(57)【要約】【課題】感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力を高速に制御することができるようにする。【解決手段】本発明に係る光走査装置およびこの光走査装置を備える画像形成装置においては、発光部５６は、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光し、走査部５７は、発光された複数のレーザ光を偏向して走査し、レーザ光出力設定部５５は、複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光部を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定し、書き込み部５８は、走査された複数のレーザ光を用いて、設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光手段と、
前記発光手段により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査手段と、
前記走査手段による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように前記発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定手段と、
前記走査手段により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込手段とを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記出力設定手段は、画像データに基づいて、前記複数のレーザ光を用いて感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する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】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光を用いて、所定の出力に予め設定された前記複数のレーザ光の出力を同一の走査位置で重ね合わせて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記発光手段により発光される前記複数のレーザ光のパルス幅を変調するパルス幅変調手段をさらに備え、
前記出力設定手段は、前記パルス幅変調手段によりパルス幅が変調された前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記書込手段により前記複数のレーザ光を用いて前記感光体に画像を書き込む際の光学損失に応じて、前記出力設定手段は、前記感光体ドラム上におけるレーザ光の強度がほぼ均一になるように、前記複数のレーザ光を用いて感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記出力設定手段は、前記感光体上におけるレーザ光の強度がほぼ均一になるように、前記複数のレーザ光を用いて前記感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する場合、前記光学損失の変化が大きい領域を狭く、前記光学損失の変化が小さい領域を広くして、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光を選択して用いることにより、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光のうち、いずれかのレーザ光を発光する前記発光手段の不具合が検知されると、前記複数のレーザ光のうちの他のレーザ光を代わりに用いることにより、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記複数のレーザ光の走査位置が主走査方向および副走査方向に時系列的に２次元に配列されるように前記発光手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１０】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、
前記発光ステップの処理により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、
前記走査ステップの処理による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、
前記走査ステップの処理により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込ステップとを含むことを特徴とする光走査方法。
【請求項１１】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、
前記発光ステップの処理により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、
前記走査ステップの処理による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、
前記走査ステップの処理により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする光走査装置の光走査プログラム。
【請求項１２】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光手段と、
前記発光手段により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査手段と、
前記走査手段による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように前記発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定手段と、
前記走査手段により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込手段とを備えることを特徴とする光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１３】
前記出力設定手段は、画像データに基づいて、前記複数のレーザ光を用いて感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１４】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光を用いて、所定の出力に予め設定された前記複数のレーザ光の出力を同一の走査位置で重ね合わせて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１５】
前記発光手段により発光される前記複数のレーザ光のパルス幅を変調するパルス幅変調手段をさらに備え、
前記出力設定手段は、前記パルス幅変調手段によりパルス幅が変調された前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１６】
前記書込手段により前記複数のレーザ光を用いて前記感光体に画像を書き込む際の光学損失に応じて、前記出力設定手段は、前記感光体ドラム上におけるレーザ光の強度がほぼ均一になるように、前記複数のレーザ光を用いて感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１７】
前記出力設定手段は、前記感光体上におけるレーザ光の強度がほぼ均一になるように、前記複数のレーザ光を用いて前記感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する場合、前記光学損失の変化が大きい領域を狭く、前記光学損失の変化が小さい領域を広くして、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１６に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１８】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光を選択して用いることにより、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項１９】
前記出力設定手段は、前記複数のレーザ光のうち、いずれかのレーザ光を発光する前記発光手段の不具合が検知されると、前記複数のレーザ光のうちの他のレーザ光を代わりに用いることにより、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定することを特徴とする請求項１８に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項２０】
前記複数のレーザ光の走査位置が主走査方向および副走査方向に時系列的に２次元に配列されるように前記発光手段を配置することを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置を備える画像形成装置。
【請求項２１】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、
前記発光ステップの処理により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、
前記走査ステップの処理による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、
前記走査ステップの処理により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込ステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２２】
予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、
