(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を走査露光する際に用いられ、Ｙ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＹ色用の発光点、Ｍ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＭ色用の発光点、Ｃ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＣ色用の発光点、及びＫ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＫ色用の発光点が前記レーザビームの出力方向と交差した所定方向に沿って配置された単一のレーザ光源であって、
濃度変動に対する人間の相対感度が低い前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点が前記所定方向の外側になるように、相対感度の高い前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点が前記所定方向の内側になるように配置した、
ことを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ光源の点灯制御方法であって、
前記発光点の各々に対して、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし、且つ前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の方が、前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点よりも、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形を制御する、
ことを特徴とする点灯制御方法。
【請求項３】
請求項１記載のレーザ光源を駆動する駆動回路であって、
前記発光点の各々に対して、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし、且つ前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の方が、前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点よりも、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形を整形する波形整形手段を備えた、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項４】
前記波形整形手段が、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように前記出力波形にオーバーシュートを発生させるオーバーシュート回路を備え、
前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の光出力波形のオーバーシュート量を前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点の光出力波形のオーバーシュート量よりも大きくした、
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記発光点の各々に対して該発光点の点灯開始前からレーザ発振電流以下のバイアス電流を予め印加するためのバイアス電流源を備え、
前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点に印加するバイアス電流値を前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点に印加するバイアス電流値よりも大きくした、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
請求項１記載のレーザ光源を備えた光走査装置によって、前記発光点の各々から出力されたレーザビーム各々により感光体を走査露光して感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置。
【請求項７】
前記レーザ光源の駆動を、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の駆動回路により制御する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源、点灯制御方法、駆動回路、及び画像形成装置に係わり、特に、レーザビームを出力する複数の発光点が設けられた単一のレーザ光源を備え、且つ前記複数の発光点から出力されたレーザビーム各々により感光体を走査露光して感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置におけるレーザ光源、前記レーザ光源の点灯制御方法、この点灯制御方法を適用可能な駆動回路、及びこの点灯制御方法を適用可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置では、例えば図１８に示すように、図中矢印Ａ方向に回転すると共に帯電器１００によって一様帯電された感光体１０１上を、図示しないレーザ光源やポリゴンミラー（回転多面鏡）１０２等を含んで構成された光走査装置（レーザ露光装置）１０４によって、レーザビーム１０６を所望の出力画像信号に応じて点滅させて露光することによりデジタル画像の静電潜像を感光体１０１上に形成し、これを現像器１０８により現像することで顕像化し、得られたトナー像を図中矢印Ｂ方向へ搬送される記録媒体１１０上に転写器１１２により転写し、定着器１１４により定着させるという、所謂電子写真方式によってデジタル画像を形成するのが一般的である。なお、感光体１０１上に残ったトナーは、クリーニング装置１１６によりクリーニングされる。
【０００３】
静電潜像を感光体１０１上に形成させるための光走査装置１０４に用いられるレーザ光源としては、一般に半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）が用いられる。半導体レーザからは、形成すべき画像に応じて変調されたレーザビーム１０６が出力される。また、このようなレーザビームによる感光体１０１への画像の書き出しタイミングを得るために、ポリゴンミラー１０２で偏向されたレーザビーム１０６の走査光路上の画像書き出し側に図示しない受光素子（フォトダイオード）が設けられている。この受光素子上を通過したレーザビーム（ＳＯＳ信号：Start Of Scan）を検出することで水平同期を取り、これにより画像の書き出しタイミングを決定している。さらに、レーザビーム１０６はポリゴンミラー１０２によって偏向されると共に、図示しない光学系によりビーム径や感光体１０１上における走査速度等が補正されて感光体１０１上に結像される。
【０００４】
カラー画像を形成するカラーレーザビームプリンタ等のカラー画像形成装置としては、図１９に示すように、帯電器１００、感光体１０１、光走査装置１０４、現像器１０８、転写器１１２、及びクリーニング装置１１６で構成される画像形成部を、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色分設け、これら画像形成部を搬送ベルト１１８の移動方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って配置したもの（所謂タンデム型）が知られている。このようなカラー画像形成装置では、各色毎に、感光体１０１への帯電、露光、現像が施され、各感光体１０１に形成された各トナー像を記録媒体１１０へ順次各転写器１１２により転写し、その後定着器１１４で定着することによりカラー画像を形成している。
【０００５】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、光走査装置が４個必要となるため装置が大型化したり、各色用のレーザビームによる感光体への書き込み位置を正確に合せるための技術が必要であった。
【０００６】
画像形成装置の大型化を防ぐため、例えば特開平１０−２０６０８号公報には、図２０、２１、２２に示すような画像形成装置１２０、１２２、１２４が提案されている。
【０００７】
図２０に示す画像形成装置１２０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像データに基づいて変調された４本のレーザビームを出射する光走査装置１１と、光走査装置１１から出射された４本のレーザビームに対応して設けられ、該レーザビームによる露光により表面に静電潜像をそれぞれ形成する感光体ドラム３２と、により構成されている。
