(57)【要約】【課題】同期検知光量が十分に得られず、同期ジターが増大して画像が劣化してしまうことを課題とする。【解決手段】走査された光ビームを検知し、その検知によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させることを主たる特徴とする。この主たる特徴について簡単に説明すると、感光体ドラム１７上の走査領域外に配置された受光素子１４は、レーザービームを検知し、検知した結果に基づいて検出信号を作成する。そして、ＬＤ制御部は、受光素子によって得られた検知信号を基に、ＬＤユニットの発光タイミングが同期するようにＬＤユニットを制御する。【選択図】        図１
2006251242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する光走査装置であって、
前記走査された光ビームを検知する検知手段と、
前記検知手段によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御手段と、
を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記発光素子制御手段は、前記発光素子の発光量を所定の光量より低く調整している場合には、前記複数の発光素子を同時に発光して発光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記発光素子制御手段は、前記発光素子の発光量に応じて発光する発光素子の数を制御して発光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる期間中は当該期間以外の期間よりも大きな光量に設定することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる期間中は前記複数の発光素子の発光量の合計を一定の光量に設定することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる際に、前記複数の発光素子の各発光量を互いにほぼ等しい光量に設定することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記発光素子制御手段は、検知するために前記発光素子を同時に発光させる際に被走査上で走査される各ビームスポット間距離の和が最小になる光ビームを生成する発光素子同士を同時発光させることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記発光素子制御手段は、検知する際に点灯する前記発光素子が被走査面に形成するビームスポット配列が各ビームスポットの走査方向間隔の最大値がビームスポット径の二分の一以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項９】
光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する光走査方法であって、
前記走査された光ビームを検知する検知工程と、
前記検知工程によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御工程と、
を含んだことを特徴とする光走査方法。
【請求項１０】
光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する方法をコンピュータに実行させる光走査プログラムであって、
前記走査された光ビームを検知する検知手順と、
前記検知手順によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする光走査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザーダイオードから放射される光ビームを走査する光走査装置に関し、中でも特にデジタル複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等において光ビームで画像の書き込みを行なうための光走査装置、光走査方法および光走査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザープリンタに代表される画像形成装置では、レーザーダイオード（ＬＤ）から射出された光ビームを回転多面鏡によって偏向走査することで、帯電したドラム状感光体表面に画像を描画するという光走査が一般的に行なわれている。
【０００３】
このような光走査装置においては、回転多面鏡は通常非常に高速で回転されるため、微妙な回転ムラが発生したり、回転多面鏡の精度が若干劣るだけで、走査毎に微妙に書込み位置のずれを生じてしまう不具合が懸念される。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１（特開２００２−１６２５８６）では、被走査面上で感光体が存在しない非有効走査領域に同期検知素子を配置して、回転多面鏡によって走査された光ビームが同期検知素子を通過する際にこれを検知して、同期検知信号を生成し、この同期検知信号を基にして光ビームの変調タイミングの補正することで感光体上の書き出し位置にずれの無い画像を形成することが可能になっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の技術においては、感光体が必要とする光量と、同期検知素子に必要な光量にミスマッチが生じてしまうことがある。そして感光体に必要な光量の方が小さい場合、同期検知光量が十分に得られず、同期ジターが増大して画像が劣化してしまうという問題点がある。