前記発光ステップの処理により発光された前記複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、
前記走査ステップの処理による前記複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、前記複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、
前記走査ステップの処理により走査された前記複数のレーザ光を用いて、前記出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で前記感光体に画像を書き込む書込ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする光走査装置を備える画像形成装置の画像形成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置、光走査方法、この光走査装置の光走査プログラム、この光走査装置を備える画像形成装置、画像形成方法、および、この画像形成装置の画像形成プログラムに係り、特に、感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力を制御することができるようにした光走査装置、光走査方法、この光走査装置の光走査プログラム、この光走査装置を備える画像形成装置、画像形成方法、および、この画像形成装置の画像形成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光による走査露光と電子写真プロセスによって画像形成を行うディジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置が提案されている。
【０００３】
これらの画像形成装置においては、レーザ光（光ビーム）を感光体ドラムの表面に照射してそのレーザ光を走査することにより感光体ドラム上に静電潜像を形成する光走査装置が備えられる。光走査装置は、例えば、レーザ光を発生するレーザ発振部、レーザ発振部から出力されるレーザ光を感光体ドラムに向けて偏向し感光体ドラム上を走査させるポリゴンミラー、ｆθレンズなどを備える。
【０００４】
このような画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成される静電潜像に対してトナー現像され、さらにトナー現像画像は記録紙に記録画像として最終的に転写される。従って、ムラのない均一な記録画像を形成するためには、感光体ドラム上に均一な強度の静電潜像を形成する必要があり、感光体ドラム上におけるレーザ光の強度を安定させることが重要となる。
【０００５】
そこで、一般に、画像形成装置のレーザ発振部にＡＰＣ（Auto Power Control）機能を搭載し、レーザ発振部において、レーザ発振部に内蔵されるフォトディテクタ（あるいはレーザ発振部の近傍に設けられたフォトディテクタ）によってレーザ光の強度をモニタしながら、レーザ発振部の出力が一定になるように制御される。これにより、感光体ドラム上におけるレーザ光の強度を安定させることができ、ムラのない均一な記録画像を形成することができる。
【０００６】
ところで、一般に、画像形成装置においては、パルス幅変調（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）方式を用いてパルス幅やパルス位置を調整することにより、感光体ドラム上において画像データに応じた所要の階調（複数の階調）を形成するようにしているが、最近では、ＡＰＣ機能を利用して、感光体ドラム上におけるレーザ光の強度をモニタし、感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力を主走査方向に変化させ、走査される１ラインの中でレーザ光の強度を主走査方向に可変しながら、感光体ドラム上に所要の強度のレーザ光による所要の階調の静電潜像を形成する技術（いわゆるリアルタイムＡＰＣ）が提案されている。
【０００７】
また、予め補正データを記憶させておき、この補正データを用いて、感光体ドラム上での走査位置に対応してレーザ発振部の出力を制御する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−７１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、画像の高解像度化技術や印刷の高速化技術（例えば、１ライン上で走査するときにレーザ発振部の出力のＯＮ／ＯＦＦを高速に切り換えて画像を形成する技術など）が急速に進んできており、これら技術に適合させることが要求される。
【０００９】
ところが、ＡＰＣ機能を利用して感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力をリアルタイムに可変させる技術をこれらの技術に適合させるためには、レーザ発振部の出力を変化させるのに用いるデバイス（例えば、Ｄ／Ａ変換器）を高速に設定し、高速に応答するようにしなければならず、現存するデバイスを用いて実現することは極めて困難であるという課題があった。
【００１０】
また、このような課題は、特許文献１に提案されている技術を画像の高解像度化技術や印刷の高速化技術に適合させる場合においても同様である。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力を高速に変調することができる光走査装置、光走査方法、この光走査装置の光走査プログラム、この光走査装置を備える画像形成装置、画像形成方法、および、この画像形成装置の画像形成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光走査装置は、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光手段と、発光手段により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査手段と、走査手段による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定手段と、走査手段により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光走査方法は、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、発光ステップの処理により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、走査ステップの処理による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、走査ステップの処理により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の光走査装置の光走査プログラムは、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、発光ステップの処理により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、走査ステップの処理による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、走査ステップの処理により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の光走査装置を備える画像形成装置は、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光手段と、発光手段により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査手段と、走査手段による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定手段と、走査手段により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像形成方法は、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、発光ステップの処理により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、走査ステップの処理による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、走査ステップの処理により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の光走査装置を備える画像形成装置の画像形成プログラムは、上述した課題を解決するために、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光を発光する発光ステップと、発光ステップの処理により発光された複数のレーザ光を偏向して走査する走査ステップと、走査ステップの処理による複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段を配置し、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力を設定する出力設定ステップと、走査ステップの処理により走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定ステップの処理により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像を書き込む書込ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする光走査装置を備える。
【００１８】