【０００８】
光走査装置１１は、近接した４本のレーザビーム１３を出射するマルチビームレーザアレイ（Ｑｕａｄレーザ）１２と、マルチビームレーザアレイ１２から出射された拡散する４本のレーザビームをそれぞれ平行ビームにするコリメータレンズ１４と、コリメータレンズ１４を通過した４本のレーザビームをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレンズ１６と、シリンドリカルレンズ１６を通過した４本のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミラー１８と、反射ミラー１８で反射した４本のレーザビームを所定方向へ反射偏向するポリゴンミラー２０と、ポリゴンミラー２０で反射偏向した４本のレーザビームをそれぞれ主走査方向、及び副走査方向に集束させて感光体ドラム３２の露光ライン上を等速度で走査させるｆθレンズ２２と、ｆθレンズ２２を通過した４本のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミラー２４と、出射窓支持部材２５上に支持され、反射ミラー２４で反射した４本のレーザビームを感光体ドラム３２の配列位置に応じた方向に分離する光分離多面鏡２６と、光分離多面鏡２６で分離された４本のレーザビームをそれぞれ対応する感光体ドラム３２に導く最終ミラー（シリンドリカルミラー）２８と、で構成されている。
【０００９】
光分離多面鏡２６は、入射する４本のレーザビームの中心を通り、これらのレーザビームの光軸と平行な面に関して対称な位置に、それぞれレーザビームの入射方向に対して互いに異なった所定の角度で２面ずつ配置させられ、入射した４本のレーザビームを４つの異なった方向に反射する反射面を有して構成されている。反射面の反射角は、感光体ドラム３２の配列位置に応じて最終ミラー２８の位置と含めてマルチビームレーザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しくなるように設定される。
【００１０】
最終ミラー２８は、光分離多面鏡２６に入射する４本のレーザビームの中心を通り、それらのレーザビームの光軸に平行な面に関して対称で、且つ、感光体ドラム３２の配列位置に基づいて光分離多面鏡２６の反射面の反射角との関係を含めてマルチビームレーザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しくなるように設定された位置に配置されている。
【００１１】
また、図２０に示すように、マルチビームレーザアレイ１２は制御装置１５によって制御される。また、制御装置１５は、図示しないＡＰＣ回路を含んでおり、マルチビームレーザアレイ１２に設けられたレーザビーム１３のバックビームを検知するための図示しないフォトダイオードの出力（レーザビームの光量）をモニタして、光量が予め定めた所定光量になるように光量調整する、所謂ＡＰＣ（Auto Power Control）制御を行うことができると共に、入力された画像信号に応じて各レーザビームのオンオフのタイミングを制御する。
【００１２】
次に、図２１に示す画像形成装置１２２について説明する。なお、図２０に示した画像形成装置１２０と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１３】
画像形成装置１２２は、最終ミラー２８を反射ミラーとし、最終ミラー２８で反射したレーザビームをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレンズ３０を備えている。
【００１４】
次に、図２２に示す画像形成装置１２４について説明する。なお、図２０に示した画像形成装置１２０と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１５】
画像形成装置１２４は、感光体ドラム３２が中間転写ドラム３４上に配置されており、中間転写ドラム３４の下方に転写ロール３６が配置された構成である。
【００１６】
また、特開平６−２８６２２６号公報にも、マルチビームレーザアレイを光源とする光走査装置を備えた画像形成装置が記載されている。
【００１７】
これらの画像形成装置では、４本のレーザビームを出射するマルチビームレーザアレイ１２からの各レーザビーム１３を、Ｙ（イエロー）色用、Ｍ（マゼンダ）色用、Ｃ（シアン）色用、Ｋ（ブラック）色用に各々割り当て、各レーザビームを各色毎に設けられた感光体ドラム３２に略平行に入射させる事で、１つの光走査装置で４色分の画像を形成させている。また、これらの画像形成装置では、各色毎の感光体ドラム３２に形成されたトナー像を順次中間転写体に重ね合わせた後、用紙上に一括して転写するため、高速かつコンパクトで安価な構成とすることができる。このようにマルチビームレーザアレイを光源として使用することにより、ポリゴンミラー等の光学部品を共通にして光走査装置を１つにすることができるため、装置をコンパクトに構成することができると共に、処理の高速化を図ることができる。
【００１８】
ところで、一般的に、半導体レーザの特性として、半導体レーザに供給する駆動電流と出力光量との関係には以下のような関係がある。すなわち、駆動電流が所定の閾値電流Ｉｔｈ以下の場合にはレーザ発振せずＬＥＤ発光し（ＬＥＤ発光領域：自然発光領域）、閾値電流Ｉｔｈを超えた場合には駆動電流に略比例した出力光量でレーザ発振する（Ｉ−Ｌ特性）。
【００１９】
このような半導体レーザを使用した画像形成装置では、前述したＡＰＣ制御を行うことにより、半導体レーザを所望の出力光量に調整する。すなわち、レーザビームのバックビームを検知するためのフォトダイオードの出力、すなわちレーザビームの光量に略比例した電流を電圧変換して得られるモニタ電圧と光量設定電圧とを比較し、モニタ電圧が光量設定電圧と一致するように駆動電流を制御することにより、所望の出力光量に調整する。このようなＡＰＣ制御を行うことにより、むらの少ない画像を得ることができる。
【００２０】
また、半導体レーザは、前述のように、駆動電流値が所定のしきい値電流値Ｉｔｈ以上となった場合に該駆動電流値の大きさに応じた光量のレーザ光を出力するが、この駆動電流を通電し続けるとチップ自体が発熱し、出力光量が低下することが知られている。すなわち、通電による発熱でレーザの効率が低下する温度によるＩ−Ｌ特性シフトが生じる。したがって同一光量を連続的に得ようとするときは、駆動電流値を大きくしなければならない。
【００２１】
一方、マルチビームレーザアレイは、通常数百μｍ（ミクロン）程の大きさ位の同一のレーザチップ上に、光を出力する複数の発光点を現在一般的なものでは１０μｍから１００μｍ間隔で配列され、出力光量をモニタするためのＰＤは、該複数の発光点で共通に１つのみ設けられている。すなわち、マルチビームレーザアレイは、発光点は複数だがＰＤは１つだけであるので、画像形成装置では、各発光点毎に独立して光量調整を行うことが必要とされるが、同時に複数の発光点の光量調整を行うことはできない。このため、画像形成装置では、画像形成に際して、時系列的に各発光点を１つずつ点灯して当該発光点の光量調整を実施した後、画像形成を行うようになっている。
【００２２】
マルチビームレーザアレイの場合は、各発光点が上記で説明したような半導体レーザと同様の出力特性を有し、各発光点の出力光量は他の発光点の点灯により発生する熱により影響を受けることになる。すなわち、マルチビームレーザアレイを使用する場合は、光量低下を引き起こす発光点が複数個存在するため、各発光点間の熱干渉（熱クロストーク）が問題となる。
【００２３】
具体的に、４つの発光点が略直線上に配列されたマルチビームレーザアレイについて説明する。各発光点を一方の端部からＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４（図４（Ｃ）参照）とすると、図２３に示すように、ＣＨ１についてＡＰＣ制御を行ってＣＨ１の出力光量が所定光量になるように調整した後（Ｔ１の期間）、ＣＨ１を該所定光量にて連続点灯しているときに（Ｔ２の期間）、ＣＨ２が点灯されると、ＣＨ２の発光による発熱によりＣＨ１の発光量がΔＡだけ低下する（Ｔ３の期間）。同様に、ＣＨ１の発光量は、さらにＣＨ３の点灯が加わるとＣＨ３の発光による発熱によりさらにΔＢだけ低下し（Ｔ４の期間）、さらにＣＨ４の点灯が加わるとさらにΔＣだけ低下する（Ｔ５の期間）。このような光量の低下が他の発光点にも発生し、所謂熱クロストークが発生する。
【００２４】
