(57)【要約】【課題】マルチビームによって被走査面上を多重露光する方式において、各発光源の寿命のばらつきを均等化し、ひいては光源を長寿命化することのできる光ビーム走査光学装置を得る。【解決手段】複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して感光体上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて感光体上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置。各発光源の発光光量を検出する手段と、各発光源の発光時間を検出する手段と、検出された各発光源の発光光量と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の光量比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する。【選択図】図８
2011069871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の発光光量と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の光量比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ビーム走査光学装置。
【請求項２】
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の光量を駆動電流によって調整する手段と、
前記駆動電流を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の駆動電流と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電流の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ビーム走査光学装置。
【請求項３】
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の光量を駆動電圧によって調整する手段と、
前記駆動電圧を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の駆動電圧と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電圧の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ビーム走査光学装置。
【請求項４】
複数の発光源の温度を検出する手段を備え、
前記制御手段は、各発光源の積算値を所定の温度ごとに分類し、分類された温度ごとの積算値にそれぞれの温度に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とすること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項５】
複数の発光源ごとの温度を検出する手段を備え、
前記制御手段は、各発光源の積算値を所定の温度ごとに分類し、分類された温度ごとの積算値にそれぞれの温度に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とすること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
各発光源の画像形成領域の連続発光時間に一定時間又は画素数の基準値を設定し、前記基準値未満の発光時間と前記基準値以上の発光時間とに区分けし、
各発光源の積算値を所定の発光時間ごとに分類し、分類された発光時間ごとの積算値にそれぞれの発光時間に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とすること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項７】
前記制御手段は、同一画素を露光する光ビームを出力する発光源の前記累積負荷にある一定の差が発生したときに、前記光量制御を実行すること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項８】
前記制御手段は、同一画素を露光する光ビームを出力する発光源の前記累積負荷の差に区分を設定し、設定された区分に応じて前記光量制御を実行すること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項９】
前記制御手段は、所定のタイミングで前記光量制御を実行すること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
