露光装置及び画像形成装置
【課題】露光装置における光源の発光応答性の変化に起因して感光体の表面に生じる電位誤差を低減する技術を提供する。
【解決手段】本発明の露光装置２は、画像情報に応じた駆動電流に応じた光ビームを出力する第１の光源（ＬＤ１，ＬＤ２）ととともに、第２の光源（ＬＤ３，ＬＤ４）を使用して、複数の光ビームを感光ドラム４の表面に照射する。第２の光源は、感光ドラム４の表面の感度のむらによる帯電電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によってレーザビームを感光ドラム４に照射する。第１の光源及び第２の光源から感光ドラム４に照射される光ビームは、感光ドラム４の表面において、同一の領域に重ねて照射される。
【解決手段】本発明の露光装置２は、画像情報に応じた駆動電流に応じた光ビームを出力する第１の光源（ＬＤ１，ＬＤ２）ととともに、第２の光源（ＬＤ３，ＬＤ４）を使用して、複数の光ビームを感光ドラム４の表面に照射する。第２の光源は、感光ドラム４の表面の感度のむらによる帯電電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によってレーザビームを感光ドラム４に照射する。第１の光源及び第２の光源から感光ドラム４に照射される光ビームは、感光ドラム４の表面において、同一の領域に重ねて照射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及び当該露光装置を使用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、一般に、露光装置が備える光源（レーザ光源）から出力される光ビーム（レーザビーム）で感光体の表面を走査して露光することにより、当該感光体の表面に静電潜像を形成する。静電潜像が形成される感光体には、その表面に、位置（領域）ごとに感度が異なる感度むらが存在し得る。この感度むらは、感光体の製造工程において感光体の感光層の膜厚を一定にすることが難しいことに起因して発生し得る。感光体に感度むらが存在する場合、感光体の表面を、同一の条件で帯電させ、かつ、同一の条件で光学走査装置によって露光したとしても、感光体の表面電位が領域ごとに異なる電位になることで、当該表面電位に電位むら（誤差）が発生するおそれがある。このように、感光体の表面の電位特性に不均一性が生じた場合には、静電潜像をトナー等の現像剤で現像した際に、形成された画像に濃度のむらが発生する。
【０００３】
このような感光体の感度むらに起因して生じる表面電位の誤差を補償する技術として、例えば、特許文献１の技術が提案されている。特許文献１によれば、単一のレーザ光源を備える画像形成装置において、感光体に形成される静電潜像の表面電位（暗部電位及び明部電位の各々）を均一にするために、感光体の感度むらに応じた補正値を用いて、レーザ光源の光量を制御している。具体的には、感光体の各領域における感度を表す感度データから当該感度の補正値を決定し、決定した補正値に応じてレーザ光源に通電される駆動電流を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の光量制御では、レーザ光源に通電させる駆動電流を、感光体の感度むらに応じて補正することにより、感光体の表面電位の誤差を補正している。画像形成の際には、レーザ光源は、このような光量制御によって制御された駆動電流によって定まる発光特性で、画像情報に応じた光量のレーザビームを感光体に照射する。ところが、光量制御によりレーザ光源に通電させる駆動電流を変化させると、レーザ光源の発光応答性が変化する。この場合、この発光応答性の変化に起因して、レーザ光源の発光特性が、駆動電流に応じて定まる理想的な発光特性から変動してしまう問題がある。特に、画像情報に応じて駆動電流を（パルス幅変調等により）変調することで、画像情報に応じた光量でレーザ光源を発光させた場合、駆動電流に応じて定まる理想的な光量と実際の光量との間に誤差が生じる問題がある。その結果、画像情報に応じたレーザビームを感光体に照射した際に、感光体の表面電位に、感度むらに起因した上述の誤差が残留するために、画質が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、露光装置における光源の発光応答性の変化に起因して感光体の表面に生じる電位誤差を低減する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例えば、露光装置として実現できる。露光装置は、感光体の表面に静電潜像を形成するための光ビームを感光体に照射する光源を備える露光装置であって、画像情報に応じた駆動電流に応じた光ビームを感光体に照射する第１の露光と、感光体の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によって光ビームを感光体に照射する第２の露光と、によって静電潜像が形成されるように、光源を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、露光装置におけるレーザ光源の発光応答性の変化に起因して感光体の表面に生じる電位誤差を低減する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学走査装置（露光装置）２の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置１における画像形成動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るレーザ駆動装置１２の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザ駆動装置１２の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る、各露光方式において各主走査ラインに対して主ビーム及び副ビームを照射する順番を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、バックグラウンド露光による露光時の、半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、イメージ露光による露光時の、半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。
【図９】感光ドラム４の主走査方向における感光ドラム４の感度特性の一例を示す図である。
【図１０】半導体レーザ１１（ＬＤ１〜ＬＤ４）の発光特性の一例を示す図である。
【図１１】半導体レーザ１１に供給する駆動電流を変化させることによって感光ドラム４の表面電位を補正する光量制御の一例を示す図である。
【図１２】半導体レーザ１１の応答特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置１の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。画像形成装置１は、入力された画像情報に基づいて転写材（記録材）Ｐの表面に画像を形成する画像形成プロセスを実行する。当該画像情報は、画像読取装置３００から入力されてもよいし、他の情報処理装置（コンピュータ）等の外部装置からネットワークを介して入力されてもよい。画像形成プロセスは、以下で説明する帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、及び定着プロセスを含む。画像形成装置１は、これらのプロセスを順に実行することによって、転写材Ｐの表面に画像を形成する。
【００１２】
画像形成装置１は、感光体の一例として、図１において矢印方向に回転するドラム状の感光ドラム４を備える。感光ドラム４の周囲には、その回転方向に沿って、当該感光ドラム４の表面を帯電させる帯電ローラ５と、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を現像する現像ユニット６とが配置される。感光ドラム４の周囲には、さらに、感光ドラム４からトナー像が転写される中間転写ベルト７Ａと、中間転写ベルト７Ａへの転写後に感光ドラム４の表面に残留するトナーを回収して当該表面を清掃するクリーナ９Ａとが配置される。中間転写ベルト７Ａは、駆動ローラ７Ｃ、２次転写対向ローラ７Ｄ、及びテンションローラ７Ｅの３つのローラによって掛け渡されている。中間転写ベルト７Ａには、テンションローラ７Ｅによって一定の張力が維持されている。駆動ローラ７Ｃは、中間転写ベルト７Ａを駆動して、当該中間転写ベルト７Ａを矢印方向に搬送する。
【００１３】
中間転写ベルト７Ａの周囲には、中間転写ベルト７Ａ上のカラーのトナー像を転写材Ｐの表面に転写させるための転写ローラ８が配置される。給紙カセット（図示せず）から給紙された転写材Ｐが搬送される（矢印で示す向きの）搬送路に沿って、中間転写ベルト７Ａと転写ローラ８とが接した状態で配置され、当該搬送路のさらに下流には、定着装置１０が配置される。
【００１４】
現像ユニット６は、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、トナー等の現像剤で現像することによって、感光ドラム４の表面に現像剤像（トナー像）を形成する。この現像ユニット６は、複数の現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋを備える。現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、トナー及びキャリアが所定比率で混合された、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤をそれぞれ収容している。各現像器は、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、それぞれ異なる色の現像剤で現像する。
【００１５】
画像形成装置１は、画像形成装置１の動作を制御する制御機構として、本体制御装置２００と画像制御装置３とを備える。また、画像形成装置１は、感光ドラム４の表面を光ビーム（レーザビーム）で走査して露光する光学走査装置（露光装置）２を備える。光学走査装置２は、入力された画像情報に応じたレーザビームを感光ドラム４の表面に照射することで、当該感光ドラム４の表面を露光する。本体制御装置２００は、画像形成装置１全体の動作を制御する。画像制御装置３は、本体制御装置２００からの指示に応じて、各色の画像情報を、レーザ出力用の画像データに変換して光学走査装置２へ出力する。
【００１６】
次に、画像形成装置１における画像形成プロセスで実行される各プロセスについて説明する。画像形成装置１は、画像形成プロセスを開始すると、まず、帯電プロセスを開始する。帯電プロセスでは、画像形成装置１は、電源（図示せず）から帯電バイアスを帯電ローラ５に印加して、当該帯電ローラ５によって感光ドラム４の表面を所定の電位に一様に帯電させる。
【００１７】
露光プロセスでは、光学走査装置２は、所定電位（暗部電位）に帯電した感光ドラム４の表面を露光する。まず、画像制御装置３が、画像読取装置３００から入力されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色及びＢｋ色の各色の画像情報を、順に、各色の画像データに変換して光学走査装置２に出力する。光学走査装置２は、色ごとの画像データに基づくレーザビームＬ１を、感光ドラム４の表面に照射することによって当該表面を露光する。感光ドラム４の表面においてレーザビームＬ１が照射された部分は、表面電位が上述の所定電位から異なる電位（明部電位）に変化する。このようにして、感光ドラム４の表面に各色の静電潜像が順に形成される。当該静電潜像は、感光ドラム４の（矢印方向への）回転に伴って、光学走査装置２によってレーザビームを照射された位置から、現像ユニット６と感光ドラム４とが当接する現像位置に移動する。
【００１８】
現像プロセスでは、まず、現像ユニット６が矢印の方向に回転することによって、現像すべき静電潜像の色に対応する現像器（現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋの何れか）が、現像位置に移動する。現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、それぞれ、現像位置において、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、それぞれ異なる色のトナーで現像する。具体的には、現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋにそれぞれ収容された異なる色のトナーが、感光ドラム４の表面の潜像部分に付着することによって、当該感光ドラム４の表面に各色のトナー像が順に形成される。形成されたトナー像は、感光ドラム４の回転に伴って、現像位置から、感光ドラム４と１次転写ローラ７Ｂとが中間転写ベルト７Ａを挟んで当接する１次転写位置に向かって移動する。
【００１９】
転写プロセスでは、現像ユニット６によって順に感光ドラム４の表面に形成された、４色のトナー像が、１次転写位置において、中間転写ベルト７Ａに順に重ねて１次転写される。即ち、中間転写ベルト７Ａの表面におけるＹ色のトナー像の形成位置と同一の位置に、Ｍ色、Ｃ色、及びＢｋ色のトナー像が重ねて転写される。その結果、中間転写ベルト７Ａの表面に、４色のトナー像からなるカラーのトナー像が形成される。なお、画像形成装置１は、電源（図示せず）から１次転写ローラ７Ｂに対して所定の転写バイアスを印加することによって、トナー像を感光ドラム４から中間転写ベルト７Ａに転写させる。
【００２０】
転写プロセスでは、その後、中間転写ベルト７Ａの回転に伴って、その表面に形成されたカラーのトナー像が、２次転写ローラ８と２次転写対向ローラ７Ｄとが中間転写ベルト７Ａを挟んで当接する２次転写位置に向かって移動する。当該２次転写位置においては、２次転写ローラ８によって、中間転写ベルト７Ａ上の当該トナー像が転写材Ｐに２次転写される。未定着のトナー像が表面に転写された転写材Ｐは、その後、定着装置１０に向かって搬送路上を搬送される。定着プロセスでは、定着装置１０が、転写材Ｐに対して熱及び圧力を与えることによって、未定着のトナー像を転写材Ｐに定着させる。
【００２１】
なお、１次転写後に、感光ドラム４の表面に残留したトナー等がクリーナ９Ａによって回収されることによって、感光ドラム４の表面が清掃される。また、２次転写後に、中間転写ベルト７Ａの表面に残留したトナー等がクリーナ９Ｂによって回収されることによって、中間転写ベルト７Ａの表面が清掃される。このようにして、感光ドラム４及び中間転写ベルト７Ａの表面に残留したトナーが除去された後に、画像形成装置１では、次の画像形成プロセスが実行される。
【００２２】
＜光学走査装置（露光装置）２の構成＞
次に、図２を参照して、光学走査装置（露光装置）２の構成について説明する。光学走査装置２は、図２に示す構成要素のうちで、感光ドラム４以外の構成要素を備える。即ち、光学走査装置２は、半導体レーザ１１、レーザ駆動装置（レーザ制御部）１２、コリメートレンズ１３、光量検出（ＰＤ）ユニット１４、シリンドリカルレンズ１６、スキャナモータユニット１７、ポリゴンミラー１７ａ、ｆ−θレンズ１８、反射ミラー１９、及びビーム検出（ＢＤ）センサ２１を備える。
【００２３】
半導体レーザ１１は、複数のレーザダイオード（ＬＤ）を備え、当該複数のレーザダイオードから複数の光ビーム（レーザビーム）を同時に出力可能である。レーザ駆動装置１２は、半導体レーザ１１（のＬＤ）に供給する駆動電流によって、半導体レーザ１１（のＬＤ）の駆動を制御する。半導体レーザ１１から出力されたレーザビームは、コリメートレンズ１３を透過して平行なビームになった後、ＰＤユニット１４に入射する。
【００２４】
ＰＤユニット１４は、その内部に反射ミラー１４ａを備え、また、ビーム出力面に光量検出器１４ｂを備える。反射ミラー１４ａは、半導体レーザ１１からのレーザビームを部分的に反射する特性を有する。反射ミラー１４ａで反射したレーザビームは、光量検出器１４ｂによって受光される。光量検出器１４ｂは、受光したレーザビームの光量を測定する測定素子である。光量検出器１４ｂは、レーザビームを受光すると、受光したレーザビームの光量（強度）に応じたＰＤ電流１５（光量検出信号）を、レーザ駆動装置１２へ出力する。このように、ＰＤユニット１４は、半導体レーザ１１が発光したレーザビームの光量を光量検出器１４ｂにより測定し、測定した光量に応じたＰＤ電流１５をレーザ駆動装置１２へ出力する。レーザ駆動装置１２は、半導体レーザ１１が所定光量で発光するように、ＰＤユニット１４から出力されたＰＤ電流１５に基づいて、後述する自動光量制御（ＡＰＣ）により、半導体レーザ１１に供給する駆動電流を調整する。
【００２５】
半導体レーザ１１から出力され、ＰＤユニット１４を通過したレーザビームは、さらに、シリンドリカルレンズ１６を通過して、ポリゴンミラー１７ａに到達する。ポリゴンミラー１７ａは、スキャナモータを含むスキャナモータユニット１７によって駆動されことで、等角速度で回転する。なお、スキャナモータユニット１７は、図３を用いて後述するように、画像制御装置３によるモータ制御信号２６を用いた制御に基づいて、ポリゴンミラー１７ａを回転させる。ポリゴンミラー１７ａは、レーザビームが感光ドラム４の表面を走査するように、等角速度で回転しながらレーザビームを偏向する回転多面鏡である。ポリゴンミラー１７ａによって偏向されたレーザビームは、ｆ−θレンズ１８に入射する。
【００２６】
ｆ−θレンズ１８に入射するレーザビームのうち、レーザビームＬ１は、レーザビームの一走査周期において、感光ドラム４の表面を走査及び露光するレーザビームであり、画像形成に利用される。一方で、レーザビームＬ２は、レーザビームの走査範囲の端部におけるレーザビームであり、画像形成に利用されない。
【００２７】
