(57)【要約】【課題】周囲温度の変化等による発光部の駆動電流／光量特性の変化に応じて発光部の光量を調整することができる画像形成装置の制御方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、ステップＳ２０３で測定された第１光量制御モード時の駆動電流（ＩＨ’）の値とステップＳ２０１で読み出された駆動電流（ＩＨ）の値との差分が予め設定された値より大きいときは（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、ステップＳ２０１で読み出された各駆動電流（ＩＨ，ＩＭ，ＩＬ）の比とステップＳ２０３で測定された各駆動電流（ＩＨ’ ，ＩＭ’ ，ＩＬ’）の比とを対応させて補正近似式（４）を生成し（ステップＳ２０６）、当該補正近似式（４）を用いて所望の光量設定値から補正後ゲイン制御値を算出して設定する（ステップＳ２０８）。【選択図】図１０
2015221542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
供給される駆動電流の値に応じた光量の光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射される光ビームによって露光される感光体と、
前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、
前記駆動電流の値を規定するための電圧が設定される電圧設定手段を有し、前記受光手段が受光する光ビームが目標光量になるように前記電圧設定手段に設定される電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電圧設定手段に設定された電圧に基づいて、前記電圧設定手段に設定された電圧を補正するための補正パラメータを決定する決定手段と、
前記電圧設定手段に設定された電圧を前記決定手段によって決定された前記補正パラメータによって補正した電圧に応じた値の駆動電流を、画像データに基づいて前記光源に供給する電流供給手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記画像形成装置の状態に関する情報と前記電圧設定手段に設定された電圧とに基づいて補正パラメータを決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光ビームによって露光されることで前記感光体上に形成される静電潜像をトナーを用いて現像する現像装置と、
前記現像装置によって現像されたトナー像である濃度検出用トナー像の濃度を検出する検出手段と、を備え、
前記決定手段は、前記検出手段によって検出された前記濃度検出用トナー像の濃度と前記電圧設定手段に設定された電圧とに基づいて前記補正パラメータを決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された前記光ビームが前記感光体を複数回走査することによって前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
少なくとも一枚の記録媒体が形成される毎に形成される前記濃度検出用トナー像の検出結果に基づいて生成される第１のパラメータを記憶する記憶手段と、
前記濃度検出用トナー像が形成される頻度よりも高い頻度で前記電圧設定手段に設定される電圧に基づいて第２のパラメータを生成する生成手段と、を備え、
前記決定手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１のパラメータと前記生成手段によって生成される前記第２のパラメータとに基づいて前記補正パラメータを決定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記感光体上の濃度検出用トナー像に光を照射し、当該トナー像からの反射光を受光した結果に基づいて前記濃度検出用トナー像の濃度を検出する光学センサであることを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電圧設定手段は、コンデンサであって、前記受光手段が受光する光ビームが目標光量になるように前記コンデンサの電圧を制御し、
前記決定手段は、前記コンデンサの電圧に基づいて前記補正パラメータとしてのゲインを決定し、
前記電流供給手段は、前記コンデンサの電圧を前記決定手段によって決定された前記ゲインによって補正した電圧に応じた値の駆動電流を画像データに基づいて前記光源に供給することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電圧設定手段は、デジタルデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記デジタルデータに応じた電圧を出力するＤ／Ａコンバータと、を含み、
前記電圧制御手段は、前記受光手段が受光する光ビームが目標光量になるように前記デジタルデータを記憶部に記憶させ、
前記決定手段は、前記画像形成装置の状態と前記Ｄ／Ａコンバータから出力された電圧とに基づいて補正パラメータとしてのゲインを決定し、
前記電流供給手段は、前記Ｄ／Ａコンバータから出力された電圧を前記決定手段によって決定された前記ゲインによって補正した電圧に応じた値の駆動電流を画像データに基づいて前記光源に供給することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧制御手段は、
前記目標光量に対応する基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、
前記受光手段から出力される、前記光ビームの光量に応じた電気信号の電圧と前記基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記電圧設定手段の電圧を制御する信号を出力するコンパレータと、を備えることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には感光体を露光する光源（例えば、半導体レーザ）が設けられている。上記画像形成装置は、出力画像が所望の濃度で形成されるように光源に供給する駆動電流量を制御する。
【０００３】
特許文献１には、出荷調整時や光源交換の調整時に、駆動電流／光量特性（光量／電流特性曲線）を不揮発性メモリに記憶し、駆動電流／光量特性に基づいて光源（ＬＥＤ）から出射される光ビームの光量を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、光源の周囲の温度変動や光源自体の発熱による光源の温度の変化や発光を繰り返すことによる光源の経時劣化によって駆動電流／光量特性に変化が生じる。
【０００６】
図２１は、半導体レーザにおける駆動電流／光量特性の一例を示す図である。
【０００７】
図２１において、実線は光源の周囲温度２５℃における駆動電流／光量特性を表し、破線は光源の周囲温度５０℃における駆動電流／光量特性を表す。図２１に示すように、周囲温度２５℃において、光源に供給される駆動電流が１．８４ｍＡのときの光源から出射される光ビームの光量は、１．００ｍＷである。それに対して、周囲温度５０℃において、光源に供給される駆動電流が１．８４ｍＡのときの光源から出射される光ビームの光量は０．８６ｍＷとなる。このように、光源の周囲温度の変化等によって駆動電流／光量特性が変化する。
【０００８】
本発明の目的は、変化する光源の発光特性に応じて感光体上を露光する光ビームの光量を目標光量に制御することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画像形成装置であって、供給される駆動電流の値に応じた光量の光ビームを出射する光源と、前記光源から出射される光ビームによって露光される感光体と、前記光源から出射される光ビームを受光する受光手段と、前記駆動電流の値を規定するための電圧が設定される電圧設定手段を有し、前記受光手段が受光する光ビームが目標光量になるように前記電圧設定手段に設定される電圧を制御する電圧制御手段と、前記電圧設定手段に設定された電圧に基づいて、前記電圧設定手段に設定された電圧を補正するための補正パラメータを決定する決定手段と、前記電圧設定手段に設定された電圧を前記決定手段によって決定された前記補正パラメータによって補正した電圧に応じた値の駆動電流を、画像データに基づいて前記光源に供給する電流供給手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変化する光源の発光特性に応じて基準光量に対する補正パラメータを切り換えることによって感光体上を露光する光ビームの光量を目標光量に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】図１における露光部の構成を説明するのに用いられる図である。
