(57)【要約】【課題】本発明は、使用するレーザの光量範囲を狭くすることを可能にして、一定のレーザ特性での画像形成を可能とする画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置において、コントローラ１０２７は、感光体１４〜１７の表面に形成されるトナー像の濃度を濃度センサ１０１０により検出し、その検出結果からビームの目標光量を算出する。そして、算出された目標光量が適正光量範囲を外れた場合、ＬＤ１００から射出されるレーザのビーム数を切り替えると共に、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータの回転速度を切り替える。【選択図】図５
2013025232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、
前記感光体の表面に形成される像の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記走査露光手段により前記感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記現像手段によって前記感光体の表面に形成されたトナー像の濃度を検出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】
前記検出手段は、前記走査露光手段によって前記感光体の表面に形成された静電潜像の電位を検出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】
前記光源のＦＦＰ（ファーフィールドパターン）を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記記憶手段に記憶されたＦＦＰに基づいて前記ビームの目標光量を算出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５】
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果から前記算出手段により新たに算出された目標光量が前記所定の範囲内である場合、当該目標光量と、切り替え後のビーム数と、切り替え後の回転速度を用いて画像形成を行うように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置の制御方法において、
前記感光体の表面に形成される像の状態を検出手段により検出する検出工程と、
前記制御手段が、前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出工程と、
前記制御手段が、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替える切り替え工程とを備えることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置における走査露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ走査光学系を露光手段として用いた画像形成装置では、生産性向上または解像度向上のために、マルチビームレーザダイオードを光源に用いる場合がある。例えば、ＰＳ：生産性を表すレーザ走査と垂直方向のプロセススピード、ＤＰＩ：解像度、ＲＭＳ：ポリゴンモータの回転速度、Ｎ：ポリゴン面数、Ｍ：ビーム数とした場合、その関係は次式（１）で表される。
【０００３】
ＰＳ＝ＲＭＳ／６０（２５．４／ＤＰＩ）（Ｎ×Ｍ）      ・・・（１）
上式によれば、ポリゴンモータの回転速度、ポリゴン面数、ビーム数を増やすことで生産性向上または解像度向上を達成できることがわかる。
【０００４】
しかしながら、ポリゴンモータの回転速度においては近年４００００ＲＰＭ〜５００００ＲＰＭと回転速度の限界に近くなってきたことや、昇温、騒音等の弊害も顕著になってきたことから、回転速度の向上が困難になってきている。また、一般にポリゴンミラーは外径を一定にしてミラー面を増やした場合、光学特性が低下し、スポット径の肥大となり、画質の劣化を招くため、解像度向上に対しては相容れない技術である。また、スポット径を一定にしてミラー面を増やした場合、ミラーの一辺の長さを一定にする必要性からポリゴンミラーの外径の大型化につながり、更なる昇温、騒音等の弊害を招く結果となる。
【０００５】