【０００７】
そこで本発明では、同期検知素子に必要な光量よりも感光体に必要な光量の方が小さい場合でも同期検知素子に十分な光量を与え、同期ジター増大等で画像が劣化するのを防止する光走査装置、光走査方法および光走査プログラム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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する光走査装置であって、前記走査された光ビームを検知する検知手段と、前記検知手段によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、前記発光素子の発光量を所定の光量より低く調整している場合には、前記複数の発光素子を同時に発光して発光量を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、前記発光素子の発光量に応じて発光する発光素子の数を制御して発光量を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる期間中は当該期間以外の期間よりも大きな光量に設定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる期間中は前記複数の発光素子の発光量の合計を一定の光量に設定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、検知を行うために前記発光素子を発光させる際に、前記複数の発光素子の各発光量を互いにほぼ等しい光量に設定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、検知するために前記発光素子を同時に発光させる際に被走査上で走査される各ビームスポット間距離の和が最小になる光ビームを生成する発光素子同士を同時発光させることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る発明は、上記の発明において、前記発光素子制御手段は、検知する際に点灯する前記発光素子が被走査面に形成するビームスポット配列が各ビームスポットの走査方向間隔の最大値がビームスポット径の二分の一以下とすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に係る発明は、上記の発明において、光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する光走査方法であって、前記走査された光ビームを検知する検知工程と、前記検知工程によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に係る発明は、上記の発明において、光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査する方法をコンピュータに実行させる光走査プログラムであって、前記走査された光ビームを検知する検知手順と、前記検知手順によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させる発光素子制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、９または１０の発明によれば、同期検知素子に必要な光量よりも感光体に必要な光量の方が小さい場合でも、同期検知素子に十分な光量を与え、同期ジター増大等で画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明によれば、同期検知素子の許容光量を超えないようにして、同期検知素子の損傷を防止し、また、光ビームの光量値が大きい場合に使用エネルギーを低減する装置を提供することができる。
【００２０】
また、請求項３の発明によれば、感光体が必要とする光量と、同期検知素子に必要な光量の間に隔たりが大きい場合でも、同期検知素子に十分な光量を与え、同期ジター増大等で画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００２１】
また、請求項４の発明によれば、感光体が必要とする光量と、同期検知素子に必要な光量の間に隔たりが大きい場合でも、同期検知素子に十分な光量を与え、同期ジター増大等で画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００２２】
また、請求項５の発明によれば、発光素子数を変更する光量前後でも同期検知素子に入射する光量が大きく変化するのを回避して、同期ジター特性の変化によって画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００２３】