本発明の光走査装置、光走査方法、および光走査装置の光走査プログラムにおいては、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光が発光され、発光された複数のレーザ光が偏向して走査され、複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段が配置され、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力が設定され、走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像が書き込まれる。
【００１９】
本発明の光走査装置を備える画像形成装置、その画像形成方法、およびその画像形成プログラムおよびにおいては、予め所定の出力に設定された複数のレーザ光が発光され、発光された複数のレーザ光が偏向して走査され、複数のレーザ光の走査位置が同一のライン上で主走査方向に時系列的に配列されるように発光手段が配置され、複数のレーザ光を用いて、感光体上に照射されるレーザ光の出力が設定され、走査された複数のレーザ光を用いて、出力設定手段により設定された感光体上に照射されるレーザ光の出力で感光体に画像が書き込まれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る装置によれば、感光体ドラムに照射されるレーザ光の出力を高速に変調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る画像形成装置１の構成を表している。
【００２３】
図１に示されるように、画像形成装置１は、例えば画像読取手段としてのスキャナ部２と画像形成手段としてのプリンタ駆動部３のより構成される。
【００２４】
スキャナ部２では、原稿Ａが原稿台ガラス８上に下向きに置かれ、原稿Ａは開閉自在に設けられた原稿固定用のカバー９を閉めることにより原稿台ガラス８に所要の圧力で押さえつけられる。原稿Ａは光源１０で照射され、原稿Ａからの反射光がミラー１１乃至１３および集光レンズ６を介して、光電変換素子７のセンサ面上に結像される。
【００２５】
光源１０とミラー１１により構成される第１キャリッジ４と、ミラー１２およびミラー１３により構成される第２キャリッジ５とが、光路長が常に一定になるようにキャリッジ駆動用モータ（図示せず）によって駆動され、これらが読み取りタイミング信号に同期して右から左方向に移動することにより、光源１０からの照射光が原稿Ａ上を走査する。
【００２６】
このようにして、原稿台ガラス８に置かれた原稿Ａは１ラインごとに順次読み取られ、反射光である光信号の強度に応じて光電変換素子７によりアナログ信号に変換される。その後、変換されたアナログ信号は、画像処理部（図３の画像処理部４７）により画像の濃淡を示すディジタル信号（画像データ）に変換され、レーザ光学系ユニット１４に出力される。
【００２７】
プリンタ駆動部３は、レーザ光学系ユニット１４、および被画像形成媒体である用紙Ｐ上に画像形成が可能な電子写真方式を組み合わせた画像形成部１５により構成される。
【００２８】
プリンタ駆動部３では、スキャナ部２で読み取られた原稿Ａの画像データは、半導体レーザ発振器（図２のレーザ発振器３１）からのレーザ光に変換される。
【００２９】
レーザ光学系ユニット１４内に設けられた複数の半導体レーザ発振器（図２のレーザ発振器３１）は、レーザ制御部（図３のレーザ制御部４５）から出力されるレーザ変調信号に基づいて発光動作を行い、複数のレーザ光を発光する。これらのレーザ光は、ポリゴンミラー（図２のポリゴンミラー３３）で反射されて（偏向されて）走査光となり、レーザ光学系ユニット１４の外部に出力される。
【００３０】
レーザ光学系ユニット１４から出力される複数のレーザ光は、像担持体としての感光体ドラム１６上の露光位置Ｘの地点に、必要な解像度をもつスポット光として結像され、感光体ドラム１６上を主走査方向に走査する。さらに、感光体ドラム１６が回転することにより、感光体ドラム１６上には、画像データに応じた静電潜像が副走査方向に形成される。
【００３１】
なお、ポリゴンミラー（図２のポリゴンミラー３３）により各レーザ光が偏向（走査）される方向は「主走査方向」といい、偏向器であるポリゴンミラーの回転軸方向を「副走査方向」と定義する。従って、主走査方向は、光学系の光軸方向および偏向器（ポリゴンミラー）の回転軸方向のそれぞれに対して垂直な方向である。
【００３２】
画像を形成する像担持体である感光体ドラム１６の周辺には、感光体ドラム１６の表面を帯電する帯電器１７、現像器１８、転写チャージャ１９、剥離チャージャ２０およびクリーナ２１が配置される。感光体ドラム１６は、図示せぬ駆動モータにより所要の外周速度で回転駆動され、その表面に対向して設けられた帯電器１７によって帯電される。
【００３３】
帯電した感光体ドラム１６上の露光位置Ｘに光が照射されると、照射された部分の電位が低下し、低下した電位によって感光体ドラム１６上において像（静電潜像）が形成される。次に、現像器１８からの現像剤であるトナーが感光体ドラム１６で現像される。現像により感光体ドラム１６上にはトナー像が形成され、転写位置の地点で給紙系（給紙セット２２、給紙ローラ２３、および分離ローラ２４）からタイミングを取って供給される用紙Ｐ上に転写チャージャ１９によりトナー像が転写される。
【００３４】
給紙系は、底部に設けられた給紙カセット２２内の用紙Ｐを、給紙ローラ２３と分離ローラ２４により1枚ずつ分離する。その後、用紙Ｐはレジストローラ２５まで送出され、所定のタイミングで転写位置まで供給される。転写チャージャ１９の下流側には用紙搬送機構２６、定着器２７、画像形成済みの用紙Ｐを排出する排出ローラ２８が設けられる。これにより、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着器２７においてトナー像が用紙Ｐに定着し、その後、排紙ローラ２８を経て外部の排紙トレイ２９に排紙される。
【００３５】
また、用紙Ｐへの転写が終了した感光体ドラム１６は、その残留トナーがクリーナ２１によって取り除かれ初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
【００３６】
以上のようなプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続して行われる。
【００３７】
図２を参照して、図１のレーザ光学系ユニット１４と感光体ドラム１６の位置関係について説明する。
【００３８】
レーザ光学系ユニット１４は、例えば４つのレーザ光発光手段としての半導体レーザ発振器３０を内蔵しており、それぞれのレーザ光が同時に１走査ラインずつの画像形成を行うことで、ポリゴンミラー３３の回転数を上げることなく高速で画像形成を行うことができる。
【００３９】
まず、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０は、チャンネルごとのレーザ変調信号に基づいてレーザドライバ３１によりそれぞれ駆動される。半導体レーザ発振器３０から出力されたレーザ光は、図示せぬコリメータレンズを通過後、ハーフミラー３２を通過し、回転多面鏡としてのポリゴンミラー３３に入射する。
【００４０】
ポリゴンミラー３３は、ポリゴンミラードライバ３５により駆動されるポリゴンモータ３４によって一定の速度で回転される。これにより、ポリゴンミラー３３からの反射光（偏向光）は、ポリゴンモータ３４の回転数で定まる角速度で一定方向に走査する走査光となり、ｆθレンズ３６ａおよび３６ｂを通過し、レーザ光通過位置検知手段およびレーザ光量検知手段としてのレーザ光検知センサ３７の受光面と感光体ドラム１６上に一定速度で走査される。
【００４１】
なお、レーザドライバ３１には、チャンネルごとの（半導体レーザ発振器３０ごとの）ＡＰＣ（Auto Power Control）機能が搭載されており、感光体ドラム１６上において予め設定されたレーザ光の強度に保つように半導体レーザ発振器３０の出力をそれぞれ制御してレーザ光を発光させる。
【００４２】
レーザ光検知センサ３７は、受光面が感光体ドラム１６の表面と等価になるように感光体ドラム１６端部近傍に設けられており、レーザ光の通過位置（通過タイミング）を検知し、検知信号を生成し、生成された検知信号をレーザ光検知回路３８に供給する。
【００４３】
レーザ光検知回路３８は、レーザ光検知センサ３７から検知信号を取得し、取得された検知信号に基づいて、半導体レーザ発振器３０の発光タイミングの制御（主走査方向の画像形成位置制御）を行う。
【００４４】
図３は、図１の画像形成装置１の内部の構成を表している。なお、図１の構成に対応するものについては同一の符号を付しており、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００４５】
図３に示されるように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなる主制御部４１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリ４２に記憶されている各種のアプリケーションプログラムに従って各種の処理を実行するとともに、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより画像形成装置１を統括的に制御する。メモリ４２は、主制御部４１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶する。
【００４６】
主制御部４１には、メモリ４２以外に、プリンタ駆動部３、ポリゴンモータドライバ３５、レーザ光検知回路３８、コントロールパネル４３、外部通信インタフェース４４、レーザ制御部４５、画像データインタフェース４６、およびＤ／Ａ５０が接続される。レーザ制御部４５には画像データインタフェース４６が接続されており、画像データインタフェース４６には画像処理部４７とページメモリ４８が接続されるとともに、レーザドライバ３１が接続される。画像処理部４７にはスキャナ部１が接続され、ページメモリ４８には外部インタフェース４９が接続される。
【００４７】
次に、画像を形成する際の画像データの流れについて説明する。
【００４８】