画像データが転送された後に、該画像データに基づいて画像形成に必要な各発光源の発光時間を算出するとともに、その画像データによる画像形成後の各発光源の累積負荷を算出し、
各発光源の累積負荷が等しくなるように画像形成前に前記光量制御を実行すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光ビーム走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビーム走査光学装置、特に、複写機やプリンタなどの電子写真法による画像形成装置に搭載される光ビーム走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の光ビーム走査光学装置の分野においては、画像形成の高速化、高階調化に対応するために、副走査方向に異なる位置で発光する複数の発光源から出力された光ビームで感光体を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて感光体上の同一画素を多重露光している。そして、このようなマルチビーム方式では、各発光源にはそれぞれ特性のばらつきがあり、個々の発光源の寿命にもばらつきを有している。
【０００３】
そして、複数の発光源のうち一つでも寿命を迎えてしまうと、その光源ユニットは使用不能になってしまう。よって、複数の発光源のそれぞれの長寿命化を図ることが望まれている。
【０００４】
複数の発光源を長寿命化するために、例えば、特許文献１には、感光体上の総和光量が目標値となるように、個々の発光源の経時劣化にも対応して光量制御することが記載されている。特許文献２には、総和光量が目標値となるように個々の発光源に対して光量制御を行い、時間経過前と経過後の発光光量の差を比較して各発光源の経時劣化率を算出し、該算出値に基づいて光量制御することが記載されている。特許文献３には、同期信号検出に使用する発光源は駆動時間が他の発光源よりも長くなるので、各発光源と駆動時間の積に基づいて同期信号の検出に使用する発光源を変更することが記載されている。
【０００５】
しかしながら、前述の各種制御方法では、個々の発光源の特性や使用形態に依存して光量を制御しているが、実際の発光駆動の状況を把握しておらず、必ずしも効果的な対策ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−８６７９２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８６６０号公報
【特許文献３】特開平１１−３２６７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、マルチビームによって被走査面上を多重露光する方式において、各発光源の寿命のばらつきを均等化し、ひいては光源を長寿命化することのできる光ビーム走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態である光ビーム走査光学装置は、
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の発光光量と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の光量比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の形態である光ビーム走査光学装置は、
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の光量を駆動電流によって調整する手段と、
前記駆動電流を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の駆動電流と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電流の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の形態である光ビーム走査光学装置は、
複数の発光源からそれぞれ出力された複数の光ビームを一方向に走査して被走査面上を走査露光し、かつ、複数回の走査で所定の発光源から出力される光ビームにて被走査面上の同一画素を多重露光して画像を形成する光ビーム走査光学装置において、
各発光源の発光光量を検出する手段と、
各発光源の光量を駆動電圧によって調整する手段と、
前記駆動電圧を検出する手段と、
各発光源の発光時間を検出する手段と、
検出された各発光源の駆動電圧と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電圧の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