この熱クロストークによる光量低下量は、熱源となる他の発光点との距離が近い程大きい。マルチビームレーザアレイ１２では、内側の発光点であるＣＨ２，ＣＨ３から出射されるレーザビームは、外側の発光点であるＣＨ１，ＣＨ４から出射されるレーザビームと比較して両側に熱源となる発光点を有するため熱干渉による光量変動が大きくなる。
【００２５】
これは、両側に発光点を有するＣＨ２、ＣＨ３は、片側にしか発光点を有さないＣＨ１、ＣＨ４に比べて、隣り合う発光点による発熱の影響を多く受けると共に、発生した熱が逃げにくいためである。これにより、ＣＨ２，ＣＨ３は、ＣＨ１，ＣＨ４と比べて熱クロストークによる光量変動が大きくなる。
【００２６】
このようなマルチビームレーザアレイにおける熱クロストークによる光量変動を防止するための技術として、特開平９−２１４６９７号公報には、レーザチップ内の隣接しない点灯順序により、順次光量調整することで、光量調整時のレーザチップの発熱による熱クロストークの影響を低減する技術がある。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成時は、プリントスピードの高速化のためにＹＭＣＫの各色成分の画像の書き込みが同時に並行して行われるため、複数の発光点が同時に点灯されることがあり、従来技術は、発光点を１つずつ点灯して各発光点の光量調整を行う際の光量調整時の熱クロストークの影響を除去するものであり、画像形成時の複数の発光点の同時点灯による熱クロストークには対応できなかった。
【００２８】
以下、この複数の発光点の同時点灯による熱クロストークについて詳しく説明する。図２４に、レーザビームの点灯数と規格化出力光量比との関係を示す。図２４に示す規格化光量比は、レーザアレイ光源のパッケージ温度が約２５°Ｃの場合において、各レーザビームの出射出力光量を一定に合せたときの光量を１とし、点灯数を増加させた時のレーザ出射出力光量の比率を表したものである。図２４から明らかなように、レーザビームの点灯数に比例して光量が低下するのが判る。
【００２９】
また、図２５に、レーザの光量変動ΔＰ（％）と濃度差ΔＤとの関係を示す。図２５から明らかなように、光量変動ΔＰと濃度差ΔＤとは比例関係にあり、光量変動ΔＰが大きくなるに従って濃度差ΔＤも大きくなるのが判る。
【００３０】
すなわち、事前に正確に光量調整を行っていても、画像形成時に同時に複数の発光点が点灯されると、その点灯本数や点灯時間等により、レーザチップ内で発熱による熱クロストークが発生するため、出力光量が低下し、所望の出力光量を得ることができなくなってしまう。このような画像形成時の熱クロストークによる光量低下は、出力画像上に濃度変動となってあらわれ、特に、前述したように内側と外側の発光点とでは光量低下量が異なるため、カラー画像の場合は色味が変化してしまい、所望の出力画像が得られなくなってしまうという問題があった。
【００３１】
また、近年の画像形成装置の高画質化に伴って、より豊かな階調性を得るために、光走査装置の出射レーザビームのパワーレンジを広くとる、すなわちより広い出射パワーのダイナミックレンジを確保することが求められ、出射パワーの保証最低光量は低くなる傾向にあるが、マルチビームレーザアレイでは、出射パワーを低くしていくと、熱クロストークの出射光量への寄与率が大きくなる傾向があることが知られている。
【００３２】
図２６に、マルチビームレーザアレイのレーザ出射光量（ｍＷ）と光量変動ΔＰ（％）との関係を示す。なお、図２６に示す光量変動ΔＰは、周波数６００Ｈｚでデューティを１０％、９０％にしてパルス点灯させ、レーザアレイ光源のパッケージ温度が約６０°Ｃの場合において、デューティ９０％で点灯した時の収束光量とデューティ１０％で点灯した時のピーク光量との比で、通称ドループと呼ばれている光量変化である。図２６から明らかなように、各レーザの出射光量が低下するに従って光量変動ΔＰ、すなわち熱クロストーク量が急激に増加するのが判る。
【００３３】
すなわち、階調性を得ようとする場合、低濃度になる程、熱クロストークの影響が大きくなってしまい、リニアな階調特性が得られなくなってしまう。このような熱クロストークの影響を少なくしようとすると、逆にダイナミックレンジが確保できず豊かな階調性を得ることができないということになる。
【００３４】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、マルチビームレーザアレイを使用する画像形成装置において、熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすることができると共に、ダイナミックレンジを広くすることが可能な点灯制御方法、駆動回路、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、感光体を走査露光する際に用いられ、Ｙ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＹ色用の発光点、Ｍ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＭ色用の発光点、Ｃ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＣ色用の発光点、及びＫ色の画像データに基づいて変調されたレーザビームを出力するＫ色用の発光点が前記レーザビームの出力方向と交差した所定方向に沿って配置された単一のレーザ光源であって、濃度変動に対する人間の相対感度が低い前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点が前記所定方向の外側になるように、相対感度の高い前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点が前記所定方向の内側になるように配置した、ことを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のレーザ光源の点灯制御方法であって、前記発光点の各々に対して、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし、且つ前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の方が、前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点よりも、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形を制御する、ことを特徴としている。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、Ｙ色用の発光点、Ｍ色用の発光点、Ｃ色用の発光点、及びＫ色用の発光点がレーザビームの出力方向と交差した所定方向に沿って配置された単一のレーザ光源を光源として用いて画像を形成する際に、発光点の各々に対して、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし、且つＹ色用の発光点及びＫ色用の発光点の方が、Ｍ色用の発光点及びＣ色用の発光点よりも、点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形を制御する。したがって、発光点の各々が同時に点灯されて、熱クロストークにより出力光量が低下してしまっても、該低下分を例えば点灯開始時の光量により補うように光出力波形を変えることができ、従来よりも熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすることができる。また、熱クロストークの影響を低減できるので、低出力側にパワーレンジを広げても、熱クロストークによる濃度変動を目立たせなくなり、従来よりもダイナミックレンジを広げることができる。
【００３７】
なお、画像形成装置では、前述したように一般にＡＰＣ制御が行われるが、ＡＰＣ制御は所定期間点灯し続けて行われるため、このように点灯開始時のみ出力光量を変化させることによるＡＰＣ制御結果への影響はなく、本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載のレーザ光源を駆動する駆動回路であって、前記発光点の各々に対して、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし、且つ前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の方が、前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点よりも、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形を整形する波形整形手段を備えた、ことを特徴としている。