画像形成に利用されるレーザビームＬ１は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、感光ドラム４に到達する。ｆ−θレンズ１８は、感光ドラム４の表面（走査面）上で、感光ドラム４の回転方向（レーザビームＬ１の副走査方向）に対して直角となる方向（レーザビームＬ１の主走査方向、即ち、感光ドラム４の回転軸と平行な方向）において、レーザビームＬ１の軌跡が等速運動をするよう、速度変換を行う機能を有するレンズである。このように、半導体レーザ１１から出力されたレーザビームＬ１が感光ドラム４に照射されることによって、感光ドラム４の表面に静電潜像が形成される。
【００２８】
一方で、図２中に示されるレーザビームＬ１の少なくとも一方のレーザビームであるレーザビームＬ２は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、ＢＤセンサ２０に到達する。即ち、レーザ駆動装置１２は、レーザビームがＬ２の光路を取るような（ＢＤセンサ２０に入射するような）タイミングで半導体レーザ１１に駆動電流を供給する。ＢＤセンサ２０は、レーザビームＬ２を受光すると、感光ドラム４をレーザビームＬ１で走査する際の基準となるビーム検出（ＢＤ）信号２１を出力する。ＢＤセンサ２０から出力されたＢＤ信号２１は、画像制御装置３に供給される。
【００２９】
＜画像形成装置１における画像形成動作の手順＞
次に、図３に示すフローチャートを参照して、画像形成装置１において、画像制御装置３による制御に基づいて実行される画像形成（印字）動作の手順について説明する。
Ｓ１０１で、画像制御装置３は、本体制御装置２００から画像制御信号２１０により印字命令が入力される。すると、Ｓ１０２で、画像制御装置３は、光学走査装置２内のスキャナモータユニット１７に対して、ポリゴンミラー１７ａを回転動作させることを示す回転動作信号を、モータ制御信号２６により出力する。スキャナモータユニット１７は、画像制御装置３からの回転動作信号に応じて、ポリゴンミラー１７ａの回転制御を開始する。
【００３０】
次に、Ｓ１０３で、画像制御装置３は、スキャナモータユニット１７から出力されるモータ制御信号２６により、ポリゴンミラー１７ａを回転させるスキャナモータが安定した回転状態となったことを示すモータロック信号を検知したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、モータロック信号を検知したと判定すると、Ｓ１０４へ処理を進める。Ｓ１０４で、画像制御装置３は、レーザ制御信号２２によりレーザ駆動装置１２を制御して、半導体レーザ１１の発光制御をレーザ駆動装置１２に開始させる。その後、画像制御装置３は、光学走査装置２内のＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号２１を検知する動作モードに移行する。
【００３１】
Ｓ１０５で、画像制御装置３は、光学走査装置２内のＢＤセンサ２０からＢＤ信号２１が所定回数入力されたことを検知したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、ＢＤ信号２１が所定回数入力されたことを検知すると、Ｓ１０６へ処理を進める。Ｓ１０６で、画像制御装置３は、ＢＤ信号２１の検出タイミングを基準としたタイミングにおいて、画像データ２２を光学走査装置２内のレーザ駆動装置１２に出力する。
【００３２】
光学走査装置２（レーザ駆動装置１２及び半導体レーザ１１）は、上述したように、画像制御装置３から受信した画像データ２２に基づいて、レーザビームＬ１を感光ドラム４に照射することによって、感光ドラム４の表面を露光する。さらに、上述の画像形成プロセスに従った処理が実行されることによって、当該露光により形成された静電潜像を現像して得られるトナー像が、最終的に転写材Ｐ上に形成される。画像制御装置３は、Ｓ１０７で、画像形成（印字）動作中に、印字動作が完了したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、印字動作が完了していないと判定する限り、Ｓ１０７の判定処理を繰り返す一方で、印字動作が完了したと判定した場合には、処理をＳ１０９へ進める。
【００３３】
印字動作の終了後、Ｓ１０９で、画像制御装置３は、モータ制御信号２６により、光学走査装置２内のスキャナモータユニット１７を制御して、ポリゴンミラー１７ａの回転動作を停止させる。また、画像制御装置３は、レーザ制御信号群２３により、光学走査装置２内のレーザ駆動装置１２を制御して、半導体レーザ１１を消灯させる。このようにして、画像制御装置３は、光学走査装置２の動作を停止させる停止制御を行う。
【００３４】
なお、画像制御装置３は、Ｓ１０３においてモータロック信号が検知されない場合、又はＳ１０５においてＢＤ信号２１が検知されない場合には、光学走査装置２において動作エラーが生じたと判断する。この場合、Ｓ１０８で、画像制御装置３は、本体制御装置２００に対して、光学走査装置２において動作エラーが生じたことを示すエラー信号を、画像制御信号２１０により出力する。その後、Ｓ１０９で、画像制御装置３は、上述のように光学走査装置２の停止制御を行う。
【００３５】
＜感光ドラム４の電位むらの発生メカニズム＞
図１に示すような感光ドラム４には、一般に、感度むらが存在し得る。これは、感光ドラム４の製造工程において感光層の膜厚にばらつきが生じることに起因して、感光ドラム表面のすべての領域で感度特性が一定にならないためである。このように感度むらを有する感光ドラム４の表面全体を同一条件で帯電させ、かつ、当該表面全体に半導体レーザ１１が同一の光量でレーザビームを照射したとしても、表面電位は一定とならず、電位むら（電位特性の不均一性）が生じる。この場合、均一に帯電した感光ドラム４の表面を画像情報に応じたレーザビームで露光したとしても、露光後の表面電位に電位誤差（帯電電位誤差）が生じる。その結果、現像後のトナー像に濃度むらが生じ、転写材に形成される画像の画質も劣化することになる。
【００３６】
このような感光ドラム４の感度むらに起因した電位誤差は、上述のように、半導体レーザ１１から感光ドラム４に照射するレーザビームの光量を適切に調整することによって低減できることが知られている。図１１は、感光ドラム４の主走査方向における感度に応じて半導体レーザ１１に供給する駆動電流の大きさ（振幅）を変化させることによって、感光ドラム４の表面電位を補正する光量制御の一例を示す図である。同図では、感度むらの補正前及び補正後における、半導体レーザ１１の発光特性（光量）と、感光ドラム４の潜像特性とを示している。
【００３７】
また、図１１では、全面発光時及び画像（ＶＤＯ）発光時の特性を示している。ここで、全面発光は、感光ドラム４の表面における画像領域において、半導体レーザ１１に供給する駆動電流を変調せずに、当該駆動電流によって半導体レーザ１１が発光する場合に相当する。このため、全面発光の場合、半導体レーザ１１の光量は、駆動電流の大きさ（振幅）に依存する。一方で、画像発光は、感光ドラム４の表面における画像領域において、画像情報に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）により変調した駆動電流によって、半導体レーザ１１が発光する場合に相当する。このため、画像発光の場合、半導体レーザ１１の光量は、駆動電流の大きさ（振幅）と、後述するように、画像情報に応じたＰＷＭによって定まる駆動電流のパルス幅とに依存する。
【００３８】
図１１において、感度むらの補正前では、駆動電流の大きさを一定にすることにより、半導体レーザ１１の光量が一定となるように制御している。全面発光の場合、感光ドラム４の潜像特性において、感光ドラム４におけるコントラスト電圧（＝現像バイアスＶDC−明部電圧ＶL）がレーザビームの主走査方向において変動している。これは、感光ドラム４の感度むらに起因したものである。このコントラスト電圧の変動は、現像後のトナー像に濃度むらが生じる原因となる。また、図１１において、感度むらの補正後では、感光ドラム４の感度むら（感度データ）に応じて、感度むらに依存する電位誤差を補正するように、半導体レーザ１１への駆動電流の大きさを変化させている。その結果、図１１に示すように、全面発光時には、補正後のコントラスト電圧が一定に保たれていることがわかる。
【００３９】
次に、上述のように感光ドラム４の感度データに応じて感度むらの補正を行うとともに、画像発光を行う場合を想定する。即ち、感度むらの補正のために、上述のように半導体レーザ１１へ供給する駆動電流の大きさを感度データに応じて変化させるとともに、さらに、ＰＷＭにより、画像情報に応じて当該駆動電流のパルス幅を変化させる。この場合、図１１の１１０１に示すように、感光ドラム４上で、半導体レーザ１１からレーザビームが照射された部分の表面電位が、主走査方向において変動することがわかる。即ち、補正後の感光ドラム４のコントラスト電圧が、主走査方向において均一にならず、誤差が生じていることがわかる。（当該誤差は「補正残渣」とも称される。）これは、後述するように、光量制御により半導体レーザ１１に通電させる駆動電流の大きさを変化させた場合に、半導体レーザ１１の発光応答性が変化することに起因する。
【００４０】
図１２は、半導体レーザ１１の応答特性の一例を示す図である。同図では、半導体レーザ１１の光量の定格値を１０ｍＷとしている。また、同図において、横軸は、半導体レーザ１１に通電させる駆動電流に対応するＰＷＭ設定値（ＰＷＭ値）、縦軸は、各ＰＷＭ設定値を用いてＰＷＭを行った駆動電流によって半導体レーザ１１を発光させた場合の平均光量をそれぞれ示している。
【００４１】
図１２では、ＰＷＭ値として、５ビットで量子化した３２レベル（０〜３１）の量子化値を用いた場合について示している。このＰＷＭ値は、駆動電流の変調に使用される。駆動電流は、所定周波数の矩形波であり、ＰＷＭ値に応じたデューティ比となるように波形が整形されることによって、ＰＷＭを施される。ＰＷＭ値が大きいほどパルスの持続時間が大きくなり、当該パルスによって半導体レーザ１１に供給される駆動電流の総量が多くなる。その結果、ＰＷＭ値が大きいほど、図１２に示すように、半導体レーザ１１の光量が大きくなる。
【００４２】
また、同図では、異なる大きさ（振幅）の駆動電流を半導体レーザ１１に通電させた場合に対応する３つの応答特性を、それらの理論値とともに示している。これら３つの応答特性は、それぞれ、ＰＷＭ値の最大値（ＰＷＭ値＝３１、即ち、平均光量＝１００％に相当）に対応する平均光量（最大光量）Ｐoで、各ＰＷＭ値に対応する平均光量を正規化した平均光量を示す特性である。ここでは、最大光量Ｐoを９．３ｍＷ、５ｍＷ、２ｍＷとした場合の応答特性を示しており、最大光量Ｐoは駆動電流の大きさ（振幅）に依存して定まる。なお、同図では、さらに、駆動電流の大きさに応じて定まる理想的な光量（各ＰＷＭ値に対する理想的な応答特性）を理論値として示している。
【００４３】
図１２からわかるように、半導体レーザ１１を画像発光させた場合（即ち、駆動電流のパルス幅を画像情報に対応するＰＷＭ値に従って変化させた場合）、最大光量Ｐoの変化に依存して、各ＰＷＭ値に対応する光量とその理論値との間に誤差が生じることがわかる。また、最大光量Ｐoが異なると、異なる大きさの誤差が生じることがわかる。このことは、半導体レーザ１１が画像発光を行う場合には、ＰＷＭ値によって定まる、最大光量に対する相対的な光量が、駆動電流の大きさに依存して変化してしまうことを意味する。即ち、半導体レーザ１１に供給する駆動電流の大きさを変化させると、半導体レーザ１１の発光応答性が変化する。
【００４４】
従って、半導体レーザ１１の駆動電流の大きさを、感度データに基づく光量制御により変化させると、当該レーザの発光応答性が変化することになる。特に、駆動電流をＰＷＭ値により変調して画像発光を行う場合、ＰＷＭ値によって定まる、最大光量に対する相対的な光量が、駆動電流の大きさに依存して変化し、本来設定されるべき光量から誤差が生じることになる。このため、感光ドラム４の感度むらに起因した表面電位の誤差を、駆動電流の大きさの制御により低減しようとしても、感光ドラム４に照射されるレーザビームの光量に誤差が生じることになる。その結果、感度むらに起因した感光ドラム４の表面電位の誤差（電位むら）を十分に低減できず、誤差が残留するために、画質の低下を招くおそれがある。
【００４５】
＜感光ドラム４の電位むらの補正方法＞
上述のように、感光ドラム４の表面電位の誤差を補正するために、感度補正値に応じて大きさを調整した駆動電流を用いて、半導体レーザ１１が１回の露光により画像発光を行うと、上述の発光応答性の変化に起因してその誤差が残留する。その結果、感光ドラム４の電位むらを十分に補正できない問題がある。本実施形態では、半導体レーザ１１の発光応答性の変化に起因して残留する、上述の感光ドラム４の表面の電位誤差を十分に低減するために、感光ドラム４の表面の各領域を、第１の露光と第２の露光との２回にわけて露光する。第１の露光では、画像情報に応じた駆動電流によってレーザ光源から感光ドラム４にレーザビーム（主ビーム）を照射することによって、画像情報に応じた潜像を感光ドラム４の表面に形成する。また、第２の露光では、感光ドラム４の感度補正値に応じた駆動電流によってレーザ光源から感光ドラム４にレーザビームを照射することによって、感光ドラム４の表面の電位誤差を低減する。
【００４６】
本実施形態では、具体的には、主ビームを出力する第１のレーザ光源（第１の光源）と、副ビームを出力する第２のレーザ光源（第２の光源）とを用いる。具体的には、第１のレーザ光源に対する駆動電流については、その大きさを、感光ドラム４における感度むらによる電位誤差を低減する感度補正値に応じて変化させることなく、一定値とする。即ち、各主走査ラインについて、ＡＰＣによる調整後の駆動電流（パルス信号）の振幅を、感度補正値に応じて変化させず一定とした状態で、当該駆動電流に対して画像情報に基づくＰＷＭを行う。これにより、画像情報に応じたレーザビームを出力するレーザ光源については、駆動電流パルスの大きさの変化によってレーザ光源の発光応答性が変化することを防ぐ。
【００４７】
一方で、第２のレーザ光源に供給する駆動電流については、各領域について、感光ドラム４の感度むらを低減する感度補正値に応じて、レーザビームが照射される主走査位置ごとに大きさ（振幅）を変化させる。これにより、第２の光源は、感光ドラム４の感度むらによる電位誤差を低減する光量のレーザビームを、感光ドラム４に照射する。
【００４８】
ここで、第２のレーザ光源に供給される駆動電流は、画像形成の際に、画像情報に応じてＰＷＭが行われることがないため、図１１に示すように、画像発光時の潜像特性ではなく、全面発光時の潜像特性が得られることになる。（なお、ＰＷＭを行わないということは、図１２においてはＰＷＭ値＝３１、平均光量＝１００％の場合に相当する。）また、感光ドラム４の感度補正値に応じて、駆動電流の大きさを変化させた、即ち、レーザ光源の光量を調整したとしても、当該調整後の光量をＰＷＭ値に応じてさらに相対的に変化させない限り、上述のようなレーザ光源の発光応答性の問題が生じることはない。
【００４９】
このように、本実施形態では、第１のレーザ光源による第１の露光と第２のレーザ光源による第２の露光とを組み合わせて、感光ドラム４にレーザビームを照射することで感光ドラム４を露光する。これらのレーザ光源は、感光ドラム４の表面における同一の主走査ライン（同一の領域）に対して、重ねてレーザビームを照射する。本実施形態によれば、第１の露光においては、各主走査ライン（各領域）について、ＰＷＭによる駆動電流パルスの大きさを変化させることがないため、レーザ光源の発光応答性は変化しない。このため、レーザ光源の発光応答性の変化によって、レーザ光源の光量に誤差が生じることがない。一方で、第２の露光においては、感光ドラム４の感度むらの低減のために感度補正値に応じて駆動電流の大きさを変化させるものの、ＰＷＭを行わないため、そもそもレーザ光源の発光応答性の影響はない。従って、上述のように１回の露光により画像発光を行う場合と比較して、本実施形態では第１の露光及び第２の露光を組み合わせることによって、レーザ光源の発光応答性の変化に起因して残留してしまう、感光ドラム４の感度むらに起因した表面電位の誤差を、十分に低減することが可能になる。以下では、本実施形態に係る光学走査装置２の動作について、より具体的に説明する。
【００５０】
＜レーザ駆動装置１２の構成及び動作＞
次に、図４及び図５を参照して、レーザ駆動装置１２の構成及び動作について説明する。本実施形態では、図４に示すように、半導体レーザ１１が、レーザ光源に相当する４つのレーザダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ４）を備え、４ビーム構成のマルチビームレーザである場合について説明する。半導体レーザ１１は、主ビームを形成するＬＤ１及びＬＤ２と、副ビームを形成するＬＤ３及びＬＤ４とを備える。これらのうち、ＬＤ１及びＬＤ３と、ＬＤ２及びＬＤ４とは、それぞれ異なるレーザ光源群を構成する。これらの異なるレーザ光源群に含まれるレーザ光源は、感光ドラム４の表面において、異なるレーザ光源群間で互いに異なる主走査ライン（異なる領域）にレーザビームを重ねて照射する。このように、ＬＤ１及びＬＤ３からのレーザビームは同一の主走査ラインを走査し、ＬＤ２及びＬＤ４からのレーザビームは同一の主走査ラインを走査するように、ＬＤ１からＬＤ４は半導体レーザ１１に配列されている。また、ＬＤ１及びＬＤ３が走査する主走査ラインとＬＤ２及びＬＤ４が走査する主走査ラインは副走査方向において異なるラインとなる。ただし、後述するように、半導体レーザ１１は、必ずしも複数のレーザ光源群を備えている必要はなく、単一のレーザ光源群のみを備えていてもよく、その場合も本実施形態と同等の効果が得られよう。
【００５１】
