(57)【要約】【課題】光学部品を通過した後の複数の発光素子の光量を精度良く制御する。【解決手段】複数の発光素子と、複数の発光素子のそれぞれ毎に発光範囲を制限する光学部品と、複数の発光素子のそれぞれ毎に設定された設定値に応じて発光素子を発光させる駆動部と、発光素子のそれぞれ毎に予め定められた補正値に応じて発光素子の光量を補正する補正部と、出力制御期間において、複数の発光素子を１ずつ順次に発光させる制御部と、発光素子から出力された光を光学部品の前段で受光する受光素子と、受光素子が受光した光量に応じた信号を積分する積分部と、積分値が予め定められた目標値に近づくように設定値を更新する更新部とを備え、制御部は、出力制御期間における発光素子のそれぞれの点灯時間を、対応する発光素子に対して定められた補正値に応じた時間長に制御する発光装置を提供する。【選択図】図８
2014166739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれ毎に発光範囲を制限する光学部品と、
前記複数の発光素子のそれぞれ毎に設定された設定値に応じて前記発光素子を発光させる駆動部と、
前記光学部品の通過後の光量を前記複数の発光素子の間で同一とするように前記発光素子のそれぞれ毎に予め定められた補正値に応じて、前記発光素子の光量を補正する補正部と、
前記発光素子の光量を制御するための出力制御期間において、前記複数の発光素子を１ずつ順次に発光させる制御部と、
前記発光素子から出力された光を前記光学部品の前段で受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した光量に応じた信号を積分する積分部と、
前記積分部による積分値が予め定められた目標値に近づくように前記設定値を更新する更新部と、
を備え、
前記制御部は、前記出力制御期間における前記発光素子のそれぞれの点灯時間を、対応する前記発光素子に対して定められた前記補正値に応じた時間長に制御する
発光装置。
【請求項２】
前記制御部は、光量が基準より大きくなるように補正される場合には前記発光素子の点灯時間を短くし、光量が基準より小さくなるように補正される場合には前記発光素子の点灯時間を長くする
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記発光素子の点灯時間を、基準時間に対して、前記補正値に反比例する係数を乗じた時間長に制御する
請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記基準時間と前記目標値との積が一定となるように、前記複数の発光素子のそれぞれ毎に前記基準時間を設定する
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記発光素子からの光を消灯してから前記積分値を取得するまでの期間を、前記発光素子のそれぞれ毎に一定とする
請求項１から４の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記積分値が取得されてから、次の前記発光素子の発光が開始されるまでの間、前記積分部から出力される前記積分値を初期値にリセットする
請求項１から５の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記発光素子からの光を消灯してから、前記積分部から出力される前記積分値をリセットするまでの期間を、前記発光素子のそれぞれ毎に一定とする
請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置から発光された光を予め定められた方向に走査する走査部と、
を備える光走査装置。
【請求項９】
画像情報に応じて前記光を走査する請求項８に記載の光走査装置と、
前記光走査装置から出力された光により記録紙上に画像を形成する画像形成部と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、光走査装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザダイオード（Vertical−Cavity  Surface−Emitting  Laser  diode：以下、ＶＣＳＥＬと呼ぶ）は、低閾値、低消費電力、ウェハ状態での検査が容易、および、２次元アレイ化が容易という特徴を有する。このような特徴を有することから、ＶＣＳＥＬは、将来、端面発光型レーザに代わり、レーザプリンタなどの画像形成装置、光ディスク記録装置等の光記録装置、光通信装置、画像読取装置および画像表示装置の光源等の分野で用いられる可能性がある。
【０００３】
特許文献１には、画像形成装置で使用される、ＶＣＳＥＬを２次元のアレイ構造に配列したＶＣＳＥＬアレイの光量制御方法が記載されている。特許文献１に記載された方法では、画像データ出力期間の合間の時間に、ＶＣＳＥＬアレイに含まれるＶＣＳＥＬを１つずつ順次に点灯させ、ＶＣＳＥＬにより点灯された光をフォトダイオードに受光させる。続いて、この方法では、ＶＣＳＥＬのそれぞれについて、フォトダイオードの検出電流を電圧に変換してからＡＤ変換コンバータによりデジタルデータに変換する。そして、この方法では、変換して得られたデジタルデータが予め設定された目標値に一致するように、ＶＣＳＥＬの駆動電流の設定値を変更する。
【０００４】
このような方法によれば、ＶＣＳＥＬアレイに含まれる複数のＶＣＳＥＬの光量を同一とすることができる。また、この方法は、例えば特許文献２に記載されるように、ＶＣＳＥＬ以外の半導体レーザ素子にも適用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の方法では、目標値を小さい値に設定した場合、フォトダイオードの検出電流が小さくなり、ＡＤ変換コンバータに入力される電圧レベルが小さくなる。従って、この場合、ＡＤ変換による量子化誤差が大きくなり、複数のＶＣＳＥＬの光量を精度良く同一にすることができない。
【０００６】
このような問題を解決する方法としては、例えば、フォトダイオードの検出電流を電圧に変換した後に積分し、積分結果をデジタルデータに変換する。そして、このときの積分期間を目標とする光量の大きさに応じて変化させる。例えば目標値が小さければ積分期間を長くし、目標値が大きければ積分期間を短くする。これにより、目標とする光量の大きさを変えても、ＡＤ変換コンバータに入力される電圧レベルをほぼ一定とすることができる。この結果、デジタルデータの量子化誤差を小さくし、複数のＶＣＳＥＬの光量を同一にすることができる。
【０００７】
また、ＶＣＳＥＬアレイを有する光モジュールでは、ＶＣＳＥＬの後段にアパーチャと呼ばれる光学部品を設け、ＶＣＳＥＬから発光された光の発散角を制限する場合がある。このような場合、光モジュールは、フォトダイオードをアパーチャの前段に配置して、ＶＣＳＥＬの光量を制御する。
【０００８】
ここで、ＶＣＳＥＬは、発散角にばらつきがある。このため、光モジュールは、アパーチャが遮断する光量の割合がＶＣＳＥＬ毎に異なる。従って、光モジュールは、アパーチャの前段に配置されたフォトダイオードを用いてＶＣＳＥＬの光量を同一としたとしても、アパーチャを通過した後の光量をＶＣＳＥＬ毎に同一とすることができない。
【０００９】
このような問題を解決する方法としては、例えば、アパーチャによる光の遮断割合を考慮してＶＣＳＥＬの光量の目標値を変更する方法が考えられる。例えば、アパーチャによる光の遮断量が大きければＶＣＳＥＬの目標値を大きくし、アパーチャによる光の遮断量が小さければＶＣＳＥＬの目標値を小さくする。
【００１０】
しかし、このようにＶＣＳＥＬ毎に光量の目標値を変更した場合、ＡＤ変換コンバータに入力される信号のレベルも変動してしまう。従って、このような場合、ＡＤ変換コンバータに入力される信号のレベルをほぼ一定として、デジタルデータの量子化誤差を小さくし、ＶＣＳＥＬの光量を精度良く同一にすることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学部品を通過した後の複数の発光素子の光量を精度良く制御することができる発光装置、光走査装置および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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る発光装置は、複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれ毎に発光範囲を制限する光学部品と、前記複数の発光素子のそれぞれ毎に設定された設定値に応じて前記発光素子を発光させる駆動部と、前記光学部品の通過後の光量を前記複数の発光素子の間で同一とするように前記発光素子のそれぞれ毎に予め定められた補正値に応じて、前記発光素子の光量を補正する補正部と、前記発光素子の光量を制御するための出力制御期間において、前記複数の発光素子を１ずつ順次に発光させる制御部と、前記発光素子から出力された光を前記光学部品の前段で受光する受光素子と、前記受光素子が受光した光量に応じた信号を積分する積分部と、前記積分部による積分値が予め定められた目標値に近づくように前記設定値を更新する更新部と、を備え、前記制御部は、前記出力制御期間における前記発光素子のそれぞれの点灯時間を、対応する前記発光素子に対して定められた前記補正値に応じた時間長に制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光走査装置は、上述の発光装置と、前記発光装置から発光された光を予め定められた方向に走査する走査部と、を備えることを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、上述の光走査装置と、前記光走査装置から出力された光により記録紙上に画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学部品を通過した後の複数の発光素子の光量を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるレーザプリンタ５００の構造を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る光走査装置９００の構造を感光体ドラム９０１とともに示す図である。
