(57)【要約】【課題】複数のビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各ビームの光量制御を行う光量制御装置及び光量制御方法であって、ビーム本数に応じて各ビームの光量を所定の光量に制御することができる、光量制御装置及び光量制御方法を提供する。【解決手段】１主走査期間当りのラインＡＰＣ時に、複数のビームのうち一部のビームを同時に点灯させ同一主走査期間内の次の制御に前回点灯させたビームのうち少なくとも１本を含む複数本のビームを再点灯させ、同一主捜査期間内に上記光量制御を複数回実行する。このとき、制御ビームの本数、再点灯ビームの本数を、全ビーム本数が２n本であるか奇数本であるかに応じて所定の条件を満たす本数に設定することで、各ビームの光量を目標となる所定の光量に制御する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビームの光量を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出光量に基づいて、前記光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御手段と、
前記光量制御手段による光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本か奇数本かに応じて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御する点灯制御手段と、
を備えた光量制御装置。
【請求項２】
前記点灯制御手段は、前記複数の光ビームに含まれる２以上のビームを同時に点灯させる請求項１に記載の光量制御装置。
【請求項３】
前記点灯制御手段は、光量制御を複数回実施する場合に、前回点灯された光ビームの一部を再度点灯させる請求項２に記載の光量制御装置。
【請求項４】
前記点灯制御手段は、前記複数の光ビームの本数が２n本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる奇数本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる偶数本のビームを再度点灯させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項５】
前記点灯制御手段は、前記複数の光ビームの本数が２n本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる３本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる２本のビームを再度点灯させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項６】
前記点灯制御手段は、前記複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項７】
複数の光ビームの光量を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出光量に基づいて、前記光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御手段と、
前記光量制御手段による光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる奇数本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる偶数本のビームを再度点灯させる第１の点灯制御と、前記複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる第２の点灯制御とを切り替えて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御する点灯制御手段と、
を備えた光量制御装置。
【請求項８】
複数の光ビームの光量を検出し、検出された光量に基づいて、複数の光ビームの光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御方法であって、光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本か奇数本かに応じて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御することを特徴とする光量制御方法。
【請求項９】
前記複数の光ビームの本数が２n本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる３本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる２本のビームを再度点灯させる請求項８に記載の光量制御方法。
【請求項１０】
前記複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる請求項８に記載の光量制御方法。
【請求項１１】