レーザ駆動装置１２は、画像制御装置３（図１）、及び光学走査装置２内のＰＤユニット１４（図２）と接続されており、それらから入力される信号に基づいて、半導体レーザ１１にレーザ光源として設けられたＬＤ１〜ＬＤ４を駆動する。レーザ駆動装置１２は、後述するように、ＬＤ１〜ＬＤ４にそれぞれ供給する（通電させる）駆動電流４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂを制御することによって、ＬＤ１〜ＬＤ４の発光状態を制御可能である。このように、本実施形態において、レーザ駆動装置１２は、レーザ光源を制御する制御手段の一例として機能する。
【００５２】
レーザ駆動装置１２は、同一の主走査ラインを走査する主ビーム及び副ビームをそれぞれ形成するＬＤ１及びＬＤ３に対して駆動電流を供給する、主電流制御部３８ａ（主電流制御部ａ）及び副電流制御部３９ａ（副電流制御部ｂ）を備える。ここで、主電流制御部３８ａは、ＬＤ１に駆動電流を供給し、副電流制御部３９ａは、ＬＤ３に駆動電流を供給する。レーザ駆動装置１２は、さらに、ＬＤ２及びＬＤ４に対応する電流制御部として、主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂを備える。ここで、主電流制御部３８ａ，３８ｂは、第１の電流供給手段の一例であり、副電流制御部３９ａ，３９ｂは、第２の電流供給手段の一例である。なお、主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂの構成及び動作は、主電流制御部３８ａ及び副電流制御部３９ａとそれぞれ同様であるため、以下ではそれらの説明を可能な限り省略する。
【００５３】
図４に示すように、レーザ駆動装置１２は、さらに、モード制御回路３１と、ＰＤ切替回路３６とを備える。レーザ駆動装置１２には、画像制御装置３から、画像（ＶＤＯ）信号２２ａ，２２ｂと、レーザ制御信号群２３と、クロック信号（ＣＬＫ）２４と、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５とが入力されとともに、ＰＤユニット１４から、ＰＤ電流１５が入力される。また、レーザ制御信号群２３は、図５に示すように、光量制御信号２３ａと、２つのチャンネル選択信号２３ｂ，２３ｃとを含み、レーザ駆動装置１２内においてモード制御回路３１に入力される。画像制御装置３は、レーザ制御信号群２３に含まれる信号の信号値の組み合わせに基づいて、レーザ駆動装置１２の動作状態（動作モード）を制御する。即ち、モード制御回路３１は、レーザ制御信号群２３に含まれるこれらの信号２３ａ〜２３ｃにおける信号値の組み合わせに応じて、レーザ駆動装置１２で使用すべき動作モードを決定する。
【００５４】
本実施形態で、モード制御回路３１が選択可能な動作モード（図５の５０１）には、例えば、ＬＤ１〜ＬＤ４のそれぞれについての光量制御（ＡＰＣ）モード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）、強制消灯モード（ＯＦＦ）、及び画像発光モード（ＶＤＯ）がある。図５では、半導体レーザ１１からのレーザビームによる感光ドラム４の表面に対する主走査の約１周期における、レーザ駆動装置１２の動作について示している。なお、１主走査周期は、ＢＤ信号２１が検出される周期に対応する。図５に示すように、ＬＤ１〜ＬＤ４についてのＡＰＣモード、及び強制消灯モードは、感光ドラム４に対するレーザビームの１走査周期のうち、画像を形成しない非画像形成区間で使用される。画像発光モードは、感光ドラム４に対するレーザビームの１走査周期のうち、画像を形成する画像形成区間で使用される。
【００５５】
モード制御回路３１は、決定した動作モードでレーザ駆動装置１２が動作するよう、主サンプル信号（ＭＳＨ）３３、副サンプル信号（ＳＳＨ）３４、及び強制消灯信号（ＦＯＦＦ）３５により主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂを制御する。
【００５６】
ＰＤユニット１４は、半導体レーザ１１内のＬＤ１〜ＬＤ４が発光したレーザビームの強度（発光強度）に応じたＰＤ電流１５を、レーザ駆動装置１２に出力する。レーザ駆動装置１２に入力されたＰＤ電流１５は、ＰＤ切替回路３６に対して供給される。ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１の制御に応じて決定した出力モードに従って、ＰＤユニット１４から入力されたＰＤ電流１５の供給先を、主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂの間で切り替える回路である。
【００５７】
ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１から入力されるＰＤ切替信号３２に応じて、出力モードを決定する。モード制御回路３１は、上述のように決定した動作モードに応じて、図５に示すように、ＰＤ切替回路３６に出力するＰＤ切替信号３２（３２ａ，３２ｂ）を変化させる。図５では、モード制御回路３１からＰＤ切替回路３６へのＰＤ切替信号３２ａ，３２ｂの変化に従って、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先に相当する出力モード（図５の５０２）が切り替わっていることがわかる。本実施形態では、ＰＤ切替回路３６は、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先を、４つの電流制御部の何れかに設定する。このように、ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１からのＰＤ切替信号３２ａ，３２ｂにおける信号値の組み合わせに応じて、出力モードを決定する。
【００５８】
以下では、図５に示すタイミングチャートに沿って、各動作モード（図５の５０１）におけるレーザ駆動装置１２の動作について説明しながら、主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂの動作について説明する。
【００５９】
（１）主ビームについてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ）
主ビームを形成するＬＤ１についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ）では、ＬＤ１の光量が予め定められた光量に制御されるように、主電流制御部３８ａからＬＤ１に供給する駆動電流が制御される。なお、ＬＤ２についてのＡＰＣモード（ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ）においても同様の制御が行われるため、ＬＤ２に対する主電流制御部３８ｂについての説明は省略する。
【００６０】
モード制御回路３１は、ＬＤ１についてのＡＰＣモードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、主サンプル信号３３ａにより、主電流制御部３８ａ内のサンプル・ホールド（Ｓ＆Ｈ）回路４９をサンプル（導通）状態にする。また、モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａによりＶＤＯ制御回路５４を制御して、主電流制御部３８ａから駆動電流が供給されるＬＤ１を、強制的に点灯（発光）状態にする。ＶＤＯ制御回路５４は、図４のトランジスタ５５を強制的にオン状態にすることによって、ＬＤ１を発光させる。さらに、モード制御回路３１は、ＰＤ切替信号３２によりＰＤ切替回路３６を制御して、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先（図５の５０２）を主電流制御部３８ａに切り替えさせる。これにより、ＰＤユニット１４から入力されたＰＤ電流１５は、ＰＤ電流ＰＤａｍとして主電流制御部３８ａに供給され始める。
【００６１】
本動作モードにおいては、半導体レーザ１１のＬＤ１〜ＬＤ４のうち、ＬＤ１のみに駆動電流が供給されるため、ＬＤ１のみが発光する。従って、ＰＤユニット１４は、ＬＤ１が発光したレーザビーム（主ビーム）の強度（発光強度）に応じたＰＤ電流１５を出力する。本動作モードにおいて、ＰＤ切替回路３６を介して主電流制御部３８ａに入力されたＰＤ電流１５（ＰＤａｍ）は、可変抵抗器４８によって電圧に変換される。変換後の電圧は、比較器４６に印加される。比較器４６は、印加された当該電圧と、基準電圧発生器４７から印加された、予め定められた光量（光量制御値Ｐmtgt）に対応する基準電圧とを比較する。比較器４６は、当該比較結果として、それらの差分に応じた信号をサンプル（導通）状態にあるサンプル・ホールド回路４９に出力することによって、ホールドコンデンサ５０の電圧を増減させる。ホールドコンデンサ５０は、当該コンデンサに固有の時定数で充電される。
【００６２】
ホールドコンデンサ５０の電圧は、電流ドライバ５１の入力端子に入力される。電流ドライバ５１は、ホールドコンデンサ５０の電圧と駆動抵抗５２とに応じた電流を、ミラー回路５３からＬＤ１に出力させるように動作する。ここで、ミラー回路における一方（入力側）のトランジスタは電流ドライバ５１に接続されており、他方（出力側）のトランジスタはトランジスタ５５に接続されている。電流ドライバ５１からミラー回路５３に与えられた電流は、その電流値が所定のミラー比が乗じられた値となった後、トランジスタ５５に供給される。トランジスタ５５は、ＶＤＯ制御回路５４によって強制的にオン状態となっているため、ミラー回路５３からの電流は、駆動電流４０ａ（ＬＤｍａ）としてＬＤ１に供給される。
【００６３】
ＬＤ１は、駆動電流４０ａが供給されることによって、当該駆動電流に応じた光量で発光し、レーザビームを出力する。ＬＤ１から出力されたレーザビームは、ＰＤユニット１４によって検出され、当該レーザビームの強度に応じたＰＤ電流１５が、ＰＤ電流ＰＤａｍとして主電流制御部３８ａに入力される。さらに、上述のように、比較器４６において、ＰＤ電流１５から変換された電圧と基準電圧とが比較される。主電流制御部３８ａでは、当該比較結果に応じて、ＰＤ電流１５から変換された電圧が基準電圧に近づくように、ＬＤ１に対する駆動電流が制御される。このようにして、レーザ駆動装置１２は、ＬＤ１の光量を、予め定められた光量（Ｐmtgt）に制御する。
【００６４】
（２）強制消灯モード（ＯＦＦ）
図５に示すように、レーザ駆動装置１２では、ＬＤ１についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ）の後、モード制御回路３１は、強制消灯モード（ＯＦＦ）を選択する。モード制御回路３１は、本動作モードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａによりＶＤＯ制御回路５４を制御して、ＬＤ１を強制的に消灯状態にする。具体的には、モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａをオフにすることにより、トランジスタ５５をオフ状態に切り替えさせるよう、ＶＤＯ制御回路５４を制御する。これにより、ミラー回路５３からＬＤ１への駆動電流４０ａの供給が遮断されて、ＬＤ１が消灯状態となる。
【００６５】
また、主電流制御部３８ａにおいて、モード制御回路３１は、ＬＤ１についてのＡＰＣモードから強制消灯モードに切り替えると、主サンプル信号３３ａにより、サンプル・ホールド回路４９をホールド（解放）状態にする。これにより、充電されたホールドコンデンサ５０の電圧が、固定的に電流ドライバ５１に入力されることになる。その結果、後述する画像発光モード（ＶＤＯ）において、（１）のＡＰＣにより調整された光量でＬＤ１が発光することになる。
【００６６】
（３）副ビームについてのＡＰＣモード（ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）
副ビームを形成するＬＤ３についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ）では、ＬＤ３の光量が予め定められた光量に制御されるように、主電流制御部３８ａからＬＤ３に供給する駆動電流が制御される。なお、ＬＤ４についてのＡＰＣモード（ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）においても同様の制御が行われるため、ＬＤ４に対する主電流制御部３８ｂについての説明は省略する。
【００６７】
モード制御回路３１は、ＬＤ３についてのＡＰＣモードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、副サンプル信号３４ａにより、副電流制御部３９ａ内のサンプル・ホールド（Ｓ＆Ｈ）回路５９をサンプル（導通）状態にするとともに、スイッチ回路６１を、サンプル・ホールド回路５９と電流ドライバ５１とが接続されるように切り替える。また、この副サンプル信号３４ａにより、トランジスタ５５は強制的にオン状態となる。ここで、図４からもわかるように、副電流制御部３９ａにおいてＡＰＣが行われる場合、副電流制御部３９ａにおける回路の状態は、主電流制御部３８ａにおいてＡＰＣが行われる際の回路の状態と同等となる。このため、副電流制御部３９ａにおいても、上述の主電流制御部３８ａのＡＰＣと同等の動作が実行される。その結果、図５に示すように、ＬＤ３の光量が予め定められた光量（Ｐmtgt）となるように、レーザ駆動装置１２からＬＤ３に通電される駆動電流が決定される。
【００６８】
（４）画像発光モード（ＶＤＯ）
モード制御回路３１が画像発光モードを選択すると、主電流制御部３８ａのサンプル・ホールド回路４９と副電流制御部３９ａのサンプル・ホールド回路５９とが、主サンプル信号３３ａ及び副サンプル信号３４ａにより、ホールド（解放）状態となる。主電流制御部３８ａにおいては、ＶＤＯ制御回路５４が、画像制御装置３から供給される画像情報に相当するＶＤＯ信号２２ａを、トランジスタ５５に出力する。また、副電流制御部３９ａにおいては、副サンプル信号３４ａにより、スイッチ回路６１が、サンプル・ホールド回路５９とデジタル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）６６とを接続する状態に切り替わる。
【００６９】
画像発光モードにおいて、主電流制御部３８ａの電流ドライバ５１は、ＡＰＣで決定された、ホールドコンデンサ５０の電圧と駆動抵抗５２とに応じた電流を、ミラー回路５３に供給する。ミラー回路５３は、電流ドライバ６２から入力された電流を、所定のミラー比で変化させた後、駆動電流（ＬＤｍａ）としてＬＤ１へ供給する。当該駆動電流は、ミラー回路５３からトランジスタ５５を介してＬＤ１に供給される。その際、トランジスタ５５は、ＶＤＯ制御回路５４を介して与えられるＶＤＯ信号２２ａに応じて、ミラー回路５３からＬＤ１への駆動電流をスイッチングする。これにより、ＶＤＯ信号２２ａに応じたＰＷＭが実現される。なお、駆動電流の大きさについては、ＡＰＣによって定められた電流で一定である。ＰＷＭ変調された駆動電流がＬＤ１に供給されることによって、ＬＤ１は、画像情報に応じたレーザビーム（主ビーム）を、感光ドラム４に照射する。
【００７０】
また、副電流制御部３９ａにおいては、ＡＰＣで決定された、ホールドコンデンサ６０の電圧が、スイッチ回路６１を介してＤＡＣ６６に基準電圧として印加される。なお、基準電圧は、図１２における光量１００％に対応する電圧である。ＤＡＣ６６には、画像制御装置３から、クロック信号（ＣＬＫ）２４と、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５とが入力される。ＤＡＣ６６は、入力されたクロック信号２４のタイミングに合わせて、電流制御データ２５を、デジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。ここで、電流制御データ２５は、感光ドラム４の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に相当する。
【００７１】
ＤＡＣ６６から出力された、補正値に応じたアナログ信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６７を介して電流ドライバ６２に入力される。電流ドライバ６２は、ＬＰＦ６７からの入力と駆動抵抗６３とに応じた電流を、ミラー回路６４に供給する。ミラー回路６４は、電流ドライバ６２から入力された電流を、所定のミラー比で変化させた後、駆動電流（ＬＤｓａ）としてＬＤ３に供給する。当該駆動電流は、副サンプル信号３４ａによりオン状態となっているトランジスタ６５を介して、ＬＤ３に供給される。ＬＤ３に供給される駆動電流が、電流制御データ２５（感度補正値）に応じて変化することによって、ＬＤ３は、図５に示すように、感度補正値に応じた光量のレーザビーム（副ビーム）を、感光ドラム４に照射する。
【００７２】
画像発光モードにおいて、ＬＤ１（第１のレーザ光源）及びＬＤ３（第２のレーザ光源）から感光ドラム４に照射されるレーザビーム（主ビーム及び副ビーム）は、感光ドラム４の表面において、後述するように、同一の主走査ラインを走査する。これにより、画像情報に応じたレーザビームを出力するＬＤ１への駆動電流を変化させることなく、感光ドラム４を露光することが可能になる。また、感光ドラム４の感度むらに起因する表面電位の誤差を、ＬＤ３から照射するレーザビームにより十分に低減することが可能にある。なお、ＬＤ２及びＬＤ４と、これらに対応する主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂとの、画像発光モードにおける動作については、ＬＤ１及びＬＤ３と、主電流制御部３８ａ及び副電流制御部３９ａと同様である。従って、これらの説明については省略する。
【００７３】
＜露光方式に応じたレーザビームの走査方法＞
次に、図６〜図８を参照して、半導体レーザ１１のＬＤ１〜ＬＤ４から出力される主ビーム及び副ビームによる、露光方式に応じた走査方法について説明する。
