(57)【要約】      （修正有）【課題】発振を防ぎつつ初期ＡＰＣ（自動光量調整）の目標光量まで素早く光量調整することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、回転駆動される像担持体にレーザ光を照射するレーザ発光素子４０１、レーザ光の光量を検出するＰＤセンサ４０３、ＡＰＣ制御回路３０１を有する。ＡＰＣ制御回路３０１は、ＰＤセンサ４０３の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する誤差増幅回路３０８、ＰＤセンサ４０３の検出結果が所定閾値（Ｖｍ_ｔｈ）を超えた場合、ＡＰＣループゲインを調整開始時のＧａｉｎ_ａからＧａｉｎ_ｂに切り替えるゲイン切替部３０５を含んで構成される。また、Ｇａｉｎ_ａにおける利得がＧａｉｎ_ｂにおける利得よりも高い。【選択図】図４
2016060159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する光源と、
前記光源から出射されるレーザ光の光量を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する調整手段と、
前記検出手段の検出結果が所定の閾値を超えた場合、前記調整手段のループゲインを調整開始時の第１のループゲインから第２のループゲインに切り替える切替手段と、を有し、
前記第１のループゲインにおける利得が前記第２のループゲインにおける利得よりも高いことを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の閾値は、前記目標光量よりも低い値であ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３】
前記光源からレーザ光が照射され、前記像担持体の表面を走査するタイミングを表す信号を出力するセンサをさらに有し、
前記切替手段は、前記センサからの信号出力が検知された場合、前記第１のループゲインで実施する第１の光量調整から前記第２のループゲインで実施する第２の光量調整へと切り替えることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の反射面を有し、前記光源から出射されるレーザ光を反射して前記像担持体の表面を走査するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転駆動する駆動手段と、をさらに有し、
前記調整手段は、前記ポリゴンミラーが所定の回転速度に達する前に前記第１の光量調整を開始することを特徴とする、
請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記ポリゴンミラーが所定の回転速度に達した時点で前記第１の光量調整が完了するように光量調整を実施することを特徴とする、
請求項４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、レーザ光によって像担持体表面を走査して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、半導体レーザから出射されるレーザ光によって像担持体（感光ドラム）表面を走査して静電潜像を形成する。その後、トナーを用いて静電潜像を現像し、これにより画像を形成する。このような画像形成装置では、レーザ光の光量（光の強弱）は形成する画像の濃淡に影響を及ぼす。そこで、装置組み立て時には、感光ドラム表面にセンサを設置して光量を測定し、所定の規格値内に収まるように光量調整が行われる。なお、この場合の規格値は、画像形成装置が必要とする最大光量である。装置の使用時（実際の印刷時）では、環境温度、感光ドラムの感度などに基づき最適な光量が導出され、組み立て調整時よりも低い光量に調整されて印刷が実行される。このような装置では、常に最適な光量となるように印刷毎に自動光量調整（ＡＰＣ：Auto Power Control）が実施される。