複数の光ビームの光量を検出し、検出された光量に基づいて、複数の光ビームの光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御方法であって、
光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる奇数本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる偶数本のビームを再度点灯させる第１の点灯制御と、前記複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる第２の点灯制御とを切り替えて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御する光量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量制御装置及び光量制御方法に係り、特に、複数のビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各ビームの光量制御を行う光量制御装置及び光量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成速度の高速化、高画質化を目的として複数本のビームをそれぞれ偏向して感光体を同時に走査させる画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置としては、光走査装置に複数のビームを発光するレーザーアレイからなる光源を備えた構成が提案されている。この構成によれば、同時に走査させるビームの本数を増加させることで、高速化、高画質化を図ることができる。
【０００３】
一方、複数本のビームを同時に走査する画像形成装置においては、各ビームの光量のばらつきにより、副走査方向の濃度ムラが発生する。この濃度ムラを防止するためには、個々のビームの光量を均一にする必要がある。このため、各ビームの光量を所定値に制御する自動光量制御（Auto Power Control：ＡＰＣ）を実施している。
【０００４】
従来、光走査装置に使用されるレーザーダイオード（ＬＤ）としては、端面発光型レーザが一般的であったが、最近では、面発光レーザーはアレイ化が容易である等の利点から、面発光レーザーアレイが光走査装置に使用されるようになった。
【０００５】
端面発光レーザーを用いる場合には、バックビームをパッケージ内に配置された光量モニター用のフォトダイオード等のセンサー（以下、「モニターセンサー」という。）で検出し、検出値に基づいて光量を制御する方法が一般的である。また、個別にモニターセンサーを有するＬＤを複数使用する場合には、ＬＤとモニターセンサーとが１対１に配置されるため、同一走査毎に複数のビームの光量を、同時に且つ所定値に制御することが可能であり、シングルビームの際の光量調整と同様の方法でＡＰＣを実施することができる。
【０００６】
これに対し、面発光レーザーアレイの場合には、その構造上、モニターセンサーをパッケージ内部に備えることが困難であり、モニターセンサーをパッケージの外部に設ける必要がある。しかしながら、モニターセンサーをレーザーアレイの発光点の数だけ設けることは、コスト、スペースの関係上、実用的ではない。このため、１つのモニターセンサーを用いて、すべてのビームの光量を制御する方法が採用されている。
【０００７】
例えば、複数のビームを１つのモニターセンサーを用いて制御するためには、各ビームを順次点灯させ、モニターセンサーからの電流値を光量制御回路にフィードバックし、電圧に変換した後、変換された電圧値を、光量調整の目標値の基準となる基準電圧値と比較することによって、各ビームの光量を調整する。各発光点から射出されたビームは、ハーフミラーで分離され、分離された一方のビームが画像書き込み用とされ、他方のビームが光量制御用として用いられる。
【０００８】
面発光レーザーアレイを光走査装置に用いる場合には、上述したとおり、端面発光レーザーとは異なり、モニターセンサーをパッケージの外部に設ける必要がある。このとおり、モニターセンサーが外付けであることに加えて、ハーネスなどを設ける必要があるために、モニターセンサーは外部ノイズの影響を受けやすくなる。
【０００９】
また、走査光学系に使用する光源としては、一般に、ビーム径を絞るためにシングルモードのレーザーが使用されるが、面発光レーザーは、駆動電流を上げていくとマルチモードで発振してしまうという特性を有し、シングルモードで発振させるためには、ビーム１本あたりの光量を、端面発光型レーザーに比べて低下させなければならない。従って、モニターセンサーに入射するビームは、非常に弱くなってしまう。
【００１０】
以上説明したとおり、面発光レーザーアレイを光走査装置に用いた画像形成装置においては、各ビームを順次点灯させてＡＰＣを実施すると、上述したとおり、モニターセンサーに入射するビームの光量が少ないために、モニターセンサーから出力される電流値も非常に低くなる。また、ハーネスにノイズが入った場合には、Ｓ／Ｎ比が悪化し、正確にモニター電流を検出することができなくなる。このため、ＡＰＣ精度が悪化し、画像にディフェクトが発生する等、画質低下の問題が発生する。
【００１１】
