JP2008020835A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】を提供する。
【解決手段】ＬＤアレイ４０から射出される３２本の光ビームを、４つの感光体ドラム１６上に至る光路に分離して走査露光するに際し、ＬＤアレイ４０から所定の光量の光ビームを射出させるためのリファレンス電圧Ｖｒｅｆ＿ｂを生成し、各感光体ドラム１６上に静電潜像を形成するのに必要な光量の光ビームを射出させるための適正リファレンス電圧値Ｖｒｅｆ＿ｒを感光体ドラム１６毎に導出して、適正リファレンス電圧値Ｖｒｅｆ＿ｒと、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ＿ｂとの差に応じて、各感光体ドラム１６に対応する光ビームの駆動電流を補正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源からの光ビームを複数の光路に分離して走査可能な露光装置に関する。

近年、感光体上にレーザ光を走査して静電潜像を形成する画像形成装置において、複数本のレーザ光をそれぞれＹ（イエロー)、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色の感光体上に導く光路に分離して走査露光することが提案されている。

従来、マルチビーム走査装置における複数の半導体レーザを制御するための制御ラインの数を低減しつつ、半導体レーザの適正な制御を行うようにした技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。

すなわち、コントローラ部により、各半導体レーザに対応する各半導体レーザを駆動するための駆動回路を含んで構成された走査ユニット部に対して、複数の半導体レーザを制御するための複数のデューティー信号を時間軸上に並べて出力する。このようなデューティー信号が入力される走査ユニット部では、各半導体レーザに対応するデューティー信号を検出してデューティー電圧に変換し、基準電圧として当該半導体レーザに対応する駆動回路に入力する。

これにより、１本の制御ラインで複数の半導体レーザが個別に制御可能である。
特開２００３−２４８３６８公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術を適用した場合、各色の区別を周波数の差で認識させるため、複数の周波数を持たなければならず、さらに各周波数毎にデューティー調整用の回路が必要となるため、回路規模が大型化、複雑化する、という問題点があった。

また、上記特許文献１に記載の技術を適用した場合、周波数差を認識させるためにクロック信号と画像データとを共に伝送する必要が生じ、クロストークによりお互いに悪影響を及ぼす恐れがある。

本発明は、制御回路を複雑化することなく迅速に光量調整を実行できる露光装置を提供することが目的である。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、光源から射出される複数の光ビームを、複数の感光体上に至る光路に分離して走査露光する露光装置であって、前記光源から所定の光量の光ビームを射出させるための基準電圧を生成する生成手段と、各感光体上に静電潜像を形成するのに必要な光量の光ビームを射出させるための適正基準電圧を感光体毎に導出する導出手段と、前記導出手段により導出された適正基準電圧と、前記生成手段により生成された基準電圧との差に応じて、各感光体に対応する光ビームの駆動電流を補正する補正手段と、を備えている。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記光ビームの光量を前記所定の光量に調整する光量調整手段を更に備え、前記補正手段は、前記光量調整手段による光量の調整時には、前記補正を実行しない。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記生成手段により生成する基準電圧値を所定量変化させたときの駆動電流の変化量を取得する取得手段を更に備え、前記補正手段は、前記前記基準電圧と前記適正基準電圧との差及び前記取得手段により取得した変化量に基づいて、前記駆動電流の補正値を導出する。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、露光装置の動作環境条件を検出する検出手段と、検出手段により検出された環境条件に応じて予め定められた前記基準電圧値の範囲内で前記生成手段により生成する前記基準電圧値を段階的に設定する設定手段と、を更に備えている。

請求項５の発明は、請求項４記載の発明において、前記取得手段は、前記設定手段により設定可能な前記基準電圧値の範囲の最大値が設定されたときの駆動電流と、当該範囲の最小値が設定されたときの駆動電流が設定されたときの駆動電流との差に基づいて、上記設定手段により設定される前記基準電圧値を１段階変更したときの駆動電流を単位駆動電流として取得し、前記補正手段は、前記導出手段により導出された適正基準電圧値と前記基準電圧値との差を前記段階数で導出し、当該段階数と前記単位駆動電流とを乗算して補正値として導出する。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５記載の発明において、前記光ビームの数は、前記感光体の数よりも多い。

請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の発明において、前記導出手段による適正基準電圧の導出は、プロセスコントロール毎に実行される。

