９２を出力している。走査周期９１は、偏向されたレーザ光が感光体ドラム（像担持体）上を走査する画像形成領域９３と感光体ドラムの両端外側の所定領域を走査するする非画像形成領域９４1 、９４2 からなる。レーザ走査制御装置２４は、水平同期信号のパルス９２を基準に、レーザ光の走査されている位置を認識し、非画像形成領域９４1 の期間に、レーザ出力信号（同図ｂ）を出力する。レーザ出力信号がハイ状態になっている期間９５をレーザオン期間と呼ぶことにする。
【００５３】
レーザ走査制御部２４は、図示しないクロック信号を計数するとともに水平同期信号のパルス９２により初期化されるカウンタを備えており、カウンタの計数値が所定範囲の値を示す期間、レーザ出力信号をハイ状態にするようになっている。また、レーザ走査制御部２４は、レーザオン期間９５の中央付近の一定期間、調整期間信号（同図ｃ）をハイ状態にしている。調整期間信号がハイ状態になっている期間９６を調整期間と呼ぶことにする。調整期間９６は、レーザオン期間９５と同様にカウンタの値を基に定められている。レーザ出力信号がハイ状態になり、半導体レーザからレーザ光が出力されると、光強度信号発生回路１７の出力する光強度信号（同図ｄ）の電圧値が次第に上昇する。調整期間９６は、光強度信号の過渡応答期間が終了し定常状態になった後に開始するように予め設定されている。
【００５４】
調整期間信号がハイ状態になっている調整期間９６の間、アナログスイッチ２３（図１）が“オン”され、コンデンサ２８に電荷が充放電される。コンデンサ２８の両端電圧を表わした光強度サンプル信号（同図ｅ）の電圧値は、アナログスイッチが“オン”されている調整期間９６の間に、光強度信号の電圧値と等しくなる。調整期間９６が終了すると、アナログスイッチ２３は“オフ”される。また、レーザオン期間９５が終了すると、レーザ光の出力が停止され、光強度信号の電圧値は、ほぼ“０”ボルトになる。レーザオン期間９５の経過後に光強度信号の電圧値がほぼ“０”ボルトになっても、アナログスイッチ２３が“オフ”されているので、コンデンサ２８は、調整期間９６の終了時点における両端電圧を保持する。
【００５５】
ＣＰＵ２７は、光強度サンプル信号、すなわちコンデンサの両端電圧をそれぞれ矢印９７1 〜９７4 で示した時点に内蔵するアナログ・ディジタル変換器によってディジタル値に変換する。その後、変換後のディジタル値を光強度信号の目標電圧値９８に対応した基準値と比較し、電流源１３に与える電流設定電圧信号（同図ｆ）の電圧値を変更する。矢印９７1 の時点でディジタル値に変換し比較した結果により、ＣＰＵ２７は矢印９９1 の示す時点で電流設定電圧信号の電圧値を１ステップ変更している。また、矢印９７2 の時点で変換し比較した結果に基づき、矢印９９2 の示す時点で電流設定電圧信号の値を変更している。
【００５６】
図３に示すようにコンデンサ２８の両端電圧は常時、光強度信号の最新の電圧値がほぼ反映されている。したがって、ＣＰＵ２７はコンデンサ２８の両端電圧を任意のタイミングでディジタル値に変換することができる。たとえば、矢印９７3 の示すようにアナログスイッチの“オン”されている調整期間中であってもよい。このように、コンデンサ２８によって光強度信号の電圧値を保持したので、ＣＰＵ２７は、任意のタイミングで調整処理を行うことができ、非画像形成領域の期間を認識する必要がない。また、電圧値をコンデンサ２８により保持したので、光強度信号の出力されている期間がディジタル値に変換するために必要な時間よりも短いときであっても、確実にディジタル値への変換を行うことができる。
【００５７】
図３の例では、各走査期間に１回ずつコンデンサ２８の両端電圧をディジタル値に変換して、電流設定電圧信号の値を調整している。そして、３回目の調整（矢印９９3 ）で目標電圧値９８に到達し、４回目の調整（矢印９９4 ）では設定値の変更を行っていない。また、図３では、変換のタイミングをＣＰＵ２７の処理の都合により適当に選んでいるので、必ずしも各走査周期中の同一タイミングで変換処理が行われていない。
【００５８】