【０００３】
ところで、印刷開始前においては、レーザ光は出射されていない。そのため、印刷ジョブ開始後において、レーザ光の光量を印刷実行に必要な目標光量になるまで調整する初期ＡＰＣが必要となる。初期ＡＰＣでは、光量を０から徐々に増加し、所定の調整時間の経過後に目標光量に達するように調整が行われる。
一方、初期ＡＰＣにより光量が増加するとともに、走査タイミングを検出するためのＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサにレーザ光が照射され、ＢＤ信号が取得可能な状態になる。ＢＤ信号の取得後は、ＢＤ信号のタイミングに合わせて感光体ドラムに露光しない非画像形成領域でのみＡＰＣが実施される（以下、この場合のＡＰＣをライン間ＡＰＣと称す）。このようにして、走査毎の光量を一定に保つための制御が行われる。なお、レーザービーム数が２つ以上のマルチビームでは、ＢＤ信号を取得するためのビーム以外のビームが調整対象となる。
【０００４】
また、初期ＡＰＣを実施している途中で感光体ドラムが露光された場合、異常画像が発生してしまう。そのため、通常は初期ＡＰＣの実施前にポリゴンミラーを回転させ、感光体ドラムの露光量を減らすように制御される。しかし、このように制御した場合であっても、初期ＡＰＣ実施中には相当の走査回数において露光が生じてしまうことがある。
ＡＰＣ実施中の露光を防ぐために、例えば遮蔽部材を用いる方法がある。具体的には、印刷の際の露光以外の時間では、光路の間に遮蔽部材を設置するという方法である。しかし、この方法では、遮蔽部材とそれを稼働するための機構が必要となり、その結果、装置の製造コストが増加してしまう。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示された装置では、ポリゴンモータの駆動開始後、回転数が増加する初期回転の立ち上がり期間に画像エリアに重ならないセーフエリアでのみＡＰＣを行う、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５８６４３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、セーフエリアでのみＡＰＣを行う場合、連続的にＡＰＣを行う場合と比べて実施時間が短くなり、その結果、目標光量に達するまでに時間を要してしまうことになる。
さらに近年、レーザ走査型のプリンタの高性能化が進み、印刷速度と、画質の向上のために一度に走査する光ビーム数を多数使用する傾向にある。マルチビームを使用する場合、ＢＤセンサに入射する１ビームがライン間ＡＰＣを開始した後、そのほかのビームに対するライン間ＡＰＣを開始する。このようなライン間ＡＰＣは、初期ＡＰＣのように連続した時間を使って実施することができない。そのため、１走査の数％の時間のみをＡＰＣに利用することになり、すべてのビームに対するＡＰＣ実施のために多くの時間を要してしまう。その結果、印刷ジョブを受け付けてから実際に印刷が開始されるまでの時間が長くなる、という課題が残る。なお、このような課題に対し、素早く目標光量に達するようにＡＰＣループゲインを高くするという方法がある。しかし、この場合では発振を起こしてしまうことになる。
【０００８】
本発明は、発振を防ぎつつ初期ＡＰＣの目標光量まで素早く光量調整することができる画像形成装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、回転駆動される像担持体にレーザ光を照射する光源と、前記光源から出射されるレーザ光の光量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果と目標光量とを比較し、比較結果に基づき前記光源の駆動電流を制御して光量を調整する調整手段と、前記検出手段の検出結果が所定の閾値を超えた場合、前記調整手段のループゲインを調整開始時の第１のループゲインから第２のループゲインに切り替える切替手段と、を有し、前記第１のループゲインにおける利得が前記第２のループゲインにおける利得よりも高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＡＰＣループゲインを切り替える制御を行うことにより、発振を防ぎつつ初期ＡＰＣの目標光量まで素早く光量調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す縦断面図。
