(57)【要約】【課題】  光源制御方法を工夫して回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようにする。【解決手段】  感光体ドラム７１に形成された静電潜像を可視化して画像を形成する複写機１００において、光源装置６３と、この光源装置６３から照射される光を当該ラインの原稿画像データＤINに基づいて変調する回折格子型ライトバルブ６５と、この回折格子型ライトバルブ６５によって変調された０次回折光を感光体ドラム７１上に結像する光学手段６６と、光源装置６３及び回折格子型ライトバルブ６５を制御する制御手段１５とを備え、制御手段１５は、原稿画像データＤINの書込み領域を規定する画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３を制御するものである。この構成によって、画像形成動作中、光源装置６３における光出力を画像領域信号Ｓｖ等に基づいて一定に制御することができる。【選択図】    図９
2006027064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像形成体に形成された静電潜像を可視化して画像を形成する画像形成装置において、
光源装置と、
前記光源装置から照射される光を当該ラインの画像データに基づいて変調する回折格子型ライトバルブと、
前記回折格子型ライトバルブによって変調された回折光を前記像形成体上に結像する光学手段と、
前記光源装置及び回折格子型ライトバルブを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて前記光源装置を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光源装置は、
レーザー光を発生する光源と、
前記光源から発生されたレーザー光を検出する検出部と、
前記検出部から得られる光出力情報と前記制御手段から設定される制御目標情報とを比較して前記光源における光出力を一定に制御する制御部とを備え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】
前記制御部は、
前記光出力情報が制御目標情報以下である場合は、前記光源における光出力を増加し、前記光出力情報が制御目標情報を越える場合は、前記光源における光出力を減少するように前記光源を制御することを特徴とする特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光源には半導体レーザーが使用され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５】
前記制御手段は、当該画像領域内で前記画像領域信号に基づく前記光源装置の制御を実行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６】
前記画像領域は、垂直画像領域又は水平画像領域であって、
前記画像領域信号は、前記垂直画像領域又は水平画像領域を規定する信号であ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】
前記制御手段は、画像形成動作中、前記画像領域信号に基づく前記光源装置の制御を実行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８】
照射光に基づいて像形成体に静電潜像を形成し、その後、当該静電潜像を可視化した画像を形成する画像形成方法において、
前記照射光をライン単位の画像データに基づいて回折格子型ライトバルブにより変調するステップと、
前記回折格子型ライトバルブによって変調された前記ライン単位の回折光を前記像形成体上に結像するステップと、
前記画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて前記照射光の出力制御するステップとを有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照射光をライン単位の画像データに基づいて変調する回折格子型ライトバルブを有して高速画像書込み処理可能な白黒用及びカラー用のプリンタや、ファクシミリ装置、デジタル複写機、複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報処理分野では、原稿から読み取って得た原稿画像データに基づいて画像を形成するデジタル複写機が使用される場合が多い。この種の複写機では原稿画像がスキャナ等により読み込まれ、その原稿画像に係る原稿画像データが一旦、画像メモリに蓄えられ、その後、画像メモリから読み出された原稿画像データが画像処理される。画像処理後の原稿画像データはプリンタに転送される。プリンタでは、帯電手段によって一様に帯電された感光体ドラムに、原稿画像データに基づいて静電潜像が、ポリゴンミラー等を使用した露光手段により形成される。
【０００３】
この静電潜像は現像手段によって現像される。このような帯電、露光、現像を行い、感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写手段によって転写紙に転写される。所定の転写紙上に転写されたトナー像は、定着手段により定着される。この結果、原稿画像データに基づく画像を所定の転写紙に形成することができ、原稿画像をコピーすることができる。
【０００４】
近年、デジタル複写機は、より高速プリント出力が要求されている。しかし、従来から使用されているポリゴンミラーによる書込み系では、ポリゴンモータの回転速度に限界があり、近年では、２個又は４個といったマルチレーザービーム等を使用して高速化に対処しようとするが、コストの上昇が余儀なくされる。そこで、回折格子型ライトバルブを採用した書込み系が提案されている。
【０００５】
回折格子型ライトバルブに関連して、非特許文献１には、「光回折現象を利用してＤＷＤＭ通信の光パワーのばらつきを抑える」記載が開示されている。この記載のＧＬＶ（Grating Light Valve）デバイスが、高速画像書込み機能を備えた複写機の書込み系に応用される。
【０００６】
この回折格子型ライトバルブを応用した書込み系によれば、表面が反射層で形成され、１画素が数組の固定リボンと可動リボンから成る回折格子を備え、可動リボンと共通電極との間に、画像データに基づく書込み電圧を印加すると、その電圧に応じて可動リボンが共通電極側にたわむようになされる。
【０００７】
このたわんだ可動リボンと固定リボンとが成す凹凸状の回折格子に、レーザー光等を入射すると、書込み電圧が印加された部分の画素では、一次回折光が反射する。可動リボンと共通電極との間に、書込み電圧が印加されていない部分の画素では、０次回折光が反射する。この性質を利用して、感光体ドラム等のライン方向で一斉かつ同時に１ライン分の画像データを瞬時に書き込むことができる。
【０００８】
ところで、ベタ黒などの印字率の高い画像を形成する際に、レーザーダイオード（以下でＬＤという）自身の熱によって画像の後端側で光出力が低下するＬＤドループと呼ばれる現象が起こっていた。ＬＤドループ現象が生じると、出力画像に濃度ムラが発生する場合が多くなる。この濃度ムラの対策として、ポリゴン走査系では、１走査ライン毎に画像形成範囲外で自動パワー制御（Auto Power Control；以下ＡＰＣという）と呼ばれるＬＤ光出力補正を行っている。このＡＰＣ制御を画像領域外で行うことで、一定光量を保ち、濃度ムラを防いでいる。これに対して、回折格子型ライトバルブを応用した書込み系は次のように光源を制御している。
【０００９】
