(57)【要約】【課題】  駆動電流の通電開始時には光量を迅速に目標値に到達させることができ、かつ、光量が目標値に達した後は安定した制御を実行可能な光学制御装置の提供。【解決手段】  レーザダイオードの光量（モニタ電圧）が一定レベル未満の場合は、最新の１個のモニタ電圧に基いて駆動電流が制御される。このため、上記光量を迅速に目標値に到達させることができる。上記光量が上記一定レベル以上の場合は、図６に示すように、４個のモニタ電圧の平均値が制御値とされる。このため、上記光量が目標値に達した後などには、安定した制御を行うことができる。しかも、この場合、制御値は上記モニタ電圧が４個読み込まれる毎のタイミングで変更されるので、一層安定した制御を行うことができる。更に、この場合、上記４個のモニタ電圧はリード時間をΔＴずつずらして読み込まれるので、モニタ電圧の変動の影響を分散させることができる。【選択図】図６
2008028250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流に応じてレーザ光を発生する半導体レーザと、
該半導体レーザが発生するレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、
該光量検出手段が１回または複数回に亘って検出した上記光量を参照して、上記光量が目標値に近付くように上記駆動電流を制御する制御手段と、
を備え、
上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は、少なくとも上記駆動電流の通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ないことを特徴とする光学制御装置。
【請求項２】
上記通電開始時に上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は１回であることを特徴とする請求項１記載の光学制御装置。
【請求項３】
上記光量検出手段は、
受光した光量に応じた電気的特性を示す受光素子と、
該受光素子の電気的特性に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の光学制御装置。
【請求項４】
上記制御手段は、
上記光量検出手段が検出した光量を複数回分記憶可能な記憶手段と、
該記憶手段に記憶された光量の平均値を算出する平均値算出手段と、
該平均値算出手段が算出した平均値に基いて上記駆動電流を制御する電流制御手段と、
を備え、
上記平均値算出手段が平均値を算出する上記光量の個数は、少なくとも上記半導体レーザへの通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学制御装置。
【請求項５】
上記電流制御手段は、
上記平均値算出手段が算出した平均値に基いてモニタ値を発生するモニタ値発生手段と、
上記モニタ値と予め設定された基準値とを比較して、上記モニタ値が上記基準値に近付くように上記駆動電流を制御する比較制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４記載の光学制御装置。
【請求項６】
上記半導体レーザの消灯時には、上記駆動電流を、上記半導体レーザを通らない通電経路に引き込む切換手段を、
更に備え、
上記制御手段は、上記切換手段が上記駆動電流を上記通電経路から上記半導体レーザに流し込んでから所定時間後に検出された上記光量を参照し、かつ、その所定時間を変化させならが上記光量を参照することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学制御装置。
【請求項７】
駆動電流に応じてレーザ光を発生する半導体レーザと、
該半導体レーザが発生するレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、
該光量検出手段が検出した上記光量を参照して、上記光量が目標値に近付くように上記駆動電流を制御する制御手段と、
上記半導体レーザの消灯時には、上記駆動電流を、上記半導体レーザを通らない通電経路に引き込む切換手段と、
を備え、
上記制御手段は、上記切換手段が上記駆動電流を上記通電経路から上記半導体レーザに流し込んでから所定時間後に検出された上記光量を参照し、かつ、その所定時間を変化させならが上記光量を参照することを特徴とする光学制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザに通電してレーザ光を発生させる光学制御装置に関し、詳しくは、その半導体レーザの駆動電流を制御してレーザ光の光量を目標値に近付ける光学制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、駆動電流に応じてレーザ光を発生する半導体レーザと、該半導体レーザが発生するレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段が検出した上記光量を参照して、上記光量が目標値に近付くように上記駆動電流を制御する制御手段と、を備えた光学制御装置が考えられている。この種の光学制御装置では、制御手段は、光量検出手段が検出した光量を参照して、その光量が目標値に近付くように、半導体レーザの駆動電流を制御する。これによって、半導体レーザから発生されるレーザ光の光量を目標値に制御することができる。
【０００３】