画像形成装置１では、露光方式の違いに依存して、感光ドラム４の表面において異なる電位間にコントラスト電圧が形成される。具体的には、バックグラウンド露光とイメージ露光とで、異なる電位間にコントラスト電圧Ｖcontが形成される。形成された静電潜像が現像される際には、コントラスト電圧Ｖcontに応じた量のトナーが付着する。現像後の画像に濃度むらが生じることを防ぐためには、コントラスト電圧Ｖcontを一定にする必要がある。
【００７４】
ここで、バックグラウンド露光の場合、感光ドラム４の表面において、画像情報に応じて、ＬＤ１及びＬＤ３からレーザビームが照射されていない部分にトナーを付着させることによって画像を形成する。この場合、コントラスト電圧Ｖcontは、感光ドラム４の表面における、レーザビームが照射されていない部分の表面電位に相当する暗部電位ＶDと現像バイアスＶDCとの電位差に相当する。
【００７５】
一方で、イメージ露光の場合、感光ドラム４の表面において、画像情報に応じて、ＬＤ１及びＬＤ３からレーザビームが照射された部分にトナーを付着させることによって画像を形成する。この場合、コントラスト電圧Ｖcontは、感光ドラム４の表面における、レーザビームが照射された明部電位ＶLと現像バイアスＶDCとの電位差に相当する。
【００７６】
本実施形態では、画像形成装置１がバックグラウンド露光及びイメージ露光の何れを行うかに依存して、各主走査ラインについて、主ビームと副ビームの何れを先に感光ドラム４に照射すべきかが異なる。即ち、主ビームによる第１の露光と副ビームによる第２の露光との何れを先に行うべきかが、露光方式に依存して異なる。これは、上述のコントラスト電圧Ｖcontの違いに起因する。図６は、（ａ）バックグラウンド露光及び（ｂ）イメージ露光の各露光方式おいて、各主走査ラインに対して主ビーム及び副ビームを照射する順番を示す図である。同図では、ＬＤ１〜ＬＤ４からの主ビーム及び副ビームによるｎ、ｎ＋１、ｎ＋２回目の走査において、各ビームで何れの主走査ラインを走査するかを示している。また、図７及び図８は、同一の主走査ラインについて、それぞれ異なるレーザ光源による１回目及び２回目の露光時における半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。なお、図７はバックグラウンド露光の場合、図８はイメージ露光の場合を示している。
【００７７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、同一のレーザ光源群に含まれるＬＤ１及びＬＤ３は、同一の主走査ラインに、異なるタイミングに主ビーム及び副ビームを照射する。また、同一のレーザ光源群に含まれるＬＤ２及びＬＤ４は、異なるレーザ光源群に含まれるＬＤ１及びＬＤ３とは異なる主走査ラインに、主ビーム及び副ビームを照射する。ただし、本実施形態では、露光方式に依存して、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、各主走査ラインについて、主ビームと副ビームとで走査する順番が異なる。
【００７８】
（バックグラウンド露光の場合）
図６（ａ）に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ１（ＬＤ２）が主ビームを照射した後に、当該照射された主走査ラインに、ＬＤ３（ＬＤ４）が副ビームを重ねて照射する。図７に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ１（ＬＤ２）による１回目の露光が行われると、感光ドラム４の感度むらに応じて表面電位（ＶD及びＶL）に主走査位置に応じた変動（誤差）が生じている。上述のように、バックグラウンド露光の場合、コントラスト電圧Ｖcontは暗部電位ＶDと現像バイアスＶDCとの間に形成される。このため、バックグランド露光の場合、１回目の主ビームによる露光後の暗部電位ＶDに生じた電位誤差を、２回目の副ビームによる露光で低減すればよい。
【００７９】
このように、バックグラウンド露光では、１回目の露光として主ビームによる第１の露光、２回目の露光として副ビームによる第２の露光を行う。ここで、１回の露光により画像発光を行う場合には、上述のように、使用するレーザ光源の発光応答性が変化するために、感光ドラム４の表面電位の誤差を補正しきれず、誤差が残留してしまう。これに対して、本実施形態では、上述のように、第１の露光はレーザ光源の発光応答性を変化させることがなく、第２の露光はレーザ光源の発光応答性の影響を受けることがない。従って、各主走査ラインの露光を、本実施形態のように第１及び第２の露光に分けることによって、感光ドラム４の感度むら（電位特性）に起因した表面電位の誤差を、レーザ光源の発光応答性の変化に起因して残留させることなく、低減することが可能になる。また、以下のイメージ露光では、第１及び第２の露光の実行順序がバックグラウンド露光とは逆になっているものの、得られる効果はバックグラウンド露光と同様である。
【００８０】
（イメージ露光の場合）
図６（ｂ）に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ３（ＬＤ４）が副ビームを照射した後に、当該照射された主走査ラインに、ＬＤ１（ＬＤ２）が主ビームを重ねて照射する。上述のように、イメージ露光の場合、コントラスト電圧Ｖcontは明部電位ＶLと現像バイアスＶDCとの間に形成される。このため、イメージ露光の場合には、主ビームを用いた露光によって最終的に決定される明部電位ＶLに生じる、感光ドラム４の感度むらに起因した電位誤差を、予め副ビームを用いた露光によって低減すればよい。図８に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ３（ＬＤ４）の副ビームによる１回目の露光が行われると、感光ドラム４の表面においては、暗部電位ＶDに対して、副ビームに依存した変動が生じる。これは、感光ドラム４の感度むらを低減する補正値に応じた変動に対応する。その後、ＬＤ１（ＬＤ２）の主ビームによる２回目の露光が行われると、一定の明部電位ＶLが形成される。
【００８１】
このように、バックグラウンド露光の場合とイメージ露光の場合とに応じて、感光ドラム４の表面における各主走査ラインを、主ビーム及び副ビームで走査する順番を設定する。これにより、露光後のコントラスト電圧Ｖcontが一定となる。即ち、露光方式によらず、感光ドラム４の感度むらに起因した、感光ドラム４の電位誤差を低減可能となり、画質が低下することを低減できよう。
【００８２】
＜感度補正値の生成方法＞
副電流制御部３９ａ，３９ｂに入力する感度補正値、即ち、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５は、画像制御装置３によって生成される。画像制御装置３は、画像形成装置１が備える感光ドラム４を用いて予め測定された感度データに基づいて、以下で説明する演算により、感度補正値を算出できる。この感度データは、レーザ駆動装置１２又は感光ドラム４に設けられた、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置に格納されていればよい。例えば、感光ドラム４に当該記憶装置が設けられている場合、画像制御装置３は、感光ドラム４が交換されたことを検知するごとに、当該記憶装置から感度データを読み出すとともに、読み出した感度データに基づいて感度補正値を新たに算出すればよい。
【００８３】
なお、画像制御装置３は、算出した感度補正値を内部の記憶装置で保持するとともに、上述の画像発光モードによる動作時に、記憶装置に保持している感度補正値をレーザ駆動装置１２に、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５として出力する。レーザ駆動装置１２に入力された感度補正値は、副電流制御部３９ａ，３９ｂに入力される。
【００８４】
図９（ａ）は、感光ドラム４の主走査方向における感光ドラム４の感度特性の一例を示す図である。同図では、横軸に主走査位置ｄを、縦軸に感光ドラム４の感度ε（ｄ）を示し、主走査方向における１３個の位置についての感度ε（ｄ）を示している。また、感光ドラム４における主走査方向の補正範囲（静電潜像が形成される主走査方向の幅）を３００ｍｍ（ｄが−１５０ｍｍ〜＋１５０ｍｍの範囲）として、当該範囲における１３個の位置の感度ε（ｄ）を示している。
【００８５】
図９（ａ）に示すように、感光ドラム４には、主走査位置ｄに応じて感度ε（ｄ）が異なる感度むら（感度差）が存在することがわかる。この感度むらは、感光ドラム４の製造時に生じる、感光層の膜厚のむらに起因する。感度ε（ｄ）は、感光ドラム４の製造時等に、感光ドラム４を用いて測定された測定値であり、上述のように、レーザ駆動装置１２又は感光ドラム４の記憶装置に感度データとして格納されている。
【００８６】
画像制御装置３は、図９（ａ）に示すような感度データを用いて、感度補正値を算出する。以下では、図９（ａ）に示す感度データを一例として用いて、図９（ｂ）及び図１０を参照しながら感度補正値を算出する手順について説明する。図９（ｂ）は、感光ドラム４の主走査方向における、図９（ａ）に示す各主走査位置ｄに対応する補正値を示している。なお、以下では、感度補正値の分解能は８ビット（２５５レベル）、半導体レーザ１１の最大光量Ｐmax＝１０［ｍＷ］、半導体レーザ１１の発光開始電流（閾値電流）Ｉth＝２［ｍＡ］としている。
【００８７】
画像制御装置３は、感度ε（ｄ）の比率を算出し、算出した比率に基づいて補正値Δを算出する。感度ε（ｄ）の比率Ｒは、感度ε（ｄ）の主走査方向における最大値で正規化することによって求められる。図９（ａ）において、ε（ｄ）の最大値は、主走査位置ｄ＝±１５０［ｍｍ］における０．３９２である。このため、例えば、主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］における比率Ｒは、Ｒ＝０．３５１／０．３９２＝０．８９５と求められる。この比率Ｒを用いて、補正値Δは、Δ＝１−Ｒとして算出される。例えば、主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］における補正値Δは、図９（ｂ）にも示すように、Δ＝１−０．８９５＝０．１０５として算出される。画像制御装置３は、主走査方向における主走査位置ｄのそれぞれについて、補正値Δを同様に算出する。
【００８８】
図１０は、半導体レーザ１１（ＬＤ１〜ＬＤ４）の発光特性の一例を示す図であり、駆動電流Ｉ対光量Ｐ特性を示している。同図では、半導体レーザ１１の発光効率η＝０．５［ｍＷ／ｍＡ］としている。画像制御装置３は、例えば主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］については、以下のようにして感度補正値を算出する。半導体レーザ１１の設定光量Ｐstrt＝５［ｍＷ］とすると、ｄ＝０［ｍｍ］の補正値Δ＝０．１０５に対応する半導体レーザ１１の光量ΔＰは、ΔＰ＝Ｐstrt×Δ＝５×０．１０５＝０．５２３［ｍＷ］と算出される。次に、ΔＰに対応する電流ΔＩは、図１０に示す発光特性から、ΔＩ＝１．０４６［ｍＷ］と求められる。さらに、閾値電流Ｉth＝２［ｍＡ］を考慮すると、ΔＰに対応する電流Ｉは、図１０に示すように、Ｉ＝３．０４６［ｍＡ］と求められる。最終的に、当該データを、設定光量Ｐstrtに対応する電流Ｉstrt＝１２［ｍＡ］で正規化して、さらに８ビットで量子化すると、６４という値が感度補正値として算出される。
【００８９】
以上の演算を、予め定められたすべての主走査位置ｄについて行うことによって、すべての主走査位置ｄに対する感度補正値が算出される。画像制御装置３は、算出した感度補正値を記憶装置に保持するとともに、画像発光モードにおいて、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５としてレーザ駆動装置１２に出力する。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る光学走査装置２（露光装置）は、画像情報に応じた駆動電流に応じたレーザビーム（光ビーム）を出力する第１のレーザ光源（第１の光源）ととともに、第２のレーザ光源（第２の光源）を使用して、複数のレーザビームを感光ドラム４（感光体）の表面に照射する。この第２のレーザ光源は、感光ドラム４の表面の感度のむらによる電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によってレーザビームを感光ドラム４に照射する。第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源から感光ドラム４に照射されるレーザビームは、感光ドラム４の表面において、同一の主走査ライン（同一の領域）に照射される。即ち、感光ドラム４の表面においては、第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源のうち、一方のレーザ光源がレーザビームを照射した主走査ライン（領域）に、他方のレーザ光源がレーザビームを重ねて照射する。第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源の何れが先に、各主走査ラインにレーザビームを照射するかについては、光学走査装置２が設けられた画像形成装置１の露光方式に応じて定めればよい。
【００９１】
その結果、画像情報に応じた駆動電流を、感度補正値に応じて変化させることなく、一定の大きさで第１のレーザ光源に供給できる。その一方で、感光ドラム４の感度むらに起因した帯電電位誤差（電位特性の不均一性）を低減するためのレーザビームを、第２のレーザ光源から感光ドラム４に照射できる。これにより、レーザ光源における駆動電流の変化に応じた発光応答性の変化に起因して、感度補正値に応じたレーザビームで帯電電位誤差を十分に低減できなくなることを回避できるとともに、当該電位誤差を低減することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、複数のレーザ光源群で異なる主走査ラインを同時に走査することで、露光速度を向上させているが、単一のレーザ光源群を用いる場合にも本発明は適用できる。その場合にも、本実施形態と同等の効果を得ることができよう。その場合には、ＬＤ２及びＬＤ４と、それらに対応する主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂは必要ない。
【００９３】
さらに、本発明は、感光ドラム４の表面における各領域について、上述のように複数のレーザ光源によってそれぞれ第１及び第２の露光を行う実施形態だけでなく、１つのレーザ光源によって第１及び第２の露光を行う実施形態にも適用できる。この場合、例えば、上述のように第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源でそれぞれ行っていた第１及び第２の露光を、各主走査ライン（各領域）について、１つのレーザ光源で時分割に２回に分けて行えばよい。この第１及び第２の露光は、上述の実施形態と同様、各主走査ラインについて重ねて行えばよい。このような場合にも、上述の実施形態と同様、レーザ光源の発光応答性に起因して残留してしまう感光ドラム４の表面電位の誤差を低減することが可能になる。また、副走査方向において異なる主走査ラインを走査する複数のレーザ光源のそれぞれが、第１及び第２の露光を行ってもよい。この場合、露光速度を向上させつつ、感光ドラム４の表面電位の誤差を低減することが可能になる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及び当該露光装置を使用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、一般に、露光装置が備える光源（レーザ光源）から出力される光ビーム（レーザビーム）で感光体の表面を走査して露光することにより、当該感光体の表面に静電潜像を形成する。静電潜像が形成される感光体には、その表面に、位置（領域）ごとに感度が異なる感度むらが存在し得る。この感度むらは、感光体の製造工程において感光体の感光層の膜厚を一定にすることが難しいことに起因して発生し得る。感光体に感度むらが存在する場合、感光体の表面を、同一の条件で帯電させ、かつ、同一の条件で光学走査装置によって露光したとしても、感光体の表面電位が領域ごとに異なる電位になることで、当該表面電位に電位むら（誤差）が発生するおそれがある。このように、感光体の表面の電位特性に不均一性が生じた場合には、静電潜像をトナー等の現像剤で現像した際に、形成された画像に濃度のむらが発生する。
【０００３】