【図３Ａ】図２におけるレーザ制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ａにおけるレーザ駆動部の状態を制御モード毎に説明するのに用いられる図である。
【図４】図３Ａにおけるゲイン制御回路によるゲイン制御を説明するのに用いられる図である。
【図５】図３ＡにおけるＡＰＣ−Ｈ３２の内部構成の概略図である。
【図６】図３Ａのレーザ制御システムによって実行されるゲイン制御値の調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図６の調整処理におけるゲイン制御値及びその近似式を説明するのに用いられる図である。
【図８】図６の調整処理によって算出されるゲイン制御値を補正する補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】半導体レーザの発光特性を示す図であり、図９（ａ）は温度毎の駆動電流／光量特性を示す図であり、図９（ｂ）は同一光量設定値に対する温度違いによる光量差を示す図である。
【図１０】図８の補正処理において用いられるパラメータを説明するための図であり、図１０（ａ）は駆動電流比を説明するための図であり、図１０（ｂ）はゲイン制御値を説明するための図である。
【図１１】図８の補正処理の前後におけるは同一光量設定値に対する温度違いによる光量差を示す図である。
【図１２】本実施の形態における調整処理の手順を示すフローチャートであり、図１２（ａ）は主フローを示すフローチャートであり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における検査処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態における補正処理の手順を示すフローチャートであり、図１３（ａ）は主フローを示すフローチャートであり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）における検査処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１３（ｂ）の検査処理における検査近似式を説明するのに用いられる図である。
【図１５】本実施の形態に係る画像形成装置におけるレーザ制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図１６】図１５におけるＰＤ＿ＳＨの構成を説明するのに用いられるブロック図である。
【図１７】本実施の形態における補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１５におけるレーザ駆動部の状態を制御モード毎に説明するのに用いられる図である。
【図１９】図１７の補正処理におけるＰＤ電圧を説明するのに用いられる図である。
【図２０】図１７の補正処理における近似式を説明するのに用いられる図である。
【図２１】半導体レーザにおける駆動電流／光量特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面を参照しながら詳述する。まず、第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１３】
図１は、画像形成装置１の概略断面図である。画像形成装置１は、リーダスキャナ部５００、画像制御部２、露光部５、作像部５０３、定着部５０４、及び給紙部５０５で構成される。
【００１４】
リーダスキャナ部５００は、原稿台に置かれた原稿に光を照射し、原稿からの反射光を受光することによって光学的に原稿画像を読み取る。
【００１５】
画像制御部２は、露光部５から出射される光ビーム（レーザ光）の光量を制御すると共にリーダスキャナ部５００によって読み取られた原稿画像等を電気信号に変換して画像データを生成する。露光部５は、光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで構成され、図２を用いて後述するように、上記画像データに応じて発光することによって感光体であるところの感光ドラム２５の表面に潜像を形成する。
【００１６】
作像部５０３は、感光ドラム２５、現像ユニット５１２、光学センサ５０６、クリーニングブレード５０７、及び記録紙を搬送する搬送ベルト５１１で構成され、感光ドラム２５及び現像ユニット５１２の組は光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの夫々に対応して設けられ、各組はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の夫々の画像を作像する。
【００１７】
作像部５０３において、感光ドラム２５の表面は帯電器によって帯電される。帯電器によって表面が帯電された感光ドラム２５は、光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから出射された光ビームによって露光されることで表面に静電潜像が形成される。現像ユニット５１２は、トナー用いて感光ドラム２５に形成された静電潜像を現像する。作像部５０３は、現像ユニット５１２によって現像されたトナー像を搬送ベルト５１１によって搬送されるシート（記録媒体）上に転写する。作像部５０３は、イエロー（Ｙ）の作像の開始から所定の時間が経過した後に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の作像を順次行う。これにより、作像部５０３は搬送ベルト５１１によって搬送されるシート上にフルカラートナー像を転写することができる。
【００１８】
定着部５０４は、ハロゲンヒータ等の熱源を備え、上記フルカラートナー像が転写されたシート上のトナーを熱と圧力で溶解させることにより、当該シート上のトナーをシートに定着させる。
【００１９】
画像形成装置１において、作像部５０３は、不図示のＣＰＵからの指示に応じて、搬送ベルト５１１上に濃度検出用トナーパターン（濃度検出用トナー像）を形成する。濃度検出用トナーパターンは、搬送ベルト５１１によって連続して搬送される二枚のシートの間に形成される。濃度検出用トナーパターンは、一枚のシートに対する画像を形成する毎に形成されても良いし、複数枚のシートに対する画像を形成する毎に形成されても良い。
【００２０】
濃度検出用トナーパターンは、光学センサ５０６（検出手段）によって検出される。光学センサ５０６は、検出結果（濃度検出用トナーパターンの濃度情報）をＣＰＵに送信する。ＣＰＵは、当該検出結果に基づいて、後述するゲイン指示信号を後述するゲイン補正部５３に送信する。ゲイン指示信号は、感光ドラム２５の光ビームに対する感度の変動や画像形成装置１の周囲の温度変動による出力画像の濃度変動を抑制するための信号である。ＣＰＵは、出力画像が所望の濃度で形成されるように、ゲイン指示信号によって駆動電流Ｉｓｗの値を制御する。
【００２１】
搬送ベルト５１１上に形成された濃度検出用トナーパターンは、クリーニングブレード５０７によって搬送ベルト５１１上から除去される。
【００２２】
図２は、図１における露光部５の構成を説明するのに用いられる図である。
【００２３】
図２において、光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはいずれも同様の構成であるため、以下、代表例として光学走査装置５ａについてのみ説明する。
【００２４】
光学走査装置５ａは、レーザ駆動部１１、半導体レーザ１２（光源）、コリメートレンズ１３、受光素子（例えば、Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ。以下、ＰＤとする。）１４、シリンドリカルレンズ１６、スキャナユニット１７、ポリゴンミラー１７ａ、ｆ−θレンズ１８、反射ミラー１９、及びビーム検出センサ（Ｂｅａｍ  Ｄｔｅｃｔｏｒ。以下、ＢＤとする。）２０で構成される。
【００２５】
レーザ駆動部１１からの制御信号に基づいて半導体レーザ１２から出射されたレーザビームＬ１，Ｌ２（光ビーム）は、コリメートレンズ１３及びシリンドリカルレンズ１６を夫々通過し、スキャナモータを有するスキャナユニット１７によって回転駆動されるポリゴンミラー１７ａに到達する。ポリゴンミラー１７ａは、レーザビームＬ１，Ｌ２が感光ドラム２５を走査するように当該レーザビームＬ１，Ｌ２を偏向する。
【００２６】