また、この種の装置では、半導体レーザのドループ特性やノイズの影響を排除するため、１ライン目のアンブランキングＡＰＣで得られた光量の値を全て記憶しておき、初期のＡＰＣで得られた値を含めて平均化を行い、その平均値を２ライン目の光量設定値とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１２５３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記駆動電流の通電開始時に上記特許文献１のような制御を実行すると、光量の変化がなまされて、光量が目標値に到達するまでの時間が長くなってしまう。そこで、本発明は、駆動電流の通電開始時には光量を迅速に目標値に到達させることができ、かつ、光量が目標値に達した後は安定した制御を実行可能な光学制御装置の提供を目的としてなされた。
【０００５】
また、半導体レーザの消灯時には、半導体レーザを通らない通電経路に上記駆動電流を引き込む切換手段を備えた光学制御装置では、半導体レーザが発光しても他の装置に影響のないタイミングで、上記切換手段により上記駆動電流を半導体レーザに流し込んで、参照すべき光量を検出している。ところが、駆動電流が半導体レーザに流し込まれた直後の光量は、オーバーシュートなどの変動が発生して安定しない。かといって、光量が安定するまで半導体レーザを発光させ続けるのが困難な場合もある。上記のように光量が安定しない期間に検出された光量を参照して駆動電流が制御されると、半導体レーザから発生されるレーザ光の光量を良好に目標値に制御できない可能性がある。そこで、本発明は、半導体レーザを長期間発光させなくても、レーザ光の光量を良好に目標値に制御することのできる光学制御装置の提供を、更なる目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達するためになされた本発明の光学制御装置は、駆動電流に応じてレーザ光を発生する半導体レーザと、該半導体レーザが発生するレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段が１回または複数回に亘って検出した上記光量を参照して、上記光量が目標値に近付くように上記駆動電流を制御する制御手段と、を備え、上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は、少なくとも上記駆動電流の通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ないことを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明の光学制御装置では、制御手段は、光量検出手段が１回または複数回に亘って検出したレーザ光の光量を参照して、その光量が目標値に近付くように半導体レーザの駆動電流を制御する。しかも、その制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は、少なくとも上記駆動電流の通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ない。従って、本発明では、半導体レーザへの駆動電流の通電開始時には小数回の光量検出結果を参照して制御が行われるため、通電開始時の光量変化に良好に追従することができ、光量を迅速に目標値に到達させることができる。また、本発明では、光量が目標値に達した後は、上記通電開始時に比べて多数回の光量検出結果を参照して制御が行われるため、安定した制御を行うことができる。
【０００８】
なお、上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数の切り換えタイミングは、上記光量が目標値に到達した時点でなくてもよく、上記通電開始から上記光量が目標値に達した直後までの適宜のタイミングに設定することができる。
【０００９】
また、上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は適宜設定することができるが、上記通電開始時に上記制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数は１回であってもよい。この場合、通電開始時には１度の制御に対して１回の光量検出結果しか参照されないので、通電開始時の光量変化に極めて良好に追従することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記光量検出手段の構成を何ら限定するものではないが、上記光量検出手段は、受光した光量に応じた電気的特性を示す受光素子と、該受光素子の電気的特性に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、を備えたものであってもよい。この場合、上記光量に応じた受光素子の電気的特性がＡ／Ｄ変換手段によってデジタル信号に変換されるので、制御手段をマイクロコンピュータ等で構成した場合に光学制御装置全体の構成を簡略化することができる。なお、上記電気的特性とは、電流値，電圧値，抵抗値など、適宜のパラメータであってもよい。
【００１１】
更に、本発明は、上記制御手段の構成を何ら限定するものではないが、上記制御手段は、上記光量検出手段が検出した光量を複数回分記憶可能な記憶手段と、該記憶手段に記憶された光量の平均値を算出する平均値算出手段と、該平均値算出手段が算出した平均値に基いて上記駆動電流を制御する電流制御手段と、を備え、上記平均値算出手段が平均値を算出する上記光量の個数は、少なくとも上記半導体レーザへの通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ないことを特徴とするものであってもよい。
【００１２】
この場合、記憶手段は上記光量検出手段が検出した光量を複数回分記憶可能で、算出手段は、その記憶手段に記憶された光量の平均値を算出する。また、電流制御手段は、平均値算出手段が算出した平均値に基いて上記駆動電流を制御する。ここで、上記平均値算出手段が平均値を算出する上記光量の個数は、少なくとも上記通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少ない。