このような感光体の感度むらに起因して生じる表面電位の誤差を補償する技術として、例えば、特許文献１の技術が提案されている。特許文献１によれば、単一のレーザ光源を備える画像形成装置において、感光体に形成される静電潜像の表面電位（暗部電位及び明部電位の各々）を均一にするために、感光体の感度むらに応じた補正値を用いて、レーザ光源の光量を制御している。具体的には、感光体の各領域における感度を表す感度データから当該感度の補正値を決定し、決定した補正値に応じてレーザ光源に通電される駆動電流を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の光量制御では、レーザ光源に通電させる駆動電流を、感光体の感度むらに応じて補正することにより、感光体の表面電位の誤差を補正している。画像形成の際には、レーザ光源は、このような光量制御によって制御された駆動電流によって定まる発光特性で、画像情報に応じた光量のレーザビームを感光体に照射する。ところが、光量制御によりレーザ光源に通電させる駆動電流を変化させると、レーザ光源の発光応答性が変化する。この場合、この発光応答性の変化に起因して、レーザ光源の発光特性が、駆動電流に応じて定まる理想的な発光特性から変動してしまう問題がある。特に、画像情報に応じて駆動電流を（パルス幅変調等により）変調することで、画像情報に応じた光量でレーザ光源を発光させた場合、駆動電流に応じて定まる理想的な光量と実際の光量との間に誤差が生じる問題がある。その結果、画像情報に応じたレーザビームを感光体に照射した際に、感光体の表面電位に、感度むらに起因した上述の誤差が残留するために、画質が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、露光装置における光源の発光応答性の変化に起因して感光体の表面に生じる電位誤差を低減する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例えば、露光装置として実現できる。露光装置は、感光体の表面に静電潜像を形成するための光ビームを感光体に照射する光源を備える露光装置であって、画像情報に応じた駆動電流に応じた光ビームを感光体に照射する第１の露光と、感光体の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によって光ビームを感光体に照射する第２の露光と、によって静電潜像が形成されるように、光源を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、露光装置におけるレーザ光源の発光応答性の変化に起因して感光体の表面に生じる電位誤差を低減する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学走査装置（露光装置）２の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置１における画像形成動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るレーザ駆動装置１２の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザ駆動装置１２の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る、各露光方式において各主走査ラインに対して主ビーム及び副ビームを照射する順番を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、バックグラウンド露光による露光時の、半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、イメージ露光による露光時の、半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。
【図９】感光ドラム４の主走査方向における感光ドラム４の感度特性の一例を示す図である。
【図１０】半導体レーザ１１（ＬＤ１〜ＬＤ４）の発光特性の一例を示す図である。
【図１１】半導体レーザ１１に供給する駆動電流を変化させることによって感光ドラム４の表面電位を補正する光量制御の一例を示す図である。
【図１２】半導体レーザ１１の応答特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置１の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。画像形成装置１は、入力された画像情報に基づいて転写材（記録材）Ｐの表面に画像を形成する画像形成プロセスを実行する。当該画像情報は、画像読取装置３００から入力されてもよいし、他の情報処理装置（コンピュータ）等の外部装置からネットワークを介して入力されてもよい。画像形成プロセスは、以下で説明する帯電プロセス、露光プロセス、現像プロセス、転写プロセス、及び定着プロセスを含む。画像形成装置１は、これらのプロセスを順に実行することによって、転写材Ｐの表面に画像を形成する。
【００１２】
画像形成装置１は、感光体の一例として、図１において矢印方向に回転するドラム状の感光ドラム４を備える。感光ドラム４の周囲には、その回転方向に沿って、当該感光ドラム４の表面を帯電させる帯電ローラ５と、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を現像する現像ユニット６とが配置される。感光ドラム４の周囲には、さらに、感光ドラム４からトナー像が転写される中間転写ベルト７Ａと、中間転写ベルト７Ａへの転写後に感光ドラム４の表面に残留するトナーを回収して当該表面を清掃するクリーナ９Ａとが配置される。中間転写ベルト７Ａは、駆動ローラ７Ｃ、２次転写対向ローラ７Ｄ、及びテンションローラ７Ｅの３つのローラによって掛け渡されている。中間転写ベルト７Ａには、テンションローラ７Ｅによって一定の張力が維持されている。駆動ローラ７Ｃは、中間転写ベルト７Ａを駆動して、当該中間転写ベルト７Ａを矢印方向に搬送する。
【００１３】
中間転写ベルト７Ａの周囲には、中間転写ベルト７Ａ上のカラーのトナー像を転写材Ｐの表面に転写させるための転写ローラ８が配置される。給紙カセット（図示せず）から給紙された転写材Ｐが搬送される（矢印で示す向きの）搬送路に沿って、中間転写ベルト７Ａと転写ローラ８とが接した状態で配置され、当該搬送路のさらに下流には、定着装置１０が配置される。
【００１４】
現像ユニット６は、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、トナー等の現像剤で現像することによって、感光ドラム４の表面に現像剤像（トナー像）を形成する。この現像ユニット６は、複数の現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋを備える。現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、トナー及びキャリアが所定比率で混合された、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、及びブラック（Ｂｋ）色の現像剤をそれぞれ収容している。各現像器は、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、それぞれ異なる色の現像剤で現像する。
【００１５】
画像形成装置１は、画像形成装置１の動作を制御する制御機構として、本体制御装置２００と画像制御装置３とを備える。また、画像形成装置１は、感光ドラム４の表面を光ビーム（レーザビーム）で走査して露光する光学走査装置（露光装置）２を備える。光学走査装置２は、入力された画像情報に応じたレーザビームを感光ドラム４の表面に照射することで、当該感光ドラム４の表面を露光する。本体制御装置２００は、画像形成装置１全体の動作を制御する。画像制御装置３は、本体制御装置２００からの指示に応じて、各色の画像情報を、レーザ出力用の画像データに変換して光学走査装置２へ出力する。
【００１６】
次に、画像形成装置１における画像形成プロセスで実行される各プロセスについて説明する。画像形成装置１は、画像形成プロセスを開始すると、まず、帯電プロセスを開始する。帯電プロセスでは、画像形成装置１は、電源（図示せず）から帯電バイアスを帯電ローラ５に印加して、当該帯電ローラ５によって感光ドラム４の表面を所定の電位に一様に帯電させる。
【００１７】
露光プロセスでは、光学走査装置２は、所定電位（暗部電位）に帯電した感光ドラム４の表面を露光する。まず、画像制御装置３が、画像読取装置３００から入力されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色及びＢｋ色の各色の画像情報を、順に、各色の画像データに変換して光学走査装置２に出力する。光学走査装置２は、色ごとの画像データに基づくレーザビームＬ１を、感光ドラム４の表面に照射することによって当該表面を露光する。感光ドラム４の表面においてレーザビームＬ１が照射された部分は、表面電位が上述の所定電位から異なる電位（明部電位）に変化する。このようにして、感光ドラム４の表面に各色の静電潜像が順に形成される。当該静電潜像は、感光ドラム４の（矢印方向への）回転に伴って、光学走査装置２によってレーザビームを照射された位置から、現像ユニット６と感光ドラム４とが当接する現像位置に移動する。
【００１８】
現像プロセスでは、まず、現像ユニット６が矢印の方向に回転することによって、現像すべき静電潜像の色に対応する現像器（現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋの何れか）が、現像位置に移動する。現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、それぞれ、現像位置において、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を、それぞれ異なる色のトナーで現像する。具体的には、現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋにそれぞれ収容された異なる色のトナーが、感光ドラム４の表面の潜像部分に付着することによって、当該感光ドラム４の表面に各色のトナー像が順に形成される。形成されたトナー像は、感光ドラム４の回転に伴って、現像位置から、感光ドラム４と１次転写ローラ７Ｂとが中間転写ベルト７Ａを挟んで当接する１次転写位置に向かって移動する。
【００１９】
転写プロセスでは、現像ユニット６によって順に感光ドラム４の表面に形成された、４色のトナー像が、１次転写位置において、中間転写ベルト７Ａに順に重ねて１次転写される。即ち、中間転写ベルト７Ａの表面におけるＹ色のトナー像の形成位置と同一の位置に、Ｍ色、Ｃ色、及びＢｋ色のトナー像が重ねて転写される。その結果、中間転写ベルト７Ａの表面に、４色のトナー像からなるカラーのトナー像が形成される。なお、画像形成装置１は、電源（図示せず）から１次転写ローラ７Ｂに対して所定の転写バイアスを印加することによって、トナー像を感光ドラム４から中間転写ベルト７Ａに転写させる。
【００２０】
転写プロセスでは、その後、中間転写ベルト７Ａの回転に伴って、その表面に形成されたカラーのトナー像が、２次転写ローラ８と２次転写対向ローラ７Ｄとが中間転写ベルト７Ａを挟んで当接する２次転写位置に向かって移動する。当該２次転写位置においては、２次転写ローラ８によって、中間転写ベルト７Ａ上の当該トナー像が転写材Ｐに２次転写される。未定着のトナー像が表面に転写された転写材Ｐは、その後、定着装置１０に向かって搬送路上を搬送される。定着プロセスでは、定着装置１０が、転写材Ｐに対して熱及び圧力を与えることによって、未定着のトナー像を転写材Ｐに定着させる。
【００２１】
なお、１次転写後に、感光ドラム４の表面に残留したトナー等がクリーナ９Ａによって回収されることによって、感光ドラム４の表面が清掃される。また、２次転写後に、中間転写ベルト７Ａの表面に残留したトナー等がクリーナ９Ｂによって回収されることによって、中間転写ベルト７Ａの表面が清掃される。このようにして、感光ドラム４及び中間転写ベルト７Ａの表面に残留したトナーが除去された後に、画像形成装置１では、次の画像形成プロセスが実行される。
【００２２】
＜光学走査装置（露光装置）２の構成＞
次に、図２を参照して、光学走査装置（露光装置）２の構成について説明する。光学走査装置２は、図２に示す構成要素のうちで、感光ドラム４以外の構成要素を備える。即ち、光学走査装置２は、半導体レーザ１１、レーザ駆動装置（レーザ制御部）１２、コリメートレンズ１３、光量検出（ＰＤ）ユニット１４、シリンドリカルレンズ１６、スキャナモータユニット１７、ポリゴンミラー１７ａ、ｆ−θレンズ１８、反射ミラー１９、及びビーム検出（ＢＤ）センサ２１を備える。
【００２３】
半導体レーザ１１は、複数のレーザダイオード（ＬＤ）を備え、当該複数のレーザダイオードから複数の光ビーム（レーザビーム）を同時に出力可能である。レーザ駆動装置１２は、半導体レーザ１１（のＬＤ）に供給する駆動電流によって、半導体レーザ１１（のＬＤ）の駆動を制御する。半導体レーザ１１から出力されたレーザビームは、コリメートレンズ１３を透過して平行なビームになった後、ＰＤユニット１４に入射する。
【００２４】
ＰＤユニット１４は、その内部に反射ミラー１４ａを備え、また、ビーム出力面に光量検出器１４ｂを備える。反射ミラー１４ａは、半導体レーザ１１からのレーザビームを部分的に反射する特性を有する。反射ミラー１４ａで反射したレーザビームは、光量検出器１４ｂによって受光される。光量検出器１４ｂは、受光したレーザビームの光量を測定する測定素子である。光量検出器１４ｂは、レーザビームを受光すると、受光したレーザビームの光量（強度）に応じたＰＤ電流１５（光量検出信号）を、レーザ駆動装置１２へ出力する。このように、ＰＤユニット１４は、半導体レーザ１１が発光したレーザビームの光量を光量検出器１４ｂにより測定し、測定した光量に応じたＰＤ電流１５をレーザ駆動装置１２へ出力する。レーザ駆動装置１２は、半導体レーザ１１が所定光量で発光するように、ＰＤユニット１４から出力されたＰＤ電流１５に基づいて、後述する自動光量制御（ＡＰＣ）により、半導体レーザ１１に供給する駆動電流を調整する。
【００２５】
半導体レーザ１１から出力され、ＰＤユニット１４を通過したレーザビームは、さらに、シリンドリカルレンズ１６を通過して、ポリゴンミラー１７ａに到達する。ポリゴンミラー１７ａは、スキャナモータを含むスキャナモータユニット１７によって駆動されことで、等角速度で回転する。なお、スキャナモータユニット１７は、図３を用いて後述するように、画像制御装置３によるモータ制御信号２６を用いた制御に基づいて、ポリゴンミラー１７ａを回転させる。ポリゴンミラー１７ａは、レーザビームが感光ドラム４の表面を走査するように、等角速度で回転しながらレーザビームを偏向する回転多面鏡である。ポリゴンミラー１７ａによって偏向されたレーザビームは、ｆ−θレンズ１８に入射する。
【００２６】
ｆ−θレンズ１８に入射するレーザビームのうち、レーザビームＬ１は、レーザビームの一走査周期において、感光ドラム４の表面を走査及び露光するレーザビームであり、画像形成に利用される。一方で、レーザビームＬ２は、レーザビームの走査範囲の端部におけるレーザビームであり、画像形成に利用されない。
【００２７】
画像形成に利用されるレーザビームＬ１は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、感光ドラム４に到達する。ｆ−θレンズ１８は、感光ドラム４の表面（走査面）上で、感光ドラム４の回転方向（レーザビームＬ１の副走査方向）に対して直角となる方向（レーザビームＬ１の主走査方向、即ち、感光ドラム４の回転軸と平行な方向）において、レーザビームＬ１の軌跡が等速運動をするよう、速度変換を行う機能を有するレンズである。このように、半導体レーザ１１から出力されたレーザビームＬ１が感光ドラム４に照射されることによって、感光ドラム４の表面に静電潜像が形成される。
【００２８】
一方で、図２中に示されるレーザビームＬ１の少なくとも一方のレーザビームであるレーザビームＬ２は、ｆ−θレンズ１８を通過した後、反射ミラー１９によって反射して、ＢＤセンサ２０に到達する。即ち、レーザ駆動装置１２は、レーザビームがＬ２の光路を取るような（ＢＤセンサ２０に入射するような）タイミングで半導体レーザ１１に駆動電流を供給する。ＢＤセンサ２０は、レーザビームＬ２を受光すると、感光ドラム４をレーザビームＬ１で走査する際の基準となるビーム検出（ＢＤ）信号２１を出力する。ＢＤセンサ２０から出力されたＢＤ信号２１は、画像制御装置３に供給される。
【００２９】
＜画像形成装置１における画像形成動作の手順＞
次に、図３に示すフローチャートを参照して、画像形成装置１において、画像制御装置３による制御に基づいて実行される画像形成（印字）動作の手順について説明する。
Ｓ１０１で、画像制御装置３は、本体制御装置２００から画像制御信号２１０により印字命令が入力される。すると、Ｓ１０２で、画像制御装置３は、光学走査装置２内のスキャナモータユニット１７に対して、ポリゴンミラー１７ａを回転動作させることを示す回転動作信号を、モータ制御信号２６により出力する。スキャナモータユニット１７は、画像制御装置３からの回転動作信号に応じて、ポリゴンミラー１７ａの回転制御を開始する。
【００３０】
次に、Ｓ１０３で、画像制御装置３は、スキャナモータユニット１７から出力されるモータ制御信号２６により、ポリゴンミラー１７ａを回転させるスキャナモータが安定した回転状態となったことを示すモータロック信号を検知したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、モータロック信号を検知したと判定すると、Ｓ１０４へ処理を進める。Ｓ１０４で、画像制御装置３は、レーザ制御信号２２によりレーザ駆動装置１２を制御して、半導体レーザ１１の発光制御をレーザ駆動装置１２に開始させる。その後、画像制御装置３は、光学走査装置２内のＢＤセンサ２０から出力されるＢＤ信号２１を検知する動作モードに移行する。
【００３１】
Ｓ１０５で、画像制御装置３は、光学走査装置２内のＢＤセンサ２０からＢＤ信号２１が所定回数入力されたことを検知したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、ＢＤ信号２１が所定回数入力されたことを検知すると、Ｓ１０６へ処理を進める。Ｓ１０６で、画像制御装置３は、ＢＤ信号２１の検出タイミングを基準としたタイミングにおいて、画像データ２２を光学走査装置２内のレーザ駆動装置１２に出力する。
【００３２】
光学走査装置２（レーザ駆動装置１２及び半導体レーザ１１）は、上述したように、画像制御装置３から受信した画像データ２２に基づいて、レーザビームＬ１を感光ドラム４に照射することによって、感光ドラム４の表面を露光する。さらに、上述の画像形成プロセスに従った処理が実行されることによって、当該露光により形成された静電潜像を現像して得られるトナー像が、最終的に転写材Ｐ上に形成される。画像制御装置３は、Ｓ１０７で、画像形成（印字）動作中に、印字動作が完了したか否かを判定する。ここで、画像制御装置３は、印字動作が完了していないと判定する限り、Ｓ１０７の判定処理を繰り返す一方で、印字動作が完了したと判定した場合には、処理をＳ１０９へ進める。