ポリゴンミラー１７ａによって偏向されたレーザビームＬ１，Ｌ２は、ｆ−θレンズ１８を通過することによって感光ドラム２５上を略一定速度で走査するレーザビームに変換される。レーザビームＬ１は、非画像領域においてＢＤ２０に受光され、ＢＤ２０は画像領域における書出し開始位置を決定するビーム検出信号（以下、「ＢＤ信号」という）２１を出力する。
【００２７】
画像制御部２、レーザ駆動部１１、半導体レーザ１２、及びＰＤ１４は以下に詳述するレーザ制御システム３００を構成する。
【００２８】
図３Ａは、図２におけるレーザ制御システム３００の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２９】
図３Ａにおいて、画像制御部２（決定手段）は、互いに直列に接続されたレーザ制御部５２、ゲイン補正部５３、及びＡ−Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」という）５４で構成される。
【００３０】
レーザ駆動部１１は、光量調整用可変抵抗３０、ゲイン制御回路３９（電流供給手段）、ＥＥＰＲＯＭ４４、閾値電流算出回路４５、バイアス電流算出回路４６、光量制御モジュールＡＰＣ−Ｈ３２，ＡＰＣ−Ｍ３４，ＡＰＣ−Ｌ３６（以下、単に「ＡＰＣ−Ｈ３２」，「ＡＰＣ−Ｍ３４」，「ＡＰＣ−Ｌ３６」という）、スイッチＳＷ３１，ＳＷ４０，ＳＷ４７，ＳＷ５０，ＳＷ５１、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１（電流供給手段）、Ｖ−Ｉ変換回路ｂ４８、加算回路４９、及びコンデンサ３３，３５，３７で構成される。
【００３１】
レーザ制御部５２は、スイッチＳＷ３１、スイッチＳＷ４７、スイッチＳＷ５０に対して異なる３ｂｉｔのスイッチ制御信号Ａ，スイッチ制御信号Ｂ，スイッチ制御信号Ｃを夫々出力する。また、レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｈ３２及びスイッチＳＷ４０に対してサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈ１を出力し、ＡＰＣ−Ｍ３４に対してサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈ２を出力し、ＡＰＣ−Ｌ３６に対してサンプル／ホールド信号Ｓ／Ｈ３を出力する。なお、信号Ｓ／Ｈ１、信号Ｓ／Ｈ２、信号Ｓ／Ｈ３は同時にＨｉｇｈレベルになることがないように設計されている。レーザ制御部５２は、ＢＤ信号の生成タイミングと不図示のカウンタのカウント値と信号出力タイミングを対応づけたテーブルとに基づいて各信号を出力する。
【００３２】
スイッチＳＷ３１は、端子３１ａ、端子３１ｂ、端子３１ｃ、及び端子３１ｄを備える。ＰＤ１４は、スイッチＳＷ３１の端子３１ａ及び光量調整用抵抗３０の一端に接続されている。光量調整用抵抗３０の他端は接地されている。
【００３３】
光電変換素子であるＰＤ１４は、光ビームを受光した光量に応じた電流を出力する。スイッチＳＷ３１の入力端子３１ａには、ＰＤ１４から出力された電流及び光量調整用抵抗３０の抵抗値に基づく電圧が入力される。ＰＤ１４は個体差があるため、光量調整用抵抗３０の抵抗値は、入力端子３１ａに印加される電圧が目標とする電圧となるように工場において調整される。
【００３４】
スイッチＳＷ３１の端子３１ｂはＡＰＣ−Ｈ３２に接続されている。スイッチＳＷ３１の端子３１ｃはＡＰＣ−Ｍ３４に接続されている。スイッチＳＷ３１の端子３１ｄはＡＰＣ−Ｌ３６に接続されている。スイッチＳＷ３１は、レーザ制御部５２からの３ｂｉｔのスイッチ制御信号Ａに基づいて端子３１ａと端子３１ｂ〜端子３１ｃのいずれかとの接続を切り換える。すなわち、図３Ｂに示すように、レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｈ３２を動作させる際にスイッチ制御信号Ａとして端子３１ａと端子３１ｂとを接続する第１の光量制御モード信号をスイッチＳＷ３１に送信する。同様に、レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｍ３４を動作させる際にスイッチ制御信号Ａとして端子３１ａと端子３１ｃとを接続する第２の光量制御モード信号をスイッチＳＷ３１に送信する。さらに、レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｌ３６を動作させる際にスイッチ制御信号Ａとして端子３１ａと端子３１ｄとを接続する第３の光量制御モード信号をスイッチ３１に送信する。
【００３５】
スイッチＳＷ５０は、端子５０ａ、端子５０ｂ、端子５０ｃ、及び端子５０ｄを備える。端子５０ａは、トランジスタ４２のベース端子に接続されている。また、端子５０ｂには、レーザ制御部５２から出力される強制ＯＮ信号が入力される。端子５０ｃには、画像データに基づいて生成されたパルス信号であるＰＷＭ信号が入力される。端子５０ｄには、レーザ制御部５２から出力される強制ＯＦＦ信号が入力される。スイッチＳＷ５０は、レーザ制御部５２からの３ｂｉｔのスイッチ制御信号Ｂに基づいて端子５０ａと端子５０ｂ〜端子５０ｄのいずれかとの接続を切り換える。スイッチ制御信号Ｂは、強制ＯＮモード信号、強制ＯＦＦモード信号、画像モード信号を含む。
【００３６】
即ち、図３Ｂに示すように、レーザ制御部５２から強制ＯＮモード信号が入力されることによって、スイッチＳＷ５０では、端子５０ａと５０ｂとが接続される。端子５０ａと５０ｂとが接続されることによって、トランジスタ４２がオンとなり、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１から出力される電流がトランジスタ４２を介して加算回路４９に出力される。また、レーザ制御部５２から出力される強制ＯＦＦ信号が入力されることによって、スイッチＳＷ５０では、端子５０ａと５０ｄとが接続される。端子５０ａと５０ｄとが接続されることによって、トランジスタ４２がオフとなり、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１からの電流はトランジスタ４２を流れないので、当該電流は加算回路４９に出力されない。さらに、レーザ制御部５２からの画像モード信号が入力されることによって、スイッチＳＷ５０では、端子５０ａと５０ｃとが接続される。端子５０ｃには、ＰＷＭ信号が入力されており、端子５０ａと５０ｃとが接続されることによってＰＷＭ信号がトランジスタ４２のベース端子に入力される。例えば、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルの場合、トランジスタ４２がオンとなり、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１から出力される電流がトランジスタ４２を介して加算回路４９に出力される。一方、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベルの場合、トランジスタ４２がオフとなり、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１から出力される電流がトランジスタ４２を流れないので、当該電流は加算回路４９に出力されない。
【００３７】
レーザ制御部５２は、図３Ａに示すように、ＡＰＣ−Ｈ３２に信号Ｓ／Ｈ１を出力する。レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｈ３２にＨｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ１を出力する際、スイッチＳＷ３１に第１の光量制御モード信号を出力し、スイッチＳＷ５０に強制ＯＮモード信号を出力する。ＡＰＣ−Ｈ３２は、Ｈｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ１を受信することによって、ＰＤ１４からの出力電圧をサンプリングする。
【００３８】
同様に、レーザ制御部５２は、図３Ａに示すように、ＡＰＣ−Ｍ３４に信号Ｓ／Ｈ２を出力する。レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｍ３４にＨｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ２を出力する際、スイッチＳＷ３１に第２の光量制御モード信号を出力し、スイッチＳＷ５０に強制ＯＮモード信号を出力する。ＡＰＣ−Ｍ３４は、Ｈｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ２受信することによって、ＰＤ１４からの出力電圧をサンプルする。
【００３９】