【図２】光走査装置の構成の一例を示す図。
【図３】光量調整の一例を説明するための図。
【図４】光走査装置の制御回路の構成を説明するためのブロック図。
【図５】モードの切り替えを説明するための図。
【図６】初期ＡＰＣの実施開始タイミングを説明するための図。
【図７】図６とは異なる、初期ＡＰＣの実施開始タイミングを説明するための図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、ゲイン切替部の動作を説明するための図。
【図９】ＡＰＣ目標値付近で起きる発振を説明するための図。
【図１０】ＡＰＣ目標値と目標光量との関係を説明するための図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係る画像形成装置の初期ＡＰＣ開始タイミングを説明するための比較。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら実施形態例を説明する。なお、本発明を電子写真方式のフルカラープリンタに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す縦断面図である。
図１に示す画像形成装置１００は、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、帯電装置１０２ａ〜１０２ｄ、現像器１０３ａ〜１０３ｄ、転写ブレード１０４ａ〜１０４ｄ、中間転写ベルト１０５、二次転写ローラ（１０６、２１）、定着装置１０７を含んで構成される。
画像形成装置１００は、また、排紙ローラ１０８、給紙カセット１０９、手差しトレイ１１０、レジローラ１１１、両面反転パス１１２、両面パス１１３、縦パスローラ１１４、光走査装置２００ａ〜２００ｄを有する。
【００１４】
感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄは、各色に対応する像担持体であり、帯電装置１０２ａ〜１０２ｄによって帯電される。帯電された各感光ドラムは、レーザ発光素子を光源とする各々の光走査装置２００ａ〜２００ｄから出射されるレーザ光（光ビーム）により静電潜像が形成される。その後、この静電潜像は各々の現像器１０３ａ〜１０３ｄによりトナーを用いて現像される。
そして、この感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ上それぞれに現像された各色のトナー像は、転写ブレード１０４ａ〜１０４ｄに印加される転写バイアスによって中間転写ベルト１０５に転写される。その後、中間転写ベルト１０５上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ１０６で記録紙に４色が一括転写される。そして、トナー像を担持した記録紙Ｓは定着装置１０７を通過して定着処理が施された後、排紙ローラ１０８等によって装置外に排出される。
【００１５】
記録紙Ｓは、給紙カセット１０９もしくは手差しトレイ１１０などから給紙され、レジローラ１１１で搬送タイミングが調整され、二次転写ローラ１０６へ搬送される。なお、両面印刷時には、定着装置１０７を通った記録紙Ｓは両面反転パス１１２の方向に導かれて逆方向に反転搬送され、両面パス１１３へ搬送される。両面パス１１３を通った記録紙Ｓは再び縦パスローラ１１４を通り、１面目と同様に２面目の画像を作像、転写、定着した後に排出される。
【００１６】
［スキャナ（光走査装置）の構成］
図１に示す４つの光走査装置は、それぞれが同一の機能構成であるため、代表して光走査装置２００ａを例に挙げて説明する。なお、説明の便宜上、光走査装置２００ａを光走査装置２００として示す。