【００３３】
印字動作の終了後、Ｓ１０９で、画像制御装置３は、モータ制御信号２６により、光学走査装置２内のスキャナモータユニット１７を制御して、ポリゴンミラー１７ａの回転動作を停止させる。また、画像制御装置３は、レーザ制御信号群２３により、光学走査装置２内のレーザ駆動装置１２を制御して、半導体レーザ１１を消灯させる。このようにして、画像制御装置３は、光学走査装置２の動作を停止させる停止制御を行う。
【００３４】
なお、画像制御装置３は、Ｓ１０３においてモータロック信号が検知されない場合、又はＳ１０５においてＢＤ信号２１が検知されない場合には、光学走査装置２において動作エラーが生じたと判断する。この場合、Ｓ１０８で、画像制御装置３は、本体制御装置２００に対して、光学走査装置２において動作エラーが生じたことを示すエラー信号を、画像制御信号２１０により出力する。その後、Ｓ１０９で、画像制御装置３は、上述のように光学走査装置２の停止制御を行う。
【００３５】
＜感光ドラム４の電位むらの発生メカニズム＞
図１に示すような感光ドラム４には、一般に、感度むらが存在し得る。これは、感光ドラム４の製造工程において感光層の膜厚にばらつきが生じることに起因して、感光ドラム表面のすべての領域で感度特性が一定にならないためである。このように感度むらを有する感光ドラム４の表面全体を同一条件で帯電させ、かつ、当該表面全体に半導体レーザ１１が同一の光量でレーザビームを照射したとしても、表面電位は一定とならず、電位むら（電位特性の不均一性）が生じる。この場合、均一に帯電した感光ドラム４の表面を画像情報に応じたレーザビームで露光したとしても、露光後の表面電位に電位誤差（帯電電位誤差）が生じる。その結果、現像後のトナー像に濃度むらが生じ、転写材に形成される画像の画質も劣化することになる。
【００３６】
このような感光ドラム４の感度むらに起因した電位誤差は、上述のように、半導体レーザ１１から感光ドラム４に照射するレーザビームの光量を適切に調整することによって低減できることが知られている。図１１は、感光ドラム４の主走査方向における感度に応じて半導体レーザ１１に供給する駆動電流の大きさ（振幅）を変化させることによって、感光ドラム４の表面電位を補正する光量制御の一例を示す図である。同図では、感度むらの補正前及び補正後における、半導体レーザ１１の発光特性（光量）と、感光ドラム４の潜像特性とを示している。
【００３７】
また、図１１では、全面発光時及び画像（ＶＤＯ）発光時の特性を示している。ここで、全面発光は、感光ドラム４の表面における画像領域において、半導体レーザ１１に供給する駆動電流を変調せずに、当該駆動電流によって半導体レーザ１１が発光する場合に相当する。このため、全面発光の場合、半導体レーザ１１の光量は、駆動電流の大きさ（振幅）に依存する。一方で、画像発光は、感光ドラム４の表面における画像領域において、画像情報に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）により変調した駆動電流によって、半導体レーザ１１が発光する場合に相当する。このため、画像発光の場合、半導体レーザ１１の光量は、駆動電流の大きさ（振幅）と、後述するように、画像情報に応じたＰＷＭによって定まる駆動電流のパルス幅とに依存する。
【００３８】
図１１において、感度むらの補正前では、駆動電流の大きさを一定にすることにより、半導体レーザ１１の光量が一定となるように制御している。全面発光の場合、感光ドラム４の潜像特性において、感光ドラム４におけるコントラスト電圧（＝現像バイアスＶDC−明部電圧ＶL）がレーザビームの主走査方向において変動している。これは、感光ドラム４の感度むらに起因したものである。このコントラスト電圧の変動は、現像後のトナー像に濃度むらが生じる原因となる。また、図１１において、感度むらの補正後では、感光ドラム４の感度むら（感度データ）に応じて、感度むらに依存する電位誤差を補正するように、半導体レーザ１１への駆動電流の大きさを変化させている。その結果、図１１に示すように、全面発光時には、補正後のコントラスト電圧が一定に保たれていることがわかる。
【００３９】
次に、上述のように感光ドラム４の感度データに応じて感度むらの補正を行うとともに、画像発光を行う場合を想定する。即ち、感度むらの補正のために、上述のように半導体レーザ１１へ供給する駆動電流の大きさを感度データに応じて変化させるとともに、さらに、ＰＷＭにより、画像情報に応じて当該駆動電流のパルス幅を変化させる。この場合、図１１の１１０１に示すように、感光ドラム４上で、半導体レーザ１１からレーザビームが照射された部分の表面電位が、主走査方向において変動することがわかる。即ち、補正後の感光ドラム４のコントラスト電圧が、主走査方向において均一にならず、誤差が生じていることがわかる。（当該誤差は「補正残渣」とも称される。）これは、後述するように、光量制御により半導体レーザ１１に通電させる駆動電流の大きさを変化させた場合に、半導体レーザ１１の発光応答性が変化することに起因する。
【００４０】
図１２は、半導体レーザ１１の応答特性の一例を示す図である。同図では、半導体レーザ１１の光量の定格値を１０ｍＷとしている。また、同図において、横軸は、半導体レーザ１１に通電させる駆動電流に対応するＰＷＭ設定値（ＰＷＭ値）、縦軸は、各ＰＷＭ設定値を用いてＰＷＭを行った駆動電流によって半導体レーザ１１を発光させた場合の平均光量をそれぞれ示している。
【００４１】
図１２では、ＰＷＭ値として、５ビットで量子化した３２レベル（０〜３１）の量子化値を用いた場合について示している。このＰＷＭ値は、駆動電流の変調に使用される。駆動電流は、所定周波数の矩形波であり、ＰＷＭ値に応じたデューティ比となるように波形が整形されることによって、ＰＷＭを施される。ＰＷＭ値が大きいほどパルスの持続時間が大きくなり、当該パルスによって半導体レーザ１１に供給される駆動電流の総量が多くなる。その結果、ＰＷＭ値が大きいほど、図１２に示すように、半導体レーザ１１の光量が大きくなる。
【００４２】
また、同図では、異なる大きさ（振幅）の駆動電流を半導体レーザ１１に通電させた場合に対応する３つの応答特性を、それらの理論値とともに示している。これら３つの応答特性は、それぞれ、ＰＷＭ値の最大値（ＰＷＭ値＝３１、即ち、平均光量＝１００％に相当）に対応する平均光量（最大光量）Ｐoで、各ＰＷＭ値に対応する平均光量を正規化した平均光量を示す特性である。ここでは、最大光量Ｐoを９．３ｍＷ、５ｍＷ、２ｍＷとした場合の応答特性を示しており、最大光量Ｐoは駆動電流の大きさ（振幅）に依存して定まる。なお、同図では、さらに、駆動電流の大きさに応じて定まる理想的な光量（各ＰＷＭ値に対する理想的な応答特性）を理論値として示している。
【００４３】
図１２からわかるように、半導体レーザ１１を画像発光させた場合（即ち、駆動電流のパルス幅を画像情報に対応するＰＷＭ値に従って変化させた場合）、最大光量Ｐoの変化に依存して、各ＰＷＭ値に対応する光量とその理論値との間に誤差が生じることがわかる。また、最大光量Ｐoが異なると、異なる大きさの誤差が生じることがわかる。このことは、半導体レーザ１１が画像発光を行う場合には、ＰＷＭ値によって定まる、最大光量に対する相対的な光量が、駆動電流の大きさに依存して変化してしまうことを意味する。即ち、半導体レーザ１１に供給する駆動電流の大きさを変化させると、半導体レーザ１１の発光応答性が変化する。
【００４４】
従って、半導体レーザ１１の駆動電流の大きさを、感度データに基づく光量制御により変化させると、当該レーザの発光応答性が変化することになる。特に、駆動電流をＰＷＭ値により変調して画像発光を行う場合、ＰＷＭ値によって定まる、最大光量に対する相対的な光量が、駆動電流の大きさに依存して変化し、本来設定されるべき光量から誤差が生じることになる。このため、感光ドラム４の感度むらに起因した表面電位の誤差を、駆動電流の大きさの制御により低減しようとしても、感光ドラム４に照射されるレーザビームの光量に誤差が生じることになる。その結果、感度むらに起因した感光ドラム４の表面電位の誤差（電位むら）を十分に低減できず、誤差が残留するために、画質の低下を招くおそれがある。
【００４５】
＜感光ドラム４の電位むらの補正方法＞
上述のように、感光ドラム４の表面電位の誤差を補正するために、感度補正値に応じて大きさを調整した駆動電流を用いて、半導体レーザ１１が１回の露光により画像発光を行うと、上述の発光応答性の変化に起因してその誤差が残留する。その結果、感光ドラム４の電位むらを十分に補正できない問題がある。本実施形態では、半導体レーザ１１の発光応答性の変化に起因して残留する、上述の感光ドラム４の表面の電位誤差を十分に低減するために、感光ドラム４の表面の各領域を、第１の露光と第２の露光との２回にわけて露光する。第１の露光では、画像情報に応じた駆動電流によってレーザ光源から感光ドラム４にレーザビーム（主ビーム）を照射することによって、画像情報に応じた潜像を感光ドラム４の表面に形成する。また、第２の露光では、感光ドラム４の感度補正値に応じた駆動電流によってレーザ光源から感光ドラム４にレーザビームを照射することによって、感光ドラム４の表面の電位誤差を低減する。
【００４６】
本実施形態では、具体的には、主ビームを出力する第１のレーザ光源（第１の光源）と、副ビームを出力する第２のレーザ光源（第２の光源）とを用いる。具体的には、第１のレーザ光源に対する駆動電流については、その大きさを、感光ドラム４における感度むらによる電位誤差を低減する感度補正値に応じて変化させることなく、一定値とする。即ち、各主走査ラインについて、ＡＰＣによる調整後の駆動電流（パルス信号）の振幅を、感度補正値に応じて変化させず一定とした状態で、当該駆動電流に対して画像情報に基づくＰＷＭを行う。これにより、画像情報に応じたレーザビームを出力するレーザ光源については、駆動電流パルスの大きさの変化によってレーザ光源の発光応答性が変化することを防ぐ。
【００４７】
一方で、第２のレーザ光源に供給する駆動電流については、各領域について、感光ドラム４の感度むらを低減する感度補正値に応じて、レーザビームが照射される主走査位置ごとに大きさ（振幅）を変化させる。これにより、第２の光源は、感光ドラム４の感度むらによる電位誤差を低減する光量のレーザビームを、感光ドラム４に照射する。
【００４８】
ここで、第２のレーザ光源に供給される駆動電流は、画像形成の際に、画像情報に応じてＰＷＭが行われることがないため、図１１に示すように、画像発光時の潜像特性ではなく、全面発光時の潜像特性が得られることになる。（なお、ＰＷＭを行わないということは、図１２においてはＰＷＭ値＝３１、平均光量＝１００％の場合に相当する。）また、感光ドラム４の感度補正値に応じて、駆動電流の大きさを変化させた、即ち、レーザ光源の光量を調整したとしても、当該調整後の光量をＰＷＭ値に応じてさらに相対的に変化させない限り、上述のようなレーザ光源の発光応答性の問題が生じることはない。
【００４９】
このように、本実施形態では、第１のレーザ光源による第１の露光と第２のレーザ光源による第２の露光とを組み合わせて、感光ドラム４にレーザビームを照射することで感光ドラム４を露光する。これらのレーザ光源は、感光ドラム４の表面における同一の主走査ライン（同一の領域）に対して、重ねてレーザビームを照射する。本実施形態によれば、第１の露光においては、各主走査ライン（各領域）について、ＰＷＭによる駆動電流パルスの大きさを変化させることがないため、レーザ光源の発光応答性は変化しない。このため、レーザ光源の発光応答性の変化によって、レーザ光源の光量に誤差が生じることがない。一方で、第２の露光においては、感光ドラム４の感度むらの低減のために感度補正値に応じて駆動電流の大きさを変化させるものの、ＰＷＭを行わないため、そもそもレーザ光源の発光応答性の影響はない。従って、上述のように１回の露光により画像発光を行う場合と比較して、本実施形態では第１の露光及び第２の露光を組み合わせることによって、レーザ光源の発光応答性の変化に起因して残留してしまう、感光ドラム４の感度むらに起因した表面電位の誤差を、十分に低減することが可能になる。以下では、本実施形態に係る光学走査装置２の動作について、より具体的に説明する。
【００５０】
＜レーザ駆動装置１２の構成及び動作＞
次に、図４及び図５を参照して、レーザ駆動装置１２の構成及び動作について説明する。本実施形態では、図４に示すように、半導体レーザ１１が、レーザ光源に相当する４つのレーザダイオード（ＬＤ１〜ＬＤ４）を備え、４ビーム構成のマルチビームレーザである場合について説明する。半導体レーザ１１は、主ビームを形成するＬＤ１及びＬＤ２と、副ビームを形成するＬＤ３及びＬＤ４とを備える。これらのうち、ＬＤ１及びＬＤ３と、ＬＤ２及びＬＤ４とは、それぞれ異なるレーザ光源群を構成する。これらの異なるレーザ光源群に含まれるレーザ光源は、感光ドラム４の表面において、異なるレーザ光源群間で互いに異なる主走査ライン（異なる領域）にレーザビームを重ねて照射する。このように、ＬＤ１及びＬＤ３からのレーザビームは同一の主走査ラインを走査し、ＬＤ２及びＬＤ４からのレーザビームは同一の主走査ラインを走査するように、ＬＤ１からＬＤ４は半導体レーザ１１に配列されている。また、ＬＤ１及びＬＤ３が走査する主走査ラインとＬＤ２及びＬＤ４が走査する主走査ラインは副走査方向において異なるラインとなる。ただし、後述するように、半導体レーザ１１は、必ずしも複数のレーザ光源群を備えている必要はなく、単一のレーザ光源群のみを備えていてもよく、その場合も本実施形態と同等の効果が得られよう。
【００５１】
レーザ駆動装置１２は、画像制御装置３（図１）、及び光学走査装置２内のＰＤユニット１４（図２）と接続されており、それらから入力される信号に基づいて、半導体レーザ１１にレーザ光源として設けられたＬＤ１〜ＬＤ４を駆動する。レーザ駆動装置１２は、後述するように、ＬＤ１〜ＬＤ４にそれぞれ供給する（通電させる）駆動電流４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂを制御することによって、ＬＤ１〜ＬＤ４の発光状態を制御可能である。このように、本実施形態において、レーザ駆動装置１２は、レーザ光源を制御する制御手段の一例として機能する。
【００５２】
レーザ駆動装置１２は、同一の主走査ラインを走査する主ビーム及び副ビームをそれぞれ形成するＬＤ１及びＬＤ３に対して駆動電流を供給する、主電流制御部３８ａ（主電流制御部ａ）及び副電流制御部３９ａ（副電流制御部ｂ）を備える。ここで、主電流制御部３８ａは、ＬＤ１に駆動電流を供給し、副電流制御部３９ａは、ＬＤ３に駆動電流を供給する。レーザ駆動装置１２は、さらに、ＬＤ２及びＬＤ４に対応する電流制御部として、主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂを備える。ここで、主電流制御部３８ａ，３８ｂは、第１の電流供給手段の一例であり、副電流制御部３９ａ，３９ｂは、第２の電流供給手段の一例である。なお、主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂの構成及び動作は、主電流制御部３８ａ及び副電流制御部３９ａとそれぞれ同様であるため、以下ではそれらの説明を可能な限り省略する。
【００５３】
図４に示すように、レーザ駆動装置１２は、さらに、モード制御回路３１と、ＰＤ切替回路３６とを備える。レーザ駆動装置１２には、画像制御装置３から、画像（ＶＤＯ）信号２２ａ，２２ｂと、レーザ制御信号群２３と、クロック信号（ＣＬＫ）２４と、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５とが入力されとともに、ＰＤユニット１４から、ＰＤ電流１５が入力される。また、レーザ制御信号群２３は、図５に示すように、光量制御信号２３ａと、２つのチャンネル選択信号２３ｂ，２３ｃとを含み、レーザ駆動装置１２内においてモード制御回路３１に入力される。画像制御装置３は、レーザ制御信号群２３に含まれる信号の信号値の組み合わせに基づいて、レーザ駆動装置１２の動作状態（動作モード）を制御する。即ち、モード制御回路３１は、レーザ制御信号群２３に含まれるこれらの信号２３ａ〜２３ｃにおける信号値の組み合わせに応じて、レーザ駆動装置１２で使用すべき動作モードを決定する。
【００５４】
本実施形態で、モード制御回路３１が選択可能な動作モード（図５の５０１）には、例えば、ＬＤ１〜ＬＤ４のそれぞれについての光量制御（ＡＰＣ）モード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）、強制消灯モード（ＯＦＦ）、及び画像発光モード（ＶＤＯ）がある。図５では、半導体レーザ１１からのレーザビームによる感光ドラム４の表面に対する主走査の約１周期における、レーザ駆動装置１２の動作について示している。なお、１主走査周期は、ＢＤ信号２１が検出される周期に対応する。図５に示すように、ＬＤ１〜ＬＤ４についてのＡＰＣモード、及び強制消灯モードは、感光ドラム４に対するレーザビームの１走査周期のうち、画像を形成しない非画像形成区間で使用される。画像発光モードは、感光ドラム４に対するレーザビームの１走査周期のうち、画像を形成する画像形成区間で使用される。
【００５５】
モード制御回路３１は、決定した動作モードでレーザ駆動装置１２が動作するよう、主サンプル信号（ＭＳＨ）３３、副サンプル信号（ＳＳＨ）３４、及び強制消灯信号（ＦＯＦＦ）３５により主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂを制御する。
【００５６】
ＰＤユニット１４は、半導体レーザ１１内のＬＤ１〜ＬＤ４が発光したレーザビームの強度（発光強度）に応じたＰＤ電流１５を、レーザ駆動装置１２に出力する。レーザ駆動装置１２に入力されたＰＤ電流１５は、ＰＤ切替回路３６に対して供給される。ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１の制御に応じて決定した出力モードに従って、ＰＤユニット１４から入力されたＰＤ電流１５の供給先を、主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂの間で切り替える回路である。