【００３９】
請求項３に記載の発明によれば、発光点の各々がレーザビームの出力方向と交差した所定方向に沿って配置された単一のレーザ光源を駆動するために、発光点の各々に対して波形整形手段が設けられており、この波形整形手段により、点灯開始時の出力光量を、自動的に光量を制御する場合の設定出力光量よりも高くし且つＹ色用の発光点及びＫ色用の発光点の方が、Ｍ色用の発光点及びＣ色用の発光点よりも、点灯開始時の出力光量が高くなるように、各々対応する発光点の出力波形が整形される。すなわち、発光点の各々について、発光点の各々が同時に点灯されて、熱クロストークにより出力光量が低下してしまっても、波形整形手段により該低下分を例えば点灯開始時の光量により補うように光出力波形を整形することができる。したがって、前記単一のレーザ光源を用いて感光体を走査露光して画像を形成した際に、従来よりも熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすることができる。また、熱クロストークの影響を低減できるので、低出力側にパワーレンジを広げても、熱クロストークによる濃度変動を目立たせなくなり、従来よりもダイナミックレンジを広げることができる。
【００４２】
これは、例えば、請求項４に記載されているように、前記波形整形手段が、前記点灯開始時の出力光量が高くなるように前記出力波形にオーバーシュートを発生させるオーバーシュート回路を備え、前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点の光出力波形のオーバーシュート量を前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点の光出力波形のオーバーシュート量よりも大きくすることで実現可能である。また、請求項５に記載されているように、前記発光点の各々に対して該発光点の点灯開始前からレーザ発振電流以下のバイアス電流を予め印加するためのバイアス電流源を備え、前記Ｙ色用の発光点及び前記Ｋ色用の発光点に印加するバイアス電流値を前記Ｍ色用の発光点及び前記Ｃ色用の発光点に印加するバイアス電流値よりも大きくすることでも実現可能である。
【００４３】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載のレーザ光源を備えた光走査装置によって、前記４つの発光点から出力されたレーザビーム各々により感光体を走査露光して感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置である。また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置であって、前記レーザ光源の駆動を、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の駆動回路により制御する、ことを特徴とするものである。
【００４４】
請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、レーザビームを出力する複数の発光点が設けられた単一のレーザ光源を駆動するために上記の駆動回路が用いるので、従来よりも熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすることができる。また、熱クロストークの影響を低減できるので、低出力側にパワーレンジを広げても、熱クロストークによる濃度変動を目立たせなくなり、従来よりもダイナミックレンジを広げることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００４６】
［概略構成］
図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像データに基づいて変調された４本のレーザビームを出射する光走査装置１１、光走査装置１１を制御する制御装置１５、Ｃ色用のレーザビームを検出するためのＳＯＳセンサ１７、該ＳＯＳセンサ１７からのＳＯＳ信号に基づいて各色画像の画像書き出しタイミングを決定するためのタイミング信号を出力するタイミング信号発生回路１９、光走査装置１１から出射された４本のレーザビームに対応して設けられ、該レーザビームによる露光により表面に静電潜像をそれぞれ形成する４個の感光体ドラム３２、Ｙ色用及びＭ色用の感光体ドラム３２に各々形成された色画像、Ｃ色用及びＫ色用の感光体ドラム３２に各々形成された色画像を転写するための２個の中間転写ロール３３、該２個の中間転写ロール３３に各々形成されたＹ色画像及びＭ色画像が重ね合された色画像とＣ色画像及びＫ色画像が重ね合された色画像とを転写するための中間転写ドラム３４、及び中間転写ドラム３４上に形成されたＹ色画像、Ｍ色画像、Ｃ色画像、及びＫ色画像が重ね合されたカラー画像を記録媒体に転写するための転写ロール３６により構成されている。
【００４７】
光走査装置１１は、近接した４本のレーザビーム１３を出射するマルチビームレーザアレイ１２と、マルチビームレーザアレイ１２から出射された４本のレーザビームをそれぞれ平行光化にするコリメータレンズ１４と、コリメータレンズ１４を通過した４本のレーザビームをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレンズ１６と、シリンドリカルレンズ１６を通過した４本のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミラー１８と、反射ミラー１８で反射した４本のレーザビームを所定方向へ反射偏向するポリゴンミラー２０と、ポリゴンミラー２０で反射偏向した４本のレーザビームをそれぞれ主走査方向、及び副走査方向に集束させて感光体ドラム３２の露光ライン上を等速度で走査させるｆθレンズ２２と、ｆθレンズ２２を通過した４本のレーザビームを所定の方向に反射する反射ミラー２４と、反射ミラー２４で反射した４本のレーザビームを感光体ドラム３２の配列位置に応じた方向に分離する光分離多面鏡２６と、光分離多面鏡２６で分離された４本のレーザビームを反射する反射ミラー２７と、反射ミラー２７で反射されたレーザビームをそれぞれ対応する感光体ドラム３２に導く最終ミラー（シリンドリカルミラー）２８と、Ｃ色用のレーザビームをＳＯＳセンサ１７へ導くためのピックアップミラー３８と、で構成されている。
【００４８】
光分離多面鏡２６は、入射する４本のレーザビームの中心を通り、これらのレーザビームの光軸と平行な面に関して対称な位置に、それぞれレーザビームの入射方向に対して互いに異なった所定の角度で２面ずつ配置させられ、入射した４本のレーザビームを４つの異なった方向に反射する反射面を有して構成されている。反射面の反射角は、感光体ドラム３２の配列位置に応じて最終ミラー２８の位置と含めてマルチビームレーザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しくなるように設定される。
【００４９】
最終ミラー２８は、光分離多面鏡２６に入射する４本のレーザビームの中心を通り、それらのレーザビームの光軸に平行な面に関して対称で、且つ、感光体ドラム３２の配列位置に基づいて光分離多面鏡２６の反射面の反射角との関係を含めてマルチビームレーザアレイ１２から感光体ドラム３２までの各光路長が等しくなるように設定された位置に配置されている。
【００５０】
図２には、光走査装置１１の走査光学系の光軸を含む平面における展開図が示されている。ここで、図２（Ａ）は副走査方向の展開図に対応し、マルチビームレーザアレイ１２から出射されたレーザビームは、コリメータレンズ１４、及びシリンドリカルレンズ１６によりポリゴンミラー２０上で集束し、次いでｆθレンズ２２により光分離多面鏡２６の反射面上で集束し、更に最終ミラー２８により感光体ドラム３２上で集束する。即ち、副走査方向では、マルチビームレーザアレイ１２の出射面とポリゴンミラー２０、また、ポリゴンミラー２０と光分離多面鏡２６、更に、光分離多面鏡２６と感光体ドラム３２のドラム面が光学的に共役関係になっている。
【００５１】
一方、図２（Ｂ）は主走査方向の展開図に対応し、マルチビームレーザアレイ１２から出射されたレーザビームは、コリメータレンズ１４により平行ビームにされ、次いでｆθレンズ２２により感光体ドラム３２上に結像される。
【００５２】
以上の構成において、マルチビームレーザアレイ１２からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像データに基づいて変調された４本のレーザビームが出射されると、コリメータレンズ１４により平行ビームにされた後、シリンドリカルレンズ１６により副走査方向に集束され、更にポリゴンミラー２０で反射偏向される。反射偏向された４本の偏向ビームはｆθレンズ２２により主走査方向、及び副走査方向にそれぞれ集束され、反射ミラー２４により光分離多面鏡２６に導かれ、そこで感光体ドラム３２の配列位置に応じた方向に分離される。分離された４本のレーザビームはそれぞれ対応する感光体ドラム３２に導く最終ミラー２８で反射され、予め帯電を受けて回転する感光体ドラム３２を露光して、感光体ドラム３２の表面に静電潜像を形成する。
