(57)【要約】【課題】複数個の発光素子間で温度差を許容範囲内に維持することが可能な光走査装置を提供する。【解決手段】発光素子（３１Ｙ−３１Ｋ）は電流量（ＩＤ）に応じた光量を放出する。光源光学系（３１２−３１８）は各発光素子からの出射光を整形し、走査光学系（３２１−３２６）はその光を周期的に偏向させながら感光体の表面に結像させる。光源制御部（７１０）は各発光素子に、その発光期間（Ｔ０−Ｔ１、Ｔ２−Ｔ３、Ｔ４−Ｔ５）には画像データ（ＶＤＳ）で変調された電流（ＩＭ）を供給し、発光すべきでない期間（Ｔ１−Ｔ２、Ｔ３−Ｔ４）にはバイアス電流（ＩＢ）を供給する。光源制御部は特に、周囲温度の高い発光素子ほどバイアス電流量（ＩｂＹ−ＩｂＫ）を小さく抑える。【選択図】図７
2019109358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に露光走査によって画像を形成する光走査装置であり、
供給される電流量に応じた光量を放出する複数個の発光素子と、
各発光素子から放出された光を整形する光源光学系と、
前記光源光学系により整形された光を周期的に偏向させながら前記感光体の表面に結像させることにより、当該光で前記感光体の表面を主走査方向に走査する走査光学系と、
各発光素子が発光すべき期間には当該発光素子に、画像データで変調された電流を供給し、各発光素子が発光すべきでない期間には当該発光素子に、発光可能な下限よりも少ない量のバイアス電流を供給する光源制御部と
を備え、
前記光源制御部は、周囲温度の高い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑える
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
各発光素子は半導体レーザーであり、
前記下限は当該半導体レーザーの閾値電流に等しい
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】
前記光源制御部は、発光素子間での周囲温度の違いを、前記複数個の発光素子の周囲における熱源の配置から推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記熱源には前記複数個の発光素子に対する駆動回路が含まれ、
前記光源制御部は、当該駆動回路に近い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑える
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】
前記走査光学系は、
回転しながら光を反射して偏向させるポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させるモーターと、
前記ポリゴンミラーおよび前記モーターから熱を逃がす放熱経路と
を含み、
前記熱源には、前記ポリゴンミラー、前記モーター、および前記放熱経路が含まれ、
前記光源制御部は、前記熱源に近い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑える
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】
前記光源制御部は、バイアス電流量が小さい発光素子ほど連続発光時間を延長することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源制御部は、各発光素子に対してバイアス電流量を小さく抑える期間を当該発光素子が発光すべきでない期間の一部に限ることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の光走査装置。
【請求項８】
シートにトナー像を形成する画像形成装置であり、
露光量に応じて帯電量が変化する感光体と、
前記感光体に露光走査によって静電潜像を形成する請求項１から請求項７までのいずれかに記載の光走査装置と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像部と、
前記現像部が現像したトナー像を前記感光体からシートへ転写する転写部と
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成技術に関し、特に、感光体の露光に利用される光源の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、コピー機等、電子写真方式の画像形成装置は、画像データによる変調光で感光体の帯電領域を露光することにより、光量変化に従った帯電量分布で表された不可視の画像、すなわち静電潜像を感光体に形成する。この静電潜像にトナーが付着すると帯電量分布にトナー濃度分布が従うので、静電潜像がトナー像として可視化される。
【０００３】
感光体を露光する装置（「露光装置」、「プリントヘッド（ＰＨ）」ともいう。）の動作原理としては光走査方式が代表的である。光走査方式は、半導体レーザー（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子から出射した光を、回転多面鏡（ポリゴンミラー）で周期的に偏向させながら、ｆθレンズ等の光学系で感光体に結像させる。偏向動作の各周期では結像点が感光体を一方向（以下、「主走査方向」という。）に連続的に移動するので、その結像点が描く１本の直線（以下、「１ライン」という。）に沿って感光体は露光される。ラインが複数本、垂直方向（以下、「副走査方向」という。）に連なることにより、感光体に静電潜像が２次元的に広がる。
【０００４】
静電潜像を感光体に正確に描くことはトナー像の高画質化に不可欠な技術である。光走査方式の露光装置（以下、「光走査装置」という。）では、発光素子、光学系、および感光体の構造と光学特性とを外乱に抗して設計どおりに維持することが重要である。たとえば、発光素子は一般に、光量、応答速度等の特性が温度に依存するので、光走査装置には発光素子の温度変動に伴う特性変化を補償する技術が必要である。
【０００５】
特許文献１に開示された光走査装置は発光素子としてＬＤを利用する。ＬＤは一般に、温度が高いほど発振に必要な電流量の下限値、すなわち閾値電流が大きい。したがって、電流量がＬＤの消灯中の値（バイアス電流量）から閾値電流まで増えるのに必要な時間、すなわち電流パルスの立ち上がり時間が長く、ＬＤの発光が遅い。さらに、電流パルスの立ち下がり時刻が一定のままであれば、立ち上がりが遅い分、そのパルスがピークレベルに留まる時間が短縮するので、ＬＤの光量が不足する。このようなＬＤの温度上昇に伴う発光の遅れと光量の不足とを防ぐ目的で、特許文献１に開示された光走査装置は、ＬＤの温度が高いほど、まずバイアス電流量を増やす。これによりパルスの立ち上がり時間が短縮するので、ＬＤの発光が早まる。次に電流パルスの幅を拡げる。これによりＬＤの消灯が遅れるので、ＬＤの光量が十分に大きく確保される。
【０００６】
ＬＤの電流量は上記のとおり、消灯中もバイアス電流量に保たれている。これは、ＬＤの発光を早めることの他に、点灯中の発熱によるＬＤの温度上昇に伴ってその光量が減衰する現象、すなわちドループ現象を抑えることを目的とする。消灯中もバイアス電流が保たれることにより、消灯中と点灯中との間でのＬＤの温度差が狭まるので、ドループ現象に伴う光量の減衰幅が減少する。特許文献２に開示された光走査装置は、ＬＤの消灯中、バイアス電流に交流成分を重畳することによりＬＤの温度を十分に高く保ってドループ現象を抑える一方、消灯中のバイアス電流に起因する消費電力を削減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０９４４７６号公報
【特許文献２】特開２０１４−０３７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像形成装置は通常、１台あたり複数個の発光素子を搭載している。たとえばカラー対応の機種は、ＲＧＢＫもしくはＣＹＭＫの４色、またはそれら以上の色別にトナー像を１つずつ形成し、これらを重ねて１つの多色トナー像に統合する。したがって、この機種は複数の単色トナー像のそれぞれに対して１個ずつ専用の発光素子を搭載しており、これらを用いて各色の画像を表す静電潜像を並列に形成する。一方、モノクロ専用機にも、更なる高速化かつ高精細化を目的として、マルチビーム方式の光走査装置を搭載した機種が登場している。この光走査装置は発光素子を複数個搭載しており、これらを同時に発光させることにより１つの感光体に、ポリゴンミラーによる偏向の１周期あたりラインを複数本ずつ形成する。
【０００９】
このように、複数個の発光素子が１台の光走査装置に搭載される場合、これらの発光素子間では、駆動回路が組み込まれた集積回路（ＩＣ）チップ、ポリゴンミラーとその駆動用モーター等、動作に多量の発熱を伴う要素からの距離が異なる。したがって、これらの発光素子間では周囲温度に摂氏数度程度の比較的大きな差が生じ得る。この差に起因する光量および応答速度のばらつきについては、特許文献１、２に開示された技術の応用で対処可能かも知れない。しかし、温度に依存する発光素子の特性には、出射光の波長も含まれる。たとえばＬＤでは一般に温度上昇に伴って出射光の波長が伸びる。一方、光走査装置に搭載された光学系は一般に光学特性に波長依存性がある。たとえば、レンズの焦点距離が入射光の波長によって異なる。光学特性の波長依存性は、特に光学系が回折光学素子（ＤＯＥ）を利用する場合に顕著である。光学系の光学特性の波長依存性に対して発光素子の温度差に伴う波長の違いが無視できない場合、その違いに起因して、発光素子からの出射光の結像点間には光軸方向の位置に無視できないばらつきが生じかねない。このばらつきには、カラートナー像に色ずれを与え、ライン間にトナー濃度の“むら（斑）”を与える危険性がある。これらの危険性を低減させてトナー像の更なる高画質化を図るには、発光素子の温度変動に伴う特性変化を補償するだけでは足りず、発光素子間で温度を揃える技術が必要である。
【００１０】