同様に、レーザ制御部５２は、図３Ａに示すように、ＡＰＣ−Ｌ３６に信号Ｓ／Ｈ３を出力する。レーザ制御部５２は、ＡＰＣ−Ｌ３６にＨｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ３を出力する際には、スイッチＳＷ３１に第３の光量制御モード信号を出力し、スイッチＳＷ５０に強制ＯＮモード信号を出力する。ＡＰＣ−Ｌ３６は、Ｈｉｇｈレベルの信号Ｓ／Ｈ３受信することによって、ＰＤ１４からの出力電圧をサンプルする。
【００４０】
スイッチＳＷ４０は、端子４０ａ、端子４０ｂ、及び端子４０ｃを備える。図３Ａに示すように、端子４０ａはゲイン制御回路３９に接続され、端子４０ｂは減算回路３８を介してＡＰＣ−Ｈ３２に接続され、端子４０ｃは加算回路３８ａを介してＶ−Ｉ変換回路ａ４１に接続される。スイッチＳＷ４０には、図３Ａに示すように、信号Ｓ／Ｈ１が入力される。信号Ｓ／Ｈ１がＨｉｇｈレベルの場合、スイッチＳＷ４０では端子４０ｂと端子４０ｃとが接続される。一方、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈ１がＬｏｗレベルの場合、スイッチＳＷ４０では端子４０ａと端子４０ｃとが接続される。
【００４１】
スイッチＳＷ４７は、端子４７ａ、端子４７ｂ、端子４７ｃ、及び端子４７ｄを備える。図３Ａに示すように、端子４７ａはＡＰＣ−Ｍ３４に接続され、端子４７ｂはバイアス電流算出回路４６に接続され、端子４７ｃはＡＰＣ−Ｌ３６に接続され、端子４７ｄはＶ−Ｉ変換回路ｂ４８に接続される。スイッチＳＷ４７は、スイッチ制御信号Ｃに基づいて端子４７ｄと端子４７ａ〜端子４７ｃのいずれかとの接続を切り換える。スイッチ制御信号Ｃは、信号Ｓ／Ｈ２及び信号Ｓ／Ｈ３信号に同期している。すなわち、信号Ｓ／Ｈ２がＨｉｇｈレベルの場合には、レーザ制御部５２は、端子４７ａと端子４７ｄとを接続させるスイッチ制御信号ＣをスイッチＳＷ４７に出力する。当該スイッチ制御信号Ｃを受けて、スイッチＳＷ４７は端子４７ａと端子４７ｄとを接続する。また、信号Ｓ／Ｈ３がＨｉｇｈレベルの場合には、レーザ制御部５２は、端子４７ｃと端子４７ｄとを接続させるスイッチ制御信号ＣをスイッチＳＷ４７に出力する。当該スイッチ制御信号Ｃを受けて、スイッチＳＷ４７は端子４７ｃと端子４７ｄとを接続する。信号Ｓ／Ｈ２及び信号Ｓ／Ｈ３がいずれもＬｏｗレベルの場合、レーザ制御部５２は、端子４７ｂと端子４７ｄとを接続させるスイッチ制御信号ＣをスイッチＳＷ４７に出力する。当該スイッチ制御信号Ｃを受けて、スイッチＳＷ４７は端子４７ｂと端子４７ｄとを接続する。
【００４２】
なお、以下の表１は、上記で説明したスイッチ制御信号Ａ〜スイッチ制御信号Ｃ及び信号Ｓ／Ｈ１〜信号Ｓ／Ｈ３によって遷移する各構成要素の制御状態を示している。
【表１】
2015221542.tif 000003
【００４３】
Ｉｔｈ＝ＩＬ−（ＡＰＣ−Ｌ３６が制御する光量）／［（ＡＰＣ−Ｍ３４が制御する光量）―（ＡＰＣ−Ｌ３６が制御する光量）］×（ＩＭ−ＩＬ）  …（１）
バイアス電圧算出回路４６は、閾値電圧算出回路４５の出力信号に任意の係数を乗じる又は除算することにより、バイアス電流Ｉｂに相当する電圧の値を算出する。バイアス電流Ｉｂは、閾値電流Ｉｔｈに予め設定した係数αを乗じて、下記式（２）によって導き出される。
Ｉｂ＝α×Ｉｔｈ  （α≦１）  …（２）
【００４４】
ＡＰＣ−Ｈ３２、ＡＰＣ−Ｍ３４、及びＡＰＣ−Ｌ３６は夫々ＰＤ電圧に応じて半導体レーザ１２の光量を制御する。ＰＤ電圧は、ＰＤセンサ１４にて発生した電流を光量調整用可変抵抗３０によって変換した電圧である。ＡＰＣ−Ｈ３２、ＡＰＣ−Ｍ３４、及びＡＰＣ−Ｌ３６は出力信号をＳＷ５１に夫々出力し、ＳＷ５１の切り替えによって当該出力信号のうちのいずれか１つの出力信号がＡＤＣ５４に出力される。
【００４５】
ＡＰＣ−Ｈ３２は、第１の光量制御において動作するモジュールである。ＡＰＣ−Ｍ３４は、第２の光量制御において動作するモジュールである。ＡＰＣ−Ｌ３６は、第３の光量制御において動作するモジュールである。ＡＰＣ−Ｈ３２、ＡＰＣ−Ｍ３４、及びＡＰＣ−Ｌ３６はいずれも同様の構成であるため、以下、ＡＰＣ−Ｈ３２の内部構成を例に各モジュールの内部構成を説明する。
【００４６】
図５は、図３ＡにおけるＡＰＣ−Ｈ３２の内部構成の概略図である。
【００４７】
図５におけるＡＰＣ−Ｈ３２（電圧制御手段）は、基準電圧生成回路６２（基準電圧生成手段）、比較器６３（コンパレータ）、端子６４ａ，端子６４ｂを備えるスイッチＳＷ６４、及び端子６５ａ，端子６５ｂ，端子６５ｃを備えるスイッチＳＷ６５で構成される。基準電圧生成回路６２は、バンドギャップ回路等で形成され、基準電圧生成回路６２が出力する電圧は温度変動の影響を受けにくい。基準電圧生成回路６２から出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１は、比較器６３の一方の端子（−）及びスイッチＳＷ６５の端子６５ｂに入力される。比較器６３の他方の端子（＋）は、スイッチＳＷ３１の端子３１ｂに接続されている。比較器６３の出力端子は、信号Ｓ／Ｈ１によってオン・オフ制御されるスイッチＳＷ６４の端子６４ａに接続される。スイッチＳＷ６４では、信号Ｓ／Ｈ１がＨｉｇｈレベルの場合には、端子６４ａと端子６４ｂとが接続され、信号Ｓ／Ｈ１がＬｏｗレベルの場合には、端子６４ａと端子６４ｂとの接続が解除される。端子６４ｂはスイッチＳＷ６５の端子６５ａに接続される。
【００４８】
スイッチＳＷ６５は、レーザ制御部５２からのＣＡＬ信号に基づいて端子６５ａ及び端子６５ｂのいずれかと端子６５ｃとの接続を切り換える。本実施の形態では、端子６５ａと端子６５ｃとが接続された状態とする。
【００４９】
比較器６３は、ＰＤ電圧Ｖｐｄの値と基準電圧生成回路６２で生成される基準電圧Ｖｒｅｆ１の値とを比較する。第１の光量制御モードにおいて、ＳＷ６４はレーザ制御部５２から出力される信号Ｓ／Ｈ１によってオンとなる。ＳＷ６４がオンとなることによって、コンデンサ３３（電圧設定手段）は、比較器６３の比較結果に基づいて充放電される。すなわち、Ｖｒｅｆ１＞Ｖｐｄである場合には、ＰＤ１４に入射する光量がＶｒｅｆ１に対応する目標光量よりも低いため、比較器６３は、コンデンサ３３を充電する。一方、Ｖｒｅｆ１＜Ｖｐｄである場合には、ＰＤ１４に入射する光量がＶｒｅｆ１に対応する目標光量よりも高いため、比較器６３は、コンデンサ３３から電荷を放電させる。Ｖｒｅｆ１＝Ｖｐｄである場合、ＰＤ１４に入射する光量がＶｒｅｆ１に対応する目標光量と等しいため、比較器６３は、コンデンサ３３の電圧を維持する。第１の光量制御モードが終了すると、信号Ｓ／Ｈ１がＬｏｗレベルになり、それにより、ＳＷ６４がオフになる。ＳＷ６４がオフになることによって、コンデンサ３３の電圧Ｖｃｈ１がホールドされる。
【００５０】
なお、ＡＰＣ−Ｍ３４及びＡＰＣ−Ｌ３６は、ＡＰＣ−Ｈ３２と比べて基準電圧生成回路から出力される電圧が夫々異なる。すなわち、ＡＰＣ−Ｍ３４に備えられる基準電圧生成回路はＶｒｅｆ２を出力し、ＡＰＣ−Ｍ３６に備えられる基準電圧生成回路はＶｒｅｆ３を出力する。本実施の形態では、Ｖｒｅｆ１＞Ｖｒｅｆ２＞Ｖｒｅｆ３の関係とする。具体的には、Ｖｒｅｆ２はＶｒｅｆ１の５０％の電圧であり、Ｖｒｅｆ３はＶｒｅｆ１の２５％の電圧である。
【００５１】
ホールドされたコンデンサ３３の電圧Ｖｃｈ１は、後述する閾値電流算出回路４５によって演算された閾値電流に対応する電圧が除算され、除算された電圧が後述するゲイン制御部３９に入力する。そして、入力した電圧は、ゲイン制御部３９によってゲイン調整されてＶｃｈｇ１に調整された後に、Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１に入力される。Ｖ−Ｉ変換回路ａ４１は、Ｖｃｈｇ１に応じた駆動電流Ｉｓｗ（スイッチング電流）を出力する。画像モードに設定されてＳＷ５０の端子５０ａと端子５０ｃとが接続された状態において、ＨｉｇｈレベルのＰＷＭ信号がトランジスタ４２に入力されることによって、トランジスタ４２は電流を導通可能な状態となり、駆動電流Ｉｓｗが加算器４９に供給される。一方で、ＬｏｗレベルのＰＷＭ信号がトランジスタ４２に供給されることによって、トランジスタ４２は電流を導通不可能な状態となり、駆動電流Ｉｓｗは加算器４９に供給されない。
【００５２】
第１の光量制御モードにおいてＡＰＣ−Ｈ３２の動作によってコンデンサ３３の電圧Ｖｃｈ１が規定されたように、第２の光量制御モードにおいてＡＰＣ−Ｍ３４が動作することにより、コンデンサ３５の電圧Ｖｃｈ２が規定される。また、同様に、第３の光量制御モードにおいてＡＰＣ−Ｌ３６が動作することにより、コンデンサ３７の電圧Ｖｃｈ３が規定される。閾値電流算出回路４５は、ホールドされたコンデンサの電圧Ｖｃｈ２に対応する電流値ＩＭ及びホールドされたコンデンサの電圧Ｖｃｈ３に対応する電流値ＩＬに基づいて下記式（１）に示すように閾値電流Ｉｔｈを算出する。
