JP2003312051A

JP2003312051A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003312051A
Application number: JP2002120062A
Authority: JP
Inventors: Yukimoto Sasaki; 幸基佐々木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】複数光源を用いた画像形成装置において、複
数光源間の光量差や潜像ドット径の変形に起因する画像
劣化を防止し、鮮明な画像を出力できる画像形成装置を
提供する。【解決手段】画像形成装置は、複数の発光源と、その
発光量を決める電流設定手段および発光源をＯＮ／ＯＦ
Ｆするスイッチング手段を持つ光源駆動部と、書き込み
光を回転偏向させ感光体上に走査する回転偏向部とを備
えて画像形成し、電流設定手段は少なくとも１つの発光
源の入出力階調特性が直線近似（近似曲線２）可能な２
点を階調最大点および階調最小点として選択して入力階
調範囲を設定し、スイッチング手段は階調最大点と階調
最小点との間の任意の階調点で発光時間（Ｔｐ）と発光
周期（Ｔｗ）との比Ｔｐ／Ｔｗが０．７５以下となるよ
う設定し且つ互いに隣接する発光源の発光タイミングが
異なるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特に複数の発光源による光ビームを感光体上に照射
して画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式を用いたプリンター
や複写機等の画像形成装置は、帯電装置により感光体表
面上を均一に帯電し、光書き込み手段によって、外部か
らの記録データに対応する光ビームを感光体面上に照射
し静電潜像を形成する。前記光書き込み手段において、
感光体面上を照射する光ビームは、レーザーダイオード
等で発光された平行光線を集光し回転偏向手段により感
光体面上を走査する。またレーザー走査光学系の光書き
込み手段は、書き込み開始タイミングを規定する同期信
号が必要であり、この信号は光書き込み手段の任意の位
置に設けられた同期検知手段により生成される。

【０００３】静電潜像の形成方法として感光体面上での
光ビームのＯＮ／ＯＦＦを行う、所謂２値記録方式が多
くなっている。前記２値記録方式においては記録信号に
ディザ方式、誤差拡散方式等の画像処理を行ない中間調
再現を実現している。画像形成装置においては、上記の
ように感光体面上に形成された静電潜像に対して現像手
段により像可視化剤を付着させ、感光体面上に顕像化さ
れた像可視化像を得、転写手段によって前記像可視化像
を記録媒体に転写し、転写材に転写された像は定着手段
により加熱及び加圧され、記録媒体上に固定される。近
年、画像形成装置において、高画素密度化、高速化の要
求が大きくなっている。そのために、画像形成装置の高
速化の方法として、複数の光ビームを同時に発光可能な
複数ビームレーザー或いは、複数のレーザーダイオード
からなるレーザーアレイ素子を用いて、複数の光ビーム
を同時に感光体面上に照射し静電潜像を形成する方式が
用いられている。上記の２値記録方式においては安定し
た解像力と階調再現性を両立するには、１０００値／ｍ
ｍ²で面積階調を行う必要があることが知られている。
この条件を満たすには記録密度６００×１２００ｄｐｉ
以上の画像形成において感光体上に形成される潜像ドッ
トは、その潜像位置及び潜像ドット径が正確に形成され
る必要があり、潜像を形成する露光量の変動が少ないこ
とが必要とされる。ところが、複数レーザービームを用
いた画像形成装置では、複数のレーザー光によって走査
することにより、複数ラインを同時に露光して画像形成
を行う場合、複数のレーザーの光量差に起因する画像劣
化が懸念される。即ち、複数のレーザーの光量差により
階調特性の逆転等が生じ階調性、鮮鋭性等に影響を与え
る。

【０００４】この様な課題に対して各種解決策が提案さ
れている。例えば特開平０７−３１９０８６号公報に
は、光量分布測定手段を用いて複数の各レーザーダイオ
ードの出射光の光量分布を検出し、この検出された測定
量を基に各レーザーダイオードのビームの有効下限露光
量における光量分布曲線の幅が等しくなる様に各レーザ
ーダイオードの露光量を制御する方法や、各レーザービ
ームによって形成された潜像にトナーによって可視化さ
れたトナー像の濃度を測定し、その測定値を基に各レー
ザーダイオードの露光量を制御する濃度測定手段を用い
た方法が、示されている。

【０００５】しかしながら同号の発明においては、画像
データの入力階調に対する出力階調の関係を示す出力階
調特性のプロファイルは、本発明者による実験による
と、温度の影響によるレーザーダイオード自体の光量変
動或いはレーザーダイオード駆動回路の複数回路の回路
乗数の変動により、階調プロファイルの低階調部と高階
調部とにおいて非直線性の特性を示し、不安定領域と成
っているが、それに比較して中間部の階調特性は直線性
を示し、複数ビームの階調プロファイル特性の傾きを同
一にすることが困難であることが分かった。しかしなが
ら、逆にこの直線性を持つ階調領域を用いることによっ
て複数レーザーの光量差を小さくして、画像劣化の防止
が期待できる。