本発明は、制御回路を複雑化することなく迅速に光量調整を実行できる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。

図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０には、複数の巻きかけローラに張架され、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ｅ方向に搬送される無端ベルト状の中間転写体ベルト１４の長手方向に沿って、複数の画像形成ユニット１５（詳細は後述する）が配設されている。

なお、本実施の形態における画像形成装置１０は、カラー画像の形成にも対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するトナー像を形成する画像形成ユニット１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋがそれぞれ配設されている。以下、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。

同図に示されるように、画像形成ユニット１５は、中間転写体ベルト１４に接するように配設され、矢印Ｆ方向に所定速度で回転する感光体ドラム１６を備えている。

各感光体ドラム１６の周面には、感光体ドラム１６を帯電させるための帯電ローラ１８、感光体ドラム１６上に静電潜像を形成するための露光ユニット２０、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像を所定色（イエロー／マゼンタ／シアン／ブラック）のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器２２、各感光体ドラム１６上のトナー像を中間転写体ベルト１４に転写する転写ローラ２５がそれぞれ設けられている。

感光体ドラム１６は、矢印F方向に回転することにより順次帯電器１８、露光ユニット２０、現像器２２、転写ローラ２５によって各種処理が施され、周面にトナー像が形成される。

各画像形成ユニット１５により形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト１４に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、このようにして４色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を最終トナー像と称する。

４つの画像形成ユニット１５よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、対向する２つのローラ２６Ａ、２６Ｂからなる転写装置２６が配設されている。中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー像は、このローラ２６Ａ、２６Ｂの間に送り込まれ、画像形成装置１０の底部に設けられた用紙トレイ２９から取り出されて、同じくローラ２６Ａ、２６Ｂの間に搬送されてきた用紙転写される。

また、最終トナー像が転写された用紙の搬送経路には、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとからなる定着装置３０が配設されている。定着装置３０に搬送された用紙は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとによって挟持搬送されることにより用紙上のトナーが溶融すると共に用紙に圧着されて、定着される。これにより、用紙上に所望の画像（カラー画像）が形成される。画像が形成された用紙は装置外へ排出される。

図２には、図１に示す露光ユニット２０の断面と直交する断面が示されている。図１及び図２に示されるように、単一の筐体から４本の光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを射出して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する４つの感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋをそれぞれ走査露光する。

露光ユニット２０は、複数の発光点を有するレーザアレイ（ＬＤアレイ）４０を光源として有する回路基板４４を備えており、該ＬＤアレイ４０の複数の発光点からそれぞれ光ビームが射出される。

ＬＤアレイ４０から射出された光ビームの光路上には、コリメータレンズ５０、ハーフミラー５２、シリンドリカルレンズ５４、及びポリゴンミラー５６が配置されており、ＬＤアレイ４０から射出された光ビームは、コリメータレンズ５０によって略平行光の光に変換され、ハーフミラー５２を透過した光は、シリンドリカルレンズ５４によって光ビームが絞られてポリゴンミラー５６に入射される。

ポリゴンミラー５６の反射方向の光路上にはｆ−θレンズ５８が設けられており、ポリゴンミラー５６の回転による走査速度がｆ−θレンズ５８によって略等速にされて光ビームが射出される。

ｆ−θレンズ５８の光射出側には、各色毎に設けられた第１反射ミラー５９Ｙ、５９Ｍ、５９Ｃ、５９Ｋ、第２反射ミラー６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、及びシリンドリカルミラー６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋが設けられている。ｆ−θレンズ５８より射出された複数の光ビームは、第１反射ミラー５９Ｙ、５９Ｍ、５９Ｃ、５９Ｋによって各色毎に光路が分離される。分離された光ビームは、各色に対応する光路上に配設された第２反射ミラー６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ及びシリンドリカルミラー６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋを介して各色に対応する感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上に照射される。この時ポリゴンミラー５６の回転によって、光ビームが感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上を走査され、これによって主走査が行われ、感光体ドラム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの回転によって副走査が行われる。

一方、光源４４より射出され、コリメータレンズ５０を透過してハーフミラー５２によって反射された光ビームは、集光レンズ６２を介してモニタフォトダイオード（ＭＰＤ）６４に入射され、ＭＰＤ６４によってＬＤアレイ４０から射出された光ビームの光量がモニタされる。

