(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された駆動電流に応じてレーザ光を発生させ、像担持体に射出する発光素子、及び前記発光素子から射出されたレーザ光の光量を検知する受光素子が設けられた光学走査装置と、
前記受光素子における予め設定された設定出力値が記憶された記憶手段と、
前記受光素子の検知結果に基づき、前記設定出力値を基準として前記駆動電流を可変することにより、前記発光素子の発光光量を制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記記憶手段には、前記受光素子の初期状態において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたときに前記受光素子から出力される初期出力値が記憶されており、
前記制御手段は、所定時点において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたとき、前記受光素子の検知結果を受信すると共に前記記憶手段から前記初期出力値を読み出し、該初期出力値に対する検知結果の変化率を算出し、該変化率に基づき前記設定出力値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記憶手段には、複数の環境温度に対応づけて前記初期出力値が記憶されており、
前記光学走査装置には、前記受光素子の環境温度を検知する温度検知手段が設けられており、
前記制御手段は、前記温度検知手段の温度検知結果に対応する前記初期出力値を前記記憶手段から読み出し、前記変化率を算定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３】
前記初期出力値は、少なくとも２水準の環境温度と、該環境温度において前記受光素子から出力された出力値と、により導かれた関係式から算出されたものであることを特徴とする請求項２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、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等の画像形成装置において書き込み用光学系として用いられる光学走査装置の発光光量の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等の電子写真方式を用いる画像形成装置において、光学走査装置には、レーザ発光部（以下ＬＤという）、コリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から構成される光源装置から射出されたレーザ光を、ポリゴンミラー等の偏光器により偏向し、かかる偏向されたビームをｆθレンズ等から構成される走査光学系により、ビームスポットとして被走査面上に結像させ、ポリゴンミラーを回転させることにより、被走査面上を主走査方向に等速走査させるようにしたものが用いられている。
【０００３】
図９はこのような光学走査装置の斜視図である。なお、説明の便宜上、図９においては光走査装置の筐体を閉塞する蓋部材を除外して図示している。図９に示すように、露光装置（光学走査装置）１は筐体２２の内側面又は内底面に配設された、ＬＤモジュール２０、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー２４及びその駆動モータ（図示せず）、走査レンズ２５、折り返しミラー２６、ミラー２７及びビーム検知センサ２８から構成されている。筐体２２の底面には、レーザ光を筐体２２から感光体ドラム（ここでは図示せず）に向けて導くための窓部２９が設けられている。
【０００４】
そして、上記構成の露光装置１においては、ＬＤモジュール２０に備えられた後述のＬＤ５４（図１０参照）は、図示しない電流発生装置から出力された電流（駆動電流Ｉ）が入力されると、駆動電流Ｉに応じたレーザ光を発生する。ＬＤ５４から射出されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２３によって線状の光束に集光され、ポリゴンミラー２４により所定の走査方向に偏向走査され、走査レンズ２５、折り返しミラー２６を経て感光体ドラム上へと結像される。
【０００５】
この結像された光束は、感光体ドラム上をポリゴンミラー２４の回転により主走査方向に、感光体ドラムの回転により副走査方向に走査することによって感光体ドラム表面に静電潜像を形成することとなる。
【０００６】
また、ポリゴンミラー２４の走査光は、その主走査方向の一端においてミラー２７によって走査面に対し走査方向下流側へ分離され、ビーム検知センサ２８に導入される。導入された走査光はビーム検知センサ２８において走査開始信号に変換され、ＬＤモジュール２０に備えられたＬＤ５４に送信される。そして、ＬＤ５４は走査開始信号を受信した後、書き込み変調を開始することとなる。
【０００７】
このような露光装置１に用いられるＬＤモジュール２０の一例を図１０に示す。ＬＤモジュール２０は、円盤形状からなるステム５１の上面の一端部に突設された固定部５２にブラケット５３を介して配設されたＬＤ５４と、ステム３１の上面の中央部にブラケット５５を介して配設された受光素子（以下ＰＤという）５６とが配設されており、ＬＤ５４とＰＤ５６とは、それぞれステム５１を下面から貫通した端子５７ａと端子５７ｂ及び５７ｃとに接続されている。