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、複数個の発光素子間で温度差を許容範囲内に維持することが可能な光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの観点における光走査装置は、感光体に露光走査によって画像を形成する光走査装置であり、供給される電流量に応じた光量を放出する複数個の発光素子と、各発光素子から放出された光を整形する光源光学系と、その光源光学系により整形された光を周期的に偏向させながら感光体の表面に結像させることにより、その光で感光体の表面を主走査方向に走査する走査光学系と、各発光素子が発光すべき期間にはその発光素子に、画像データで変調された電流を供給し、各発光素子が発光すべきでない期間にはその発光素子に、発光可能な下限よりも少ない量のバイアス電流を供給する光源制御部とを備えている。この光源制御部は、周囲温度の高い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑える。
【００１２】
各発光素子は半導体レーザーであってもよい。この場合、その半導体レーザーの閾値電流よりもバイアス電流量は小さい。光源制御部は、発光素子間での周囲温度の違いを、複数個の発光素子の周囲における熱源の配置から推定してもよい。熱源には複数個の発光素子に対する駆動回路が含まれてもよい。光源制御部は、この駆動回路に近い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑えてもよい。
【００１３】
走査光学系は、回転しながら光を反射して偏向させるポリゴンミラーと、そのポリゴンミラーを回転させるモーターと、ポリゴンミラーおよびモーターから熱を逃がす放熱経路とを含んでいてもよい。この場合、熱源には、ポリゴンミラー、モーター、および放熱経路が含まれてもよい。光源制御部は、熱源に近い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑えてもよい。
【００１４】
光源制御部は、バイアス電流量が小さい発光素子ほど連続発光時間を延長してもよい。光源制御部は、各発光素子に対してバイアス電流量を小さく抑える期間をその発光素子が発光すべきでない期間の一部に限ってもよい。
【００１５】
本発明の１つの観点における画像形成装置は、シートにトナー像を形成する画像形成装置であり、露光量に応じて帯電量が変化する感光体と、その感光体に露光走査によって静電潜像を形成する上記の光走査装置と、その静電潜像をトナーで現像する現像部と、その現像部が現像したトナー像を感光体からシートへ転写する転写部とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による光走査装置は上記のとおり、周囲温度の高い発光素子ほどバイアス電流量を小さく抑える。これにより、発光素子間では周囲温度の差が、バイアス電流に伴うジュール熱による温度上昇量の差で相殺される。こうして、この光走査装置は、複数個の発光素子間での温度差を許容範囲内に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置であるプリンターの外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンターの模式的な断面図である。
【図２】図１の示す光走査装置の上面図である。
【図３】（ａ）は、半導体レーザーのパッケージを示す模式図である。（ｂ）は、その半導体レーザーが出射可能なレーザー光の波長の温度依存性を示すグラフである。
【図４】図１の示すプリンターの電子制御系統の構成を示すブロック図である。
【図５】図３の示す半導体レーザーの駆動回路のブロック図である。
【図６】（ａ）は、図５の示すタイミング生成部が利用する、ＳＯＳ信号、ＣＬＫ信号、およびＳＷＴ信号のタイミングチャートと、バイアス電流、変調電流、およびレーザー発振子への供給電流の波形との間の関係を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の示すレーザー発振子への供給電流の立ち上がりとその近傍とを時間方向に拡大した図である。
【図７】（ａ）は、図２の示す発光基板の長手方向の一端に位置する駆動回路が動作する間に発光基板に現れる温度勾配を表すグラフ曲線を示す。（ｂ）は、ポリゴンミラーによるレーザー光線の偏向周期にわたる半導体レーザーへの供給電流の波形図である。
【図８】（ａ）は、バイアス電流量が小さいほど供給電流のパルス幅が拡げられる場合における供給電流のパルス波形の拡大図である。（ｂ）は、ＳＯＳ信号のタイミングチャートと半導体レーザーへの供給電流の波形との間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置１００の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００はプリンターである。その筐体の上面には排紙トレイ４１が設けられ、その奥に開いた排紙口４２から排紙されたシートを収容する。排紙トレイ４１の前方には操作パネル５１が埋め込まれている。プリンター１００の底部には給紙カセット１１が引き出し可能に取り付けられている。
【００２０】
［画像形成装置の内部構造］
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンター１００の模式的な断面図である。プリンター１００は電子写真式のカラープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。
【００２１】
給送部１０は、まずピックアップローラー１２を用いて、給紙カセット１１に収容されたシートの束ＳＨＴからシートＳＨ１を１枚ずつ分離する。この分離したシートＳＨ１を給送部１０は搬送ローラー１３、１４を用いて作像部２０へ送出する。「シート」とは、紙製もしくは樹脂製の薄膜状もしくは薄板状の材料、物品、または印刷物をいう。給紙カセット１１に収容可能なシートの種類、すなわち紙種は、たとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズは、たとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ４等の標準値である。
【００２２】
作像部２０は、たとえば中間体転写方式であり、感光体ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ、１次転写ローラー２２、中間転写ベルト２３、２次転写ローラー２４、および光走査装置２６を含む。中間転写ベルト２３は、従動プーリー２３Ｌと駆動プーリー２３Ｒとの間に掛け渡され、駆動プーリー２３Ｒの回転に伴って両プーリー２３Ｌ、２３Ｒ間を回転可能である。両プーリー２３Ｌ、２３Ｒの間には４つの感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋと４本の１次転写ローラー２２とが１つずつ対を成すように配置され、中間転写ベルト２３を間に挟んで対向している（タンデム配置）。２次転写ローラー２４は、中間転写ベルト２３を間に挟んで駆動プーリー２３Ｒとニップを形成し、駆動プーリー２３Ｒの回転に伴って従動回転する。このニップには、タイミングローラー１４から送出されたシートＳＨ２が通紙される。感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋの含む感光体ドラム２５、１次転写ローラー２２、中間転写ベルト２３、従動プーリー２３Ｌ、駆動プーリー２３Ｒ、および２次転写ローラー２４はいずれも回転軸が平行である。この共通の軸方向（図１の（ｂ）ではＹ軸方向）を以下、「主走査方向」と呼ぶ。光走査装置２６は感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋに対してレーザー光を、たとえば１本ずつ照射する。４本のレーザー光はそれぞれの光量すなわち強度または持続時間が、画像データの示す、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかの階調値で変調されている。感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋの間では、照射光量の表す階調値の色が異なる。以下、その色が、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋである感光体ユニットをそれぞれ、「Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色感光体ユニット」と呼ぶ。
【００２３】
感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋのそれぞれでは感光体ドラム２５が、中間転写ベルト２３を間に挟んで１次転写ローラー２２と接触し、ニップを形成している。感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋはそれぞれ、感光体ドラム２５の外周面を帯電させ、その帯電部分を光走査装置２６から照射されるレーザー光に曝す。光走査装置２６は照射光を感光体ドラム２５の外周面に結像させ、結像点を感光体ドラム２５の軸方向（主走査方向）に移動させるので、この結像点の軌跡に沿って感光体ドラム２５の外周面上の直線領域が露光される。照射光量が高いほど、すなわち照射光の強度が高く、または持続時間が長いほど、主走査方向の単位長すなわち１ドットあたりの露光量が高く、この露光量が高いほど１ドットあたりの帯電量が大きく減少する。したがって、感光体ドラム２５の直線領域には、照射光量の変化が表す階調値分布に対応する帯電量分布、すなわち静電潜像の１ラインが形成される。１ラインに対するこの露光動作を感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋと光走査装置２６とは、感光体ドラム２５の回転に同期して繰り返す。その結果、感光体ドラム２５の外周面ではその回転方向（以下、「副走査方向」という。）に露光済みのラインが連なり、静電潜像が２次元的に拡がる。この静電潜像をＹ−Ｋ色感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋはそれぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに着色されたトナーで現像する。これにより、Ｙ−Ｋ色感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋの感光体ドラム２５にはそれぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの単色のトナー像が形成される。感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋは続いて、中間転写ベルト２３の同じ表面部分が（図１の（ｂ）では反時計方向の回転により）１次転写ローラー２２と感光体ドラム２５との間のニップを通過する際、その表面部分に感光体ドラム２５から、それぞれの形成したトナー像を転写する。こうして、中間転写ベルト２３の同じ表面部分に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナー像が重ねられて１つのカラートナー像に合成される。このカラートナー像が駆動プーリー２３Ｒと２次転写ローラー２４との間のニップを通過するタイミングに合わせ、そのニップへシートＳＨ２がタイミングローラー１４から通紙される。これによりそのニップではカラートナー像が中間転写ベルト２３からシートＳＨ２へ転写される。