また、請求項６の発明によれば、ビームプロファイルの崩れを防止することで同期検知位置ずれによって画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００２４】
また、請求項７の発明によれば、合成されたビームの走査方向のビームプロファイルの崩れを防止することで同期検知位置ずれによって画像が劣化するのを防止する装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項８の発明によれば、合成されたビームの走査方向のビームプロファイルの崩れを防止することで同期検知位置ずれによって画像が劣化するのを防止する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】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光走査装置、光走査方法および光走査プログラムの実施例を１から５に分けて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
以下では、実施例１に係る光走査装置について説明する。なお、第１実施例では、複数のレーザービームの光源として、一つのチップ上に個別に制御可能な４個の発光源がアレイ状に配列されたレーザーダイオード・アレイ（以下ＬＤＡ）を使用するものとし、ＬＤＡには、光量検知用の内臓フォトダイオード（ＰＤ）が１つしかないものを使用するものとして説明する。
【００２８】
まず最初に、図１を用いて、実施例１に係る光走査装置の概要および特徴を説明する。図１は、レーザービームプリンタの構成を示す構成図である。
【００２９】
レーザービームプリンターでは、図１に示すように、レーザーダイオード・ユニット（ＬＤＵ）１３内部において、ＬＤＡから放射された４個のレーザービームはコリメートレンズによって平行光線となって射出され、回転多面鏡（以下ポリゴンミラー）１１によって偏向走査された後、ｆ−θレンズ１２から構成される結像レンズによってドラム状の感光体１７の帯電した表面に副走査方向に近接した４個のビームスポットとして結像する。この際にそれぞれのレーザービームは画像信号に基づいてそれぞれ個別に変調されて点灯、消灯を繰り返し、ポリゴンミラー１１の回転に従って図中矢印の主走査方向に反復して４ライン分同時に走査されるとともに、感光体ドラム１７が回転して副走査を行なうことによって感光体ドラム１７上に静電潜像を形成する。かかる形成された静電潜像は、帯電した現像剤（トナー）によって現像され、さらに現像剤とは反対の電荷を与えられた転写紙等の転写材が感光体ドラム１７に密着させられることで現像剤が転写材に転写される。そして、転写材が感光体ドラム１７から分離した後、加熱されることで現像剤が転写材上に融着して定着が行われる。
【００３０】
そこで本発明では、走査された光ビームを検知し、その検知によって得られた情報を用いて複数の発光素子を制御して複数の光ビームの発光タイミングを同期させることを主たる特徴とする。この主たる特徴について簡単に説明すると、感光体ドラム１７上の走査領域外に配置された受光素子１４は、レーザービームを検知し、検知した結果に基づいて検出信号を作成する。そして、ＬＤ制御部は、受光素子によって得られた検知信号を基に、ＬＤユニットの発光タイミングが同期するようにＬＤユニットを制御する。なお、受光素子１４は、特許請求の範囲に記載の「検知手段」に対応し、ＬＤ制御部は、発光素子制御手段に対応する。
【００３１】
次に、ＬＤ制御部周辺について詳細を記述していくものとする。まず本実施例の光走査装置においては、図２に示されるように中央演算処理装置２１（以下ＣＰＵ）がレーザープリンタ全体を制御している。そしてＬＤ制御部２２は画像データを電気的に処理し、ＬＤＡ２３ｂやＬＤドライバ２３ａ等で構成されるＬＤＵ２３にパラレルで画像データ信号（図中ＤＡＴＡ）と光量制御信号およびサンプル・ホールド信号の３つの信号を伝送している。
【００３２】
ＬＤＵ２３内部のＬＤドライバ２３ａは、ＬＤＡ２３ｂに内蔵された４個のＬＤにそれぞれに対応して、４個用意され、対応するＬＤをそれぞれ駆動するものとするが、４個のドライバは全く同様の方法でＬＤ制御部２２から制御されるので、図が複雑になるのを避けるため、代表して２つのＬＤドライバ２３ａのみ図示している。ここで、各ＬＤドライバ２３ａは送信された信号をもとに対応するＬＤを駆動する。そして有効走査期間外において、サンプル＆ホールド信号（Ｓ／Ｈ信号）がサンプル状態になることで、各ＬＤについて順繰りにＡＰＣ（オートマチック・パワー・コントロール）を行なう。ＡＰＣはＬＤパッケージに内蔵されたフォトダイオード（ＰＤ）で発生するモニタ電流をＡＰＣ回路内臓のＬＤドライバ２３ａにフィードバックすることで行われる。
【００３３】
そして有効走査期間内においてはＳ／Ｈ信号がホールド状態になることでドライバの出力電流を一定値に固定している。次にＬＤドライバ２３ａに内蔵されたＡＰＣ回路の回路ブロック図を図３に示すとともに、ＡＰＣ回路の動作を説明する。ここでも各ＬＤドライバ２３ａにＡＰＣ回路が内蔵されているが、ＡＰＣ回路それぞれの構成は全く同等であるので、１つのＡＰＣ回路のみ説明する。
【００３４】