【０００８】
端子５７ａ、５７ｂ及び５７ｃは、画像形成装置本体の制御部（図示せず）に接続されている。また、ＬＤ５４及びＰＤ５６は、ステム５１の上面に立設された保護部材５８により覆われている。
【０００９】
また、ＬＤ５４においてレーザ発振により感光体ドラムを露光するための露光用レーザ光が射出されると同時に、かかるレーザ光と同一波長であり且つ光量の小さい検知用レーザ光が、露光用レーザ光とは反対方向に、ＰＤ５６に向かって射出される。ＰＤ５６は、例えばシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）若しくはインジウム−リン（Ｉｎ−Ｐ）系からなり、ＰＤ５６が検知用レーザ光の光量を検知する。シリコン系ＰＤは可視光から近赤外光を受光するのに適しており、Ｉｎ-Ｐ系ＰＤは赤外光を受光するのに適している。また、ＰＤの封止材として、通常、エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の樹脂が用いられている。
【００１０】
かかるＰＤ５６によって検知用レーザ光の光量を検知することにより、駆動電流Ｉが入力されたときのＬＤ５４の露光用レーザ光の光量を、ＰＤ５６の出力値Ｐとして示すことができる。駆動電流Ｉと出力値Ｐとの関係（以下、ＩＰ特性という）を図１１に示す。図１１に示すように、一般に、ＬＤ５４に駆動する電流が増加すると、出力値Ｐが増加し、ある駆動電流（以下Ｉｔｈという）を境に、駆動電流Ｉに対する出力値Ｐが急激に大きくなる。
【００１１】
このＩｔｈを閾値としてＬＤ５４のレーザ発振が始まり、ＬＤ５４におけるレーザ光の発生量が増加するためである。しかし、ＬＤ５４の自己発熱や環境温度の上昇にともない、ＬＤの発光（レーザ光発生）状態が変化し、これによりＬＤ５４の発光光量が変化するため、Ｉ−Ｐ特性が変化する。この変化を図１２に示す。図１２に示すように、環境温度の上昇に伴い、Ｉｔｈが増大すると共にＩｔｈ以上ではＩ−Ｐ直線の傾きが減少する。
【００１２】
このように、環境温度の変化によりＩ−Ｐ特性が変化すると、駆動電流Ｉが一定であっても、ＬＤ５４の発光状態が変化し、ＰＤ５６の出力値Ｐが変化する。このため、ＬＤ５４を光源とする露光装置１を備えたような画像形成装置（ここでは図示せず）には、ＬＤ５４の発光光量を一定に保つための自動制御機能（以下ＡＰＣ）が制御部（ここでは図示せず）に搭載されている。
【００１３】
ＡＰＣでは、ＰＤ５４の出力値Ｐを、予め設定された設定出力値Ｐｓと比較し、設定出力値Ｐｓに対する出力値Ｐの変化を、ＬＤ５４の発光状態の変化とみなし、駆動電流Ｉを変化させることにより、出力値Ｐが設定出力値Ｐｓに一致するように駆動電流Ｉの制御を行っている。これにより、環境温度の変化等によりＬＤ５４の発光状態が変化した場合でも、ＬＤ５４の発光光量を一定に保ち、露光光量の安定化を図っている。
【００１４】
しかし、近年、ＬＤを光源とする画像形成装置や、光ピックアップ装置等において、画像の高解像、高密度化に伴い、青色ＬＤや青紫ＬＤ等を用いる等、光源波長の短波長化が進んでいる。ＬＤとして短波長の青色ＬＤ（波長３８０〜４６０ｎｍ）を採用した場合、例えば、シリコン系ＰＤでは、短波長のレーザ光に対する受光感度が低いため、受光光量を多くする必要がある。
【００１５】
またＰＤがＬＤモジュール内に配設されると近距離から連続的なレーザ光がＰＤに入射されることになる。このため露光装置に配設された樹脂製の光学素子部材は、より高エネルギー密度であり且つ多くの短波長光束の照射を受けることにより、変質や劣化が生じ易くなる。
【００１６】
特に、ＰＤの封止材である樹脂が変質或いは劣化すると、ＰＤ封止材の透過率の低下を招き易くなる。ＰＤ封止材の透過率が低下すると、実際のＬＤの発光光量よりも低い発光光量がＰＤによって検知されてしまうため、制御部はＰＤからの検知結果に基づき駆動電流を増加させる。これにより、ＬＤの発光光量が増加されると、感光体ドラムには、必要以上に大きな露光光量が照射され、画像品質に大きな問題を引き起こすおそれがある。
【００１７】
そこで、短波長のレーザ光に対する耐レーザ性や耐環境性を高めた樹脂を光学素子として用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、メタクリル酸メチルと、エステル部分に炭素数５〜２２の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルと、エステル部分にフッ素原子を有するメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルとを必須成分とする単量体混合物を重合してなる樹脂から主として構成することにより、青色レーザ波長における透明性、耐レーザ光性や、耐環境性に優れる光学用樹脂組成物を得る方法が開示されている。また、かかる樹脂組成物を光学素子に用いることにより光学素子の変質や劣化等を防いでいる。