それぞれの発光源の寿命は、発光源の具体的な発光駆動状態と発光（駆動）時間の積算値による累積負荷に依存している。本願発明では、同一画素を多重露光するそれぞれの発光源の具体的な発光状態と発光（駆動）時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように各発光源を累積負荷に基づいて光量制御するため、個々の発光源の寿命が均等化され、ひいては光源が長寿命化することになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マルチビームによって被走査面上を多重露光する方式において、各発光源の寿命のばらつきが均等化され、ひいては光源の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る光ビーム走査光学装置を搭載した画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】前記光ビーム走査光学装置を示す斜視図である。
【図３】前記光ビーム走査光学装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】各発光源から出力された光ビームの配置を示す説明図である。
【図５】多重露光を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は多重露光光量を示す説明図、（Ｂ）は駆動時間と寿命との関係を示すグラフである。
【図７】発光源に対する駆動制御を示すタイミングチャート図である。
【図８】光量制御例１での同一画素の露光量を示す説明図である。
【図９】光量比率の算出を示す説明図である。
【図１０】駆動時間と累積負荷を示すグラフである。
【図１１】光量制御例２における走査光学系の概略図である。
【図１２】（Ａ）は温度ごとの累積負荷を示すグラフ、（Ｂ）は一の発光源の累積負荷を示すグラフである。
【図１３】光量制御例３における走査光学系の概略図である。
【図１４】光量制御例４における１走査での発光状態を示すチャート図である。
【図１５】光量制御例５での制御手順を示すフローチャート図である。
【図１６】光量制御例６での制御手順を示すフローチャート図である。
【図１７】光量制御例７での制御手順を示すフローチャート図である。
【図１８】光量制御例８での制御手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る光ビーム走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分を示す符号は共通して用いている。
【００１５】
（画像形成装置の概略構成、図１参照）
まず、本発明に係る光ビーム走査光学装置が搭載される画像形成装置について、その概略構成を図１を参照して説明する。この画像形成装置は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム方式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を形成するように構成したものである。画像は、各画像形成ステーション１０１で形成され、中間転写ベルト１１２上で合成される。なお、図１において、参照数字に付されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを意味している。
【００１６】
各画像形成ステーション１０１の概略を説明すると、感光体ドラム１０２、光ビーム走査光学装置１、現像器１０４などを含む。各光ビーム走査光学装置１から放射された光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが各感光体ドラム１０２を照射し、各色の画像を形成する。一方、画像形成ステーション１０１の直下には中間転写ベルト１１２がローラ１１３，１１４，１１５にて無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１１３を設置した部分であって中間転写ベルト１１２に対向する部分（２次転写部）には２次転写ローラ１１６が配置されている。また、画像形成装置の下段には、積載されている用紙を１枚ずつ給紙する自動給紙部１３０が設置されている。
【００１７】
光ビーム走査光学装置１は画像データに基づいて変調駆動され、それぞれの感光体ドラム１０２上に静電潜像を形成し、該静電潜像は現像器１０４にてトナー画像とされる。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１８】
各感光体ドラム１０２上に形成されたトナー画像は、矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１２上に１次転写チャージャ１０３から付与される電界にて順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ給紙部１３０から上方に給紙され、２次転写部で転写ローラ１１６から付与される電界にて中間転写ベルト１１２から合成画像が２次転写される。その後、用紙は図示しない定着装置に搬送されてトナーの加熱定着が施され、画像形成装置の上面部に排出される。