また、シリンドリカルミラー６１Ｋと感光体ドラム１６Ｋ間には、感光体ドラム１６上の非画像形成領域であって、走査開始位置近傍に到達する経路上に、反射ミラー６６が設けられている。当該反射ミラー６６によって反射された光はＳＯＳセンサ６８に入射するようになっており、ＳＯＳセンサ６８による光ビームの検出タイミングに基づいて走査開始タイミングの同期をとる。

図３は、本発明の実施の形態に係わる露光ユニット２０のＬＤアレイ４０の複数の発光点の配列の一例を示す図である。

本発明の実施の形態に係わる露光ユニット２０は、例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、３２個の発光点を有し、３２本の光ビームを射出する。

３２本の発光点の配列は、４×８の配列として、図３（Ａ）に示すように、図３（Ａ）の左上から順に第１レーザから第３２レーザとして、反射ミラー５９Ｙ、５９Ｍ、５９Ｃ、５９Ｋによって第１〜第８レーザ、第９〜第１６レーザ、第１７〜第２４レーザ、第２５〜第３２レーザに光路を分離して、第１〜第８レーザまでをイエローに対応する感光体ドラム１６Ｙに照射し、第９〜１６レーザまでをマゼンタに対応する感光体ドラム１６Ｍに照射し、第１７〜第２４レーザまでをシアンに対応する感光体ドラム１６Ｃに照射し、第２５〜第３２レーザをブラックに対応する感光体ドラム１６Ｋに照射するようにしてもよい。

或いは、８×４の配列として、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ｂ）の左上から順に第１レーザから第３２レーザとして、反射ミラー５９Ｙ、５９Ｍ、５９Ｃ、５９Ｋによって上記同様にそれぞれ光路を分離するようにしてもよいし、その他の配列としてもよい。

図４には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の露光ユニット２０による露光処理に関する制御系の構成が示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０は、環境センサ４６と、画像形成装置１０全体の動作を司る制御部７０と、ＬＤアレイ４０を駆動するためのＬＤドライバ８０と、を含んで構成されている。

環境センサ４６は、画像形成装置１０内に設けられ、画像形成装置１０内の温度及び湿度を検出可能となっている。

制御部７０は、画像処理部７１と、リファレンス電圧値設定部７２と、リファレンス電圧生成部７４と、を含んで構成されている。

画像処理部７１は、上記ＳＯＳセンサ６８及びＬＤドライバ８０と接続されている。画像処理部７１では、入力された画像データに基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色毎のビデオ信号を生成する。

また、画像処理部７１は、上記ＳＯＳセンサ６８からの光ビームの検出タイミングに基づく走査開始タイミングで、１主走査分のビデオ信号をＬＤドライバ８０に出力する。

なお、画像処理部７１では、画像データに基づくビデオ信号だけでなく、後述する濃度補正処理において用いられる所定の大きさ及び形状の静電潜像（電位パッチ）を生成するためのビデオ信号も出力する。

さらに、画像処理部７１では、ＬＤアレイ４０の各レーザの光量が均一になるようにフィードバック制御する光量調整処理の実行を許可するＡＰＣ＿ＥＮＢ信号もＬＤドライバ８０に出力する（詳細は後述）。

また、リファレンス電圧値設定部７２は、環境センサ４６、リファレンス電圧生成部７４及びＬＤドライバ８０と接続されており、リファレンス電圧生成部７４は、ＬＤドライバ８０と接続されている。

リファレンス電圧値設定部７２では、ＬＤドライバ８０に出力するリファレンス電圧値が設定される。リファレンス電圧は、環境センサ４６により検出された温度及び湿度に応じてリファレンス電圧値の使用範囲を特定し、特定した使用範囲の中間の値を基準リファレンス電圧値（Ｖｒｅｆ＿ｂ）として決定する。

図５（Ａ）には、リファレンス電圧値の使用範囲の一例が示されている。同図に示されるように、検出された温度及び湿度に応じて環境１〜環境３の何れかの環境に分類し、各環境に適切な使用範囲Ａ〜ＣＺｏｎｅが使用される。