【００１３】
従って、この場合、前述のように、制御手段が一度に参照する上記光量の検出回数を、少なくとも上記駆動電流の通電開始時には、上記光量が上記目標値に達した後に比べて少なくすることが容易にできる。なお、このように平均値算出手段が平均値を算出する上記光量の個数を変化させる方法としては、記憶手段が記憶する上記光量の個数を変化させてもよく、記憶手段に記憶された光量の中から平均値の算出に用いられる上記光量の個数を変化させてもよい。
【００１４】
更に、この場合の上記電流制御手段は、上記平均値算出手段が算出した平均値に基いてモニタ値を発生するモニタ値発生手段と、上記モニタ値と予め設定された基準値とを比較して、上記モニタ値が上記基準値に近付くように上記駆動電流を制御する比較制御手段と、を備えたことを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
また更に、本発明は、上記半導体レーザの消灯時には、上記駆動電流を、上記半導体レーザを通らない通電経路に引き込む切換手段を、更に備え、上記制御手段は、上記切換手段が上記駆動電流を上記通電経路から上記半導体レーザに流し込んでから所定時間後に検出された上記光量を参照し、かつ、その所定時間を変化させならが上記光量を参照することを特徴とするものであってもよい。
【００１６】
この場合、切換手段により上記駆動電流が半導体レーザに流し込まれた直後の光量に、オーバーシュートなどの変動が発生していても、その駆動電流の流し込みから上記光量の検出までの間隔（所定時間）は随時変化される。従って、この場合、上記光量の変動の影響を分散させることができ、半導体レーザを長期間発光させなくても、レーザ光の光量を良好に目標値に制御することができる。なお、上記所定時間とは、その光学制御装置において予め適宜設定しておくことのできる時間である。
【００１７】
また、本発明の光学制御装置は、駆動電流に応じてレーザ光を発生する半導体レーザと、該半導体レーザが発生するレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、該光量検出手段が検出した上記光量を参照して、上記光量が目標値に近付くように上記駆動電流を制御する制御手段と、上記半導体レーザの消灯時には、上記駆動電流を、上記半導体レーザを通らない通電経路に引き込む切換手段と、を備え、上記制御手段は、上記切換手段が上記駆動電流を上記通電経路から上記半導体レーザに流し込んでから所定時間後に検出された上記光量を参照し、かつ、その所定時間を変化させならが上記光量を参照することを特徴とするものであってもよい。
【００１８】
このように構成された本発明の光学制御装置では、制御手段は、光量検出手段が検出したレーザ光の光量を参照して、その光量が目標値に近付くように半導体レーザの駆動電流を制御する。しかも、本発明では、切換手段により上記駆動電流が半導体レーザに流し込まれてから上記光量の検出までの間隔（所定時間）は随時変化される。このため、本発明では、切換手段により上記駆動電流が半導体レーザに流し込まれた直後の光量に、オーバーシュートなどの変動が発生していても、その変動の影響を分散させることができる。従って、本発明では、半導体レーザを長期間発光させなくても、レーザ光の光量を良好に目標値に制御することができる。なお、上記所定時間とは、その光学制御装置において予め適宜設定しておくことのできる時間である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とする。
【００２０】
（レーザプリンタの全体構成）
このレーザプリンタ１は、直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであって、図１に示すように、略箱型の本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２の前面には、開閉可能な前面カバー３が設けられており、この前面カバー３を開放することにより、プロセス部２５を本体ケーシング２内から前方へ引き出すことが可能となる。また、本体ケーシング２の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙４が積載される排紙トレイ５が形成されている。
【００２１】
本体ケーシング２の下部には、画像を形成するための用紙４が積載される給紙トレイ７が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ７内には、バネ８の付勢により用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板９が設けられている。また、給紙トレイ７の前端上方位置には、ピックアップローラ１０と、図示しないバネの付勢によりこのピックアップローラ１０に圧接する分離パッド１１とが設けられている。更にピックアップローラ１０の斜め前上方には一対の給紙ローラ１２が設けられ、その上方に一対のレジストローラ１３が設けられている。
【００２２】
給紙トレイ７の最上位の用紙４は、用紙押圧板９によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、ピックアップローラ１０と分離パッド１１との間に挟まれたときに１枚毎に分離される。そして、ピックアップローラ１０及び分離バッド１１の間から送り出された用紙４は、給紙ローラ１２によって、レジストローラ１３へ送られる。レジストローラ１３では、その用紙４を所定のタイミングで、後方のベルトユニット１５上へ送り出す。
【００２３】