【００１７】
図２は、光走査装置２００の構成の一例を示す図である。
光走査装置２００は、光源である半導体レーザ２０１（ＬＤ：レーザダイオード）、コリメータレンズ２０２、開口絞り２０３、シリンドリカルレンズ２０４、ポリゴンミラー２０５、ポリゴンミラー駆動部２０６を含んで構成される。光走査装置２００は、また、トーリックレンズ（ｆ−θレンズ）１（２０７）、ｆ−θレンズ２（２０８）を有する。
【００１８】
コリメータレンズ２０２は、半導体レーザ２０１から出射された光ビームを平行光束に変換する。開口絞り２０３は、通過する光ビームの光束を制限する。シリンドリカルレンズ２０４は、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り２０３を通過した光束をポリゴンミラー２０５の反射面に主走査方向に長い楕円像として結像する。回転多面鏡であるポリゴンミラー２０５は、ポリゴンミラー駆動部２０６により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転しており、反射面上に結像したレーザ光を偏向走査する。
【００１９】
トーリックレンズは、ｆ−θ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折率を有する。ｆ−θレンズ１（２０７）の主走査方向の表裏の両レンズ面は、非球面形状より成っている。ｆ−θレンズ２（２０８）は、ｆ−θ特性を有する光学素子であり主走査方向と副走査方向とで互いに異なる倍率を有する。
ＢＤ２０９は、レーザービーム検出手段であるＢｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒである。ＢＤ２０９は、画像形成装置１００が備える感光ドラム１０１の画像形成領域外に相当する位置に設置され、反射ミラー２１０によって反射されたレーザ光を検知する。このようにして、ＢＤ２０９は、走査タイミング信号（ＢＤ信号）を生成して信号出力する。
【００２０】
感光ドラム１０１では、回転駆動されるポリゴンミラー２０５により偏向されたレーザ光のスポットがドラム軸に平行に直線状に移動（走査）する。なお、光走査装置２００は、半導体レーザ２０１として複数ビームを発するマルチビームレーザを使用しており、１回の走査により複数本のライン状の静電潜像を形成することができるものとして説明を進める。
【００２１】
感光ドラム１０１は、駆動部２１１によって回転駆動される。これにより、副走査方向（感光ドラムの回転方向）に画像が書き込まれる。なお、感光ドラム１０１表面の走査は、感光ドラム１０１が帯電装置１０２により表面が帯電された後に行われる。また、感光ドラム１０１表面の電位は、照射されたレーザ光の強度に応じて電位が変位する。
【００２２】
［光量調整（ＡＰＣ）］
図３は、光量調整の一例を説明するための図である。
光走査装置は、組み立て時において感光ドラム表面に一定のレーザ光を照射するように光量調整が行われる。ここで、レーザ光の光量を調整する方法の一例を述べる。光走査装置２００のレーザ発光素子４０１は、図３に示すように、画像を描画するためのレーザ光を図右側へ放射（フロント光）するとともに、逆方向（図左側）にもフロント光に対し一定割合の光量のレーザ光を放射（リア光）する。放射されたリア光は、ＰＤセンサ４０３が受光する。そして、ＰＤセンサ４０３が受光する光の強度をモニタし、レーザ発光素子４０１に印加する電流量（駆動電流）にフィードバックする。つまり、ＰＤセンサ４０３は、光量を検出する検出手段として機能する。また、ＰＤセンサ４０３が検出結果として出力するＰＤ電流が所定値となるようにレーザ発光素子４０１に流す駆動電流が調整される。このような一連の調整制御を自動光量調整（ＡＰＣ）と称す。また、このときの動作モードをＡＰＣモードと称す。
