(57)【要約】【課題】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、画像形成に必要な発光光量を一定に保つことが可能な光学走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】ＢＤ２８の初期状態において、ＢＤ２８に入射する露光用レーザ光の駆動電流Ｉｂを段階的に下げ、ＢＤ２８により光量が検知できなくなった水準の１段階前における駆動電流Ｉｂを制御部３２により特定し、これを設定用電流値Ｉｂｓとする。そして、制御部３２は、設定用電流値Ｉｂｓに基づき、検知用レーザ光を発光させるための検知用電流値Ｉｄｓを設定する。【選択図】図４
2009098388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させ、像担持体にレーザ光を射出する発光素子、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を有する光学走査装置において、
前記レーザ光は、像担持体を露光する第１のレーザ光と、該第１のレーザ光と同一波長で射出される第２のレーザ光とから成り、
前記第１のレーザ光を検知することにより前記第１のレーザ光の射出タイミングを検知する同期検知手段が配設されており、
前記第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における前記第１のレーザ光を前記同期検知手段を用いて検知し、前記同期検知手段により前記第１のレーザ光が検知されなかったとき、検知されなかった水準より１段階前の水準の前記第１のレーザ光の光量に基づき、前記第２のレーザ光の光量を設定することを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記同期検知手段により検知されなかった水準より１段階前の水準の前記第１のレーザ光の光量を設定用光量とするとき、
前記同期検知手段の初期状態における前記設定用光量を初期設定用光量とし、所定時点において検知された前記設定用光量の初期設定用光量に対する変化率に基づき前記第２のレーザ光の光量を設定することを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学走査装置と、
前記第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における前記同期検知手段の検知結果を受信し、該検知結果に基づき前記第２のレーザ光の光量を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記同期検知手段の初期状態における検知結果を予め記憶する記憶手段が設けられた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】
前記制御手段は、前記受光素子による前記第２のレーザ光の検知結果に基づき、前記発光素子に入力される駆動電流を可変することにより、前記発光素子の前記第１のレーザ光の露光光量を制御することを特徴とする請求項３または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、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７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７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７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（以下ＢＤという）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８参照）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、ＢＤ２８に導入される。導入された走査光はＢＤ２８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８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の検知用レーザ光が、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９に示す。図９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１０に示す。図１０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光量制御機能（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の露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。一方、ＰＤ封止材の変質や劣化を防止するためには、ＰＤへ入射する光量を小さくすることが考えられる。この場合、露光用のレーザ光は小さくすることができないため、ＰＤへ入射させるレーザ光を露光用レーザ光とは同一波長且つ異なる方向にＬＤから射出することが必要となる。
【００１９】
ここで、通常、走査タイミングを検知するＢＤにも、ＰＤ封止材と同様の樹脂製の封止材が用いられているため、ＢＤで検知可能な最小限の光量を求めれば、この光量に基づいてＰＤに入射させる光量を設定できると考えられる。
【００２０】