【０００６】また、複数光源を有するレーザーダイオー
ドアレーは、各発光源の距離が数十ミクロンと微小であ
るのが一般的である。この様なレーザーダイオードアレ
ーの各光源を個別に駆動すると、各光源に熱的な差が生
じ、一つの発光源の駆動の影響が、隣接した発光源に光
量変動として影響する、所謂熱クロストークが生じるこ
とが知られている。上記熱クロストークによる光量変動
を低減させる為に、様々な方式が提案されている。例え
ば、特開平５−２２６７８６号公報の発明は、温度変化
を検知し熱電冷却素子によりレーザーチップの温度を一
定に保持することを開示している。しかしながら、同発
明の構成は実際の装置への適用には複雑であるという問
題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は上
記問題点に鑑みてなされ、複数光源を用いてもそれらの
光量差や、或いは潜像ドット径の変形に起因する画像劣
化を防止できる画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の発光源と、入力画像信号に応じて所定の発光周期で各
発光源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング手段、および各
発光源に駆動電流を流して所望の発光量を設定する電流
設定手段を有し、前記入力画像信号に基づく入力階調値
に対する出力階調値を生成して各発光源を駆動して複数
の書き込み光を生成する光源駆動部と、光学系を有し、
前記複数の書き込み光を同時に偏向して感光体面上にそ
れぞれ走査せしめる回転偏向部と、を備えて画像形成す
る画像形成装置において、前記電流設定手段は、前記出
力階調値がとり得る最大値である絶対最大値ととり得る
最小値である絶対最小値との間において、少なくとも１
つの前記発光源の入出力階調特性が直線近似可能となる
２点を階調最大点および階調最小点として選択し、該２
点が定める入力階調値によって入力階調の範囲を設定す
る機能を有し、前記スイッチング手段は、前記階調最大
点と階調最小点との間の任意の階調点で、発光時間（Ｔ
ｐ）と発光周期（Ｔｗ）との比（発光比率）が、Ｔｐ／
Ｔｗ≦０．７５となるよう設定し、かつ、前記複数の発
光源が同一発光周期内で発光する際、互いに隣接する発
光源の発光タイミングが異なるように設定する機能を有
することを特徴とする。このような構成によって、複数
の発光源の出入力階調特性が直線性近似しうる範囲を選
ぶので各発光源の発光量差を減少させることができ、そ
の発光比率と発光タイミングを整えて熱干渉の度合いを
軽減することにより熱クロストークによる光量変動を軽
減することができ、画質劣化を防止できる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、前記階調最大点を定める入力階調値におい
て前記複数の発光源が、それぞれの出力階調値が同一に
なる様に前記電流設定手段が設定し、かつそれぞれの発
光比率が同一になる様に前記スイッチング手段が設定す
る機能を有することを特徴とする。上記階調最大点を与
える入力階調値における複数ビーム出力が各々同一にな
る様に設定し、各々の発光比率が同一になる様に設定
し、近似直線で規定される範囲の画像形成階調領域を用
いることにより複数ビーム間の光量差がより少なく出
来、光量変動による画質劣化を防止できる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の画像形成装
置において、前記階調最大点と階調最小点との範囲内の
１点を高位階調点として選び、前記高位階調点を定める
入力階調値において前記複数の発光源のそれぞれの出力
階調値が同一になる様に前記電流設定手段が設定し、か
つそれぞれの発光比率が同一になる様に前記スイッチン
グ手段が設定する機能を有することを特徴とする。上記
高位階調点を与える入力階調値における複数ビーム出力
が各々同一になる様に設定し、各々の発光比率が同一に
なる様に設定し、近似直線で規定される範囲の画像形成
階調領域を用いることにより複数ビーム間の光量差がよ
り少なく出来、光量変動による画質劣化を防止できる。

【００１１】請求項４の発明は、請求項３の画像形成装
置において、前記階調最小点を下位階調点とし、前記高
位階調点と前記下位階調点との間に１以上の中間階調点
を設けて、前記高位階調点、中間階調点、および下位階
調点を用いて画像形成を行うことを特徴とする。このよ
うな構成により複数の階調点を選択的に組み合わせるこ
とにより階調数を二値画像より多くとって画像形成を行
なう所謂少値画像形成方式を用いることにより、複数ビ
ーム間の光量差を少なくし光量変動による画質劣化を防
止しかつ階調数を増やして画質を向上できる。