図４は、レーザ光の出力開始と同時にアナログスイッチをオンした場合と、出力開始から一定時間経過後にアナログスイッチをオンした場合におけるコンデンサの両端電圧の変化の様子を表わしたものである。レーザ出力信号（同図ａ）は、時刻Ｔ31〜Ｔ36の間、ハイ状態になる。レーザ光の光強度を表わした光強度信号（同図ｂ）は、時刻Ｔ31のわずか後から次第に立ち上がり、時刻Ｔ32に定常状態になる。レーザ出力信号と同時に調整期間信号がハイ状態になる場合（同図ｃ）には、コンデンサの両端電圧（同図ｄ）は、光強度信号の電圧値に向かって変化するので、一旦、“０”ボルト近くまで低下してしまう。光強度信号が定常状態になった時刻Ｔ32より後の時刻Ｔ33に調整期間信号がハイ状態に変化する場合（同図ｅ）には、コンデンサの両端電圧（同図ｆ）が“０”ボルトに向けて低下することがない。すなわち、時刻Ｔ33まで保持していた電圧（前回のサンプル電圧）から時刻Ｔ33における光強度信号の電圧値に向けて変化する。
【００５９】
このように、光強度信号の電圧値が定常状態になった後に、アナログスイッチを“オン”にすれば、コンデンサの電圧は前回のサンプル値と今回のサンプル値との間だけで変化し、“０”ボルトに近い電圧に低下する期間が無い。このため、ＣＰＵ２７は任意の時点でコンデンサの電圧をディジタル値に変換することができる。また、図４ｄに示した波形のように、一旦、“０”ボルト近くまで放電してしまうと、コンデンサの電圧が光強度信号の定常状態の電圧まで再度充電されるのに時間がかかり、図では時刻Ｔ35の時点になる。これに比べて、定常状態になってから調整期間を開始した場合には、時刻Ｔ34にコンデンサの両端電圧が光強度信号の電圧と一致している。このように、定常状態になってから調整期間を開始すれば、調整期間やレーザ光出力期間を短くすることができる。
【００６０】
変形例
【００６１】
図３に示したように、１回の調整期間における充放電で、コンデンサの両端電圧が光強度信号の電圧と一致する場合には、走査ライン毎に光強度の調整を行うことができる。しかし、レーザ光の走査速度がより速くなると、アナログスイッチを１回の調整期間中“オン”しただけでは、コンデンサの両端電圧が、光強度信号の電圧と一致しないことがある。そこで、変形例の画像形成装置では、複数回の調整期間によりコンデンサに充放電を行ってから、保持された値をディジタル値に変換して光強度の調整を行っている。
【００６２】
図５は、複数回の調整期間にコンデンサへの充放電を行った後、光強度の調整を行う光強度調整回路の構成の概要を表わしたものである。図１に示した回路と同一の部分には同一の符号を付してあり、それらの説明を適宜省略する。この回路では、レーザ走査制御装置２４の出力するサンプルホールド信号２６が、アナログスイッチ２３だけでなく、ＣＰＵ２７の入出力ポートに入力されている。ＣＰＵ２７は、サンプルホールド信号２６がハイ状態になった回数を計数し、所定回数サンプルポールド信号２６が到来するごとに、コンデンサ２８の両端電圧をディジタル値に変換して光強度の調整を行うようになっている。
【００６３】
図６は、複数回の調整期間に充放電を行った後に光強度の調整を行う際の処理の流れを表わしたものである。ＣＰＵ２７は、サンプルホールド信号の到来する回数を計数するために予め割り当てた変数（以後  計数値と呼ぶ）を“０”に初期化する（ステップＳ２０１）。次に．入出力ポートの状態を監視し、サンプルホールド信号がハイ状態になるのを待機する（ステップＳ２０２）。サンプルホールド信号が到来したとき（ステップＳ２０２；Ｙ）、計数値を１だけ増加させる（ステップＳ２０３）。次にＣＰＵ２７は、計数値が予め設定されている待ち回数と一致するかどうかを調べる（ステップＳ２０４）。待ち回数は、コンデンサに何回分の調整期間の間、充放電すべきかを表わしている。
【００６４】
計数値が待ち回数と一致しないときは（ステップＳ２０４；Ｎ）、サンプルホールド信号がロー状態に変化したのを確認してからステップＳ２０２に移行する。計数値が待ち回数と一致するときは（ステップＳ２０４；Ｙ）、コンデンサの両端電圧を、内蔵のアナログ・ディジタル変換器でディジタル値に変換する（ステップＳ２０５）。変換後のディジタル値と予め定められている目標値とを比較する（ステップＳ２０６）。変換値が目標値と等しいときは（ステップＳ２０６；Ｙ）、電流源に与える電流設定電圧信号の値を変化させずに処理を終了する（エンド）。変換値が目標値よりも小さいときは（ステップＳ２０６；Ｎ  かつステップＳ２０７；Ｙ）、電流設定電圧信号の値を１ステップ分増加させる（ステップＳ２０８）。変換値が目標値よりも大きいときは（ステップＳ２０６；Ｎ、かつステップＳ２０７；Ｎ）、電流設定電圧信号の値を１ステップ分減少させる（ステップＳ２０９）。