このＡＰＣ精度の悪化という問題を解決するために、モニターセンサーに入射する光量を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させるために全ビームを一括点灯させるか、複数のレーザーをグループ化して同時に点灯させて、ＡＰＣを行う方法が考えられる。これらの方法では、全ビーム若しくは各グループの総光量を検出して、各ビームに対して同じ光量を増減させる補正を行う。しかしながら、Ｉ−Ｌ特性ばらつき等、各ビームの特性にばらつきがある場合には、光量ムラが発生し、画像にディフェクトが生じるなどの問題点がある。
【００１２】
これに対し、本出願人は、ＡＰＣを行う際に複数本を順次選択的に点灯させて、各ビームを所望の光量に制御する方法を提案している（特許文献１）。特許文献１では、光源から出射されるビーム本数が５本の場合について説明がされている。具体的な制御方法は、以下のとおりである。
【００１３】
５本のビームのうち３本点灯させ、その３本の光量をモニターセンサーで検出する。３本の合計の電流値を光量制御回路で電圧変換し、基準となる基準電圧と比較する。そして、検出した光量が基準よりも高ければ、その分だけ３ビームに対して等量だけ出力を減少させる。一方、検出した光量が基準電圧よりも低ければ、３ビームに対して等量だけ出力を上げるよう制御する。
【００１４】
次の制御では、前回制御した３ビームのうち２ビームを次の制御にも用い、新たに１ビームを点灯させ、合計３ビームに対して上記制御を繰り返す。この方法により、複数のビームをグループ化し、まとめてＡＰＣを行う場合にも、各ビームを目標値に制御することができる。
【特許文献１】特開２００２−４０３５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した特許文献１では、ビーム数が５本の場合にしか言及されておらず、特許文献１に記載された光量制御方法では、ビーム数を任意に選択した場合には、すべてのビームを所定の光量に制御することができないおそれがある、という問題がある。特に、ビーム本数がマルチビームとして度々用いられる２n本になると、制御方法を工夫しないと、所定の光量に制御することができない場合が多い。
【００１６】
また、特許文献１では、光量制御に要する時間に関しては言及されていないが、光量制御は各ラインの非画像エリア内で行うため、可能な限り速く目標値に収束させる必要があり、ＡＰＣにかかる時間を短縮する必要もある。
【００１７】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、複数のビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各ビームの光量制御を行う光量制御装置及び光量制御方法であって、ビーム本数に応じて各ビームの光量を所定の光量に制御することができる、光量制御装置及び光量制御方法を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、複数のビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各ビームの光量制御を行う光量制御装置及び光量制御方法であって、より短時間で各ビームの光量を所定の光量に制御することができる、光量制御装置及び光量制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の光量制御装置は、複数の光ビームの光量を検出する光検出手段と、前記光検出手段の検出光量に基づいて、前記光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御手段と、前記光量制御手段による光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本か奇数本かに応じて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御する点灯制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記の光量制御装置では、光検出手段が複数の光ビームの光量を検出すると、光量制御手段が、前記光検出手段の検出光量に基づいて、前記光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する。点灯制御手段は、この光量制御手段による光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本か奇数本かに応じて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御する。
【００２１】
例えば２n本の場合には、点灯制御の方法によっては、複数の光ビームの各々を目標光量に制御することができない場合が多い。複数の光ビーム（全ビーム）の本数が２n本であるか奇数本であるかに応じて、複数の光ビームの光量が目標光量に収束するように、点灯制御の方法を変えることで、各ビームの光量を目標となる所定の光量に制御することができる。
【００２２】
点灯制御の方法としては、複数の光ビームに含まれる２以上のビームを同時に点灯させる方法が好ましい。２以上のビームを同時に点灯させることで、光量制御に要する時間を短縮できると共に、検出光量を増加させてＳ／Ｎ比を向上させることができ、光量制御の精度を上げることができる。