ベルトユニット１５は、本体ケーシング２に対して着脱可能とされており、前後に離間して配置された一対のベルト支持ローラ１６，１７間に水平に架設される搬送ベルト１８を備えている。搬送ベルト１８は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、後側のベルト支持ローラ１７が回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動し、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。搬送ベルト１８の内側には、後述する画像形成ユニット２６が有する各感光体ドラム３１（感光体に相当）と対向配置される４つの転写ローラ１９が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ１９との間に搬送ベルト１８を挟んだ状態となっている。転写時には、この転写ローラ１９と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加される。
【００２４】
ベルトユニット１５の下側には、搬送ベルト１８に付着したトナーや紙粉等を除去するためのクリーニングローラ２１が設けられている。クリーニングローラ２１は、金属製の軸部材の周囲にシリコンからなる発泡材が設けられた構成であって、ベルトユニット１５に設けられた金属製のバックアップローラ２２との間に搬送ベルト１８を挟んで対向している。クリーニングローラ２１とバックアップローラ２２との間には、所定のバイアスが印加され、それにより搬送ベルト１８上のトナー等がクリーニングローラ２１側へ電気的に吸引されるようになっている。また、クリーニングローラ２１には、その表面に付着したトナー等を除去する金属製の回収ローラ２３が当接しており、更にその回収ローラ２３にはその表面に付着したトナー等を掻き落とすためのブレード２４が当接している。
【００２５】
本体ケーシング２内における上部には、レーザ走査装置としてのスキャナユニット２７が設けられ、その下側にプロセス部２５が設けられ、更にそのプロセス部２５の下側に前述のベルトユニット１５が配置されている。
【００２６】
スキャナユニット２７は、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３１の表面上に高速走査にて照射する。スキャナユニット２７の構成については後に詳述する。
【００２７】
プロセス部２５は、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色に対応した４つの画像形成ユニット２６を備えており、これらの画像形成ユニット２６が前後に並んで配置されている。なお、本実施の形態では、レーザプリンタ１の前面側からブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で各画像形成ユニット２６が並んでいる。各画像形成ユニット２６は、像担持体としての感光体ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２、及び現像装置としての現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。また、プロセス部２５は、前後に並んだ４つのカートリッジ装着部３０を有する枠状のフレーム２９を備えている。各カートリッジ装着部３０は、上下に開口しており、その内側に各現像カートリッジ３４を着脱可能となっている。また、フレーム２９には、各カートリッジ装着部３０の下端位置に、各画像形成ユニット２６の感光体ドラム３１が保持され、更にその感光体ドラム３１に隣接してスコロトロン型帯電器３２が保持されている。
【００２８】
感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤ（図示せず）からコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。
【００２９】
現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０、及び層厚規制ブレード４１が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、ブラック、シアン、マゼンタまたはイエローの各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーがそれぞれ収容されている。また、各トナー収容室３８には、トナーを撹拌するためのアジテータ４２が設けられている。
【００３０】
供給ローラ３９は、金属製のローラ軸を導電性の発泡材料で被覆することにより構成されており、現像ローラ４０は、金属製のローラ軸を導電性のゴム材料で被覆することにより構成されている。トナー収容室３８から放出されたトナーは、供給ローラ３９の回転により現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電される。更に、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１と現像ローラ４０との間に進入し、ここで更に充分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。
【００３１】
感光体ドラム３１の表面は、その回転時、先ずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット２７からのレーザ光の高速走査により露光されて、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【００３２】
次いで、現像ローラ４０の回転により、現像ローラ４０上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。
【００３３】