【００５３】
［マルチビームレーザアレイの詳細構成］
次に、マルチビームレーザアレイ１２について説明する。マルチビームレーザアレイ１２としては、図３に示すような一般的なＴ０管タイプパッケージのものを用いることができる。
【００５４】
詳しくは、図３（Ｂ）に示すように、マルチビームレーザアレイ１２は、レーザアレイ４０がステム７４上に設けられ、これが図３（Ａ）に示すようなウィンドウキャップ７２でパッケージングされた構成となっている。ウィンドウキャップ７２の上部には、窓部７６が設けられており、この窓部７６に対応するウィンドウキャップ７２の内側には、ガラス７８が封止接着剤８０により接着されている。図４（Ａ）に示すように、窓部７６から４本のレーザビーム１３が出射される。
【００５５】
また、ステム７４には、レーザアレイチップ４８から出射されるレーザビームのバックビームを光量検知するためのフォトダイオード８２が実装され、レーザアレイチップ４８が表面実装されたサブマウント４４にヒートシンク４２が表面実装されている。また、サブマウント４４上に形成された引き出しパターン電極と外部電極６２、レーザアレイチップ４８のｎ電極とグランド電極６３、フォトダイオード８２と外部電極６５は、例えば金線ボンデイングにより各々電気的に接続されている。ウィンドウキャップ７２は、電気溶接によりステム７４に接続されている。なお、フォトダイオード８２は、入射したレーザビームが反射して戻らないように、図３（Ｂ）に示すように所定角度で傾斜して配置してある。
【００５６】
レーザアレイチップ４８は、図４（Ｂ）に示すように、ｎ層８４、活性層８６、及びｐ層８８が積層された構成となっている。図４（Ｃ）に示すように、ｎ層８４は、ｎ型基板層８４Ａ及びｎクラッド層８４Ｂが積層されてなり、ｐ層８８は、ｐクラッド層８８Ａ、電流搾取層８８Ｂ、及び個別Ｐ電極層８８Ｃが積層されて成る。活性層８６には、レーザビーム１３の射出方向と直交する方向（図４（Ｃ）において左右方向）に沿って４つの発光点９０が配置されており、各発光点９０間には、ｐ層８８からトレンチ（溝）９２が各々形成されている。
【００５７】
このように上記ではカソードコモンタイプのマルチビームレーザアレイを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アノードコモンタイプのマルチビームレーザアレイで構成してもよい。
【００５８】
ところで、上記構成のマルチビームレーザアレイにおける各発光点９０に対する色の割当については、具体的に、本実施の形態では、図４（Ｃ）に示した４つの発光点９０を左側からＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４として、ＣＨ１に人間の色に対する相対感度が最も高いＭ色を、ＣＨ４に相対感度が次に高いＣ色を割り当て、ＣＨ２に相対感度が低いＫ色を、ＣＨ３に相対感度が低いＹ色をそれぞれ割り当てている。これにより、図２（Ａ）において、マルチビームレーザアレイ１２の上側から順にＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４と配置されているとすると、上側から順にＭ色、Ｋ色、Ｙ色、Ｃ色の画像形成用のレーザビームが出射される。ポリゴンミラー２０へ入射されるレーザビームの位置は、コリメータレンズ１４によって上下逆転されるため、上側から順にＣ色、Ｙ色、Ｋ色、Ｍ色となる。このため、図１に示すように、記録媒体３５の搬送方向上流側から順にＹ色用の感光体ドラム３２、Ｍ色用の感光体ドラム３２、Ｃ色用の感光体ドラム３２、Ｋ色用の感光体ドラム３２が配置されることとなる。
【００５９】
このように、ＣＨ１、ＣＨ４に相対感度が高いＭ色、Ｃ色を、ＣＨ２、ＣＨ３に相対感度が低いＹ色、Ｋ色をそれぞれ割り当てることにより、熱クロストークにより光量低下が発生した場合でも、相対感度が高いＭ色、Ｃ色の色画像に対応するレーザビームが熱クロストークの影響を受けにくい両側の発光点から各々出射され、相対感度が低いＫ色、Ｙ色の色画像に対応するレーザビームが熱クロストークの影響を受けやすい内側の発光点から各々出射されるため、たとえ熱クロストークにより光量低下が発生したとしても、該熱クロストークの影響による濃度変動を目立たなくすることができる。
【００６０】
なお、全てのレーザビームを同一の設定光量で発光させた場合は、本実施形態では、光走査装置を、単一のポリゴンミラー及び単一のｆθレンズを用いた構成とし、さらに各反射ミラー等の数も各色で同一となっているため、各色のレーザビームの出力パワーはほぼ同一となる。
【００６１】
なお、ＣＨ１にＣ色を、ＣＨ４にＭ色を割り当て、ＣＨ２にＹ色を、ＣＨ３にＫ色をそれぞれ割り当てるようにしてもよい。
【００６２】
［マルチビームレーザアレイの制御系］
次に、マルチビームレーザアレイ１２の駆動を制御する制御系について説明する。マルチビームレーザアレイ１２は、図１、図５に示すように、駆動回路２００を介して制御装置１５と接続されており、駆動回路２００は、制御装置１５からの制御信号に基づいて、マルチビームレーザアレイ１２の４つの発光点９０各々を点灯させるための駆動電流をマルチビームレーザアレイ１２に供給するようになっている。すなわちマルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０の点灯は制御装置１５によって制御されている。
【００６３】
詳しくは、制御装置１５は、ＹＭＣＫの各色毎に、当該色画像に対応する画像信号、光量調整を指示する光量調整信号、光量調整のための点灯を指示する強制点灯信号、及び光量制御の目標値となる光量設定電圧を制御信号として駆動電流生成回路２０２へ出力する。
【００６４】
駆動回路２００は、各発光点９０に供給する駆動電流を生成するための駆動電流生成回路２０２と、各発光点９０毎に設けられ、駆動電流生成回路２０２で当該発光点９０のために生成された駆動電流の電流値（電流波形）を変更して、当該発光点９０の光出力波形を所望の形状に整形する波形整形手段としての波形整形回路２０４とを備えている。
【００６５】
駆動電流生成回路２０２は、各発光点９０毎に、図６に示すような構成、すなわちバイアス電流源２０６、スイッチング電流源２０８、スイッチング回路２１０、比較回路２１２、及びＳ／Ｈ回路２１４を備えている。
【００６６】
バイアス電流源２０６は、レーザが発振する閾値電流以下の所定電流値のバイアス電流を対応する発光点９０に供給するためのものであり、スイッチング電流源２０８は、所定電流値のスイッチング電流を供給するためのものである。バイアス電流源２０６の出力は、スイッチング回路２１０を介してスイッチング電流源２０８の出力と接続されている。
【００６７】
スイッチング回路２１０には、制御信号からＳＯＳ前点灯信号、強制点灯信号、画像信号といった対応する発光点９０の点灯を指示する信号が入力されるようになっており、スイッチング電流源２０８は、この入力信号に基づいて、スイッチング電流源２０８からのスイッチング電流をバイアス電流源２０６の出力側へ出力するか否かを切替えるようになっている。すなわち、発光点９０を点灯させるときのみ、スイッチング回路２１０を介してスイッチング電流源２０８からスイッチング電流が出力され、バイアス電流源２０６からのバイアス電流と足し合わせられて、駆動電流として駆動電流生成回路２０２から出力されるようになっている。
【００６８】
スイッチング電流の電流値（スイッチング電流値）については、バイアス電流との和によって、閾値電流を超え、且つ対応する発光点９０から所定の出力光量が得られるように設定されている。このスイッチング電流値の設定は、比較回路２１２及びＳ／Ｈ回路２１４の動作により行われるようになっている。
【００６９】
詳しくは、比較回路２１２には、フォトダイオード８２からのモニタ電流が電流電圧変換回路（図示省略）によりモニタ電圧に変換されて入力されると共に、制御装置１５からの光量設定電圧も入力される。比較回路２１２では、モニタ電圧と光量設定電圧とを比較し、該比較結果を示す信号をＳ／Ｈ回路２１４へ出力する。
【００７０】
Ｓ／Ｈ回路２１４は、スイッチング電流源２０８と接続され、比較回路２１２からの比較結果に基づいて、スイッチング電流源２０８のスイッチング電流値を変化させ、モニタ電圧が光量設定電圧と略一致するようなスイッチング電流を生成するようになっている。
【００７１】