Ｉｔｈ＝ＩＬ−（ＡＰＣ−Ｌ３６が制御する光量）／［（ＡＰＣ−Ｍ３４が制御する光量）―（ＡＰＣ−Ｌ３６が制御する光量）］×（ＩＭ−ＩＬ）  …（１）
【００５３】
バイアス電流算出回路４６は、閾値電流算出回路４５によって算出されるＩｔｈの値に下記式（２）のように任意の係数を乗算又は除算することにより、バイアス電流Ｉｂの値を算出する。
Ｉｂ＝α×Ｉｔｈ  （α≦１）  …（２）
【００５４】
Ｖ−Ｉ変換回路４８は、バイアス電流算出回路４６によって算出されたバイアス電流いｂを加算器４９に出力する。
【００５５】
加算器４９は、駆動電流Ｉｓｗが入力されていれば、バイアス電流Ｉｂに駆動電流Ｉｓｗを重畳した電流を半導体レーザ１２に供給する。加算器４９は、駆動電流Ｉｓｗが入力されていなければ、バイアス電流Ｉｂを半導体レーザ１２に供給する。つまり、バイアス電流Ｉｂは、ＰＷＭ信号に関わらず半導体レーザ１２に供給され、駆動電流ＩｓｗはＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルの場合にのみ半導体レーザ１２に供給される。
【００５６】
ゲイン制御回路３９は、レーザ駆動部１１がレーザ制御部５２によって画像モード（ＶＤＯ）に設定されると、レーザ制御部５２から出力されるゲイン制御値に応じて半導体レーザ１２の光量を制御する。ゲイン制御値は０％から１００％の制御範囲に設定される。ゲイン制御回路３９は、図４に示すように、半導体レーザ１２の光量をＩＨからＩｔｈを除いた駆動電流の範囲に対応する光量の範囲、つまり、０からＡＰＣ−Ｈ３２が制御する光量までの範囲で制御する。
【００５７】
図９（ａ）に示すように、半導体レーザ１２の発光特性は、周囲の温度によって変動する。そのため、発光特性に関わらずゲイン制御値に一定値を用いると画像モードにおいて半導体レーザ１２から出射される光ビームの光量が目標光量にならないという課題が生じる。
【００５８】
例えば、ゲイン制御値が７０％に設定されていたとする。ゲイン制御値は、コンデンサ３３の電圧Ｖｃｈ１から閾値電流算出回路４５によって演算された閾値電流の値に対応する電圧を除算した電圧を７０％に調整する。
【００５９】
ここで、図９（ａ）においてゲイン制御値が１００％の場合のゲイン制御回路３９への入力電圧が感光ドラム上を走査する光量１．０００ｍＷに相当すると仮定する。光量１．０００ｍＷに対して、温度２５℃の場合、駆動電流はおよそ１．８００ｍＡ必要であり、７０％にゲイン制御した結果の駆動電流は、およそ１．２６ｍＡとなる。一方、温度５０℃の場合、２．２００ｍＡ必要であり、７０％にゲイン制御した結果の駆動電流は、およそ１．５４ｍＡとなる。温度２５℃，５０℃における閾値電流Ｉｔｈの値を夫々約０．９６ｍＡ、１．１２ｍＡとすると、温度２５℃の場合に半導体レーザ１２に供給される電流の値は約２．２２ｍＡ、温度５０℃の場合に半導体レーザ１２に供給される電流の値は約２．６６ｍＡとなる。温度２５℃の場合に半導体レーザ１２に約２．２２ｍＡを供給すると発光光量は約１．２０ｍＷとなり、温度５０℃の場合に半導体レーザ１２に約２．６６ｍＡを供給すると発光光量は約１．２５ｍＷとなる。このように、温度に関わらずゲイン制御値を一定値に固定すると上記のように感光ドラム上を走査する光量が異なってしまう。
【００６０】
そこで、本実施の形態にかかる画像形成装置は、温度に応じたゲイン制御値によってゲイン制御を実行することによって、感光ドラム上を走査するレーザ光の光量の上記温度に起因する差を抑制する。
【００６１】
図６は、図３Ａのレーザ制御システム３００によって実行されるゲイン制御値の調整処理の手順を示すフローチャートである。
【００６２】
図６の調整処理は、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【００６３】
図６の調整処理は、環境温度Ｔａ＝２５℃の条件における光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの組み立て調整時に行われ、測定された光量と設定されたゲイン制御値の関係から後述するゲイン制御値の近似式（３）を生成する。
【００６４】
図６において、まず、Ｔａ＝２５℃の条件下で表１における第１光量制御モードに設定し、光量調整用可変抵抗３０を調整して、半導体レーザ１２の光量を予め設定された光量に調整し（ステップＳ１０１）、第１光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｈ３２の制御によって発生する駆動電流ＩＨを測定する。次いで、Ｔａ＝２５℃の条件下で第２光量制御モード及び第３光量制御モードに夫々設定して、第２光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｍ３４の制御によって発生する駆動電流ＩＭ及び第３光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｌ３６の制御によって発生する駆動電流ＩＬを夫々測定する（ステップＳ１０２）。
【００６５】
次いで、表１における画像モードに設定し、ゲイン制御回路３９に５０％のゲイン制御値であるゲイン制御値１を設定して発光部の光量を測定し（ステップＳ１０３）、ゲイン制御回路３９に２５％のゲイン制御値であるゲイン制御値２を設定して発光部の光量を測定する（ステップＳ１０４）。
【００６６】
ステップＳ１０３のゲイン制御値１における光量は第２光量制御モード時の光量に相当し、ステップＳ１０４のゲイン制御値２における光量は第３光量制御モード時の光量に相当する。つまり、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０３のゲイン制御値１に対応する駆動電流ＩＭ及びステップＳ１０４のゲイン制御値２に対応する駆動電流ＩLを夫々測定している。
【００６７】
次いで、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４で測定された光量に基づいて、１００％のゲイン制御値であるＡＰＣ−Ｈ３２による制御時の発光部の光量を光量設定値「１．００」としたときのゲイン制御値１及びゲイン制御値２の各光量設定値（各光量を１００％のゲイン制御値時の光量で正規化した値）を夫々算出し、図７（ａ）に示すグラフへプロットする。なお、光量設定値（ホールド状態のコンデンサ３３の電圧）は、レーザ駆動部１１が画像モードに設定されたときの画像形成装置１の画像濃度に相当する値である。
【００６８】
ゲイン制御値は各光量設定値からｎ次式（ｎ≧１）によって算出することが可能であるが、本実施の形態では、図７（ａ）に示すように、光量設定値とゲイン制御値との関係が２次特性を有するため、ゲイン制御値は係数ａ，ｂ，ｃを用いて下記式（３）の近似式によって算出することができる。
ゲイン制御値＝ａ×（光量設定値）２＋ｂ×（光量設定値）＋ｃ  …（３）
【００６９】
図６に戻り、ステップＳ１０３及びＳ１０４で測定された光量に基づいて、上記式（３）の光量設定値／ゲイン制御値の近似式（ゲイン制御近似値）を生成し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０２で測定された各駆動電流（ＩＨ、ＩＭ、ＩＬ）の値及び上記生成された近似式（３）のデータをＥＥＰＲＯＭに格納して（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。
【００７０】
図６の調整処理によれば、測定されたゲイン制御値５０％やゲイン制御値２５％の光量に基づいて光量設定値／ゲイン制御値の近似式（３）を生成する。これにより、所望の光量に対応する光量設定値から近似式（３）によってゲイン制御値を算出し、該算出されたゲイン制御値を用いて半導体レーザ１２の光量を制御することにより、所望の光量を得ることができる。
【００７１】
図８は、図６の調整処理によって算出されるゲイン制御値を補正する補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００７２】
図８の補正処理は、レーザ制御部５２がレーザ駆動部１１に制御信号を出力することによって行われる。
【００７３】
上記レーザ駆動部１１によって制御される半導体レーザ１２は、図９（ａ）に示すように、温度毎に駆動電流／光量特性が異なる。したがって、Ｔａ＝２５℃の条件下で得られた上記近似式（３）から算出されたゲイン制御値を用いて半導体レーザ１２の光量を制御したとき、Ｔａ＝２５℃の条件下で制御された半導体レーザ１２の光量と、Ｔａ＝５０℃の条件下で制御された半導体レーザ１２の光量とを比較すると、図９（ｂ）に示すように、光量設定値０．２００〜１．０００の範囲において最大で＋７％程度の差分が生じる。