【図３】図３は、レーザモジュール３１０の構造の一例および感光体ドラム９０１上に形成されるドット列の一例を示す図である。
【図４】図４は、発光装置４００の構成を示す図である。
【図５】図５は、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２等を含む光学系の構成の第１例を示す図である。
【図６】図６は、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２等を含む光学系の構成の第２例を示す図である。
【図７】図７は、レーザモジュール３１０の点灯期間を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図８は、光出力制御部４１３の構成を示す図である。
【図９】図９は、レーザダイオード４１１の光量の角度分布の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、レーザダイオード４１１の光量を制御するための出力制御期間Ｅにおける、レーザダイオード４１１の点灯タイミングおよび光量を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、第１変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、第２変形例に係る光出力制御部４１３の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、第２変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、第３変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１６】図１６は、第４変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、第５変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【図１８】図１８は、第６変形例に係る光出力制御部４１３の構成を示す図である。
【図１９】図１９は、第７変形例に係るＡＤコンバータ３０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるレーザプリンタ５００の構造を示す図である。レーザプリンタ５００は、光走査装置９００と、光走査装置９００から出力された光により記録紙９１３上に画像を形成する画像形成部とを備える。
【００１８】
レーザプリンタ５００は、画像形成部として、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、および、排紙トレイ９１０を備える。
【００１９】
感光体ドラム９０１は、円柱状の形状を有し、予め定められた方向（例えば、図１における面内で時計回り（矢印方向））に回転する。感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。
【００２０】
帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４およびクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９０１の回転方向に、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。
【００２１】
帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる。光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２により帯電された感光体ドラム９０１の表面に、上位装置（例えばコンピュータ）からの画像情報に応じて変調された光を走査しながら照射する。これにより、感光体ドラム９０１の表面には、画像情報に対応した潜像が形成される。形成された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、光走査装置９００の構成については詳細を後述する。
【００２２】
トナーカートリッジ９０４は、トナーを格納し、格納しているトナーを現像ローラ９０３へと供給する。現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。トナーが付着された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。
【００２３】
給紙トレイ９０６は、記録紙９１３を格納する。給紙コロ９０７は、給紙トレイ９０６の近傍に配置されている。給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対９０８へと搬送する。レジストローラ対９０８は、転写チャージャ９１１の近傍に配置される。レジストローラ対９０８は、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一時的に保持する。そして、レジストローラ対９０８は、一時的に保持していた記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて、感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。
【００２４】
転写チャージャ９１１には、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。転写チャージャ９１１は、印加されている電圧により感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３に引き付けて、感光体ドラム９０１の表面の潜像を記録紙９１３に転写する。潜像が転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。
【００２５】
定着ローラ９０９は、熱および圧力を記録紙９１３に加えて、記録紙９１３上にトナーを定着させる。トナーが定着した記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次スタックされる。
【００２６】
除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用される。そして、残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度、帯電チャージャ９０２の位置に戻る。
【００２７】
（光走査装置）
図２は、本実施形態に係る光走査装置９００の構造を感光体ドラム９０１とともに示す図である。光走査装置９００は、レーザモジュール３１０、カップリングレンズ３１１、アパーチャ３１２、シリンドリカルレンズ３１３、ポリゴンミラー３１４、ｆθレンズ３１５、トロイダルレンズ３１６、第１のミラー３１７、および、第２のミラー３１８を備える。
【００２８】
レーザモジュール３１０は、ビーム状の光を出射する複数の発光素子を有する。本実施形態においては、レーザモジュール３１０は、複数の発光素子として、面発光タイプの複数のレーザダイオード（例えばＶＣＳＥＬ）を有する。
【００２９】
カップリングレンズ３１１は、レーザモジュール３１０から出射された複数の光のそれぞれを平行光に整形する。アパーチャ３１２は、カップリングレンズ３１１から出力された複数の光のそれぞれのビーム径を、予め定められた径に規定する。より具体的には、アパーチャ３１２は、レーザモジュール３１０内の複数のレーザダイオードから出射された複数の光のそれぞれについて、中心部分の光を通過させ、周縁部分の光を遮断することにより、ビーム系を規定する。すなわち、アパーチャ３１２は、レーザモジュール３１０から出射された複数の光のそれぞれの発光範囲を制限する。シリンドリカルレンズ３１３は、アパーチャ３１２を通過した光を、第１のミラー３１７を介してポリゴンミラー３１４の側面に集光する。
【００３０】
ポリゴンミラー３１４は、正六角柱状の形状を有する。即ち、ポリゴンミラー３１４は、６個の側面を有する。ポリゴンミラー３１４の側面には、反射面が形成されている。ポリゴンミラー３１４は、六角形の主面の中心を軸として、予め定められた方向（例えば、図２の矢印の方向）に一定の角速度で回転する。従って、ポリゴンミラー３１４は、シリンドリカルレンズ３１３により側面に集光された光を、所定の角度範囲内を一定の角速度で偏向する。これにより、ポリゴンミラー３１４は、所定の角度範囲内を繰り返して走査する光を出射することができる。