一方、従来のエッジエミッタレーザダイオードに対して、近年、面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）が画像形成装置の露光手段として検討されている。ＶＣＳＥＬはウエハの表面よりレーザ光を出射するため、ウエハの端面よりレーザ光を出射するエッジエミッタＬＤに対して２次元的に発光点を配置することが可能である。このため、ビーム数の増加に対して容易に対応できるメリットがある。
【０００６】
以上の理由により、生産性向上または解像度向上に対して、画像形成装置の露光手段の光源としてＶＣＳＥＬが有望視されている。
【０００７】
また、電子写真機器の露光手段の光源には、幅広い光量制御範囲が必要になる。レーザ光源の光量は、プロセススピードと比例する一方、感光体感度、光学効率、ビーム数と反比例する。感光体の感度は、製造時のばらつきや耐久劣化による感度変化特性を有する。感度が変化した場合、同じプロセス量で帯電、露光、現像したときでも、形成された像の濃度が異なる場合がある。そこで、この濃度変動を押さえるために、感光体感度の変化に応じて露光量を制御する方法がある。例えば、濃度調整シーケンスにおいて、ある決められた検査用の画像を感光体上に露光し、感光体の表面電位や現像されたトナー像の濃度をセンサ等で測定し、目標濃度となるように、レーザの光量を制御する。このときに、感光体の感度の変動範囲を満足する光量が光源に要求されるため、レーザには広い光量レンジの制御が必要である。
【０００８】
また、光学系は、感光体上に結像されるスポットの光量が要求仕様を満足するように、チップ面の光量を制御している。しかし、光学系には、組み立て精度によるばらつき、レンズやミラーの透過率、反射率の製造時のばらつき、レーザの出射角（ＦＦＰ）のばらつき等、様々な要因のばらつきがあることから、感光体上の光量とレーザのチップ面光量の関係もばらついている。このバラツキを考慮して、レーザには広い光量レンジの制御が要求されている。例えば、セットアップ時に、電位センサ感光体１周相当の大きさから成る基準パッチの平均電位及び電位ばらつきを求め、これに基づきレーザ光量の設定を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。セットアップ時とは、例えば、電源投入時や所定時間ジョブがなかったときを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−０５６５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、レーザにより広範囲な光量が要求されている。これは、ＦＦＰのバラツキ、光学系組立精度のばらつき、感光体感度のバラツキ、耐久劣化等によるものである。このときに高光量から低光量まで同一のレーザダイオードを使用した場合に立ち上りの遅延時間の相違が画質に影響し、画質の均一化が困難である。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、使用するレーザの光量範囲を狭くすることができ、一定のレーザ特性での画像形成を可能にする画像形成装置及びその制御方法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】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数のビームを射出する光源と、回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記光源から射出された複数のビームを前記駆動手段で回転駆動された回転多面鏡により偏向して感光体の表面を走査露光する走査露光手段と、前記駆動手段の回転速度を制御する制御手段とを備える画像形成装置において、前記感光体の表面に形成される像の状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果から前記ビームの目標光量を算出する算出手段とを備え、前記制御手段は、前記算出された目標光量が所定の範囲を外れた場合、前記光源から射出される複数のビームの数を切り替えると共に、前記駆動手段の回転速度を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源であるレーザの光量に応じたレーザのビーム数に決定することにより、使用するレーザの光量範囲を狭くすることを可能にする。また、一定のレーザ特性での画像形成を可能とすると共に、レーザのビーム数に応じたポリゴンモータ速度を切り替えることにより生産性への影響をも防ぐことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１における走査露光装置の概略構成を示す図である。
【図３】図２におけるレーザダイオード及びレーザドライバの回路構成例を示す図である。