図１３Ａ〜Ｄは従来例に係る回折格子型ライトバルブを応用した書込み系の光源制御例を示す波形図である。図１３Ａに示す光源制御例によれば、図示しない原稿の１ページが約５０００ライン程度を有する場合に、ページＡＰＣ制御がページ毎に実行される。このページＡＰＣ制御では、原稿の画像領域を図１３Ｂに示す垂直画像領域（Vertical Valid）ＶＶとしている。図１３Ｃに示すＶＩＤＥＯデータは、垂直画像領域ＶＶで使用される。Ｖｉｄｅｏデータの変調は、回折格子型ライトバルブの回折動作により行われる。回折格子型ライトバルブを採用した書込み系では、ポリゴン走査系で行われていたような光出力のパルス幅変調は不要である。レーザーダイオードは、一定光量で発光させておくだけである。
【００１０】
図１３Ｄに示すＬＤ光出力は、垂直画像領域ＶＶ以外でレーザーダイオードの発光を確認し、垂直画像領域ＶＶの立ち上がりにレーザーダイオードをオンし、その立ち下がりでレーザーダイオードをオフするような制御が実行される。つまり、回折格子型ライトバルブを採用した書込み系では、垂直画像領域ＶＶの終端である１ページ終了までは、レーザーダイオードを点灯させたままとなされる。
【００１１】
この種の回折格子型ライトバルブを応用した書込み系の光源制御例に関連して特許文献１には、画像記録装置が開示されている。この画像記録装置によれば、ピーク波長が８００ｎｍ乃至８２０ｎｍの範囲にあるレーザー光を回折格子型ライトバルブで変調し、変調後の０次回折光を記録材に結像するようになされる。このように画像記録装置を構成すると、安定したエネルギーのレーザー光を記録材に照射でき、しかも、回折格子型ライトバルブが受ける熱的ダメージを低減できるというものである。
【００１２】
【非特許文献１】Design Wave Magazine 2002 November（ｐ８６〜ｐ９７）
【特許文献１】特開２００２−１３９８０１号公報（第２頁  図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、特許文献１や非特許文献１等に見られるような従来例に係る回折格子型ライトバルブを応用した書込み系の光源制御例及び複写機（以下画像形成装置）によれば、次のような問題がある。
【００１４】
ｉ．図１３Ｃに示した垂直画像領域ＶＶの立ち上がりに、図１３Ｄに示すレーザーダイオードをオンし、その立ち下がりでレーザーダイオードをオフするような制御が実行される。つまり、回折格子型ライトバルブを応用した書込み系で、画像領域外は、ページ間しか存在しないため、図１３Ａに示したページＡＰＣ制御を実行せざるを得ない。
【００１５】
ii．従って、通常のポリゴン走査系よりも連続点灯する期間が長く、つまり、図１３Ｃに示した垂直画像領域ＶＶの長い時間、ＡＰＣ制御をしないで発光する状態が継続される。このようなＡＰＣ制御をしない期間が長くなると、図１３Ｄに示したＬＤ光出力が低下する。その結果、ＬＤドループによる光量低下で画像の後端側で濃度ムラが発生してしまう場合が多くなる。このように、回折格子型ライトバルブを応用した画像形成装置では、十分なタイミングでＡＰＣ制御を行うことが困難（特に紙送り方向）であったため、ＬＤドループによる影響を回避することが困難となっていた。
【００１６】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、光源制御方法を工夫して回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようにした画像形成装置及び画像形成方法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】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、像形成体に形成された静電潜像を可視化して画像を形成する画像形成装置において、光源装置と、この光源装置から照射される光を当該ラインの画像データに基づいて変調する回折格子型ライトバルブと、この回折格子型ライトバルブによって変調された回折光を像形成体上に結像する光学手段と、光源装置及び回折格子型ライトバルブを制御する制御手段とを備え、制御手段は、画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて光源装置を制御することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によれば、像形成体に形成された静電潜像を可視化して画像を形成する場合に、回折格子型ライトバルブは、光源装置から照射される光を当該ラインの画像データに基づいて変調する。光学手段は、回折格子型ライトバルブによって変調された回折光を像形成体上に結像する。制御手段は、光源装置及び回折格子型ライトバルブを制御する。これを前提にして、制御手段は、画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて光源装置を制御する。
【００１９】
光源装置では、例えば、光源が所定波長のレーザー光を発生する。検出部は、光源から発生されたレーザー光を検出する。制御部は、検出部から得られる光出力情報と制御手段から設定される制御目標情報とを比較して光源における光出力を一定に制御する。このとき、光出力情報が制御目標情報以下である場合は、制御部が光源における光出力を増加し、光出力情報が制御目標情報を越える場合は、制御部が光源における光出力を減少するように光源を制御する。
【００２０】
従って、画像形成動作中、光源装置における光出力を画像領域信号に基づいて一定に制御することができる。これにより、光源装置を常時点灯する制御方式に比べて、光源の熱による光出力低下を無くすことができ、回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようになる。
【００２１】
本発明に係る画像形成方法は、照射光に基づいて像形成体に静電潜像を形成し、その後、当該静電潜像を可視化した画像を形成する画像形成方法において、照射光をライン単位の画像データに基づいて回折格子型ライトバルブにより変調するステップと、回折格子型ライトバルブによって変調されたライン単位の回折光を像形成体上に結像するステップと、画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて照射光の出力制御するステップとを有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明に係る画像形成方法によれば、像形成体に形成された静電潜像を可視化して画像を形成する場合に、画像形成動作中、光源装置における光出力を画像領域信号に基づいて一定に制御することができる。従って、常時、回折格子型ライトバルブに照射光を点灯する制御方式に比べて、光源の熱による光出力低下を無くすことができ、回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、回折格子型ライトバルブに光を照射する光源装置を制御する制御手段を備え、この制御手段は、画像データの書込み領域を規定する画像領域信号に基づいて光源装置を制御するものである。
【００２４】
この構成によって、画像形成動作中、光源装置における光出力を画像領域信号に基づいて一定に制御することができる。従って、光源装置を常時点灯する制御方式に比べて、光源の熱による光出力低下を無くすことができ、回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施例に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の各実施例としてのデジタルの高速複写機１００の構成例を示す概念図である。この実施例では、回折格子型ライトバルブ６５を採用した複写機１００においても、ＬＤドルーブでの光量低下による濃度ムラを無くし、また、それでいて通常の画像出力には影響を与えないような制御方法を提供する。
【００２７】
図１に示す白黒用の高速デジタル複写機（以下単に複写機という）１００は、画像形成装置の一例であり、原稿２０から読み取った原稿画像データＤinに基づいて像形成体に静電潜像を形成し、この静電潜像を可視化して画像を形成する装置である。複写機１００は、複写機本体１０１を有している。
【００２８】