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の変質や劣化を抑制し、画像形成に必要な露光光量を一定に保つことが可能な光学走査装置及びそれを備えた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】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、レーザ光を発生させ、像担持体にレーザ光を射出する発光素子、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を有する光学走査装置において、前記レーザ光は、像担持体を露光する第１のレーザ光と、該第１のレーザ光と同一波長で射出される第２のレーザ光とから成り、前記第１のレーザ光を検知することにより前記第１のレーザ光の射出タイミングを検知する同期検知手段が配設されており、前記第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における前記第１のレーザ光を前記同期検知手段を用いて検知し、前記同期検知手段により前記第１のレーザ光が検知されなかったとき、検知されなかった水準より１段階前の水準の前記第１のレーザ光の光量に基づき、前記第２のレーザ光の光量を設定することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明は、前記同期検知手段により検知されなかった水準より１段階前の水準の前記第１のレーザ光の光量を設定用光量とするとき、前記同期検知手段の初期状態における前記設定用光量を初期設定用光量とし、所定時点において検知された前記設定用光量の初期設定用光量に対する変化率に基づき前記第２のレーザ光の光量を設定することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明は、前記光学走査装置と、前記第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における前記同期検知手段の検知結果を受信し、該検知結果に基づき前記第２のレーザ光の光量を設定する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２４】
また、本発明は、前記同期検知手段の初期状態における検知結果を予め記憶する記憶手段が設けられたことを特徴としている。
【００２５】
また本発明は、前記制御手段は、前記受光素子による前記第２のレーザ光の検知結果に基づき、前記発光素子に入力される駆動電流を可変することにより、前記発光素子の前記第１のレーザ光の露光光量を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の構成によれば、同期検知手段を用いて第１のレーザ光を検知することとし、第１のレーザ光の第１の光量を段階的に下げたときの、各水準における第１のレーザ光を検知し、同期検知手段により第１のレーザ光が検知されなかった水準より１段階前の水準の第１のレーザ光に基づき、第２のレーザ光の光量を設定することができる。
【００２７】
これにより、同期検知手段により検知可能な最小限の光量から第２のレーザ光の光量を設定することができるため、第２のレーザ光の光量をできる限り小さくすることができる。従って、受光素子に用いる樹脂製部材の変質や劣化を抑制することが可能となるため、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、画像形成に必要な露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。
【００２８】
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、同期検知手段により検知されなかった水準の１段階前の水準の第１のレーザ光の光量を設定用光量とするとき、同期検知手段の初期状態における設定用光量を初期設定用光量とし、所定時点において検知された設定用光量の初期設定用光量に対する変化率に基づき、第２のレーザ光の光量を設定することができる。
【００２９】
これにより、同期検知手段により検知された設定用光量が初期設定用光量から変化した場合には、受光素子に劣化が生じたとみなし、設定用光量の変化率に基づき第２のレーザ光の光量を設定することができるため、経時的に受光素子が劣化した場合であっても、受光素子の劣化した分に応じて第２のレーザ光の光量を抑えると共にできる限り小さくなるよう適切に増加することができる。従って、上記樹脂製部材の変質や劣化スピードを抑制しつつ第２のレーザ光の光量を受光素子の検知に適切なものとすることができる。
【００３０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１または２の構成の光学走査装置と、第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における同期検知手段の検知結果を受信し、該検知結果に基づき第２のレーザ光の光量を設定する制御手段と、を備えた画像形成装置とすることによって、受光素子に用いる樹脂製部材の変質や劣化、或いはこれら変質や劣化のスピードを抑制することが可能となるため、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、画像形成に必要な露光光量を一定に保つことができ、露光を安定させた画像形成を行うことができる。
【００３１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、同期検知手段の初期状態における検知結果を予め記憶する記憶手段を設けることにより、経時的に受光素子が劣化した場合であっても、受光素子の劣化の程度をより適切に算出することができ、受光素子の劣化分に応じて第２のレーザ光の光量をより適切に設定することができる。