複写機動作の場合、まず、原稿台ガラス８上に原稿Ａがセットされると、スキャナ部２により原稿Ａの画像データが読み取られ、読み取られた画像データは画像処理部４７に供給される。画像処理部４７は、スキャナ部２から供給された原稿Ａの画像データを取得し、取得された画像データに対して、例えば周知の技術であるシェーディング補正、各種のフィルタリング処理、階調処理およびガンマ補正などを施し、処理後の画像データは、複数部印刷などの必要に応じてページメモリ４８に格納される。また、主制御部４１は、外部インタフェース４９から転送されてくる画像データなどもページメモリ４８に格納する。
【００４９】
画像処理部４７は、処理後の画像データを画像インタフェース４６を介して、レーザ光光学系ユニット１４内のレーザ制御部４５に供給する。
【００５０】
図４は、図３のレーザ制御部４５の詳細な内部の構成を表している。
【００５１】
図４に示されるように、レーザ制御部４５は、画像データ処理部５１、同期回路５２、および基準クロック５３により構成される。
【００５２】
画像データ処理部５１は、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から画像データ（画素データ）を取得し、取得された画像データを半導体レーザ発振器３０ごとに振り分け、振り分けられた画像データ１乃至４を同期回路５２に供給する。
【００５３】
同期回路５２は、画像データ処理部５１から供給された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を取得するとともに、基準クロック５３から供給された基準クロック（ＣＬＫＯ）を基に、レーザ光検知回路３８から供給された検知信号（ＢＤ）に同期した新たな基準クロックを生成する。
【００５４】
同期回路５２は、生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させ、同期させた画像データをレーザ変調信号（レーザ変調信号１乃至４）としてレーザドライバ３１に出力する。
【００５５】
また、同期回路５２は、感光体ドラム１６上の非画像形成領域（画像を形成しない領域）で半導体レーザ発振器３０を強制的に発光させて半導体レーザ発振器３０の出力を制御するためのサンプルタイマや、レーザ光検知センサ３７上で半導体レーザ発振器３０を発光させて主走査方向の位置を検知するための論理回路が設けられる。
【００５６】
レーザドライバ３１は、レーザ制御部４５から入力されたレーザ変調信号を逐次取得し、取得されたレーザ変調信号に基づいて半導体レーザ発振器３０にレーザ光を発光させる。
【００５７】
このようにしてレーザ光の走査のタイミングと同期を取りながら画像データを出力するので、主走査方向に同期が取れた所望の位置の画像形成が行われる。
【００５８】
コントロールパネル４３は、ユーザが複写動作の起動や枚数指定などを入力するためのユーザインタフェースである。
【００５９】
ポリゴンモータドライバ３５は、レーザ光を走査するポリゴンミラー３３を所要の速度で回転させるためのポリゴンモータ３４を駆動するドライバである。主制御部４１は、ポリゴンモータドライバ３５を制御し、ポリゴンモータ３４の回転開始、回転停止、および回転数を切り換える。
【００６０】
メモリ４２は、主制御部４１による制御に必要な種々の情報を記憶している。例えば、レーザ光の走査位置を検知するための回路特性（増幅器のオフセット量）やレーザ光の走査順序などが予め記憶されている。また、メモリ４２は、主制御部４１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶する。
【００６１】
ところで、ＡＰＣ機能を利用して感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力をリアルタイムに可変させる技術を画像の高解像度化技術や印刷の高速化技術に適合させるためには、レーザ発振部の出力を変調するのに用いるデバイス（例えば、Ｄ／Ａ変換器）を高速に設定し、高速に応答するようにしなければならない。
【００６２】
そこで、感光体ドラム１６の同一のライン上を複数のレーザ光が所定の間隔で走査するように半導体レーザ発振器３０などのレーザ光学系ユニット１４を配置する。具体的には、図２に示されるように、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からのレーザ光の走査位置を走査位置Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤのように同一のライン上で主走査方向に時系列的に所定の間隔で配列させる。このとき、走査位置Ａ乃至Ｄにおけるそれぞれのレーザ光の強度（ビームパワー）が所定の強度となるように、半導体レーザ発振器３０の出力（光量）を予め設定する。例えば、走査位置Ａに対応する第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を基準にして、走査位置Ｂに対応する第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力、走査位置Ｃに対応する第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力、および走査位置Ｄに対応する第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力が、順次大きくなるように予め設定する（すなわち、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力が、第１チャンネルの出力＜第２チャンネルの出力＜第３チャンネルの出力＜第４チャンネルの出力となるように予め設定する）。勿論、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力をすべて異なる出力にしなくてもよく、例えば走査位置Ａに対応する第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力と走査位置Ｄに対応する第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を同じ第１出力（例えば、５ｍＷなど）にするとともに、走査位置Ｂに対応する第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力と走査位置Ｃに対応する第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力をともに第１出力とは異なる第２出力（例えば、４ｍＷ）にするようにしてもよい。
【００６３】
次に、予め所定の出力に設定された４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を用いて、画像データに基づき、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えながら、同一のライン上を走査する。これにより、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力を高速に制御することが可能となり、その結果、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度（ビームパワー）を高速に制御することが可能となる。以下、このパワー制御方法を用いた本発明の第１実施形態について説明する。
【００６４】
［第１実施形態］
図５は、本発明に係る画像形成装置１の第１実施形態が実行することができる機能的な構成を表している。
【００６５】
レーザ光出力設定部５５は、例えば図５の画像データ処理部５１、同期回路５２、および基準クロック５３などからなり、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から供給された画像データを取得し、基準クロック５３から供給された基準クロックを基に生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させる。レーザ光出力設定部５５は、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成し、生成されたレーザ光出力設定信号を発光部５６に供給する。なお、このレーザ光出力設定信号は、発光部５６に供給されるレーザ変調信号に含まれる。
【００６６】
発光部５６は、例えばレーザドライバ３１と半導体レーザ発振器３０などからなり、レーザ光出力設定部５５から供給されたレーザ光出力設定信号を取得し、取得されたレーザ光出力設定信号に基づいて、予め設定された異なる出力のレーザ光が感光体ドラム１６上の所定の位置に照射されるように、予め設定された異なる出力のレーザ光をそれぞれ発光する。
【００６７】
走査部５７は、例えばポリゴンミラー３３、ポリゴンモータ３４、およびポリゴンモータドライバ３５などからなり、発光部５６により発光されたレーザ光を所定の速度で偏向し、偏向されたレーザ光によって感光体ドラム１６上を走査する。
【００６８】
書き込み部５８は、例えばｆθレンズ３８（３８ａと３８ｂ）や感光体ドラム１６などからなり、走査部５７によって走査されたレーザ光を帯電した感光体ドラム１６上に照射し、照射された部分の電位を低下させ、低下した電位によって感光体ドラム１６上において像（静電潜像）を形成して所望の画像を書き込む。
【００６９】
次に、図６のフローチャートを参照して、図５の画像形成装置１におけるパワー制御処理について説明する。
【００７０】
ステップＳ１において、レーザ光出力設定部５５は、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から供給された画像データを取得し、基準クロック５３から供給された基準クロックを基に生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させる。レーザ光出力設定部５５は、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成する。