なお、本実施の形態では、環境１は高温高湿である場合、環境３は低温低湿である場合、環境２は、環境１と環境３の中間である場合に、それぞれ設定される。

また、同図に示される０〜１０２３の設定値は、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを示す設定値である。設定値０はＶｒｅｆ＝０（Ｖ）に、設定値１０２３はＶｒｅｆ＝２．００（Ｖ）に、それぞれ対応している。したがって、各使用範囲に対応する設定値及び基準設定値は、以下の表１に示されるようになる。

リファレンス電圧値設定部７２は、起動時やプリント終了後、環境が変化した場合等の予め定められたタイミングでリファレンス電圧値の設定を実行する。このリファレンス電圧値の設定時には、まず、環境条件に応じて決定したリファレンス電圧値の使用範囲の最大の電圧値（Ｖｒｅｆmax）を示す設定値をリファレンス電圧生成部７４に出力し、その後に最小の電圧値（Ｖｒｅｆmin）を示す設定値をリファレンス電圧生成部７４に出力してから、最終的にプリントを実行するためのリファレンス電圧値として、環境に応じて選択された使用範囲の基準設定値をリファレンス電圧生成部７４に出力する。

なお、同図に示されるような使用範囲は、実機を用いた実験や、製品の仕様に基づくコンピュータ等を用いたシミュレーション等により得られた、各環境条件において所望の濃度となる光量が得られる値の最適な範囲を設定することが好ましい。また、設定値０〜２９９（Ｖｒｅｆ：０Ｖ〜０．５８Ｖ）は、不使用範囲である。

リファレンス電圧生成部７４では、入力された設定値に応じた電圧をＶｒｅｆとして生成してＬＤドライバ８０に出力する。

一方、図４に示されるように、ＬＤドライバ８０は、駆動回路８４を含んで構成されている。当該駆動回路８４は、回路基板４４上に構成され、画像処理部４６及びＬＤアレイ４０に接続されている。

駆動回路８４では、画像処理部４６から入力されたビデオ信号に応じてＬＤアレイ４０の第１〜第３２レーザを駆動する。

また、同図に示されるように、ＬＤドライバ８０は、ＬＤアレイ４０の各レーザの発光光量を調整するＡＰＣ（Automatic Power Control）回路８２を含んで構成されている。当該ＡＰＣ回路８２は、駆動回路８４、上記ＭＰＤ６４、画像処理部７１及びリファレンス電圧生成部７４と接続されている。

ＡＰＣ回路８２では、ＡＰＣ＿ＥＮＢ信号が入力されると、リファレンス電圧生成部７４から入力されるＶｒｅｆを用いて駆動回路を駆動して、光量調整処理を実行する。ＬＤアレイ４０の第１レーザから第３２レーザを順次発光させるように駆動回路８４を作動させ、ＭＰＤ６４による光ビームの光量の検出結果を用いて、各レーザから射出される光ビームの光量が均一になるようにフィードバック制御して調整する。

なお、画像処理部７１からのＡＰＣ回路８２による光量調整の実行を許可するＡＰＣ＿ＥＮＢ信号の出力は、リファレンス電圧値設定部７２によるリファレンス電圧の設定時（図７参照）や、画像形成時における駆動回路８４に対する１主走査分のビデオ信号の出力完了毎（図８参照）に出力される。なお、画像形成時においては、ＬＤアレイ４０から射出された光ビームが感光体ドラム１６上の非画像部に案内される範囲内に予め定められた期間だけ、ＡＰＣ＿ＥＮＢ信号をＬＤドライバ８０に出力する。

また、画像形成装置１０内には、感光体ドラム１６の露光位置と現像位置の間に、感光体ドラム１６上の主走査方向の所定位置の電位を検出する電位センサ４８が設けられている。さらに、制御部７０は、差分導出部７６と適正リファレンス電圧値導出部７８を含んで構成されている。

適正リファレンス電圧値導出部７８は、電位センサ４８及び差分導出部７６と接続されている。適正リファレンス電圧値導出部７８では、電位センサ４８により検出された電位から、現像後の濃度を導出する。さらに、導出した現像後の濃度に基づいて、現像後の濃度が所望の濃度となるためのリファレンス電圧値を、Ｖｒｅｆ＿ｒとして導出し、上記リファレンス電圧値設定部７２と同様、導出したＶｒｅｆ＿ｒを示す設定値を差分導出部７６に出力する。