【００３２】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第３または４の構成の画像形成装置において、第２のレーザ光の光量を設定した後、該第２のレーザ光の入射による受光素子の検知結果に基づき、発光素子に入力される駆動電流を可変して発光素子の第１のレーザ光の露光光量を制御することにより、受光素子の劣化を抑制した状態で、また受光素子の劣化が生じた場合であっても劣化スピードを抑制しつつ受光素子へ入射する第２のレーザ光の光量を適切な状態に設定し、第１のレーザ光の露光光量を制御できる。従って、駆動電流による第１のレーザ光の露光光量の制御を精度良く行うことができ、画像形成に必要な露光光量をより一定に保ち、露光をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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、定着部１２、及び排紙部１３等から構成されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
定着部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、定着部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。
【００４１】
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、定着部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。
【００４２】
以下、本実施形態の画像形成装置の第１制御について説明する。図２は、第１制御に用いられる制御経路を示すブロック図である。図１、図７及び図８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、定着部１２等を含む構成である。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、後述するＡＰＣを行うための基準となるＰＤ５６の設定出力値Ｐｓや、後述する第１制御に用いられるＢＤ２８の出力値Ｐｂが光量を検知しているか否かの基準となるパラメータや、ＢＤ２８の駆動電流Ｉｂと検知用レーザ光の駆動電流Ｉｄとを関連付けたパラメータ等が格納されている。また後述する第２制御に用いられるＢＤの所定時間ｔにおける設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の初期状態における設定用電流値Ｉｂｓ（０）に対する変化率と検知用レーザ光の検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）とを関連付けたパラメータ等が格納されている。
【００４６】
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。
【００４７】
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、定着部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。
【００４８】
さらに、制御部３２は、露光の際、ＰＤ５６からの検出信号を受信し、記憶部３３に記憶された設定出力値に基づいて、ＰＤ５６の出力値が設定出力値となるよう、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。
【００４９】
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、後述するように、ＢＤ２８へ射出する露光用レーザ光（第１のレーザ光）の駆動電流Ｉｂを段階的に下げる機能、各水準においてＢＤ２８からの出力値Ｐｂを受信し、記憶部３３に記憶されたパラメータから出力値Ｐｂが光量を検知したか否かを判断する機能、出力値Ｐｂが光量を検知していないと判断したとき、その１段階前の駆動電流Ｉｂを設定用電流値Ｉｂｓとして特定する機能、設定用電流値Ｉｂｓに基づき検知用レーザ光（第２のレーザ光）を発光させるための検知用電流値Ｉｄｓを算出して設定する機能を有している。
【００５０】
次に、本実施形態の制御例について説明する。ＬＤ５４（図８参照）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。
【００５１】
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。
【００５２】
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ＩｍがＬＤ５４に入力されたとき、初期状態ではＰＤ５６の出力値ＰがＰｐａであるのに対し、所定時点ｔではＰｐｔと小さくなっている。
【００５３】
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Ｐｐａに対する出力値Ｐｐｔ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。
【００５４】
そこで、ＰＤ５６へ入射する検知用レーザ光の光量をできるだけ小さくすることによって、ＰＤ５６の劣化を抑制することとした。そして、このための検知用レーザ光の設定にあたり、ＢＤ２８の検知結果を用いることとした。ＢＤ２８とＰＤ５６には、いずれも樹脂製の封止材が用いられており、樹脂に起因する透過率の相関は予め求めておくことができる。
【００５５】
一方、図７に示すように、ここではＰＤ５６がＬＤモジュール２０内に配設されているため、ＰＤ５６の封止材よりＢＤ２８の封止材の方が厚い場合がある。これらを考慮して、樹脂の種類や厚みに等に応じて、ＢＤ２８とＰＤ５６との透過率の相関関係を求めておけば、ＢＤ２８の検知結果から検知用レーザ光の光量（駆動電流Ｉｄ）を算出することができる。
【００５６】