【００７１】
具体的には、同期させた画像データに基づいて、４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が最も小さい第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、例えば図７［Ａ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｘ１、Ｘ５、Ｘ７、およびＸ１０においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。同様に、４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が３番目に大きい第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図７［Ｂ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｘ２、Ｘ４、およびＸ９においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が２番目に大きい第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図７［Ｃ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｘ６、Ｘ８、およびＸ１１においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が１番目に大きい第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図７［Ｄ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｘ３およびＸ１２においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。
【００７２】
レーザ光出力設定部５５は、生成されたレーザ光出力設定信号をレーザドライバ３１に出力する。
【００７３】
ステップＳ２において、発光部５６は、レーザ光出力設定部５５から供給されたレーザ光出力設定信号を取得し、取得されたレーザ光出力設定信号に基づいて、予め設定された所定の出力のレーザ光が感光体ドラム１６上の所定の位置で照射されるように、予め設定された所定の出力のレーザ光をそれぞれ発光する。
【００７４】
すなわち、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０から最も出力の小さいレーザ光が図７［Ａ］に示される走査位置Ｘ１、Ｘ５、Ｘ７、およびＸ１０で照射されるように、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から３番目に出力の大きいレーザ光が図７［Ｂ］に示される走査位置Ｘ２、Ｘ４、およびＸ９で照射されるように、第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０から２番目に出力の大きいレーザ光が図７［Ｃ］に示される走査位置Ｘ６、Ｘ８、およびＸ１１で照射されるように、第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から１番目に出力の大きいレーザ光が図７［Ｄ］に示される走査位置Ｘ３およびＸ１２で照射されるように、第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。
【００７５】
これにより、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を感光体ドラム１６上の１つのラインに走査させて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布を、図７［Ｅ］に示されるような出力分布にするとともに、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度分布を、図７［Ｅ］に示されるような出力分布に対応した強度分布にすることができる。
【００７６】
ステップＳ３において、走査部５７は、発光部５６により発光されたレーザ光を所定の速度で偏向し、偏向されたレーザ光によって感光体ドラム１６上を走査する。
【００７７】
ステップＳ４において、書き込み部５８は、走査部５７によって走査されたレーザ光を帯電した感光体ドラム１６上に照射し、照射された部分の電位を低下させ、低下した電位によって感光体ドラム１６上において像（静電潜像）を形成して所望の画像を書き込む。
【００７８】
なお、ステップＳ１乃至Ｓ４の処理に並行して、レーザドライバ３１では、チャンネルごとの半導体レーザ発振器３０において予め設定された出力が一定になるようにＡＰＣ制御が実行される。これにより、チャンネルごとの半導体レーザ発振器３０において予め設定された出力を一定に保ち、例えば第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光が発光され、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力を一定の値に保つことができる。
【００７９】
図８は、画像形成装置１において半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光させるまでのタイミングチャートを表している。
【００８０】
図８に示されるように、画像を形成する前にチャンネルごとの半導体レーザ発振器３０におけるＡＰＣ制御が行われ、次に、画像データインタフェース４６を介して供給された画像データ１乃至４を、レーザ光検知回路３８から供給された検知信号（ＢＤ）に同期した新たな基準クロックに同期させ、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成する。チャンネルごとの半導体レーザ発振器３０は、このレーザ光出力設定信号に基づいてそれぞれレーザ光を所定の位置で発光する。
【００８１】
本発明の第１実施形態においては、予め所定の出力に設定された４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からのレーザ光の走査位置を同一のライン上で主走査方向に時系列的に所定の間隔で配列させ、画像データに基づき、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布を所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換え、予め設定された所定の出力の半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光するようにしたので、感光体ドラム１６の場所（エリア）に応じて所要のレーザパワーで照射するように設定し、その結果、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を高速に制御することができる。これにより、感光体ドラム１６上において所要のレーザ光の強度にすることができ、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度を高速に制御することができる。従って、パルス幅変調方式を用いなくても、感光体ドラム１６上において所要の階調の画像を形成することができ、好適な画像を形成することができる。
【００８２】
なお、例えば４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のうち、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力と第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を同じ出力（例えば、５ｍＷなど）にしたような場合において、いずれかの半導体レーザ発振器３０（例えば、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０）が故障や経時劣化、寿命などによりレーザ光を発光することが困難になったことがレーザ光検知センサ３７などによって検知されると、感光体ドラム１６の場所（エリア）に応じて所要のレーザパワーで照射するように設定することができるように、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０に代わり、同じ出力の第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を発光するようにしてもよい。勿論、同じ出力に限られず、近い出力の他の半導体レーザ発振器３０に代替させるようにしてもよい。
【００８３】
なお、図７の例の場合、第１チャンネル乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からのレーザ光をチャンネルごとに異なる走査位置で発光するようにしたが（すなわち、異なるチャンネルで同一の走査位置で発光しないようにしたが）、このような場合に限られず、例えば図９に示されるように、予め設定された所定の出力のレーザ光を同一の走査位置において重ねて発光し、複数のレーザ光の出力の組み合わせにより感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力を形成するようにしてもよい。
【００８４】