また、このＳ／Ｈ回路２１４には、制御装置１５からの光量調整信号が入力されるようになっており、該入力信号により光量調整が指示されている場合のみ、上記の如くスイッチング電流値を変化させてスイッチング電流値を調整し、それ以外の場合は調整後の状態を保持するようになっている。
【００７２】
このように構成された駆動電流生成回路２０２に対して、制御装置１５は、ＡＰＣ制御時には、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０それぞれについて時系列に時間をずらして、光量調整を指示する光量調整信号、光量調整のための点灯を指示する強制点灯信号、及び光量設定電圧を駆動電流生成回路２０２へ出力する。これにより、駆動電流生成回路２０２では、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０（ＣＨ１〜４）それぞれについて、時系列に、バイアス電流とスイッチング電流の和を駆動電流として供給して各発光点９０を１つずつ点灯させ、フォトダイオード８２からのモニタ電流を電圧変換して出力光量を示すモニタ電圧に変換すると共に、このモニタ電圧と光量設定電圧と比較して、該光量設定電圧で設定されている光量となるように当該発光点９０に供給するスイッチング電流値を変化させることで駆動電流値を調整する。
【００７３】
また、制御装置１５は、ＳＯＳセンサ１７にレーザビームが入射して得られたＳＯＳ信号に基づいてタイミング信号発生回路１９で生成された各色の画像の書出しタイミングを決定するための信号（Ｍ−ＴＯＰ、Ｙ−ＴＯＰ、Ｋ−ＴＯＰ、Ｃ−ＴＯＰ信号）が入力されるようになっている。制御装置１５は、画像形成時は、このタイミング信号発生回路１９からの入力信号と同期して、各色画像に対応する画像信号を駆動電流生成回路２０２へ出力する。これにより、駆動電流生成回路２０２では、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０それぞれについて、各色画像に対応する画像信号に基づいて、ＡＰＣ制御により調整後の駆動電流の供給をＯＮ／ＯＦＦ切換える。これにより、各ＣＨの発光点９０は、各々対応する色の画像信号に基づくタイミングで且つ光量設定電圧の値に応じた光量で発光する。
【００７４】
また、駆動電流生成回路２０２から出力された各発光点９０の駆動電流は、波形整形回路２０４を介して、対応する発光点９０へと供給されるようになっている。
【００７５】
この波形整形回路２０４は、詳しくは、駆動電流生成回路２０２においてスイッチング回路２１０がＯＮされた直後、すなわち供給開始直後の駆動電流値を意図的に大きくし、レーザの光出力波形にオーバーシュートを発生させる、つまり、ＬＤ点灯開始時の立ち上がりの光強度を定常点灯時よりも強くするためのものである。このような波形整形回路２０４は、従来の画像形成装置にも出力画像の縦横比を改善するために用いるものもある（特開２００１−９６７９４号公報参照）。
【００７６】
詳しくは、図７（Ａ）に示すように、画像形成装置の出力画像の縦横比の理想値（正常値）は１、すなわち、同じドット数のラインを縦方向（副走査方向）に描いても、横方向（主走査方向）に描いても、同じ太さになるのが理想状態（正常状態）であるが、図７（Ｂ）に示すように、一般に、ＰＷＭ方式（Pulse Width Modulation）による画像形成では、横方向に描かれるライン（横ライン）の太さは、主に副走査方向のレーザビーム径（図７（Ｃ）参照）に依存する。これに対して、縦方向に描かれるライン（縦ライン）の太さは、主にＬＤの点灯時間に依存し、１ドットの点灯時間は、高解像度化に伴って短くなる。
【００７７】
詳しくは、図８に示すように、レーザビームの点灯をＯＮして（Ａ）、感光体にレーザビームを走査露光すると（Ｂ）、理想的な矩形波上の光出力波形でＬＤが駆動された場合、ＬＤ点灯開始位置近傍の感光体の露光量は、所定の露光量よりも低くなる（Ｃ）。露光量が少ないと、感光体に形成される潜像が浅くなり、付着するトナー量が印字に必要なトナー量より足りなくなるので（Ｄ）、特にＬＤの短時間点灯させて形成される縦ラインが横ラインに比べて細くなってしまう。
【００７８】
このように感光体の露光量によって形成される潜像の状態が異なることを逆に利用して、波形整形回路２０４によりＬＤ点灯開始時の立ち上がりの光強度を定常よりも強くして露光することにより、従来では浅く狭い潜像しか形成することができなかったものを、深く広い潜像にすることを可能とし、縦横比の改善を図っていた。
【００７９】
本実施の形態では、このような波形整形回路２０４を各発光点９０毎に設け、波形整形回路２０４各々におけるオーバーシュート量を制御することにより、各発光点９０の熱クロストークによる光量変動分を補って、発光点間の熱クロストークによる光量変動量の差異を低減するために用いるようになっている。言いかえると、発光点９０毎に波形整形回路２０４を設けたことで、各発光点９０毎にオーバーシュート量を設定することが容易に行える。
【００８０】
詳しくは、図９に示されているように、熱クロストークによる光量低下分を考慮して、熱クロストークによる光量低下量が大きい内側の発光点の方が、熱クロストークによる光量低下量が小さい外側の発光点よりもオーバーシュート量が大きくなるように、各々対応する発光点９０の位置に応じて各波形整形回路２０４におけるオーバーシュート量が設定されている。
【００８１】
具体的に、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４に接続された波形整形回路を波形整形回路２０４Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄとすると、波形整形回路２０４Ｂ、２２０Ｃが図９（Ａ）、出力波形、波形整形回路２０４Ａ、２２０Ｄが図９（Ｂ）のような光出力波形が得られるように、すなわち波形整形回路２０４Ｂ、２２０Ｃの方が波形整形回路２０４Ａ、２２０Ｄよりもオーバーシュート量が相対的に大きくなるように設定されている。したがって、ＣＨ１，ＣＨ４から出射されるレーザビームよりもＣＨ２，ＣＨ３から出射されるレーザビームの方がオーバーシュート時の光強度が強くなる。
【００８２】
このような波形整形回路２０４は、例えば、図１０に示すように抵抗ＲとコンデンサＣにより構成された従来公知のスナバ回路２３０や、図１１に示すようにインダクタンスＬと抵抗Ｒ、コンデンサＣにより構成されたＲＬＣによるオーバーシュート回路２３２を用いることで実現でき、オーバーシュート量についてはスナバ定数やＲＬＣのオーバーシュート回路定数により設定することができる。すなわち、各発光点９０の熱クロストークによる光量変動に応じて、該光量変動量を補い且つ発光点間の光量変動量の差異を低減するように、スナバ定数やオーバーシュート回路定数を設定すればよい。
【００８３】
なお、レーザ駆動電流の流れる信号ラインの基板上の長さ等により、光出力波形が若干異なることがあるが、ライン長をできるだけ短く、ほぼ同一となるようにパターンを引くことにより、同一のスナバ定数、あるいは、オーバーシュート回路定数を設定すれば、ビーム毎にほぼ同一の光出力波形を得ることが可能である。
【００８４】
［出力調整回路の構成例］
図１２〜図１６に波形整形回路２０４の具体的な構成例を示す。なお、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０に設けられる波形整形回路２０４は、それぞれ同様の回路構成でよいため、図１２〜図１６では、１つの発光点９０に対応する回路構成のみを示し、他の発光点に対する回路構成は省略する。
【００８５】
図１２は、スナバ回路２３０を用いる場合の波形整形回路２０４の回路構成例である。なお、本例では、駆動電流生成回路２０２として電流を引き込むタイプを使用している。これは、レーザ駆動電流を押し出すタイプの駆動電流生成回路２０２よりも、高速対応可能であるためである。
【００８６】
図１２に示す波形整形回路２０４は、スナバ回路２３０及び極性反転回路２３４を備えて構成されており、マルチビームレーザアレイ１２の発光点９０へ供給される駆動電流は、極性反転回路２３４によってマルチビームレーザアレイ１２として使用しているＱＵＡＤレーザの極性に合わせられ、スナバ回路２３０によってオーバーシュートが発生されるようになっている。このようなスナバ回路２３０を備えた波形整形回路２０４を発光点毎に設けることにより、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０からの光出力波形の整形が可能となる。
【００８７】