差分導出部７６は、適正リファレンス電圧値導出部７８及び基準電圧値設定部７２と接続されている。差分導出部７６では、Ｖｒｅｆ＿ｂを示す設定値と適正Ｖｒｅｆ＿ｒを示す設定値との差分ΔＰ（ΔＰは整数、−１２８＜ΔＰ＜１２８）を導出し、ＬＤドライバ８０に出力する。

ここで、リファレンス電圧と駆動電流の関係は、図５（Ｂ）に示されるように、比例の関係となっている。また、各レーザから射出される光ビームの光量は、駆動電流に比例する。

このため、ＬＤドライバ８０は、単位駆動電流導出部８６、パラメータ保持部８８及び駆動電流設定部９０を含んで構成されている。

すなわち、駆動電流設定部９０では、上記差分ΔＰに応じた分だけ駆動電流を補正することで、所望の光量の光ビームを射出させるようにしている。また、駆動電流設定部９０は、２５５ステップで駆動電流を補正可能に構成されている。

そこで、単位駆動電流導出部８６では、駆動電流設定部８４における１ステップ当りの駆動電流の変化量Ｉstepを導出する。本実施の形態では、Ｉstepの導出は、上述したリファレンス電圧値設定部７２による基準電圧値の設定時に、一時的にリファレンス電圧生成部７４により生成されるＶｒｅｆmax及びＶｒｅｆminを用いて駆動回路８４を作動させたときの駆動電流Ｉmax及びＩminの差を上記駆動電流設定部９０により駆動電流を補正する際のステップ数（本実施の形態では、各使用範囲のＶｒｅｆの設定値の数と同じ２５５）で割ることにより実行する。この単位駆動電流導出部８６により導出された単位駆動電流Ｉstepは、パラメータ保持部８８に保持される。

駆動電流設定部９０では、パラメータ保持部８８に保持された差分ΔＰ及びＩstepに応じて、各色の駆動電流の補正値Ｉcorr（＝ΔＰ×Ｉstep）を導出し、各レーザの駆動電流を補正値Ｉcorrだけ補正して駆動回路８４に出力する。

駆動回路８４では、駆動電流設定部９０から入力された補正値Ｉcorrに応じて駆動電流を補正し、ＬＤアレイ４０を駆動する。

なお、補正値Ｉcorrに応じた駆動電流の補正は、画像データに応じたビデオ信号に基づく走査露光時にのみ実行され、１走査完了毎に画像形成領域外で実行されるＡＰＣ回路８２による光量調整時には、Ｉcorrを加味しない駆動電流で駆動回路８４が駆動される。

以下に、本実施の形態の作用を説明する。

図６には、画像形成装置１０に外部から入力された印刷ジョブに基づいて実行される印刷処理の流れが示されている。以下、同図を参照して、本実施の形態に係る印刷処理について説明する。

まず、ステップ２００では、環境センサ４６により機内環境を検知し、次のステップ２０２では、検知した機内環境に基づいて、上記ＬＤアレイ４０を駆動するためのリファレンス電圧Ｖｒｅｆの使用範囲の決定を行う。なお、ここでは、Ｖｒｅｆの使用範囲の他、プロセススピードや、帯電、現像、転写時の電圧等の画像形成に関するプロセス条件を設定する。

次のステップ２０４では、決定したＶｒｅｆの使用範囲の最大値ＶｒｅｆmaxをＬＤドライバ８０に出力するＶｒｅｆとして設定する。これにより、リファレンス電圧生成部７４によりＶｒｅｆmaxの電圧が生成されてＬＤドライバ８０に供給される。また、画像処理部７１では、ＬＤドライバ８０に対するＡＰＣ＿ＥＮＢ信号の出力が実行する。

その後にステップ２０６に移行して、Ｖｒｅｆmaxで駆動回路８４を作動しながらＡＰＣ回路８２による光量調整を実行し、その後にステップ２０８に移行する。

なお、ＡＰＣ回路８２による光量調整は、制御部７０から入力されたＶｒｅｆでＬＤアレイ４０の第１〜第３２のレーザを順次発光させて、ＭＰＤ６４により検出したそれぞれの光量をフィードバック制御することにより実行される。

ステップ２０８では、各レーザの駆動電流Ｉmaxを保持し、その後にステップ２１０に移行する。

ステップ２１０では、ＬＤドライバ８０に出力するＶｒｅｆの値として、Ｖｒｅｆの使用範囲の最小値Ｖｒｅｆminを設定し、次のステップ２１２に移行する。なお、このときも上記ステップ２０４においてＶｒｅｆmaxを設定したときと同様に、画像処理部７１では、ＬＤドライバ８０に対するＡＰＣ＿ＥＮＢ信号の出力を実行する。