なお、画像を描画しているとき（画像モード）では、レーザ光は点滅を繰り返しているためＡＰＣを実施することができない。そこで、非画像領域において所定のタイミングでＡＰＣを実施する。このようなＡＰＣモード、画像モードの切り替えについては、図５を用いて後述する。
【００２３】
［ＡＰＣ制御回路］
図４は、光走査装置２００の制御回路の構成を説明するためのブロック図である。
光走査装置２００の制御回路は、ＡＰＣ制御回路３０１、基準電圧３０２、Ｉ／Ｖ変換回路３０３、電子ボリウム（Ｒ＿ＤＡＣ）３０４、ゲイン切替部３０５、抵抗器（３０６ａ、３０６ｂ）、ゲイン切替スイッチ（３０７ａ、３０７ｂ）を含んで構成される。
光走査装置２００の制御回路は、また、誤差増幅回路３０８、ＣＰＵ３０９、チャージアップコンデンサ３１０、ディスチャージスイッチ３１１、ＡＰＣ切り替えスイッチ３１２を有する。また、Ｉｂ調整回路３１３、ドライバ３１４、レーザ制御部３１５、画像形成部３１６を有する。光走査装置２００は、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）３０９により制御される。
【００２４】
例えば、ＣＰＵ３０９からレーザ制御部３１５に対し、ＡＰＣ制御回路３０１をＡＰＣモードにするよう命令を出すとする。レーザ制御部３１５は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であり、ＣＰＵ３０９からレジスタを設定されるとレーザ光の制御信号（レーザ制御信号）を発生する。レーザ制御信号は、ＣＴＬ信号と称す数ビットのパラレル信号で構成されており、信号のパターンによりモードを変更することができる。この点について、図５を用いて説明する。
【００２５】
図５は、モードの切り替えを説明するための図である。
例えば、１ビームレーザの制御では、ＣＴＬ０〜１の制御信号によってモードの切り替えを行う。この場合、ＣＴＬ０：Ｌ（Low）、ＣＴＬ１：Ｈ（High）であれば、ＡＰＣモードになる。また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈであれば、レーザ光の照射がＯＦＦ（消灯）されるＯＦＦモードになる。ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈであれば、画像モードになる。ＣＴＬ０：Ｌ、ＣＴＬ１：Ｌであれば、ＡＰＣの光量値を０に戻した状態のモード（ディスチャージモード）になる。ディスチャージモードでは、チャージアップコンデンサ３１０の電荷をディスチャージスイッチ３１１によりディスチャージし、レーザ光は照射されない。一般的には、印刷が終了してレーザ発光素子４０１の出力を停止する場合、ディスチャージモードにする。それぞれのモードの詳細については後述する。
【００２６】
図４の説明に戻り、ＡＰＣ制御回路３０１は、ＡＰＣモードへ変更する場合、ＡＰＣ切り替えスイッチ３１２をＯＮ、ディスチャージスイッチ３１１をＯＦＦする。なお、ＡＰＣ開始の直後はチャージアップコンデンサ３１０の電位は０であるため、ドライバ３１４には０［Ｖ］が入力される。
【００２７】
ドライバ３１４は、入力電位によりレーザ発光素子４０１へ供給する電流量を制御する機能を有し、入力電位が低いと低い電流量を供給し、高い電位が入力されると、高い電流量を供給する。一方、ドライバ３１４にはバイアス電流（Ｉｂ）を調整するＩｂ調整回路３１３からも電位が供給される。Ｉｂ調整回路３１３は、レーザ発光素子４０１がレーザ発光しない程度のバイアス電流を決定し、レーザのスイッチングスピードを高速化するための機能を有する。
【００２８】
ＡＰＣの開始当初では、ドライバ３１４にはＩｂ調整回路の出力のみが入力される。そのため、レーザ発光素子４０１は発光せず、ＰＤセンサ４０３が出力するＰＤ電流は０［ｍＡ］である。その後、レーザ発光素子４０１のＰＤ電流をＩ／Ｖ変換回路３０３で電圧に変換したＰＤ電圧が誤差増幅回路３０８に入力される。また、基準電圧３０２をもとにＤ／Ａ変換した電圧も誤差増幅回路３０８に入力される。
【００２９】