図１３は、オーバーシュート回路２３２を用いる場合の波形整形回路２０４の回路構成例である。図１３に示す波形整形回路２０４では、図１２のスナバ回路２３０に代えて、オーバーシュート回路２３２がレーザ駆動電流ラインに設けられて構成されており、オーバーシュート回路２３２によって駆動電流にオーバーシュートを発生させることができる。したがって、このようなオーバーシュート回路２３２を備えた波形整形回路２０４を発光点毎に設けることによっても、マルチビームレーザアレイ１２の各発光点９０からの光出力波形を整形することが可能となる。
【００８８】
図１４は、レーザ駆動電流を押し出すタイプの駆動電流生成回路２０２を使用する場合に、スナバ回路２３０を用いた場合の波形整形回路２０４の回路構成例であり、この場合、極性反転回路２３４を省略できる。図１５もレーザ駆動電流を押し出すタイプの駆動電流生成回路２０２を使用する場合に、スナバ回路２３０を用いた場合の波形整形回路２０４の回路構成例であり、駆動電流生成回路２０２では、負荷抵抗ＲＯに流れる電流をＯＮ／ＯＦＦスイッチングすることで、発光点９０への駆動電流の供給をＯＦＦ／ＯＮし、発光点９０を消灯／点灯するようになっている。
【００８９】
図１６は、電流引き込みタイプの駆動電流生成回路２０２を使用する場合に、スナバ回路２３０を用いた場合の波形整形回路２０４の別の回路構成例である。図１６に示す波形整形回路２０４では、スナバ回路２３０によって駆動電流にオーバーシュートを発生させて光出力波形を整形すると共に、極性反転回路２３４によって高速化を実現しつつ、レーザとの極性を合せるようになっている。
【００９０】
上記例に示したように、スナバ回路２３０又はオーバーシュート回路２３２を備えた波形整形回路２０４では極性反転回路２３４を追加することにより、極性を反転させることが可能となる。すなわち、駆動電流生成回路２０２とレーザの極性が合わなければ、極性反転回路２３４を設けるだけで対応可能であり、マルチビームレーザアレイ１２としてカソードコモンタイプのものでも、カソードコモンタイプとは逆の極性であるアノードコモンタイプのものでも使用可能である。
【００９１】
［作用］
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００９２】
制御装置１５に対して形成すべき画像の画像信号が出力され、画像形成命令が発生すると、制御装置１５は駆動回路２００に対して制御信号を出力することによって、マルチビームレーザアレイ１２に対してＡＰＣ制御を行い、設定光量になるように各レーザビームの光量を調整する。
【００９３】
ここで、フォトダイオード８２は図３に示すように１つしかないため、各ＣＨについて時系列的に順次設定する必要がある。まず、図１７に示すように、ＣＨ１のレーザビーム、すなわちＭ色の画像形成用のレーザビームをｔ１〜ｔ２の間強制点灯させる。なお、最初はレーザ保護のため、光量設定電圧の値はレーザが発光しない値としておき、駆動回路２００の駆動電流生成回路２０２では、フォトダイオード８２からの出力電流を電圧に変換したモニタ電圧（モニタ光量）を監視しながらＳ／Ｈ回路２１４によりスイッチング電流源２０８のスイッチング電流値を上げていき、モニタ電圧が画像形成に必要な設定レベルを示す光量設定電圧と略同等になるように調整するよになっている。
【００９４】
なお、光量設定電圧は、製造時などにおいて、感光体上における画像形成に必要な光量でレーザビームが出力されたときのモニタ電圧に予め調整されている。これは各レーザビーム毎に調整される。これにより、光走査装置の光学部品の透過率、反射率などのばらつきを吸収している。
【００９５】
そして、モニタ電圧がＭ色用の光量設定電圧になったら、Ｍ色用のレーザビームの光量設定を終了し、以降はＳ／Ｈ回路２１４によってこのときのスイッチング電流源２０８のスイッチング電流値が保持される。
【００９６】
次にＭ色の画像形成用のレーザビームを消灯させ、次にＣＨ３のレーザビーム、すなわちＹ色の画像形成用のレーザビームをｔ３〜ｔ４の間強制点灯させ、Ｍ色の画像形成用のレーザビームと同様の光量設定を行う。以下、同様にしてＫ色、Ｃ色についても光量設定を行う。
【００９７】
なお、上記では、駆動回路２００内ででアナログ的にＡＰＣ制御を行って光量設定するようにしたが、制御装置１５でモニタ電圧と光量設定電圧と比較し、モニタ電圧が光量設定電圧と一致するように光量設定電圧の値を調整するようにしてもよい。
【００９８】
一方、Ｃ色の画像形成用のレーザビーム、すなわちＣＨ４からのレーザビームは、ピックアップミラー３８によってＳＯＳセンサ１７へ導かれ、ＳＯＳセンサ１７からＳＯＳ信号がタイミング信号発生回路１９へ出力される。タイミング信号発生回路１９では、ＳＯＳ信号を検知すると、内部のカウンタをリセットしてカウントを開始する。そして、カウント値がＭ色用の予め定めたカウント値になった時点でＭ色の色画像の書き出しタイミングを決定するための図１７に示すようなＭ−ＴＯＰ信号をマルチビームレーザアレイ１２へ出力する。
【００９９】
同様に、カウント値がＫ色用の予め定めたカウント値になった時点でＫ色の色画像の書き出しタイミングを決定するためのＫ−ＴＯＰ信号をマルチビームレーザアレイ１２へ出力し、カウント値がＹ色用の予め定めたカウント値になった時点でＹ色の色画像の書き出しタイミングを決定するためのＹ−ＴＯＰ信号をマルチビームレーザアレイ１２へ出力し、カウント値がＣ色用の予め定めたカウント値になった時点でＣ色の色画像の書き出しタイミングを決定するためのＣ−ＴＯＰ信号をマルチビームレーザアレイ１２へ出力する。
【０１００】
なお、各カウント値は、最終的に記録媒体３５へ転写される各色画像の書き出し位置が一致するようなカウント値に予め設定されている。
【０１０１】
制御装置１５では、図１７に示すように、Ｍ−ＴＯＰ信号を受信した後所定のタイミングでＭ色用の画像信号１を駆動回路２００を出力し、駆動回路２００において、この画像信号１に基づいてＣＨ１への駆動電流の供給がＯＮ／ＯＦＦされることによって、Ｍ色の画像形成用のレーザビームの変調が開始され、Ｍ色用の感光体ドラム３２上にＭ色の色画像の静電潜像が形成される。
【０１０２】
なお、スキャナモータの回転変動を吸収できるようにするため、ＳＯＳ信号が発生してから次のＳＯＳ信号が発生すると予測できるタイミングより早いタイミングでレーザビームの変調を開始させる。
【０１０３】
その後、制御装置１５は、Ｙ−ＴＯＰ信号を受信した後所定のタイミングでＹ色用の画像信号２を駆動回路２００を出力する。これにより、駆動回路２００においてこの画像信号２に基づいてＣＨ３への駆動電流の供給がＯＮ／ＯＦＦされてＹ色の画像形成用のレーザビームの変調が開始され、Ｙ色用の感光体ドラム３２上にＹ色の色画像の静電潜像が形成される。
【０１０４】
その後、制御装置１５は、Ｋ−ＴＯＰ信号を受信した後所定のタイミングでＫ色用の画像信号３を駆動回路２００を出力する。これにより、駆動回路２００においてこの画像信号３に基づいてＣＨ２への駆動電流の供給がＯＮ／ＯＦＦされて、Ｋ色の画像形成用のレーザビームの変調が開始され、Ｋ色用の感光体ドラム３２上にＫ色の色画像の静電潜像が形成される。
【０１０５】
その後、制御装置１５は、Ｃ−ＴＯＰ信号を受信した後所定のタイミングでＣ色用の画像信号４を駆動回路２００へ出力する。これにより、駆動回路２００においてこの画像信号４に基づいてＣＨ４への駆動電流の供給がＯＮ／ＯＦＦされて、Ｃ色の画像形成用のレーザビームの変調が開始され、Ｃ色用の感光体ドラム３２上にＣ色の色画像の静電潜像が形成される。
【０１０６】
各感光体上に形成された静電潜像は、各感光体毎に設けられた現像器によって現像される。そして、Ｙ色のトナー像及びＭ色のトナー像は一方の中間転写ロール３３に重ね合されて転写され、Ｃ色のトナー像及びＫ色のトナー像は他方の中間転写ロール３３に重ね合されて転写される。そして、各中間転写ロール３３に形成された重ね合されたトナー像は、中間転写ドラム３４にさらに重ね合されて転写される。中間転写ドラム３４上に形成されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の色画像が重ね合されたカラー画像は、記録媒体３５に転写ロール３６により転写される。
【０１０７】
このようにしてカラー画像が形成されるが、図１７に示すように、複数のレーザビームが同時に点灯される期間があり（図中ｔ１０〜ｔ１５の期間）、この期間は、熱クロストークの影響により各レーザビームの出力光量は低下する。このとき各色の画像を形成するためのレーザビームは、それぞれ対応する色画像を示す画像信号に基づいて１画素の点灯時間を変更するＰＷＭ方式による変調が行われるようになっており、基本的には１画素毎に各レーザビームの点灯がＯＮ／ＯＦＦされる。
【０１０８】