ＬＤには常時ＬＤ発光を起こさない程度のバイアス電流が流されている。ＡＰＣ動作時にＬＤ制御装置である画像処理部から制御信号としてＬＤ点灯信号であるデータ信号とそれに続くサンプル信号が送出される。ＬＤ点灯信号は図３のスイッチ回路をＯＮに切り替えるとともにサンプル信号はＳ／ＨスイッチをＯＮに切り替える。すると、ホールド・コンデンサの電圧値に基づいた信号電流が電流発生回路からスイッチ回路を介してＬＤに流れ込んでバイアス電流に加算されることでＬＤが発光し、ＬＤの光強度に比例した電流がＰＤに流れ込む。そして、Ｉ／Ｖ変換回路２３ａ2においてＰＤを流れる電流値が電圧に変換される。
【００３５】
その変換後の電圧とＬＤ光量の基準として外部からｃｈ毎に入力される基準電圧信号がコンパレータ２３ａ1によって比較された結果に基いてホールドコンデンサが充電もしくは放電されて、電圧値が変化することで、電流発生回路の出力電流がコントロールされ、ＬＤ光量が一定に制御される。そして画像書込み時には、Ｓ／Ｈ信号がホールド信号に変って、Ｓ／ＨスイッチがＯＦＦに切り替わる。その結果ホールドコンデンサの値が一定値に固定されるため、電流発生回路からＬＤに流れる電流は一定値に固定される。そしてＬＤ制御部から送出される画像データ信号に基づいて、ＬＤドライバ２３ａ内部のＬＤ変調用スイッチ回路が切り替わり、ＬＤ光源を変調して感光体に画像の書き込みが行われる。
【００３６】
さてここで、実施例１においては、感光体等の条件に合わせて、図２中に示した光量制御信号を介して図３中に示した光量基準電圧を変えることで、ＬＤの射出光量を変えることができるものとする。そして、図４に示すようにＬＤ射出光量に応じて同期検知用ＬＤ点灯数を変えることとする。そして点灯数に応じた各タイムチャートを図５〜図８に示す。
【００３７】
さらにここで、実施例１において、同期検知時に同時発光させるＬＤは、図９に示すように被走査面上で最も近接したビームスポットを形成するＬＤ同士を使用することとする。ＬＤが３個以上点灯するときも、各ビームスポット間隔の和が最小となるものを選択することとする。さらに各ビームによって合成された走査方向のビームプロファイルの崩れを防止するため、同期検知時に点灯するＬＤが被走査面に形成するビームスポット配列は、図１０に示すように各ビームスポットの走査方向間隔の最大値ｄがビームスポット径ｗの１／２以下となっているように光学調整されていることとする。このことによる効果を以下に示す。
【００３８】
各ビームスポットの走査方向間隔の最大値ｄがビームスポット径ｗの１／２以下となるように調整する理由は以下の通り。レンズの収差等を無視した場合、光学系の任意の点の光強度分布は、ガウシアン分布になることが知られている。通常、ガウシアンビームのビームスポット径は、センターにある光強度のピーク値から、光強度がピーク値の1/e2になる点までをその半径として定義するため、ここでも、センターを挟んで、光強度がピーク値の1/e2から1/e2となる点までをビームスポット径として定義する。図１１に示すように、ビームスポット径ｗの半分にあたるビームスポット半径をωoとして定義した場合、光強度分布は、中心からの距離をrとすれば、図２７に示す式（１）で表せる。
【００３９】
ガウシアンビームが、被走査面である光軸に垂直な断面に照射されてビームスポットが形成されているところを考えると、光強度は断面上のx方向とy方向にそれぞれガウシアン分布することになるが、ここでは、２つのガウシアンビームのセンターがx方向に並んでビームスポットを形成しているところを考えることとする。さらにx方向をビーム走査方向と考える。これを図１２に示す。さらにx軸上での光強度分布をグラフにすると、図１３のようになる。
【００４０】
そして、２つのビームスポットのセンター間距離dがビームスポット径ｗの１／２以下では、光強度分布は、単峰のピークしか持たないが、２つのビームスポットのセンター間距離dがビームスポット径ｗの１／２以上離れると、光強度分布は双峰のピークを待つことになる。この様子を図１４に示す。そしてなぜこのような現象が起きるのかを以下で計算によって示す。
【００４１】
まず、問題を分かりやすくするため、x方向の光強度分布のみを考え、さらに計算の簡略化のため、光強度分布をωo=√2, Io=1として規格化すると、光強度分布は、図２７に示す式（２）となる。
【００４２】
さらに、ビームスポットが原点を中心にしてx方向にそれぞれa,-aだけシフトした光強度分布を考えれば、それぞれ、図２７に示す式（３）、式（４）で表現できる。（ただし、a≧0とする。）
【００４３】
さらにこれら２つの光強度分布を合成して得られるトータルの光強度分布は、図２７に示す（５）となる。これを図１５に示す。
【００４４】
そして、この光強度分布のピーク位置を求めるには、
dI/dx = 0  式（６)
となるxを計算することで、ピーク位置の候補が求められる。式（６）の左辺 dI/dxを実行した、式（７）を用いて式dI/dx = 0を整理すると式（８）となる。さらにここで、式（９）が成り立つことから、式（１０）を満たすxを求めることになる。つまり、式（１１）、式（１２）の交点が求めるxの値であり、ピーク位置の候補になる。ここで、変数Ｘを考え、式（１３）、式（１４）をグラフにすると、図１６のようになり、
tanhＸ ＜Ｘ (X＞0)
tanhＸ ＝Ｘ (X＝0)