【００３１】
ｆθレンズ３１５は、ポリゴンミラー３１４からの光を入射して、入射角に比例した像高の光を出射する。これにより、ｆθレンズ３１５は、平面上を等速度で移動する像を形成する光を出射することができる。トロイダルレンズ３１６は、ｆθレンズ３１５からの光を第２のミラー３１８を介して、感光体ドラム９０１の側面上に結像する。
【００３２】
このような光走査装置９００は、円柱状の感光体ドラム９０１の側面に対して、円柱の中心軸に平行な方向に等速度で移動する像を照射することができる。これにより、光走査装置９００は、レーザモジュール３１０から出射される光を画像情報に応じて変調することにより、感光体ドラム９０１の側面上に画像情報に応じた潜像を形成することができる。
【００３３】
図３は、レーザモジュール３１０の構造の一例および感光体ドラム９０１上に形成されるドット列の一例を示す図である。ここで、レーザモジュール３１０上における、感光体ドラム９０１上で光の像が移動する方向に対応する方向を主走査方向とする。また、レーザモジュール３１０上における、感光体ドラム９０１で光の像が移動する方向に直交する方向（即ち、感光体ドラム９０１の回転方向）に対応する方向を副走査方向とする。
【００３４】
本実施形態では、レーザモジュール３１０は、ＶＣＳＥＬである複数のレーザダイオード４１１を有する。複数のレーザダイオード４１１は、２次元マトリクス状に配置されている。より具体的には、レーザモジュール３１０には、主走査方向に所定数個（例えば１０個）および副走査方向に所定のピッチ（ｄ１）で所定数個（例えば４個）のレーザダイオード４１１が配列されている。
【００３５】
さらに、主走査方向に隣接するレーザダイオード４１１は、副走査方向に微小間隔（ｄ２）ずらして配置されている。この場合において、微小間隔ｄ２は、副走査方向のピッチｄ１を、主走査方向に並んだレーザダイオード４１１の個数（例えば１０個）で除算した距離となっている。
【００３６】
このような複数のレーザダイオード４１１は、副走査方向に等間隔（ｄ２）に並んだ配置となる。従って、主走査方向への走査タイミングに応じて、レーザダイオード４１１の点灯のタイミングを調整することにより、レーザモジュール３１０は、感光体ドラム９０１上に副走査方向に直線に等間隔に並んだ複数の光の像（ドット）を照射することができる。これにより、このようなレーザモジュール３１０では、副走査方向に高い密度で書き込みをすることが可能となる。
【００３７】
例えば、図３の例において、副走査方向のレーザダイオード４１１のピッチｄ１が２６．５μｍであれば、微小間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム９０１上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向のレーザダイオード４１１の数を増加したり、主走査方向のピッチｄ１を狭くして微小間隔ｄ２をさらに小さくしたりしてもよい。また、光学系の倍率を下げてさらに高密度化してもよい。
【００３８】
なお、主走査方向の書き込み間隔は、レーザダイオード４１１の点灯のタイミングを制御することにより、容易に調整することができる。また、点灯のタイミングを短くして書き込み密度を高くしても、面発光タイプのレーザダイオード４１１が高い単一基本横モード出力を発生させることができるので、レーザプリンタ５００は、印刷速度が遅くならない。また、同じ書きこみドット密度の場合であれば、レーザプリンタ５００は、印刷速度をさらに速くすることができる。
【００３９】
（発光装置４００）
図４は、発光装置４００の構成を示す図である。光走査装置９００における、レーザモジュール３１０およびその駆動制御回路は、発光装置４００として機能する。
【００４０】
発光装置４００は、レーザモジュール３１０と、フォトダイオード４０２と、コントローラ４０３と、駆動部４０４とを備える。
【００４１】
レーザモジュール３１０は、発光素子である複数のレーザダイオード４１１（本例においては、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄ）を有する。レーザダイオード４１１は、一例として、面発光タイプのレーザダイオード（例えばＶＣＳＥＬ）である。なお、ここでは、レーザモジュール３１０が４つのレーザダイオード４１１を有する例を示しているが、レーザダイオード４１１の数は限られない。
【００４２】
レーザダイオード４１１は、カソードがＧＮＤ等の一定電位に接続される。そして、レーザダイオード４１１は、アノードから電流が流されると、電流量に応じた光量で発光する。
【００４３】
フォトダイオード４０２は、受光素子であって、複数のレーザダイオード４１１のそれぞれから出力された光をアパーチャ３１２の前段で受光して、受光した光量に応じた電流を流す。フォトダイオード４０２は、一例として、後述の図５および図６に示されるような光学系を介してレーザダイオード４１１から出力された光の一部を受光し、受光した光量に応じた電流を流す。フォトダイオード４０２は、一例として、アノードが逆バイアスまたはゼロバイアス（例えばグランド）の一定電位に接続される。
【００４４】
コントローラ４０３は、レーザダイオード４１１の点灯時の光量および点灯および消灯のタイミングを制御する。
【００４５】
また、コントローラ４０３は、光出力制御部４１３を有する。光出力制御部４１３は、フォトダイオード４０２のカソードと接続される。光出力制御部４１３は、フォトダイオード４０２に流れる電流を検出して、レーザダイオード４１１の点灯時の光量を設定する。より具体的には、光出力制御部４１３は、画像データの出力期間の合間の出力制御期間において、レーザダイオード４１１を１つずつ順次に点灯する。そして、光出力制御部４１３は、レーザダイオード４１１の光量をフォトダイオード４０２に流れる電流に基づき検出し、検出した光量が予め設定された目標値に一致するように、レーザダイオード４１１のそれぞれの光量の設定値を変更する。
【００４６】
さらに、コントローラ４０３は、感光体面上の像高によるビーム光強度の強弱であるシェーディング特性を補正する補正回路を有してもよい。また、コントローラ４０３は、レーザダイオード４１１の点灯開始時の遅延時間を小さくするために消灯時にレーザ発振の閾値電流より小さい電流を流しておくバイアス電流回路を有してもよい。
【００４７】
駆動部４０４は、コントローラ４０３から複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に設定された設定値に応じて、対応するレーザダイオード４１１に電流を流して発光させる。本例においては、駆動部４０４は、レーザダイオード４１１のそれぞれに対応する第１〜第４のレーザ駆動回路４１４ａ〜４１４ｄを有する。第１〜第４のレーザ駆動回路４１４ａ〜４１４ｄのそれぞれは、対応するレーザダイオード４１１のアノードに接続される。そして、第１〜第４のレーザ駆動回路４１４ａ〜４１４ｄのそれぞれは、コントローラ４０３から複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に設定された設定値に応じて、対応するレーザダイオード４１１に電流を流して発光させる。
【００４８】
図５は、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２等を含む光学系の構成の第１例を示す図である。レーザモジュール３１０から出射された光は、光学系４２０を介して、アパーチャ３１２へと照射される。そして、アパーチャ３１２を通過した光は、シリンドリカルレンズ３１３により投影面４２５に集光される。また、レーザモジュール３１０から出射された光の一部は、光学系４２０により、フォトダイオード４０２へと照射される。
【００４９】
光学系４２０は、一例として、コリメートレンズ４２１およびビームスプリッタ４２２を含む。レーザモジュール３１０から出射された光は、コリメートレンズ４２１で平行光にされ、ビームスプリッタ４２２で一部の光が反射されてフォトダイオード４０２に入射する。一方、ビームスプリッタ４２２を透過した光はアパーチャ３１２を通過し、アパーチャ３１２を通過した中心部の一定範囲のみがシリンドリカルレンズ３１３で集光されて投影面４２５に結像される。なお、アパーチャ３１２の形状は、丸、楕円、正方形、長方形等、投影面４２５で必要とされる光のビームプロファイルで決定される。
【００５０】
なお、図５の光学系４２０は、コリメートレンズ４２１とアパーチャ３１２の間からフォトダイオード４０２に入射させる光を取り出しているが、レーザモジュール３１０とコリメートレンズ４２１の間からフォトダイオード４０２に入射させる光を取り出してもよい。
【００５１】
図６は、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２等を含む光学系の構成の第２例を示す図である。レーザモジュール３１０、フォトダイオード４０２および光学系４２０は、一つのパッケージ内に集積されていてもよい。この場合、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２は、半導体のベース４３１上に配置される。