【図４】感光体感度と各レーザの光量の関係を示す図であり、（ａ）は光学効率が低い場合、（ｂ）は光学効率が高い場合である。
【図５】画像形成装置におけるレーザ光のビーム数を決定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】レーザ光のビーム数とポリゴンモータの回転速度の関係を示す図である。
【図７】（ａ）は１６ビームでの画像形成時の画像データのシーケンス図、（ｂ）は１０ビームでの画像形成時の画像データのシーケンス図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるレーザのＦＦＰと各レーザのチップ面の光量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１７】
図１において、画像形成装置は、２つのカセット給紙部１，２と、１つの手差し給紙部３を有している。各給紙部１，２，３から選択的に転写紙Ｓが給紙される。転写紙Ｓは、各給紙部のカセット４，５またはトレイ６上に積載されており、ピックアップローラ７によって最上位のものから順に繰り出される。そして、ピックアップローラ７によって繰り出された転写紙Ｓは、搬送手段としてのフィードローラ８Ａと分離手段としてのリタードローラ８Ｂからなる分離ローラ対８によって最上位の転写紙のみ分離され、回転停止しているレジストローラ対１２へ送られる。この場合、レジストローラ対１２までの距離が長いカセット４，５から給送された転写紙Ｓは、複数の搬送ローラ対９，１０，１１に中継されてレジストローラ対１２へ送られる。
【００１８】
レジストローラ対１２へ送られた転写紙Ｓは、転写紙先端がレジストローラ対１２のニップに突き当たって所定のループを形成すると、一旦移動が停止される。このループの形成により転写紙Ｓの斜行状態が矯正される。
【００１９】
レジストローラ対１２の下流には中間転写体である長尺の中間転写ベルト（無端ベルト）１３が、駆動ローラ１３ａ、二次転写対向ローラ１３ｂ、及びテンションローラ１３ｃに張設され、断面視にて略三角形状に設定されている。この中間転写ベルト１３は図中の時計回り方向に回転する。中間転写ベルト１３の水平部上面には、異なる色のカラートナー像を形成、担持する複数の感光体（感光ドラム）１４，１５，１６，１７が中間転写ベルト１３の回転方向に沿って順次配置されている。
【００２０】
なお、中間転写ベルト１３の回転方向において、最上流側に位置する感光体１４はマゼンタ色のトナー像を担持する。感光体１４の下流側に位置する感光体１５はシアン色のトナー像を担持する。感光体１５の下流側に位置する感光体１６はイエロー色のトナー像を担持する。最下流側に位置する感光体１７はブラック色のトナー像を担持する。
【００２１】
まず、最上流側に位置する感光体１４上にマゼンタ成分の画像に基づくレーザ光ＬＭの露光が開始され、感光体１４上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２３から供給されるマゼンタ色のトナーによって可視化される。
【００２２】
次に、感光体１５上にシアン成分の画像に基づくレーザ光ＬＣの露光が開始され、感光体１６上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２４から供給されるシアン色のトナーによって可視化される。
【００２３】
次に、感光体１５上にレーザ光ＬＣの露光開始から所定時間経過後、感光体１６上にイエロー成分の画像に基づくレーザ光ＬＹの露光が開始され、感光体１６上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２５から供給されるイエロー色のトナーによって可視化される。
【００２４】
次に、感光体１６上へのレーザ光ＬＹの露光開始から所定時間経過後、感光体１７上にブラック成分の画像に基づくレーザ光ＬＢの露光が開始され、感光体１７上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２６から供給されるブラック色のトナーによって可視化される。
【００２５】
なお、各感光体１４〜１７の周りには、各感光体１４〜１７を均一に帯電させるための一次帯電器２７，２８，２９，３０が設置されている。また、トナー像転写後の感光体１４〜１７上に付着しているトナーを除去するためのクリーナ３１，３２，３３，３４なども設置されている。
【００２６】