【００２３】
また、光量制御を複数回実施する際に、前回点灯された光ビームの一部を再度点灯させることが好ましい。複数の光ビームに含まれる２以上のビームを同時に点灯させる場合には、前回点灯された光ビームの一部を再度点灯させることが、複数の光ビームの光量を目標光量に収束させるための条件である。
【００２４】
具体的には、複数の光ビームの本数が２n本の場合には、複数の光ビームに含まれる奇数本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる偶数本のビームを再度点灯させる。この場合に、複数の光ビームの光量を目標光量に収束させることができる。複数の光ビームに含まれる３本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる２本のビームを再度点灯させることで、より短時間で所望の光量に制御することができる。
【００２５】
また、複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる。複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、点灯制御の方法によらず複数の光ビームの光量を目標光量に収束させることができるが、この条件を満たす場合に、より短時間で所望の光量に制御することができる。
【００２６】
実際の光量制御では、点灯制御手段が、光量制御手段による光量制御時に、複数の光ビームの本数が２n本の場合には、複数の光ビームに含まれる奇数本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる偶数本のビームを再度点灯させる第１の点灯制御と、複数の光ビームの本数が奇数本の場合には、前記複数の光ビームに含まれる２本のビームを同時に点灯させると共に、前回点灯された光ビームに含まれる１本のビームを再度点灯させる第２の点灯制御と、を切り替える構成とすることができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するために本発明の光量制御方法は、複数の光ビームの光量を検出し、検出された光量に基づいて、複数の光ビームの光量が予め定めた目標光量となるように、前記複数の光ビームの光量を各々制御する光量制御方法であって、光量制御時に、前記複数の光ビームの本数が２n本か奇数本かに応じて、前記複数の光ビームの光量が前記目標光量に収束するように、前記複数の光ビームの点灯を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明は複数のビームで被走査面上を走査する光走査装置に用いられ、各ビームの光量制御を行う光量制御装置及び光量制御方法に関し、本発明によれば、ビーム本数に応じて各ビームの光量を所定の光量に制御することができる、という効果がある。また、光量制御時に点灯するビームの本数を所定の本数とすることで、より短時間で各ビームの光量を所定の光量に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ここでは、本発明を複数のレーザービーム（以下、単に「ビーム」という。）により感光体ドラムに対して走査露光を行う光走査装置に適用した場合について説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。図１に示すように、この光走査装置１０は、複数のビームを出射する面発光型のレーザーアレイ１２と、これら複数のビームを主走査方向に走査するポリゴンミラー２４と、を備えている。レーザーアレイ１２は、回路基板１４に取り付けられている。なお、レーザーアレイ１２は複数のビームを発生するが、図１では、簡略化のため１本のビームのみを図示している。
【００３１】
レーザーアレイ１２には、図２に示すように、複数個（図２では８個）のレーザーダイオード（ＬＤ）が２次元的に配置されている。以下では、これらのＬＤを第１ＬＤ〜第８ＬＤといい、これらのＬＤの各々から出射されるビームを第１ビーム〜第８ビームという。
【００３２】
レーザーアレイ１２から出射されたビームは、コリメータレンズ１６により略平行光とされる。ハーフミラー１８は、ビームの一部を分離してモニターフォトダイオード（ＭＰＤ）２０に導く。なお、レーザーアレイ１２は、端面発光レーザとは異なり、共振器の後側からビーム（バックビーム）を出射することができない。そこで、光量制御用のモニター信号を得るために、レーザーアレイ１２から出射されたビームの一部はハーフミラー１８により分離された後、上記のようにＭＰＤ２０に導かれる。
【００３３】
一方、ハーフミラー１８を通過したビームは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ２２によってポリゴンミラー２４の反射面近傍で主走査方向に長い線状に結像されてポリゴンミラー２４に入射される。
【００３４】
ポリゴンミラー２４は図示しないモータによって回転され、入射されたビームを主走査方向に偏向反射する。そして、ポリゴンミラー２４によって偏向反射されたビームは、主走査方向にのみパワーを有するｆθレンズ２６によって主走査方向において不図示の感光体ドラム上に結像され、かつ当該感光体ドラム上を略等速で移動するように結像される。