【００１９】
２次転写部の直前には給紙された用紙を検出するためのＴＯＤセンサ１０６が設置され、用紙と中間転写ベルト１１２上の画像との同期をとっている。また、中間転写ベルト１１２上に形成されたレジスト補正用トナーパターンを検出するためのレジストセンサ１０５が設置されている。ベルト１１２上に各画像形成ステーション１０１ごとにレジスト補正用トナーパターンを形成し、該トナーパターンをセンサ１０５で検出することで、各光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫの発光タイミングを調整し、ＹＭＣＫの画像がベルト１１２上で正確に合成されるようにしている。
【００２０】
（光ビーム走査光学装置、図２参照）
次に、光ビーム走査光学装置１について説明する。図２に示すように、それぞれの光ビーム走査光学装置１は、光源部と、ポリゴンミラー４を含む走査部とで構成されている。光源部は、半導体レーザアレイ２（以下、ＬＤアレイとも記す）と、コリメータレンズ３と、ビーム分離プリズム９と、シリンドリカルレンズ８とで構成されている。走査部は、主走査同期信号（以下、ＳＯＳ信号とも記す）を出力するための同期信号検出センサ５（以下、ＳＯＳセンサとも記す）と、ｆθレンズ６ａと、シリンドリカルレンズ６ｂと、図示しない折返しミラーとで構成されている。ポリゴンミラー４は所定の速度で回転駆動される。
【００２１】
ＬＤアレイ２は、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚに異なる位置で発光する四つの発光源ａ〜ｄを有するもので、各発光源から放射された光ビームは、コリメータレンズ３によって略平行光とされ、ビーム分離プリズム９を介してシリンドリカルレンズ８に入射し、副走査方向Ｚに直線状に集光され、ポリゴンミラー４に導かれる。これらの光ビームはポリゴンミラー４の各反射面にて等角速度で主走査方向Ｙに偏向／走査され、レンズ６ａ，６ｂを透過し、感光体ドラム１０２上で結像する。このＹ方向の主走査と感光体ドラム１０２の回転による副走査とで感光体ドラム１０２上に２次元の静電潜像が形成されていく。
【００２２】
また、ＬＤアレイ２の各発光源ａ〜ｄから出力された光ビームの一部はプリズム９からフォトダイオード１２に入射し、その光量がモニタされ、各発光源ａ〜ｄの発光光量が所定値となるように各発光源ａ〜ｄへ供給する電流ないし電圧が制御される。
【００２３】
ｆθレンズ６ａ及びシリンドリカルレンズ６ｂは、ポリゴンミラー４で等角速度に偏向／走査された光ビームを主走査方向Ｙに等速度に補正するｆθ特性、及び、光ビームを感光体ドラム１０２上で結像させる結像特性を有している。
【００２４】
ＳＯＳセンサ５は、画像形成領域外に配置され、レンズ６ａ，６ｂを透過しかつ折返しミラー７で反射したビームが入射する。この、ＳＯＳセンサ５はポリゴンミラー４の走査速度の検出及び各光ビームの主走査方向Ｙの水平同期をとるために用いられる。
【００２５】
（制御部の概略構成、図３参照）
前記光ビーム走査光学装置１の制御部は、図３に示すように、ＣＰＵ５０を中心として、画像処理部５１、光源駆動部５２、ポリゴンミラー駆動部５３などによって構成されている。画像データは画像読取り装置（スキャナ６１）あるいはコンピュータ６２などから画像処理部５１に送信され、これらのデータを描画用のＹＭＣＫの画像データに処理し、ＣＰＵ５０にて駆動部５２，５３を介してＬＤアレイ２やポリゴンミラー４が駆動される。なお、各発光源ａ〜ｄの負荷平均化制御については後に詳述する。
【００２６】
（光ビームの配置と多重露光、図４及び図５参照）
ＬＤアレイ２は四つの光ビームを同時に放射するマルチビームレーザであり、各発光源ａ〜ｄはそれぞれから出力された光ビームが感光体ドラム１０２上で、図４に示す位置関係にあるように配置されている。なお、図４は、ポリゴンミラー４が静止している場合に感光体ドラム１０２上での光ビームａ〜ｄの結像位置を示している。
【００２７】
ポリゴンミラー４の回転に伴って、画像データに基づいて変調された光ビームａ〜ｄによって感光体ドラム１０２は同時に走査／露光される。本実施例では、図５に示すように、各走査ごとに露光位置が重ねられる多重露光方式が採用されている。即ち、１走査目の光ビームｃと２走査目の光ビームａ、１走査目の光ビームｄと２走査目の光ビームｂは副走査方向Ｚの同一位置を露光する。このような走査を順次繰り返していくことにより、同一位置に２度の露光が行われる。ｎ走査目の光ビームｃ，ｄの画像データとｎ＋１走査目の光ビームａ，ｂの画像データは同じ画素に関するデータである。
【００２８】
（発光光量と寿命との関係、図６参照）