中間転写ベルト１３が時計回りに回転する過程で、感光体１４と転写帯電器９０との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト１３上にマゼンタ色のトナー像が転写される。次に、感光体１５と転写帯電器９１との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト１３上にシアン色のトナー像が転写される。次に、感光体１６と転写帯電器９２との間の転写部を通過することにより中間転写ベルト１３上にイエロー色のトナー像が転写される。最後に、感光体１７と転写帯電器９３との間の転写部を通過することにより、中間転写ベルト１３上にブラックの色のトナー像が転写される。以上により、中間転写ベルト１３上にマゼンタ色、シアン色、イエロー色、ブラック色のトナー像が重なり転写される。一方、転写紙Ｓはレジストローラ対１２へ送られて斜行状態が矯正される。
【００２７】
レジストローラ対１２は、中間転写ベルト１３上のトナー像と転写紙先端との位置を合わせるタイミングをとって回転を開始する。
【００２８】
次に、転写紙Ｓは、レジストローラ対１２によって中間転写ベルト１３上の二次転写ローラ４０と二次転写対向ローラ１３ｂとの当接部である二次転写部Ｔ２に送られ、シート面上にトナー像が転写される。二次転写部Ｔ２を通過した転写紙Ｓは、中間転写ベルト１３によって画像定着手段である定着装置３５へ送られる。そして、転写紙Ｓが定着装置３５内の定着ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとによって形成されるニップ部を通過する過程で、定着ローラ３５Ａにより加熱され、加圧ローラ３５Ｂにより加圧されて転写トナー像がシート面に定着される。定着装置３５を通過した定着処理済み転写紙Ｓは、搬送ローラ対３６によって排出ローラ対３７へ送られ、さらに機外の排出トレイ３８上へ排出される。
【００２９】
本画像形成装置においては、両面モードの画像形成が可能になっている。以下、両面モード時の転写紙Ｓの流れに沿って本画像形成装置の構成をさらに説明する。
【００３０】
両面モードが指定されている場合、定着装置３５を通過した定着処理済み転写紙Ｓは、縦パス５８を通って反転パス５９へ送られる。この場合、フラッパ６０は、縦パス５８側に開いており、定着処理済み転写紙Ｓは、搬送ローラ対３６，６１，６２及び逆転ローラ対６３によって搬送される。逆転ローラ対６３によって矢印ａ方向に搬送されている定着処理済み転写紙Ｓの後端がポイントＰを通過した時点で逆転ローラ対６３が逆転して、定着処理済み転写紙Ｓは後端側を先頭にして矢印ｂ方向に搬送される。この動作で、定着処理済み転写紙Ｓのトナー像転写面は上側になる。
【００３１】
なお、ポイントＰには、縦パス５８から反転パス５９への転写紙Ｓの進入を可能とし、当該転写紙Ｓの侵入を不可能とする可撓性転写紙付きフラッパ６４と、転写紙後端が同ポイントＰを通過したことを検知する検知レバー６５が設けられている。
【００３２】
逆転ローラ対６３の逆転によって矢印ｂ方向に搬送された定着済みシートＳは、再給紙パス６７内に送られ、複数の再給紙パス内搬送ローラ対６８と搬送ローラ対１１で中継され、再び画像形成のためにレジストローラ対１２に送られる。定着処理済み転写紙Ｓはレジストローラ対１２で斜行状態を補正された後、二次転写部Ｔ２に送られる。そして、主走査方向、副走査方向の倍率補正が行われた画像メモリ（不図示）に蓄えられた画像データを基に２回目の画像形成が行われ、以後、片面画像形成と同一のプロセスを経て機外に排出される。
【００３３】
また、近年、プリンタや複写機の高速化、高画質化のために、光源に用いる半導体レーザのビーム数を複数にして回転多面鏡（ポリゴンミラー）による一度の走査で複数の走査露光を行う手法が多くとられている。特に、端面発光レーザから面発光レーザが実用化されてきており、多ビーム化は容易となってきている。
【００３４】
次に、多ビームの半導体レーザを画像形成装置に用いた例を以下に説明する。
【００３５】
図２は、図１における走査露光装置の概略構成を示す図である。
【００３６】
電子写真方式の画像形成装置は、図２に示すように、入力された画像データに対応する潜像を感光体１５上に形成するように、感光体１５に対してレーザ光を照射する露光ユニットを備える。この露光ユニットは、レーザ光（ビーム）を射出する光源としてＬＤ１００を備える。ＬＤ１００から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ１０１３を介して平行レーザ光Ｌ１へ変換され、このＬ１は、ポリゴンモータ１００３によって回転駆動中のポリゴンミラー１００２に照射される。そして、ポリゴンミラー１００２に照射されたＬ１は、ポリゴンミラー１００２により偏向されて、ｆ−θレンズ１０１４へ至る。
【００３７】