【００５２】
また、この場合、光学系４２０は、キャップ４３２および窓部４３３を有する。キャップ４３２は、ベース４３１上に設けられ、レーザモジュール３１０およびフォトダイオード４０２を覆い隠す。窓部４３３は、キャップ４３２の開口部分に設けられる。窓部４３３は、レーザモジュール３１０から出射された光の一部を反射してフォトダイオード４０２に入射される。また、窓部４３３は、レーザモジュール３１０から出射された光の一部を透過して外部へと出射する。そして、外部へと出射された光は、アパーチャ３１２およびシリンドリカルレンズ３１３を介して、投影面４２５に結像される。
【００５３】
図７は、レーザモジュール３１０の点灯期間を説明するためのタイミングチャートである。レーザモジュール３１０から出射された光は、円柱状の感光体ドラム９０１上を、円柱の中心軸に平行な方向に繰り返して走査される。ここで、その１回の走査期間を期間Ａとする。
【００５４】
走査期間Ａ内は、走査開始時における制御期間Ｃ１と、画像形成期間Ｂと、走査終了時における制御期間Ｃ２とに分割される。画像形成期間Ｂにおいて、レーザモジュール３１０から出射された光は、画像情報に応じて変調される。これにより、画像形成期間Ｂにおいて、感光体ドラム９０１上には、画像を形成される。また、制御期間Ｃ１には、走査期間Ａの同期を検知するための検知期間Ｄが含まれる。
【００５５】
また、制御期間Ｃ２には、複数のレーザダイオード４１１（本例においては、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄ）の光量を制御するための出力制御期間Ｅが含まれる。出力制御期間Ｅにおいては、複数のレーザダイオード４１１が順次に１つずつ選択され、１つずつ光量の制御がされる。なお、この場合は１走査期間毎に全てのレーザダイオード４１１（レーザダイオード４１１a〜４１１ｄ）の光量制御を行っているが、必ずしもその必要はなく、レーザダイオード４１１の数が多い場合などは、１走査期間毎に光量の制御を行うレーザダイオード４１１を順次変更してもよい。レーザダイオード４１１の光量の制御動作については詳細を後述する。
【００５６】
図８は、光出力制御部４１３の構成を示す図である。光出力制御部４１３は、ＩＶ変換部１０と、積分部２０と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）３０と、目標値記憶部４０と、設定値記憶部５０と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６２と、更新部７０と、補正値記憶部９０と、補正部１００と、出力部１１０と、制御部１２０と、基準電圧源１３０とを有する。
【００５７】
ＩＶ変換部１０は、フォトダイオード４０２から出力された電流を電圧に変換する。ＩＶ変換部１０は、一例として、演算増幅器１１と、トランスインピーダンス抵抗１２とを含む。
【００５８】
演算増幅器１１は、非反転入力端子に基準電圧ＶＲが印加される。また、演算増幅器１１は、反転入力端子がフォトダイオード４０２のカソードと接続される。トランスインピーダンス抵抗１２は、演算増幅器１１の反転入力端子と出力端子との間に接続される。本例において、トランスインピーダンス抵抗１２の抵抗値は、ＲＴである。このようなＩＶ変換部１０は、フォトダイオード４０２に電流ｉＡが流れた場合、出力端子からＲＴ×ｉＡの電圧を出力する。このようにＩＶ変換部１０は、フォトダイオード４０２が受光した光量に応じた電圧信号を出力することができる。
【００５９】
積分部２０は、ＩＶ変換部１０から出力された電圧信号を積分する。積分部２０は、一例として、入力抵抗２１と、演算増幅器２２と、コンデンサ２３と、放電用スイッチ２４とを含む。
【００６０】
入力抵抗２１は、一端がＩＶ変換部１０の出力端子（演算増幅器１１の出力端子）に接続され、他端が演算増幅器２２の反転入力端子に接続される。本例において、入力抵抗２１の抵抗値は、ＲＩである。
【００６１】
演算増幅器２２は、非反転入力端子に基準電圧ＶＲが印加される。コンデンサ２３は、演算増幅器２２の反転入力端子と出力端子との間に接続される。本例においては、コンデンサ２３の容量は、ＣＩである。放電用スイッチ２４は、コンデンサ２３の両端を短絡または開放する。
【００６２】
このような積分部２０は、放電用スイッチ２４がコンデンサ２３の両端を開放している場合には、コンデンサ２３に電荷が蓄積され、フォトダイオード４０２が受光した光量に応じた電圧信号を積分した電圧を出力する。より具体的には、積分部２０は、初期電圧がＶＲの状態から、ＩＶ変換部１０からＲＴ×ｉＡの電圧がｔＡ秒間出力された場合、ＶＲ−｛（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔＡ｝の電圧を出力する。
【００６３】
また、このような積分部２０は、放電用スイッチ２４がコンデンサ２３の両端を短絡している場合には、基準電圧ＶＲを出力する。また、この場合、放電用スイッチ２４は、コンデンサ２３に蓄積された電荷を放電して、演算増幅器２２の出力電圧を初期値である基準電圧ＶＲにリセットする。
【００６４】
ＡＤコンバータ３０は、積分部２０から出力された電圧をデジタルデータに変換する。即ち、ＡＤコンバータ３０は、フォトダイオード４０２が受光した光量に応じた電圧信号の積分値をデジタルデータに変換する。ＡＤコンバータ３０は、変換したデジタルデータを更新部７０に供給する。
【００６５】
目標値記憶部４０は、ＡＤコンバータ３０から出力されるデジタルデータの目標値を記憶する。この目標値は、工場出荷時またはキャリブレーション時等において設定される。
【００６６】
設定値記憶部５０は、複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に、点灯時に流すべき電流量を示す設定値を記憶する。設定値記憶部５０は、一例として、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄに対応したレジスタ５１ａ〜５１ｄを含む。レジスタ５１ａ〜５１ｄは、それぞれに対応するレーザダイオード４１１に流すべき電流量を示す設定値を記憶する。
【００６７】
マルチプレクサ６２は、設定値記憶部５０に記憶された複数のレーザダイオード４１１のそれぞれに対応する複数の設定値のうちの１つを選択して、更新部７０に供給する。マルチプレクサ６２は、一例として、レジスタ５１ａ〜５１ｄのうち何れか１つに記憶された設定値を更新部７０に供給する。
【００６８】
更新部７０は、デジタル演算処理を実行する演算処理回路である。更新部７０は、ＡＤコンバータ３０からのデジタルデータ（即ち、フォトダイオード４０２が受光した光量に応じた電圧信号の積分値）、目標値記憶部４０に記憶された目標値、および、マルチプレクサ６２により選択された設定値を受け取る。
【００６９】
そして、更新部７０は、フォトダイオード４０２が受光した光量に応じた電圧信号の積分値が選択された目標値に近づくように選択された設定値を更新して、設定値記憶部５０に書き戻す。更新部７０は、例えば、積分値が選択された目標値よりも小さい場合には、対応するレーザダイオード４１１から出力される光量を大きくするべく選択された設定値を増加させる。また、更新部７０は、例えば、積分値が選択された目標値よりも大きい場合には、対応するレーザダイオード４１１から出力される光量を小さくするべく選択された設定値を減少させる。
【００７０】
補正値記憶部９０は、複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に補正値を記憶する。例えば、図９に示されるように、レーザダイオード４１１は、発散角にばらつきがあり、アパーチャ３１２等の光学部品を通過する光量の割合にばらつきが生じる。具体的には、発散角が小さいレーザダイオード４１１はアパーチャ３１２を通過する光量の割合が大きく、発散角が大きいレーザダイオード４１１はアパーチャ３１２を通過する光量の割合が小さい。従って、アパーチャ３１２の前段において受光した光量に基づき、複数のレーザダイオード４１１の光量が同一となるように調整したとしても、アパーチャ３１２を通過後の光量を同一にすることはできない。
【００７１】
このため、補正値記憶部９０は、アパーチャ３１２等の光学部品の通過後の光量を複数のレーザダイオード４１１の間で同一とするような、電流量の補正値を記憶する。この補正値は、工場出荷時またはキャリブレーション時等に測定されて設定される。補正値記憶部９０は、一例として、アパーチャ３１２等の光学部品を通過後の光量を複数のレーザダイオード４１１の間で同一に調整した場合にレーザダイオード４１１に流れる電流量に乗算される係数を、補正値として記憶する。
【００７２】
補正値記憶部９０は、一例として、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄに対応したレジスタ９１ａ〜９１ｄを含む。レジスタ９１ａ〜９１ｄは、それぞれに対応するレーザダイオード４１１に流す電流を補正する補正値を記憶する。
【００７３】