【特許文献１】特開２００４−２０４０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、特許文献１の技術では、光学素子として特定組成の樹脂を用いる必要があるため、構成が複雑になるおそれがある。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑み、複雑な構成を用いることなく、受光素子に用いられる樹脂製の光学素子部材が変質や劣化した場合でも、画像形成に必要な露光光量を一定に保つことが可能な画像形成装置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】
【００２０】
上記目的を達成するために本発明は、入力された駆動電流に応じてレーザ光を発生させ、像担持体に射出する発光素子、及び前記発光素子から射出されたレーザ光の光量を検知する受光素子が設けられた光学走査装置と、前記受光素子における予め設定された設定出力値が記憶された記憶手段と、前記受光素子の検知結果に基づき、前記設定出力値を基準として前記駆動電流を可変することにより、前記発光素子の発光光量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記記憶手段には、前記受光素子の初期状態において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたときに前記受光素子から出力される初期出力値が記憶されており、前記制御手段は、所定時点において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたとき、前記受光素子の検知結果を受信すると共に前記記憶手段から前記初期出力値を読み出し、該初期出力値に対する検知結果の変化率を算出し、該変化率に基づき前記設定出力値を補正することを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、前記記憶手段には、複数環境温度に対応づけて前記初期出力値が記憶されており、前記光学走査装置には、前記受光素子の環境温度を検知する温度検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記温度検知手段の温度検知結果に対応する前記初期出力値を前記記憶手段から読み出し、前記変化率を算定することを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、前記初期出力値は、少なくとも２水準の環境温度と、該環境温度において前記受光素子から出力された出力値と、により導かれた関係式から算出されたものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の構成によれば、受光素子の検知結果に基づき受光素子の出力値が設定出力値となるよう駆動電流を変化させて発光素子の発光光量を制御するにあたり、記憶手段に、受光素子の初期状態において所定駆動電流が発光素子へ入力されたときの受光素子の初期出力値を記憶しておき、所定時点において初期状態と同じ所定駆動電流を発光素子に入力したとき、受光素子の検知結果を受信すると、かかる初期出力値に対する検知結果の変化率を算出し、この変化率に基づいて設定出力値を補正する。
【００２４】
これにより、受光素子に用いる樹脂製部材が変質や劣化が生じ、受光素子の出力値が実際の発光素子の発光光量とかけ離れた場合でも、かかる変質や劣化に応じて設定出力値を補正し、補正後の設定出力値に基づいて駆動電流を制御することができる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加を防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量を一定に保つことができ、露光を安定させることができる。
【００２５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、記憶手段に、複数の環境温度に対応づけて初期出力値を記憶すると共に、光学走査装置内に受光素子の環境温度を検知する温度検知手段を設け、温度検知手段の温度検知結果に対応する初期出力値を記憶手段から読み込み、上記変化率を算出することができる。
【００２６】
これにより、環境温度によって受光素子の出力特性が変化した場合であっても、この変化に対応して設定出力値を補正することができる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加をより防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をより一定に保つことができる。
【００２７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光学走査装置において、初期出力値を、少なくとも２水準の環境温度と該環境温度において受光素子から出力された出力値とにより導かれた関係式から算出することにより、少ないサンプル測定により複数の環境温度に対応する初期出力値を得ることができるため、より効率的となる。
【００２８】