tanhＸ ＞Ｘ (X＜0)
であることから、ここでX = 2axとおけば、式（１５）より、図１７のようになり、図１７中グラフの交点から、条件：1 / 2a2 ≧1を満たす時、dI/dx = 0となるxはx=0の１つ条件：1 / 2a2 <1を満たす時、dI/dx = 0となるxはx=0を含む３つであることが分かる。
【００４５】
したがって光強度分布ピークが１つであるためには、1 / 2a2 ≧1を満たす、すなわち式（１６）を満足していればよい。この式１６を満たすためには、ここではωo=√2とおいていることから、aはビームスポット半径ωoの１／２以下であればよいことが分かる。ここでは、光強度分布をωo=√2, Io=1として考えていたが、ωo, Ioが他の異なる値を取っている場合でも、光強度分布のグラフがそれぞれ、x方向、I方向に拡大されたグラフになるだけなので、aがビームスポット半径ωo以下であれば、合成された光強度分布は単峰になるという性質が、一般的に成り立つことが分かる。したがって
d = 2a
ｗ= 2ωo
であることから、２つのビームスポットのセンター間距離dをビームスポット径ｗの１／２以下とすれば、光強度分布は、単峰のピークしか持たないことが分かる。
【００４６】
以上では、ビーム走査方向であるx方向についての、光強度分布しか考慮していないが、y方向についてのビームスポット間距離の影響については、図１８に示すように同期検知素子は、ビームスポットに比較してy軸方向に十分に大きな広がりを持っていることから、同期検知動作上は、ビームスポット同士がy軸方向にずれていてもほとんど影響は受けず、無視して考えることができる。
【００４７】
また、ビーム自体がy軸方向に広がりを持っていることに関しては、x軸上からy軸方向に一定量外れた、x軸に平行な線上の光強度分布は、x軸上での光強度分布に一定の定数を掛けたものと考えればよいので、ビームスポットセンターからy軸方向に一定量外れた部分の光強度分布についても、ピークが単峰か双峰かは上記と同様に考えることができる。
【００４８】
x軸に平行な線上の光強度分布が、x軸上での光強度分布に一定の定数を掛けたものと考えられる理由について説明する。光強度分布は、式１に示したように、中心からの距離をrの関数として表現できるが、よく知られているように、式（１７）であることを利用して、I(r) = I(x) I(y)と変形できる。
x軸に平行な線上では、yが一定の値yoであるため、I(yo)=kとすれば、I(r) = k I(x)であり、x軸に平行な線上の光強度分布は、x軸上での光強度分布に一定の定数を掛けたものと考えることができることが分かる。
【００４９】
したがって、ビームスポットの走査方向間隔ｄがビームスポット径ｗの１／２以下となっていれば、同期検知素子から見た場合、ビームプロファイル崩れの影響は受けない。同様にしてn=2以上の複数ビームを使用する場合でも、各ビームスポットの走査方向間隔の最大値ｄがビームスポット径ｗの１／２以下であれば、同期検知素子から見た場合に、ビームプロファイル崩れの影響は受けないことがわかる。
【実施例２】
【００５０】
以下では、実施例２かかる光走査装置について図１９〜図２２を参照して説明する。第２実施例でも、実施例１とほとんど同じ構成として、同期検知時の発光量のみ変えるだけとするので、同一部分の説明は極力省略する。構成は全く同一なので省略する。実施例２でも、実施例１と同様に有効走査期間外においてＡＰＣを行なうこととする。またＬＤドライバ２３ａに内蔵されたＡＰＣ回路の動作も実施例１とほぼ同じなので省略する。
【００５１】
さてここで実施例２においても、感光体等の条件に合わせて図２中に示した光量制御信号を介して図３中に示した光量基準電圧を変えることで、ＬＤの射出光量を変えることができるものとする。そして、第１実施例と同様にＬＤ射出光量に応じて同期検知用ＬＤ点灯数を変えることとする。そして点灯数に応じた各タイムチャートを図５〜図８に示す。
【００５２】
ただしここで、実施例２では、ＬＤ制御部２２からＬＤＵ２３に向けて、図２中に示した制御信号に加えてアナログ値のバイアス電流制御信号も送信することとして、ＬＤ制御部２２内部のレジスタに設定されたバイアス電流値が、同じくＬＤ制御部２２内部のＤＡＣ２２ａを介してアナログ値のバイアス電流制御信号として出力されるものとする。また、ＬＤＵ２３内部のＬＤドライバ２３ａは、バイアス電流制御信号を基にしてバイアス電流量を加減してＬＤを駆動するものとする。これを図１９、図２０に示す。
【００５３】
さてここで図２１に示したように、全てのＬＤドライバのバイアス電流制御信号について、同期検知のためにＬＤが点灯されるタイミングに合わせて周期的に電圧が上昇するように制御されるものとする。またこの間、ＡＰＣ制御は行なわないものとする。この結果、同期検知用のＬＤ点灯期間内にのみＬＤに多くのバイアス電流が加算され、ＬＤ点灯期間内の各々のＬＤ発光量は、画像データ出力時よりも各々増大することになる。
【００５４】
こうして、単純に複数のＬＤを点灯しただけでは、同期検知素子への入射光量が同期検知素子の閾値光量に満たない場合であっても、各々のＬＤ発光量を増大することで閾値光量を超える入射光量を実現することが可能になり、ひいては確実に同期検知を実施することができる。この様子を図２２に示す。