複写機本体１０１にはスキャナを構成する原稿読取手段１１が設けられ、複写機本体１０１内には制御手段１５、給紙トレイ３０Ａ、３０Ｂ、画像書込み手段６０、画像形成手段７０等が備えられる。原稿読取手段１１は自動原稿給紙装置（以下ＡＤＦという）４０を有して、所望の原稿２０を自動給紙すると共に、その原稿２０を読み取って原稿画像データＤoutを出力するように動作する。
【００２９】
ＡＤＦ４０は、複写機本体上部に取り付けられる。ＡＤＦ４０は、原稿載置部４１、ローラ４２ａ、ローラ４２ｂ、ローラ４３、搬送ローラ４４及び排紙皿４６を有している。上述の原稿載置部４１には一又は複数の原稿２０が載置される。上述の原稿載置部４１の下流側にはローラ４２ａ及びローラ４２ｂが設けられ、自動給紙モードが選択されたとき、原稿載置部４１から繰り出された原稿２０は下流側のローラ４３によってＵ字回転するように搬送される。原稿読取手段１１では、原稿２０がローラ４３によってＵ字状に反転するときに、その原稿２０を読み取って原稿画像データＤoutを出力するようになされる。原稿２０は、搬送ローラ４４により搬送されて排紙皿４６へ排紙される。
【００３０】
一方、本体装置内には、第１のプラテンガラス５１、第２のプラテンガラス（ＡＤＦガラス）５２、光源５３、ミラー５４、５５、５６、結像光学部５７、ＣＣＤ撮像装置５８及び図示しない光学駆動部が備えられる。プラテンモード時には、プラテンガラス５１上に載置された原稿２０を読み取るようになされる。例えば、光学駆動部は、光源５３及びミラー５４を走査する。光源５３から原稿２０に照射された光は、当該原稿２０から読取光となって反射されてくる。読取光は、ミラー５４〜５６を通じて結像光学部５７により結像され、ＣＣＤ撮像装置５８に取り込まれる。
【００３１】
ＣＣＤ撮像装置５８は縮小型イメージセンサから構成される。ＣＣＤ撮像装置５８の出力段には画像処理手段２１が接続され、アナログの原稿読取信号Ｓoutを画像処理した後のデジタルの原稿画像データＤINが画像形成手段７０に出力される。画像形成手段７０は、所定の転写紙（以下用紙という）Ｐ上に画像を形成するために、画像書込み手段６０、有機感光体ドラム（像形成体；以下単に感光体ドラムという）７１、帯電手段７２、現像手段７３、転写手段７４、分離手段７５、クリーニング手段７６、搬送機構７７及び定着手段７８を有している。この感光体ドラム７１の上方には帯電手段７２が配設され、所定の帯電電位に基づいて予め感光体ドラム７１が一様に帯電される。帯電手段７２にはスコロトロン帯電器が使用される。
【００３２】
感光体ドラム７１の例えば、斜め右上方には画像書込み手段６０が設けられる。画像書込み手段６０は、ＡＰＣ（Auto Power Control）機能付きの光源装置６３と、回折格子型ライトバルブ６５及びバルブ駆動回路６８を有して構成される。光源装置６３には所定の波長のレーザー光を輻射する青色、赤色又は緑色半導体レーザー等が使用される。
【００３３】
画像書込み手段６０では、光源装置６３から照射された光が、画像処理手段２１から出力されたライン単位の原稿画像データＤINに基づいて回折格子型ライトバルブ６５により変調される（図２乃至図６参照）。この回折格子型ライトバルブ６５によって変調された所定のエネルギーのライン単位の回折光は、図示しない光学手段により、感光体ドラム７１上に結像される。この回折光は、感光体ドラム上で１ラインのデータを同時に露光する。この露光の結果、感光体ドラム７１上に１ラインの静電潜像が形成される。
【００３４】
また、感光体ドラム７１の右側にはトナー及びキャリア（現像剤）が収容された現像手段７３が配設され、画像書込み手段６０によって露光された静電潜像はトナーによって現像される。この現像手段７３の下方には給紙手段２３を構成するレジストローラ６２や給紙トレイ３０Ａ及び３０Ｂ等が設けられる。給紙トレイ３０Ａ及び３０Ｂ内に収容された用紙Ｐは、これらの給紙トレイ３０Ａ及び３０Ｂにそれぞれ設けられた図示しない送り出しローラおよび給紙ローラにより給紙され、搬送ローラ６１、レジストローラ６２等を経て感光体ドラム７１下に搬送される。
【００３５】
感光体ドラム７１の下方には転写手段７４が配設され、帯電、露光、現像を経てその感光体ドラム７１上に形成されたトナー像が、レジストローラ６２により搬送タイミング制御される用紙Ｐに転写される。この転写手段７４に隣接して分離手段７５が設けられ、トナー像を転写した用紙Ｐが感光体ドラム７１から分離される。
【００３６】
この分離手段７５の下流側には搬送機構手段７７が設けられ、その終端部位には定着手段７８が設けられる。定着手段７８では用紙Ｐに転写されたトナー像が熱定着される。定着処理後の用紙Ｐは、排紙ローラ９５に挟持されて機外の排紙トレイ等に排紙される。上述の処理で画像形成が完了した用紙Ｐは排紙トレイに限られることはなく、フィニッシャ手段９０によってステープル処理や綴じ込み処理等を行われる場合もある。
【００３７】
搬送機構手段７７と上述の帯電手段７２との間であって、感光体ドラム７１に対向してクリーニング手段７６が設けられ、感光体ドラム７１に残留したトナーがクリーニングされる。その後、次のコピーサイクルに移行する。これらの画像形成の際には、用紙Ｐとして５２．３〜６３．９ｋｇ／ｍ2（１０００枚）程度の薄紙や６４．０〜８１．４ｋｇ／ｍ2（１０００枚）程度の普通紙や８３．０〜１３０．０ｋｇ／ｍ2（１０００枚）程度の厚紙や１５０．０ｋｇ／ｍ2（１０００枚）程度の超厚紙を用い、線速度を８０〜３５０ｍｍ／ｓｅｃ程度とし、環境条件として温度が５〜３５℃程度、湿度が１５〜８５％程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Ｐの厚み（紙厚）としては０．０５〜０．１５ｍｍ程度の厚さのものが用いられる。
【００３８】
図２は、回折格子型ライトバルブ６５の１画素の構成例を示す斜視図である。この例で、回折格子型ライトバルブ６５は、図１に示した光源装置６３から照射されるレーザー光を回折するための複数の固定リボン３及び可動リボン４を有している。図２に示す１画素の回折格子型ライトバルブ６５は、シリコン基板１上に共通電極２、固定リボン３及び可動リボン（電極）４を備えて構成される。
【００３９】
シリコン基板１上には、素子絶縁層６を構成する膜厚５０００Å程度のシリコン酸化膜が形成される。素子絶縁層６上の所定の領域には、共通電極（グランドプレーン）２を構成する膜厚３０００Å程度のポリシリコン酸化膜が形成される。その表面には、図示しない絶縁保護膜となる膜厚２００Å程度のシリコン酸化膜が更に形成される。絶縁保護膜上であって、共通電極２を跨ぐ位置に、膜厚８００Å程度の窒化シリコン酸化膜から構成される固定リボン３及び可動リボン４が当該共通電極２を橋架するように形成されている。
【００４０】
固定リボン３及び可動リボン４の間には空間５が設けられる。この空間５は、可動リボン４のたわみ姿勢を発生させる領域である。固定リボン３及び可動リボン４の表面には、反射率を向上させるために、膜厚５００Å程度のアルミニウムが蒸着され、アルミニウム層７によって鏡面仕上げがなされている。
【００４１】
この例で、３個の固定リボン３と、３個の可動リボン４から１画素を構成するようになされる。もちろん、１画素を６リボンで構成する場合に限られることはなく、１画素を８リボン、１２リボンのように構成してもよい。１画素のリボン数が多いほど、高階調かつ高解像度の画像を形成できるようになる。
【００４２】
図３は、回折格子型ライトバルブ６５の全体構成例を示す平面図である。図３に示す回折格子型ライトバルブ６５は、長手方向（ライン方向）の長さがＬｘである。その短手方向の幅がＷｘである。
【００４３】
この例で、３個の固定リボン３と３個の可動リボン４とが１画素分に相当する場合、回折格子型ライトバルブ６５は、３ペアの固定リボン３及び可動リボン４が長手方向にＮ画素分配置されて構成されている。例えば、Ａ４版の用紙サイズ（縦の長さ＝２９７ｍｍ相当）の解像度が６００ｄｐｉの場合に、Ｎは７０２０画素である。１画素の長さｌｘは３０μｍ乃至４０μｍ程度である。このような構成の回折格子型ライトバルブ６５を使用し、光源装置６３から照射されるレーザー光をその回折現象により回折するようになされる。