すなわち、ＹＭＣＫ各色の画像形成用のレーザビームは、１画素につき１回ずつ点灯されるようになっており、この１回毎の点灯では、駆動回路２００では各発光点毎に設けられた波形整形回路２０４によって、図９に示したように、点灯開始時に通常よりも大きい出力光量、すなわちＡＰＣ制御により設定した所定の設定光量よりも大きい出力光量となるオーバーシュートが得られる。その後、略一定光量に収束する。
【０１０９】
したがって、複数のレーザビームを同時点灯したために、熱クロストークの影響により収束後の光量がＡＰＣ制御により設定した所定の設定光量よりも低下してしまっても、該低下分をオーバーシュート時の光量により補うことができるので、熱クロストークによる濃度変動を目立たないようにすることができる。
【０１１０】
また、熱クロストークの影響が大きいＣＨ２、ＣＨ３の方が（図９（Ａ）参照）、熱クロストークの影響が少ないＣＨ１、ＣＨ４（図９（Ｂ）参照）よりも大きなオーバーシュートが得られるように、各発光点９０に対応する波形整形回路２０４のオーバーシュート量が設定されているため、各発光点９０間の熱クロストークによる相対的な光量変化、すなわち、各色間の相対的な濃度変化を少なくすることができる。これにより、カラー画像上における熱クロストークの影響による色味の変化を従来よりも低減することができるので、より良好な画像を得ることができる。なお、本実施の形態では、内側の発光点と外側の発光点の両者にオーバーシュートを発生させる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外側の発光点については定常よりも高くせずに、内側の発光点についてのみオーバーシュートを発生させるようにしても、熱クロストークによる各色間の相対的な濃度変化を低減することができる。
【０１１１】
また、高階調性を実現しようとした場合、光走査装置でそれぞれの感光体に静電潜像を形成するときのパワーレンジを広げる必要があるが、光走査装置のマルチビームレーザアレイの出射パワーは、レーザ単品ではレーザ破壊が発生せず品質を保証できる上限光量が最大定格出力として規定されているため、低出力側にパワーレンジを広げる必要がある。図２６に示したように、低出力になるに従って光量変動が大きくなる、すなわち熱クロストークが大きくなるが、本実施の上記のように、出力光量にオーバーシュートを発生させることにより、熱クロストークの影響を低減することができるので、低出力側にパワーレンジを広げた場合でも、濃度変動を目立たなくすることができ、高階調性を実現することができる。
【０１１２】
また、光出力波形の変更によるＡＰＣ制御への影響が心配されるが、ＡＰＣ制御は所定期間点灯し続けて行われるため、上記のように点灯開始時のみ出力光量を大きくさせるように光出力波形を変更することによるＡＰＣ制御結果への影響はない。
【０１１３】
なお、上記では、波形整形回路２０４によってオーバーシュート量を調整する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１点灯毎の点灯開始時に通常よりも大きな出力光量が得られればよい。例えば、一般に、各発光点９０には点灯開始時により大きな電流（突入電流）が流れること、またこの突入電流は、点灯直前に各発光点９０に印加されている電流値、すなわちバイアス電流値によって大きさが変わることが知られており、バイアス電流値によって上記の如く点灯開始時の光量を制御することも可能である。
【０１１４】
すなわち、熱クロストークの影響の小さい発光点よりも熱クロストークの影響の大きい発光点の方がより大きな電流値のバイアス電流が供給されるように、駆動電流生成回路２０２内の各発光点毎に設けられたバイアス電流源２０６のオフセット電流値を設定しておいても、図９に示した如く外側の発光点よりも内側の発光点の方が点灯開始時に大きな出力光量が得られる。
【０１１５】
この場合、各発光点毎に設けた波形整形回路２０４のオーバーシュート量については、画像の縦横比改善のためだけに用いるように設定してもよいし、バイアス電流値と共に熱クロストークの影響低減のために用いるように設定してもよい。また、波形整形回路２０４を省略することもできる。
【０１１６】
なお、上記では、マルチビームレーザアレイとして４つの発光点を有するＱｕａｄレーザを使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、複数（２つ以上）の発光点を有するレーザ光源の何れを使用した場合でも、各発光点各々の点灯開始時の光出力波形を変えるようにすれば、上記と同様に、熱クロストークの影響による濃度変動を低減することができる。また、３つ以上の発光点を有するレーザ光源であれば、複数の発光点のうち温度上昇しにくく熱クロストークの影響が少ない発光点よりも、温度上昇しやすく熱クロストークの影響が大きい発光点の出力光量の方が、点灯開始時の出力光量が定常よりもより高くなるようにすれば、上記と同様に、各色間の相対的な濃度変化を少なくでき、より良好な画像を得ることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、マルチビームレーザアレイを使用する画像形成装置において、熱クロストークの影響による出力画像の濃度変動を目立たなくすると共に、ダイナミックレンジを広くすることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】  （Ａ）は光走査装置の副走査方向の展開図、（Ｂ）は光走査装置の主走査方向の展開図である。
【図３】  （Ａ）はマルチビームレーザアレイの上面断面図、（Ｂ）はウインドウキャップが外された状態のマルチビームレーザアレイの側面図である。
【図４】  （Ａ）はマルチビームレーザアレイの外観図、（Ｂ）はレーザアレイチップの斜視図、（Ｃ）は、レーザアレイチップの概略断面図である。
【図５】  マルチビームレーザアレイの制御系の構成を示した概略ブロック図である。
【図６】  駆動電流生成回路における各色毎の回路構成を示す概略ブロック図である。
【図７】  （Ａ）は理想的な縦横比、（Ｂ）はレーザビーム径よりもドットサイズが小さい高解像度画像形成時の縦横比、（Ｃ）はレーザビームのスポット径を示す図である。
【図８】  （Ａ）は発光点（ＬＤ）の点灯タイミングを示し、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、（Ａ）に示すタイミングで点灯した場合の感光体上におけるレーザビームの走査軌跡、露光量、トナー量を示す図である。
【図９】  （Ａ）は内側の発光点の光出力波形、（Ｂ）は外側の発光点の光出力波形を示す図である。
【図１０】  スナバ回路を示す回路図である。
【図１１】  オーバーシュート回路を示す回路図である。
【図１２】  波形整形回路の一例を示す回路図である。
【図１３】  波形整形回路の一例を示す回路図である。
【図１４】  波形整形回路の一例を示す回路図である。
【図１５】  波形整形回路の一例を示す回路図である。
【図１６】  波形整形回路の一例を示す回路図である。
【図１７】  レーザの点灯タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】  従来における画像形成装置の概略構成図である。
【図１９】  従来における画像形成装置の概略構成図である。
【図２０】  従来における画像形成装置の概略構成図である。
【図２１】  従来における画像形成装置の概略構成図である。
【図２２】  従来における画像形成装置の概略構成図である。
【図２３】  複数のレーザビームを同時に点灯した場合の光量低下を示す線図である。
【図２４】  マルチビームレーザアレイのレーザの点灯数と規格化出力光量比との関係を示す線図である。
【図２５】  半導体レーザの光量変動と濃度差との関係を示す線図である。
【図２６】  マルチビームレーザアレイのレーザ出射光量と光量変動との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１１ 光走査装置
１２ マルチビームレーザアレイ
１５ 制御装置
２０ ポリゴンミラー
３２ 感光体ドラム
３５ 記録媒体
８２ フォトダイオード
９０ 発光点
１０１      各感光体
２００      駆動回路
２０２      駆動電流生成回路
２０４      波形整形回路
２０６      バイアス電流源
２０８      スイッチング電流源
２１０      スイッチング回路
２１２      比較回路
２１４      Ｓ／Ｈ回路
２３０      スナバ回路
２３２      オーバーシュート回路
２３４      極性反転回路
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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