例えば図９の例の場合、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０から最も出力の小さいレーザ光が図９［Ａ］に示される走査位置Ｙ１、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、およびＹ１１で照射されるように、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から３番目に出力の大きいレーザ光が図９［Ｂ］に示される走査位置Ｙ２、Ｙ３、Ｙ６、Ｙ１０、およびＹ１２で照射されるように、第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０から２番目に出力の大きいレーザ光が図９［Ｃ］に示される走査位置Ｙ５、Ｙ８、およびＹ１２で照射されるように、第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から１番目に出力の大きいレーザ光が図９［Ｄ］に示される走査位置Ｙ３およびＹ１２で照射されるように、第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。
【００８５】
これにより、予め設定された所定の出力の４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を用いて、感光体ドラム１６上の１つのラインを走査すると、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力分布を図９［Ｅ］に示されるような出力分布にすることができ、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度分布を図９［Ｅ］に示されるような出力分布に対応する強度分布にすることができる。例えば感光体ドラム１６上の走査位置Ｙ３においては、第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から３番目に大きい出力のレーザ光と、第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から１番目に大きい出力のレーザ光が照射され、３番目に大きい出力のレーザ光と１番目に大きい出力のレーザ光を重ね合わせたレーザ光の出力に対応したレーザ光の強度にすることができる。
【００８６】
従って、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光を高速に、かつ、高精細に制御することができ、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度を高速に、かつ、高精細に制御することができる。その結果、パルス幅変調方式を用いなくても、感光体ドラム１６上においてより多くの階調の画像を形成することができ、より高精細な画像を形成することができる。また、走査位置によっては２つ以上のレーザ光を重ね合わせるようにしているので、光量が不足している場合に必要な光量になるように光量を補うことができる。
【００８７】
なお、予め設定された所定の出力のレーザ光を同一の走査位置において重ねて発光する場合、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を同じ出力にしてもよいし、４つともすべて異なる出力にしてもよい。例えば、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を同じ出力にしても、同一の走査位置において重ねて発光するようにしているので、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の強度を４段階に変化させて設定することができ、その結果、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光を高速に、かつ、高精細に制御することができる。
【００８８】
一方、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力をすべて異なる出力にすると、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の強度を少なくとも５段階以上に変化させて設定することができ、その結果、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光を高速に、かつ、より高精細に制御することができる。例えば、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力を１ｍＷ、２ｍＷ、５ｍＷ、および７ｍＷの出力にすると、重ね合わせの組み合わせにより、１ｍＷ、２ｍＷ、３ｍＷ、５ｍＷ、６ｍＷ、７ｍＷ、８ｍＷ、９ｍＷ、１０ｍＷ、１２ｍＷ、１３ｍＷ、１４ｍＷ、および１５ｍＷの１３段階に変化させて設定することができ、その結果、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光を高速に、かつ、より高精細に制御することができる。
【００８９】
なお、図６のフローチャートを参照して説明したパワー制御処理において、パルス幅変調（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）方式を用いたパルス変調処理を組み合わせて実行するようにしてもよい。以下、パルス幅変調処理を組み合わせた本発明の第２実施形態について説明する。
【００９０】
［第２実施形態］
図１０は、図３のレーザ制御部４５の詳細な内部の構成を表している。なお、その他の構成については、第１実施形態において説明した構成と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９１】
図１０に示されるように、レーザ制御部４５は、画像データ処理部５１、同期回路５２、および基準クロック５３以外に、さらにＰＷＭ５９（５９−１乃至５９−４）により構成される。
【００９２】
同期回路５２は、画像データ処理部５１から供給された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を取得するとともに、基準クロック５３から供給された基準クロック（ＣＬＫＯ）を基に、レーザ光検知回路３８から供給された検知信号（ＢＤ）に同期した新たな基準クロックを生成する。
【００９３】
同期回路５２は、生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させ、新たな基準クロックに同期させた画像データ（画像データ５乃至８）をＰＷＭ５９（５９−１乃至５９−４）にそれぞれ供給する。
【００９４】
ＰＷＭ５９−１乃至５９−４は、同期回路５２から供給された新たな基準クロックに同期後の画像データ（画像データ５乃至８）を取得し、取得された基準クロックに同期後の画像データに応じたパルス幅を調整するとともに、図１１に示されるようにパルス位置（左基準、中央基準、右基準）を調整する。ＰＷＭ５９−１乃至５９−４は、パルス幅およびパルス位置の調整後の画像データをレーザ変調信号（レーザ変調信号１乃至４）として、レーザドライバ３１に出力する。
【００９５】
図１２は、本発明に係る画像形成装置１の第２実施形態が実行することができる機能的な構成を表している。なお、図５の構成と対応するものについては同一の符号を付しており、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９６】
レーザ光出力設定部５５は、例えば図５の画像データ処理部５１、同期回路５２、および基準クロック５３などからなり、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から供給された画像データを取得し、基準クロック５３から供給された基準クロックを基に生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させる。レーザ光出力設定部５５は、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成し、生成されたレーザ光出力設定信号をパルス変調部６０に供給する。
【００９７】
パルス変調部６０は、例えば図１０のＰＷＭ５４−１乃至５４−４などからなり、レーザ光出力設定部５５から供給されたレーザ光出力設定信号を取得し、取得されたレーザ光設定信号に含まれる新たな基準クロックに同期後の画像データに応じたパルス幅を調整するとともに、パルス位置を調整し、パルス幅およびパルス位置の調整後のレーザ光出力設定信号を発光部５６に供給する。
【００９８】
次に、図１３のフローチャートを参照して、図１２の画像形成装置１におけるパワー制御処理について説明する。なお、図１３のステップＳ１３乃至Ｓ１５の処理は、図６のステップＳ３乃至Ｓ５の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９９】
ステップＳ１１において、レーザ光出力設定部５５は、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から供給された画像データを取得し、基準クロック５３から供給された基準クロックを基に生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させる。レーザ光出力設定部５５は、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が所要の出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成し、生成されたレーザ光出力設定信号をパルス変調部６０に供給する。
【０１００】
ステップＳ１２において、パルス変調部６０は、レーザ光出力設定部５５から供給されたレーザ光出力設定信号を取得し、取得されたレーザ光出力設定信号に含まれる新たな基準クロックに同期後の画像データに応じたパルス幅を調整するとともに、パルス位置を調整し、パルス幅およびパルス位置の調整後のレーザ光出力設定信号を生成する。
【０１０１】
具体的には、例えば図７［Ａ］乃至［Ｄ］に示されるように、感光体ドラム１６上の走査位置Ｘ１乃至Ｘ１２において第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光が照射されるとともに、図１１に示されるように所定のパルス幅とパルス位置になるようなレーザ光出力設定信号を生成する。
【０１０２】
パルス幅変調部６０は、生成されたレーザ光出力設定信号を発光部５６に供給する。