【００４４】
図４Ａ及びＢは、回折格子型ライトバルブ６５における可動リボン４の動作例を示す幅方向の断面図である。この例で、回折格子型ライトバルブ６５において、共通電極２と可動リボン４との間には、デジタルの原稿画像データＤINに基づく書込み電圧Ｖｗが印加される。図４Ａに示す共通電極２と可動リボン４との間に、書込み電圧Ｖｗ＝「０」、すなわち、書込み電圧Ｖｗが印加されない場合である。この印加電圧＝ＯＦＦ時には、可動リボン４と、図示しない固定リボン３とが同じ高さの位置状態を維持する。この結果で、可動リボン４や固定リボン３等と共通電極２との間には空間５が発生する。
【００４５】
また、図４Ｂに示す回折格子型ライトバルブ６５において、共通電極２と可動リボン４との間に、書込み電圧Ｖｗ＝「１」、すなわち、書込み電圧Ｖｗが印加された場合である。この印加電圧＝ＯＮ時は、可動リボン４がたわんで湾曲し、可動リボン４の高さが、図示しない固定リボン３の高さに比べて低くなる。
【００４６】
可動リボン４は、照射光の波長λの１／４でその最大量を湾曲させることができる。例えば、照射光の波長λが１５４０ｎｍである場合に、そのたわみ量は３８５ｎｍ乃至３９５ｎｍ程度である。このようなたわみを得るための書込み電圧Ｖｗとしては、例えば、Ｖｗ＝１５Ｖ乃至２０Ｖ程度である。
【００４７】
上述の書込み電圧Ｖｗに印加すると、可動リボン４と共通電極２との間は、空間５から空間５’に変化する。この可動リボン４のたわみは、電気吸引力で当該可動リボン４が共通電極２に近付き、落ち込んだために、その高さ位置が変位したことにより発生する。その落ち込み結果で、固定リボン３及び可動リボン４は凹凸状を成し、回折格子を構成する。このような固定リボン３及び可動リボン４の凹凸状に基づいて構成される回折格子に、光源装置６３からのレーザー光を照射すると、そのレーザー光を変調（回折）できるようになる。
【００４８】
図５は、回折格子型ライトバルブ６５における２画素分の動作例を示す長さ方向の断面図である。この例では、回折格子型ライトバルブ６５の長手方向で隣接する２画素に注目し、その注目画素を第１画像＃１及び第２画素＃２とする。
【００４９】
図５に示す第１画素はＯＦＦ状態である。この状態は、第１画素＃１の可動リボン４に書込み電圧Ｖｗが印加されていない、印加電圧＝ＯＦＦの場合である。この場合、第１画素＃１に入射した波長λのレーザー光（以下入射光という）Ｌは、固定リボン３及び可動リボン４で全反射する。この反射光は０次回折光Ｌ０である。
【００５０】
また、第１画素＃１に隣接する第２画素＃２は、ＯＮ状態である。この状態は、第２画素＃２の可動リボン４に書込み電圧Ｖｗが印加されており、印加電圧＝ＯＮの場合である。この場合、第２画素＃２に入射した入射光Ｌは、固定リボン３及び可動リボン４により構成される回折格子によって回折する。この回折光は１次回折光Ｌ１である。
【００５１】
上述の可動リボン４と固定リボンとの高さの差、すなわち、落ち込み変位量は、λ／４である。ここで、０次回折光Ｌ０と、１次回折光Ｌ１との成す角を回折角θとし、レーザー光Ｌの波長をλとし、固定リボン３及び可動リボン４の配置ピッチをＰとしたとき、三者の間には、ｓｉｎθ＝λ／Ｐなる関係を満たすようになる。これにより、光源装置６３から照射されたレーザー光Ｌを画像処理手段２１から出力されたライン単位の原稿画像データＤINに基づいて回折格子型ライトバルブ６５により変調することができる。
【００５２】
図６に示す画像書込み手段６０において、光源装置６３から出射されたレーザー光Ｌは、コリメータレンズ等の光学系６４により平行光に成形される。光学系６４により成形された平行光は、回折格子型ライトバルブ６５に入射する。回折格子型ライトバルブ６５は、ライン単位の原稿画像データＤINに基づいて図２乃至図５で説明した可動リボン４を変調するように動作する。このとき、１次回折光Ｌ１は回折角θを有して回折される。０次回折光Ｌ０は、光学系６６に入射する。
【００５３】
この例では、回折格子型ライトバルブ６５によって変調された所定のエネルギーのライン単位の０次回折光Ｌ０は、フーリエ変換（ＦＴ）レンズ６６Ａ、スリット６６Ｂ及び逆フーリエ変換ミラー６６Ｃの光学系６６を介して感光体ドラム７１に入射する。例えば、ＦＴレンズ６６Ａは、０次回折光Ｌ０を絞り込むようになされる。
【００５４】
スリット６６Ｂは絞り込まれた０次回折光Ｌ０を通過させ、通過光の中から１次回折光をカットするようになされる。０次回折光Ｌ０は、逆フーリエ変換ミラー６６Ｃにより逆フーリエ変換されて感光体ドラム７１上に到達する。これにより、１ラインの原稿画像データＤINを同時に０次回折光Ｌ０により、感光体ドラム上に露光（記録）することができる。この露光の結果、感光体ドラム７１上に１ラインの静電潜像が同時に形成される。
【００５５】
なお、この例では、０次回折光Ｌ０を感光体ドラム７１に照射して原稿画像データＤINを露光する場合について説明したが、これに限られることはなく、１次回折光Ｌ１を記録に使用してもよい。
【００５６】
図７は光源装置６３の内部構成例を示す回路図である。図７に示す光源装置６３は、例えば、レーザー光源３３、検出部４９及び制御部５０を備えている。
【００５７】
レーザー光源３３は波長８００ｎｍ乃至８２０ｎｍ程度のレーザー光を発生する。レーザー光源３３には半導体レーザーダイオードＬＤが使用される。当該レーザーダイオードＬＤのアノードは電源線ＶＤＤに接続される。検出部４９は、レーザー光源３３から発生されたレーザー光を検出して光出力電圧（光出力情報）Ｖｄを出力する。検出部４９は、例えば、半導体レーザーダイオードＬＤとカップリング結合されるフォトダイオードＰＤと、その一端がフォトダイオードＰＤのアノードに接続された抵抗器Ｒ１から構成される。フォトダイオードＰＤのカソードは電源線ＶＤＤに接続される。抵抗器Ｒ１の他端は接続線ＧＮＤに接続される。
【００５８】
制御部５０は、検出部４９の抵抗器Ｒ１から得られる光出力電圧ＶｄとＣＰＵ３５から設定される制御目標電圧Ｖrefとを比較してレーザー光源３３における光出力を一定に制御する。制御部５０は、例えば、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖref以下である場合は、レーザー光源３３における光出力を増加し、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖrefを越える場合は、レーザー光源３３における光出力を減少するようにレーザー光源３３を制御する。
【００５９】
制御部５０は、Ｄ／Ａ変換器５０１、コンパレータ５０２，５０６、サンプル＆ホールド回路５０３、ベース制御回路５０４、スイッチング定電流源５０５、トランジスタＱ１〜Ｑ３、抵抗器Ｒ２及びＲ３を有して構成される。Ｄ／Ａ変換器５０１は先に説明した制御手段１５のＣＰＵ３５に接続され、レーザー制御目標データをデジタル・アナログ変換し、Ｄ／Ａ変換後の制御目標電圧Ｖrefを出力する。Ｄ／Ａ変換器５０１にはコンパレータ５０２の−端子が接続され、制御目標電圧Ｖrefが入力される。コンパレータ５０２の＋端子には、検出部４９の抵抗器Ｒ１が接続され、当該抵抗器Ｒ１から得られる光出力電圧Ｖｄが入力される。
【００６０】
コンパレータ５０２は、光出力電圧Ｖｄと制御目標電圧Ｖrefとを比較して電圧差Ｖεをサンプルホールド回路５０３に出力する。電圧差Ｖεはレーザー光源３３における光出力を一定に制御するために使用される。コンパレータ５０２はサンプル＆ホールド回路５０３に接続される。
【００６１】