【００５７】
ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１から入力されるＰＤ切替信号３２に応じて、出力モードを決定する。モード制御回路３１は、上述のように決定した動作モードに応じて、図５に示すように、ＰＤ切替回路３６に出力するＰＤ切替信号３２（３２ａ，３２ｂ）を変化させる。図５では、モード制御回路３１からＰＤ切替回路３６へのＰＤ切替信号３２ａ，３２ｂの変化に従って、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先に相当する出力モード（図５の５０２）が切り替わっていることがわかる。本実施形態では、ＰＤ切替回路３６は、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先を、４つの電流制御部の何れかに設定する。このように、ＰＤ切替回路３６は、モード制御回路３１からのＰＤ切替信号３２ａ，３２ｂにおける信号値の組み合わせに応じて、出力モードを決定する。
【００５８】
以下では、図５に示すタイミングチャートに沿って、各動作モード（図５の５０１）におけるレーザ駆動装置１２の動作について説明しながら、主電流制御部３８ａ，３８ｂ及び副電流制御部３９ａ，３９ｂの動作について説明する。
【００５９】
（１）主ビームについてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ）
主ビームを形成するＬＤ１についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ）では、ＬＤ１の光量が予め定められた光量に制御されるように、主電流制御部３８ａからＬＤ１に供給する駆動電流が制御される。なお、ＬＤ２についてのＡＰＣモード（ＬＤＢｍ＿ＡＰＣ）においても同様の制御が行われるため、ＬＤ２に対する主電流制御部３８ｂについての説明は省略する。
【００６０】
モード制御回路３１は、ＬＤ１についてのＡＰＣモードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、主サンプル信号３３ａにより、主電流制御部３８ａ内のサンプル・ホールド（Ｓ＆Ｈ）回路４９をサンプル（導通）状態にする。また、モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａによりＶＤＯ制御回路５４を制御して、主電流制御部３８ａから駆動電流が供給されるＬＤ１を、強制的に点灯（発光）状態にする。ＶＤＯ制御回路５４は、図４のトランジスタ５５を強制的にオン状態にすることによって、ＬＤ１を発光させる。さらに、モード制御回路３１は、ＰＤ切替信号３２によりＰＤ切替回路３６を制御して、ＰＤ切替回路３６からのＰＤ電流１５の供給先（図５の５０２）を主電流制御部３８ａに切り替えさせる。これにより、ＰＤユニット１４から入力されたＰＤ電流１５は、ＰＤ電流ＰＤａｍとして主電流制御部３８ａに供給され始める。
【００６１】
本動作モードにおいては、半導体レーザ１１のＬＤ１〜ＬＤ４のうち、ＬＤ１のみに駆動電流が供給されるため、ＬＤ１のみが発光する。従って、ＰＤユニット１４は、ＬＤ１が発光したレーザビーム（主ビーム）の強度（発光強度）に応じたＰＤ電流１５を出力する。本動作モードにおいて、ＰＤ切替回路３６を介して主電流制御部３８ａに入力されたＰＤ電流１５（ＰＤａｍ）は、可変抵抗器４８によって電圧に変換される。変換後の電圧は、比較器４６に印加される。比較器４６は、印加された当該電圧と、基準電圧発生器４７から印加された、予め定められた光量（光量制御値Ｐmtgt）に対応する基準電圧とを比較する。比較器４６は、当該比較結果として、それらの差分に応じた信号をサンプル（導通）状態にあるサンプル・ホールド回路４９に出力することによって、ホールドコンデンサ５０の電圧を増減させる。ホールドコンデンサ５０は、当該コンデンサに固有の時定数で充電される。
【００６２】
ホールドコンデンサ５０の電圧は、電流ドライバ５１の入力端子に入力される。電流ドライバ５１は、ホールドコンデンサ５０の電圧と駆動抵抗５２とに応じた電流を、ミラー回路５３からＬＤ１に出力させるように動作する。ここで、ミラー回路における一方（入力側）のトランジスタは電流ドライバ５１に接続されており、他方（出力側）のトランジスタはトランジスタ５５に接続されている。電流ドライバ５１からミラー回路５３に与えられた電流は、その電流値が所定のミラー比が乗じられた値となった後、トランジスタ５５に供給される。トランジスタ５５は、ＶＤＯ制御回路５４によって強制的にオン状態となっているため、ミラー回路５３からの電流は、駆動電流４０ａ（ＬＤｍａ）としてＬＤ１に供給される。
【００６３】
ＬＤ１は、駆動電流４０ａが供給されることによって、当該駆動電流に応じた光量で発光し、レーザビームを出力する。ＬＤ１から出力されたレーザビームは、ＰＤユニット１４によって検出され、当該レーザビームの強度に応じたＰＤ電流１５が、ＰＤ電流ＰＤａｍとして主電流制御部３８ａに入力される。さらに、上述のように、比較器４６において、ＰＤ電流１５から変換された電圧と基準電圧とが比較される。主電流制御部３８ａでは、当該比較結果に応じて、ＰＤ電流１５から変換された電圧が基準電圧に近づくように、ＬＤ１に対する駆動電流が制御される。このようにして、レーザ駆動装置１２は、ＬＤ１の光量を、予め定められた光量（Ｐmtgt）に制御する。
【００６４】
（２）強制消灯モード（ＯＦＦ）
図５に示すように、レーザ駆動装置１２では、ＬＤ１についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｍ＿ＡＰＣ）の後、モード制御回路３１は、強制消灯モード（ＯＦＦ）を選択する。モード制御回路３１は、本動作モードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａによりＶＤＯ制御回路５４を制御して、ＬＤ１を強制的に消灯状態にする。具体的には、モード制御回路３１は、強制消灯信号３５ａをオフにすることにより、トランジスタ５５をオフ状態に切り替えさせるよう、ＶＤＯ制御回路５４を制御する。これにより、ミラー回路５３からＬＤ１への駆動電流４０ａの供給が遮断されて、ＬＤ１が消灯状態となる。
【００６５】
また、主電流制御部３８ａにおいて、モード制御回路３１は、ＬＤ１についてのＡＰＣモードから強制消灯モードに切り替えると、主サンプル信号３３ａにより、サンプル・ホールド回路４９をホールド（解放）状態にする。これにより、充電されたホールドコンデンサ５０の電圧が、固定的に電流ドライバ５１に入力されることになる。その結果、後述する画像発光モード（ＶＤＯ）において、（１）のＡＰＣにより調整された光量でＬＤ１が発光することになる。
【００６６】
（３）副ビームについてのＡＰＣモード（ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ，ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）
副ビームを形成するＬＤ３についてのＡＰＣモード（ＬＤＡｓ＿ＡＰＣ）では、ＬＤ３の光量が予め定められた光量に制御されるように、主電流制御部３８ａからＬＤ３に供給する駆動電流が制御される。なお、ＬＤ４についてのＡＰＣモード（ＬＤＢｓ＿ＡＰＣ）においても同様の制御が行われるため、ＬＤ４に対する主電流制御部３８ｂについての説明は省略する。
【００６７】
モード制御回路３１は、ＬＤ３についてのＡＰＣモードを選択すると、以下のように動作する。モード制御回路３１は、副サンプル信号３４ａにより、副電流制御部３９ａ内のサンプル・ホールド（Ｓ＆Ｈ）回路５９をサンプル（導通）状態にするとともに、スイッチ回路６１を、サンプル・ホールド回路５９と電流ドライバ５１とが接続されるように切り替える。また、この副サンプル信号３４ａにより、トランジスタ５５は強制的にオン状態となる。ここで、図４からもわかるように、副電流制御部３９ａにおいてＡＰＣが行われる場合、副電流制御部３９ａにおける回路の状態は、主電流制御部３８ａにおいてＡＰＣが行われる際の回路の状態と同等となる。このため、副電流制御部３９ａにおいても、上述の主電流制御部３８ａのＡＰＣと同等の動作が実行される。その結果、図５に示すように、ＬＤ３の光量が予め定められた光量（Ｐmtgt）となるように、レーザ駆動装置１２からＬＤ３に通電される駆動電流が決定される。
【００６８】
（４）画像発光モード（ＶＤＯ）
モード制御回路３１が画像発光モードを選択すると、主電流制御部３８ａのサンプル・ホールド回路４９と副電流制御部３９ａのサンプル・ホールド回路５９とが、主サンプル信号３３ａ及び副サンプル信号３４ａにより、ホールド（解放）状態となる。主電流制御部３８ａにおいては、ＶＤＯ制御回路５４が、画像制御装置３から供給される画像情報に相当するＶＤＯ信号２２ａを、トランジスタ５５に出力する。また、副電流制御部３９ａにおいては、副サンプル信号３４ａにより、スイッチ回路６１が、サンプル・ホールド回路５９とデジタル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）６６とを接続する状態に切り替わる。
【００６９】
画像発光モードにおいて、主電流制御部３８ａの電流ドライバ５１は、ＡＰＣで決定された、ホールドコンデンサ５０の電圧と駆動抵抗５２とに応じた電流を、ミラー回路５３に供給する。ミラー回路５３は、電流ドライバ６２から入力された電流を、所定のミラー比で変化させた後、駆動電流（ＬＤｍａ）としてＬＤ１へ供給する。当該駆動電流は、ミラー回路５３からトランジスタ５５を介してＬＤ１に供給される。その際、トランジスタ５５は、ＶＤＯ制御回路５４を介して与えられるＶＤＯ信号２２ａに応じて、ミラー回路５３からＬＤ１への駆動電流をスイッチングする。これにより、ＶＤＯ信号２２ａに応じたＰＷＭが実現される。なお、駆動電流の大きさについては、ＡＰＣによって定められた電流で一定である。ＰＷＭ変調された駆動電流がＬＤ１に供給されることによって、ＬＤ１は、画像情報に応じたレーザビーム（主ビーム）を、感光ドラム４に照射する。
【００７０】
また、副電流制御部３９ａにおいては、ＡＰＣで決定された、ホールドコンデンサ６０の電圧が、スイッチ回路６１を介してＤＡＣ６６に基準電圧として印加される。なお、基準電圧は、図１２における光量１００％に対応する電圧である。ＤＡＣ６６には、画像制御装置３から、クロック信号（ＣＬＫ）２４と、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５とが入力される。ＤＡＣ６６は、入力されたクロック信号２４のタイミングに合わせて、電流制御データ２５を、デジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。ここで、電流制御データ２５は、感光ドラム４の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に相当する。
【００７１】
ＤＡＣ６６から出力された、補正値に応じたアナログ信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６７を介して電流ドライバ６２に入力される。電流ドライバ６２は、ＬＰＦ６７からの入力と駆動抵抗６３とに応じた電流を、ミラー回路６４に供給する。ミラー回路６４は、電流ドライバ６２から入力された電流を、所定のミラー比で変化させた後、駆動電流（ＬＤｓａ）としてＬＤ３に供給する。当該駆動電流は、副サンプル信号３４ａによりオン状態となっているトランジスタ６５を介して、ＬＤ３に供給される。ＬＤ３に供給される駆動電流が、電流制御データ２５（感度補正値）に応じて変化することによって、ＬＤ３は、図５に示すように、感度補正値に応じた光量のレーザビーム（副ビーム）を、感光ドラム４に照射する。
【００７２】
画像発光モードにおいて、ＬＤ１（第１のレーザ光源）及びＬＤ３（第２のレーザ光源）から感光ドラム４に照射されるレーザビーム（主ビーム及び副ビーム）は、感光ドラム４の表面において、後述するように、同一の主走査ラインを走査する。これにより、画像情報に応じたレーザビームを出力するＬＤ１への駆動電流を変化させることなく、感光ドラム４を露光することが可能になる。また、感光ドラム４の感度むらに起因する表面電位の誤差を、ＬＤ３から照射するレーザビームにより十分に低減することが可能にある。なお、ＬＤ２及びＬＤ４と、これらに対応する主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂとの、画像発光モードにおける動作については、ＬＤ１及びＬＤ３と、主電流制御部３８ａ及び副電流制御部３９ａと同様である。従って、これらの説明については省略する。
【００７３】
＜露光方式に応じたレーザビームの走査方法＞
次に、図６〜図８を参照して、半導体レーザ１１のＬＤ１〜ＬＤ４から出力される主ビーム及び副ビームによる、露光方式に応じた走査方法について説明する。
画像形成装置１では、露光方式の違いに依存して、感光ドラム４の表面において異なる電位間にコントラスト電圧が形成される。具体的には、バックグラウンド露光とイメージ露光とで、異なる電位間にコントラスト電圧Ｖcontが形成される。形成された静電潜像が現像される際には、コントラスト電圧Ｖcontに応じた量のトナーが付着する。現像後の画像に濃度むらが生じることを防ぐためには、コントラスト電圧Ｖcontを一定にする必要がある。
【００７４】
ここで、バックグラウンド露光の場合、感光ドラム４の表面において、画像情報に応じて、ＬＤ１及びＬＤ３からレーザビームが照射されていない部分にトナーを付着させることによって画像を形成する。この場合、コントラスト電圧Ｖcontは、感光ドラム４の表面における、レーザビームが照射されていない部分の表面電位に相当する暗部電位ＶDと現像バイアスＶDCとの電位差に相当する。
【００７５】
一方で、イメージ露光の場合、感光ドラム４の表面において、画像情報に応じて、ＬＤ１及びＬＤ３からレーザビームが照射された部分にトナーを付着させることによって画像を形成する。この場合、コントラスト電圧Ｖcontは、感光ドラム４の表面における、レーザビームが照射された明部電位ＶLと現像バイアスＶDCとの電位差に相当する。
【００７６】
本実施形態では、画像形成装置１がバックグラウンド露光及びイメージ露光の何れを行うかに依存して、各主走査ラインについて、主ビームと副ビームの何れを先に感光ドラム４に照射すべきかが異なる。即ち、主ビームによる第１の露光と副ビームによる第２の露光との何れを先に行うべきかが、露光方式に依存して異なる。これは、上述のコントラスト電圧Ｖcontの違いに起因する。図６は、（ａ）バックグラウンド露光及び（ｂ）イメージ露光の各露光方式おいて、各主走査ラインに対して主ビーム及び副ビームを照射する順番を示す図である。同図では、ＬＤ１〜ＬＤ４からの主ビーム及び副ビームによるｎ、ｎ＋１、ｎ＋２回目の走査において、各ビームで何れの主走査ラインを走査するかを示している。また、図７及び図８は、同一の主走査ラインについて、それぞれ異なるレーザ光源による１回目及び２回目の露光時における半導体レーザ１１の発光特性と、感光ドラム４の潜像特性とを示す図である。なお、図７はバックグラウンド露光の場合、図８はイメージ露光の場合を示している。
【００７７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、同一のレーザ光源群に含まれるＬＤ１及びＬＤ３は、同一の主走査ラインに、異なるタイミングに主ビーム及び副ビームを照射する。また、同一のレーザ光源群に含まれるＬＤ２及びＬＤ４は、異なるレーザ光源群に含まれるＬＤ１及びＬＤ３とは異なる主走査ラインに、主ビーム及び副ビームを照射する。ただし、本実施形態では、露光方式に依存して、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、各主走査ラインについて、主ビームと副ビームとで走査する順番が異なる。
【００７８】
（バックグラウンド露光の場合）
図６（ａ）に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ１（ＬＤ２）が主ビームを照射した後に、当該照射された主走査ラインに、ＬＤ３（ＬＤ４）が副ビームを重ねて照射する。図７に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ１（ＬＤ２）による１回目の露光が行われると、感光ドラム４の感度むらに応じて表面電位（ＶD及びＶL）に主走査位置に応じた変動（誤差）が生じている。上述のように、バックグラウンド露光の場合、コントラスト電圧Ｖcontは暗部電位ＶDと現像バイアスＶDCとの間に形成される。このため、バックグランド露光の場合、１回目の主ビームによる露光後の暗部電位ＶDに生じた電位誤差を、２回目の副ビームによる露光で低減すればよい。
【００７９】
このように、バックグラウンド露光では、１回目の露光として主ビームによる第１の露光、２回目の露光として副ビームによる第２の露光を行う。ここで、１回の露光により画像発光を行う場合には、上述のように、使用するレーザ光源の発光応答性が変化するために、感光ドラム４の表面電位の誤差を補正しきれず、誤差が残留してしまう。これに対して、本実施形態では、上述のように、第１の露光はレーザ光源の発光応答性を変化させることがなく、第２の露光はレーザ光源の発光応答性の影響を受けることがない。従って、各主走査ラインの露光を、本実施形態のように第１及び第２の露光に分けることによって、感光ドラム４の感度むら（電位特性）に起因した表面電位の誤差を、レーザ光源の発光応答性の変化に起因して残留させることなく、低減することが可能になる。また、以下のイメージ露光では、第１及び第２の露光の実行順序がバックグラウンド露光とは逆になっているものの、得られる効果はバックグラウンド露光と同様である。