また、関係式から算出することにより、より多くの環境温度とこれに対応する初期出力値とを記憶することができるため、より詳細に設定出力値を補正することが可能となる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加をさらに防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をさらに一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。この画像形成装置（例えばプリンタ）１００は、露光装置（レーザスキャンユニット）１、感光体ドラム３、帯電ユニット４、現像装置６、クリーニング装置７、トナーコンテナ８、転写ローラ９、給紙機構１０、搬送部１１、定着装置１２、及び排紙部１３等から構成されている。
【００３０】
露光装置（ＬＳＵ）１は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム３に照射し、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピュータから送信されたものである。
【００３１】
感光体ドラム３は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット４により表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光装置１からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ）や有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。
【００３２】
帯電ユニット（帯電チャージャ）４は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム３の表面を帯電させるものである。帯電ユニット４は、例えば細いワイヤ等を有しており、これを電極として高電圧を印加されることで放電するようになっている。
【００３３】
現像装置６は、感光体ドラム３の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像装置６に収容されている現像剤としては、例えばトナー成分とキャリアとから構成される２成分現像剤やトナー成分のみから構成される１成分現像剤が挙げられる。
【００３４】
トナーコンテナ８は、現像装置６内部のトナーが不足するようになれば、現像装置６にトナーを供給するとともに、予備のトナーを貯留しておくものである。転写ローラ９は、感光体ドラム３表面に形成されたトナー像を乱さずに搬送部１１を搬送されてくるシート上に移行（転写）させるものである。
【００３５】
クリーニング装置７は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム３の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものであり、感光体ドラム３の長手方向に線接触する摺擦ローラやクリーニングブレード等から構成される。給紙機構１０は、画像（トナー像）が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、給紙機構１０から排紙部１３までのシートの通路である搬送部１１にシートを給送するものである。
【００３６】
定着装置１２は、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、例えば加熱ローラ及び加圧ローラを用いて熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させる熱ローラ定着方式が用いられる。排紙部１３は、定着装置１２を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収容するものである。
【００３７】
そして、予め入力された画像データに基づいて露光装置１が感光体ドラム３上にレーザビームを発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム３表面に形成する。その後、現像装置６により静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成させるとともに）、転写ローラ９によりシート上にそのトナー像が転写される。次に、定着装置１２によりトナー像の転写されたシートに熱及び圧力を加え、永久像とさせるようになっている。
【００３８】
以下、本実施形態の画像形成装置の第１補正制御について説明する。図２は、第１補正制御例に用いられる制御経路を示すブロック図である。図１、図９及び図１０と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部２、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、制御部（制御手段）３２、記憶部（記憶手段）３３、操作パネル３４、露光装置１、定着装置１２等を含む構成である。
【００３９】
画像入力部３０は、画像形成装置１００が図１に示すようなモノクロプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部であり、画像形成装置１００がモノクロ複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、記憶部３３内の画像メモリ４０に送出される。