【００３５】
ｆθレンズ２６を通過したビームは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルミラー２８によって感光体ドラム上で結像され、対応する色の画像信号に応じた静電潜像が感光体ドラム上に形成される。
【００３６】
また、光走査装置１０は、ポリゴンミラー２４の各反射面での走査開始の同期を取る必要があるため、走査開始前のビームを反射するピックアップミラー３０と、ピックアップミラー３０で反射されたビームを検出する主走査同期センサ（以下、「ＳＯＳセンサ」という。）３２と、を備えており、ＳＯＳセンサ３２から出力されたＳＯＳ信号によって主走査方向の書き出しタイミングの同期が取られる。
【００３７】
次に、図３を参照して、光走査装置１０が適用される画像形成装置１００の構成を説明する。図３に示すように、この画像形成装置１００は、画像制御部４０、レーザー駆動部６０、及び上述した光走査装置１０を含んで構成されている。なお、レーザー駆動部６０は、光走査装置１０の回路基板１４上に形成されている。
【００３８】
画像制御部４０は、画像形成装置１００全体の動作を制御するものであり、画像処理部４２とＡＰＣ制御部５０とを含んで構成されている。画像処理部４２は、外部から入力された画像信号に基づいて各ビームのオン／オフ状態を示す画像データ信号を生成し、該画像データ信号をレーザー駆動部６０に出力する。また、画像処理部４２は、光走査装置１０のＳＯＳセンサ３２から入力されたＳＯＳ信号に基づいてＡＰＣ制御部５０に垂直同期信号を出力すると共に、リセット信号や画像書き込み信号等の各種の制御信号を出力する。以下では、各ビームの画像データ信号を、第１画像データ信号〜第８画像データ信号という。
【００３９】
ＡＰＣ制御部５０は、目標光量に応じた基準電圧の設定を指示する基準電圧設定部５２と、ＡＰＣの実行を制御する制御信号を生成する信号生成部５４とを備えている。また、レーザー駆動部６０は、各ビームの光量制御を行う光量制御回路６２と、画像制御部４０から入力された画像データ信号に基づいてレーザー駆動信号（レーザー駆動電流値）を出力するドライブ回路６４と、光量制御回路６２からの差分信号の出力タイミングを制御するサンプル／ホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）６６と、を備えている。
【００４０】
基準電圧設定部５２は、画像制御部４０から入力された制御信号に基づいて基準電圧信号を光量制御回路６２に出力する。信号生成部５４は、ＡＰＣの開始を指示するＡＰＣ開始信号と、光量制御の対象とするビームの切り換えタイミングを指示するビーム切換信号とを含むＡＰＣ制御信号を生成し、Ｓ／Ｈ回路６６に出力する。
【００４１】
光量制御回路６２は、光走査装置１０のＭＰＤ２０から入力されたモニター電流に基づいて目標光量を得るための差分信号を生成し、Ｓ／Ｈ回路６６に出力する。Ｓ／Ｈ回路６６は、ＡＰＣ開始信号及びビーム切換信号に応じたタイミングで、光量制御回路６２から入力された差分信号をドライブ回路６４に出力する。
【００４２】
ドライブ回路６４は、画像制御部４０から入力された画像データ信号に基づいてレーザー駆動電流値を出力し、ビームの点灯をオンオフさせることにより、光走査装置１０による画像形成を実行する。また、光量制御時には、Ｓ／Ｈ回路６６から入力された差分信号のレベルが０（ゼロ）となるように、すなわち、制御対象とするビームの光量が目標光量と合致するように、レーザー駆動電流値を設定し、ビームの光量を調整する。
【００４３】
図４に、光量制御回路６２の回路構成を示す。図４に示すように、光量制御回路６２は、演算増幅器（所謂オペアンプ）及び抵抗器により構成された増幅器７０と、演算増幅器により構成された比較器７２と、を含んで構成されている。ここで、増幅器７０の入力端にはＭＰＤ２０の出力端が接続され、増幅器７０の出力端には比較器７２の一方の入力端が接続されている。比較器７２の他方の入力端には、ＡＰＣ制御部５０から基準電圧信号が入力され、基準電圧が印加される。
【００４４】
以上のように構成された光量制御回路６２では、初期ＡＰＣによる光量制御が指示されると、光量制御対象のＬＤから出射されたビームの光量が、ＭＰＤ２０により電流に変換され、これがモニター電流として増幅器７０に入力される。増幅器７０では、入力された電流が増幅され、予め定められたレンジの電圧に変換される。そして、変換された電圧が比較器７２により基準電圧と比較されることにより、基準電圧との差分に応じた差分信号が比較器７２からＳ／Ｈ回路６６を介してドライブ回路６４に出力される。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１００のＡＰＣ制御の動作を説明する。
（初期ＡＰＣ）
プリントの開始が指示されると、リセットが解除されてリセット信号がハイレベルになり、次にＡＰＣ開始信号がローレベルに切り換えられ、初期ＡＰＣが開始される。ＡＰＣ開始信号がローレベルになると、これとほぼ同期してビーム切換信号がハイレベルに切り換えられる。