ステップ２１２では、Ｖｒｅｆminで駆動回路８４を作動しながらＡＰＣ回路８２による光量調整を実行し、その後にステップ２１４に移行する。

ステップ２１４では、各レーザの駆動電流Ｉminを保持し、その後にステップ２１６に移行する。

ステップ２１６では、各レーザについての単位駆動電流Ｉstepを導出し、その後にステップ２１８に移行して、導出した単位駆動電流Ｉstepを保持する。なお、本実施の形態では、駆動回路８４の駆動電流を２５５ステップで変更可能である場合について説明する。このため、本実施の形態では、各レーザの単位駆動電流Ｉstepを、ステップ２０８で保持した各レーザの駆動電流Ｉmax及びステップ２１４で保持した各レーザの駆動電流Ｉminの差を駆動電流を変更する際のステップ数（２５６）で割ることにより導出する。

次のステップ２２０では、上記ステップ２０２で設定したＶｒｅｆの使用範囲の基準電圧Ｖｒｅｆ＿ｂをＬＤドライバ８０に出力するＶｒｅｆとして設定する。なお、Ｖｒｅｆ＿ｂを設定した場合も、画像処理部７１では、ＡＰＣ＿ＥＮＢ信号の出力を実行する。

次のステップ２２２では、Ｖｒｅｆ＿ｂで駆動回路８４を作動しながらＡＰＣ回路８２による光量調整を実行し、その後にステップ２２４に移行する。

ステップ２２４では、Ｖｒｅｆ＿ｂで駆動回路８４を作動して、ＬＤアレイ４０を駆動し、感光体ドラム１６上に光ビームを走査して所定の大きさ及び形状の電位パッチを各色毎に形成する。

次のステップ２２６では、適正リファレンス電圧Ｖｒｅｆ＿ｒを各色毎に導出する。Ｖｒｅｆ＿ｒの導出は、各色の電位パッチの電位を電位センサ４８により検出し、予め定められた電位になるようなリファレンス電圧を導出することにより実行される。なお、予め定められた電位としては、実機を用いた実験や、実機の仕様に基づくコンピュータを用いたシミュレーション等により得られる、現像後に所望の濃度が得られる電位を適用することができる。また、所望の濃度や、所望の濃度が得られる電位は、各色毎に異なる場合がある。

次のステップ２２８では、Ｖｒｅｆ＿ｂを示す設定値とＶｒｅｆ＿ｒを示す設定値との差分ΔＰを導出し、その後にステップ２３０に移行する。ステップ２３０では、設定すべき補正値Ｉcorrを導出し、その後にステップ２３２に移行して、導出した補正値Ｉcorrを保持する。なお、補正値Ｉcorrは、ΔＰとＩstepの積となる。

次のステップ２３４では、入力された印刷ジョブに従い、プリントを実行する。このプリントにおいては、図８に示されるように、画像処理部７１によりビデオ信号を１走査分ずつ出力し、１走査完了する毎に画像形成領域外に光ビームが到達する位置で、ＡＰＣ回路８２による光量調整を実行する。

図８に示されるように、ＡＰＣ回路８２による光量調整実行時には、Ｖｒｅｆ＿ｂに応じた駆動電流Ｉｂで駆動回路８４を駆動し、画像形成時には、補正値Ｉcorrだけ補正した駆動電流で駆動回路８４を駆動する。

次のステップ２３６では、環境センサ４６により機内環境を検知した後にステップ２３８に移行する。

ステップ２３８では、環境センサ４６により検出された温度及び湿度に基づいて、現在設定されている環境グループの変更が必要か否かを判定する。当該判定が肯定判定となった場合は再びステップ２０２に戻る。

また、ステップ２３８で否定判定となった場合は、ステップ２４０に移行して、電位パッチを形成するか否かを判定する。当該判定が肯定判定となった場合は、再びステップ２０８に戻る。

なお、電位パッチの形成は、生産性、安定性、トナー消費量等のバランスを考慮して、所定枚数の画像形成毎や所定期間毎、プロセスコントロール時等に実行する。

ステップ２４０で否定判定となった場合は、ステップ２４２に移行して、印刷ジョブに基づくプリントが完了したか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合は再びステップ２３６に戻る。