【００６５】
図７は、複数回の調整期間に充放電を行ってからレーザ光の光強度を調整する光強度調整回路における各種信号波形の一例を表わしたものである。レーザ走査装置２４（図５）に入力される水平同期信号（図７ａ）は、走査周期１１１ごとにパルス１１２を出力している。走査周期１１１は、画像形成領域１１３と非画像形成領域１１４1 、１１４2 で構成される。レーザ走査制御装置２４は、非画像形成領域１１４1 の期間中におけるレーザオン期間１１５の間、レーザ出力信号（同図ｂ）をハイ状態にしている。
【００６６】
また、レーザ走査制御部２４は、レーザオン期間１１５の中央付近の一定期間である調整期間１１６の間、調整期間信号（同図ｃ）をハイ状態にしている。レーザ出力信号がハイ状態になり、半導体レーザからレーザ光が出力されると、光強度信号発生回路１７の出力する光強度信号（同図ｄ）の電圧値が次第に上昇する。調整期間１１６の間、アナログスイッチ２３（図５）が“オン”になり、コンデンサ２８に電荷が充放電される。コンデンサ２８の両端電圧を表わした光強度サンプル信号（同図ｅ）の電圧値は、アナログスイッチが“オン”されている調整期間１１６の間に次第に光強度信号の電圧値に近づく。
【００６７】
ＣＰＵ２７は、３回分の調整期間の間コンデンサに充放電が行われるごとに、その両端電圧を内蔵するアナログ・ディジタル変換器でディジタル値に変換している。この図では、矢印１１７と矢印１１８の時点で変換処理を行っている。ＣＰＵ２７は、変換後のディジタル値を光強度信号の目標電圧値１１９に対応した値と比較し、電流源１３に与える電流設定電圧信号（同図ｆ）の電圧値を矢印１２１、１２２の示す時点でそれぞれ変更している。
【００６８】
電流設定電圧信号の電圧値を変更すると、次回の調整期間における光強度信号の電圧値が変化する。しかし、調整期間が短いので、コンデンサの両端電圧は１回の調整期間の間に、光強度信号と等しい電圧まで変化していない。この例では、３回目の調整期間１２３の前半で、コンデンサの両端電圧が光強度信号の電圧値に一致している。このように、複数回数分の調整期間の間、コンデンサに充放電を行い、コンデンサの両端電圧が光強度信号の電圧値と一致してから、ディジタル値への変換を行うことで、高速の走査速度に対応することができる。
【００６９】
以上説明した実施の形態および変形例において、アナログスイッチを“オン”し光強度信号の電圧値をコンデンサにサンプルする期間は、記録用紙間の期間における非画像形成領域であっても、また記録用紙間でないときの非画像形成領域内であってもよい。特に、記録用紙間の非画像形成領域で光強度の調整を行えば、画像形成中にレーザ光の強度が変化しないので、１枚の記録用紙内での画質を均一化することができる。また、変形例では、サンプルホールド信号を計数するようにしたが、コンデンサの電位が光強度信号の電位と一致するのに必要な回数の調整期間以上の時間間隔を予め定めておき、その周期でディジタル値への変換を行ってもよい。
【００７０】
このほか、実施の形態および変形例では２方向にレーザ光を出力する半導体レーザを用いたが、レーザ光を光分岐器によって２つに分岐してもよい。また、コンデンサの両端電圧をディジタル値に変換し、ＣＰＵで光強度の調整を行うようにしたが、必ずしも、ディジタル値に変換する必要はない。たとえば、光強度信号の電圧が常時コンデンサに保持されているので、基準電圧とコンデンサの両端電圧とをコンパレータで比較し、その差の電圧に応じて電流源の出力する電流量を変化させるようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
このように請求項１記載の発明によれば、非画像形成領域を走査するたびにそのうちの所定の期間だけレーザ光を出力させ、レーザ光を出力しているその期間だけスイッチをオンにして、レーザ光出力手段から出力されるレーザ光を受光する受光素子から出力される電流に応じた電圧のアナログ電気信号をサンプルしてコンデンサに入力すると共に、スイッチがオフになっている期間はサンプルした結果得られるコンデンサの出力電圧を、他の走査ラインの前記した期間にアナログ電気信号をサンプルするまで一定の値に保持するようにしている。