【００１２】請求項５の発明は、請求項４の画像形成装
置において、前記高位階調点を定める入力階調値におけ
る前記複数の発光源の発光は、前記スイッチング手段が
全発光源の発光比率を一定にし、そして、前記電流設定
手段がそれぞれの発光源の駆動電流を可変に設定し、前
記下位階調点を定める入力階調値における前記複数の発
光源の発光は、前記スイッチング手段が全発光源の発光
比率を一定にし、そして、前記電流設定手段がそれぞれ
の発光源の駆動電流を可変に設定し、前記１以上の中間
階調点を定める入力階調値における前記複数の発光源の
発光は、前記スイッチング手段がそれぞれに発光比率を
可変に設定することを特徴とする。前記高位階調点に対
応する複数光源の発光比率を全光源一定にし、そして駆
動電流をそれぞれ可変に設定し、また下位階調点に対応
する複数光源の発光比率を全光源一定にし、そして駆動
電流をそれぞれ可変に設定し、さらに１以上の中間階調
点に対応する発光出力は各々の光源の発光比率を可変設
定する事によって、複数ビーム間において二点間の画像
形成階調領域の階調数を同一に設定出来、複数ビーム間
において近似直線関数の傾きが略近似できるため、上記
中間階調点での光量差も少なく出来、光量変動による画
質の劣化を防止できる。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１の画像形成装
置において、さらに記憶手段を備え、前記画像データに
基づく入力階調値が、前記複数の発光源毎に前記記憶手
段にそれぞれ記憶されることを特徴とする。請求項７の
発明は、請求項６の画像形成装置において、上記記憶さ
れた入力階調値は、任意に変更可能であることを特徴と
する。請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置にお
いて、前記記憶された入力階調値の変更が、画像出力を
参照して行われることを特徴とする。駆動信号の生成
は、複数ビーム毎に変換データテーブルを参照可能と
し、あるいは前記変換データテーブルの値は予め記憶可
能とし、あるいは前記記憶手段に記憶された信号の変調
を設定する変調信号設定データは任意に変更可能とし、
あるいは変調信号設定データの変更は、画像出力を参照
して行うことにより、各画像形成装置毎に複数ビームが
同一近似曲線で規定される範囲の画像形成階調領域と出
入力階調特性を設定可能とし、装置間の画質の差異を少
なくすることができ。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１の画像形成装
置において、前記電流設定手段が設定する電流値設定デ
ータが、前記複数の発光源ごとに前記記憶手段にそれぞ
れ記憶されることを特徴とする。請求項１０の発明は、
請求項９の画像形成装置において、上記記憶された電流
値設定データが、任意に変更可能であることを特徴とす
る。電流設定手段には複数ビームを駆動する駆動電流を
決定する電流値設定データを複数ビーム毎に各記憶手段
に記憶し、あるいは前記記憶手段に記憶された変調信号
設定データは任意に変更可能とすることにより、装置間
の画質の差異を少なくすることができる。

【００１５】請求項１１の発明は、請求項１に画像形成
装置において、画像形成装置として電子写真方式を用い
たことを特徴とする。従来の電子写真方式を用いた画像
形成装置であっても、熱クロストークによる光量変動を
軽減し、画質劣化を防止できる。請求項１２の発明は、
請求項１に画像形成装置において、画像形成装置として
デジタル電子写真方式を用いたことを特徴とする。従来
のデジタル電子写真方式を用いた画像形成装置であって
も、熱クロストークによる光量変動を軽減し、画質劣化
を防止できる。請求項１３の発明は、請求項１２に画像
形成装置において、デジタル書き込み画素密度が１２０
０ｄｐｉであることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、図を参照
しながら本実施の形態を説明する。図１は、本発明の実
施の形態による画像形成装置の概略を示す斜視図であ
る。図１に描かれている複数光源は、ここではレーザー
光によるものとして述べる。複数のレーザー光源１０か
ら出射された複数のレーザービームは、集光レンズ１１
により平行光にされ、ドットの大きさに応じたスリット
部を持つアパーチャ１２により、必要なビーム径のみ取
り出され、シリンダーレンズ１３により適正なビーム径
に形成され、回転走査手段であるポリゴンミラー１５に
よって、感光体２１の長軸方向である主走査方向に走査
される。光路上には等角走査を等速走査へと変換する変
換用ｆθレンズ１７，１８、光路変更ミラー１９、感光
体回転方向への集光を行うシリンダーレンズ２０を配
し、感光体２１の面上に、微小レーザービームスポット
２２を結像する。さらに、同期検知ミラー２３によって
折り返されたビームは光センサー２５に照射されて同期
信号が生成される。ここで画像形成装置は例えば、ビー
ムスポット径３５μｍ、感光体膜厚３０μｍの組み合わ
せで、感光体表面上の光強度は積分光量値で４５μＷを
目指している。