【０１０３】
その後、ステップＳ１３乃至Ｓ１５において発光処理、走査処理、および書込処理が実行される。
【０１０４】
本発明の第２実施形態においては、パルス幅変調（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）方式を用いたパルス変調処理を組み合わせてパワー制御処理を実行するようにしたので、感光体ドラム１６の場所（エリア）に応じて所要のレーザパワーで照射するように設定し、その結果、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力を高速に制御し、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度を高速に制御するとともに、パルス幅を変調することで１画素以下の高精細な画像を形成することができる。従って、パワー制御処理とパルス幅変調処理の両方を用いて、感光体ドラム１６上において所要の階調の画像を形成することができ、好適で、かつ、より高精細な画像を形成することができる。
【０１０５】
なお、図８のように複数のレーザ光の強度を重ね合わせたパワー制御処理にパルス幅処理を組み合わせる場合、パルス幅変調部６０において調整されるパルス位置は、同一の走査位置においては、重ね合わせるいずれのレーザ光で同一基準、すなわち、右基準なら右基準に調整するようにする。これにより、感光体ドラム１６上において所要のレーザ光の強度にすることができる。
【０１０６】
ところで、一般に、画像形成装置１のレーザ発振部にＡＰＣ（Auto Power Control）機能を搭載し、レーザ発振部において、レーザ発振部に内蔵されるフォトディテクタ（あるいはレーザ発振部の近傍に設けられたフォトディテクタ）によってレーザ光の強度をモニタしながら、レーザ発振部の出力が一定になるように制御されるようにしている。
【０１０７】
しかしながら、たとえレーザ発振部の出力が一定であったとしても、ｆθレンズ３８（３８ａおよびｂ）などによる透過損失がレーザ光の入射する入射角度によって異なることから、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の強度が一定になるとは限らない。すなわち、図１４に示されるような形状をもつｆθレンズ３８の場合、ｆθレンズ３８に対するレーザ光の入射角度は、走査位置Ｂに対応するｆθレンズ３８の中央部ではほぼ９０度であるが、走査位置ＡやＣに対応するｆθレンズ３８の端部に向かうにつれて９０度から徐々に小さくなり、ｆθレンズ３８に対して斜めに入射するため、ｆθレンズ３８などによる透過損失は中央部で最も少なく、端部に向かうにつれて大きくなる。
【０１０８】
その結果、例えば図１５［Ａ］に示されるように、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度は、たとえレーザ発振部の出力を一定に保つようにＡＰＣ制御したとしても、ｆθレンズ３８の中央部（走査位置Ｂ）で最大で（レーザ光の強度ＰＢ）、端部（走査位置ＡとＣ）に向かうにつれて小さくなってしまう（レーザ光の強度ＰＡとＰＣ）。換言すれば、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度には、ｆθレンズ３８の形状による不均一性が原始的に存在しており、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布と、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度分布は一致しない。
【０１０９】
従来から、このような主走査方向におけるレーザ光の強度の不均一性を補正する方法として、ｆθレンズ３８のコーティング層の厚みや種類を調整することにより、光学的な透過損失を均一にするようにして、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度が均一になるようにする方法が提案されている。
【０１１０】
しかし、この方法では、ｆθレンズ３８の加工に時間がかかってしまうだけでなく、画像形成装置１のコストアップの原因となってしまう。
【０１１１】
そこで、図６のフローチャートを参照して説明したパワー制御処理を用いて、ｆθレンズ３８などによる透過損失の度合いを考慮して、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度が均一になるように、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の出力を変調するようにしてもよい。
【０１１２】
すなわち、例えば感光体ドラム１６上のどの走査位置においても均一のレーザ光の強度に変調する場合、感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力分布が図１５［Ｂ］に示されるような出力分布になるように、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からそれぞれレーザ光を発光する。これにより、図１５［Ｃ］に示されるように、感光体ドラム１６上のどの走査位置においても均一のレーザ光の強度（レーザ光の強度ＰＢ）にすることができる。以下、このパワー制御処理を用いた本発明の第３実施形態について説明する。
【０１１３】
［第３実施形態］
図１６のフローチャートを参照して、図５の画像形成装置１における他のパワー制御処理について説明する。なお、第３実施形における画像形成装置１の構成については、第１実施形態における画像形成装置１の構成と基本的には同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。また、図１６のフローチャートを参照して説明するパワー制御処理においては、感光体ドラム１６上において均一なレーザ光の強度が求められる画像データを用いる。
【０１１４】
ステップＳ２１において、レーザ光出力設定部５５は、画像データインタフェース４６を介して画像処理部４７から供給された画像データを取得し、基準クロック５３から供給された基準クロックを基に生成された新たな基準クロックに、取得された半導体レーザ発振器３０ごとの画像データ（画像データ１乃至４）を同期させ、同期させた画像データに基づいて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布が感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度が均一になる出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換えることにより感光体ドラム上に照射されるレーザ光の出力を変化させて設定するためのレーザ光出力設定信号を生成する。
【０１１５】
具体的には、同期させた画像データに基づいて、４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が最も小さい第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、例えば図１７［Ａ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｚ４およびＺ５においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。同様に、４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が３番目に大きい第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図１７［Ｂ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｚ３およびＺ６においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が２番目に大きい第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図１７［Ｃ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｚ２およびＺ７においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。４チャンネルの半導体レーザ光発振器３０のうち、レーザ光の出力が１番目に大きい第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から、図１７［Ｄ］に示されるような感光体ドラム１６上の走査位置Ｚ１およびＺ８においてレーザ光が照射されるようなレーザ光出力設定信号を生成する。
【０１１６】
レーザ光出力設定部５５は、生成されたレーザ光出力設定信号をレーザドライバ３１に出力する。
【０１１７】
ステップＳ２２において、発光部５６は、レーザ光出力設定部５５から供給されたレーザ光出力設定信号を取得し、取得されたレーザ光出力設定信号に基づいて、予め設定された所定の出力のレーザ光が感光体ドラム１６上の所定の位置で照射されるように、予め設定された所定の出力のレーザ光をそれぞれ発光する。すなわち、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０から最も小さいレーザ光が図１７［Ａ］に示される走査位置Ｚ４およびＺ５で照射されるように、第１チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０から３番目に大きいレーザ光が図１７［Ｂ］に示される走査位置Ｚ３およびＺ６で照射されるように、第２チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０から２番目に大きいレーザ光が図１７［Ｃ］に示される走査位置Ｚ２およびＺ７で照射されるように、第３チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０から１番目に大きいレーザ光が図１７［Ｄ］に示される走査位置Ｚ１およびＺ８で照射されるように、第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光する。