その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト１８によって搬送される用紙４が、感光体ドラム３１と転写ローラ１９との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１９に印加される負極性の転写バイアスによって、用紙４に順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙４は、次いで定着器４３に搬送される。
【００３４】
定着器４３は、本体ケーシング２内における搬送ベルト１８の後方に配置されている。この定着器４３は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ４４と、加熱ローラ４４の下方において、加熱ローラ４４を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ４５とを備えている。この定着器４３では、４色のトナー像を坦持した用紙４を、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５によって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙４に定着させる。そして、トナー像が熱定着された用紙４は、定着器４３の斜め後上方に配置された搬送ローラ４６により更に搬送され、本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４７により、前述の排紙トレイ５上に排出される。
【００３５】
（スキャナユニットの構成）
図２はスキャナユニット２７の構成を説明するための簡略図である。このうち下側の図はスキャナユニット２７の左側断面であり、上側の図（各反射ミラーは省略）はスキャナユニット２７内を上方から見た図である。なお、同図において右側がレーザプリンタ１の前面側であり、紙面右から左へと用紙４がベルトユニット１５によって搬送されることになる。つまり、紙面左方向が、用紙４の搬送方向であり、感光体ドラム３１上における副走査方向である。また、上側の図では、レーザ光Ｌｋ、レーザ光Ｌｙについて反射ミラーによる折り返しをせずに展開し、下側の図と光学的に等価な光路が示されている。
【００３６】
同図に示すように、スキャナユニット２７は、箱型の樹脂製のハウジング５０を備え、その内部における略中央に、ポリゴンモータ４９によって駆動される例えば６面のポリゴンミラー５１（走査手段に相当）が回転可能（同図で紙面反時計回り回転駆動される）に設けられている。ハウジング５０には、ポリゴンミラー５１の右側近傍に半導体レーザの一例としての４つのレーザ光源、より具体的にはレーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙが設けられている。
【００３７】
レーザダイオードＬＤｋは、やや上方位置から斜め下方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面に向けられ、ブラックの画像データに基づき変調されたレーザ光Ｌｋをシリンドリカルレンズ５２を介して出射するよう配置されている。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｋはレーザプリンタ１の前面側に導かれ第１走査レンズ５３（例えばｆθレンズ）を透過し反射ミラー５４で後方に折り返され、更に反射ミラー５５で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｋ（例えばトーリックレンズ）を透過してブラックの画像形成ユニット２６ｋの感光体ドラム３１ｋの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｋは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｋの表面上で左から右（上側の図で紙面上方向：以下、第１走査方向という）へと高速走査される。
【００３８】
レーザダイオードＬＤｃは、レーザダイオードＬＤｋの下方位置から斜め上方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｋと同じ偏向面）に向けられ、シアンの画像データに基づき変調されたレーザ光Ｌｃをシリンドリカルレンズ５２を介して出射するように配置されている。レーザ光Ｌｃは、レーザ光Ｌｋと同一の偏向面で偏向され、レーザプリンタ１の前面側に導かれ第１走査レンズ５３を透過し反射ミラー５７，５８で後方に折り返され、更に反射ミラー５９で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｃ（例えばトーリックレンズ）を透過してシアンの画像形成ユニット２６ｃの感光体ドラム３１ｃの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｃは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｃの表面上で第１走査方向に沿って高速走査される。
【００３９】
レーザダイオードＬＤｍは、レーザダイオードＬＤｋの後方に並んで配され、やや上方位置から斜め下方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃが向けられた偏向面に隣接する偏向面）に向けられ、マゼンタの画像データに基づき変調されたレーザ光Ｌｍをシリンドリカルレンズ６０を介して出射する。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｍはレーザプリンタ１の後面側（レーザ光Ｌｋ，Ｌｃとは略反対方向）に導かれ第１走査レンズ６１（例えばｆθレンズ）を透過し反射ミラー６２，６３で前方に折り返され、更に反射ミラー６４で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｍ（例えばトーリックレンズ）を透過してマゼンタの画像形成ユニット２６ｍの感光体ドラム３１ｍの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｍは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｍの表面上で右から左（上側の図で紙面下方向：レーザ光Ｌｋ、Ｌｃとは逆方向：以下、第２走査方向という）へと高速走査される。