そして、まず露光用レーザ光を発光させるための駆動電流ＩｂをＩｂｍに設定して（ｍは１以上の整数とする）、ＬＤ５４を発光させ、このときの露光用レーザ光の光量をＢＤ２８により検知する。この検知結果を出力Ｐｂｍとして制御部３２が受信すると、制御部３２は、出力値Ｐｂｍが光量信号を示し、光量を検知しているか否かを判断する。光量を検知していれば、駆動電流Ｉｂｍから所定量ｘだけ下げた駆動電流Ｉｂ（ｍ−ｘ）によりＬＤ５４を発光させる（ｘは０以上の整数）。これにより、ＬＤからは、所定量ａだけ小さい光量の露光用レーザ光が発光され、このときのＢＤ２８の出力値Ｐｂ（ｍ−ｘ）を制御部３２が受信し、出力値Ｐｂ（ｍ−ｘ）が光量を検知しているか否かを判断する。
【００５７】
光量を検知していれば、さらに所定量ｘだけ低い電流Ｉ（ｍ−２ｘ）によりＬＤ５４を発光させる。このとき、ＬＤ５４からは、さらに所定量ａだけ小さい光量の露光用レーザ光が発光され、ＢＤ２８によって検知される。このように、所定量ｘずつ下げ、ＢＤ２８により光量が検知されなくなるまで繰り返す。そして、所定量ｘずつｎ回（ｎ水準）駆動電流Ｉｂを下げたとき（Ｉｂ（ｍ−ｎｘ））、ＢＤ２８の主力値Ｐｂ（ｍ−ｎｘ）で光量が検知されていないと判断すると、制御部３２は、このときの直前のｎ−１回目（１水準前）の駆動電流Ｉｂ（ｍ−ｎｘ＋１）を、設定用電流値（設定用光量）Ｉｂｓとして特定する。なお、ｎは１以上の整数である。
【００５８】
そして、制御部３２は設定用電流値Ｉｂｓに基づき、記憶部３３からＢＤ２８の設定用電流値ＩｂｓとＰＤ５６に入射する検知用レーザ光の駆動電流Ｉｄとを関連付けたパラメータを読み出し、これに基づいて検知用レーザ光の光量（検知用電流値Ｉｄｓ）を設定する。
【００５９】
次に、本制御経路を用いた制御例について説明する。図４は、本制御経路を用いた第１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。
【００６０】
キャリブレーションモードが実行されて、検知用レーザ光の光量設定が開始されると（スタート）、露光用レーザ光の駆動電流Ｉｂが所定の駆動電流Ｉｂｍに設定される（ステップＳ１）。ポリゴンミラー２４を駆動するためのポリゴンモータ（図示せず）が始動し、ポリゴンモータが安定すると、ＬＤ５４が発光し、露光用レーザ光が射出される（ステップＳ２）。このときＢＤ２８による検知を行い（ステップＳ３）、ＢＤ２８の出力値Ｐｂｍが制御部３２に送信され、制御部３２は、出力値Ｐｂｍが光量を検知しているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００６１】
光量が検知されていれば、次に、駆動電流Ｉｂｍから所定量ｘだけ小さい駆動電流Ｉｂ（ｍ−ｘ）によりＬＤ５４を発光させて（ステップＳ５）、ＢＤ２８による検知を行う（ステップＳ６）。このときのＢＤ２８の出力値Ｐｂ（ｍ−ｘ）が制御部３２に送信され、制御部３２は、出力値Ｐｂ（ｍ−ｘ）が光量を検知しているか否かを判断する（ステップＳ７）。光量が検知されていれば、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜Ｓ７を実施する。
【００６２】
これがｎ回繰り替えされ、露光用レーザ光の駆動電流ＩｂがＩｂ（ｍ−ｎｘ）となったとき、ステップＳ７で光量が検知されていないと判断されれば、駆動電流Ｉｂを１段階上げ（ステップＳ８）、ｎ回目の１段階前の駆動電流Ｉｂ（ｍ−ｎｘ＋１）を設定用電流値Ｉｂｓと特定する（ステップＳ９）。そして、設定用電流値Ｉｂｓに基づき、記憶部３３からＢＤ２８の駆動電流Ｉｂと検知用レーザ光の駆動電流Ｉｄとを関連付けたパラメータを読み出して、検知用レーザ光の駆動電流Ｉｄｓを算出し、これを設定し（ステップＳ１０）、キャリブレーションが終了する。
【００６３】
なお、ステップＳ４で、出力値Ｐｂｍが光量を検知していないと判断された場合には、制御部３２はエラーと判断し（ステップＳ１１）、キャリブレーションが終了する。
【００６４】
上記手順で検知用レーザ光の検知用電流値Ｉｄｓを設定することにより、ＢＤ２８により検知可能な最小限の光量を特定し、この特定結果に基づきＰＤ５６に射出される検知用レーザ光の光量を設定することができるため、検知用レーザ光の光量をできる限り小さくすることができる。また、ＰＤ５６に大きな光量のレーザ光を入射する必要もない。従って、ＰＤ５６に用いる樹脂製部材の変質や劣化を抑制することが可能となるため、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、画像形成に必要な露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。
【００６５】
このように、本実施形態により、ＰＤ５６の劣化を防ぐことが可能であるが、本実施形態の画像形成装置に用いられる制御は、上記制御例に限定されるものではなく、ＰＤ５６の劣化等を考慮して適宜設計可能である。短波長のレーザ光の照射により、ＰＤ５６及びＢＤ２８が経時的に劣化する場合もあり得る。この場合に、ＰＤ５６の劣化によるＰＤ５６の出力値Ｐｐの低下に応じて、ＰＤ５６へ入射される検知用レーザ光の入射光量を増加させることができれば、ＰＤ５６による誤検知を防ぐことができる。
【００６６】
以下、本実施形態の画像形成装置の第２制御について、図１、図２及び図４を参照して図６に従い説明する。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。
【００６７】
図５に示すように、ＢＤ２８、ＰＤ５６は、短波長レーザ光の入射により、経時的に劣化し、出力値Ｐｂ、Ｐｐが小さくなる。また、上述したようにＰＤ封止材よりＢＤ封止材の方が厚く、ここでは、ＢＤ２８の方が劣化が大きいことを示す。なお、樹脂の種類、厚み等によって劣化の程度は異なるため、予めＢＤ２８とＰＤ５６との劣化の相関を調べておけばよい。
【００６８】