感光体ドラム１０２上の同一画素を多重露光する光ビームａ，ｃ（及び光ビームｂ，ｄ）の総和光量は、図６（Ａ）に示すように、目標感光体上光量となるように調整される。但し、各発光源はそれぞれに特性のばらつきがあり、かつ、寿命にもばらつきを有している。各発光源の寿命は、発光駆動状態と発光（駆動）時間の積算値による累積負荷に依存している。
【００２９】
図６（Ａ）では、同一画素を露光する光ビームａ，ｃでは、その特性上のばらつきによって、ビームａの光量がビームｃの光量よりも大きくなっている状態を示している。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す発光状態のまま駆動を継続した場合、ビームａ，ｃそれぞれの累積負荷の推移を示している。この場合、ビームａの光量が大きいために発光源ａの累積負荷が大きくなり、発光源ｃよりも発光源ａの寿命が短くなってしまう。
【００３０】
（発光光量と駆動時間、図７参照）
ここで、ＬＤアレイ２の駆動制御について図７を参照して説明する。まず、発光源ａを強制発光させてＳＯＳセンサ５によってＳＯＳセンサ出力（水平同期信号）を得る。この水平同期信号に基づいてそれぞれ所定のタイミングで画像データＶＩＤＥＯａ〜ＶＩＤＥＯｄをＬＤアレイ２に対して出力して各発光源ａ〜ｄを駆動し、感光体ドラム１０２上に画像を形成する。
【００３１】
各発光源ａ〜ｄの発光光量は、強制発光信号Ｓ／Ｈａ〜Ｓ／Ｈｄを時分割したタイミングで動作させることで、フォトダイオード１２（図２参照）の出力を各発光源ａ〜ｄの光量として分割して得ることができる。図７に示した駆動例では、ビームａの光量はα０、ビームｂの光量はγ０、ビームｃの光量はβ０、ビームｄの光量はδ０であり、同一画素を露光するビームの組合せは、（ａ，ｃ）、（ｂ，ｄ）であり、組み合わせたビームの光量の総和が感光体上への目標光量と等しく制御しているので、α０＋β０＝γ０＋δ０である。
【００３２】
各発光源ａ〜ｄの駆動時間（発光時間）は、強制発光信号Ｓ／Ｈａ〜Ｓ／Ｈｄの駆動時間をそれぞれｔ１〜ｔ４とし、画像形成期間（１走査中に感光体ドラム１０２を露光する総時間）をそれぞれｔ１１〜ｔ１４とすると、各発光源ａ〜ｄの１走査中の駆動時間は以下のとおりである。
発光源ａの駆動時間：ｔ１＋ｔ１１
発光源ｂの駆動時間：ｔ２＋ｔ１２
発光源ｃの駆動時間：ｔ３＋ｔ１３
発光源ｄの駆動時間：ｔ４＋ｔ１４
【００３３】
よって、発光源ａ〜ｄのそれぞれの１走査中の負荷は以下のとおりである。
発光源ａの負荷：α０×（ｔ１＋ｔ１１）
発光源ｂの負荷：γ０×（ｔ２＋ｔ１２）
発光源ｃの負荷：β０×（ｔ３＋ｔ１３）
発光源ｄの負荷：δ０×（ｔ４＋ｔ１４）
【００３４】
このように、１走査ごとの発光光量と駆動時間（発光時間）とを検出し、積算することにより、各発光源ａ〜ｄの累積負荷を算出することができる。図７に示した駆動制御例では、ビームａ，ｃとビームｂ，ｄとがそれぞれ同一画素を露光するため、画像形成期間ｔ１１とｔ１３、ｔ１２とｔ１４とが等しくなる。また、ここでは、１走査ごとに負荷を積算する例を示したが、複数の走査期間中に各発光源ａ〜ｄの光量がそれぞれ一定であれば、複数の走査期間中の画像形成時間の総時間とそれぞれの発光源ａ〜ｄに対する強制発光信号Ｓ／Ｈａ〜Ｓ／Ｈｄの総時間を検出することにより、前記同様に各発光源ａ〜ｄの累積負荷を算出することができる。
【００３５】
（光量制御例１、図８〜図１０参照）
次に、同一画素を露光する一組の発光源ａ，ｃの累積負荷に基づく光量制御例１について図８を参照して説明する。駆動時間ｔ１，ｔ２は、同一画素を露光するビームａ，ｃの画像形成期間の総時間と強制発光信号Ｓ／Ｈａ，Ｓ／Ｈｃの総時間である。発光源ａ，ｃに対しては、初期からｔ１時間まで同一の光量比率で駆動し、ｔ１時間経過時に光量制御を実行する。ｔ２時間は光量制御を実行するに当たり目標とする駆動時間である。なお、説明を簡略化するため、ここでは、それぞれの駆動時間ｔ１，ｔ２は同じとする。
【００３６】
図８（Ａ）は、発光源ａ，ｃに特性のばらつきがあり、初期の光量特性がα０：β０であったものが、ｔ１時間経過後に経時劣化が発生し、光量特性がα１：β１になったことを示している。図８（Ｂ）は、感光体に対する総和光量が目標値Ｐ０になるビームａ，ｃの光量比率を示している。即ち、初期では、各発光源ａ，ｃの光量特性のままの比率α０：β０でｔ１時間まで露光を行い、ｔ１時間経過時に感光体総和光量が目標値Ｐ１となるように光量比率をα２：β２とする。
【００３７】
図８（Ｃ）は、時間経過による発光源ａ，ｃの累積負荷を示している。初期では、まだ露光していないので発光源ａ，ｃとも０である。ｔ１時間経過後には、図８（Ｂ）に示したように、初期からｔ１時間経過後まで光量比率がα０：β０であり、駆動時間がともにｔ１時間であるため、発光源ａ，ｃの累積負荷の比率もα０：β０となる。ｔ１時間経過時に、例えば、感光体総和光量が目標値Ｐ１になるように、発光源ａ，ｃの光量特性をα１：β１のままの光量比率にすると、ｔ１時間経過時からｔ２時間経過後には発光源ａ，ｃの累積負荷は等しくはならない。