【００４０】
レーザダイオードＬＤｙは、レーザダイオードＬＤｍの下方位置から斜め上方に位置するポリゴンミラー５１の一偏向面（レーザダイオードＬＤｍと同じ偏向面）に向けられ、イエローの画像データに基づき変調されたレーザ光Ｌｙをシリンドリカルレンズ６０を介して出射するよう配置されている。ポリゴンミラー５１で偏向されたレーザ光Ｌｙはレーザプリンタ１の後面側に導かれ第１走査レンズ６１を透過し反射ミラー６５で前方に折り返され、更に反射ミラー６６で下方に折り返され第２走査レンズ５６ｙ（例えばトーリックレンズ）を透過してイエローの画像形成ユニット２６ｙの感光体ドラム３１ｙの表面上に照射される。そして、レーザ光Ｌｙは、ポリゴンミラー５１の回転によって感光体ドラム３１ｙの表面上で第２走査方向に沿って高速走査される。なお、上述した第１走査レンズ５３，６１、第２走査レンズ５６、反射ミラー５４，５５，５７〜５９，６２〜６６は、スキャナユニット２７のハウジング５０内に支持固定されている。
【００４１】
また、ハウジング５０には、その前側内壁面の左端に第１ＢＤ（Beam Detect ）センサ６７（原点検出手段の一例）が配置されており、後側内壁面の左端に第２ＢＤセンサ６８が配置されている。第１ＢＤセンサ６７は、感光体ドラム３１ｋの表面上に至る直前のレーザ光Ｌｋを受光可能とされており、この第１受光タイミングを基準として、当該レーザ光Ｌｋだけでなく、レーザ光Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙについて各感光体ドラム３１への走査開始タイミング（主走査方向の書き込み開始タイミング）を決められている。第２ＢＤセンサ６８は、感光体ドラム３１ｙの表面上で走査された直後のレーザ光Ｌｙを受光可能とされている。
【００４２】
（レーザプリンタの制御系の構成）
次に、図３は、レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙの制御系の構成を表すブロック図である。なお、各レーザダイオードＬＤｋ，ＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙはそれぞれ同様の回路を介してＡＳＩＣ８０に接続されているので、図３にはレーザダイオードＬＤｋに係る回路のみを図示して他は省略した。
【００４３】
図３に示すように、レーザダイオードＬＤｋは、そのレーザダイオードＬＤｋが発生する光量検出用のフォトダイオードＰＤ（受光素子の一例）、及び、後述の抵抗器Ｒと共にレーザダイオードユニット６９に収納されている。
【００４４】
フォトダイオードＰＤのアノードは、ＡＳＩＣ８０のＡ／Ｄ入力ポートに接続されると共に、可変抵抗器ＶＲを介して接地されている。また、フォトダイオードＰＤのカソードは、レーザダイオードＬＤｋのアノードと共に５Ｖの電源に接続されている。このため、フォトダイオードＰＤのアノード電圧（以下、モニタ電圧ともいう）は、レーザダイオードＬＤｋの光量に応じて変化する。更に、レーザダイオードＬＤｋのカソードには、切換手段の一例としての高速変調回路７１を介して、電流制御手段の一例としてのＬＤパワー制御部７２が接続されている。
【００４５】
ＬＤパワー制御部７２は、ＡＳＩＣ８０から入力されるＰＷＭ信号をアナログの電圧に変換するモニタ値発生手段の一例としてのＰＷＭ／Ａ変換部７３と、そのＰＷＭ／Ａ変換部７３から出力される電圧と基準電圧設定部７４にて設定される基準電圧（基準値）との差を所定ゲインで増幅する比較制御手段の一例としての比較回路エラーアンプ７５と、その比較回路エラーアンプ７５の出力に応じてレーザダイオードＬＤｋへの駆動電流を制御するＬＤ駆動電流制御回路７６とを備えている。
【００４６】
また、高速変調回路７１は、ＬＤパワー制御部７２をレーザダイオードＬＤｋのカソードと接続するか、そのＬＤパワー制御部７２を抵抗器Ｒを介してレーザダイオードＬＤｋのアノードと接続するかを、ＡＳＩＣ８０から入力されるＬＤ＿ｏｎ信号に応じて切り換えるものである。このため、ＬＤ＿ｏｎ信号がＨとなって高速変調回路７１がＬＤパワー制御部７２をレーザダイオードＬＤｋのカソードと接続すると、レーザダイオードＬＤｋに駆動電流が流れてレーザダイオードＬＤｋが発光する。また、ＬＤ＿ｏｎ信号がＬとなって高速変調回路７１がＬＤパワー制御部７２を抵抗器Ｒと接続すると、その駆動電流が抵抗器Ｒを通る通電経路に引き込まれ、レーザダイオードＬＤｋは消灯する。なお、ＬＤ＿ｏｎ信号は、画像データに応じたタイミングの他、レーザダイオードＬＤｋが発光してもそのレーザ光Ｌｋが感光体ドラム３１ｋに達しない所定タイミングでＨとなり、このとき検出される上記モニタ電圧に応じて後述のように駆動電流が制御される。
【００４７】
レーザダイオードＬＤｋのカソードには、高速変調回路７１及びＬＤパワー制御部７２と並列に、バイアス制御部７７が接続されている。このバイアス制御部７７は、ＡＳＩＣ８０から入力されるＰＷＭ信号をアナログの電圧に変換するＰＷＭ／Ａ変換部７８と、ＰＷＭ／Ａ変換部７８から出力される電圧に応じてレーザダイオードＬＤｋへのバイアス電流を制御するＬＤバイアス電流制御回路７９とを備えている。更に、ＡＳＩＣ８０には、第１ＢＤセンサ６７の検出信号である第１ＢＤ信号が入力されている。