【００４６】
ビーム切換信号が立ち上がってから次のビーム切換信号が立ち上がるまでの間、光量制御を実施する複数ビームの画像データがオンされ、複数ビームが点灯される。これら複数ビームは、ＭＰＤ２０により検出され、光電変換されて、モニター電流が光量制御回路６２に入力される。
【００４７】
光量制御回路６２では、モニター電流と基準電圧信号とから差分信号が求められる。差分信号は、Ｓ／Ｈ回路６６を介してドライブ回路６４に出力される。ドライブ回路６４は、Ｓ／Ｈ回路６６から入力された差分信号のレベルが０となるように駆動電流値を設定する。これにより、複数ビームのトータル光量が目標値と一致するように調整される。
【００４８】
次のビーム切換信号が立ち上がると、上記複数ビームのうち少なくとも１本を含む複数ビームの画像データ信号がオンされ、複数ビームが点灯されて、その光量が調整される。以下、同様に、ビーム切替信号に基づいて、点灯する複数ビームを順次切り替えながら、その複数ビームのトータル光量が調整される。
【００４９】
このように、初期ＡＰＣでは、各ビーム群を時系列に順次点灯し、それぞれのビーム群のトータル光量が目標値となるように制御する。また、初期ＡＰＣでは、全く発光していない状態からの制御であるため、各ビーム群につき一回の制御では目標光量まで到達しない。従って、同じＡＰＣ制御を複数回繰り返すことにより、全てのビームの光量を所定値まで上昇させる。例えば、初期ＡＰＣの繰り返し回数を２００回程度とすることができる。初期ＡＰＣの終了時には、ＡＰＣ開始信号がハイレベルに切り換えられて、初期ＡＰＣが終了する。
【００５０】
（ラインＡＰＣ）
次に、一部のビームがサーチ点灯され、ＳＯＳ信号がローレベルになると、これとほぼ同期してＡＰＣ選択信号がハイレベルになり、ラインＡＰＣに移行する。
【００５１】
ラインＡＰＣは、１主走査期間（ＳＯＳ信号のインターバル）内において、画像形成が行われる画像形成領域以外の非画像領域（ＡＰＣ領域）で実行される。本実施の形態では、複数のビームのうち一部のビームを同時に点灯させ光量制御を行うと共に、同一主走査期間内に直前に光量制御を行った複数ビームのうち少なくとも１本を含む複数ビーム群を同時に点灯させ、次の光量制御を実行する。次の制御もまた同様に行い、同じ主走査期間内に複数ビーム群の光量制御を複数回実施する。以下、ラインＡＰＣ時に同時に点灯させるビームを「制御ビーム」、再点灯させるビームを「再点灯ビーム」という。
【００５２】
上記の制御ビームの本数、再点灯ビームの本数は、全ビーム本数が２n本であるか奇数本であるかに応じて、以下のように設定される。
（１）全ビーム本数が２n本の場合
制御ビームの本数は奇数本であり、再点灯ビームの本数は偶数本である。
【００５３】
図５、図６、図７、図８に示す各グラフは、全ビーム本数が８本である場合の制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果である。横軸を制御回数、縦軸を光量としており、１ビームあたりの目標光量値は１０である。
【００５４】
上記の条件を満たす場合には、図５に示すように、全ビームが所定の光量に収束し、全ビームを目標とする所定の光量に制御することができる。一方、上記の条件から外れると、図６に示すように、ＡＰＣを続けても各ビームが異なった光量に収束してしまい、全ビームを所望の光量に制御することができない。
【００５５】
全ビーム本数が２n本の場合には、制御に要する時間を短縮するために、制御ビームの本数を３本とし且つ再点灯ビームの本数を２本とすることが好ましい。
【００５６】
図７では、制御ビームの本数は３本、再点灯ビームの本数は２本であり、ＡＰＣを３００回行ったときの全ビームの光量差は０．２％である。図８では、制御ビームの本数は５本、再点灯ビームの本数は２本であり、ＡＰＣを３００回行ったときの全ビームの光量差は２．９％である。
【００５７】
画質上許容される光量差は１０％であり、ＡＰＣを３００回行うことでどちらも１０％以下に制御することができるが、これらのグラフを比較すると分るように、制御ビームの本数が５本、再点灯ビームの本数が２本の場合より、制御ビームの本数が３本、再点灯ビームの本数が２本の場合の方が、少ない制御回数で全ビームが所定の光量に収束する。即ち、制御ビームの本数が３本、再点灯ビームの本数が２本の場合の方が、より短時間で光量差を許容レベルに収束させることができる。
【００５８】
（２）全ビーム本数が奇数本の場合
制御ビームの本数、再点灯ビームの本数は任意である。
【００５９】
全ビーム本数が奇数本の場合には、制御ビーム、再点灯ビームは任意の本数で、全ビームが所定の光量に収束し、全ビームを目標とする所定の光量に制御することができる。
【００６０】
全ビームが奇数本の場合には、制御ビームの本数を２本とし且つ再点灯ビームの本数を１本とすることが好ましい。この場合に、より短時間で所望の光量に制御することができる。
【００６１】
図９、図１０に示す各グラフは、全ビーム本数が７本である場合の制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果である。横軸を制御回数、縦軸を光量としており、目標光量値は１０である。図９では、制御ビームの本数は４本、再点灯ビームの本数は３本であり、ＡＰＣを１００回行ったときの全ビームの光量差は２．５％である。図１０では、制御ビームの本数は２本、再点灯ビームの本数は１本であり、ＡＰＣを１００回行ったときの全ビームの光量差は０．９％である。