【実施例３】
【００５５】
以下では、実施例３にかかる光走査装置について図２３〜図２４を参照して説明する。実施例３でも、第２実施例とほとんど同じ構成として、同期検知時発光量を常に一定にする点が異なるのみなので、同一部分の説明は極力省略する。構成は全く同一なので省略する。実施例３でも、実施例２と同様に有効走査期間外においてＡＰＣを行なうこととする。またＬＤドライバ２３ａに内蔵されたＡＰＣ回路の動作も実施例１とほぼ同じなので省略する。
【００５６】
さてここで本実施例においても、感光体等の条件に合わせて図１９中に示した光量制御信号を介して図２０中に示した光量基準電圧を変えることで、ＬＤの射出光量を変えることができるものとする。そして、第２実施例と同様にＬＤ射出光量に応じて同期検知用ＬＤ点灯数を変えることとする。そして点灯数に応じた各タイムチャートを図５〜図８に示す。また第２実施例と同様に、ＬＤ制御部からＬＤＵに向けて、図１９中に示した制御信号に加えてアナログ値のバイアス電流制御信号も送信することとして、ＬＤＵ内部のＬＤドライバは、バイアス電流制御信号を基にして、バイアス電流量を加減してＬＤを駆動するものとする。
【００５７】
ここでさらに本実施例においては、感光体等の条件に合わせて光量基準電圧を可変することでＬＤ光量を変えた場合でも、同期検知時に同期検知素子への入射光量が常にほぼ同じになるように、あらかじめ実験的・理論的に求めておいた光量基準電圧に対応するバイアス電流値をＬＤ制御部２２のレジスタに格納しておき、光量基準電圧に対応したバイアス電流値がＬＤ制御部内部のＤＡＣ２２ａを介してアナログ値として出力され、同期検知時にＬＤに印加されるようにしておくものとする。
【００５８】
そして画像データ出力時のＬＤ光量と設定するバイアス電流値の関係を図２３に示す。画像データ出力時にはバイアス電流を一定にしておき、光量基準電圧に基づいてＡＰＣ動作の結果決定される信号電流をバイアス電流に加算してＬＤを駆動することで、ＬＤを定電流制御する。
【００５９】
この際、信号電流の大きさは光量基準電圧に基づいてＡＰＣ動作の結果決定されるため、光量基準電圧に応じて信号電流の大きさが変化することが分かる。一方、同期検知用ＬＤ点灯時には、ＬＤ光量を常に一定に保ちたいために、データ出力時のＬＤ光量に応じてあらかじめ決定されたバイアス電流を設定することで、光量基準電圧に応じた信号電流の変化を打ち消して、信号電流とバイアス電流の和であるＬＤ駆動電流を一定に保つことができる。
【００６０】
この結果、光量基準電圧の変化、つまりデータ出力時のＬＤ光量に変化に係わらず、同期検知用ＬＤ点灯時のＬＤ光量は常に一定に保たれる。この様子を図２４に示す。また、この際にＬＤ制御部のレジスタに格納しておくバイアス電流値として、単純にＬＤ光量に対応するバイアス電流値を格納しておくなのではなく、ＬＤ光量とＬＤ温度をパラメータとして、対応するバイアス電流値を格納しておき、ＬＤ光量制御信号とＬＤ周辺温度を熱電対等によって測定した値を元に、レジスタに格納された電流値から、バイアス電流を決定するものであってもよい。
【実施例４】
【００６１】
以下では、実施例４にかかる光走査装置について図２５〜図２６を参照して説明する。実施例４でも、実施例２とほとんど同じ構成として、同期検知時ＬＤ発光量を各ＬＤとも等しくする点が異なるのみなので、同一部分の説明は極力省略する。構成は全く同一なので省略する。実施例４でも、実施例２と同様に有効走査期間外においてＡＰＣを行なうこととする。またＬＤドライバ２３ａに内蔵されたＡＰＣ回路の動作も実施例２とほぼ同じなので省略する。
【００６２】
さてここで実施例４においても、感光体等の条件に合わせて図１９中に示した光量制御信号を介して図２０中に示した光量基準電圧を変えることで、ＬＤの射出光量を変えることができるものとする。そして、実施例２と同様にＬＤ射出光量に応じて同期検知用ＬＤ点灯数を変えることとする。そして点灯数に応じた各タイムチャートを図５〜図８に示す。
【００６３】
また実施例２と同様に、ＬＤ制御部２２からＬＤＵ２３に向けて、図１９中に示した制御信号に加えてアナログ値のバイアス電流制御信号も送信することとして、ＬＤＵ２３内部のＬＤドライバ２３ａは、バイアス電流制御信号を基にして、バイアス電流量を加減してＬＤを駆動するものとする。
【００６４】
ここでさらに実施例４においては、感光体・光学系等の条件に合わせて、ＬＤ毎に光量基準電圧を可変することでＬＤ毎に光量を変えた場合でも、同期検知時に発光させる各々の光量が常にほぼ等しくなるように、実施例２と同様にあらかじめ実験的・理論的に求めておいた各ＬＤの光量基準電圧に対応するバイアス電流値をＬＤ制御部２２のレジスタに格納しておき、光量基準電圧に対応したバイアス電流値がＬＤ制御部２２内部のＤＡＣを介してアナログ値として出力され、同期検知時にＬＤに印加されるようにしておくものとする。画像データ出力時のＬＤ光量と設定するバイアス電流値の関係を図２５に示す。
【００６５】
図２５では概念が分かりやすいように、ＬＤ１とＬＤ２のみに限定して図示している。画像データ出力時にはバイアス電流を一定にしておき、各ＬＤの光量基準電圧に基づいてＡＰＣ動作の結果決定される信号電流をバイアス電流に加算してＬＤを駆動することで、各ＬＤを定電流制御する。