【００２４】
定着部３０は、作像部２０から送出されたシートＳＨ２にトナー像を定着させる。具体的には、定着部３０は定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させながら、それらの間のニップにシートＳＨ２を通紙する。このとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ２の表面に熱定着する。定着部３０は更に定着ローラー３１と加圧ローラー３２との回転により、そのシートＳＨ２を排紙部４０へ送り出す。
【００２５】
排紙部４０は、トナー像が定着したシートＳＨ３を排紙口４２から排紙トレイ４１へ排紙する。具体的には、排紙部４０は、排紙口４２の内側に配置された排紙ローラー４３を用いて、定着部３０の上部から排紙口４２へ移動してきたシートＳＨ３を排紙口４２の外へ送出して排紙トレイ４１に載せる。
【００２６】
［光走査装置の構造］
図１の（ｂ）は光走査装置２６の縦断面図を含む。図２は光走査装置２６の上面図である。図２では、説明の便宜上、光走査装置２６を覆っていた上板が除去されており、図１の（ｂ）の示す光走査装置２６の縦断面の位置が直線Ｉ−Ｉで示されている。光走査装置２６は、ハウジング３００、光源３１０、および走査光学系を含む。ハウジング３００はたとえば直方体形状の筐体であり、特に、底板がアルミダイキャスト等の金属製品または繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等の硬質樹脂成形品であり、剛性が高い。ハウジング３００は、底板の短辺が感光体ドラム２５に共通の軸方向、すなわち主走査方向（図１の（ｂ）、図２ではＸ軸方向である。）に平行であるように、プリンター１００内のシャーシ（図は示していない。）によって支持されている。ハウジング３００は、光源３１０と走査光学系とを底板で安定に支持すると共に、それらを上板と側壁とで周囲の環境から隔離して、塵埃と外光とから保護する。走査光学系は、ポリゴンミラー３２１とその駆動モーター（以下、「ポリゴンモーター」と呼ぶ。）３２２、および結像光学系を含む。結像光学系は、ｆθレンズ３２３、３２４、１次折り返しミラー３２５、および４枚の２次折り返しミラー３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋを含む。これらの光学素子を利用して走査光学系は、光源３１０からの光を周期的に偏向させながら感光体ドラム２５の表面に結像させ、その光で感光体ドラム２５の表面を主走査方向に走査する。
【００２７】
［光源］
光源３１０は発光基板３１１と光源光学系とを含む。発光基板３１１は４個の半導体レーザー３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋとそれらの駆動回路３１Ｄとを含む。光源光学系は、４つのコリメーターレンズ３１２、５枚のミラー３１３−３１７、およびシリンドリカルレンズ３１８を含み、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋのそれぞれから出射した光を整形する。
【００２８】
−発光基板−
発光基板３１１はハウジング３００の側壁の１つ、たとえば図２では主走査方向（Ｘ軸方向）に垂直な側壁の外面に取り付けられた印刷回路基板である。発光基板３１１の上には半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋと駆動回路３１Ｄとが実装されている。半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの個数は、画像データが表す色、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの数に等しい。半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋはハウジング３００の側壁に平行に、かつ等間隔に配置され、先端がハウジング３００の側壁の穴を通してハウジング３００の内部に挿し込まれている。図２は示していないが、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間では出射口の高さ（図２ではＹ軸方向の位置）が異なるので、それらからの出射光線も高さが異なる。駆動回路３１Ｄは半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの駆動制御専用の電子回路であり、たとえば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）として、単一または複数のチップに組み込まれている。駆動回路３１Ｄは、プリンター１００に内蔵の主制御部から画像データを受信し、その画像データの表すＹ−Ｋ色の階調値に基づいて半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの発光量を変調する。たとえば、駆動回路３１Ｄは異なる色の階調値を異なる半導体レーザーに割り当て、その階調値が高いほどその半導体レーザーの発光強度を高くし、または連続発光時間を延長する。以下、Ｙ−Ｋの階調値に基づいて発光量が変調される半導体レーザーをそれぞれ「Ｙ−Ｋ色半導体レーザー」と呼ぶ。
【００２９】
−光源光学系−
コリメーターレンズ３１２は、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの各出射口の前に１つずつ、その出射口と光軸が一致するように配置されている。コリメーターレンズ３１２は、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋから出射可能なレーザー光に対して透明なガラスまたは樹脂から成る屈折レンズまたは回折レンズであり、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋからの入射光を平行光に変換する。第１ミラー３１３はＹ色半導体レーザー３１Ｙとコリメーターレンズ３１２との共通の光軸上に配置され、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙからの出射光線を反射して偏向させる。第２ミラー３１４はＭ色半導体レーザー３１Ｍとコリメーターレンズ３１２との共通の光軸上に配置され、Ｍ色半導体レーザー３１Ｍからの出射光線を反射して偏向させる。第３ミラー３１５はＣ色半導体レーザー３１Ｃとコリメーターレンズ３１２との共通の光軸上に配置され、Ｃ色半導体レーザー３１Ｃからの出射光線を反射して偏向させる。第４ミラー３１６はＫ色半導体レーザー３１Ｋとコリメーターレンズ３１２との共通の光軸上に配置され、Ｋ色半導体レーザー３１Ｋからの出射光線を反射して偏向させる。これらのミラー３１３−３１６による偏向光をシリンドリカルレンズ３１８は透過させて第５ミラー３１７へ照射する。この照射光を第５ミラー３１７は反射してポリゴンミラー３２１へ照射する。シリンドリカルレンズ３１８は、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋから出射可能なレーザー光に対して透明なガラスまたは樹脂から成る屈折レンズまたは回折レンズであり、コリメーターレンズ３１２からの平行光を、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）においてはポリゴンミラー３２１の側面に結像させ、その方向と照射方向との両方に直交する方向では平行光に保つ。
【００３０】
［走査光学系］
−ポリゴンミラー−
ポリゴンミラー３２１は、周が正多角形（図２では正７角形）の板状部材であり、いずれの側面にも鏡面加工が施されている。ポリゴンミラー３２１はポリゴンモーター３２２のシャフトに同軸に固定され、そのシャフトに従って回転しながら、各側面で第５ミラー３１７からの入射光ＬＬを偏向させ、かつその偏向角φを周期的に変化させる。以下、ポリゴンミラーの側面を「偏向面」と呼ぶ。ポリゴンモーター３２２はたとえば直流ブラシレス（ＢＬＤＣ）モーターであり、図１の（ｂ）が示すように、ハウジング３００の底板に、それに対してシャフトが垂直であるように固定されている。ポリゴンモーター３２２は、同じ底板に実装された駆動回路（図は示していない。）からの電力でシャフトまわりのトルクをポリゴンミラー３２１に加える。
【００３１】
ポリゴンミラー３２１がポリゴンモーター３２２からのトルクによって等角速度で回転している間、図２が示すように、各偏向面には順番に、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋから出射した光線ＬＬが第５ミラー３１７から入射する。入射光線ＬＬは光源光学系３１２−３１８により、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では偏向面上の１点に収束する一方、底板に平行な方向では平行光のままである。入射光線ＬＬは偏向面で反射されて偏向し、ｆθレンズ３２３、３２４へ向かう。反射光線ＲＬは、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では偏向面上の１点から拡散する一方、底板に平行な方向では平行光のままである。ポリゴンミラー３２１の回転に伴い、入射光線ＬＬに対する偏向面の傾きが連続的に変化する間、入射光線ＬＬと反射光線ＲＬとの成す角度、すなわち偏向角φが最大値φRから最小値φLまで連続的に減少する。入射光線ＬＬを反射していた偏向面が次の偏向面に切り換わると、偏向角φが最小値φLから最大値φRへ瞬間的に戻る。偏向角φのこのような変化が、ポリゴンミラー３２１の回転に同期して周期的に繰り返される。
【００３２】
−ｆθレンズ−