なお、ステップ２３８やステップ２４０の判定の結果、ステップ２０２やステップ２２４に移行する場合は、インターイメージやページ間等の画像形成を妨げないタイミングで移行することが好ましく、必要に応じて適宜プリントを中断する。

また、ステップ２４２で肯定判定となった場合は、本印刷処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ＬＤアレイ４０から射出される３２本の光ビームを、４つの感光体ドラム１６上に至る光路に分離して走査露光するに際し、ＬＤアレイ４０から所定の光量の光ビームを射出させるためのリファレンス電圧Ｖｒｅｆ＿ｂを生成し、各感光体ドラム１６上に静電潜像を形成するのに必要な光量の光ビームを射出させるための適正リファレンス電圧値Ｖｒｅｆ＿ｒを感光体ドラム１６毎に導出して、適正リファレンス電圧値Ｖｒｅｆ＿ｒと、リファレンス電圧Ｖｒｅｆ＿ｂとの差に応じて、各感光体ドラム１６に対応する光ビームの駆動電流を補正するようにしているので、各感光体ドラム１６に対応するレーザ毎に異なるリファレンス電圧値を設定する必要がなく、色毎にリファレンス電圧値を異ならせる場合と比較して制御回路が複雑にならない。

また、ＡＰＣ回路８２を用いた光ビームの光量調整においても、色毎にリファレンス電圧値を変更する必要がないので、リファレンス電圧値の変更に伴う、電圧値の安定待ちが不要となり、迅速に光量調整を実行することができる。

なお、本実施の形態では、駆動電流の補正を実行しないので、ＡＰＣ回路８２では、通常通り、全ての光ビームの光量が入力されたリファレンス電圧値に応じた光量となるように光量調整を行えばよいので、駆動電流を補正する構成を採用しても、ＡＰＣ回路８２については特に変更の必要はない。

また、露光ユニット２０の動作環境条件（温度及び湿度）を環境センサ４６により検出し、検出した環境条件に応じてリファレンス電圧値の使用範囲を選択し、選択された範囲内で生成するリファレンス電圧値を段階的に設定する。このような構成において、リファレンス電圧を１段階変更したときの駆動電流を単位駆動電流Ｉstepとして取得して、Ｖｒｅｆ＿ｂとＶｒｅｆ＿ｒとの段階数差ΔＰと、単位駆動電流Ｉstepとを用いて補正値を導出するので、補正値の導出が容易である。

なお、本実施の形態では、単位駆動電流Ｉstepは、リファレンス電圧値の使用範囲の最大値Ｖｒｅｆmaxが設定されたときの駆動電流Ｉmaxと、当該範囲の最小値Ｖｒｅｆminが設定されたときの駆動電流が設定されたときの駆動電流Ｉminとの差を、上記リファレンス電圧値の使用範囲に応じた段階数で割ることにより導出している。これにより、平均的な単位駆動電流を精度良く導出することができる。

なお、本実施の形態では、駆動電流を設定する際のステップ数を、各使用範囲のＶｒｅｆの設定値の数と同じとした形態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。なお、駆動電流を設定する際のステップ数を各使用範囲のＶｒｅｆの設定値の数と異なる数とした場合、Ｉcorrを導出する際の演算式を調整すればよい。

また、本実施の形態では、Ｖｒｅｆの使用範囲を３つに分割し、環境条件に応じて使用する範囲を選択する形態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、例えば図１０に示されるように、環境条件にかかわらず、Ｖｒｅｆの使用範囲を環境１〜環境３の全域として、駆動電流で調整するように構成することもできる。

なお、上記実施の形態に係る画像形成装置１０の構成（図１乃至図４参照）は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、ＬＤアレイの光量制御において、リファレンス電圧Ｖｒｅｆと差分ΔＰとを別々に送信する（図４参照）形態について説明したが、本発明はデータの送信形態に特に限定はない。例えば、図９に示されるように、データ生成部９６によりリファレンス電圧値と差分データとを含むデータを生成してまとめてＬＤドライバ８０に出力して、ＬＤドライバ８０において、データ分離部９８によりリファレンス電圧Ｖｒｅｆを示すデータと差分ΔＰを示すデータとに分離する形態としてもよい。