なお、本例においては、レジスタ９１ａは、第１のレーザダイオード４１１ａに流す電流量を補正する補正値として、１．０を記憶する。レジスタ９１ｂは、第２のレーザダイオード４１１ｂに流す電流量を補正する補正値として、１．２を記憶する。レジスタ９１ｃは、第３のレーザダイオード４１１ｃに流す電流量を補正する補正値として、１．０を記憶する。レジスタ９１ａは、第４のレーザダイオード４１１ｄに流す電流量を補正する補正値として、０．８を記憶する。
【００７４】
補正部１００は、アパーチャ３１２等の光学部品の通過後の光量を複数のレーザダイオード４１１の間で同一とするようにレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に予め定められた補正値に応じて、レーザダイオード４１１の光量を補正する。より具体的には、補正部１００は、設定値記憶部５０に記憶された設定値を、補正値記憶部９０に記憶された対応する補正値により補正する。
【００７５】
補正部１００は、一例として、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄに対応した乗算器１０１ａ〜１０１ｄを含む。乗算器１０１ａ〜１０１ｄは、設定値記憶部５０に記憶された対応する設定値に、補正値記憶部９０に記憶された対応する補正値を乗算することにより、対応するレーザダイオード４１１に流す電流量を補正する。なお、補正部１００は、光出力制御部４１３の後段の駆動部４０４内で、レーザダイオード４１１に供給する電流量をアナログ的に補正する構成であってもよい。
【００７６】
出力部１１０は、複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に、補正された設定値に応じた設定電圧を駆動部４０４に供給する。出力部１１０は、一例として、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄに対応したＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１１１ａ〜１１１ｄを含む。ＤＡコンバータ１１１ａ〜１１１ｄは、補正部１００により補正された対応する設定値をＤＡ変換した設定電圧を出力する。そして、ＤＡコンバータ１１１ａ〜１１１ｄは、駆動部４０４内の対応するレーザ駆動回路４１４ａ〜４１４ｄのそれぞれに設定電圧を供給する。
【００７７】
制御部１２０は、複数のレーザダイオード４１１の光量を制御するための出力制御期間Ｅにおいて、駆動部４０４内のレーザ駆動回路４１４ａ〜４１４ｄを制御して、レーザダイオード４１１を点灯させるタイミングを制御する。より具体的には、制御部１２０は、出力制御期間Ｅにおいて、複数のレーザダイオード４１１を１つずつ順次に間欠的に点灯させる。
【００７８】
この場合に、制御部１２０は、出力制御期間Ｅにおけるレーザダイオード４１１のそれぞれの点灯時間を、対応するレーザダイオード４１１に対して定められた補正値に応じた時間長に制御する。より具体的には、制御部１２０は、光量が基準値より大きくなるように補正される場合には、そのレーザダイオード４１１の点灯時間を短くし、光量が基準値より小さくなるように補正される場合には、そのレーザダイオード４１１の点灯時間を長くする。
【００７９】
制御部１２０は、一例として、レーザダイオード４１１の点灯時間を、予め定められた基準時間に対して、補正値に反比例する係数を乗じた時間長に制御する。例えば、基準時間をｔＡとした場合に、制御部１２０は、第１のレーザダイオード４１１ａをｔＡ／１．０時間点灯させ、第２のレーザダイオード４１１ｂをｔＡ／１．２時間点灯させ、第３のレーザダイオード４１１ｃをｔＡ／１．０時間点灯させ、第４のレーザダイオード４１１ｄをｔＡ／０．８時間点灯させる。
【００８０】
さらに、制御部１２０は、光出力制御部４１３内の各回路の動作タイミングを制御する。制御部１２０は、一例として、積分部２０のリセットのタイミング、ＡＤコンバータ３０のＡＤ変換のタイミング、設定値記憶部５０内のレジスタ５１ａ〜５１ｄの更新タイミング、マルチプレクサ６２の選択タイミング等を制御する。基準電圧源１３０は、予め定められた基準電圧ＶＲを出力する。
【００８１】
図１０は、レーザダイオード４１１の光量を制御するための出力制御期間Ｅにおける、レーザダイオード４１１の点灯タイミングおよび光量を示すタイミングチャートである。
【００８２】
光出力制御部４１３は、出力制御期間Ｅ内において、レーザモジュール３１０に含まれる複数のレーザダイオード４１１を１回ずつ順番に発光させて、レーザダイオード４１１から出射される光の光量が光学部品の通過後に同一となるように、レーザダイオード４１１に流す電流量を示す設定値を更新する。
【００８３】
本例においては、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間に第１のレーザダイオード４１１ａに流す電流量の設定値を更新する。また、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ２〜Ｔ３の期間に第２のレーザダイオード４１１ｂに流す電流量の設定値を更新する。また、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ３〜Ｔ４の期間に第３のレーザダイオード４１１ｃに流す電流量の設定値を更新する。また、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ４〜Ｔ５の期間に第４のレーザダイオード４１１ｄに流す電流量の設定値を更新する。
【００８４】
図１０の（Ａ）に示されるように、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ１から所定時間Ｔｄ０を経過した後から、基準時間ｔＡを第１のレーザダイオード４１１ａの補正値（１．０）で除算した時間（ｔＡ／１．０）の間、第１のレーザダイオード４１１ａを点灯させる。この場合、光出力制御部４１３は、前回の出力制御期間Ｅにおいて更新された設定値（ａ０）に補正値（１．０）を乗算した値（ａ０×１．０）に応じた電流量を第１のレーザダイオード４１１ａに流す。
【００８５】
また、図１０の（Ｂ）に示されるように、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ２から所定時間Ｔｄ０経過した後から、基準時間ｔＡを第２のレーザダイオード４１１ｂの補正値（１．２）で除算した時間（ｔＡ／１．２）の間、第２のレーザダイオード４１１ｂを点灯させる。この場合、光出力制御部４１３は、前回の出力制御期間Ｅにおいて更新された設定値（ｂ０）に補正値（１．２）を乗算した値（ｂ０×１．２）に応じた電流量を第２のレーザダイオード４１１ｂに流す。
【００８６】
また、図１０の（Ｃ）に示されるように、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ３から所定時間Ｔｄ０経過した後から、基準時間ｔＡを第３のレーザダイオード４１１ｃの補正値（１．０）で除算した時間（ｔＡ／１．０）の間、第３のレーザダイオード４１１ｃを点灯させる。この場合、光出力制御部４１３は、前回の出力制御期間Ｅにおいて更新された設定値（ｃ０）に補正値（１．０）を乗算した値（ｃ０×１．０）に応じた電流量を第３のレーザダイオード４１１ｃに流す。
【００８７】
また、図１０の（Ｄ）に示されるように、光出力制御部４１３は、時刻Ｔ４から所定時間Ｔｄ０経過した後から、基準時間ｔＡを第４のレーザダイオード４１１ｄの補正値（０．８）で除算した時間（ｔＡ／０．８）の間、第４のレーザダイオード４１１ｄを点灯させる。この場合、光出力制御部４１３は、前回の出力制御期間Ｅにおいて更新された設定値（ｄ０）に補正値（０．８）を乗算した値（ｄ０×０．８）に応じた電流量を第４のレーザダイオード４１１ｄに流す。
【００８８】
図１１は、光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【００８９】
制御部１２０は、時刻Ｔ１において出力制御期間Ｅが開始すると、まず、第１のレーザダイオード４１１ａの光出力制御動作を開始する。時刻Ｔ１において、制御部１２０は、積分部２０の放電用スイッチ２４を開放する。これにより、積分部２０は、リセットが解除されて積分を開始する。これと同時に、制御部１２０は、マルチプレクサ６２にレジスタ５１ａに記憶されている設定値を選択させ、目標値記憶部４０に記憶されている目標値とともに更新部７０に供給させる。
【００９０】
そして、時刻Ｔ１から所定時間Ｔｄ０を経過した後から、第１のレーザダイオード４１１ａには、前回の出力制御期間Ｅで設定された設定値に応じた電流が流されて点灯し、アパーチャ３１２等の光学部品を介してフォトダイオード４０２に光が入射する。
【００９１】
フォトダイオード４０２には、第１のレーザダイオード４１１ａから出射された光を受光した光量に応じた電流が流れる。フォトダイオード４０２に流れる電流はＩＶ変換部１０に供給される。
【００９２】
ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２には、時刻Ｔ１から所定時間Ｔｄ０を経過した後から、電流ｉＡ×１．０が流れる。ｉＡ×１．０は、フォトダイオード４０２に流れる電流である。
【００９３】