ｆθレンズは、一般に複数枚（図２では２枚）の非球面レンズ３２３、３２４で構成された複合レンズである。いずれのレンズ３２３、３２４も、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋから出射可能なレーザー光に対して透明なガラスまたは樹脂から成る屈折レンズまたは回折レンズである。ｆθレンズ３２３、３２４はポリゴンミラー３２１からの反射光線ＲＬを透過させ、透過光線ＴＬを１次折り返しミラー３２５と２次折り返しミラー３２６Ｙ−３２６Ｋとの順に反射させて感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋへ照射し、各感光体ドラム２５の外周面に結像させる。ここで、ポリゴンミラー３２１からの反射光線ＲＬは、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では拡散光である一方、底板に平行な方向では平行光である。したがって、ｆθレンズ３２３、３２４は次の２種類の光学的機能を持つ。（１）単一の屈折レンズとみなされた場合、レンズ面の曲率がポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）とその方向に垂直な方向との間で異なる。この機能により、ｆθレンズ３２３、３２４からの透過光線ＴＬは、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）と底板に平行な方向とのいずれにおいても、感光体ドラム２５の外周面上の１点に収束する。（２）像高（結像点の光軸からの距離）が入射角に比例する（すなわち、像高＝焦点距離×入射角）。この機能により、ｆθレンズ３２３、３２４からの透過光線ＴＬが感光体ドラム２５の表面に結像すると、その結像点は、ポリゴンミラー３２１の等速回転に伴う偏向角φの等速変化に合わせて感光体ドラム２５の軸方向、すなわち主走査方向（Ｘ軸方向）に等速度で移動する。実際、像高の変化速度は結像点の移動速度であり、入射角の変化速度はポリゴンミラー３２１の回転速度に比例する。具体的には、図２が示すように、偏向角φが最大値φRから変化量Δφだけ減少する間にｆθレンズ３２３、３２４からの透過光線ＴＬが１次折り返しミラー３２５の鏡面上を主走査方向（Ｘ軸方向）に距離Δρだけ移動する場合、この距離Δρが偏向角φの変化量Δφに比例する：Δρ∝Δφ。この距離Δρは感光体ドラム２５の表面上を結像点が移動する距離に比例し、偏向角φの変化量Δφはポリゴンミラー５２１の回転角の変化量θの２倍である：Δφ＝２θ。したがって、結像点の主走査方向における位置とポリゴンミラー３２１の回転角との間に線形性が確立される。特にポリゴンミラー３２１が等角速度で回転する場合、偏向角φが最大値φRから最小値φLまで連続的に減少する間、結像点が主走査方向に等速度で移動する。
【００３３】
−折り返しミラー−
１次折り返しミラー３２５と２次折り返しミラー３２６Ｙ−３２６Ｋとはいずれも、板面に鏡面加工が施された細長い平板状部材である。図１の（ｂ）、図２が示すとおり、いずれの折り返しミラー３２５、３２６Ｙ−３２６Ｋも、長手方向がハウジング３００の底板の短辺方向すなわち主走査方向（Ｘ軸方向）に平行であるように設置されている。１次折り返しミラー３２５はｆθレンズ３２３、３２４からの透過光線ＴＬをハウジング３００の天井へ向けて反射する。この天井には２次折り返しミラー３２６Ｙ−３２６Ｋが設置され、１次折り返しミラー３２５からの反射光線を更に反射し、ハウジング３００の上板のスリット（図は示していない。）を通して感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋへ照射する。特に、１次折り返しミラー３２５からの反射光線のうち、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙからのレーザー光線は第１−２次折り返しミラー３２６ＹによってＹ色感光体ユニット２１Ｙへ照射され、Ｍ色半導体レーザー３１Ｍからのレーザー光線は第２−２次折り返しミラー３２６ＭによってＭ色感光体ユニット２１Ｍへ照射され、Ｃ色半導体レーザー３１Ｙからのレーザー光線は第３−２次折り返しミラー３２６ＣによってＣ色感光体ユニット２１Ｃへ照射され、Ｋ色半導体レーザー３１Ｋからのレーザー光線は第４−２次折り返しミラー３２６ＫによってＫ色感光体ユニット２１Ｋへ照射される。
【００３４】
このように１次折り返しミラー３２５からの反射光線の照射先が分かれるのは、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間で出射光線ＬＬの高さ（Ｙ軸方向の位置）が異なることに因る。実際、各出射光線ＬＬは光源光学系３１２−３１８により、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では偏向面上の同じ位置に収束する。すなわち、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では、出射光線ＬＬの偏向面への入射角が半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間で異なる。したがって、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では、ポリゴンミラー３２１からの反射光線ＲＬの拡散範囲が半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間で異なるので、反射光線ＲＬのｆθレンズ３２３、３２４への入射角が半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間で異なる。その結果、ポリゴンミラー３２１の軸方向（Ｙ軸方向）では、ｆθレンズ３２３、３２４からの透過光線ＴＬが１次折り返しミラー３２５へ入射する角度も、１次折り返しミラー３２５によって反射される角度も、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間では異なる。この反射角度の違いが、ハウジング３００の上板の高さでは、その長辺方向における反射光の照射位置の違いとして現れる。
【００３５】
［ＳＯＳセンサー］
光源３１０は更に走査開始（ＳＯＳ）センサー３３０を含む。ＳＯＳセンサー３３０は光検出器を含み、ミラー３３１からの反射光を検出して通知信号（以下、「ＳＯＳ信号」と呼ぶ。）を生成する。ミラー３３１は、ポリゴンミラー３２１から最大の偏向角φRへ反射された光線を反射してＳＯＳセンサー３３０へ照射する。したがって、ポリゴンミラー３２１が光源３１０からの出射光線ＬＬを最大の偏向角φRへ反射する度に、ＳＯＳセンサー３３０はＳＯＳ信号を有効化する（アクティブにする）。すなわち、ＳＯＳ信号が正論理信号ならばそのパルスを立ち上げ、負論理信号ならばそのパルスを立ち下げる。こうして、ＳＯＳ信号の有効化の周期はポリゴンミラー３２１によるレーザー光線の偏向周期、すなわち偏向角φが最大値φRから最小値φLまでの範囲を１往復する期間を表す。ＳＯＳ信号は作像部２０において、光源３１０だけでなく感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋの全体の動作をポリゴンミラー３２１の回転に同期させるのに利用される。
【００３６】
［半導体レーザー］
図３の（ａ）はＹ色半導体レーザー３１Ｙのパッケージを示す模式図である。他の半導体レーザー３１Ｍ−３１Ｋも構造は共通である。Ｙ色半導体レーザー３１Ｙはレーザー発振子３６１を含む。レーザー発振子３６１はたとえばレーザーダイオード（ＬＤ）であり、ＰＮ接合を含む半導体チップである。レーザー発振子３６１は、たとえば波長が可視域から赤外域までの範囲（数百ｎｍ−千数百ｎｍ）に属するレーザー光を数ｍＷ−十数ｍＷの出力で放出可能である。レーザー発振子３６１による発光原理は次のとおりである。ＰＮ接合の活性層ではホールと電子との再結合、すなわち電子による励起状態から基底状態への遷移に伴って光が放出される。この光放出の過程には、電子の自然な状態遷移に伴うもの（自然放出）と、外部から入射した光による強制的な状態遷移に伴うもの（誘導放出）との２種類がある。自然放出によって活性層から出射した光は、ＰＮ接合を間に挟んで互いに対向する２枚の反射鏡での反射を繰り返すことにより活性層を往復し、誘導放出を促し続ける。外部からＰＮ接合へ注入される電流量が小さく、励起状態の電子数よりも基底状態の電子数が多いうちは、活性層からの出射光量のほとんどを自然放出による光量が占めており、誘導放出による光量はわずかでしかない。注入電流量の増加に伴って基底状態に対する励起状態の電子数の割合が上昇し、注入電流量がある閾値（以下、「閾値電流」と呼ぶ。）を超えてその割合が逆転した場合、自然放出による光量を誘導放出による光量が凌駕する（発振）。こうして、光が増幅される。
【００３７】
レーザー発振子３６１は、光を往復させる方向がチップの表面に平行である端面発光型と、垂直である垂直共振器面発光型（ＶＣＳＥＬ）との２種類に大別される。図３の（ａ）の含む拡大図ＥＥＬ、ＶＣＳはそれぞれ、レーザー発振子３６１が端面発光型、ＶＣＳＥＬである場合の発光点ＰＥ、ＰＳを模式的に示す。レーザー発振子３６１が端面発光型である場合、第１拡大図ＥＥＬが示すように、そのチップの端面がパッケージの出射口３６２から覗くように配置され、その端面が発光点ＰＥを含む。レーザー発振子３６１がＶＣＳＥＬである場合、第２拡大図ＶＣＳが示すように、そのチップの表面がパッケージの出射口３６２から覗くように配置され、その表面が発光点ＰＳを含む。
【００３８】
図３の（ｂ）は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙが出射可能なレーザー光の波長の温度依存性を示すグラフである。このグラフが示すとおり、半導体レーザーは一般に温度上昇に伴ってレーザー光の波長が、たとえば１度あたり百分の数ｎｍの割合で長波長側へずれる。これは主に、温度上昇に伴い、ＰＮ接合を形成している半導体の屈折率が上昇することによる。
【００３９】
［画像形成装置の電子制御系統］
図４は、プリンター１００の電子制御系統の構成を示すブロック図である。この電子制御系統では、給送部１０、作像部２０、定着部３０に加え、操作部５０と主制御部６０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。
【００４０】
−操作部−