また、トランジスタＱ１のコレクタはサンプル＆ホールド回路５０３に接続され、画像領域信号Ｓｖに基づいてサンプル＆ホールド回路５０３の出力許可（ＥＮＢ）を制御する。Ｑ１のベースには画像領域信号Ｓｖが入力される。Ｑ１のエミッタは接地線ＧＮＤに接続される。サンプル＆ホールド回路５０３は、トランジスタＱ１のコレクタ及びコンパレータ５０６の＋端子に接続される。サンプル＆ホールド回路５０３はトランジスタＱ１を介して画像領域信号Ｓｖに基づき、電圧差Ｖεをサンプル＆ホールド処理を実行する。画像領域信号Ｓｖは垂直画像領域を規定する信号であり、画像領域信号Ｓｈは水平画像領域を規定する信号である。サンプル＆ホールド回路５０３は、サンプル＆ホールド処理によって制御電圧Ｖｃを発生し、この制御電圧Ｖｃをコンパレータ５０６に出力する。
【００６２】
上述の半導体レーザーダイオードＬＤのカソードは、トランジスタＱ２のコレクタに接続される。トランジスタＱ３のコレクタは抵抗器Ｒ２の一端に接続される。トランジスタＱ２及びＱ３は差動アンプを構成し、各々のベースはベース制御回路５０４に接続される。ベース制御回路５０４は、画像領域信号Ｓｖに基づいて非反転ベース制御信号Ｓｂ及び反転ベース制御信号Ｓｂバー（上線を省略する）を発生し、トランジスタＱ２及びＱ３のベース電流を制御する。例えば、ベース制御回路５０４はトランジスタＱ２に非反転ベース制御信号Ｓｂを供給し、トランジスタＱ３には反転ベース制御信号Ｓｂバー（上線を省略する）を供給して、レーザー光源３３の出力を制御する。
【００６３】
トランジスタＱ２及びＱ３のエミッタはスイッチング定電流源５０５に接続され、レーザーダイオードＬＤに流れるレーザー駆動電流Ｉを差動アンプの動作電流を通じて一定に制御する。スイッチング定電流源５０５はトランジスタＱ４のコレクタに接続される。トランジスタＱ４のベースは、コンパレータ５０６に接続される。
【００６４】
コンパレータ５０６は、サンプル＆ホールド回路５０３から出力される制御電圧Ｖｃと抵抗器Ｒ３から得られる電圧降下Ｖｒとを比較して、トランジスタＱ４のベース電流を制御するようになされる。
【００６５】
なお、バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ３はｎｐｎ型のバイポーラトランジスタから構成される。抵抗器Ｒ２の一端は電源線ＶＣＣに接続される。抵抗器Ｒ３の一端はトランジスタＱ４のエミッタ及びコンパレータ５０６の−端子に接続される。抵抗器Ｒ３の他端は接地線ＧＮＤに接続される。
【００６６】
サンプル＆ホールド回路５０３は、例えば、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖref以下である場合は、レーザー光源３３における光出力を増加するようにコンパレータ５０６に制御電圧Ｖｃを出力する。また、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖrefを越える場合は、レーザー光源３３における光出力を減少するようにコンパレータ５０６に制御電圧Ｖｃを出力する。これにより、画像形成動作中、光源装置６３における光出力を画像領域信号Ｓｖに基づいて一定に制御することができる。
【００６７】
図８Ａ〜Ｃは、光源装置６３の動作例を示す波形図である。この例で、原稿２０の画像領域は、垂直画像領域（Vertical Valid）ＶＶ及び水平画像領域（Horizontal Valid）ＨＶに区分される。図８Ａに示す画像領域信号Ｓｖは、画像データの書込み領域を規定する信号であって、垂直画像領域ＶＶ又は水平画像領域ＨＶを規定するように取り扱われる。例えば、原稿２０の１ページは垂直画像領域ＶＶで示され、１ラインは水平画像領域（ＨＶ）で示される。
【００６８】
この例では、図８Ｂに示す垂直画像期間中Ｔvv又は水平画像形成期間（Ｔhv）中にＡＰＣ制御を実行する。ＡＰＣ制御は、制御手段１５が画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３を制御することで実行される。例えば、制御手段１５は、画像形成動作中、当該画像領域内で画像領域信号Ｓｖに基づく光源装置６３の制御を実行する。
【００６９】
これにより、図８Ｃに示す垂直画像期間Ｔvv又は水平画像形成期間（Ｔhv）にレーザー光を出力（ＬＤ光出力）するようになされる。つまり、垂直画像期間Ｔvvと垂直画像期間Ｔvvとの間及び水平画像形成期間（Ｔhv）と水平画像形成期間（Ｔhv）との間にレーザー光のオフ期間Ｔoffを設定している。
【００７０】
このように、本発明方式によれば、画像領域中にＡＰＣ制御によって半導体レーザーダイオードＬＤを点灯する。これにより、ＬＤドループによる光出力低下を無くすことができる。本発明方式では、従来方式のポリゴン走査系とは異なり、一定光量でレーザーダイオードＬＤを点灯していればよい。このため、レーザーダイオードＬＤを画像領域中に点灯させている間、同時に、ＡＰＣ制御を実行することで、ＬＤドループによる光出力低下を回避できるようになる。
【００７１】
図９は、複写機１００の制御系の構成例を示すブロック図である。図９に示す複写機１００は、原稿読取手段１１、記憶手段１２、画像メモリ１３、制御手段１５、画像処理手段２１、給紙手段２３、操作パネル４８及び画像形成手段７０から構成される。
【００７２】
制御手段１５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理ユニット）３５及びＲＡＭ（Random Access Memory）３６を有している。ＲＯＭ３４には当該複写機全体を制御するためのシステムプログラムデータが格納される。ＲＡＭ３６はワークメモリとして使用され、例えば、制御コマンド等を一時記憶する。ＣＰＵ３５は電源がオンされると、ＲＯＭ３４からシステムプログラムデータをＲＡＭ３６に読み出してシステムを起動し、操作パネル４８から出力される操作データＤ３に基づいて当該複写機全体を制御する。例えば、ＣＰＵ３５は、操作パネル４８から入力される操作データＤ３に基づいて原稿読取手段１１、記憶手段１２、画像メモリ１３、画像処理手段２１、給紙手段２３及び画像形成手段７０等の入出力を制御する。
【００７３】
原稿読取手段１１は制御手段１５に接続され、図１に示した原稿２０を読み取って得た原稿読取信号Ｓinを制御手段１５に出力する。制御手段１５は、原稿読取信号Ｓinをアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、Ａ／Ｄ変換後の原稿画像データＤOUTを画像メモリ１３に転送する。画像メモリ１３は、原稿画像データＤINを一時格納し、制御手段１５の読出し制御を受けて原稿画像データＤOUTを画像処理手段２１に出力する。画像メモリ１３には、ハードディスク（ＨＤＤ）や、ＤＲＡＭ等が使用される。
【００７４】
制御手段１５には画像処理手段２１が接続され、画像処理信号Ｓ１に基づいて原稿画像データＤOUTの符号圧縮処理や復号伸長処理等がなされる。画像処理後の原稿画像データＤOUTは、画像形成手段７０へ出力される。画像形成手段７０は、画像書込み手段６０や、現像手段７３、転写手段７４、分離手段７５、定着手段７８等から構成され、原稿読取手段１１より得られた原稿画像データＤOUT等に基づいて、所定の用紙Ｐ上に画像を形成するようになされる。
【００７５】
上述の画像処理手段２１には、画像書込み手段６０が接続される。画像書込み手段６０は、光源装置６３、光学系６４，６６、回折格子型ライトバルブ６５、バルブ駆動回路６７、感光体ドラム７１及び帯電手段７２を有している。
【００７６】
光源装置６３は制御手段１５に接続される。制御手段１５は、画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３をＡＰＣ制御する。例えば、制御手段１５は、画像形成動作中、当該画像領域内で画像領域信号Ｓｖに基づく光源装置６３の制御を実行する。
【００７７】
また、バルブ駆動回路６７は画像処理手段２１と回折格子型ライトバルブ６５との間に接続され、画像処理後の原稿画像データＤINを入力し、制御手段１５からの点灯／消灯制御信号Ｓ２に基づいて回折格子型ライトバルブ６５を駆動し、感光体ドラム７１に対してレーザー光Ｌによる画像書込み処理を実行する。帯電手段７２は、画像書込み処理前に、帯電制御信号Ｓ３に基づいて感光体ドラム７１を所定の電位に帯電する。