【００４０】
記憶部３３は、画像メモリ４０、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、画像メモリ４０は、画像入力部３０から入力され、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３２に送出する。ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３２の処理プログラムや処理内容等を記憶する。
【００４１】
ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、後述するＡＰＣを行うための設定出力値Ｐｓ、駆動電流ＩとＰＤ５６の出力値Ｐとを関連付けたパラメータや、後述する補正制御に用いられるＰＤ５６の初期出力値Ｐａ等が格納されている。
【００４２】
操作パネル３４は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部３３にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００４３】
制御部３２は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部２、定着装置１２、給紙機構１０（図１参照）からの用紙Ｓの搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換して、露光装置１に露光信号を送信する。露光装置１は、露光信号を受け、変換処理後の画像データに基づいてＬＤ５４からレーザ光を照射し、感光体ドラム３上に潜像を形成（露光）する。
【００４４】
さらに、制御部３２は、露光の際、ＰＤ５６からの検出信号（出力値Ｐ）を受信し、記憶部３３に記憶された設定出力値Ｐｓに基づいて、ＰＤ５６の出力値Ｐが設定出力値Ｐｓとなるよう、ＬＤ５４に入力する駆動電流Ｉを調整する光量制御機能（ＡＰＣ）を有している。
【００４５】
また制御部３２は、操作パネル３４のキー操作等によりキャリブレーションモードが設定されると、所定時点ｔにおけるＰＤ５６からの出力値Ｐｔを受信し、記憶部３３に記憶された初期出力値Ｐａを読み取る機能、出力値Ｐｔと初期出力値Ｐａとに基づき、Ｐａに対するＰｔの変化率Ｐｔ／Ｐａを算出する機能、算出されたＰｔ／Ｐａに基づいて設定出力量Ｐｓを補正する機能を有している。なお、キャリブレーションモードは、装置の電源ＯＮ時や所定枚数の画像形成処理が終了した時にも自動的に設定されるようにしてもよい。
【００４６】
次に、本実施形態の補正制御について説明する。ＬＤ５４（図１０参照）からは、レーザ光として、青紫色や青色、又は青緑色のレーザ光を射出することができる。なお、レーザ光をより短波長とすることにより、画像の高解像、高密度化を図ることができる。これを考慮すれば、レーザ光の波長は３８０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、３８０〜４６０ｎｍがより好ましい。例えば、青紫色や青色レーザ光は、波長３８０〜４６０ｎｍに発振波長を有している。
【００４７】
図３は、ＰＤ５６の初期状態及び所定時点における、駆動電流Ｉと、駆動電流Ｉが発光素子５４に入力されたときのＰＤ５６の出力値Ｐとの関係（Ｉ−Ｐ特性）を示す図である。なお、図３において、初期状態とは、ＰＤ５６がユーザによって使用開始される前の状態をいい、出荷前若しくは出荷時の状態等を含む。また、所定時点は、出荷後、ＰＤ５６がユーザによって使用開始された後の所定時点をいう。図３に示すように、ユーザによる画像形成が繰り返されると、ＰＤ５６の出力値Ｐは経時的に低下し、Ｉ−Ｐ曲線の傾きが小さくなる。
【００４８】
ＰＤ５６に用いられるＰＤ封止材は、特に上記５００ｎｍ以下といった短波長の光を受けると、変質や劣化し易いため、レーザ光の透過率が低下し易くなる。ＰＤ封止材の透過率の低下はＰＤ５６の出力値Ｐの低下、すなわち劣化を引き起こす。このため、上記短波長のレーザ光をＬＤ５４から発光した場合には、ＰＤ５６が劣化し易くなる。図３では、所定電流Ｉ0がＬＤ５４に入力されたとき、初期状態ではＰＤ５６の出力値ＰがＰａであるのに対し、所定時点ｔではＰｔと小さくなっている。
【００４９】
このように、ＰＤ５６の劣化により出力値Ｐが小さくなると、ＡＰＣによりＰＤ５６の出力値Ｐａに対する出力値Ｐｔの低下の分だけ駆動電流Ｉが増加されるため、ＬＤ５４は、実際に感光体ドラム３の露光に必要な光量より大きな光量を発光し、画像形成に影響を及ぼしてしまう。
【００５０】
そこで、初期状態でのＰＤ５６の出力値Ｐａに対する所定時点ｔでのＰＤ５６の出力値Ｐｔの低下率に応じてＡＰＣの設定出力値Ｐｓを補正することとした。まず、初期状態において、駆動電流Ｉを所定駆動電流Ｉ0としてＬＤ５４に入力したときのＰＤ５６の出力値Ｐを、初期出力値Ｐａとして予め記憶部３３に記憶しておく。
【００５１】
次に、所定時点ｔにおいて、初期状態と同じ駆動電流Ｉ0をＬＤ５４に入力し、このときの出力値ＰｔをＰＤ５６により検知する。次に、制御部３２において初期出力値Ｐａに対する出力値Ｐｔの変化率Ｐｔ／Ｐａを算出する。そして、低下率（変化率）Ｐｔ／Ｐａを、ＡＰＣの設定出力値Ｐｓに乗じることにより、設定出力値Ｐｓを補正することとした。補正後の新たな設定出力値（補正設定出力値）Ｐｓ’は、Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐａとなる。