電子ボリウム３０４は、光量調整時の設定値でＡＰＣを実施するためのものである。例えば、基準電圧が２［Ｖ］であれば、電子ボリウムのレジスタを５０［％］で設定した場合、電子ボリウムの出力は１［Ｖ］になる。誤差増幅回路３０８は、反転入力にＰＤ電圧が入力され、電子ボリウムの出力が反転入力に入力されると、それぞれの入力の電位差分の利得を乗じて増幅し、この増幅信号を出力端子から出力する。この利得は抵抗器３０６ａ、３０６ｂにより決定される。ここでは、抵抗器３０６ａは、抵抗器３０６ｂよりも高い抵抗値とし、抵抗器３０６ａの利得は抵抗器３０６ｂよりも大きいものとする。また、抵抗器３０６ａ、３０６ｂと直列にゲイン切替スイッチ３０７ａ、３０７ｂが存在するため、それぞれの利得を切り替えることが可能な構成になっている。
【００３０】
ここで、それぞれの利得をＧａｉｎ_ａ（高ゲイン：第１のループゲイン）、Ｇａｉｎ_ｂ（通常ゲイン：第２のループゲイン）とする。ところで、ゲイン切替部３０５はＩ／Ｖ変換回路３０３の出力をモニタしている。光量とＩ／Ｖ変換回路３０３の出力との関係は、後述する図１０に示すように、縦軸にＩ／Ｖ変換回路３０３の出力、横軸に光量として表したとき線形的な関係になる。なお、ゲインの切り替え基準値である所定閾値（Ｖｍ_ｔｈ）は、目標光量Ｐｏに対するＡＰＣ目標値Ｖｍ_ｐｏよりも低い値に設定する。
【００３１】
ゲイン切替部３０５は、所定閾値（Ｖｍ_ｔｈ）を基準にゲイン切替スイッチ３０７ａ、３０７ｂそれぞれを切り替える。このように、ゲイン切替部３０５は、ゲインを切り替える切替手段として機能する。例えば、レーザ光の光量が所定閾値（Ｖｍ_ｔｈ）を下回る場合、ゲイン切替スイッチ３０７ａをＯＮ、ゲイン切替スイッチ３０７ｂをＯＦＦに切り替える。ＰＤセンサ４０３により検出されたレーザ光の光量が目標光量よりも低い場合、ＰＤ電圧は電子ボリウム３０４からの出力に対して低くなる。そのため、誤差増幅回路３０８は、チャージコンデンサに電荷をチャージする動作を行う。一方、ＰＤセンサ４０３により検出されたレーザ光の光量が目標光量よりも高い場合、誤差増幅回路３０８はチャージアップコンデンサ３１０の電流を減ずる動作を行う。このように、ＰＤセンサ４０３の検出結果と目標光量を比較し、比較結果に応じて誤差増幅回路３０８が動作してレーザ光の光量が目標光量となるように調整が行われる。
【００３２】
［初期ＡＰＣ］
印刷開始時にＡＰＣを実施することを初期ＡＰＣと称す。初期ＡＰＣの実施開始タイミングを図６、図７に示すグラフを用いて説明する。
図６に示すグラフは、縦軸をポリゴンモータの回転速度、横軸を起動時からの経過時間としている。まず、印刷開始時にポリゴンモータが起動され、一定の回転数となるように制御される。なお、図示しないポリゴンモータ自身の回転信号（ＦＧ信号）に基づき回転数が制御される。例えば、ポリゴンモータでは、ポリゴンモータの１周に対し６周期の矩形波が出力される。ポリゴンモータが一定の速度に達した場合、その速度が維持（ポリゴンモータＦＧ速度ロック）されてＡＰＣ（初期ＡＰＣ）が開始される。初期ＡＰＣによりレーザ光の光量が目標値になった場合、ＢＤ制御が開始されてライン間ＡＰＣが実施される。
【００３３】
図７に示すグラフは、縦軸をレーザ光の光量（レーザ光量）、横軸をポリゴン起動時からの経過時間としている。図７に示すように、ポリゴンモータＦＧ速度ロック後に初期ＡＰＣが開始される。その後、初期ＡＰＣによりレーザ光の光量が目標値に至り、ＢＤ制御が開始されてライン間ＡＰＣが実施される。このようなタイミングで初期ＡＰＣからライン間ＡＰＣへ移行する。
レーザ制御部３１５をＡＰＣモードに設定するとＡＰＣ切り替えスイッチ３１２をＯＮ、ディスチャージスイッチ３１１をＯＦＦとする。ＡＰＣを開始した直後はチャージアップコンデンサ３１０の電位は０であるためドライバ３１４には０［Ｖ］が入力される。
そのため、ＰＤ電圧が、電子ボリウム３０４からの出力に対して低いため、誤差増幅回路３０８はチャージコンデンサに電荷をチャージする動作を行いドライバは出力電流を増加させる。
【００３４】