【００７８】
画像形成手段７０において、駆動手段７９は制御手段１５に接続され、画像書込み手段６０の光学系６６によって結像された感光体ドラム７１を駆動制御信号Ｓ４に基づいて所定の方向へ回転するように駆動する。現像手段７３は制御手段１５に接続され、駆動手段７９によって駆動される感光体ドラム７１に形成された静電潜像を現像制御信号Ｓ５に基づいて現像してトナー像を形成する。
【００７９】
この例で制御手段１５には画像形成手段７０の他に給紙手段２３が接続され、制御手段１５からの給紙制御信号Ｓ６に基づいて用紙Ｐが繰り出され、図示しない給紙搬送通路を経て用紙Ｐを画像形成手段７０へ給紙搬送するようになされる。給紙手段２３にはレジストローラ６２が含まれ、図示しない駆動源としてのソレノイドやモータ等により駆動される。この例で、用紙Ｐは、図９に示す用紙進行方向（右側から左側）に搬送される。
【００８０】
また、画像形成手段７０において、転写手段７４は制御手段１５に接続され、現像手段７３によって現像されたトナー像を転写制御信号Ｓ７に基づいて所定の用紙Ｐに転写する。給紙手段２３から給紙される用紙Ｐは、レジストローラ６２によって画像書込み手段６０における書込みタイミングと、給紙送りタイミングとが揃えられる。分離手段７５は制御手段１５に接続され、転写手段７４によって転写紙に転写されたトナー像を分離制御信号Ｓ８に基づいて感光体ドラム７１から分離する。定着手段７８は、分離手段によって感光体ドラム７１から分離された転写紙のトナー像を定着制御信号Ｓ９に基づいて定着する。定着後の用紙Ｐは排紙される。
【００８１】
制御手段１５には画像形成手段７０や、給紙手段２３等の他に操作パネル４８が接続される。操作パネル４８は、操作設定手段１４及び表示手段１８から構成される。操作設定手段１４は、光源装置６３における点灯・消灯時間を自由に設定するように操作される。このように操作設定手段１４で点灯・消灯時間を自由に設定可能なようにすると、光源装置６３から輻射されるレーザー光Ｌの点灯時間を容易に変更できるようになる。レーザー光Ｌの点灯及び消灯時間の設定が可能となることで、市場での各種デバイスの経時変化に対応することができ、常に良好な画像が得られるようになる。
【００８２】
なお、操作パネル４８には、図示しない液晶表示ディスプレイ及びタッチセンサパネルを組み合わせたものが使用される。表示手段１８には、基本設定用の画面が表示され、この画面には、複写枚数、画像形成濃度等の画像形成条件が表示される。画像形成条件は表示データＤ２に基づいて表示される。操作設定手段１４は、レーザー光の点灯・消灯時間の設定のみならず、自動給紙モードや、プラテンモード等の設定及び画像形成条件の選択やその設定をするように操作される。これらの画像形成条件の選択等により得られた操作データＤ３は制御手段１５に出力される。
【００８３】
上述の制御手段１５には画像メモリ１３の他に記憶手段１２が接続され、画像書込み手段６０を調整するためのテストパターンデータＤ４が記憶される。テストパターンデータＤ４は、レーザー光Ｌの拡散度合い、回折格子型ライトバルブ６５の反射、回折誤差、レンズ光学系の精度、感光体ドラム７１の感度等の条件を設定するような内容である。記憶手段１２には、操作設定手段１４によって設定された後の調整設定内容も記憶される。
【００８４】
これは、前回設定された調整設定内容に基づいて今回の画像書込み手段６０を制御できるからである。記憶手段１２には、電源をオフしても情報が消失（消去）されない不揮発メモリが使用される。例えば、不揮発メモリには、フラッシュＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、バッテリーバックアップ付きのＳＲＡＭ等が使用される。
【００８５】
図１０は、第１の実施例としての画像書込み手段６０及びその周辺回路の構成例を示すブロック図である。
【００８６】
この例でＣＰＵ３５からの画像処理信号Ｓ１によって制御される画像処理手段２１には、ラインメモリ２２が設けられる。ラインメモリ２２には画像メモリ１３から受信した、１ライン単位の原稿画像データＤINが格納される。画像処理手段２１にはタイミング発生回路２５が接続され、タイミング制御信号Ｓ１０に基づいて点灯／消灯制御信号Ｓ２を発生するようになされる。タイミング発生回路２５は制御手段１５内に設けてもよい。
【００８７】
この例で、バルブ駆動回路６８は、シフトレジスタ８１、Ｄ／Ａコンバータ８２、オフセット回路８３及びスイッチング回路（ＳＷ）８４を有して構成される。上述の画像処理手段２１にはシフトレジスタ８１が接続され、ラインメモリ２２から読み出されたシリアルのＮ画素の画像データＤOUTが保持される。シフトレジスタ８１にはＤ／Ａコンバータ８２が接続され、Ｎ画素のデジタルの画像データＤOUTをパラレルに読み出してアナログの画像信号Ｓoutに変換する。Ｄ／Ａコンバータ８２には、スイッチング回路８４が接続される。スイッチング回路８４には、オフセット回路８３及びタイミング発生回路２５が接続される。オフセット回路８３はオフセット制御信号Ｓ１１に基づいてオフセット電圧Ｖoffをスイッチング回路８４に出力する。
【００８８】
スイッチング回路８４では点灯／消灯制御信号Ｓ２に基づく画像書込み期間に、アナログの画像信号Ｓoutに基づくオフセット電圧Ｖoffを書込み電圧Ｖｗとして回折格子型ライトバルブ６５に出力する。回折格子型ライトバルブ６５は、書込み電圧Ｖｗに基づいてＯＮ／ＯＦＦする。この回折格子型ライトバルブ６５のＯＮ／ＯＦＦ動作によってレーザー光Ｌを変調できるようになる。
【００８９】
続いて、第１の実施例に係る複写機１００の動作例について説明する。図１１は、複写機１００における複写時の動作例を示すフローチャートである。
【００９０】
この実施例では、レーザー光に基づいて感光体ドラム７１に静電潜像を形成し、その後、当該静電潜像を可視化した画像を形成する場合を前提とする。この例で、光源装置６３を制御する制御手段１５を備え、原稿画像データＤINの書込み領域を規定する画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３のＡＰＣ制御をする。また、この例では、画像領域内でＡＰＣ制御されたレーザー光により感光体ドラム７１に静電潜像を形成する場合を例に挙げる。
【００９１】
これらを複写条件にして、図１１に示すフローチャートのステップＡ１でコピー要求を待機する。コピー要求が有った場合は、ステップＡ２に移行して画像形成条件等の入力処理を実行する。このとき、表示手段１８には、図示しない基本設定用の画面等が表示され、この画面には、複写枚数、画像形成濃度等の画像形成条件が表示される。画像形成条件は表示データＤ２に基づいて表示される。操作設定手段１４は、レーザー光の点灯／消灯時間の設定のみならず、自動給紙モードや、プラテンモード等の設定及び画像形成条件の選択やその設定をするように操作される。これらの画像形成条件の選択等により得られた操作データＤ３は制御手段１５に出力される。
【００９２】
その後、ステップＡ３に移行して、制御手段１５は、操作パネル４８で図示しないスタートボタンの押下を待機する。このスタートボタンが押下されると、制御手段１５は、ステップＡ４に移行して原稿読取処理を実行するように原稿読取手段１１を制御する。このとき、原稿読取手段１１は、図１で説明したように原稿２０を読み取って得た原稿読取信号Ｓinを制御手段１５に出力する。制御手段１５は、原稿読取信号Ｓinをアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、Ａ／Ｄ変換後の原稿画像データＤOUTを画像処理手段２１に出力する。画像処理手段２１では、原稿画像データＤOUTを符号圧縮処理した後に、画像メモリ１３に転送する。
【００９３】