【００５２】
そして、補正設定出力値Ｐｓ’（＝Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐａ）が記憶部３３に新たに記憶され、補正設定出力値Ｐｓ’を用い、ＡＰＣにより、ＰＤ５６の出力値ＰがＰｓ’と一致するように、ＡＰＣが実行される。
【００５３】
次に、第１制御経路を用いた補正制御について説明する。図４は、第１制御経路を用いた補正制御手順を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、図４のステップに従いキャリブレーションの実行手順について説明する。
【００５４】
所定時点ｔでキャリブレーションモードが実行されて設定出力値Ｐｓの補正が開始されると（スタート）、駆動電流Ｉが所定の駆動電流Ｉ0に設定される（Ｓ１ステップ）。駆動電流Ｉ0がＬＤ５４に入力されると、ＬＤ５４が発光する（ステップＳ２）。次に、ＬＤ５４から発光されたレーザ光の光量がＰＤ５６で検知され、検知結果は出力値Ｐｔとして制御部３２に送信される（ステップＳ３）。出力値Ｐｔが送信されると、制御部３２は、記憶部３３から補正用出力値Ｐａを読み出し、出力値Ｐａに対する出力値Ｐｔの低下率（Ｐｔ／Ｐａ）を算出する（ステップＳ４）。
【００５５】
そして、制御部３２は、設定出力値Ｐｓに、算出された変化率（Ｐｔ／Ｐａ）を乗ずることにより、設定出力値Ｐｓを補正設定出力値Ｐｓ’（Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐａ）に変更する補正を行う（ステップＳ５）。補正設定出力値Ｐｓ‘は記憶部３３に新たに記憶され、キャリブレーションが終了する（エンド）。
【００５６】
上記手順で設定出力値Ｐｓの補正を行うことにより、ＰＤ封止材に変質や劣化が生じ、ＰＤ５６の出力値Ｐが実際のＬＤ５４の発光光量より小さい値を示す場合でも、かかる変質や劣化に応じて補正された、新たな補正設定出力値Ｐｓ’に基づいてＡＰＣにより駆動電流Ｉの制御を行うことができる。これにより、ＰＤ５６の誤検知による発光光量の過誤増加を防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量を一定に保つことができるため、露光を安定させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においてＰｔ／Ｐａを、ＰＤ５６の出力値Ｐの低下率としたが、ＰＤ５６の劣化が極めて少ないときには、Ｐｔ／Ｐａ＝１となり、設定出力値Ｐｓがそのまま補正設定出力値Ｐｓとして算出される場合もあり得る。また、本実施形態の画像形成装置に用いられる補正制御は、上記制御例に限定されるものではなく、ＰＤ５６の環境温度等を考慮して適宜設計可能である。
【００５８】
以下、本実施形態の画像形成装置の第２補正制御について説明する。図５は、所定駆動電流が発光素子に入力されたときの、環境温度と受光素子の出力値との関係を示す図であり、図６は、第２補正制御例に用いられる制御経路を示すブロック図であり、図７は、補正用テーブルの一例を示す模式図であり、図８は、第２補正制御の制御手順を示すフローチャートを示す図である。図１、図２または図４と共通する部分には共通する符号を付し説明を省略する。
【００５９】
図５に示すように、ＰＤ５６は、環境温度Ｔにより出力特性が変化するため、ＬＤ５４に入力する駆動電流Ｉを所定駆動電流Ｉ0と一定にしたとき、環境温度Ｔが上昇すると出力値Ｐは低下する。このとき、環境温度ＴとＰＤ５６の出力値Ｐとは直線関係を示す。
【００６０】
このため、初期状態において所定駆動電流Ｉ0とし、ＰＤ５６の初期出力値Ｐａを求めたときの環境温度ＴがＴａであり、所定時点ｔにおける環境温度ＴがＴ1（＜Ｔ1）であるとすると、所定時点ｔでは環境温度Ｔが低下しているため、ＰＤ５６の初期出力値Ｐａは初期出力値Ｐ1に相当し、Ｐａより小さくなる。すると、所定時点ｔにおいて環境温度Ｔ1における補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔ1）は、Ｐｓ’（Ｔ1）＝Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐ1となり、環境温度Ｔａのときの補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔａ）＝Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐａより大きくなる。
【００６１】
従って、補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔａ）を用いてＡＰＣを行うと、ＬＤ５４は実際に感光体ドラム３の露光に必要な光量より小さな光量を発光し、画像形成に影響を及ぼすおそれがある。なお、所定時点ｔでの環境温度Ｔ1がＴａより高ければ（Ｔ1＞Ｔａ）、補正用設定出力値Ｐｓ’（Ｔ1）は、Ｐｓ’（Ｔａ）より小さくなるため、Ｐｓ’（Ｔａ）を用いてＡＰＣを行うと、ＬＤ５４の光量が上記露光に必要な光量より大きな光量を発光することになる。