【００７４】
これに対応して、図８の補正処理では、温度毎に駆動電流／光量特性が異なっても、温度に応じて半導体レーザ１２の光量の差分が生じないように、ステップＳ１０５の近似式（３）によって算出されるゲイン制御値を補正する。
【００７５】
図８において、まず、ステップＳ１０６でＥＥＰＲＯＭに格納されているＴａ＝２５℃の条件下で測定された各駆動電流（ＩＨ、ＩＭ、ＩＬ）の値及び近似式（３）のデータを読み出し（ステップＳ２０１）、所望の光量設定値を設定する（ステップＳ２０２）。
【００７６】
次いで、Ｔａ＝５０℃の条件下で第１光量制御モードに設定して、第１光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｈ３２の制御によって発生する駆動電流ＩＨ’を測定し、その後、Ｔａ＝５０℃の条件下で第２光量制御モード及び第３光量制御モードに夫々設定して、第２光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｍ３４の制御によって発生する駆動電流ＩＭ’及び第３光量制御モードにおけるＡＰＣ−Ｌ３６の制御によって発生する駆動電流ＩＬ’を夫々測定する（ステップＳ２０３）。
【００７７】
次いで、ステップＳ２０３で測定された第１光量制御モード時の駆動電流（ＩＨ’）の値とステップＳ２０１で読み出された駆動電流（ＩＨ）の値との差分が予め設定された値より大きいか否かを判別する（ステップＳ２０４）。上記予め設定された値は、例えば、図９（ｂ）に示す光量設定値における差分の情報などに基づいて予め算出された値である。
【００７８】
ステップＳ２０４の判別の結果、上記差分が予め設定された値より大きいときは、ステップＳ２０１で読み出された（Ｔａ＝２５℃の条件下で測定された）各駆動電流（ＩＨ，ＩＭ，ＩＬ）の比とステップＳ２０３で測定された（Ｔａ＝５０℃の条件下で測定された）各駆動電流（ＩＨ’，ＩＭ’ ，ＩＬ’）の比とを対応させて（例えば、図１０（ａ）に示すようなグラフにプロットして）下記補正近似式（４）を生成する（ステップＳ２０６）。
【００７９】
図１０（ａ）のグラフにおけるＴａ＝２５℃の条件下で測定された駆動電流の比及びＴａ＝５０℃の条件下で測定された駆動電流の比は、第１光量制御モード時の駆動電流の値を「１．０００」として、第２光量制御モード時の駆動電流の値及び第３光量制御モード時の駆動電流の値を夫々正規化することによって導き出される。
【００８０】
図１０（ａ）に示すように、本実施の形態では、Ｔａ＝２５℃時とＴａ＝５０℃時との駆動電流の比の関係が２次特性を有し、ゲイン制御値は駆動電流に対応するので、補正後のゲイン制御値は補正係数ｄ，ｅ，ｆを用いて下記式（４）の近似式によって算出することができる。      
補正後のゲイン制御値＝ｄ×（ゲイン制御値）２＋ｅ×（ゲイン制御値）＋ｆ   
…（４）
【００８１】
上記補正近似式（４）を用いて各ゲイン制御値から補正後のゲイン制御値を算出すると、本実施の形態では、補正後のゲイン制御値と光量設定値との関係は図１０（ｂ）のグラフに示される関係を呈する。
【００８２】
図８に戻り、例えば、Ｔａ＝５０℃時において所望の光量を得たい場合、所望の光量設定値から近似式（３）によってゲイン制御値を算出し、さらに算出されたゲイン制御値から近似式（４）によって補正後のゲイン制御値を算出し（ステップＳ２０７）（算出手段）、当該算出された補正後のゲイン制御値をゲイン制御回路３９に設定して（ステップＳ２０８）、本処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ２０４の判別の結果、上記差分が予め設定された値以内のときは、ステップＳ２０１で読み出されたゲイン制御値の近似式（３）を用いて所望の光量設定値からゲイン制御値を算出し（ステップＳ２０５）、当該算出されたゲイン制御値をゲイン制御回路３９に設定して（ステップＳ２０８）、本処理を終了する。
【００８４】
図８の補正処理によれば、ステップＳ２０３で（Ｔａ＝５０℃時において）測定された第１光量制御モード時の駆動電流（ＩＨ’）の値と、ステップＳ２０１で読み出された（Ｔａ＝２５℃時において測定された）駆動電流（ＩＨ）の値との差分が予め設定された値より大きいときは、Ｔａ＝２５℃の条件下で測定された各駆動電流（ＩＨ，ＩＭ，ＩＬ）の比と、Ｔａ＝５０℃の条件下で測定された各駆動電流（ＩＨ’ ，ＩＭ’ ，ＩＬ’）の比とを対応させて補正近似式（４）を生成し、当該補正近似式（４）を用いて所望の光量設定値から補正後ゲイン制御値を算出して設定するので（ステップＳ２０８）、Ｔａ＝２５℃時とＴａ＝５０℃時で異なる駆動電流／光量特性の影響を抑制して所望の光量を得ることができる。具体的には、図１１のグラフに示すように、補正後のゲイン制御値を用いることにより、Ｔａ＝２５℃の時の半導体レーザ１２の光量と、Ｔａ＝５０℃時の半導体レーザ１２の光量との差分を極小にすることができる。
【００８５】
また、半導体レーザ１２は時間の経過に応じて耐久性が劣化するため、時間の経過に応じて駆動電流／光量特性が変化する。したがって、所望の光量設定値が同じであっても、異なる時間において測定された半導体レーザ１２の光量を比較すると、差分が生じることがある。
【００８６】
本実施の形態では、これに対応して、図８の補正処理と類似の処理を行い、半導体レーザ１２の耐久性が劣化しても、時間の経過に応じて半導体レーザ１２の光量の差分が生じないように、ステップＳ１０５の近似式（３）によって算出されるゲイン制御値を補正する。
【００８７】
具体的には、異なる時間（第１の時間及び第２の時間）において、第１光量制御モード、第２光量制御モード及び第３光量制御モードの各駆動電流を測定し、第１の時間及び第２の時間における第１光量制御モードの駆動電流を比較し、比較結果が予め設定された値より大きいときは、第１の時間における各駆動電流の比と、第２の時間における各駆動電流の比を対応させて補正近似式（４）と類似する補正近似式を生成し、当該類似する補正近似式を用いて所望の光量設定値から補正後ゲイン制御値を算出し、さらに補正後ゲイン制御値をゲイン制御回路３９に設定する。これにより、時間の経過に応じて変化する駆動電流／光量特性の影響を抑制して所望の光量を得ることができる。
【００８８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法について説明する。
【００８９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下、第１の実施の形態と異なる構成、作用についてのみ詳細に説明する。
【００９０】
図１２（ａ）は、本実施の形態における調整処理の手順を示すフローチャートである。
【００９１】
図１２（ａ）の調整処理は、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【００９２】
図１２（ａ）の調整処理では、図６の調整処理に加えてＡＤＣ５４における検査処理をさらに行う。ＡＤＣ５４はアナログ信号（駆動電流も含む）に基づいて出力されるデジタル信号（駆動電流も含む）を制御するが、ＡＤＣ５４は周囲温度による影響を受けやすく、出力されるデジタル信号（駆動電流）にはばらつきが生じる。
【００９３】
これに対応して、図１０（ａ）の調整処理では、後述する図１２（ｂ）の検査処理においてＥＥＰＲＯＭ４４に格納されたＡＤＣ５４へ入力される基準電圧の値と、後述する図１３（ｂ）の検査処理においてＡＤＣ５４から出力された基準電圧の値とを対応させて後述する検査近似式（５）を生成し、該検査近似式（５）を用いてＡＤＣ５４から出力される駆動電流を補正する。
【００９４】
図１２（ａ）において、まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６を実行し、次いで、後述する図１２（ｂ）の検査処理により、検査信号ＣＡＬによって検査モードに設定されたときのＡＤＣ５４へ入力される基準電圧を測定し、当該測定された基準電圧の値をＥＥＰＲＯＭ４４に格納して（ステップＳ３００）、本処理を終了する。なお、図１２（ａ）の調整処理において、検査処理に対応するステップＳ３００はステップＳ１０６の後に実行されるが、ステップＳ３００は図１２（ａ）の調整処理におけるどのタイミングで行われてもよい。
【００９５】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の調整処理における検査処理の手順を示すフローチャートである。