また、ＣＰＵ３５は、操作設定手段１４によって設定された画像形成条件に基づいて画像メモリ１３から原稿画像データＤOUTを読み出す。画像メモリ１３から読み出された原稿画像データＤOUTは、画像処理手段２１に転送される。画像処理手段２１では、原稿画像データＤOUTの復号伸長処理がなされる。画像処理後の原稿画像データＤOUTは、図１０に示した画像処理手段２１でラインメモリ２２に格納される。ラインメモリ２２には１ライン単位の原稿画像データＤINが格納される。
【００９４】
その後、ステップＡ５に移行してＣＰＵ３５は、給紙処理を実行すべく給紙手段２３を制御する。このとき、給紙手段２３の例えば、給紙トレイ３０Ａでは、給紙制御信号Ｓ６に基づいて用紙Ｐが繰り出され、用紙Ｐは給紙搬送通路を経て画像形成手段７０の下方に至る。
【００９５】
そして、ステップＡ６に移行してＣＰＵ３５は、画像形成処理を実行すべく画像形成手段７０を制御する。このとき、ＣＰＵ３５は、図８Ａに示した画像書込み時の制御を実行する。画像書込み手段６０では、画像処理信号Ｓ１に基づいて原稿画像データＤOUTによる静電潜像を感光体ドラム７１に形成する。
【００９６】
例えば、ＣＰＵ３５は、原稿画像データＤINの書込み領域を規定する画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３を制御する。光源装置６３では、レーザー光源３３がレーザー光を発生する。図７に示したフォトダイオードＰＤは、レーザー光源３３から発生されたレーザー光を検出して抵抗器Ｒ１に現れる光出力電圧Ｖｄを出力する。
【００９７】
コンパレータ５０２は、フォトダイオードＰＤから得られる光出力電圧ＶｄとＣＰＵ３５から設定された制御目標電圧Ｖrefとを比較する。この比較結果である電圧差Ｖεは、コンパレータ５０２からサンプル＆ホールド回路５０３へ出力される。トランジスタＱ１には画像領域信号Ｓｖが供給される。トランジスタＱ１は画像領域信号Ｓｖ等に基づいてサンプル＆ホールド回路５０３の出力許可（ＥＮＢ）制御を実行する。
【００９８】
サンプル＆ホールド回路５０３はトランジスタＱ１を介して画像領域信号Ｓｖに基づき、電圧差Ｖεのサンプル＆ホールド処理を実行する。サンプル＆ホールド回路５０３は、サンプル＆ホールド処理によって駆動電圧Ｖｃを発生し、この駆動電圧Ｖｃをコンパレータ５０６に出力する。サンプル＆ホールド回路５０３は、例えば、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖref以下である場合は、レーザー光源３３における光出力を増加するような駆動電圧Ｖｃをコンパレータ５０６に出力する。また、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖrefを越える場合は、レーザー光源３３における光出力を減少するな駆動電圧Ｖｃをコンパレータ５０６に出力する。
【００９９】
また、ベース制御回路５０４は、画像領域信号Ｓｖに基づいて非反転ベース制御信号Ｓｂ及び反転ベース制御信号Ｓｂバーを発生し、トランジスタＱ２及びＱ３のベース電流を制御する。ベース制御回路５０４はトランジスタＱ２に非反転ベース制御信号Ｓｂを供給し、トランジスタＱ３には反転ベース制御信号Ｓｂバーを供給して、レーザー光源３３の出力を制御する。
【０１００】
スイッチング定電流源５０５は、レーザーダイオードＬＤに流れるレーザー駆動電圧Ｉを差動アンプの動作電流を通じて一定に制御する。コンパレータ５０６は、サンプル＆ホールド回路５０３から出力される駆動電圧Ｖｃと抵抗器Ｒ３から得られる電圧降下Ｖｒとを比較して、トランジスタＱ４のベース電流を制御する。
【０１０１】
このとき、コンパレータ５０６は、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖref以下である場合は、レーザー光源３３における光出力を増加し、光出力電圧Ｖｄが制御目標電圧Ｖrefを越える場合は、コンパレータ５０６がレーザー光源３３における光出力を減少するようにトランジスタＱ４を制御する。
【０１０２】
また、ＣＰＵ３５は、図８Ａに示した当該水平画像領域と次の水平画像領域との間（ライン間）に、次のラインの原稿画像データＤINに基づいて固定リボン３に対する可動リボン４の位置を制御する（リボン変調制御）。例えば、図８Ａに示した画像領域信号Ｓｖがロー・レベル（以下で「Ｌ」レベルという）で光源装置６３がＯＦＦされる。
【０１０３】
回折格子型ライトバルブ６５は、光源装置６３を消灯した状態でリボン変調動作する。ＣＰＵ３５は、レーザー光Ｌをライン単位の原稿画像データＤINに基づいて回折格子型ライトバルブ６５により変調するために、画像処理手段２１のラインメモリ２２から、画像処理後の１ライン単位の原稿画像データＤOUTをシリアルに読み出し、図１０に示したバルブ駆動回路６８にセットする。
【０１０４】
このバルブ駆動回路６８では、シフトレジスタ８１がラインメモリ２２から読み出されたシリアルのＮ画素の画像データＤOUTを保持する。シフトレジスタ８１に保持されたＮ画素の画像データＤOUTは、Ｄ／Ａコンバータ８２にパラレルに読み出される。Ｄ／Ａコンバータ８２は、Ｎ画素の画像データＤOUTをアナログの画像信号Ｓoutに変換する。
【０１０５】
Ｄ／Ａ変換後の画像信号Ｓoutは、Ｄ／Ａコンバータ８２からスイッチング回路８４へ出力される。このとき、オフセット回路８３はオフセット制御信号Ｓ１１に基づいてオフセット電圧Ｖoffをスイッチング回路８４に出力する。また、タイミング発生回路２５は、画像処理手段２１から出力されるタイミング制御信号Ｓ１０に基づいて点灯／消灯制御信号Ｓ２を発生する。
【０１０６】
スイッチング回路８４では、オフセット回路８３から供給されるオフセット電圧Ｖoff及びタイミング発生回路２５から供給される点灯／消灯制御信号Ｓ２に基づく画像書込み期間に、アナログの画像信号Ｓoutに基づくオフセット電圧Ｖoffを書込み電圧Ｖｗとして回折格子型ライトバルブ６５に出力する。回折格子型ライトバルブ６５では、書込み電圧Ｖｗに基づいて図４及び図５に示した可動リボン４がＯＮ又はＯＦＦする。この可動リボン４のＯＮ又はＯＦＦ動作の結果、１ラインの原稿画像データＤINに基づく書込み電圧Ｖｗが回折格子型ライトバルブ６５にセットされる。
【０１０７】
この回折格子型ライトバルブ６５のＯＮ又はＯＦＦ動作によってレーザー光Ｌが変調される。この例では、書込み電圧Ｖｗのセットと共に、図８Ａに示した画像領域信号Ｓｖが「Ｈ」レベルに維持され、光源装置６３がＯＮされる。従って、両リボン３，４により構成される回折格子が静定された状態で、次のデータ書込み期間において、そのライン単位の原稿画像データＤINに基づく０次回折光Ｌ０を一斉に感光体ドラム７１に書き込む（結像する）ことができる。そして、制御手段１５は、ライン単位に結像された感光体ドラム７１を駆動手段７９を介して所定方向に回転駆動する。
【０１０８】
感光体ドラム７１に形成された静電潜像は、現像制御信号Ｓ５に基づいて現像手段７３によるトナーにより現像される。転写手段７４では感光体ドラム７１上に形成されたトナー像を転写制御信号Ｓ７に基づいて用紙Ｐに転写し、分離手段７５では、トナー像が転写された用紙Ｐを分離制御信号Ｓ８に基づいて感光体ドラム７１から分離される。定着手段７８では用紙Ｐに形成されたトナー像を定着制御信号Ｓ９に基づいて定着するようになされる。定着後の用紙Ｐは排紙される。
【０１０９】
その後、ステップＡ７に移行して、ＣＰＵ３５は、予め設定された複写部数を全部実行したを判別する。予め指定された原稿２０でその複写部数の最終ページを複写した場合は、ステップＡ８に移行する。その複写部数の最終ページを複写していない場合は、ステップＡ５に戻り、上述した処理を繰り返すようになされる。そして、ＣＰＵ３５は、予め設定された複写部数を全部実行した場合には、ステップＡ８に移行してコピー処理を終了するか否かがチェックされる。コピー処理を終了しない場合は、ステップＡ１に戻ってコピー要求を待機する。コピー処理を終了する場合は、電源オフ情報等を検出して制御処理を終了する。
【０１１０】