【００６２】
画質上許容される光量差は１０％であり、ＡＰＣを１００回行うことでどちらも１０％以下に制御することができるが、これらのグラフを比較すると分るように、制御ビームの本数が４本、再点灯ビームの本数が３本の場合より、制御ビームの本数が２本、再点灯ビームの本数が１本の場合の方が、少ない制御回数で全ビームが所定の光量に収束する。即ち、制御ビームの本数が２本、再点灯ビームの本数が１本の場合の方が、より短時間で光量差を許容レベルに収束させることができる。
【００６３】
以下では、８本のビームのうち３本のビームを同時に点灯させると共に、次回の１主走査期間当りのラインＡＰＣの際に、前回の１主走査期間当りのラインＡＰＣで点灯させた２本のビームを含む３本のビームを点灯させて、ラインＡＰＣを実行する場合について説明する。
【００６４】
即ち、ＡＰＣ開始信号がローレベルになると、これとほぼ同期してビーム切換信号がハイレベルに切り換えられ、第１画像データ信号〜第３画像データ信号がオンにされる。ドライブ回路６４により、所定の駆動電流値に基づいて第１ビーム〜第３ビームが点灯される。
【００６５】
第１ビーム〜第３ビームはＭＰＤ２０により検出され、光電変換されて、ビームの光量に応じたモニター電流が光量制御回路６２に入力される。光量制御回路６２では、モニター電流を変換した電圧信号と基準電圧信号とから差分信号が求められ、差分信号がＳ／Ｈ回路６６を介してドライブ回路６４に出力される。ドライブ回路６４は、Ｓ／Ｈ回路６６から入力された差分信号のレベルが０となるように駆動電流値を設定し、第１ビーム〜第８ビームの各々の光量を調整する。
【００６６】
即ち、３本のビームを同時に点灯した場合には、モニター電流を変換した電圧値と基準電圧値との差分は、３本のビームについて、そのトータル光量と基準電圧値に対応するトータル光量との差分に相当する。従って、このトータル光量との差分からビーム１本当りの平均値を求め、これを第１ビーム〜第８ビームの各ビームとの差分として、各ビームについて差分信号に対応した駆動電流の補正量を求める。
【００６７】
例えば、モニター電流を変換した電圧値が基準電圧値より低い場合には、３本のビームのトータル光量における差分信号に対応した駆動電流の補正量を各ビームに設定し、ビーム毎に駆動電流値を設定し、各ビームの光量を上昇させる。また、モニター電流を変換した電圧値が基準電圧値より高い場合には、３本のビームのトータル光量における差分信号に対応した駆動電流の補正量を各ビームに設定し、ビーム毎に駆動電流値を設定し、各ビームの光量を減少させる。
【００６８】
具体的にはＡＰＣ開始信号がローレベルになると、これとほぼ同期してビーム切換信号がハイレベルに切り換えられ、１主走査期間当りのラインＡＰＣが開始され、第１画像データ信号〜第３画像データ信号がオンされその３本のトータル光量分のモニター電流を変換した電圧値と基準電圧が一致するように駆動電流を制御する。
【００６９】
次に、同一主走査期間内に前回点灯させた第２画像データ信号と第３画像データ信号に加え、第４画像データ信号がオンされる。ドライブ回路６４により、図示しないメモリから前回の光量制御終了時に設定された駆動電流値が読み出され、その駆動電流値に基づいて第２ビーム〜第４ビームが点灯される。第２ビーム〜第４ビームはＭＰＤ２０により検出され、光電変換されて、ビームの光量に応じたモニター電流が光量制御回路６２に入力される。
【００７０】
光量制御回路６２では、モニター電流を変換した電圧信号と基準電圧信号とから差分信号が求められ、差分信号がＳ／Ｈ回路６６を介してドライブ回路６４に出力される。ドライブ回路６４は、Ｓ／Ｈ回路６６から入力された差分信号のレベルが０となるように駆動電流値を設定し、第１ビーム〜第８ビームの各々の光量を調整する。その後、ビーム切替信号がローレベルに切り替えられて、ＡＰＣ開始信号がハイレベルになり、１主走査期間あたりのラインＡＰＣが終了する。
【００７１】
次にＡＰＣ開始信号がローレベルになると、これとほぼ同期してビーム切換信号がハイレベルに切り換えられ、次の１主走査期間当りのラインＡＰＣが開始される。ビーム切替信号がハイレベルに切り替えられると再び第１画像データ信号〜第３画像データ信号がオンされ３ビームのトータル光量分のモニター電流を変換した電圧値と基準値と一致するように駆動電流を制御する。次に第２画像データ信号〜第４画像データ信号がオンされ基準電圧と一致するように駆動電流を制御する。このような１主走査期間の制御を各ライン毎に繰り返す。
【００７２】
今回のラインＡＰＣでも、点灯されるビーム本数は３本であるが、図１１に示すように、そのうちの２本は、前回の１主走査期間当りのラインＡＰＣで点灯された３本のビームから選択される。
【００７３】
下記表１に、光量調整の具体的な計算例を示す。
【００７４】
【表１】
2006140421.tif 000002
【００７５】