【００９６】
図１２（ｂ）の検査処理は、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【００９７】
図１２（ｂ）において、まず、検査信号ＣＡＬによってＡＰＣ−Ｈ３２、ＡＰＣ−Ｍ３４、及びＡＰＣ−Ｌ３６を夫々検査モードに設定し（ステップＳ３０１）、ＳＷ５１を順次切り替えて夫々の基準電圧をＳＷ５１の出力端子で測定する（ステップＳ３０２）。ＳＷ５１の出力端子はＡＤＣ５４への入力端子へ接続されているため、ステップＳ３０２で測定された基準電圧はＡＤＣ５４へ入力される基準電圧となる。その後、測定された基準電圧の値をＥＥＰＲＯＭ４４に格納して検査モードを解除して（ステップＳ３０３）、本処理を終了する。
【００９８】
図１３（ａ）は、本実施の形態における補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１３（ａ）の補正処理は、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【０１００】
図１３（ａ）において、まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３を実行し、次いで、後述する図１３（ｂ）の検査処理により、検査信号ＣＡＬによって検査モードに設定されたときのＡＤＣ５４から出力された基準電圧を測定し、当該測定された基準電圧の値と、図１２（ｂ）のステップＳ３０３で格納された基準電圧の値とを対応させて後述する検査近似式（５）を生成し（ステップＳ４００）、ステップＳ２０４以降の処理を行って、本処理を終了する。
【０１０１】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の補正処理における検査処理の手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
図１３（ｂ）の検査処理は、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【０１０３】
図１３（ｂ）において、まず、検査信号ＣＡＬによってＡＰＣ−Ｈ３２、ＡＰＣ−Ｍ３４、及びＡＰＣ−Ｌ３６を夫々検査モードに設定し（ステップＳ４０１）、ＳＷ５１を順次切り替えてＡＤＣ５４から夫々出力された基準電圧をゲイン補正部５３によって全て測定すると、検査モードを解除する（ステップＳ４０２）。
【０１０４】
次に、図１２（ｂ）のステップＳ３０３で格納された、ＡＤＣ５４へ入力される基準電圧の値を読み出してゲイン補正部５３に出力し（ステップＳ４０３）、ＡＤＣ５４へ入力される基準電圧の値とステップＳ４０２で測定された、ＡＤＣ５４から出力された基準電圧の値とを対応させて（例えば、図１４に示すようなグラフにプロットして）ゲイン補正部５３が後述する検査近似式（５）を生成する（ステップＳ４０４）。
【０１０５】
図１４のグラフにおいて、横軸はＡＤＣ５４から出力された基準電圧の値を表し、縦軸はＡＤＣ５４へ入力される基準電圧の値を表す。
【０１０６】
すなわち、本実施の形態では、ＡＤＣ５４へ入力される各基準電圧の値と、ＡＤＣ５４から出力された各基準電圧の値とを対応させて直線近似した近似特性を導き出す。その後、各基準電圧は駆動電流に対応することから、導き出された近似特性において各基準電圧を駆動電流に変換し、補正係数ｇ，ｈを用いて下記式（５）の検査近似式を生成する。
補正後の駆動電流＝ｇ×（補正前の駆動電流）＋ｈ  …（５）
【０１０７】
なお、ステップＳ３０３で格納された、ＡＤＣ５４へ入力される基準電圧はステップＳ１０１〜Ｓ１０６を前提とするため、Ｔａ＝２５℃時の基準電圧である一方、ステップＳ４０２で測定された、ＡＤＣ５４から出力された基準電圧はステップＳ２０１〜Ｓ２０３を前提とするため、Ｔａ＝５０℃時の基準電圧である。しかしながら、基準電圧は温度の影響を殆ど受けないため、異なる温度の各基準電圧から上述した検査近似式（５）を生成しても、当該検査近似式（５）の信頼性を損ねることはない。
【０１０８】
図１３（ｂ）に戻り、ステップＳ４０４で生成された検査近似式（５）を用いて、図１３（ａ）のステップＳ２０３で測定された各駆動電流（ＩＨ’，ＩＭ’ ，ＩＬ’）の値を補正し（ステップＳ４０５）、ステップＳ２０４以降を実行して本処理を終了する。
【０１０９】
図１２（ａ）〜図１３（ｂ）の検査処理によれば、ＡＤＣ５４へ入力される基準電圧の値とＡＤＣ５４から出力された基準電圧の値に基づいて検査近似式（５）を生成し（ステップＳ４０４）、当該生成された検査近似式（５）を用いて、図１３（ａ）のステップＳ２０３で測定された各駆動電流（ＩＨ’ ，ＩＭ’，ＩＬ’）の値を補正する。これにより、駆動電流からＡＤＣ５４の周囲温度による影響を除去することができ、所望の光量に対応する光量設定値から近似式（３）によってゲイン制御値を算出して所望の光量を正確に得ることができる。
【０１１０】
なお、上述した各実施の形態では、ゲイン補正部５３及びＡＤＣ５４は、レーザ駆動部１１に設けられてもよい。
【０１１１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置及びその制御方法について説明する。
【０１１２】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下、第１の実施の形態と異なる構成、作用についてのみ詳細に説明する。
【０１１３】
図１５は、本実施の形態に係る画像形成装置１におけるレーザ制御システム３００の構成を概略的に示すブロック図である。なお、図１５では、図３Ａのレーザ制御システム３００と異なる構成のみ詳述する。
【０１１４】
図１５において、ＡＤＣ５４及びゲイン補正部５３はレーザ駆動部１１に設けられ、さらに、ＰＤサンプル／ホールド回路（以下、「ＰＤ＿ＳＨ」という）７１がレーザ駆動部１１に設けられる。ＰＤ＿ＳＨ７１、ＡＤＣ５４、ゲイン補正部５３は夫々直列に接続され、ＰＤ＿ＳＨ７１は画像制御部２のレーザ制御部５２に接続されている。
【０１１５】
図１６は、図１５におけるＰＤ＿ＳＨ７１の構成を説明するのに用いられるブロック図である。
【０１１６】
図１６において、ＰＤ＿ＳＨ７１は、分配回路７２、スイッチＳＷ７３，７４，７５，７９、及びコンデンサ７６，７７，７８で構成され、ＳＷ７９は３つの入力端子を有する。分配回路７２の入力端子にはレーザ制御部５２の出力端子が接続され、分配回路７２の出力信号によって夫々制御されるＳＷ７３，７４，７５の入力端子にはＰＤセンサ１４の出力端子が夫々接続されている。ＳＷ７３，７４，７５の出力端子は、コンデンサ７６，７７，７８に夫々接続され、且つレーザ制御部５２の制御信号によって制御されるＳＷ７９の３つの入力端子に夫々接続されている。ＳＷ７９の出力端子はＡＤＣ５４に接続されている。
【０１１７】
ＰＤ＿ＳＨ７１は、異なるタイミングでＳＷ７３，７４，７５にＰＤサンプル信号を夫々出力することにより、ＳＷ７３，７４，７５を夫々独立に制御する。ＰＤ＿ＳＨ７１は、ＰＤセンサ１４から出力された信号に基づいて電荷をコンデンサ７６，７７，７８に夫々充放電させると共に、ＰＤセンサ１４から出力された信号をＳＷ７９に伝搬させる。当該伝搬された信号のうちレーザ制御部５２からの制御信号によって選択された信号のみがＳＷ７９を介してＰＤ＿ＳＨ７１の出力信号として出力される。
【０１１８】
図１７は、本実施の形態における補正処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１９】
図１７の補正処理は、光学走査装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが画像形成装置１に配備された後に、レーザ制御部５２が制御信号によってレーザ駆動部１１を駆動することによって行われる。
【０１２０】
図１７の補正処理では、半導体レーザ１２の発光をＰＤセンサ１４によって受光し、当該受光した光量に基づいて後述する補正近似式（７）を生成し、該補正近似式（７）を用いてゲイン制御値を補正するので、駆動電流に基づいて生成された補正近似式（４）を用いる図８の補正処理よりも精度良くゲイン制御値を補正することができる。
【０１２１】
図１７において、まず、レーザ駆動部１１を第１光量制御モードに設定して初期の光量設定を行い（ステップＳ５０１）、さらに、レーザ駆動部１１を、図１８に示す定電流モード（ＡＣＣ）１〜定電流モード３（以下、単に、「ＡＣＣ１」、「ＡＣＣ２」、「ＡＣＣ３」という）に夫々設定して半導体レーザ１２を発光させ、ＰＤ＿ＳＨ７１が半導体レーザ１２を受光したＰＤセンサ１４のＰＤ電圧（以下、単にＰＤ電圧という。）の値を測定する（ステップＳ５０２）。
【０１２２】