【００４８】
ＡＳＩＣ８０は、レーザダイオードＬＤｋの消灯時（ＬＤ＿ｏｎ信号がＬのとき）にバイアス制御部７７を介してレーザダイオードＬＤｋに通電される電流を徐々に増加させ、レーザダイオードＬＤｋがレーザ光Ｌｋ（発振光）を発生しない程度の通電電流（以下、バイアス電流という）を検出する。そして、レーザダイオードＬＤｋの消灯時には上記検出されたバイアス電流をバイアス制御部７７を介して通電しておくことにより、ＬＤ＿ｏｎ信号に対するレーザダイオードＬＤｋの応答性を向上させる。
【００４９】
次に、図４は、レーザダイオードＬＤｋの駆動電流の制御に関わるＡＳＩＣ８０の内部構成を表すブロック図である。図４に示すように、ＡＳＩＣ８０は、アナログ信号（ＡＮＡＬＯＧ信号）として入力された上記モニタ電圧を、以下の構成によって規定されるタイミングで読み込んでデジタルデータ（デジタル信号）に変換するＡ／Ｄ変換手段の一例としてのＡ／Ｄコンバータ８１を備えている。
【００５０】
図４に示すように、ＡＳＩＣ８０は、ＣＰＵ８２によって適宜設定可能な２つのパラメータＴdelay ，ΔＴを記憶するＴdelay レジスタ８３とΔＴレジスタ８４とを備えている。Ｔdelay レジスタ８３，ΔＴレジスタ８４に記憶された各パラメータは、リード時間演算器８５に、リード回数カウンタ８７からの信号と共に入力されている。ここで、リード回数カウンタ８７は、Ａ／Ｄコンバータ８１によるモニタ電圧の読込回数（以下：リード回数Ｎともいう）を０→１→２→３→０→１→…と、０〜３の間で循環的に計数する。リード時間演算器８５は、Ｔdelay ＋Ｎ＊ΔＴなる式によりリード時間を演算してタイミングカウンタ８８へ入力する。すると、タイミングカウンタ８８は、ＬＤ＿ｏｎ信号がＨとなってから上記リード時間が経過したタイミングで、Ａ／Ｄコンバータ８１へ信号を入力し、その入力に応じてＡ／Ｄコンバータ８１は上記モニタ電圧を読み込みデジタルデータに変換する。
【００５１】
Ａ／Ｄコンバータ８１にて変換されたデジタルデータは、記憶手段の一例としてのデータ保持部９１に記憶される。なお、データ保持部９１は、新しい順にＤＡＴＡ４，ＤＡＴＡ３，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ１と４個のデジタルデータを記憶可能に構成されている。データ保持部９１に接続された平均値算出手段の一例としての演算器９２は、データ保持部９１に記憶されたデジタルデータに基き、次のように制御値を演算してＰＷＭ制御部９３へ入力する。すると、ＰＷＭ制御部９３は、その制御値に対応したＰＷＭ信号を、ＬＤパワー制御部７２のＰＷＭ／Ａ変換部７３（図３参照）に入力する。
【００５２】
（制御系の動作及び効果）
ここで、演算器９２にて実行される演算について説明する。なお、演算器９２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成され、レーザダイオードＬＤｋへの通電開始時から以下のような演算処理を実行する。図５は、演算器９２にて実行される演算処理を表すフローチャートである。
【００５３】
図５に示すように、処理が開始されると、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、データ保持部９１に記憶されている最新のデータに基き、レーザダイオードＬＤｋの光量が一定レベル以上であるか否かが判断される。なお、この一定レベルとは、上記光量の目標値であってもよく、例えば目標値の８０％等、目標値よりもある程度低い値であってもよい。また、第１ＢＤセンサ６７は、レーザ光Ｌｋの光量がある程度のレベル以上でないとそのレーザ光Ｌを検出することができない。そこで、Ｓ１では、第１ＢＤセンサ６７がレーザダイオードＬＤｋのレーザ光Ｌｋを検出しているか否かに基いて判断を行ってもよい。
【００５４】
レーザダイオードＬＤｋへの通電開始直後などは、上記光量が上記一定レベルに達していないので（Ｓ１：Ｎ）、処理はＳ２へ移行し、データ保持部９１に記憶されている最新のデータが制御値としてＰＷＭ制御部９３へ入力される。続くＳ３では、データ保持部９１に記憶されているデータがクリアされ、処理は前述のＳ１へ移行する。
【００５５】
一方、上記光量が上記一定レベルに達すると（Ｓ１：Ｙ）、Ｓ４にて、データ保持部９１に記憶されている４個のデータの平均値が制御値としてＰＷＭ制御部９３へ入力され、処理は前述のＳ３へ移行する。なお、Ｓ３にてデータがクリアされると、その直後にＳ２またはＳ４へ移行してもデータ保持部９１に１個または４個のデータが記憶されていない場合があるが、その場合は、必要な個数のデータがデータ保持部９１に記憶されるまでＳ２またはＳ４にて待機する処理がなされる。
【００５６】
このため、本実施の形態では、上記光量が上記一定レベル未満の場合は（Ｓ１：Ｎ）、データ保持部９１に記憶されている最新の１個のデータ（上記モニタ電圧のデジタル値）が制御値とされ、ＰＷＭ制御部９３へ入力される。すると、ＬＤパワー制御部７２は、その制御値に対応するモニタ値（ＰＷＭ／Ａ変換部７３の出力）が基準値に近付くようにレーザダイオードＬＤｋの駆動電流を制御する。このように、本実施の形態では、レーザダイオードＬＤｋへの通電開始直後など、レーザダイオードＬＤｋの光量が上記一定レベル未満の場合は（Ｓ１：Ｎ）、データ保持部９１に記憶されている最新の１個のデータに基いて、上記データが１個読み込まれる毎のタイミングで駆動電流が制御される。このため、上記光量の変化に対する上記駆動電流の制御の追従性を向上させて、その光量を迅速に目標値に到達させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、上記光量が上記一定レベル以上の場合は（Ｓ１：Ｙ）、データ保持部９１に記憶されている４個のデータの平均値が制御値とされる。このため、上記光量が目標値に達した後などには、安定した制御を行うことができる。しかも、この場合、図６に模式的に示すように、制御値は上記データが４個読み込まれる毎のタイミングで変更されるので、一層安定した制御を行うことができる。