上記の計算例によれば、ラインＡＰＣを実施する前（回数＝０）の光量ばらつきは、一例として、同一主走査期間内でＡＰＣを１６回繰り返すことにより、徐々に目標光量である１０に収束することが分る。これを各ライン繰り返すことによってより精度よく光量制御をすることができる。
【００７６】
以上説明したとおり、本実施の形態では、１主走査期間当りのラインＡＰＣ時に、複数のビームのうち一部のビームを同時に点灯させると共に、同一走査期間内において前回点灯させたビームの一部を再点灯させて、ラインＡＰＣを実施する。同一走査期間内の非画像エリアで複数回（数十回）の制御を行ない、次のラインＡＰＣに移行する。このとき、制御ビームの本数、再点灯ビームの本数を、全ビーム本数が２n本であるか奇数本であるかに応じて所定の条件を満たす本数に設定することで、各ビームの光量を目標となる所定の光量に制御することができる。
【００７７】
特に、全ビーム本数が２n本の場合には、制御ビームの本数、再点灯ビームの本数を任意に設定したのでは所定の光量に制御することができない場合が多い。このため、全ビーム本数が２n本の場合には、制御ビームの本数を奇数本、再点灯ビームの本数を２n本とすることで、各ビームの光量を目標となる所定の光量に制御することができる。
【００７８】
また、全ビーム本数が２n本の場合には、制御ビームの本数を３本とし且つ再点灯ビームの本数を２本とすることで、全ビーム本数が奇数本の場合には、制御ビームの本数を２本とし且つ再点灯ビームの本数を１本とすることで、より短時間で所望の光量に制御することができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、初期ＡＰＣ、ラインＡＰＣ共に、複数ビームを同時に点灯させて実施するので、ＡＰＣに要する時間を短縮できると共に、モニターセンサーに入射する光量を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、ラインＡＰＣの精度を上げることができる。
【００８０】
さらに、ラインＡＰＣ時には、初期ＡＰＣの終了時に設定された駆動電流値が読み出され、その駆動電流値に基づいて各ビームが点灯される。従って、各ビームを順次点灯させてラインＡＰＣを実施しなくても、各ビームの光量を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す光走査装置のレーザアレイの構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す画像形成装置の光量制御回路の構成を示す回路図である。
【図５】全ビーム本数が２n本で且つ収束条件を満たす場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図６】全ビーム本数が２n本で且つ収束条件を満たさない場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図７】全ビーム本数が８本、制御ビームの本数が３本、再点灯ビームの本数が２本の場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図８】全ビーム本数が８本、制御ビームの本数が５本、再点灯ビームの本数が２本の場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図９】全ビーム本数が７本、制御ビームの本数が４本、再点灯ビームの本数が３本の場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１０】全ビーム本数が７本、制御ビームの本数が２本、再点灯ビームの本数が１本の場合の、制御回数と光量の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１１】全ビーム本数が８本、制御ビームの本数が３本、再点灯ビームの本数が２本の場合の、再点灯ビームの選択例を示す図表である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 光走査装置
１２ レーザーアレイ
１４ 回路基板
１６ コリメータレンズ
１８ ハーフミラー
２２ シリンドリカルレンズ
２４ ポリゴンミラー
２６ レンズ
２８ シリンドリカルミラー
３０ ピックアップミラー
３２ センサ
４０ 画像制御部
４２ 画像処理部
５０ ＡＰＣ制御部
５２ 基準電圧設定部
５４ 信号生成部
６０ レーザー駆動部
６２ 光量制御回路
６４ ドライブ回路
６６ サンプルホールド回路
７０ 増幅器
７２ 比較器
１００  画像形成装置
【図１】
2006140421.tif 000003
【図２】
2006140421.tif 000004
【図３】
2006140421.tif 000005
【図４】
2006140421.tif 000006
【図５】
2006140421.tif 000007
【図６】
2006140421.tif 000008
【図７】
2006140421.tif 000009
【図８】
2006140421.tif 000010
【図９】
2006140421.tif 000011
【図１０】
2006140421.tif 000012
【図１１】
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