また、ポリゴンモータ１００３は、コントローラ１０２７からの制御信号により、所定の回転速度で駆動される。このｆ−θレンズ１０１４を通過したレーザ光は、感光体１５上に主走査方向に等速で結合走査され、このレーザ光の走査、すなわちスキャン動作により、感光体１５上に潜像１０１６が形成される。
【００３８】
ビームデテクトセンサ（以下、「ＢＤセンサ」という）１０１７は、ＬＤ１００の強制点灯期間にポリゴンミラー１００２により反射されて入力されたレーザ光を検出する。そして、主走査毎の画像形成書き出しタイミングの基準信号となるビームデテクト信号（以下、「ＢＤ信号」という）を出力する。ＢＤ信号はコントローラ１０２７に入力される。
【００３９】
コントローラ１０２７は、ＢＤ信号より書き出しシーケンスを生成し、シーケンス信号をＦＩＦＯメモリ１０２８に出力し、制御信号ｃｏｎｔ１〜ｃｏｎｔ１６をレーザドライバ１０２９に出力する。
【００４０】
濃度センサ１０１０は、現像後の感光体１５の表面のトナー濃度を検出し、その検出結果を信号としてコントローラ１０２７へ出力する。コントローラ１０２７は、入力したトナー濃度から感光体の感度を算出し、最適な露光量となるようにレーザドライバ１０２９に基準電圧Ｖｃｏｎｔ１〜Ｖｃｏｎｔ１６を出力する。
【００４１】
図３は、図２で示したＬＤ１００及びレーザドライバ１０２９の回路構成例を示す図である。
【００４２】
ＬＤ１００は、パッケージ内にレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２〜ＬＤ１６を有し、ＬＤ１，ＬＤ２〜ＬＤ１６のカソード端子が共通端子となり接地される。ＬＤ１，ＬＤ２〜ＬＤ１６のアノード端子はそれぞれドライバ回路ｄｒｉｖｅｒ１，ｄｒｉｖｅｒ２〜ｄｒｉｖｅｒ１６に接続され、各々の回路より点灯電流が供給される。ｄｒｉｖｅｒ１，ｄｒｉｖｅｒ２〜ｄｒｉｖｅｒ１６はそれぞれ同一の回路であり、代表してｄｒｉｖｅｒ１の動作について説明を行う。
【００４３】
ホトダイオードＰＤ１は、ＬＤ１，ＬＤ２〜ＬＤ１６の光量を測定するために、ＬＤ１、ＬＤ２〜ＬＤ１６の放射光またはその一部が照射される位置に設置される。ＰＤ１のアノード端子は接地される。カソード端子には、抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃに接続されるバイアスを印加され、カソード端子がモニタ出力となる。
【００４４】
ＰＤ１のカソード端子は、エラーアンプＯＰ１の＋入力端子に接続される。また、ＯＰ１の−入力端子には、基準電圧Ｖｃｏｎｔ１が印加されている。Ｖｃｏｎｔ１は、図２で示したコントローラ１０２７により生成され供給される。ＯＰ１の出力端子は、アナログスイッチＳＷ１に入力される。ＳＷ１の動作を制御するコントロール端子には、制御信号ｃｏｎｔ１が入力される。ｃｏｎｔ１は、図２で示したコントローラ１０２７により生成され供給される。
【００４５】
ＳＷ１の出力は、コンデンサＣ１の一端に接続され、さらに定電流源ＣＣ１の制御信号となり入力される。Ｃ１の他端は接地される。ＣＣ１は、印加される電圧に応じた電流を出力より供給する。出力には、ＰＮＰトランジスタＱ１０，Ｑ１１のエミッタ端子にそれぞれ接続される。Ｑ１０のコレクタ端子は、ｄｒｉｖｅｒ１の出力となり、ＬＤ１のアノード端子に接続される。Ｑ１１のコレクタ端子には、抵抗ＲＤ１が接続され、ＲＤ１の他端は接地される。Ｑ１０のベース端子にはインバータＱ１２を介して、Ｑ１１のベース端子にはバッファＱ１３を介して、それぞれ信号ｄａｔａ１が入力される。ｄａｔａ１は、図２で示したＦＩＦＯメモリ１０２８により供給される。
【００４６】
なお、ｄｒｉｖｅｒ１以外のｄｒｉｖｅｒ２〜ｄｒｉｖｅｒ１６についても上述したｄｒｉｖｅｒ１と同じ構成を有する。
【００４７】
次に、図３を用いて動作の説明を行う。
【００４８】
まず、ＬＤ１のオートパワーコントロール（ＡＰＣ）モードとなるように、コントローラ１０２７からｃｏｎｔ１、ｄａｔａ１が共にＨｉで出力され、ｃｏｎｔ２〜ｃｏｎｔ１６、ｄａｔａ２〜ｄａｔａ１６がＬｏで出力される。
【００４９】
まず、ｄａｔａ１はＨｉであることから、Ｑ１２の出力はＬｏとなり、Ｑ１０はＯＮする。一方、Ｑ１１は逆にＯＦＦする。Ｑ１０がＯＮするとＣＣ１より供給される電流によりＬＤ１が点灯する。ＬＤ１の光量が増すと、ＰＤ１の出力電流は増大してＯＰ１に入力される電圧は低下する。ＰＤ１の出力はＯＰ１によりＶｃｏｎｔ１と比較され、ＯＰ１の出力電圧は低下する。ＯＰ１の出力電圧が低下すると、ＣＣ１の出力電流も低下する。ＣＣ１の出力電流も低下すると、ＬＤ１の光量も低下する。以上のように、同回路は負帰還回路を構成しており、ＰＤ１の出力とＶｃｏｎｔ１が同一の電圧となるように一定の光量でＬＤ１が点灯することとなる。
【００５０】