【００６６】
この際、信号電流の大きさは光量基準電圧に基づいてＡＰＣ動作の結果決定されるため、各光量基準電圧に応じて各ＬＤの信号電流の大きさが変化することが分かる。一方、同期検知用ＬＤ点灯時には、各ＬＤの光量を等しく保ちたいために、データ出力時の各ＬＤ光量に応じてあらかじめ決定されたバイアス電流を各々のＬＤ毎に設定することで、各ＬＤの光量基準電圧の差異に応じた各ＬＤの信号電流の差異を打ち消して、信号電流とバイアス電流の和であるＬＤ駆動電流を各ＬＤとも等しく保つことができる。
【００６７】
この結果、光量基準電圧の変化、つまりデータ出力時のＬＤ毎の光量差異に係わらず、同期検知用ＬＤ点灯時のＬＤ光量は常に一定に保たれる。この様子を図２６に示す。また、この際にＬＤ制御部のレジスタに格納しておくバイアス電流値として、単純に各ＬＤ光量に対応するバイアス電流値を格納しておくなのではなく、各ＬＤ光量とＬＤ温度をパラメータとして、対応するバイアス電流値を格納しておき、ＬＤ光量制御信号とＬＤ周辺温度を熱電対等によって測定した値を元に、レジスタに格納された電流値から、バイアス電流を決定するものであってもよい。またさらに、実施例３と実施例４を組合わせ、同期検知時には各ＬＤ光量が同等でかつ、光量基準電圧に係わらず同期検知時ＬＤ光量一定であってもよい。
【実施例５】
【００６８】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例５にかかる画像形成装置として、種々の異なる実施例を（１）システム構成等、（２）ハードウェア構成にそれぞれ区分けして異なる実施例を説明する。
【００６９】
（１）システム構成等
本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００７０】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００７１】
（２）ハードウェア構成
図２８は、実施例にかかる光走査装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本図に示すように、この光走査装置は、コントローラ１００とエンジン部（Engine）６００とをＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスで接続した構成となる。コントローラ１００は、複合機１全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６００は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６００には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００７２】
コントローラ１００は、ＣＰＵ１１０と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３０と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２０と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４０と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７０と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１６０と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８０とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３０とＡＳＩＣ１６０との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１５０で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２０ａと、ＲＡＭ(Random Access Memory)１２０ｂとをさらに有する。
【００７３】
ＣＰＵ１１０は、光走査の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１３０、ＭＥＭ−Ｐ１２０およびＳＢ１４０からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【００７４】
ＮＢ１３０は、ＣＰＵ１１０とＭＥＭ−Ｐ１２０、ＳＢ１４０、ＡＧＰ１５０とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００７５】
ＭＥＭ−Ｐ１２０は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２０ａとＲＡＭ１２０ｂとからなる。ＲＯＭ１２０ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２０ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００７６】