ＡＣＣ１は第１光量制御モードの光量に相当する光量が設定されたモードであり、ＡＰＣ−Ｈ３２の制御によって半導体レーザ１２が発光する。ＡＣＣ２は、ＡＣＣ１における光量の５０％の光量が設定されたモードであり、ゲイン制御回路３９によってゲイン制御値がゲイン制御値１に設定され、当該ゲイン制御値１によってゲイン調整されたＡＰＣ−Ｈ３２の制御によって半導体レーザ１２が発光する。ＡＣＣ３は、ＡＣＣ１における光量の２５％の光量が設定されたモードであり、ゲイン制御回路３９によってゲイン制御値がゲイン制御値２に設定され、当該ゲイン制御値２によってゲイン調整されたＡＰＣ−Ｈ３２の制御によって半導体レーザ１２が発光する。
【０１２３】
次いで、レーザ駆動部１１を第１光量制御モードに設定してゲイン補正部５３によってＰＤ電圧の値を測定する。第２光量制御モード及び第３光量制御モードに夫々設定して、第２光量制御モードにおけるＰＤ電圧の値及び第３光量制御モードにおけるＰＤ電圧の値を夫々測定する（ステップＳ５０３）。
【０１２４】
次いで、ステップＳ５０３で測定されたＰＤ電圧、すなわち、光量に基づいて、係数ｉ，ｊ，ｋを用いて光量設定値／ゲイン制御値の下記近似式（６）を生成する（ステップＳ５０４）。
【０１２５】
具体的には、第１光量制御モードで測定された光量を光量設定値「１．００」としたときの第２光量制御モード及び第３光量制御モードにおける各光量設定値（各モードで測定された光量を第１光量制御モードで測定された光量で正規化した値）を夫々算出し、各光量設定値と各モードにおけるゲイン制御値との相関関係から光量設定値／ゲイン制御値の下記近似式（６）を生成する。      
ゲイン制御値＝ｉ×（光量設定値）２＋ｊ×（光量設定値）＋ｋ  …（６）
【０１２６】
これにより、所望の光量に対応する光量設定値から近似式（６）によってゲイン制御値を算出し、該算出されたゲイン制御値を用いて半導体レーザ１２の光量を制御することにより、所望の光量を得ることができる。
【０１２７】
次いで、ステップＳ５０２及びＳ５０３で測定されたＰＤ電圧の値に基づいて、上記近似式（６）によって算出されたゲイン制御値を補正する後述の補正近似式（７）を生成する（ステップＳ５０５）。
【０１２８】
上述したように、第２光量制御モードは第１光量制御モードにおける光量の５０％の光量が設定されたモードであり、第３光量制御モードは第１光量制御モードにおける光量の２５％の光量が設定されたモードである。一方、ＡＣＣ１では１００％のゲイン制御値が設定され、ＡＣＣ２では５０％のゲイン制御値が設定され、ＡＣＣ３では２５％のゲイン制御値が設定される。すなわち、ＡＣＣ１は第１光量制御モードに対応し、ＡＣＣ２は第２光量制御モードに対応し、ＡＣＣ３は第３光量制御モードに対応する。したがって、第１光量制御モードのＰＤ電圧の値及びＡＣＣ１のＰＤ電圧の値、第２光量制御モードのＰＤ電圧の値及びＡＣＣ２のＰＤ電圧の値、第３光量制御モードのＰＤ電圧の値及びＡＣＣ３のＰＤ電圧の値は夫々等価となることが望ましい。
【０１２９】
しかしながら、第１光量制御モード〜第３光量制御モードではＰＤ１４の出力信号（ＰＤ電圧）を基準電圧に基づいてフィードバック制御しているので、波形整形された一定の出力信号（ＰＤ電圧）が得られる。一方で、ＡＣＣ１〜ＡＣＣ３ではＰＤ１４の出力信号（ＰＤ電圧）にフィードバック制御等が施されず、半導体レーザ１２の光量特性がＰＤ１４によってそのまま出力されるので、波形整形されない出力信号（ＰＤ電圧）が得られる。したがって、図１９で表されるように、第１光量制御モード〜第３光量制御モードのＰＤ電圧の値の各々及びＡＣＣ１〜ＡＣＣ３のＰＤ電圧の値の各々は等価とならない。ここで、光量設定値／ゲイン制御値の上記近似式（６）は第１光量制御モード〜第３光量制御モードで測定された光量に基づいて生成されているため、ＡＣＣ１〜ＡＣＣ３において上記近似式（６）を用いて所望の光量に対応する光量設定値からゲイン制御値を算出し、該算出されたゲイン制御値を用いて半導体レーザ１２の光量を制御しても、所望の光量を得ることができないことがある。
【０１３０】
そこで、本実施の形態では、第１光量制御モード〜第３光量制御モードのＰＤ電圧の値の各々及びＡＣＣ１〜ＡＣＣ３のＰＤ電圧の値の各々のずれを解消する下記補正近似式（７）を生成する。
【０１３１】
具体的には、第１光量制御モードのＰＤ電圧の値で第２光量制御モード及び第３光量制御モードの各ＰＤ電圧の値を正規化し、ＡＣＣ１のＰＤ電圧の値でＡＣＣ２及びＡＣＣ３の各ＰＤ電圧の値を正規化し、図２０に示すようなグラフにプロットする。本実施の形態では、第１光量制御モード〜第３光量制御モードのＰＤ電圧の値とＡＣＣ１〜ＡＣＣ３のＰＤ電圧の値との関係は図２０に示すように２次特性を有する。また、ゲイン制御値はＰＤ電圧に対応するので、係数ｌ，ｍ，ｎを用いて下記補正近似式（７）を生成することができる。      
補正後のゲイン制御値＝ｌ×（ゲイン制御値）２＋ｍ×（ゲイン制御値）＋ｎ 
…（７）
【０１３２】
次いで、目標となる光量設定値を設定し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０４で生成した近似式（６）及びステップＳ５０５で生成した補正近似式（７）を用いて目標となる光量設定値に応じた補正後のゲイン制御値を算出し（ステップＳ５０７）（算出手段）、ステップＳ５０７で算出されたゲイン制御値をゲイン制御回路３９に設定して（ステップＳ５０８）、本処理を終了する。
【０１３３】
図１７の処理によれば、第１光量制御モード〜第３光量制御モードのＰＤ電圧の値の各々及びＡＣＣ１〜ＡＣＣ３のＰＤ電圧の値の各々に基づいて算出された補正近似式（７）を生成し、光量設定値／ゲイン制御値の近似式（６）から得られたゲイン制御値を補正近似式（７）を用いて補正するので、ＡＣＣ１〜ＡＣＣ３において、第１光量制御モード〜第３光量制御モードのＰＤ電圧の値の各々及びＡＣＣ１〜ＡＣＣ３のＰＤ電圧の値の各々のずれの影響を抑制して所望の光量を得ることができる。
【０１３４】
以上、本発明について、上述した各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。
【０１３５】
例えば、上述した各実施の形態では、補正後のゲイン制御値の近似式のデータをＥＥＰＲＯＭ４４に格納するように構成してもよい。
【０１３６】
上述した各実施の形態では、検査処理において基準電圧を測定しているが、他の信号を測定してもよい。
【０１３７】
上述した各実施の形態では、例えば、コンデンサ３３を用いて電圧Ｖｃｈ１を制御しているが、データ（デジタルデータ）を記憶する図示しない記憶部と、記憶されたデータに基づいて電圧を出力する図示しないＤ／Ａコンバータを用いて電圧Ｖｃｈ１を制御してもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
２  画像制御部
５  露光部
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  光学走査装置
１１  レーザ駆動部
１２  半導体レーザ
１４  ＰＤ
３２  ＡＰＣ−Ｈ
３４  ＡＰＣ−Ｍ
３６  ＡＰＣ−Ｌ
３９  ゲイン制御回路
５２  レーザ制御部
５３  ゲイン補正部
５４  ＡＤＣ
６２  基準電圧生成回路
７１  ＰＤ＿ＳＨ
【図１】
2015221542.tif 000004
【図２】
2015221542.tif 000005
【図３Ａ】
2015221542.tif 000006
【図３Ｂ】
2015221542.tif 000007
【図４】
2015221542.tif 000008
【図５】
2015221542.tif 000009
【図６】
2015221542.tif 000010
【図７】
2015221542.tif 000011
【図８】
2015221542.tif 000012
【図９】
2015221542.tif 000013
【図１０】
2015221542.tif 000014
【図１１】
2015221542.tif 000015
【図１２】
2015221542.tif 000016
【図１３】
2015221542.tif 000017
【図１４】
2015221542.tif 000018
【図１５】
2015221542.tif 000019
【図１６】
2015221542.tif 000020
【図１７】
2015221542.tif 000021
【図１８】
2015221542.tif 000022
【図１９】
2015221542.tif 000023
【図２０】
2015221542.tif 000024
【図２１】
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