そして、光強度信号出力手段の出力するアナログ電気信号について、その電圧がレーザ光の受光開始時の過渡的な電圧変動を生じさせている過渡応答時間を除いた期間にサンプルしたものをホールドすることで、コンデンサの両端電圧と一致するようになる複数回サンプルされた後、コンデンサに保持されているアナログ電気信号の値と所定の基準値とを比較し、この比較結果に応じてレーザ光出力手段のレーザ光の出力を調整するようにしている。したがって、非画像形成領域の走査期間が短くて１回のサンプル期間のサンプルでは、コンデンサの両端電圧が過渡応答を示している場合でも、複数回非画像形成領域でのサンプルを繰り返すことで、コンデンサの両端電圧が定常状態になった状態で基準値と比較して光強度を調整することができ、高速の走査速度であっても、確実に光強度の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態における画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図２】  図１に示した光強度調整回路を備えた画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタの概略を表わした説明図である。
【図３】  図１に示した光強度調整回路によりレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わした波形図である。
【図４】  レーザ光の出力開始と同時にアナログスイッチをオンした場合と、出力開始から一定時間経過後にアナログスイッチをオンした場合におけるコンデンサの両端電圧の変化の様子を表わした波形図である。
【図５】  複数回の調整期間によりコンデンサへの充放電を行ってから光強度の調整を行う光強度調整回路の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図６】  複数回の調整期間に充放電を行ってから光強度の調整を行う際の処理の流れを表わした流れ図である。
【図７】  複数回の調整期間に充放電を行ってからレーザ光の強度を調整する光強度調整回路における各種信号波形の一例を表わした波形図である。
【図８】  画像形成装置のうちレーザ光の走査に係わるレーザ走査装置の概要を表わした説明図である。
【図９】  １ラインの走査期間中に出力される各種信号の出力タイミングを表わした波形図である。
【図１０】  記録用紙間の期間にレーザ光の強度の調整を行う画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図１１】  記録用紙間で光強度の調整の行われる際のレーザ光の走査領域に対応付けて各種信号のタイミングを模式的に表わした説明図である。
【図１２】  光強度調整領域でレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わした波形図である。
【図１３】  記録用紙間の光強度調整領域でレーザ光の強度を調整する際に、光強度調整回路の行う処理の流れを表わした流れ図である。
【図１４】  非画像形成領域の期間のレーザ光の光強度を調整する画像形成装置で用いられる光強度調整回路の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図１５】  非画像形成領域で光強度の調整を画像形成装置におけるレーザ光の走査領域に対応付けて各種信号のタイミングを模式的に表わした説明図である。
【図１６】  図１５に示した光強度調整回路により光強度の調整を非画像形成領域で行う際の各種信号波形の一例を表わした波形図である。
【図１７】  非画像形成領域でレーザ光の強度を調整する際の各種信号波形の一例を表わした波形図である。
【符号の説明】
１１…半導体レーザ、１３…電流源、１４…レーザ出力信号、１６…スイッチング部、１７…光強度信号発生回路、１８…フォトダイオード、２３…アナログスイッチ、２４…レーザ走査制御部、２５、９２…水平同期信号、２６…サンプルホールド信号、２７…ＣＰＵ、２８…コンデンサ、２９…光強度サンプル信号、３１…電流設定電圧信号、９３、１１３…画像形成領域、９４、１１４…非画像形成領域
【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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【図１７】
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