なお、ＬＤ１以外のＬＤ２〜ＬＤ１６のＡＰＣモード時も上述と同様に動作するため、それらの説明は省略する。
【００５１】
次に、画像形成装置における印字モードの説明を行う。
【００５２】
印字モード時には、コントローラ１０２７からｃｏｎｔ１〜ｃｏｎｔ１６がＬｏで出力され、印字するための画像データが信号ｄａｔａ１〜ｄａｔａ１６として出力される。ｃｏｎｔ１がＬｏであることからＳＷ１がＯＦＦになる。このため、ＡＰＣモード時の電圧がＣ１により保持される。ＣＣ１の制御端子には、Ｃ１の電圧が印加されるため、ＣＣ１の出力はＡＰＣモード時と同じ電流値となる。
【００５３】
ｄａｔａ１がＨｉの場合は、Ｑ１０がＯＮするのでＬＤ１は点灯する。一方、ｄａｔａ１がＬｏの場合は、Ｑ１０がＯＦＦするのでＬＤ１は消灯する。この結果、画像データによりレーザの点滅駆動が可能となり、画像露光を行うことが可能となる。また、半導体レーザは、同一環境においては同一の電流値では一定の光量で点灯することが知られており、これにより点灯時はＡＰＣモードと同等の一定光量で点灯することが可能となる。
【００５４】
また、ｄａｔａ１がＨｉの場合は、Ｑ１１がＯＦＦする。ｄａｔａ１がＬｏの場合は、Ｑ１１がＯＮするので、ＲＤ１にＣＣ１より供給される電流が印加される。これにより、ｄｅｔａ１の状況に影響されずにＣＣ１より供給される電流は一定となる。一般的に、定電流回路の高速駆動、特に画像形成を行う数十ＭＨｚでの動作は困難であるが、同構成によれば、Ｑ１０，Ｑ１１は高速での動作を必要とし、ＣＣ１は高速の動作を必要としないため画像形成が容易となる。
【００５５】
なお、ＬＤ１以外のＬＤ２〜ＬＤ１６の印字モード時も上述と同様に動作するため、それらの説明は省略する。
【００５６】
次に、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて、ビーム数による感光体感度と各々のビームの光量の関係を説明する。
【００５７】
図４（ａ）は光学効率が低い場合、つまりレーザのＦＦＰ（ファーフィールドパターン）が広く、かつ光学部品の透過率や反射率が低くばらついた場合を示している。感光体感度は、初期のばらつきと耐久劣化を含めて０．２３〜０．３５の範囲でばらつく。また、各ビームの最大光量定格は１ｍＷ、画像の劣化を伴わずに使用できる最低光量を０．３ｍＷとすると、１６ビームにおいて感光体感度の範囲内で各ビームの光量は０．４ｍＷから１ｍＷ以内であるため、１６ビームで画像形成を行えば問題ないことがわかる。
【００５８】
図４（ｂ）は光学効率が高い場合、つまりレーザのＦＦＰ（ファーフィールドパターン）が狭く、かつ光学部品の透過率や反射率が高くばらついた場合を示している。このとき、１６ビームにおいて感光体感度が高い場合、各ビームの光量は０．３ｍＷ以下となってしまうことがわかる。しかしながら、１０ビームの場合の特性は０．３ｍＷから０．７ｍＷの範囲であるため、低光量時の問題はないことがわかる。
【００５９】
次に、図５を用いてビーム数を決定するシーケンスについて説明する。
【００６０】
図４（ａ）の場合は、まず、コントローラ１０２７は、１６ビームで濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、濃度センサ１０１０によりトナー濃度を検出する（ステップＳ５０１）。次に、コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断する（ステップＳ５０２）。適正範囲でないと判断した場合、コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度から適正濃度範囲となるようなビームの目標光量を計算する（ステップＳ５０３）。
【００６１】
次に、コントローラ１０２７は、ステップＳ５０３で算出した目標光量が０．３ｍＷから１ｍＷの範囲の適正光量範囲か否かを判断する（ステップＳ５０４）。図４（ａ）の場合は、１６ビームで適正光量範囲となる光量値が計算される。コントローラ１０２７は、計算した目標光量にて再度濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、トナー濃度を検出する（ステップＳ５０１）。コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断し（ステップＳ５０２）、適正であれば濃度検出シーケンスは終了する。その後の画像形成処理では、このときに選択されたビーム数及び光量にて行われる。
【００６２】
次に、図４（ｂ）の場合を説明する。
【００６３】