ＳＢ１４０は、ＮＢ１３０とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４０は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３０と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００７７】
ＡＳＩＣ１６０は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰ１５０、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８０およびＭＥＭ−Ｃ１７０をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６０は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６０の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７０を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、エンジン部６００との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６０には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Fax Control Unit）３００、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）４００、ＩＥＥＥ１３９４（the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）インターフェース５００が接続される。
【００７８】
ＭＥＭ−Ｃ１７０は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１８０は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００７９】
ＡＧＰ１５０は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２０に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明に係る光走査装置、光走査方法および光走査プログラムは、光ビームを生成する発光素子を制御して光ビームを走査するのに有用であり、特に、画像が劣化するのを防止するのに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】レーザービームプリンターの構成の一例を示す図である。
【図２】実施例１のＬＤ制御部周辺の構成を示す構成図である。
【図３】ＡＰＣ制御回路のブロック図である。
【図４】ＬＤ射出光量と発光素子点灯数の関係を示す図である。
【図５】同期検知用発光素子１つの時の制御信号タイムチャートである。
【図６】同期検知用発光素子２つの時の制御信号タイムチャートである。
【図７】同期検知用発光素子３つの時の制御信号タイムチャートである。
【図８】同期検知用発光素子４つの時の制御信号タイムチャートである。
【図９】発光素子が被走査面上に作るビームスポットの位置関係を示す図である。
【図１０】被走査面上のビーム配列の傾きを示す図である。
【図１１】ビームスポット径の定義を示す図である。
【図１２】被走査面上のビームスポットの光強度分布を示す図である。
【図１３】被走査面上の走査方向光強度分布を示す図である。
【図１４】合成ビームプロファイルの形状を示す図である。
【図１５】２つの光強度分布を合成して得られるトータルの光強度分布を示す図である。
【図１６】式１３のグラフを示す図である。
【図１７】光強度分布ピークが１つであるための条件を示す図である。
【図１８】同期検知素子とビームスポットの大きさおよび位置を示す図である。
【図１９】実施例２のＬＤ制御部周辺の構成を示す図である。
【図２０】実施例２のＡＰＣ制御回路のブロック図を示す図である。
【図２１】バイアス電流制御信号のタイミングチャートを示す図である。
【図２２】各々のＬＤ発光量を増大することの効果を示す図である。
【図２３】ＬＤ光量と設定するバイアス電流値の関係を示す図である。
【図２４】画像データ出力時ＬＤ光量と同期検知時ＬＤ光量の関係を示す図である。
【図２５】ＬＤ毎の光量と設定するバイアス電流値の関係を示す図である。
【図２６】画像データ出力時各ＬＤ光量と同期検知時各ＬＤ光量の関係を示す図である。
【図２７】光走査装置に係る式を示す図である。
【図２８】光走査装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１  ポリゴンミラー
１２  Ｆ−θレンズ
１３  ＬＤユニット
１４  受光素子
１５  同期検知ミラー
１６  反射ミラー
１７  感光体ドラム
２１  ＣＰＵ
２２  ＬＤ制御部
２３  ＬＤＵ
２３ａ  ＬＤドライバ
２３ｂ  ＬＤＡ
２２ａ、２３ｃ  ＤＡＣ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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