このように、第１の実施例としての複写機及び画像形成方法によれば、感光体ドラム７１に静電潜像を形成し、当該静電潜像を可視化して画像を形成する場合、光源装置６３を制御する制御手段１５を備え、原稿画像データＤINの書込み領域を規定する画像領域信号Ｓｖに基づいて光源装置６３のＡＰＣ制御を実行する。
【０１１１】
従って、画像形成動作中、光源装置６３における光出力を画像領域信号Ｓｖに基づいて一定に制御することができる。しかも、画像領域内でＡＰＣ制御されたレーザー光により、感光体ドラム７１に静電潜像を形成することができる。ＡＰＣ制御は、出力画像に影響を与えずに画像領域内で実行される。
【０１１２】
これにより、光源装置６３を常時点灯する制御方式に比べて、レーザー光源３３の熱による光出力低下を無くすことができ、回折格子型ライトバルブ書込み系においても、高品質の画像を形成できるようになる。従って、回折格子型ライトバルブ６５を採用した複写機１００においても、ＬＤドルーブでの光量低下による濃度ムラを回避し、良好な画像出力が可能となった。
【０１１３】
なお、ポリゴン走査系において、画像領域外で行っていたＡＰＣ制御による光出力が複写機内で乱反射して画像領域に潜像してしまうことの対策が回折格子型ライトバルブを採用した画像書き込み系では不要になる。また、本発明方式で対象とする画像領域は、ドラム回転方向である垂直画像領域ＶＶのみならず、ドラム回転方向と直交する水平方向である水平画像領域ＨＶであってもよい。
【実施例２】
【０１１４】
図１２は、第２の実施例としての複写機２００の画像書込み手段６０’の露光原理を示す上面図である。
【０１１５】
図１２に示す複写機２００の画像書込み手段６０’は、ポリゴン走査系に回折格子型ライトバルブ６５を組み合わせてマルチビームとした場合である。画像書込み手段６０’において、画像領域信号Ｓｈにより制御される光源装置６３から出射されたレーザー光Ｌは、コリメータレンズ等の光学系６４により平行光に成形される。光学系６４により成形された平行光は、回折格子型ライトバルブ６５に入射する。回折格子型ライトバルブ６５は、ライン単位の原稿画像データＤINに基づいて図２乃至図５で説明した可動リボン４を変調するように動作する。このとき、１次回折光Ｌ１は回折角θを有して回折される。０次回折光Ｌ０は、光学系６６に入射する。
【０１１６】
この例では、回折格子型ライトバルブ６５によって変調された所定のエネルギーのライン単位の０次回折光Ｌ０は、フーリエ変換（ＦＴ）レンズ６６Ａ、スリット６６Ｂ及び逆フーリエ変換光学系６６Ｄ、第１のシリンドリカルレンズ（ＣＹ１）６６Ｅ、ポリゴンミラー６６Ｆ及び第２のシリンドリカルレンズ（ＣＹ２）６６Ｇ等の光学手段６６’を介して感光体ドラム７１に入射する。例えば、ＦＴレンズ６６Ａは、０次回折光Ｌ０を絞り込むようになされる。
【０１１７】
スリット６６Ｂは絞り込まれた０次回折光Ｌ０を通過させ、通過光の中から１次回折光をカットするようになされる。０次回折光Ｌ０は、逆フーリエ変換光学系６６Ｄにより逆フーリエ変換されて平行光となされる。シリンドリカルレンズ６６Ｅは、０次回折光Ｌ０をビーム状に絞り込むようになされる。ポリゴンミラー６６Ｆはビーム状に絞り込まれた０次回折光Ｌ０を主走査方向に走査する。シリンドリカルレンズ６６Ｇは、ポリゴンミラー６６Ｆによって主走査されるビーム状の０次回折光Ｌ０を感光体ドラム７１上に結像する。これにより、１ラインの原稿画像データＤINを同時に０次回折光Ｌ０により、感光体ドラム上に露光（記録）することができる。この露光の結果、感光体ドラム７１上に１ラインの静電潜像が同時に形成される。
【０１１８】
このように、本発明に係る第２の実施例に係る複写機２００によれば、ポリゴン走査系に回折格子型ライトバルブ６５を組み合わせてマルチビームとした場合の画像書込み手段６０’において、画像領域信号Ｓｈに基づいて画像領域内で光源装置６３のＡＰＣ制御を実行する。
【０１１９】
従って、画像形成動作中、光源装置６３における光出力を画像領域信号Ｓｈに基づいて一定に制御することができる。しかも、画像領域内でＡＰＣ制御されたレーザー光により、感光体ドラム７１に静電潜像を形成することができる。ＡＰＣ制御は、出力画像に影響を与えずに画像領域内で実行される。
【０１２０】
これにより、光源装置６３を常時点灯する制御方式に比べて、レーザー光源３３の熱による光出力低下を無くすことができ、回折格子型ライトバルブ＋ポリゴン走査系とした書込み系においても、高品質の画像を形成できるようになる。従って、回折格子型ライトバルブ６５とポリゴン走査系を組み合わせた複写機２００においても、ＬＤドルーブでの光量低下による濃度ムラを回避し、良好な画像出力が可能となる。
【０１２１】
なお、ポリゴン走査系のみにおいて、画像領域外で行っていたＡＰＣ制御による光出力が、画像書込み手段６０内で乱反射して画像領域に潜像してしまうことの対策が、回折格子型ライトバルブ＋ポリゴン走査系とした画像書き込み系では不要になる。上述の実施例では、白黒用のデジタル複写機の場合について説明をしたが、これに限られることはなく、カラー用のプリンタや、ファクシミリ装置、複合機等にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
この発明は、照射光をライン単位の画像データに基づいて変調する回折格子型ライトバルブを有して高速画像書込み処理可能な白黒用及びカラー用のプリンタや、ファクシミリ装置、デジタル複写機、複合機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の各実施例としてのデジタルの高速複写機１００の構成例を示す概念図である。
【図２】回折格子型ライトバルブ６５の１画素の構成例を示す斜視図である。
【図３】回折格子型ライトバルブ６５の全体構成例を示す平面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、回折格子型ライトバルブ６５における可動リボン４の動作例を示す幅方向の断面図である。
【図５】回折格子型ライトバルブ６５における２画素分の動作例を示す長さ方向の断面図である。
【図６】複写機１００の画像書込み手段６０における露光原理を示す上面図である。
【図７】光源装置６３の内部構成例を示す回路図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、光源装置６３の動作例を示す波形図である。
【図９】複写機１００の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図１０】第１の実施例としての画像書込み手段６０及びその周辺回路の構成例を示すブロック図である。
【図１１】複写機１００における複写時の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施例としての複写機２００の画像書込み手段６０’の露光原理を示す上面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来例に係る回折格子型ライトバルブを応用した書込み系の光源制御例を示す波形図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  シリコン基板
２  共通電極
３  固定リボン
４  可動リボン
１１  原稿読取手段
１２  記憶手段
１３  画像メモリ
１４  操作設定手段
１５  制御手段
１８  表示手段
２１  画像処理回路
２３  給紙手段
３５  ＣＰＵ（制御手段）
４８  操作パネル（表示手段＋操作手段）
６０，６０’  画像書込み手段（画像形成手段）
６３  光源装置
６５  回折格子型ライトバルブ
７０  画像形成手段
７９  駆動手段
１００  複写機
【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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