操作部５０は、プリンター１００に実装されたユーザーと外部の電子機器とに対するインタフェースの全体であり、ユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブ処理の要求と印刷対象の画像データとを受け付け、それらを主制御部６０へ伝える。図４が示すように、操作部５０は操作パネル５１と外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）５２とを含む。操作パネル５１は、図１の（ａ）が示すように、押しボタン、タッチパネル、およびディスプレイを含む。このディスプレイに操作パネル５１はグラフィックスユーザーインターフェース（ＧＵＩ）画面を表示する。操作パネル５１はまた、押しボタンの中からユーザーが押下したものを識別し、またはタッチパネルの中からユーザーが触れた位置を検出し、その識別または検出に関する情報を操作情報として主制御部６０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル５１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、画質等、印刷に関する条件をユーザーから受け付けて、これらの条件を示す項目を操作情報に組み込む。外部Ｉ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリカードスロットを含み、それらを通してＵＳＢメモリーまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを取り込む。外部Ｉ／Ｆ５２は更に外部のネットワークに有線または無線で接続された通信ポートを含み、そのネットワークを通して他の電子機器から印刷対象の画像データを受信する。
【００４１】
−主制御部−
主制御部６０は、プリンター１００の内部に設置された１枚の印刷回路基板に実装された集積回路である。図４が示すように、主制御部６０は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、およびＲＯＭ６３を含む。ＣＰＵ６１はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）で構成され、各種ファームウェアを実行する。ＲＡＭ６２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体記憶装置であり、ＣＰＵ６１にファームウェアを実行する際の作業領域を提供し、操作部５０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。ＲＯＭ６３は、書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納し、後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の半導体記憶装置またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ６１に環境変数等の保存領域を提供する。
【００４２】
ＣＰＵ６１が各種ファームウェアを実行することにより、主制御部６０は操作部５０からの操作情報に基づき、プリンター１００内の他の要素を制御する。具体的には、主制御部６０は操作部５０に操作画面を表示させてユーザーによる操作を受け付けさせる。この操作に応じて主制御部６０は、稼動モード、待機モード、スリープモード等の動作モードを決定し、その動作モードを他の要素へ駆動信号で通知して、その動作モードに応じた処理を各要素に実行させる。たとえば、操作部５０がユーザーから印刷ジョブを受け付けたとき、主制御部６０はまず、操作部５０に印刷対象の画像データをＲＡＭ６２へ転送させる。主制御部６０は次に、ジョブの示す印刷条件に従って、給送部１０には給送すべきシートの種類とその給送のタイミングとを指定し、作像部２０には形成すべきトナー像を表す画像データを提供し、定着部３０には、維持すべき定着ローラー３１の表面温度を指定する。主制御部６０は特に、印刷条件の示す画質、消費電力、またはシートの紙種もしくは紙厚に応じてシートの搬送速度とポリゴンミラー３２１の回転数との目標値を選択し、それらの目標値をプリンター１００の各要素１０−４０に指示する。たとえば、印刷対象の紙種が厚紙である場合にシートの搬送速度は普通紙である場合の値よりも低く設定される。これにより、ポリゴンミラー３２１の駆動モーター３２２の消費電力が削減される一方、搬送ローラー１２、１３等の駆動モーターの消費電力量が搬送対象のシートの坪量にかかわらず安定化する。
【００４３】
−作像部の制御系統−
作像部２０のみならず、給送部１０、定着部３０、排紙部４０はそれぞれ、専用の電子制御系統を含む。各系統は、所属の機能部１０−４０が備えた可動部材に駆動力を与えるモーター、ソレノイド等のアクチュエーターを制御する。これらの可動部材には、図１の（ｂ）の示す搬送ローラー１２、１３、１４、２３Ｒ、２４、３１、３２、４３が含まれる。アクチュエーターに対する制御回路は、ＭＰＵ／ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の電子回路であり、アクチュエーターの出力（制御量）に対する目標値を設定してアクチュエーターの駆動回路に指示する。たとえば、モーターからフィードバックされる実際の回転数に基づいて、そのモーターに対する印加電圧の目標値が指示される。駆動回路はスイッチングコンバーターであり、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のパワートランジスタをスイッチング素子として利用してアクチュエーターへの供給電力を調節することにより、その出力を目標値に維持する。
【００４４】
作像部２０の制御系統は光走査装置用と感光体ユニット用とに大別される。感光体ユニットに対する制御系統２０Ｕは、１次転写ローラー２２、中間転写ベルト２３の駆動プーリー２３Ｒ、２次転写ローラー２４と共に、感光体ドラム２５等、各ユニット２１Ｙ−２１Ｋ内の可動部材を駆動するアクチュエーターを制御する。これにより、中間転写ベルト２３の回転速度が目標値に維持され、４色のトナー像が感光体ドラム２５の表面に形成されるタイミング、それらのトナー像が感光体ドラム２５から中間転写ベルト２３へ転写されるタイミング、更にそこからシートへ転写されるタイミングが適正に維持される。光走査装置に対する制御系統２０Ｓは、光源制御部７１０とポリゴンモーター駆動部７２０とを含む。光源制御部７１０は半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋに対する制御回路と駆動回路との全体であり、特に、図２の示す発光基板３１１に実装された駆動回路３１Ｄを含む。ポリゴンモーター駆動部７２０はポリゴンモーター３２２に対する制御回路と駆動回路との全体であり、ポリゴンモーター３２２への供給電力を制御することにより、ポリゴンミラー３２１の角速度を目標値に維持する。
【００４５】
［光源制御部］
光源制御部７１０は、図２の示すＹ−Ｋ色半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋを個別に制御する４つの駆動回路を含む。これらの駆動回路は、図２の示す発光基板３１１の上の駆動回路３１Ｄに集積されている。これらの駆動回路を用いて光源制御部７１０は、各半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋが発光すべき期間、すなわち発光期間においてその半導体レーザーに、画像データで変調された電流を供給する。発光期間は、各偏向周期のうち、ポリゴンミラー３２１からの反射光がＳＯＳセンサー３３０に照射する期間と、感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ライン上を移動する期間との全体である。この１ラインの範囲は印刷対象のシートの幅方向における印刷可能範囲で決まる。光源制御部７１０は更に、各半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋが発光すべきでない期間にもその発光素子に、発光可能な電流量の下限すなわち閾値電流よりも少ない量のバイアス電流を供給する。
【００４６】
図５は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙの駆動回路８００のブロック図である。駆動回路８００は、変調電流供給部８１０、バイアス電流供給部８２０、および電流切換部８３０を含む。これらを利用して駆動回路８００は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙへ電流ＩＤを供給する。他の半導体レーザー３１Ｍ−Ｋの駆動回路も同様な構成である。
【００４７】
−変調電流供給部−
変調電流供給部８１０は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙが発光すべき期間、すなわち発光期間において、画像データＶＤＳの表すＹ色の階調値で変調された電流をＹ色半導体レーザー３１Ｙに供給する。発光期間は、各偏向周期のうち、ポリゴンミラー３２１からの反射光がＳＯＳセンサー３３０に照射する期間と、感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ライン上を移動する期間との全体である。この１ラインの範囲は印刷対象のシートの幅方向における印刷可能範囲で決まる。
【００４８】
変調電流供給部８１０は可変定電流源８１１と変調部８１２とを含む。可変定電流源８１１は、たとえば出力電流に対するパルス振幅変調（ＰＡＭ）制御またはパルス幅変調（ＰＷＭ）制御が可能なスイッチング電源である。可変定電流源８１１は、変調部８１２からの変調信号ＭＤＳに従って電流パルスＩＭの高さＩＭＨまたは幅を変化させる。パルスの高さＩＭＨはレーザー発振子ＬＤの閾値電流（たとえば数ｍＡ−数十ｍＡ）よりも十分に高い値、たとえば数百ｍＡに設定され、パルス幅はたとえば０．１ｎｍ−１ｎｍのオーダーである。変調部８１２は、たとえば単一または複数のチップに組み込まれたＡＳＩＣまたはＦＰＧＡで構成された回路である。変調部８１２は、画像データＶＤＳの表す１ラインにおけるＹ色の階調値分布に基づき、可変定電流源８１１に出力させるべき電流パルスＩＭの高さＩＭＨまたは幅を決定し、その高さＩＭＨまたは幅を変調信号ＭＤＳで可変定電流源８１１に伝える。変調部８１２は更に変調信号ＭＤＳをクロック（ＣＬＫ）信号に同期させる。ＣＬＫ信号は、作像部２０の電子制御系統に内蔵のクロック生成部（図５は示していない。）により周波数がＳＯＳセンサー３３０からのＳＯＳ信号よりも高い一定値、たとえば数ＭＨｚ−数十ＭＨｚに正確に保たれた矩形パルス信号であり、特に位相同期回路（ＰＬＬ）によりＳＯＳ信号と同期するように位相が調節されている。変調信号ＭＤＳがＣＬＫ信号に同期していることにより、可変定電流源８１１から出力される変調電流ＩＭのパルス波形もＣＬＫ信号に同期する。