【００３８】
そこで、ｔ１時間経過時の光量制御を実行する際に、感光体総和光量が目標値Ｐ１になり、なおかつ、ｔ１時間経過時からｔ２時間経過後の発光源ａ，ｃの累積負荷が等しくなるような光量比率α２：β２を算出し、α２：β２に基づいて光量制御を実行することにより、ｔ１時間経過時からｔ２時間経過後の発光源ａ，ｃの累積負荷を等しくすることができる。
【００３９】
ここで、前記光量比率α２：β２の算出について図９を参照して説明する。即ち、ｔ１時間経過時の光量制御を実行する際、以下の（１）〜（４）に示すように光量比率を算出する。
【００４０】
（１）ｔ１時間経過時の発光源ａ，ｃの累積負荷を算出する。
ｔ１時間までの発光源ａの累積負荷：∫α０ｄｔ１
ｔ１時間までの発光源ｃの累積負荷：∫β０ｄｔ１
【００４１】
（２）ｔ２時間経過時に、感光体総和光量が目標値Ｐ１になるように発光源ａ，ｃの光量比率をα１：β１としたときの発光源ａ，ｃのｔ１＋ｔ２時間経過時の累積負荷の予測値を算出する。
ｔ１＋ｔ２時間の発光源ａの累積負荷の予測値：∫α０ｄｔ１＋∫α１ｄｔ２
ｔ１＋ｔ２時間の発光源ｃの累積負荷の予測値：∫β０ｄｔ１＋∫β１ｄｔ２
【００４２】
（３）前記（２）での発光源ａ，ｃのｔ１＋ｔ２時間経過予測値を足して２で割り、この値をｔ１＋ｔ２時間経過後の発光源ａ，ｃの目標累積負荷とする。
発光源ａ，ｃの目標累積負荷：
｛（∫α０ｄｔ１＋∫α１ｄｔ２）＋（∫β０ｄｔ１＋∫β１ｄｔ２）｝／２
【００４３】
（４）前記（３）での目標累積負荷から前記（１）での各発光源ａ，ｃの累積負荷を引いた値を光量比率α２：β２とする。これは以下の式で表わされる。
α２：β２＝｛（∫α０ｄｔ１＋∫α１ｄｔ２）＋（∫β０ｄｔ１＋∫β１ｄｔ２）｝／２−∫α０ｄｔ１  ：  ｛（∫α０ｄｔ１＋∫α１ｄｔ２）＋（∫β０ｄｔ１＋∫β１ｄｔ２）｝／２−∫β０ｄｔ１
【００４４】
前記光量制御例１を実行した場合の各発光源ａ，ｃの駆動時間と累積負荷を図１０に示す。光量制御例１を実行することにより、感光体に対する目標光量を満足しつつ、発光源ａ，ｃの累積負荷を等しくすることができ、発光源ａ，ｃ（他の発光源ｂ，ｄも同じ）の寿命を均一化することができる。
【００４５】
（他の光量制御例）
以上説明した光量制御例１は、検出された各発光源の発光光量と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の光量比率を前記累積負荷に基づいて光量制御するものである。
【００４６】
これ以外に、各発光源の光量を駆動電流によって調整する場合に、駆動電流を検出する手段を設け、検出された各発光源の駆動電流と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電流の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御するようにしてもよい。
【００４７】
あるいは、各発光源の光量を駆動電圧によって調整する場合に、駆動電圧を検出する手段を設け、検出された各発光源の駆動電圧と発光時間の積算値により累積負荷を算出し、同一画素を露光する総和光量が一定となるように同一画素を露光する光ビームを出力する各発光源の駆動電圧の比率を前記累積負荷に基づいて光量制御するようにしてもよい。
【００４８】
（光量制御例２、図１１及び図１２参照）
個々の発光源の寿命は温度にも依存し、高温であるほど寿命が短くなる。そこで、光量制御例２では、図１１に示すように、ＬＤアレイ２の温度を検出するサーミスタ４１を設け、各発光源ａ〜ｄの積算値を所定の温度ごとに分類し、分類された温度ごとの積算値にそれぞれの温度に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とする。累積負荷の取扱いは前記光量制御例１と同様である。
【００４９】
例えば、一つの発光源の累積負荷を１０℃ごとに分類した結果は以下のとおりであり、図１２（Ａ）に示す。
０〜１０℃の累積負荷：∫Ｐ（１０）ｄｔ
１０〜２０℃の累積負荷：∫Ｐ（２０）ｄｔ
２０〜３０℃の累積負荷：∫Ｐ（３０）ｄｔ
３０〜４０℃の累積負荷：∫Ｐ（４０）ｄｔ
４０〜５０℃の累積負荷：∫Ｐ（５０）ｄｔ
５０〜６０℃の累積負荷：∫Ｐ（６０）ｄｔ
【００５０】
また、前述のように分類した温度では以下に記す寿命係数を有している。
０〜１０℃の寿命係数：１／ａ
１０〜２０℃の寿命係数：１／ｂ
２０〜３０℃の寿命係数：１／ｃ
３０〜４０℃の寿命係数：１／ｄ
４０〜５０℃の寿命係数：１／ｅ
５０〜６０℃の寿命係数：１／ｆ
【００５１】
前記寿命係数において、高温であるほど発光源の寿命が短くなって累積負荷が大きくなるため、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆの関係にある。
【００５２】