【００６２】
そこで、本制御経路では、図６に示すように、露光装置１内にサーミスタや熱電対等からなる温度検知センサ（温度検知手段）５９を設け、これを用いてＰＤ５６周辺の環境温度を検知することとした。また、温度検知センサ５９は、露光装置１内において、ＬＤモジュール２０（図９参照）の近傍に配置することができる。
【００６３】
また、初期状態において、駆動電流Ｉを所定駆動電流Ｉ0と一定にしたときの、複数の所定環境温度Ｔｍと、各環境温度ＴｍにおけるＰＤ５６の初期出力値Ｐｍとの関係を予め求め、各環境温度Ｔｍに対応する各初期出力値Ｐｍを補正用テーブルとして、記憶部３３のＲＡＭ４１に記憶することとした。かかる補正用テーブルの一例を図７に示す。なお、図７において、ｍは１〜ｘの整数である。
【００６４】
また、図５に示すように、環境温度Ｔと出力値Ｐとは反比例の関係にあるため、上記補正用テーブルは、例えば上記した環境温度ＴａとＴ1のように少なくとも２水準の環境温度における出力値Ｐａ、Ｐ1を測定することにより、この２点の直線式（関係式）から図７に示すような、所定の環境温度Ｔｍに対応する初期出力値Ｐｍを算出することができる。これ以外は、第１制御経路と全く同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
そして、図８に示すように、本補正制御手順では、ステップＳ３までは第１制御手順と全く同様であるため、説明を省略する。また、本制御手順では、ＰＤ５６の環境温度Ｔを温度検知センサ５９により検知し、検知温度を例えばＴ3とすると、検知温度Ｔ3が制御部３２に送信される（ステップＳ４）。出力値Ｐｔ及び検知温度Ｔ3を受信すると、制御部３２は、記憶部３３に記憶された上記補正テーブル（図７参照）から、検知温度Ｔ3に対応する出力値Ｐ3を選択して読み出す（ステップＳ５）。
【００６６】
そして、制御部３２は、Ｐ3に対するＰｔの変化率（Ｐｔ／Ｐ3）を算出し（ステップＳ６）し、設定出力値Ｐｓに、算出された変化率（Ｐｔ／Ｐ3）を乗ずることにより、補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔ3）（＝Ｐｓ×Ｐｔ／Ｐ3）を算出し（ステップＳ７）、第１制御手順と同様に、記憶部３３に補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔ3）を新たに記憶させ、キャリブレーションが終了する（エンド）。
【００６７】
このように、第２制御手順で設定出力値Ｐｓの補正を行うことにより、初期出力値Ｐａを、初期状態における、所定の各環境温度Ｔｍにおいて駆動電流Ｉ0がＬＤ５４に入力されたときのＰＤ５６の出力値Ｐｍから選択されるものとし、露光装置１内であってＰＤ５６の近傍にＰＤ５６の環境温度Ｔを検知する温度検知センサ５９を設け、温度検知センサ５９の検知結果に基づき環境温度Ｔｍに対応する初期出力値Ｐｍを記憶部３３から選択し、出力値Ｐｍに対する出力値Ｐｔの変化率に基づき設定出力値Ｐｓを補正して補正設定出力値Ｐｓ’（Ｔｍ）とすることができる。
【００６８】
これにより、環境温度ＴによってＰＤ５４の出力特性の変化により出力値Ｐが変化した場合であっても、この変化に対応して設定出力値Ｐｓを補正することができる。従って、ＰＤ５６の誤検知によるＬＤ５４の発光量の過誤増加をより防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をより一定に保つことができる。
【００６９】
また、本補正制御では、出力値Ｐｍを、少なくとも２水準の環境温度Ｔｍと該各環境温度Ｔｍにおいて所定駆動電流Ｉ0がＬＤ５４に入力されたときのＰＤ５６の出力値Ｐｍとの関係式から算出することにより、少ないサンプル量で環境温度Ｔに応じてより詳細に設定出力値Ｐｓを補正することができるため、より効率的である。
【００７０】
また、関係式から算出することにより、より多くの環境温度Ｔｍに対応する初期出力値Ｐｍを記憶部３３に記憶することができるため、より詳細に設定出力値Ｐｓを補正することが可能となる。従って、ＰＤ５６の誤検知による発光光量の過誤増加をさらに防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をさらに一定に保つことができる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＰＤ５６をＬＤモジュール２０内に配設し、ＰＤ５６の受光光量を露光光量より小さいものとしたが、ＬＤ５４の光量を検知可能であれば、ＰＤ５６の配置や受光光量は特に限定されるものではない。また、上記第２補正制御における補正テーブルの各環境温度Ｔｍの温度間隔は、ＬＤ５４のレーザ光の種類やＰＤ５６の種類等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００７２】