【００４９】
−バイアス電流供給部−
バイアス電流供給部８２０は、レーザー発振子ＬＤが発光すべき期間であるか否かにかかわらずその発振子ＬＤにバイアス電流を供給し続ける。バイアス電流は、その量がたとえば数μＡ−数ｍＡであり、レーザー発振子ＬＤの閾値電流（たとえば数ｍＡ−数十ｍＡ）よりも十分に小さい。レーザー発振子ＬＤにバイアス電流量が供給される間、レーザー発振子ＬＤには発振が生じないので、実質上、光が放出されない。
【００５０】
図５ではバイアス電流供給部８２０は可変定電流源８２１と電流量設定部８２２とを含む。可変定電流源８２１はたとえば、出力電流であるバイアス電流ＩＢの量を所定範囲内で可変なスイッチング電源であり、この所定範囲から選択された一定値にバイアス電流量を維持する。この所定範囲はレーザー発振子ＬＤに対するバイアス電流量として許容される範囲、たとえば数μＡ−数ｍＡに設定されている。可変定電流源８１１の出力端はレーザー発振子ＬＤのアノードに直結しているので、光書込部２０２の動作中、レーザー発振子ＬＤにはバイアス電流ＩＢが供給され続ける。電流量設定部８２２はたとえば単一または複数のチップに組み込まれたＡＳＩＣまたはＦＰＧＡで構成されており、可変定電流源８２１にバイアス電流量の目標値ＴＧＴを設定する。この目標値ＴＧＴは一般に半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋごとに異なる。バイアス電流量の目標値ＴＧＴと半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋとの間の対応表は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー等、電流量設定部８２２に内蔵の不揮発性記憶素子に保存されている。プリンター１００への電源投入時または主制御部６０からの駆動信号が稼動モードを示す場合、電流量設定部８２２は内蔵の記憶素子から設定対象のバイアス電流量の目標値ＴＧＴを読み出して可変定電流源８２１へ送信する。これに応じて可変定電流源８２１はバイアス電流ＩＢの量を目標値ＴＧＴに維持する。バイアス電流量の目標値と半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋとの間の関係については後述する。
【００５１】
−電流切換部−
電流切換部８３０は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙの発光期間であるか否かに応じてそのレーザー発振子ＬＤへ供給すべき電流ＩＤを、変調電流ＩＭとバイアス電流ＩＢとの和からバイアス電流ＩＢのみへ、またはその逆に切り換える。具体的には、電流切換部８３０はタイミング生成部８３１とスイッチ８３２とを含む。
【００５２】
タイミング生成部８３１は、たとえば単一または複数のチップに組み込まれたＡＳＩＣまたはＦＰＧＡで構成され、ＳＯＳ信号とＣＬＫ信号とに基づいて切換（ＳＷＴ）信号を生成する。具体的にはたとえば、タイミング生成部８３１は内蔵のカウンターによってＣＬＫ信号の立ち上がりまたは立ち下がりを数え、その回数が所定値に到達するタイミングでＳＷＴ信号を立ち上げ、または立ち下げる。ＳＷＴ信号はスイッチ８３２へ送られる。ＳＷＴ信号の立ち上がりまたは立ち下がりに応じてスイッチ８３２は変調電流供給部８１０の可変定電流源８１１の出力端とレーザー発振子ＬＤのアノードとの間を接続し、またはその接続を切断する。それらの間をスイッチ８３２が接続するとレーザー発振子ＬＤには、変調電流供給部８１０からの変調電流ＩＭとバイアス電流供給部８２０からのバイアス電流ＩＢとの両方が供給され、スイッチ８３２が接続を切断するとバイアス電流ＩＢのみが供給される。
【００５３】
［半導体レーザーへの電流供給のタイミング］
図６の（ａ）は、タイミング生成部８３１が利用する、ＳＯＳ信号、ＣＬＫ信号、およびＳＷＴ信号のタイミングチャートと、変調電流ＩＭおよびレーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤの波形との間の関係を示す図である。
【００５４】
＜ＣＬＫ信号＞
ＣＬＫ信号はたとえば、水晶発振子等の出力が数十ｎ秒−数百ｎ秒の周期ＰＣＬ（数ＭＨｚ−数十ＭＨｚの周波数）を持つデューティー比５０％の矩形パルス波に整形されたものであり、そのパルスの立ち上がりがＳＯＳ信号の立ち下がりと一致するように位相が調節されている。
【００５５】
＜ＳＯＳ信号＞
ＳＯＳ信号はたとえば矩形パルス信号であり、ポリゴンミラー３２１によるレーザー光線ＬＬの偏向角φが最大値φRに到達する度に、ＳＯＳセンサー３３０によるミラー３３１からの反射光の検出に応じて立ち下がり、その検出が続く間、低レベルを維持する。したがって、ＳＯＳ信号の立ち下がりの間隔ＳＣＴ、すなわち各立ち下がり時点Ｔ０から次の立ち下がり時点Ｔ５までの期間は、ポリゴンミラー３２１によるレーザー光線ＬＬの偏向周期、すなわち偏向角φが最大値φRから最小値φLまでの範囲を１往復する数μ秒−数十μ秒の期間を表す。
【００５６】
ＳＯＳ信号にタイミング生成部８３１は、内蔵のカウンターによるＣＬＫ信号のパルスの計数動作を同期させる。具体的には、タイミング生成部８３１はＳＯＳ信号の立ち下がりに応じてカウンターの値を“０”にリセットする。カウンターはその後、ＣＬＫ信号が立ち上がる度にその値を１ずつ増やす。これによりカウンターの値は、ポリゴンミラー３２１による現在の偏向周期ＳＣＴの始点Ｔ０以降、ＣＬＫ信号が何回立ち上がったのか、すなわちＣＬＫ信号の何周期分の時間が経過したかを表す。
【００５７】
＜ＳＷＴ信号＞
ＳＷＴ信号はたとえば矩形パルス信号であり、ＳＯＳ信号の立ち下がり時点、すなわち偏向周期ＳＣＴの始点Ｔ０以降、タイミング生成部８３１内のカウンターが示すＣＬＫ信号の立ち上がり回数（以下、「クロック数」と呼ぶ。）が所定値へ到達する度にレベルが切り換わる。図６の（ａ）では、クロック数とＳＷＴ信号のレベルとの間の関係が次のとおりである。
【００５８】
ＳＯＳ信号の立ち下がり時点Ｔ０の直前には、クロック数が上限値に到達する。この上限値は、ポリゴンミラー３２１によるレーザー光線ＬＬの偏向周期ＳＣＴの設計上の長さをクロック数に換算した値よりも所定の余裕、たとえば１クロックだけ小さい。これにより、クロック数が上限値に到達した時点ＴＮは、ポリゴンミラー３２１によるレーザー光線ＬＬの偏向角φが最小値φLへ到達する時点よりもその余裕だけ早い。クロック数の上限値への到達に応じてＳＷＴ信号が立ち下がり、スイッチ８３２が変調電流供給部８１０をレーザー発振子ＬＤへ接続するので、変調電流ＩＭが“０”から立ち上がる。こうして、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤがバイアス電流ＩＢから立ち上がり、変調電流ＩＭとバイアス電流ＩＢとの和に変わる。この時点ＴＮではまだ変調部８１２は変調に使用すべき画像データＶＤＳを持たないので、変調電流ＩＭはパルスの高さまたは幅が基準値に一定に維持される。変調電流ＩＭとバイアス電流ＩＢとの和はその量がレーザー発振子ＬＤの閾値電流Ｉｔｈを超えているので、レーザー発振子ＬＤが一定の輝度で発光する。その直後、偏向角φが最小値φLへ到達し、そこから最大値φRへ瞬間的に戻る。これにより、ＳＯＳセンサー３３０がミラー３３１からの反射光を検出するのでＳＯＳ信号が立ち下がる。したがって、偏向角φが最大値φRへ戻る時点Ｔ０、すなわち偏向周期ＳＣＴの始点Ｔ０ではクロック数が“０”にリセットされる。
【００５９】
クロック数が第１設定値“３”に到達した時点Ｔ１では、スイッチ８３２が変調電流供給部８１０とレーザー発振子ＬＤとの間の接続を切断するので、変調電流ＩＭが“０”へ立ち下がる。これに応じて、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤがバイアス電流ＩＢまで減少し、特にレーザー発振子ＬＤの閾値電流Ｉｔｈを下回るのでレーザー発振子ＬＤの発光が止まる。第１設定値はたとえば、ポリゴンミラー３２１からの反射光線ＲＬがＳＯＳセンサー３３０の受光面を横断する時間の設計上の長さに、その時間の許容誤差以上の余裕を加えた長さをクロック数に換算した値である。これにより、クロック数が第１設定値に到達した時点Ｔ１では確実にＳＯＳセンサー３３０がミラー３３１からの反射光を検出しなくなり、ＳＯＳ信号が立ち上がりを終えている。したがって、この時点Ｔ１では、スイッチ８３２が接続を切断してレーザー発振子ＬＤの発光を止めても、ＳＯＳ信号には誤差を与えない。
【００６０】
クロック数が第２設定値“５”に到達した時点Ｔ２ではＳＷＴ信号が立ち下がる。第２設定値はたとえば、偏向周期ＳＣＴの始点Ｔ０から、走査光学系による感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの先端へ到達する時点Ｔ２までの時間長をクロック数に換算した値である。第２設定値は一般に、印刷対象のシートの幅、および幅方向における印刷開始位置に依存する。ＳＷＴ信号の立ち下がりに応じて、スイッチ８３２が変調電流供給部８１０をレーザー発振子ＬＤへ接続するので、変調電流ＩＭが“０”から立ち上がる。こうして、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤがバイアス電流ＩＢからそれと変調電流ＩＭとの和まで増加するのでレーザー発振子ＬＤが発光する。この時点Ｔ２以降、変調電流供給部８１０が画像データＶＤＳに従って変調電流ＩＭのパルスの高さＩＭＨまたは幅を変化させる。この変化に従ってレーザー発振子ＬＤからの出射光量が変動する結果、感光体ドラム２５の表面に静電潜像の１ラインが書き込まれる。
【００６１】
クロック数が第３設定値に到達した時点Ｔ３ではＳＷＴ信号が立ち上がる。第３設定値はたとえば、偏向周期ＳＣＴの始点Ｔ０から、感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの後端へ到達する時点Ｔ３までの時間長をクロック数に換算した値である。第３設定値は一般に、印刷対象のシートの幅、および幅方向における印刷終了位置に依存する。ＳＷＴ信号の立ち上がりに応じてスイッチ８３２が変調電流供給部８１０とレーザー発振子ＬＤとの間の接続を切断するので変調電流ＩＭが“０”へ立ち下がる。こうして、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤがバイアス電流ＩＢまで減少し、特にレーザー発振子ＬＤの閾値電流Ｉｔｈを下回るので、レーザー発振子ＬＤの発光が止まる。