これにより、ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２の両端には、ＲＴ×ｉＡ×１．０の電圧が発生する。なお、ＲＴは、トランスインピーダンス抵抗１２の抵抗値である。ＩＶ変換部１０の演算増幅器１１は、出力端子から反転入力端子に、トランスインピーダンス抵抗１２を介して、反転入力端子の電圧＝非反転入力端子の電圧となるように負帰還がかかる。ＩＶ変換部１０の演算増幅器１１の非反転入力端子には、基準電圧ＶＲが入力される。従って、図１１の（Ａ）に示されるように、ＩＶ変換部１０の出力端子の電圧は、ＶＲ＋ＲＴ×ｉＡ×１．０となる。
【００９４】
積分部２０の演算増幅器２２の反転入力端子には、コンデンサ２３、スイッチ２４を介して、出力端子から反転入力端子に、反転入力端子の電圧＝非反転入力端子の電圧となるように負帰還がかかる。積分部２０の演算増幅器２２の非反転入力端子には、基準電圧ＶＲが印加されており、時刻Ｔ１まではスイッチ２４が短絡しているので、時刻Ｔ１の時点では積分部２０の演算増幅器２２の反転入力端子の電圧はＶＲとなる。
【００９５】
一方、積分部２０の入力抵抗２１の演算増幅器２２が接続されていない側の一端には、ＩＶ変換部１０から出力された電圧（ＶＲ＋ＲＴ×ｉＡ×１．０）が入力される。従って、積分部２０の入力抵抗２１の両端には、（ＶＲ＋ＲＴ×ｉＡ×１．０）−ＶＲ＝ＲＴ×ｉＡの電圧が加わる。これにより、積分部２０の入力抵抗２１には、（ＲＴ×ｉＡ）／ＲＩ＝（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡの電流が流れる。そして、コンデンサ２３には、積分期間中に、入力抵抗２１に流れる電流（（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ）が充電される。
【００９６】
ここで、コンデンサ２３の容量をＣＩとすると、コンデンサ２３には、電流が流れ初めてからの時間ｔが経過した後には、（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔの電荷が充電される。よって、コンデンサ２３の２つの端子間の電圧は、（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔとなる。
【００９７】
なお、積分部２０の演算増幅器２２の反転入力端子には、電圧がＶＲから変わらないように、出力端子から負帰還がかかる。従って、コンデンサ２３に流れる電流は、演算増幅器２２の出力端子に向かって流れる。よって、図１１の（Ｂ）に示されるように、積分部２０の演算増幅器２２の出力端子の電圧は、反転入力端子の電圧がＶＲから変わらないように、反転入力端子よりも低くなり、ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔとなる。
【００９８】
そして、制御部１２０は、第１のレーザダイオード４１１ａを、基準時間ｔＡを補正値（１．０）で除算した時間（ｔＡ／１．０）を経過した後に消灯させる。第１のレーザダイオード４１１ａが消灯すると、図１１の（Ａ）に示されるように、ＩＶ変換部１０の出力電圧は、フォトダイオード４０２に流れ込む電流がゼロとなるので、ＶＲに戻る。
【００９９】
ＩＶ変換部１０の出力電圧がＶＲに戻ると、積分部２０の入力抵抗２１の両端間の電圧が等しくなり、積分部２０の入力抵抗２１に流れる電流がゼロとなる。従って、コンデンサ２３に流れる電流もゼロとなる。この結果、図１１の（Ｂ）に示されるように、演算増幅器２２の出力端子の電圧は、時刻Ｔ１から（Ｔｄ０＋（ｔＡ／１．０））時間経過した後は、一定となる。この時の積分部２０は、下記の式（１）の電圧を出力する。
【０１００】
ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔＡ・・・式（１）
【０１０１】
続いて、図１１の（Ｃ）に示されるように、制御部１２０は、第１のレーザダイオード４１１ａが消灯してから一定時間Ｔｄ１経過した後に、ＡＤ変換のタイミングを示すタイミング信号を立ち上げる。ＡＤコンバータ３０は、ＡＤ変換のタイミングを示すタイミング信号が立ち上がると、積分部２０の出力電圧をサンプリングしてＡＤ変換する。そして、図１１の（Ｆ）に示されるように、ＡＤコンバータ３０は、出力データを、現在の第１のレーザダイオード４１１ａから出力される光量を表すデータに更新する。
【０１０２】
また、図１１の（Ｄ）に示されるように、制御部１２０は、ＡＤ変換のタイミングを示すタイミング信号が立ち上がってから、ＡＤ変換時間より長い時間Ｔｄ２を経過した後に、リセット信号を一定時間Ｔｒｓｔの間オンとする。これにより、積分部２０は、リセット信号がオンとなっている間、放電用スイッチ２４を短絡してコンデンサ２３に蓄積された電荷を放電する。ここで、一定時間Ｔｒｓｔは、コンデンサ２３に満充電された電荷が放電するのに十分な長さを持つ時間である。これにより、制御部１２０は、積分値が取得されてから、次の第２のレーザダイオード４１１ｂの発光が開始されるまでの間、積分部２０から出力される電圧を基準電圧ＶＲにリセットすることができる。
【０１０３】
また、図１１の（Ｈ）に示されるように、更新部７０は、ＡＤコンバータ３０が出力データを更新した後、新たな設定値ａ１を演算する。具体的には、更新部７０は、ＡＤコンバータ３０から出力されたデータ、目標値記憶部４０に記憶されているデータ（ＡＤコンバータ３０から出力されるデータの目標値）、および、レジスタ５１ａに記憶されているデータ（前回の出力制御期間Ｅに、第１のレーザダイオード４１１ａに流す電流量を示す設定値ａ０）から、新たな設定値ａ１を算出する。
【０１０４】
続いて、図１１の（Ｅ）に示されるように、制御部１２０は、ＡＤ変換のタイミングを示すタイミング信号が立ち上がってから、更新部７０での演算の遅延時間より長い時間Ｔｄ３経過後にレジスタ５１ａの更新のタイミングを示すタイミング信号を立ち上げる。
【０１０５】
図１１の（Ｉ）に示されるように、データ更新のタイミングを示すタイミング信号が立ち上がると、更新部７０は、第１のレーザダイオード４１１ａに流す電流量を表す設定値を記憶するレジスタ５１ａに、新たな設定値ａ１を書き込む。ここでは、制御対象の第１のレーザダイオード４１１ａに対応するレジスタ５１ａ以外のレジスタ５１ｂ〜５１ｄのデータは更新されない。
【０１０６】
そして、レジスタ５１ａに記憶された設定値ａ１は、補正部１００により対応する補正値（１．０）と乗算されて出力部１１０に供給される。出力部１１０は、設定値ａ１に補正値（１．０）を乗算した値をアナログ電圧に変換して、駆動部４０４に供給する。
【０１０７】
つぎに、時刻Ｔ２となると、制御部１２０は、第１のレーザダイオード４１１ａの光出力制御動作を終了して、第２のレーザダイオード４１１ｂの光出力制御動作を開始する。第２のレーザダイオード４１１ｂの光出力制御動作については、第１のレーザダイオード４１１ａとの相違点のみを説明する。
【０１０８】
ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２には、時刻Ｔ２から所定時間Ｔｄ０を経過した後から、電流ｉＡ×１．２が流れる。電流量が１．２倍となっているのは、アパーチャ３１２を通過後の光量を同一とするために、第２のレーザダイオード４１１ｂの電流量が１．２倍とされているためである。
【０１０９】
これにより、ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２の両端には、ＲＴ×ｉＡ×１．２の電圧が発生する。従って、図１１の（Ａ）に示されるように、ＩＶ変換部１０の出力端子の電圧は、ＶＲ＋ＲＴ×ｉＡ×１．２となる。また、図１１の（Ｂ）に示されるように、積分部２０の演算増幅器２２の出力端子の電圧は、ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×１．２×ｔとなる。
【０１１０】
そして、制御部１２０は、第２のレーザダイオード４１１ｂを、基準時間ｔＡを補正値（１．２）で除算した時間（ｔＡ／１．２）を経過した後に消灯させる。この結果、この時の積分部２０は、下記の式（２）の電圧を出力する。
【０１１１】
ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×（ｉＡ×１．２）×（ｔＡ／１．２）
＝ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔＡ・・・式（２）
【０１１２】
この式（２）の結果は、式（１）の結果と同一である。即ち、フォトダイオード４０２により受光される光量が第１のレーザダイオード４１１ａの１．２倍となることから、ＩＶ変換部１０の出力電圧も第１のレーザダイオード４１１ａの１.２倍となる。しかし、第２のレーザダイオード４１１ｂの点灯時間を第１のレーザダイオード４１１ａの点灯時間の（１／１．２）倍とするので、相殺されて、式（２）の結果が式（１）と同一となる。
【０１１３】
つぎに、時刻Ｔ３となると、制御部１２０は、第２のレーザダイオード４１１ｂの光出力制御動作を終了して、第３のレーザダイオード４１１ｃの光出力制御動作を開始する。第３のレーザダイオード４１１ｃの光出力制御動作については、第１のレーザダイオード４１１ａと同一であるので説明を省略する。
【０１１４】
つぎに、時刻Ｔ４となると、制御部１２０は、第３のレーザダイオード４１１ｃの光出力制御動作を終了して、第４のレーザダイオード４１１ｄの光出力制御動作を開始する。第４のレーザダイオード４１１ｄの光出力制御動作については、第１のレーザダイオード４１１ａとの相違点のみを説明する。