【００８０】
（イメージ露光の場合）
図６（ｂ）に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ３（ＬＤ４）が副ビームを照射した後に、当該照射された主走査ラインに、ＬＤ１（ＬＤ２）が主ビームを重ねて照射する。上述のように、イメージ露光の場合、コントラスト電圧Ｖcontは明部電位ＶLと現像バイアスＶDCとの間に形成される。このため、イメージ露光の場合には、主ビームを用いた露光によって最終的に決定される明部電位ＶLに生じる、感光ドラム４の感度むらに起因した電位誤差を、予め副ビームを用いた露光によって低減すればよい。図８に示すように、各主走査ラインについて、ＬＤ３（ＬＤ４）の副ビームによる１回目の露光が行われると、感光ドラム４の表面においては、暗部電位ＶDに対して、副ビームに依存した変動が生じる。これは、感光ドラム４の感度むらを低減する補正値に応じた変動に対応する。その後、ＬＤ１（ＬＤ２）の主ビームによる２回目の露光が行われると、一定の明部電位ＶLが形成される。
【００８１】
このように、バックグラウンド露光の場合とイメージ露光の場合とに応じて、感光ドラム４の表面における各主走査ラインを、主ビーム及び副ビームで走査する順番を設定する。これにより、露光後のコントラスト電圧Ｖcontが一定となる。即ち、露光方式によらず、感光ドラム４の感度むらに起因した、感光ドラム４の電位誤差を低減可能となり、画質が低下することを低減できよう。
【００８２】
＜感度補正値の生成方法＞
副電流制御部３９ａ，３９ｂに入力する感度補正値、即ち、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５は、画像制御装置３によって生成される。画像制御装置３は、画像形成装置１が備える感光ドラム４を用いて予め測定された感度データに基づいて、以下で説明する演算により、感度補正値を算出できる。この感度データは、レーザ駆動装置１２又は感光ドラム４に設けられた、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置に格納されていればよい。例えば、感光ドラム４に当該記憶装置が設けられている場合、画像制御装置３は、感光ドラム４が交換されたことを検知するごとに、当該記憶装置から感度データを読み出すとともに、読み出した感度データに基づいて感度補正値を新たに算出すればよい。
【００８３】
なお、画像制御装置３は、算出した感度補正値を内部の記憶装置で保持するとともに、上述の画像発光モードによる動作時に、記憶装置に保持している感度補正値をレーザ駆動装置１２に、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５として出力する。レーザ駆動装置１２に入力された感度補正値は、副電流制御部３９ａ，３９ｂに入力される。
【００８４】
図９（ａ）は、感光ドラム４の主走査方向における感光ドラム４の感度特性の一例を示す図である。同図では、横軸に主走査位置ｄを、縦軸に感光ドラム４の感度ε（ｄ）を示し、主走査方向における１３個の位置についての感度ε（ｄ）を示している。また、感光ドラム４における主走査方向の補正範囲（静電潜像が形成される主走査方向の幅）を３００ｍｍ（ｄが−１５０ｍｍ〜＋１５０ｍｍの範囲）として、当該範囲における１３個の位置の感度ε（ｄ）を示している。
【００８５】
図９（ａ）に示すように、感光ドラム４には、主走査位置ｄに応じて感度ε（ｄ）が異なる感度むら（感度差）が存在することがわかる。この感度むらは、感光ドラム４の製造時に生じる、感光層の膜厚のむらに起因する。感度ε（ｄ）は、感光ドラム４の製造時等に、感光ドラム４を用いて測定された測定値であり、上述のように、レーザ駆動装置１２又は感光ドラム４の記憶装置に感度データとして格納されている。
【００８６】
画像制御装置３は、図９（ａ）に示すような感度データを用いて、感度補正値を算出する。以下では、図９（ａ）に示す感度データを一例として用いて、図９（ｂ）及び図１０を参照しながら感度補正値を算出する手順について説明する。図９（ｂ）は、感光ドラム４の主走査方向における、図９（ａ）に示す各主走査位置ｄに対応する補正値を示している。なお、以下では、感度補正値の分解能は８ビット（２５５レベル）、半導体レーザ１１の最大光量Ｐmax＝１０［ｍＷ］、半導体レーザ１１の発光開始電流（閾値電流）Ｉth＝２［ｍＡ］としている。
【００８７】
画像制御装置３は、感度ε（ｄ）の比率を算出し、算出した比率に基づいて補正値Δを算出する。感度ε（ｄ）の比率Ｒは、感度ε（ｄ）の主走査方向における最大値で正規化することによって求められる。図９（ａ）において、ε（ｄ）の最大値は、主走査位置ｄ＝±１５０［ｍｍ］における０．３９２である。このため、例えば、主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］における比率Ｒは、Ｒ＝０．３５１／０．３９２＝０．８９５と求められる。この比率Ｒを用いて、補正値Δは、Δ＝１−Ｒとして算出される。例えば、主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］における補正値Δは、図９（ｂ）にも示すように、Δ＝１−０．８９５＝０．１０５として算出される。画像制御装置３は、主走査方向における主走査位置ｄのそれぞれについて、補正値Δを同様に算出する。
【００８８】
図１０は、半導体レーザ１１（ＬＤ１〜ＬＤ４）の発光特性の一例を示す図であり、駆動電流Ｉ対光量Ｐ特性を示している。同図では、半導体レーザ１１の発光効率η＝０．５［ｍＷ／ｍＡ］としている。画像制御装置３は、例えば主走査位置ｄ＝０［ｍｍ］については、以下のようにして感度補正値を算出する。半導体レーザ１１の設定光量Ｐstrt＝５［ｍＷ］とすると、ｄ＝０［ｍｍ］の補正値Δ＝０．１０５に対応する半導体レーザ１１の光量ΔＰは、ΔＰ＝Ｐstrt×Δ＝５×０．１０５＝０．５２３［ｍＷ］と算出される。次に、ΔＰに対応する電流ΔＩは、図１０に示す発光特性から、ΔＩ＝１．０４６［ｍＷ］と求められる。さらに、閾値電流Ｉth＝２［ｍＡ］を考慮すると、ΔＰに対応する電流Ｉは、図１０に示すように、Ｉ＝３．０４６［ｍＡ］と求められる。最終的に、当該データを、設定光量Ｐstrtに対応する電流Ｉstrt＝１２［ｍＡ］で正規化して、さらに８ビットで量子化すると、６４という値が感度補正値として算出される。
【００８９】
以上の演算を、予め定められたすべての主走査位置ｄについて行うことによって、すべての主走査位置ｄに対する感度補正値が算出される。画像制御装置３は、算出した感度補正値を記憶装置に保持するとともに、画像発光モードにおいて、電流制御データ（ＤＡＴＡ）２５としてレーザ駆動装置１２に出力する。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る光学走査装置２（露光装置）は、画像情報に応じた駆動電流に応じたレーザビーム（光ビーム）を出力する第１のレーザ光源（第１の光源）ととともに、第２のレーザ光源（第２の光源）を使用して、複数のレーザビームを感光ドラム４（感光体）の表面に照射する。この第２のレーザ光源は、感光ドラム４の表面の感度のむらによる電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によってレーザビームを感光ドラム４に照射する。第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源から感光ドラム４に照射されるレーザビームは、感光ドラム４の表面において、同一の主走査ライン（同一の領域）に照射される。即ち、感光ドラム４の表面においては、第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源のうち、一方のレーザ光源がレーザビームを照射した主走査ライン（領域）に、他方のレーザ光源がレーザビームを重ねて照射する。第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源の何れが先に、各主走査ラインにレーザビームを照射するかについては、光学走査装置２が設けられた画像形成装置１の露光方式に応じて定めればよい。
【００９１】
その結果、画像情報に応じた駆動電流を、感度補正値に応じて変化させることなく、一定の大きさで第１のレーザ光源に供給できる。その一方で、感光ドラム４の感度むらに起因した帯電電位誤差（電位特性の不均一性）を低減するためのレーザビームを、第２のレーザ光源から感光ドラム４に照射できる。これにより、レーザ光源における駆動電流の変化に応じた発光応答性の変化に起因して、感度補正値に応じたレーザビームで帯電電位誤差を十分に低減できなくなることを回避できるとともに、当該電位誤差を低減することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、複数のレーザ光源群で異なる主走査ラインを同時に走査することで、露光速度を向上させているが、単一のレーザ光源群を用いる場合にも本発明は適用できる。その場合にも、本実施形態と同等の効果を得ることができよう。その場合には、ＬＤ２及びＬＤ４と、それらに対応する主電流制御部３８ｂ及び副電流制御部３９ｂは必要ない。
【００９３】
さらに、本発明は、感光ドラム４の表面における各領域について、上述のように複数のレーザ光源によってそれぞれ第１及び第２の露光を行う実施形態だけでなく、１つのレーザ光源によって第１及び第２の露光を行う実施形態にも適用できる。この場合、例えば、上述のように第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源でそれぞれ行っていた第１及び第２の露光を、各主走査ライン（各領域）について、１つのレーザ光源で時分割に２回に分けて行えばよい。この第１及び第２の露光は、上述の実施形態と同様、各主走査ラインについて重ねて行えばよい。このような場合にも、上述の実施形態と同様、レーザ光源の発光応答性に起因して残留してしまう感光ドラム４の表面電位の誤差を低減することが可能になる。また、副走査方向において異なる主走査ラインを走査する複数のレーザ光源のそれぞれが、第１及び第２の露光を行ってもよい。この場合、露光速度を向上させつつ、感光ドラム４の表面電位の誤差を低減することが可能になる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面に静電潜像を形成するための光ビームを前記感光体に照射する光源を備える露光装置であって、
画像情報に応じた駆動電流に応じた前記光ビームを前記感光体に照射する第１の露光と、
前記感光体の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によって光ビームを前記感光体に照射する第２の露光と、
によって前記静電潜像が形成されるように、前記光源を制御する制御手段
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを備え、
前記第１の光源は、前記第１の露光を行う光源であり、
前記第２の光源は、前記第２の露光を行う光源であること
を特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記感光体の表面において、前記第１の光源から光ビームが照射されていない部分に現像剤が付着することによって画像が形成される場合、
前記感光体の表面における領域毎に、前記第１の光源が光ビームを照射した後に、当該照射された領域に前記第２の光源が光ビームを重ねて照射するように、前記光源を制御すること
を特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記感光体の表面において、前記第１の光源から光ビームが照射された部分に現像剤が付着することによって画像が形成される場合、
前記感光体の表面における領域毎に、前記第２の光源が光ビームを照射した後に、当該照射された領域に前記第１の光源が光ビームを重ねて照射するように、前記光源を制御すること
を特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光源は、
それぞれが前記第１の光源及び前記第２の光源を備える複数の光源群を備え、
異なる光源群に含まれる光源は、前記感光体の表面において、異なる光源群間で互いに異なる領域に光ビームを重ねて照射すること
を特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１の光源から出力された光ビームの光量を検出する光量検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記光量検出手段によって検出される光量が予め定められた光量となる駆動電流を、前記第１の露光において前記第１の光源に供給すべき駆動電流として設定すること
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第１の露光において、前記設定した駆動電流を、前記画像情報に応じてパルス幅変調して前記第１の光源に供給する第１の電流供給手段と、
前記第２の露光において、前記感光体の表面における帯電電位の不均一性を低減するように、当該感度の測定値から求まる前記補正値に応じた駆動電流を、前記第２の光源に供給する第２の電流供給手段と、
を備えることを特徴とする請求項６に露光装置。
【請求項８】
画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面を光ビームで露光することで、前記感光体の表面に静電潜像を形成する請求項１乃至７の何れか１項に記載の露光装置と、
前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像することで、記録材に転写すべき画像を前記感光体の表面に形成する現像手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
感光体の表面に静電潜像を形成するための光ビームを前記感光体に照射する光源を備える露光装置であって、
画像情報に応じた駆動電流に応じた前記光ビームを前記感光体に照射する第１の露光と、
前記感光体の表面の領域毎の電位特性の不均一性を低減するための補正値に応じた駆動電流によって光ビームを前記感光体に照射する第２の露光と、
によって前記静電潜像が形成されるように、前記光源を制御する制御手段
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを備え、
前記第１の光源は、前記第１の露光を行う光源であり、
前記第２の光源は、前記第２の露光を行う光源であること
を特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記感光体の表面において、前記第１の光源から光ビームが照射されていない部分に現像剤が付着することによって画像が形成される場合、
前記感光体の表面における領域毎に、前記第１の光源が光ビームを照射した後に、当該照射された領域に前記第２の光源が光ビームを重ねて照射するように、前記光源を制御すること
を特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記感光体の表面において、前記第１の光源から光ビームが照射された部分に現像剤が付着することによって画像が形成される場合、
前記感光体の表面における領域毎に、前記第２の光源が光ビームを照射した後に、当該照射された領域に前記第１の光源が光ビームを重ねて照射するように、前記光源を制御すること
を特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光源は、
それぞれが前記第１の光源及び前記第２の光源を備える複数の光源群を備え、
異なる光源群に含まれる光源は、前記感光体の表面において、異なる光源群間で互いに異なる領域に光ビームを重ねて照射すること
を特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１の光源から出力された光ビームの光量を検出する光量検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記光量検出手段によって検出される光量が予め定められた光量となる駆動電流を、前記第１の露光において前記第１の光源に供給すべき駆動電流として設定すること
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第１の露光において、前記設定した駆動電流を、前記画像情報に応じてパルス幅変調して前記第１の光源に供給する第１の電流供給手段と、
前記第２の露光において、前記感光体の表面における帯電電位の不均一性を低減するように、当該感度の測定値から求まる前記補正値に応じた駆動電流を、前記第２の光源に供給する第２の電流供給手段と、
を備えることを特徴とする請求項６に露光装置。
【請求項８】
画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面を光ビームで露光することで、前記感光体の表面に静電潜像を形成する請求項１乃至７の何れか１項に記載の露光装置と、
前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像剤で現像することで、記録材に転写すべき画像を前記感光体の表面に形成する現像手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２４０３２（Ｐ２０１２−２２４０３２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５２７５（Ｐ２０１１−９５２７５）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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