まず、コントローラ１０２７は、１６ビームで濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、濃度センサ１０１０によりトナー濃度を検出する（ステップＳ５０１）。次に、コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断する（ステップＳ５０２）。適正範囲でないと判断した場合、コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度から適正濃度範囲となるようなビームの目標光量を計算する（ステップＳ５０３）。
【００６４】
次に、コントローラ１０２７は、ステップＳ５０３で算出した目標光量が０．３ｍＷから１ｍＷの範囲の適正光量範囲か否かを判断する（ステップＳ５０４）。図４（ｂ）の場合は、１６ビームで適正光量範囲とならない光量値が計算される場合がある。その場合は、ビーム数を１０ビームに切り替えて再度光量値を計算する（ステップＳ５０５）。また、ビーム数を切り替えた場合でも生産性を一定に保つ必要がある。上述した式（１）で示したように、ビーム数Ｎを切り替えたとき、生産性ＰＳを一定に保つためには、ポリゴンモータ１００３の回転速度ＲＭＳを切り替えることにより可能であることがわかる。レーザ光のビーム数とポリゴンモータの回転速度の関係を図６に示す。図６に示すように、１６ビーム時のポリゴンモータ１００３の回転速度は約２３０００ＲＰＭだが、１０ビーム時は約３６０００ＲＰＭとなる。この結果、コントローラ１０２７は、ポリゴンモータの回転速度を２３０００ＲＰＭから３６０００ＲＰＭに切り替える。
【００６５】
次に、コントローラ１０２７は、計算した目標光量、ビーム数及びポリゴンモータの回転速度にて再度濃度検出用の画像パッチを感光体上に形成し、トナー濃度を検出する。
【００６６】
次に、コントローラ１０２７は、検出したトナー濃度が適正濃度範囲か否かを判断し（ステップＳ５０２）、適正であれば濃度検出シーケンスは終了する。その後の画像形成処理では、上述の処理にて決定された、光量、ビーム数、及びポリゴンモータの回転速度にて行われる。
【００６７】
次に、画像形成時の画像データの流れを図７（ａ）、図７（ｂ）を用いて説明する。
【００６８】
図７（ａ）は、図４（ａ）または図４（ｂ）に示す１６ビームでの画像形成時の画像データのシーケンスを表している。
【００６９】
図７（ａ）において、画像データにおける数字は副走査方向の画像データの行数を表している。１行目から順次図２におけるＦＩＦＯメモリ１０２８に入力され記憶される。書き出し信号であるＢＤ信号が入力されると、１行目から１６行目までの画像データがそれぞれｄａｔａ１〜ｄａｔａ１６として出力され、１６行同時に露光される。
【００７０】
次に、１７行目から３２行目までのデータが順次入力されると次のＢＤ信号が入力され、次の走査時は１７行目から３２行目までの画像データがそれぞれｄａｔａ１〜ｄａｔａ１６として出力され、同様に１６行同時に露光される。
【００７１】
図７（ｂ）は、図４（ｂ）の１０ビームでの画像形成時の画像データのシーケンスを表している。
【００７２】
図７（ｂ）において、画像データにおける数字は、図７（ａ）と同様に、副走査方向の画像データの行数を表している。１行目から順次図２におけるＦＩＦＯメモリ１０２８に入力され記憶される。ポリゴンモータ１００３の回転速度は１６ビーム時より速いため、ＢＤ信号は１０行目の画像データが入力されたところで出力される。書き出し信号であるＢＤ信号が入力されると１行目から１０行目までの画像データがそれぞれｄａｔａ１からｄａｔａ１０より出力される。ｄａｔａ１１からｄａｔａ１６からは、データが出力されないため、１０行同時に露光されることとなる。次に、１１行目から２０行目までのデータが順次入力されると次のＢＤ信号が入力され、次の走査時は１１行目から２０行目までの画像データがそれぞれｄａｔａ１からｄａｔａ１０より出力され、同様に１０行同時に露光される。
【００７３】
以上のように、本実施形態によれば、各ビームの光量が０．３ｍＷから０．７ｍＷの範囲で使用することが可能となるため、使用するレーザの光量範囲を狭くすることができ、低光量時の応答性の低下やスポット径の肥大と言った弊害を防ぐことが可能となる。また、レーザのビーム数に応じてポリゴンモータの駆動速度を切り替えることにより、生産性の低下を防ぐことを可能とする。
【００７４】
また、上記実施形態では、３６０００ＲＰＭはポリゴンモータの回転速度の限界に近い。このため、生産性を一定に保つためには１０ビームから１６ビームでの露光が必要である。逆に、１０ビームから１６ビームの間のビーム数での画像形成も本発明の効果を得ることは可能である。