本光量制御例２では、個々の発光源の累積負荷を算出する際、分類された温度ごとの積算値にそれぞれの温度に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とする。この場合、累積負荷Σ∫Ｐｄｔは以下の式で表わされる（図１２（Ｂ）参照）。
Σ∫Ｐｄｔ＝∫Ｐ（１０）ｄｔ×１／ａ＋∫Ｐ（２０）ｄｔ×１／ｂ＋∫Ｐ
（３０）ｄｔ×１／ｃ＋∫Ｐ（４０）ｄｔ×１／ｄ＋∫Ｐ（５０）ｄｔ×１／ｅ＋∫Ｐ（６０）ｄｔ×１／ｆ
【００５３】
以上の計算を、個々の発光源ごとに行うことにより、より正確な発光源の累積負荷を算出することができ、前記光量制御例１と同様の制御を実行することにより、より効果的に各発光源の寿命の均一化を達成することができる。
【００５４】
（光量制御例３、図１３参照）
光量制御例３は、図１３に示すように、各発光源ａ〜ｄを独立した半導体ダイオード２ａ〜２ｄで構成し、各半導体ダイオード２ａ〜２ｄのそれぞれに温度を検出するサーミスタ４１ａ〜４１ｄを設け、各発光源ａ〜ｄの積算値を所定の温度ごとに分類し、分類された温度ごとの積算値にそれぞれの温度に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源ａ〜ｄの累積負荷とする。累積負荷の取扱いは前記光量制御例１と同様である。
【００５５】
即ち、同一画素を露光する一組の発光源に温度差が発生すると、累積負荷に差が生じる。個々の発光源の累積負荷に温度に対応した寿命係数を導入することにより、前記光量制御例２と同様に、より効果的に各発光源の寿命の均一化を達成することができる。
【００５６】
（光量制御例４、図１４参照）
発光源の種類によっては、連続発光時間によって特性が異なるものがあり、寿命も異なってくる。そこで、光量制御例４では、各発光源の画像形成領域の連続発光時間に一定時間又は画素数の基準値を設定し、前記基準値未満の発光時間と前記基準値以上の発光時間とに区分けし、各発光源の積算値を所定の発光時間ごとに分類し、分類された発光時間ごとの積算値にそれぞれの発光時間に対応した寿命係数を掛けた積算値の総和を各発光源の累積負荷とする。累積負荷の取扱いは前記光量制御例１と同様である。
【００５７】
図７に示した強制発光信号Ｓ／Ｈａ〜Ｓ／Ｈｄによる強制発光は連続発光であるが、画像形成期間ｔ１１〜ｔ１４における発光は画像データによっては１ドットのみ発光させるなど発光時間が短い場合がある。
【００５８】
図１４は発光源ｃに着目して１走査での発光状態を例示している。ＶＩＤＥＯ発光として示したチャートは、画像データＶＩＤＥＯｃに基づいて画像形成期間内に感光体を露光している状態を示しており、画像データの横軸欄は画像データＶＩＤＥＯａを１ドットごとに示している。この制御例４では、連続発光によって特性が異なる時間を３ドットと設定し、画像データＶＩＤＥＯａが連続して３ドット未満であればパルス発光、連続して３ドット以上であれば連続発光として発光形態を分類している。この制御例４では、画像形成期間内においてパルス発光の形態が２ドット、連続発光の形態が９ドットである。
【００５９】
前記発光形態ごとのドット数に予め規定されている１ドットの発光時間（変調周波数）を掛けることにより、画像形成期間内の発光時間を求めることができる。画像形成期間外においても、時間ｔ３では連続発光に分類される強制発光信号Ｓ／Ｈｃによる発光を行っているため、発光源ｃの１走査中での発光時間は以下のとおりである。
パルス発光：２ドット×１ドットの発光時間（変調周波数）
連続発光：９ドット×１ドットの発光時間（変調周波数）＋ｔ３
【００６０】
それぞれの発光形態の時間とそのときの発光光量を検出することにより、前記光量制御例１と同様にそれぞれの発光形態での累積負荷を算出することができる。それぞれの発光形態においては所定の寿命係数を予め予測しておくことができる。従って、個々の発光源の累積負荷を算出する際に、前記光量制御例２，３と同様に、それぞれの発光形態での累積負荷に発光形態に対応した寿命係数を掛けてその総和を発光源の累積負荷とする。
【００６１】
このような計算を各発光源ごとに行うことにより、より正確な累積負荷を算出することができ、より効果的に各発光源の寿命の均一化を達成することができる。
【００６２】
（光量制御例５、図１５参照）
前述した各種の光量制御は、同一画素を露光する光ビームを出力する発光源の前記累積負荷にある一定の差が発生したときに、実行してもよい。このような光量制御例５を図１５を参照して説明する。
【００６３】
ここでは、発光源ａ，ｃそれぞれの光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間を計測し（ステップＳ１）、それらの積算値を算出する（ステップＳ２）。次に、前記積算値に一定以上の差（例えば、１０〜１５％のうちのいずれか）があるか否かを判定する（ステップＳ３）。一定以上の差があれば、光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間の積算値が同じ、かつ、感光体総和光量が目標値と同じになるように発光源ａ，ｃの光量比率を制御する（ステップＳ４）。その後、画像形成を実行する（ステップＳ５）。