図８は、ゲイン切替部３０５の動作を説明するための図である。図９は、ＡＰＣ目標値（Ｖｍ_ｐｏ）付近で起きる発振を説明するための図である。
図８（ａ）に示すグラフは、縦軸をＩ／Ｖ変換回路出力、横軸を初期ＡＰＣ開始時からの経過時間としている。図８（ｂ）に示すグラフは、縦軸をゲイン、横軸を初期ＡＰＣ開始時からの経過時間としている。
初期ＡＰＣの開始直後では、Ｉ／Ｖ変換回路出力がゲイン切替閾値（Ｖｍ_ｔｈ）よりも低い。そのため、ゲイン切替部３０５は、抵抗器３０６ａを選択するためにゲイン切替スイッチ３０７ａをＯＮ、ゲイン切替スイッチ３０７ｂをＯＦＦする。つまり、調整開始時には、図８（ｂ）に示すように、ゲインはＧａｉｎ_ａになる。そして、時間経過とともに光量が増加し、Ｉ／Ｖ変換回路３０３の出力も増加してくる。そして、Ｉ／Ｖ変換回路３０３の出力がゲイン切替閾値（Ｖｍ_ｔｈ）を超えた場合、ゲイン切替部３０５は、ゲイン切替スイッチ３０７ａをＯＦＦ、ゲイン切替スイッチ３０７ｂをＯＮする。これにより、ゲインをＧａｉｎ_ｂに切り替える。
ここで仮に、ゲインをＧａｉｎ_ａのままとした場合では、ＰＤセンサ４０３の応答性よりも誤差増幅回路３０８の応答性が上回ることになる。つまり、この場合では、図９に示すようにＡＰＣ目標値（Ｖｍ_ｐｏ）付近で発振を起こしてしまうことになる。
【００３５】
このように画像形成装置１００では、ＡＰＣループゲインを切り替える制御が行われる。また、目標光量Ｐｏまで達し、ＢＤセンサの出力を得ることができるようになると、ポリゴン回転制御はＢＤ信号による制御が開始される。ＢＤ信号によるポリゴン回転制御の開始を契機に、ＢＤ信号に同期したタイミングでライン間ＡＰＣが開始される。以下、前述した図５を用いてライン間ＡＰＣについて説明する。なお、ライン間ＡＰＣでは、ゲインを切り替える制御は行われない。
【００３６】
［ライン間ＡＰＣ］
ライン間ＡＰＣでは、ＢＤ信号に同期しながら１走査内におけるＣＴＬ信号（ＣＴＬ０〜１）の変化に基づきモードの切り替えが行われる。例えば、図５においては、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈの状態ではレーザ光の照射がＯＦＦされる。ただし、チャージアップコンデンサ３１０の電荷は保持される。つまり、ＯＦＦモードは、ＡＰＣにおける光量値を保存しながらもレーザ光を照射しないという状態である。また、ＣＴＬ０：Ｈ、ＣＴＬ１：Ｈの状態（画像モード）では、チャージアップコンデンサ３１０の電位がレーザ発光素子４０１に印加される。
【００３７】
図１０は、ＡＰＣ目標値と目標光量との関係を説明するための図である。
ＡＰＣモードでは、目標光量ＰｏとなるようにＡＰＣ制御が行われる。ライン間ＡＰＣでは、Ｉ／Ｖ変換回路３０３の出力が所定閾値（Ｖｍ_ｔｈ）を上回ることから抵抗器３０６ｂが選択される。また、ＡＰＣ切り替えスイッチ３１２がＯＮの場合、チャージアップコンデンサ３１０に電荷がチャージされつつ、この電荷がドライバ３１４に入力される。そして、ＡＰＣ切り替えスイッチ３１２がＯＦＦされた場合、チャージアップコンデンサ３１０に保持された電荷がドライバ３１４に入力される。ドライバ３１４にバイアス電流を印加する場合、ドライバ３１４にチャージアップコンデンサ３１０しくは誤差増幅回路３０８の出力がバイアス電流に重畳されて印加される。
【００３８】
この様に、本実施形態に係る画像形成装置１００では、ＡＰＣループゲインを切り替える制御を行うことにより、発振を防ぎつつ初期ＡＰＣの目標光量まで素早く光量調整することができる。そのため、初期ＡＰＣの実施時における感光体ドラムの露光を低減することができる。また、マルチビームレーザの場合では、全てのレーザービームに対する初期ＡＰＣが完了するまで時間を短縮することが可能になり、その結果、印刷開始までに要する時間を短縮することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