【０１１５】
ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２には、時刻Ｔ３から所定時間Ｔｄ０を経過した後から、電流ｉＡ×０．８が流れる。電流量が０．８倍となっているのは、アパーチャ３１２を通過後の光量を同一とするために、第４のレーザダイオード４１１ｄの電流量が０．８倍とされているためである。
【０１１６】
これにより、ＩＶ変換部１０のトランスインピーダンス抵抗１２の両端には、ＲＴ×ｉＡ×０．８の電圧が発生する。従って、図１１の（Ａ）に示されるように、ＩＶ変換部１０の出力端子の電圧は、ＶＲ＋ＲＴ×ｉＡ×０．８となる。また、図１１の（Ｂ）に示されるように、積分部２０の演算増幅器２２の出力端子の電圧は、ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×０．８×ｔとなる。
【０１１７】
そして、制御部１２０は、第４のレーザダイオード４１１ｄを、基準時間ｔＡを補正値（０．８）で除算した時間（ｔＡ／０．８）を経過した後に消灯させる。この結果、この時の積分部２０は、下記の式（３）の電圧を出力する。
【０１１８】
ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×（ｉＡ×０．８）×（ｔＡ／０．８）
＝ＶＲ−（１／ＣＩ）×（ＲＴ／ＲＩ）×ｉＡ×ｔＡ・・・式（３）
【０１１９】
この式（３）の結果は、式（１）の結果と同一である。即ち、フォトダイオード４０２により受光される光量が第１のレーザダイオード４１１ａの０．８倍となることから、ＩＶ変換部１０の出力電圧も第１のレーザダイオード４１１ａの０．８倍となる。しかし、第４のレーザダイオード４１１ｄの点灯時間を第１のレーザダイオード４１１ａの点灯時間の（１／０．８）倍とするので、相殺されて、式（３）の結果が式（１）と同一となる。
【０１２０】
つぎに、時刻Ｔ５となると、制御部１２０は、第４のレーザダイオード４１１ｄの光出力制御動作を終了する。そして、制御部１２０は、積分部２０の放電用スイッチ２４をオフとして、ＡＤコンバータ３０に入力範囲を超えるような電圧が加わらないようにリセットする。これにより、光出力制御動作が完了する。
【０１２１】
以上のように光出力制御部４１３によれば、設定値を変更することにより、アパーチャ３１２等の光学部品を通過した後の光を、複数のレーザダイオード４１１の間で精度良く同一に制御することができる。
【０１２２】
なお、制御部１２０は、レーザダイオード４１１が消灯してから、ＡＤ変換をして積分値を取得するまでの期間を、レーザダイオード４１１のそれぞれ毎に一定時間Ｔｄ１としている。また、制御部１２０は、レーザダイオード４１１が消灯してから、積分部２０の出力電圧を基準電圧ＶＲにリセットするまでの期間を、レーザダイオード４１１のそれぞれ毎に一定時間Ｔｄ２としている。これにより、制御部１２０は、レーザダイオード４１１のＴｄ２の間における演算増幅器２２の入力バイアス電流等による、コンデンサ２３によるドループの影響を除去することができる。
【０１２３】
図１２は、第１変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。制御部１２０は、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から、一定時間経過した後（Ｔｄ０）、レーザダイオード４１１の点灯を開始していた。これに代えて、制御部１２０は、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から、一定時間経過した後（Ｔｄ０´）に、レーザダイオード４１１を消灯するように制御してもよい。
【０１２４】
この場合、制御部１２０は、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から点灯するまでの時間を、レーザダイオード４１１のそれぞれの補正値に応じて変更する。これにより、制御部１２０は、ＡＤ変換をする時刻、および、積分部２０の出力電圧をリセットする時刻をレーザダイオード４１１毎に同一時刻とすることができ、タイミング制御を容易にすることができる。
【０１２５】
図１３は、第２変形例に係る光出力制御部４１３の構成を示す図である。第２変形例において、光出力制御部４１３は、図１３に示されるように、補正値記憶部９０および補正部１００を備えない構成である。
【０１２６】
また、第２変形例では、目標値記憶部４０は、複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に、ＡＤコンバータ３０から出力されるデジタルデータの目標値を記憶する。目標値記憶部４０は、一例として、第１〜第４のレーザダイオード４１１ａ〜４１１ｄに対応したレジスタ４１ａ〜４１ｄを含む。レジスタ４１ａ〜４１ｄは、それぞれに対応するレーザダイオード４１１から出力される光量の目標値を記憶する。
【０１２７】
複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に対応する目標値は、図８の目標値記憶部４０に記憶されていた目標値を、補正値記憶部９０の各レジスタ９０ａ〜９０ｄに記憶されていた補正値で補正した値である。複数のレーザダイオード４１１のそれぞれ毎に対応する目標値は、例えば、予め外部のＣＰＵ等のプロセッサ等により書き込みがされる。
【０１２８】
また、第２変形例においては、光出力制御部４１３は、目標値用マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１をさらに備える。目標値用マルチプレクサ６１は、目標値記憶部４０に記憶された複数のレーザダイオード４１１のそれぞれに対応する複数の目標値のうちの１つを選択して、更新部７０に供給する。目標値用マルチプレクサ６１は、一例として、レジスタ４１ａ〜４１ｄのうち何れか１つに記憶された目標値を更新部７０に供給する。
【０１２９】
さらに、制御部１２０は、目標値用マルチプレクサ６１の選択タイミングも制御する。具体的には、制御部１２０は、マルチプレクサ６２の選択タイミングと同期させて目標値用マルチプレクサ６１を切り替えて、対応する目標値を更新部７０へ供給させる。このような第２変形例に係る光出力制御部４１３は、補正値記憶部９０および補正部１００等を備えなくてもよいので、構成を簡易にすることができる。
【０１３０】
図１４は、図１３に示した構成の第２変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。第２変形例に係る制御部１２０は、目標値用マルチプレクサ６１を、図１４の（Ｈ）に示されるように、マルチプレクサ６２と同じタイミングでレジスタ４１ａ〜４１ｄの値を切り替えて出力する。そして、第２変形例に係る制御部１２０は、目標値用マルチプレクサ６１以外の部材の動作タイミングは、図１１に示すタイミングと同様に制御する。
【０１３１】
図１５は、第３変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。第３変形例は、図１３の構成の光出力制御部４１３の各部の動作タイミングの変形例である。
【０１３２】
第３変形例に係る制御部１２０は、図１２に示した第１変形例と同様に、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から、一定時間経過した後（Ｔｄ０´）に、レーザダイオード４１１を消灯するように制御する。これにより、制御部１２０は、ＡＤ変換をする時刻、および、積分部２０の出力電圧をリセットする時刻をレーザダイオード４１１毎に同一時刻とすることができ、タイミング制御を容易にすることができる。
【０１３３】
図１６は、第４変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。第４変形例は、図８に示した光出力制御部４１３の構成および図１３に示した光出力制御部４１３の構成のそれぞれで、目標値が変更された場合における制御例を示す。なお、目標値記憶部４０に記憶される目標値は、予め外部のＣＰＵ等のプロセッサ等により書き込みがされる。
【０１３４】
目標値が変更された場合、制御部１２０は、アパーチャ３１２等の光学部品を通過した後の光を複数のレーザダイオード４１１の間で同一に制御するとともに、光量の目標値の大きさに応じて積分期間を変更する。これにより、制御部１２０は、目標値に関わらず、ＡＤコンバータ３０に入力される電圧値のレベルを一定とすることができる。
【０１３５】
例えば、制御部１２０は、基準時間と、フォトダイオード４０２の受光の光量の目標値との積が一定となるように、基準時間をレーザダイオード４１１毎に設定する。例えば、制御部１２０は、光量の目標値に反比例するように、レーザダイオード４１１の基準時間を変更する。より具体的には、図１６の（Ａ）および（Ｅ）に示されるように、目標値が１／４となれば、基準時間を４倍に変更する。
【０１３６】
これにより、光出力制御部４１３は、例えば、図１６に示されるように、ＡＤコンバータ３０の出力値を、目標値の大きさに関わらずほぼ一定とすることができる。
【０１３７】
図１７は、第５変形例に係る光出力制御部４１３の各部の動作タイミング等を示すタイミングチャートである。第５変形例も、図８に示した光出力制御部４１３の構成および図１３に示した光出力制御部４１３の構成のそれぞれで、目標値が変更された場合における制御例を示す。