【００６２】
その後、クロック数が上限値に到達する時点Ｔ４では前回の時点ＴＮと同様、ＳＷＴ信号が立ち下がるので、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤがバイアス電流ＩＢからそれと変調電流ＩＭとの和まで増加する。この変調電流ＩＭはパルスの高さまたは幅が一定であるので、レーザー発振子ＬＤが一定の輝度で発光する。その直後、ＳＯＳセンサー３３０がミラー３３１からの反射光を検出するのでＳＯＳ信号が立ち下がる。したがって、この立ち下がり時点Ｔ５では次の偏向周期ＳＣＴが始まり、クロック数が“０”にリセットされる。
【００６３】
［バイアス電流の技術的意義］
図６の（ｂ）は、（ａ）の示すレーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤの立ち上がりとその近傍とを時間方向に拡大した図である。この図が示すとおり、供給電流ＩＤの立ち上がり開始の時点Ｔ２におけるバイアス電流量が小さい値Ｉｂ１である場合よりも大きい値Ｉｂ２である場合（Ｉｂ２＞Ｉｂ１）、供給電流ＩＤは目標レベルＩｔｇに時間差Δｔだけ早く到達する。このようにバイアス電流量が大きいほど供給電流ＩＤの立ち上がりが早いので、レーザー発振子ＬＤの発光が早い。しかし、その一方で、バイアス電流量が大きいほど消灯中にレーザー発振子ＬＤで消費される電力量が大きい。したがって、レーザー発振子ＬＤの応答速度と消灯中の消費電力量との間の兼ね合いでバイアス電流量は選択される。
【００６４】
［バイアス電流量と半導体レーザーとの間の関係］
バイアス電流量が大きいほど、バイアス電流に起因して消灯中の半導体レーザーで発生するジュール熱量は大きい。したがって、仮に他に熱源がなければ、バイアス電流量が共通である限り、消灯中の半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間では発生するジュール熱量が共通であるので温度が等しいはずである。しかし、実際には、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋが実装された基板にはそれらに対する駆動回路も実装されている。たとえば、図２が示す発光基板３１１では、駆動回路３１Ｄが基板の長手方向における一端部に位置するので、同じ基板上で長手方向に並ぶ半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋは駆動回路３１Ｄからの距離が異なる。したがって、駆動回路３１Ｄが動作中に放出する多量のジュール熱に伴い発光基板３１１には駆動回路３１Ｄの位置をピークとする温度勾配が生じ、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間には駆動回路３１Ｄからの距離に応じた周囲温度の差が現れる。
【００６５】
図７の（ａ）は、発光基板３１１の長手方向の一端に位置する駆動回路３１Ｄが動作する間に発光基板３１１に現れる温度勾配を表すグラフ曲線ＧＴを示す。この曲線ＧＴが示すとおり、駆動回路３１Ｄからジュール熱が伝搬することにより、発光基板３１１は駆動回路３１Ｄに近い部分ほど周囲温度が高い（図７の（ａ）では、グラデーションが濃いほど温度が高い）。このような周囲温度分布により、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの実装部分の間には周囲温度に摂氏数度程度の差が生じる。一方、図３の（ｂ）が示すとおり、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋからの出射光線の波長には温度依存性があり、特に温度上昇に伴って出射光線の波長が長波長側へずれる。したがって、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間での温度差が、駆動回路３１Ｄから放出されるジュール熱の伝搬に伴う発光基板３１１の温度分布に起因する周囲温度の差のままであれば、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間では出射光線の波長に百分の１ｎｍ−十分の１ｎｍ程度の差が生じる。この波長差は、光源光学系のコリメーターレンズ３１２、ミラー３１３−３１７、およびシリンドリカルレンズ３１８、並びに走査光学系のポリゴンミラー３２１、ｆθレンズ３２３、３２４、および折り返しミラー３２５、３２６Ｙ−Ｋにおいても光学特性に無視できないほどの大きさの誤差を与えかねない。このような過大な誤差は感光体ユニット２１Ｙ−２１Ｋの間で感光体ドラム２５の表面におけるトナー像の位置を大きく狂わせるので、シートに転写されるカラートナー像に色ずれが生じる危険性が高い。この危険性を抑える目的で光走査装置２６は、以下に述べるとおり、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋのうち、周囲温度の推定値が高いものほどバイアス電流量を小さく設定する。これにより、周囲温度間の差がバイアス電流に伴うジュール熱による温度上昇量間の差で相殺されるので、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間での温度差が許容範囲内に維持される。
【００６６】
図７の（ａ）は更に、グラフ曲線ＧＴが表す周囲温度の差を相殺可能な半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間でのジュール熱量の分布を棒グラフで表す。駆動回路３１Ｄには、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙ、Ｍ色半導体レーザー３１Ｍ、Ｃ色半導体レーザー３１Ｃ、Ｋ色半導体レーザー３１Ｋの順に近いので、周囲温度の推定値も同じ順で高い。したがって、これらの周囲温度間の差をジュール熱による温度上昇量間の差で相殺するには、ジュール熱量が、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙでの値ＪＨＹ、Ｍ色半導体レーザー３１Ｍでの値ＪＨＭ、Ｃ色半導体レーザー３１Ｃでの値ＪＨＣ、Ｋ色半導体レーザー３１Ｋでの値ＪＨＫの順に小さければよい。
【００６７】
図７の（ｂ）は、ポリゴンミラー３２１によるレーザー光線の偏向周期にわたる半導体レーザーへの供給電流ＩＤの波形図である。図６の（ａ）について説明したとおり、偏向周期の始点Ｔ０ではすでに、ＳＯＳセンサー３３０がポリゴンミラー３２１からの反射光を検出できるように供給電流ＩＤが閾値電流Ｉｔｈを超えた値に維持され、半導体レーザーが発光している。クロック数が第１設定値に到達する時点Ｔ１ではスイッチ８３２が変調電流供給部８１０とレーザー発振子ＬＤとの間の接続を切断するので供給電流ＩＤが閾値電流Ｉｔｈを下回り、半導体レーザーの発光が止まる。クロック数が第２設定値に到達する時点Ｔ２では感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの先端へ到達するので、供給電流ＩＤが閾値電流Ｉｔｈを超えて半導体レーザーを発光させる。クロック数が第３設定値に到達する時点Ｔ３では感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの後端へ到達するので、供給電流ＩＤが閾値電流Ｉｔｈを下回り、半導体レーザーの発光を止める。クロック数が上限値に到達する時点Ｔ４では、ポリゴンミラー３２１による偏向角φが最小値φLから最大値φRへ戻る直前であるので、供給電流ＩＤが閾値電流Ｉｔｈを超えて半導体レーザーを発光させる。こうして、各偏向周期では発光期間Ｔ０−Ｔ１、Ｔ２−Ｔ３、Ｔ４−Ｔ５を除く部分、すなわち、ポリゴンミラー３２１からの反射光ＲＬがＳＯＳセンサー３３０の受光面を確実に横断し終えた時点Ｔ１から書込対象の１ラインの先端へ到達する時点Ｔ２までの間と、感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの後端へ到達する時点Ｔ３からポリゴンミラー３２１による偏向角φが最小値φLから最大値φRへ戻る直前の時点Ｔ４までの間とで、バイアス電流ＩＢが半導体レーザーへ供給される。したがって、バイアス電流の供給時間は半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間で共通である。バイアス電流に伴うジュール熱量はバイアス電流量とその持続時間との積に等しいので、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間でジュール熱量による温度上昇量に差を与えるにはバイアス電流量に差を与えればよい。それ故、バイアス電流量は、Ｙ色半導体レーザー３１Ｙに対する目標値ＩｂＹ、Ｍ色半導体レーザー３１Ｍに対する目標値ＩｂＭ、Ｃ色半導体レーザー３１Ｃに対する目標値ＩｂＣ、Ｋ色半導体レーザー３１Ｋに対する目標値ＩｂＫの順に小さく設定される。図７の（ｂ）ではジュール熱量は電流波形と時間軸との間の面積に比例し、バイアス電流量の目標値が低いほどこの面積は小さい。すなわち図７の（ｂ）の波形は、目標値の低い半導体レーザーほどバイアス電流に伴うジュール熱量が小さいことを表す。
【００６８】
バイアス電流量の目標値ＩｂＹ−Ｋは、光走査装置２６の製造工程において実験またはシミュレーションによって決定され、対象である半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの識別子との対応表の形式で、電流量設定部８２２に内蔵の不揮発性記憶素子に保存される。
【００６９】
［実施形態の利点］