【０１１８】
これにより、４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を感光体ドラム１６上の１つのラインに走査させて、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布を、図１７［Ｅ］に示されるような出力分布にすることができる。
【０１１９】
ステップＳ２３において、走査部５７は、発光部５６により発光されたレーザ光を所定の速度で偏向し、偏向されたレーザ光によって感光体ドラム１６上を走査する。
【０１２０】
ステップＳ２４において、書き込み部５８は、走査部５７によって走査されたレーザ光を帯電した感光体ドラム１６上に照射し、照射された部分の電位を低下させ、低下した電位によって感光体ドラム１６上において像（静電潜像）を形成して所望の画像を書き込む。
【０１２１】
本発明の第３実施形態においては、予め所定の出力に設定された４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からのレーザ光の走査位置を同一のライン上で主走査方向に時系列的に所定の間隔で配列させ、画像データに基づき、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力分布を感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度が均一になる出力分布になるように、各チャンネルの半導体レーザ発振器３０の出力のＯＮ／ＯＦＦを所定の位置で切り換え、予め設定された所定の出力の半導体レーザ発振器３０からレーザ光を発光するようにしたので、感光体ドラム１６の場所（エリア）に応じて所要のレーザパワーで照射するように設定し、その結果、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を高速に制御することができるとともに、ｆθレンズ３８などによる透過損失を補正し、感光体ドラム１６上においてレーザ光の強度を均一にすることができる。従って、均一な濃度の画像を形成することができる。
【０１２２】
なお、図１８に示されるように、ｆθレンズ３８などによる透過損失の変化が大きいエリア１（レーザ光の出力を大きくして透過損失を補正するエリア）は狭く、ｆθレンズ３８などによる透過損失の変化が小さいエリア４（レーザ光の出力をほとんど大きくせず、透過損失をほとんど補正しないエリア）は広くするようにしてもよい（すなわち、エリア１＜エリア２＜エリア３＜エリア４のようにしてもよい）。これにより、ｆθレンズ３８などによる透過損失をより高精度に補正し、感光体ドラム１６上においてレーザ光の強度をより高精度に均一にすることができる。従って、より均一な濃度の画像を形成することができる。
【０１２３】
また、本発明の第３実施形態においても、例えば図９に示されるように、予め設定された異なる出力のレーザ光を同一の走査位置において重ねて発光し、複数のレーザ光の出力の組み合わせにより感光体ドラム１６上に照射されるレーザ光の出力を形成するようにしてもよい。これにより、感光体ドラム１６に照射されるレーザ光の出力を高速に制御することができるとともに、ｆθレンズ３８などによる透過損失を高精度に補正し、感光体ドラム１６上においてレーザ光の強度をより均一にすることができる。従って、より均一な濃度の画像を形成することができる。
【０１２４】
さらに、図１６のフローチャートを参照して説明したパワー制御処理においては、感光体ドラム１６上において均一なレーザ光の強度が求められる画像データを用いるようにしたが、このような場合に限られず、感光体ドラム１６上において不均一なレーザ光の強度が求められる画像データ（すなわち、感光体ドラム１６上において複数の階調が求められる画像データ）を用いるようにしてもよい。この場合、ｆθレンズ３８などによる透過損失の度合いを考慮しつつ、画像データに基づいて、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の出力を制御するようにする。
【０１２５】
すなわち、感光体ドラム１６上において画像データに基づく所要のレーザ光の強度に制御する場合、画像データに基づくレーザ光の出力分布に、図１５［Ｂ］に示されるような出力分布において走査位置Ｂでの出力を基準した各走査位置での割合を乗じて、第１乃至第４チャンネルの半導体レーザ発振器３０からそれぞれレーザ光を発光する。これにより、ｆθレンズ３８などによる透過損失の度合いを考慮した上で、画像データに基づいて、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の出力を高速に制御することができる。
【０１２６】
これにより、ｆθレンズ３８などによる透過損失を補正しつつ、感光体ドラム１６上において所要のレーザ光の強度にすることができ、感光体ドラム１６上におけるレーザ光の強度を高速に制御することができる。従って、パルス幅変調方式を用いなくても、感光体ドラム１６上において所要の階調の画像を形成することができ、より好適な画像を形成することができる。
【０１２７】
なお、本発明の第１乃至第３実施形態においては、レーザ光の走査位置が図２の走査位置Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤのように同一のライン上で主走査方向に時系列的に所定の間隔で配列されるように予め配置された４チャンネルの半導体レーザ発振器３０を用いるようにしたが、このような場合に限られず、例えば図１９に示されるように、レーザ光の走査位置が２次元にマトリクス配列されるように（主走査方向および副走査方向に時系列的に所定の間隔で配列されるように）予め配置された複数の半導体レーザ発振器３０（面発光レーザ）を用いるようにしてもよい。
【０１２８】
なお、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。
【０１２９】
また、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明に係る光走査装置を備えた画像形成装置の構成を示す図。
【図２】図１のレーザ光学系ユニットと感光体ドラムの位置関係を示す図。
【図３】図１の画像形成装置の内部の構成を示すブロック図。
【図４】図３のレーザ制御部の詳細な内部の構成を示すブロック図。
【図５】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態が実行することができる機能的な構成を示すブロック図。
【図６】図５の画像形成装置におけるパワー制御処理を説明するフローチャート。
【図７】図６のステップＳ１におけるレーザ光出力設定処理でのレーザ光出力設定方法を説明する説明図。
【図８】図５の画像形成装置において半導体レーザ発振器からレーザ光を発光させるまでのタイミングチャート。
【図９】図６のステップＳ１におけるレーザ光出力設定処理での他のレーザ光出力設定方法を説明する説明図。
【図１０】図３のレーザ制御部の他の詳細な内部の構成を示すブロック図。
【図１１】図１０のＰＷＭにおけるパルス幅変調方法を説明する説明図。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態が実行することができる機能的な構成を示すブロック図。
【図１３】図１２の画像形成装置におけるパワー制御処理を説明するフローチャート。
【図１４】ｆθレンズなどによる透過損失を説明する説明図。
【図１５】ｆθレンズなどによる透過損失を補うためのパワー変調方法について説明する説明図。
【図１６】図５の画像形成装置における他のパワー制御処理を説明するフローチャート。
【図１７】図１６のステップＳ２１におけるレーザ光出力設定処理でのレーザ光出力設定方法を説明する説明図。
【図１８】図１６のステップＳ２１におけるレーザ光出力設定処理での他のレーザ光出力設定方法を説明する説明図。
【図１９】本発明に適用することが可能な面発光レーザの構成について説明する説明図。
【符号の説明】
【０１３１】
１…画像形成装置、２…スキャナ部、３…プリンタ駆動部、４…第１キャリッジ、５…第２キャリッジ、６…集光レンズ、７…光電変換素子、８…原稿台ガラス、９…カバー、１０…光源、１１…ミラー、１２…ミラー、１３…ミラー、１４…レーザ光学系ユニット、１５…画像形成部、１６…感光体ドラム、１７…帯電器、１８…現像器、１９…転写チャージャ、２０…剥離チャージャ、２１…クリーナ、２２…給紙カセット、２３…給紙ローラ、２４…分離ローラ、２５…レジストローラ、２６…用紙搬送機構、２７…定着器、２８…排出ローラ、２９…排紙トレイ、３０…半導体レーザ発振器、３１…レーザドライバ、３２…ハーフミラー、３３…ポリゴンミラー、３４…ポリゴンモータ、３５…ポリゴンモータドライバ、３６（３６ａと３６ｂ）…ｆθレンズ、３７…レーザ光検知センサ、３８…レーザ光検知回路、４１…主制御部、４２…メモリ、４３…コントロールパネル、４４…外部通信インタフェース、４５…レーザ制御部、４６…画像データインタフェース、４７…画像処理部、４８…ページメモリ、４９…外部インタフェース、５０…Ｄ／Ａ変換器、５１…画像データ処理部、５２…同期回路、５３…基準クロック、５５…レーザ光出力変調部、５６…発光部、５７…走査部、５８…書き込み部、５９（５９−１、５９−２、５９−３、および５９−４）…ＰＷＭ、６０…パルス幅変調部。
【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】
2008023985.tif 000017
【図１６】
2008023985.tif 000018
【図１７】
2008023985.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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