【０１３８】
図１６の例においては、制御部１２０は、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から、一定時間経過した後（Ｔｄ０）、レーザダイオード４１１の点灯を開始している。これに代えて、制御部１２０は、光出力制御のそれぞれの開始時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）から、一定時間経過した後（Ｔｄ０´）に、レーザダイオード４１１を消灯するように制御してもよい。これにより、制御部１２０は、ＡＤ変換をする時刻、および、積分部２０の出力電圧をリセットする時刻をレーザダイオード４１１毎に同一時刻とすることができ、タイミング制御を容易にすることができる。
【０１３９】
図１８は、第６変形例に係る光出力制御部４１３の構成を示す図である。光出力制御部４１３は、図１８に示されるように、図８に示した光出力制御部４１３の構成に対して、ＩＶ変換部１０を備えない構成であってもよい。なお、ＩＶ変換部１０を備えない構成は、図１３に示す回路に適用されてもよい。
【０１４０】
この場合、積分部２０は、入力抵抗２１を有さない。そして、積分部２０の演算増幅器２２の反転入力端子には、フォトダイオード４０２のカソードが接続される。このような積分部２０は、電流−電圧変換機能を兼ねる構成となる。
【０１４１】
なお、この場合、コンデンサ２３に供給される電流の方向が逆方向となるので、積分部２０の出力値の極性が反転して正の値となり、時刻ｔＡ経過時点での出力端子の電圧が下記の式（４）に示される電圧となる。
【０１４２】
ＶＲ＋（１／ＣＩ）×ｉＡ×ｔＡ・・・式（４）
【０１４３】
図８に示された光出力制御部４１３では、コンデンサ２３の容量ＣＩ、トランスインピーダンス抵抗１２の抵抗値ＲＴおよび入力抵抗２１の抵抗値ＲＩにより、出力電圧の値が決定できるので、設計の自由度が高い。これに対して、図１８に示した光出力制御部４１３は、コンデンサ２３の容量ＣＩのみで出力電圧の値が決定されるので、設計の自由度が低い。しかしながら、図１８に示した光出力制御部４１３は、ＩＶ変換部１０を備えないので、回路規模を小さくすることができる。
【０１４４】
図１９は、第７変形例に係るＡＤコンバータ３０の構成を示す図である。ＡＤコンバータ３０は、一例として、図１９に示されるような構成であってもよい。図１９のＡＤコンバータは少数の抵抗、比較器、ラッチからなるので、回路規模を極めて小さくすることができる。
【０１４５】
図１９に示されるＡＤコンバータ３０は、複数の抵抗２１１と、複数の比較器２１２と、複数のラッチ２１３とを有する。本例においては、ＡＤコンバータ３０は、４つの抵抗２１１ａ〜２１１ｄと、５つの比較器２１２ａ〜２１２ｅと、５つのラッチ２１３ａ〜２１３ｅとを有する。
【０１４６】
抵抗２１１ａは、一端が基準電圧源１３０の正側電圧ＶＲａに接続される。抵抗２１１ｂは、一端が抵抗２１１ａにおける正側電圧ＶＲａが接続されていない側の端に接続される。抵抗２１１ｃは、一端が抵抗２１１ｂにおける抵抗２１１ａが接続されていない側の端に接続される。抵抗２１１ｄは、一端が抵抗２１１ｃにおける抵抗２１１ｂが接続されていない側の端に接続される。そして、抵抗２１１ｄは、抵抗２１１ｃが接続されていない側の端が、基準電圧源１３０の負側電圧ＶＲｅに接続される。
【０１４７】
なお、基準電圧源１３０から発生される正側電圧ＶＲａおよび負側電圧ＶＲｅは、ＶＲａ＞ＶＲｅの関係を有する。また、抵抗２１１ａと抵抗２１１ｂとの間をＶＲｂ、抵抗２１１ｂと抵抗２１１ｃとの間をＶＲｃ、抵抗２１１ｃと抵抗２１１ｄとの間をＶＲｄとする。それぞれの電圧の関係は、ＶＲａ＞ＶＲｂ＞ＶＲｃ＞ＶＲｄ＞ＶＲｅとなる。
【０１４８】
また、抵抗２１１ａの抵抗値＝抵抗２１１ｄの抵抗値、および、抵抗２１１ｂの抵抗値＝抵抗２１１ｃの抵抗値、さらに、抵抗２１１ａ（および抵抗２１１ｄ）の抵抗値≧抵抗２１１ｂ（および抵抗２１１ｃ）の抵抗値の関係を有する。
【０１４９】
５つの比較器２１２ａ〜２１２ｅのそれぞれの非反転入力端子は、積分部２０の出力端に接続される。また、比較器２１２ａの反転入力端子は、基準電圧源１３０の正側電圧ＶＲａに接続される。比較器２１２ｂの反転入力端子は、電圧ＶＲｂに接続される。比較器２１２ｃの反転入力端子は、電圧ＶＲｃに接続される。比較器２１２ｄの反転入力端子は、電圧ＶＲｄに接続される。比較器２１２ｅの反転入力端子は、基準電圧源１３０の負側電圧ＶＲｅに接続される。
【０１５０】
５つの比較器２１２ａ〜２１２ｅのそれぞれは、積分部２０の出力電圧と、電圧ＶＲａ〜ＶＲｅのそれぞれと比較し、積分部２０の出力電圧が大きい場合に“１”、小さい場合に“０”を出力する。
【０１５１】
ラッチ２１３ａは、比較器２１２ａの出力値を記憶する。ラッチ２１３ｂは、比較器２１２ｂの出力値を記憶する。ラッチ２１３ｃは、比較器２１２ｃの出力値を記憶する。ラッチ２１３ｄは、比較器２１２ｄの出力値を記憶する。ラッチ２１３ｅは、比較器２１２ｅの出力値を記憶する。そして、ラッチ２１３ａ〜２１３ｅは、保持している値を更新部７０へと出力する。
【０１５２】
ラッチ２１３ａ〜２１３ｅは、レーザダイオード４１１が消灯してから一定時間Ｔｄ１を経過した後に値が更新される。そして、更新部７０は、ラッチ２１３ａ〜２１３ｅのそれぞれの値が予め定められた目標値に応じた値となるように、新たな設定値を演算する。例えば、更新部７０は、ラッチ２１３ａ〜２１３ｂの値が“０”、ラッチ２１３ｃ〜２１３ｅの値が  “１”となるように新しい設定値を演算する。
【０１５３】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置９００によれば、感光体ドラム９０１の表面上に高精細でコントラストと階調に優れた潜像を走査形成することができる。また、本実施形態に係るレーザプリンタ５００によれば、このような光走査装置９００を備えているため、高精細でコントラストの直線性が良好な画像を高速で形成することができる。なお、本実施形態に係る光走査装置９００では、レーザモジュール３１０がＶＣＳＥＬアレイまたは端面レーザアレイ、および、単素子のＶＣＳＥＬまたは端面レーザ等に関わらず、どのような構造のレーザであっても、高精細でコントラストと階調に優れた潜像を走査形成することができる。
【０１５４】
また、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高精細でコントラストと階調に優れた画像を形成することができる。また、画像形成装置として、カラー画像に対応し、例えばブラック（Ｋ）用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムのように複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であってもよい。
【符号の説明】
【０１５５】
１０  ＩＶ変換部
２０  積分部
３０  ＡＤコンバータ
４０  目標値記憶部
５０  設定値記憶部
６１  目標値用マルチプレクサ
６２  マルチプレクサ
７０  更新部
９０  補正値記憶部
１００  補正部
１１０  出力部
１２０  制御部
１３０  基準電圧源
３１０  レーザモジュール
３１１  カップリングレンズ
３１２  アパーチャ
３１３  シリンドリカルレンズ
３１４  ポリゴンミラー
３１５  ｆθレンズ
３１６  トロイダルレンズ
３１７  第１のミラー
３１８  第２のミラー
４００  発光装置
４０２  フォトダイオード
４０３  コントローラ
４０４  駆動部
４１１  レーザダイオード
４１１ａ  第１のレーザダイオード
４１１ｂ  第２のレーザダイオード
４１１ｃ  第３のレーザダイオード
４１１ｄ  第４のレーザダイオード
４１３  光出力制御部
４１４ａ，４１４ｂ，４１４ｃ，４１４ｄ  レーザ駆動回路
４２０  光学系
５００  レーザプリンタ
９００  光走査装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５６】
【特許文献１】特開２００９−１００６号公報
【特許文献２】特開平２−２６６９６４号公報
【図１】
2014166739.tif 000003
【図２】
2014166739.tif 000004
【図３】
2014166739.tif 000005
【図４】
2014166739.tif 000006
【図５】
2014166739.tif 000007
【図６】
2014166739.tif 000008
【図７】
2014166739.tif 000009
【図８】
2014166739.tif 000010
【図９】
2014166739.tif 000011
【図１０】
2014166739.tif 000012
【図１１】
2014166739.tif 000013
【図１２】
2014166739.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2014166739.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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