【００５８】
更に、この場合、同じく図６に模式的に示すように、上記４個のデータはリード時間をΔＴずつずらして読み込まれる。このため、本実施の形態では、次のような更なる効果が生じる。すなわち、図７（Ａ）に例示するように、レーザダイオードＬＤｋの点灯後、モニタ電圧（レーザダイオードＬＤｋの光量に対応）がレーザダイオードＬＤｋの連続点灯時におけるレベルまで即座に収束すれば問題はないが、通常は、図７（Ｂ），（Ｃ）に例示するように、モニタ電圧にはオーバーシュートなどの変動が生じる。このため、リード時間を固定していると、常にオーバーシュートしたタイミングでデータを読み込むなど、誤差が反映される可能性がある。これに対して、本実施の形態では、図７（Ａ）〜（Ｃ）に●で例示するように４種類のタイミングでデータを読み込んでいるので、上記変動の影響を分散させて上記光量を良好に目標値に制御することができる。
【００５９】
なお、図６の例では、データ保持部９１に記憶されたデータのリード時間がＴdelay ，Ｔdelay ＋ΔＴ，Ｔdelay ＋ΔＴ＋ΔＴ，Ｔdelay ＋ΔＴ＋ΔＴ＋ΔＴの順で変化しているが、Ｔdelay ＋ΔＴ＋ΔＴ＋ΔＴ，Ｔdelay ，Ｔdelay ＋ΔＴ，Ｔdelay ＋ΔＴ＋ΔＴの順で変化する場合など、各種場合がある。また、上記実施の形態では、制御値の演算後にデータ保持部９１のデータをクリアしているが（Ｓ３）、データ保持部９１のデータは古いものから順次更新してもよい。この場合、４個のデータの平均値が制御値とされる場合は（Ｓ４）、データ保持部９１のデータが全て更新されたときに制御値の演算がなされる。更に、上記実施の形態の制御は、レーザダイオードＬＤｋへの通電開始時のみならず、上記光量の目標値が変更されたときも同様に実施してもよい。この場合も、上記光量を変更後の目標値に迅速に到達させることができ、到達後は安定した制御を行うことができる。なお、上記説明はレーザダイオードＬＤｋについて行ったが、他のレーザダイオードＬＤｃ，ＬＤｍ，ＬＤｙもほぼ同様に制御される。
【００６０】
以上説明した本実施の形態において、ＡＳＩＣ８０及びＬＤパワー制御部７２が制御手段に、フォトダイオードＰＤ，可変抵抗器ＶＲ，及びＡ／Ｄコンバータ８１が光量検出手段に、レーザダイオードユニット６９からＡＳＩＣ８０に至る構成が光学制御装置に、それぞれ相当する。
【００６１】
また、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図８に例示するように、リード時間はＴdelay に固定してもよい。また、データ保持部９１に記憶された複数のデータの平均値を制御値とするに当って、参照するデータは図９に例示するように２個であってもよく、更に他の個数であってもよい。更に、上記光量が目標値に近付くに連れて参照するデータの個数を３段階以上で順次増やしてゆけば、光量を迅速に目標値に到達させることと到達後に安定した制御を行うこととを一層良好に両立することができる。また更に、上記実施の形態では、複数のデータの平均値を制御値としているが、上記複数のデータの中央値を制御値としてもよく、他のデータと極端に値の異なるデータを排除した上で算出された平均値を制御値としてもよい。
【００６２】
更に、上記実施の形態のＡＳＩＣ８０，ＬＤパワー制御部７２等にて実行される各処理は、全てソフトウェアによって実行されてもよい。また更に、本発明は、レーザプリンタ以外の各種光学制御装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明が適用されたレーザプリンタの構成を表す概略断面図である。
【図２】そのレーザプリンタのスキャナユニットの構成を説明する簡略図である。
【図３】そのスキャナユニットの制御系の構成を表すブロック図である。
【図４】その制御系のＡＳＩＣの構成を表すブロック図である。
【図５】そのＡＳＩＣの演算器による演算処理を表すフローチャートである。
【図６】その演算処理を表すタイムチャートである。
【図７】その演算処理の効果を表す説明図である。
【図８】その演算処理の変形例を表すタイムチャートである。
【図９】上記演算処理の他の変形例を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…レーザプリンタ        ４…用紙                  ２５…プロセス部
２６…画像形成ユニット    ２７…スキャナユニット    ３１…感光体ドラム
３４…現像カートリッジ    ４０…現像ローラ          ５１…ポリゴンミラー
６７…第１ＢＤセンサ    ６８…第２ＢＤセンサ    ６９…レーザダイオードユニット
７１…高速変調回路      ７２…ＬＤパワー制御部      ７３…ＰＷＭ／Ａ変換部
７４…基準電圧設定部    ７５…比較回路エラーアンプ    ７６…ＬＤ駆動電流制御回路
８０…ＡＳＩＣ          ８１…Ａ／Ｄコンバータ        ８３…Ｔdelay レジスタ
８４…ΔＴレジスタ      ８５…リード時間演算器        ８７…リード回数カウンタ
８８…タイミングカウンタ      ９１…データ保持部      ９２…演算器
９３…ＰＷＭ制御部      ＬＤ…レーザダイオード      ＰＤ…フォトダイオード
Ｒ…抵抗器              ＶＲ…可変抵抗器
【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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