【００７５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図８を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成が上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。
【００７６】
図８は、感光体表面上に必要光量を得るためのビーム数に応じたレーザのＦＦＰ（ファーフィールドパターン）と各レーザのチップ面の光量の関係を示す図である。
【００７７】
同図において、ＦＦＰが大きい、つまり光の広がり角が大きい場合は、光学系のカップリング効率が低下するため、各レーザのチップ面の必要光量は大きくなる。また、光の広がり角が小さい場合は、光学系のカップリング効率が向上するため、各レーザのチップ面の必要光量は小さくなる。この場合、１６ビーム時はＦＦＰが約６．６°のときに各レーザのチップ面の光量は０．３ｍＷとなる。よって、走査露光装置の組立調整時にレーザのＦＦＰを予め測定し、走査露光装置に実装された記憶装置に記憶させておく。画像形成装置本体に走査露光装置を実装し、画像形成を開始するときに、コントローラ１０２７は、記憶装置に記憶されたＦＦＰを読み出し、チップ面光量がどの程度になるか予測する。
【００７８】
例えば、画像形成時にＦＦＰが約６．６°より大きいときはビーム数を１６ビームとしてそのときに応じたポリゴンモータ回転速度とし、各ビームの光量を０．３ｍＷ以上にして画像形成を行なうことが可能となる。また、ＦＦＰが約６．６°より小さいときはビーム数を１０ビームとして、そのときに応じたポリゴンモータ回転速度とし、各ビームの光量を０．３ｍＷ以上にして画像形成を行なうことが可能となる。
【００７９】
上記第１、第２の実施形態では、ビームの光量を決定するために、感光体上のトナー像の濃度を濃度センサ１０１０にて検出する例を説明したが、光量を決定するパラメータを検出する信号手段であれば、本発明の適用は可能である。例えば、電位センサにより感光体上の露光後の潜像電位を検出した信号から、露光するビームの光量とビーム数とポリゴンモータの回転速度を決定しても同等の効果を得ることが可能である。
【００８０】
本発明を使用しない場合には、低光量での使いこなしが必要となる。この場合は立ち上がり時に加速的に電力を極短時間で供給する必要があるため、駆動回路の複雑化、コストアップを招く。また、駆動時の問題を解決できても、しきい値近辺の低光量領域のレーザ特性は不安定である問題もあり、駆動での対策のみでは不十分であるとい課題がある。マルチビーム化が容易なＶＣＳＥＬの特徴として光量を多く取り出すことは困難であることがある。通常のエッジエミッタダイオードは数十ｍＷ以上の光量を容易に得ることが可能あることに対して、ＶＣＳＥＬは１〜３ｍＷ程度の光量しか得ることはできない。
【００８１】
また、従来例で示したようにレーザには幅広い光量レンジが必要である。場合によっては１０倍程度のレンジが必要である。この場合、１０ｍＷのエッジエミッタダイオードならば、１ｍＷから１０ｍＷのレンジで使用するように設計することにより対応が可能である。１ｍＷのＶＣＳＥＬの場合は、０．１ｍＷから１ｍＷのレンジで使用するように設計することにより対応が可能である。しかし、０．１ｍＷとより低い光量となると、閾値の光量により近くなるため、高い光量のレーザ特性とも異なってくる場合がある。例えば、光の立ち上がり時間は高光量では速く、低光量では遅い特性を有している。この光の立ち上がり特性の相違が露光電位のプロファイルに影響して画質が変化するため、画質の均一化が困難となる。また、光波長のスペクトラムにも影響し、低光量になると発振波長の第二ピークに対する余裕度（ＳＭＳＲ）が低くなり、感光体上のスポットの肥大化が進むため、画質の劣化を招くという問題が生じる。
【００８２】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００８３】
１４，１５，１６，１７  感光体
１００  ＬＤ
１００２  ポリゴンミラー
１００３  ポリゴンモータ
１０１０  濃度センサ
１０１７  ＢＤセンサ
１０２７  コントローラ
１０２８  ＦＩＦＯメモリ
１０２９  レーザドライバ
【図１】
2013025232.tif 000003
【図２】
2013025232.tif 000004
【図３】
2013025232.tif 000005
【図４】
2013025232.tif 000006
【図５】
2013025232.tif 000007
【図６】
2013025232.tif 000008
【図７】
2013025232.tif 000009
【図８】
2013025232.tif 000010