そして、ＢＤ２８の劣化を検知して検知用レーザ光の光量を変化させれば、ＰＤ５６による誤検知を経時的により防ぐことができる。また、劣化の程度は、ＢＤ２８の設定用電流値Ｉｂｓの増加によって表すことができる。従って、初期状態における設定用電流値Ｉｂｓを、ｔ＝０における初期設定用電流値（初期設定用光量）Ｉｂｓ（０）として記憶し、その後、所定時点ｔにおける設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）を特定し、初期設定用電流値Ｉｂｓ（０）に対する設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の増加率に基づき、改めて検知用レーザ光の検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）の設定を行うこととする。
【００６９】
本制御手順では、図６に示すように、まず、ＢＤ２８の初期状態（ｔ＝０）において、上記ステップＳ１〜Ｓ１１を実行することにより、初期設定用電流値Ｉｂｓ（０）を特定し、記憶部３３に記憶する（ステップＳ１２）。同時に、初期検知用電流値Ｉｄｓ（０）が設定され、記憶部３３に記憶され、その後、初期設定用電流値Ｉｂｓ（０）によりＬＤ５４からＰＤ５６に検知用レーザ光が射出され、ＰＤ５６の出力値Ｐｐに基づきＡＰＣが実行される。
【００７０】
そして、所定時点ｔにおいて、再度ステップＳ１〜Ｓ１１を実行することにより（ステップＳ１３）、所定時点ｔにおける設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）が特定される（ステップＳ１４）。次に、制御部３２により、初期設定電流値Ｉｂｓ（０）に対する設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の増加率Ｉｂｓ（ｔ）／Ｉｂｓ（０）を算出し（ステップＳ１５）、ＢＤ２８の駆動電流Ｉｂと検知用レーザ光の駆動電流Ｉｄとを関連付けたパラメータを記憶部３３から読み出し、この増加率に基づき検知用レーザ光の検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）を算出し、これを設定し（ステップＳ１６）、キャリブレーションが終了する（エンド、[１]）。
【００７１】
その後、検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）によりＬＤ５４から検知用レーザ光がＰＤ５６に射出され、ＰＤ５６の出力値Ｐｐに基づきＡＰＣが実行される。そして、さらに時間が経過した所定時点ｔ’において、ステップＳ１３〜Ｓ１６を実行することにより、所定時点ｔ’における検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ’）を設定することができる。
【００７２】
このように、第２制御手順で検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）の設定を行うことにより、所定時点ｔにおけるＢＤ２８の設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の初期設定用電流値Ｉｂｓ（０）に対する増加率から、検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）を算出することができる。なお、この制御は、装置の電源ＯＮ時、所定枚数の画像形成処理が終了した時、スリープ解除直後、画像形成間（紙間）、にも行うことができ、これらが自動的に設定されるようにしてもよい。
【００７３】
これにより、経時的にＰＤ５６が劣化した場合であっても、ＰＤ５６の劣化による出力値Ｐｐの低下に応じてＰＤ５６に入射する検知用レーザ光の光量を抑えると共に、できる限り小さくなるよう適切に増加することができる。従って、ＰＤ封止材の変質や劣化のスピードを抑制しつつ検知用レーザ光の光量をＰＤ５６の検知に適切なものとすることができる。また、初期状態における設定用電流値Ｉｂｓ（０）を算出して記憶部３３に記憶しておくことにより、より適切に所定時点における設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の増加率、すなわちＰＤ５６の劣化の程度を算出することができ、劣化分に応じた検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）をより適切に設定することができる。
【００７４】
なお、ここでは、設定用電流値Ｉｂｓ（ｔ）の初期設定用電流値Ｉｂｓ（０）に対する増加率に基づき検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）を算出したが、その他の予め設定したパラメータに基づき、ＢＤ２８において、所定時点ｔでの所定検知結果の初期状態での所定検知結果に対する変化率を算出し、この算出結果に基づき検知用電流値Ｉｄｓ（ｔ）を算出することもできる。
【００７５】
また、このように設定した検知用電流設定値Ｉｄｓ（ｔ）により検知用レーザ光をＬＤ５４からＰＤ５６に射出し、ＰＤ５６の出力値Ｐｐに基づき露光用レーザ光の駆動電流Ｉを制御することにより、ＰＤ５６の劣化を抑制した状態で、またＰＤ５６の劣化が生じた場合であっても劣化のスピードを抑制しつつＰＤ５６へ入射する検知用レーザ光の光量を適切に設定し、ＡＰＣを実行することができる。従って、駆動電流Ｉによる露光用レーザ光の露光光量の制御を精度良く行うことができ、画像形成に必要な露光光量をより一定に保ち、露光をより安定させることができる。
【００７６】
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、上記制御例における駆動電流Ｉｂを１段階ずつ下げる所定量ｘや、所定時点ｔ等は、ＢＤ２８やＰＤ５６の特性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。
【００７７】