【００６４】
（光量制御例６、図１６参照）
また、前述した各種の光量制御は、同一画素を露光する光ビームを出力する発光源の前記累積負荷の差に区分を設定し、設定された区分に応じて実行するようにしてもよい。このような光量制御例６を図１６を参照して説明する。
【００６５】
ここでは、発光源ａ，ｃそれぞれの光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間を計測し（ステップＳ１１）、それらの積算値を算出する（ステップＳ１２）。次に、前記積算値に一定以上の差（例えば、１０〜１５％のうちのいずれか）があるか否かを判定する（ステップＳ１３）。一定以上の差があれば、当該差に対して予め設定された区分を制御部に格納されているテーブルから選択する（ステップＳ１４）。区分ごとに光量比率が予め設定されている。従って、感光体総和光量が目標値と同じになるように発光源ａ，ｃを前記区分に応じた光量比率に制御する（ステップＳ１５）。その後、画像形成を実行する（ステップＳ１６）。
【００６６】
（光量制御例７、図１７参照）
また、前述した各種の光量制御は、所定のタイミングで（例えば、所定時間の経過ごとに）実行してもよい。このような光量制御例７を図１７を参照して説明する。
【００６７】
ここでは、発光源ａ，ｃそれぞれの光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間を計測し（ステップＳ２１）、それらの積算値を算出する（ステップＳ２２）。次に、前回の光量制御より一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２３）。一定時間が経過していれば、光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間の積算値が同じ、かつ、感光体総和光量が目標値と同じになるように発光源ａ，ｃの光量比率を制御する（ステップＳ２４）。その後、画像形成を実行する（ステップＳ２５）。
【００６８】
（光量制御例８、図１８参照）
また、前述した各種の光量制御は、画像データが転送された後に、該画像データに基づいて画像形成に必要な各発光源の発光時間を算出するとともに、その画像データによる画像形成後の各発光源の累積負荷を算出し、各発光源の累積負荷が等しくなるように画像形成前に前記光量制御を実行してもよい。このような光量制御例８を図１８を参照して説明する。
【００６９】
ここでは、発光源ａ，ｃそれぞれの光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間を計測し（ステップＳ３１）、それらの積算値を算出する（ステップＳ３２）。次に、前記積算値に一定以上の差（例えば、１０〜１５％のうちのいずれか）があるか否かを判定する（ステップＳ３３）。一定以上の差があれば、画像データに基づいて画像形成に必要な各発光源の発光時間を算出する（ステップＳ３４）。同時に、算出された発光時間に基づいてその画像を形成した後の各発光源の累積負荷を算出する（ステップＳ３５）。画像形成に必要な発光時間は前記光量制御例４で説明したとおりである。次に、光量（駆動電流、光量制御電圧）と駆動時間の積算値が同じ、かつ、感光体総和光量が目標値と同じになるように発光源ａ，ｃの光量比率を制御する（ステップＳ３６）。その後、画像形成を実行する（ステップＳ３７）。
【００７０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る光ビーム走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００７１】
特に、複数の発光源は一つのＬＤアレイに形成されている必要はなく、単独の発光素子を集合させて光源としてもよい。また、光源に含まれる発光源の数は４に限定されることはない。さらに、感光体や同期検出用センサを光ビームで走査／露光するための光学素子の種類や配置は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明は、光ビーム走査光学装置に有用であり、特に、各発光源の寿命のばらつきを均等化し、光源を長寿命化できる点で優れている。
【符号の説明】
【００７３】
１…光ビーム走査光学装置
２…ＬＤアレイ
２ａ〜２ｄ…半導体ダイオード
４…ポリゴンミラー
５０…ＣＰＵ
５２…光源駆動部
１０２…感光体ドラム
ａ〜ｄ…発光源（光ビーム）
【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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