初期ＡＰＣに要する時間を短縮することにより、感光体ドラムを露光するレーザ光の総光量を減少させることができることは既に説明した通りである。また、一般的には、ポリゴンモータが出力するＦＧ信号をモニタし、ポリゴンモータが目標速度に達してＦＧ速度ロック後に初期ＡＰＣを開始する。
本実施形態では、総光量が減少していることを考慮し、ポリゴンモータの目標速度に達する前に初期ＡＰＣを開始する画像形成装置について説明する。なお、第１実施形態において既に説明した機能構成と同一のものは、同じ符号を付すとともにその説明を省略する。
【００４０】
図１１は、初期ＡＰＣの開始タイミングを説明するための図である。図１１（ａ）は、ＦＧ速度ロック後に初期ＡＰＣを開始する場合のタイミング図である。図１１（ｂ）は、本実施形態に係る画像形成装置における初期ＡＰＣの開始タイミングを説明するための図である。
一般的には、図１１（ａ）に示すように、ポリゴンモータ起動からの経過時間（以下、経過時間と称す）とポリゴンモータ速度との関係図から見て取れるように、ポリゴンモータが目標速度に到達しＦＧ速度ロックしたタイミングで初期ＡＰＣを開始する。また、経過時間とレーザ光量との関係図から見て取れるように、初期ＡＰＣは一定期間行われる。この時のゲインは、Ｇａｉｎ_ｂ（通常ゲイン）である。そして、初期ＡＰＣが終了すると感光体ドラムに対しレーザ光は照射されなくなる。その後、経過時間と現像高圧との関係図から見て取れるように、現像器１０３に対する現像高圧の印加が開始される。現像高圧が目標電圧に達したことを契機に印刷が開始される。
【００４１】
一方、図１１（ｂ）では、経過時間とポリゴンモータ速度との関係図から見て取れるように、ポリゴンモータが目標速度に達する前に初期ＡＰＣが開始される。なお、この場合の初期ＡＰＣ開始のタイミングは、感光体ドラムへの露光量と、感光体の露光強度の限界に対する関係を実験的に求めることにより設定することができる。また、このタイミングは、初期ＡＰＣが終了した時点でポリゴンモータが目標速度に達するようなタイミングに設定する。例えば、ポリゴンモータ起動時から一定時間後に初期ＡＰＣを開始するように設定してもよいし、ポリゴンモータが一定回転数に達したタイミングで初期ＡＰＣを開始するように設定してもよい。
【００４２】
また、第１実施形態において既に説明したように初期ＡＰＣの開始直後では、ゲインをＧａｉｎ_ａ（高ゲイン）に設定する。そのため、経過時間とレーザ光量の関係図から見てとれるように初期ＡＰＣに要する時間が図１１（ａ）の場合と比べて短くなる。
また、経過時間とＡＰＣループゲインの関係図から見てとれるように、初期ＡＰＣが終了する直前でゲインはＧａｉｎ_ｂになる。そして、初期ＡＰＣが終了すると感光体ドラムに対しレーザ光は照射されなくなる。その後、経過時間と現像高圧との関係図から見て取れるように、現像器１０３に対する現像高圧の印加が開始される。現像高圧が目標電圧に達したことを契機に印刷が開始される。
【００４３】
このように、本実施形態に係る画像形成装置では、ポリゴンモータが目標速度に達することを待たずに初期ＡＰＣを開始することができる。これにより、ポリゴンモータの起動から印刷開始までに要する時間をさらに短縮することができる。
【００４４】
上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１００・・・画像形成装置、１０１ａ〜１０１ｄ・・・感光ドラム、１０２ａ〜１０２ｄ・・・帯電装置、１０３ａ〜１０３ｄ・・・現像器、１０４ａ〜１０４ｄ・・・転写ブレード、１０５・・・中間転写ベルト、１０６（２１）・・・二次転写ローラ、１０７・・・定着装置、１０８・・・排紙ローラ、１０９・・・給紙カセット、１１０・・・手差しトレイ、１１１・・・レジローラ、１１２・・・両面反転パス、１１３・・・両面パス、１１４・・・縦パスローラ、２００ａ〜２００ｄ・・・光走査装置。
【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５】
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