また、本実施形態では、制御部３２、記憶部３３を画像形成装置本体に配置したが、これらの配置は特に限定されるものではなく、その他、例えば露光装置１内に配設することもできる。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】
【００７８】
本発明は、レーザ光を発生させ、像担持体にレーザ光を射出する発光素子、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を有する光学走査装置において、前記レーザ光は、像担持体を露光する第１のレーザ光と、該第１のレーザ光と同一波長で射出される第２のレーザ光とから成り、前記第１のレーザ光を検知することにより前記第１のレーザ光の射出タイミングを検知する同期検知手段が配設されており、前記第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における前記第１のレーザ光を前記同期検知手段を用いて検知し、前記同期検知手段により前記第１のレーザ光が検知されなかったとき、検知されなかった水準より１段階前の水準の前記第１のレーザ光の光量に基づき、前記第２のレーザ光の光量を設定するものである。
【００７９】
これにより、同期検知手段により検知可能な最小限の光量から第２のレーザ光の光量を設定することができるため、第２のレーザ光の光量をできる限り小さくすることができる。従って、受光素子に用いる樹脂製部材の変質や劣化を抑制することが可能となるため、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、画像形成に必要な露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。
【００８０】
また、同期検知手段により検知されなかった水準の１段階前の水準の第１のレーザ光の光量を設定用光量とするとき、同期検知手段の初期状態における設定用光量を初期設定用光量とし、所定時点において検知された設定用光量の初期設定用光量に対する変化率に基づき、第２のレーザ光の光量を設定することができる。
【００８１】
これにより、経時的に受光素子が劣化した場合であっても、受光素子の劣化した分に応じて第２のレーザ光の光量を抑えると共にできる限り小さくなるよう適切に増加することができる。従って、上記樹脂製部材の変質や劣化スピードを抑制しつつ第２のレーザ光の光量を受光素子の検知に適切なものとすることができる。
【００８２】
また、上記光学走査装置と、第１のレーザ光の光量を段階的に下げると共に各水準における同期検知手段の検知結果を受信し、該検知結果に基づき第２のレーザ光の光量を設定する制御手段と、を備えた画像形成装置とすることによって、受光素子に用いる樹脂製部材の変質や劣化、或いはこれら変質や劣化のスピードを抑制することが可能となるため、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、画像形成に必要な露光光量を一定に保つことができ、露光を安定させた画像形成を行うことができる。
【００８３】
また、同期検知手段の初期状態における検知結果を予め記憶する記憶手段を設けることにより、経時的に受光素子が劣化した場合であっても、受光素子の劣化の程度をより適切に算出することができ、受光素子の劣化分に応じた第２のレーザ光の光量をより適切に設定することができる。
【００８４】
また、第２のレーザ光の光量を設定した後、該第２のレーザ光の入射による受光素子の検知結果に基づき、発光素子に入力される駆動電流を可変して発光素子の第１のレーザ光の露光光量を制御することにより、受光素子の劣化を抑制した状態で、また受光素子の劣化が生じた場合であっても劣化スピードを抑制しつつ受光素子へ入射する第２のレーザ光の光量を適切な状態に設定し、第１のレーザ光の露光光量を制御できる。従って、駆動電流による第１のレーザ光の露光光量の制御を精度良く行うことができ、画像形成に必要な発光光量をより一定に保ち、露光をより安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【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との関係を示す図である。
【図４】は、本実施形態の画像形成装置の第１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、受光素子及びビーム検知センサの出力値の経時的な関係を示す図である。
【図６】は、本実施形態の画像形成装置の第２制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】は、従来の露光装置の斜視図である。
【図８】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９】は、駆動電流Ｉと出力値Ｐとの関係を示す図である。
【図１０】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】
【００８６】
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      ＢＤ（同期検知手段）
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）
１００      画像形成装置
【図１】
2009098388.tif 000003
【図２】
2009098388.tif 000004
【図３】
2009098388.tif 000005
【図４】
2009098388.tif 000006
【図５】
2009098388.tif 000007
【図６】
2009098388.tif 000008
【図７】
2009098388.tif 000009
【図８】
2009098388.tif 000010
【図９】
2009098388.tif 000011
【図１０】
2009098388.tif 000012