また、例えば、本実施の形態では、１つのＬＤアレイ４０からの光ビームの光路を分離して４つの感光体ドラム１６上に導く構成の露光ユニット２０を適用した形態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、１つの光源からの光ビームを複数の光路に分離する形態であればよく、２つの光源からの光ビームの光路をそれぞれ２つに分離して、４つの感光体に導く構成の露光ユニットにも適用することができる。なお、この場合のポリゴンミラーは、１つとしてもよいし、２つとしてもよい。

さらに、感光体の数は、４つに限定されるものではなく、２つ以上であればよいことは言うまでもない。

また、上記実施の形態に係る各処理の流れ（図６参照）も一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態では、電位パッチの電位を電位センサで検出し、検出結果に基づいて適正リファレンス電圧値を導出する形態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く、トナーパッチを作成して、濃度センサによりトナー像の濃度を検出し、検出結果に基づいて適正リファレンス電圧値を導出する形態とすることもできる。

実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 実施の形態に係る露光ユニットの構成を示す概略図である。 実施の形態に係る露光ユニットに適用可能なＬＤアレイの光源の配列例を示す図である。 実施の形態に係るＬＤアレイの光量制御に関するブロック図である。 （Ａ）は、環境グループに応じたリファレンス電圧の使用範囲を示す説明図、（Ｂ）は、リファレンス電圧を変化させたときの駆動電流（光量）を示すグラフである。 実施の形態に係る印刷処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係るリファレンス電圧設定時のＬＤアレイの駆動に関するタイミングチャートである。 実施の形態に係る画像形成時のＬＤアレイの駆動に関するタイミングチャートである。 他の形態に係るＬＤアレイの光量制御に関するブロック図である。 リファレンス電圧の使用範囲の他の設定例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ 中間転写体ベルト
１６ 感光体ドラム
１８ 帯電ローラ
２０ 露光ユニット
２２ 現像器
４６ 環境センサ
４８ 電位センサ
７２ リファレンス電圧値設定部（設定手段）
７４ リファレンス電圧生成部（生成手段）
７６ 差分導出部
７８ 適正リファレンス電圧値導出部（導出手段）
８２ ＡＰＣ回路（光量調整手段）
８６ 単位駆動電流導出部（取得手段）
９０ 駆動電流設定部（補正手段）

Claims (7)

1. 光源から射出される複数の光ビームを、複数の感光体上に至る光路に分離して走査露光する露光装置であって、
   前記光源から所定の光量の光ビームを射出させるための基準電圧を生成する生成手段と、
   各感光体上に静電潜像を形成するのに必要な光量の光ビームを射出させるための適正基準電圧を感光体毎に導出する導出手段と、
   前記導出手段により導出された適正基準電圧と、前記生成手段により生成された基準電圧との差に応じて、各感光体に対応する光ビームの駆動電流を補正する補正手段と、
   を備えた露光装置。
2. 前記光ビームの光量を前記所定の光量に調整する光量調整手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記光量調整手段による光量の調整時には、前記補正を実行しないことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記生成手段により生成する基準電圧値を所定量変化させたときの駆動電流の変化量を取得する取得手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記前記基準電圧と前記適正基準電圧との差及び前記取得手段により取得した変化量に基づいて、前記駆動電流の補正値を導出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の露光装置。
4. 露光装置の動作環境条件を検出する検出手段と、
   検出手段により検出された環境条件に応じて予め定められた前記基準電圧値の範囲内で前記生成手段により生成する前記基準電圧値を段階的に設定する設定手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の露光装置。
5. 前記取得手段は、前記設定手段により設定可能な前記基準電圧値の範囲の最大値が設定されたときの駆動電流と、当該範囲の最小値が設定されたときの駆動電流が設定されたときの駆動電流との差に基づいて、上記設定手段により設定される前記基準電圧値を１段階変更したときの駆動電流を単位駆動電流として取得し、
   前記補正手段は、前記導出手段により導出された適正基準電圧値と前記基準電圧値との差を前記段階数で導出し、当該段階数と前記単位駆動電流とを乗算して補正値として導出することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
6. 前記光ビームの数は、前記感光体の数よりも多いことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の露光装置。
7. 前記導出手段による適正基準電圧の導出は、プロセスコントロール毎に実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の露光装置。

Images