本発明の実施形態による光走査装置２６では、上記のとおり、バイアス電流供給部８２０がバイアス電流量を半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋごとに、一般には異なる目標値ＩｂＹ−ＩｂＫに調節する。これらの目標値ＩｂＹ−ＩｂＫは実験またはシミュレーションにより、次の条件が満たされるように決定される。半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋと同じ基板３１１に実装された駆動回路３１Ｄが熱源とみなされ、それとの距離から推定される半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間での周囲温度の差が、バイアス電流に伴うジュール熱による温度上昇量の差で相殺される。決定された目標値ＩｂＹ−ＩｂＫは、半導体レーザーの識別子との間の対応表の形式で電流量設定部８２２に保存されている。プリンター１００への電源投入時、または主制御部６０からの駆動信号が稼動モードを示す場合、電流量設定部８２２は対応表から目標値ＩｂＹ−ＩｂＫを読み出して可変定電流源８２１に設定する。これにより、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋに対するバイアス電流量が目標値ＩｂＹ−ＩｂＫに維持される。こうして、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋのうち周囲温度の高いものほどバイアス電流量が小さく抑えられるので、光走査装置２６は半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間での温度差を許容範囲内に維持することができる。その結果、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間では出射光の波長のばらつきが十分に小さいので、光源光学系と走査光学系との光学特性に波長依存性があっても、それらに起因するカラートナー像の色ずれも、ライン間におけるトナー濃度のむらも、生じる危険性が低い。このように光走査装置２６はトナー像の更なる高画質化が容易である。
【００７０】
［変形例］
（A）図１の示す画像形成装置１００はカラーレーザープリンターである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、モノクロレーザープリンター、コピー機、ファクシミリ等の単機能機、または複合機のいずれであってもよい。
【００７１】
（B）図２の示す光源３１０は発光素子として、図３の示す半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋを含む。発光素子は、ＬＥＤ等、他方式による電流駆動のものであってもよい。発光可能な電流量に下限が存在し、かつ出射光の波長に温度依存性がある発光素子であれば、本発明は有効である。
【００７２】
（C）図３の示す半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋはレーザー発振子３６１の発光点ＰＥ、ＰＳが１つずつである。その他に、半導体レーザー１個あたりの発光点が２つ以上であってもよい。この場合、光走査装置は感光体ドラム２５を、ポリゴンミラー３２１の１偏向周期あたり２本以上のラインずつ露光走査可能である。
【００７３】
（D）光源光学系は、図２の示すコリメーターレンズ３１２、ミラー３１３−３１７、およびシリンドリカルレンズの組み合わせに限られず、他の光学素子の組み合わせであってもよい。たとえば、コリメーターレンズとシリンドリカルレンズとが一体化されていてもよい。走査光学系は、図２の示すポリゴンミラー３２１、ｆθレンズ３２３、３２４、および折り返しミラー３２５、３２６Ｙ−３２６Ｋの組み合わせに限られず、他の光学素子の組み合わせであってもよい。たとえば、ポリゴンミラーの偏向面の数は、図２の示すポリゴンミラー３２１の数“７”以外の整数値であってもよい。光源光学系または走査光学系は、図２の示す４本すべての感光体ドラム２５の露光走査に１組が兼用される構成に代え、１本または２本の感光体ドラムの露光走査に１組が利用される構成であってもよい。
【００７４】
（E）図７の（ｂ）が示すバイアス電流量の目標値ＩｂＹ−ＩｂＫは半導体レーザー１個あたりに１つずつ設定されている。バイアス電流量の目標値はその他に、プリンター１００の動作モードまたは環境温度等、半導体レーザーで発生するジュール熱量とそれによる温度上昇量との間の関係に影響しうる他のパラメーターを加味して、半導体レーザー１個あたりに複数が設定されてもよい。これらの目標値をバイアス電流供給部は、設定時におけるプリンター１００の動作モードまたは環境温度に応じて使い分けてもよい。
【００７５】
（F）バイアス電流供給部８２０は、駆動回路３１Ｄに近い半導体レーザーほどバイアス電流量の目標値を下げる。しかし、厳密には、図６の（ｂ）が示すとおり、レーザー発振子ＬＤへの供給電流ＩＤが立ち上がりを開始する時点Ｔ２においてバイアス電流量が小さいほど、供給電流ＩＤによる目標レベルＩｔｇへの到達が遅い。したがって、供給電流ＩＤの立ち上がり開始から立ち下がり開始までの時間が一定のままであれば、供給電流ＩＤが目標レベルＩｔｇを維持する時間、すなわち半導体レーザーの連続発光時間が立ち上がりの遅れΔｔだけ短縮する。この遅れΔｔが過大であれば、供給電流ＩＤの１パルスあたりに半導体レーザーから出射する光量が無視できないほど大きく減少し、半導体レーザーの出射光量の間に過大なばらつきを与えかねない。このばらつきは、４本の感光体ドラム２５の間では、主走査方向においてトナー濃度を一定に維持可能な長さの下限値（１ドットの幅）のばらつきとして可視化されるので、過大なばらつきはカラートナー像に、色ずれ、色むら等の画質不良を生じさせる危険性がある。このばらつきを防ぐ目的で変調部８１２は、バイアス電流量が小さいほど供給電流ＩＤのパルス幅を拡げて、その立ち下がりを遅らせてもよい。
【００７６】
図８の（ａ）は、この場合における供給電流ＩＤのパルス波形の拡大図である。バイアス電流量が小さい値ＩｂＳである場合における供給電流ＩＤの波形を大きい値ＩｂＬである場合の波形と比べると、供給電流ＩＤが同じ時点ｔ０に立ち上がりを開始したとしても目標レベルＩｔｇへの到達は、バイアス電流量が大きい値ＩｂＬである場合での時点ｔ１から時間差Δｔだけ後の時点ｔ２まで遅れる。したがって、仮に供給電流ＩＤの立ち下がり開始の時点ｔ３が同じままであれば、供給電流ＩＤが目標レベルＩｔｇを維持する時間長、すなわち供給電流ＩＤのパルス幅ＴＬ２は、バイアス電流量が大きい値ＩｂＬである場合でのパルス幅ＴＬ１よりも立ち上がりの遅れΔｔだけ短縮する。したがって、変調部８１２は、バイアス電流量が小さい値ＩｂＳである場合、供給電流ＩＤのパルス幅を立ち上がりの遅れΔｔだけ延長する。これにより、半導体レーザーの間では、バイアス電流量の違いにかかわらず、供給電流ＩＤのパルス幅すなわち連続発光時間が一定に揃うので、供給電流ＩＤの目標レベルＩｔｇが等しければ１パルスあたりの出射光量が等しく、トナー像を構成する各ドットの幅が共通に維持される。
【００７７】
半導体レーザー間でのバイアス電流量の差に起因するドット幅のばらつきを防ぐには、バイアス電流量の差に合わせて供給電流ＩＤのパルス幅を伸縮させる他に、各偏向周期のうち１ラインの書き込みを開始する直前の期間ではバイアス電流量を半導体レーザー間で共通に維持するようにしてもよい。
【００７８】
図８の（ｂ）は、ＳＯＳ信号のタイミングチャートと半導体レーザーへの供給電流ＩＤの波形との間の関係を示す図である。図６の（ａ）と同様、各偏向周期ＳＣＴでは発光期間Ｔ０−Ｔ１、Ｔ２−Ｔ３、Ｔ４−Ｔ５を除く部分、すなわち、ポリゴンミラー３２１からの反射光がＳＯＳセンサー３３０の受光面を確実に横断し終えた時点Ｔ１から書込対象の１ラインの先端へ到達する時点Ｔ２までの間と、感光体ドラム２５の上の結像点が書込対象の１ラインの後端へ到達する時点Ｔ３からポリゴンミラー３２１による偏向角φが最小値φLから最大値φRへ戻る直前の時点Ｔ４までの間との２つの期間で、バイアス電流ＩＢが半導体レーザーへ供給される。最初の期間Ｔ１−Ｔ２の終了直後からラインの書き込みが開始されるので、半導体レーザー間でのドット幅のばらつきを防ぐには、この期間Ｔ１−Ｔ２ではバイアス電流量を半導体レーザー間で共通値Ｉｂ１に揃えた方がよい。第２の期間Ｔ３−Ｔ４が十分に長ければ、この期間のバイアス電流量Ｉｂ２に差を与えることにより半導体レーザー間での周囲温度の差をバイアス電流に伴うジュール熱による温度上昇量の差で相殺し、半導体レーザー間での温度差を低減させることが可能である。
【００７９】
（G）図２では、半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋと同じ基板３１１に実装された駆動回路３１Ｄが熱源とみなされ、それとの距離から半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの間での周囲温度の差が推定される。駆動回路３１Ｄの他にも、発光基板３１１の近傍に存在して半導体レーザー３１Ｙ−３１Ｋの周囲温度の間に差を与え得る要素であれば、その差の推定において熱源とみなされてもよい。このような要素にはたとえば、ポリゴンミラー３２１とポリゴンモーター３２２、それらから熱を逃がすダクト等の放熱経路、定着装置、搬送ローラー等の可動部材を駆動するためのモーターとその駆動回路、主制御部の含むＣＰＵ、および電源装置が含まれる。各熱源の発熱量とその熱源からの距離とに基づいて半導体レーザーの間での周囲温度の差は推定可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は光走査装置に関し、上記のとおり、周囲温度の高い発光素子ほどバイアス電流量が小さく抑えられる。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１００          カラーレーザープリンター
２１Ｙ−２１Ｋ  感光体ユニット
２５            感光体ドラム
２６            光走査装置
３１０          光源
３１１          発光基板
３１Ｙ−３１Ｋ  半導体レーザー
３１Ｄ          駆動回路
３１２          コリメーターレンズ
３１３−３１７  ミラー
３１８          シリンドリカルレンズ
３２１          ポリゴンミラー
３２３、３２４  ｆθレンズ
３２５、３２６Ｙ−３２６Ｋ  折り返しミラー
ＪＨＹ−ＪＨＫ  バイアス電流に伴って半導体レーザーごとに発生するジュール熱量
ＩＤ            半導体レーザーへの供給電流
Ｉｔｈ          半導体レーザーの閾値電流
ＩｂＹ−ＩｂＫ  半導体レーザーごとのバイアス電流量
【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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