また、本実施形態では、モノクロ印刷用の画像形成装置に適用したが、他の画像形成装置に適用することもでき、特に限定されるものではない。例えば、モノクロ複写機や、中間転写方式のタンデム型画像形成装置、直接転写式のタンデム型画像形成装置、といったカラープリンタやカラー複写機等にも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、入力された駆動電流に応じてレーザ光を発生させ、像担持体に射出する発光素子、及び前記発光素子から射出されたレーザ光の光量を検知する受光素子が設けられた光学走査装置と、前記受光素子における予め設定された設定出力値が記憶された記憶手段と、前記受光素子の検知結果に基づき、前記設定出力値を基準として前記駆動電流を可変することにより、前記発光素子の発光光量を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記記憶手段には、前記受光素子の初期状態において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたときに前記受光素子から出力される初期出力値が記憶されており、前記制御手段は、所定時点において所定駆動電流が前記発光素子に入力されたとき、前記受光素子の検知結果を受信すると共に前記記憶手段から前記初期出力値を読み出し、該初期出力値に対する検知結果の変化率を算出し、該変化率に基づき前記設定出力値を補正するものである。
【００７４】
これにより、受光素子に用いる樹脂製部材が変質や劣化が生じ、受光素子の出力値が実際の発光素子の発光光量とかけ離れた場合でも、かかる変質や劣化に応じて設定出力値を補正し、補正後の設定出力値に基づいて駆動電流を制御することができる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加を防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量を一定に保つことができ、露光を安定させることができる。
【００７５】
また、記憶手段に、複数の環境温度に対応づけて初期出力値を記憶すると共に、光学走査装置内に受光素子の環境温度を検知する温度検知手段を設け、温度検知手段の温度検知結果に対応する初期出力値を記憶手段から読み込み、上記変化率を算出することができる。これにより、環境温度によって受光素子の出力特性が変化した場合であっても、この変化に対応して設定出力値を補正することができる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加をより防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をより一定に保つことができる。
【００７６】
また、初期出力値を、少なくとも２水準の環境温度と該環境温度において受光素子から出力された出力値とにより導かれた関係式から算出することにより、少ないサンプル測定により複数の環境温度に対応する初期出力値を得ることができるため、より効率的となる。また、関係式から算出することにより、より多くの環境温度とこれに対応する初期出力値とを記憶することができるため、より詳細に設定出力値を補正することが可能となる。従って、受光素子の誤検知による発光光量の過誤増加をさらに防ぐことができ、画像形成に必要な発光光量をさらに一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】は、本発明の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】は、本実施形態の画像形成装置の第１補正制御に用いられる制御経路を示すブロック図である。
【図３】は、初期状態及び所定時点ｔにおける、駆動電流Ｉと受光素子の出力値Ｐと関係を示す図である。
【図４】は、第１補正制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】は、所定駆動電流が発光素子に入力されたときの、環境温度と受光素子の出力値との関係を示す図である。
【図６】は、補正テーブルの一例を示す模式図である。
【図７】は、本実施形態の画像形成装置の第２補正制御に用いられる制御経路を示すブロック図である。
【図８】は、第２補正制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】は、従来の露光装置の斜視図である。
【図１０】は、従来のＬＤモジュールの内部構造を示す斜視図である。
【図１１】は、駆動電流Ｉと出力値Ｐとの関係を示す図である。
【図１２】は、異なる環境温度における駆動電流Ｉと出力値Ｐとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      露光装置（光学走査装置）
３      感光体ドラム（像担持体）
２０      ＬＤモジュール（光源装置）
２２      筐体
２３      シリンドリカルレンズ
２４      ポリゴンミラー
２５      走査レンズ
２６      折り返しミラー
２７      ミラー
２８      ビーム検知センサ
２９      窓部
３２      制御部（制御手段）
３３      記憶部（記憶手段）
５４      ＬＤ（発光素子）
５６      ＰＤ（受光素子）
５９      温度検知センサ（温度検知手段）
１００      画像形成装置
【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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