【００１７】図２は、本発明の実施の形態による複数の
レーザー光源を駆動する駆動回路のブロック図である。
図３は、本発明の実施の形態による駆動部の動作を説明
するブロック図である。画像データの流れを見ると、画
像データＩ／Ｆ７６から入力されたデータはデータ変換
部７５でパルス駆動信号に変換され、駆動制御部７４ａ
〜７４ｄにて駆動信号時間を生成し、ＬＤ駆動部７３ａ
〜７３ｄに入力される。ＬＤ駆動部７３は、ＬＤ駆動電
流設定手段７７（図３）で生成される駆動電流設定レベ
ルと、前記駆動制御部７４で生成されたレーザーダイオ
ード駆動時間とを組み合わせて、レーザーダイオード駆
動電流を生成する。

【００１８】図４は、入力階調と発光量（出力階調）と
の関係を示すグラフである。図２および図３に示された
回路を用い、複数ビームの入力階調データに対応するレ
ーザーダイオードの発光量の関係が、図４に示されるグ
ラフになる。図４は、本発明の実施の形態による画像形
成装置の入力階調と発光量（出力階調）との関係を示す
グラフである。図４には、４チャンネルのビームの入出
力階調特性について示しており、図に示される様に各ビ
ーム間（ｃｈ１〜ｃｈ４）においては、発生する発光量
差が生じる。図５は、本発明の実施の形態による画像形
成装置の入力階調と発光量（出力階調）との関係を示す
グラフである。このビーム間の発光量差を減少する方法
として、グラフのプロファイルから、注目する変極点間
で近似曲線を求めると、図５で示す様に１つのチャネル
に対して近似曲線（直線）が３本、即ち図５に示す近似
曲線１〜３の３本が得られる。いまここでは、４つのビ
ームに対して１つのビーム・チャネル（この場合はＣＨ
３）のプロファイルで代表させる。

【００１９】この場合実際は近似直線となるが、この３
本の近似曲線の内、近似曲線（直線）２で示される近似
曲線関数ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂの傾き（導関数）である
ｆ’（ｘ）＝ａに注目すると、図５で示される４ビーム
の近似曲線の各傾きが略同一であると見なせる。このこ
とより図中、近似曲線（直線）２で近似可能な領域を、
階調最大点と階調最小点とで決定する。即ち階調最大点
は図中近似曲線１及び２の交点で決定し、階調最小点は
図中近似曲線３および２の交点で決定される点である。
そして、画像データの入力階調に対する出力階調の関係
を示す出力階調特性のプロファイルにおいて、全階調領
域の上述の２点、即ち階調特性が一次式で近似される範
囲の画像形成階調領域を用いる様にすると、複数ビーム
間の階調増減の傾きが略同一に成り、各ビーム間の発光
量差を低減できる。

【００２０】図６は本発明の実施の形態で用いるレーザ
ーダイオードアレーを示す斜視図である。複数光源を有
するレーザーダイオードアレーは、図６に示す様に、各
隣接する発光源間の距離が数十ミクロンと微小であるの
が一般的である。この様なレーザーダイオードアレーの
各光源を個別に駆動すると、各光源に熱的な差が生じ、
一つの発光源が駆動されたその影響が、それに隣接する
発光源に光量変動として影響を与える所謂熱クロストー
クが生じることが知られている。

【００２１】図７は、従来例による複数レーザーダイオ
ードの発光駆動タイミングを示すタイミングチャートで
ある。図７は４チャンネルの例を示しているが、全チャ
ンネルが同一タイミングで発光駆動している。

【００２２】図８は、本発明の実施の形態による複数の
レーザーダイオードの発光駆動タイミングを示すタイミ
ングチャートである。ここでは発光比率が７５％の駆動
時間で、かつ隣接する発光源間での発光タイミングをず
らすことによって、隣接する光源間ではお互いの発光時
間の２／３の時間だけ同時タイミングとなるために、図
７に示した従来例に比べて、互いの熱干渉が軽減されて
いる。この様に発光周期内で複数光源の発光時間比率を
発光比率を１００％よりも小さくする様に制御すること
によって、隣接する発光源間の熱干渉の度合いを軽減す
る事が出来る。さらに発光比率を５０％にすると、隣接
する発光源間では互いに発光時間が重複することなく、
熱干渉の度合いをさらに軽減することが出来る。この様
に、隣接する発光源の発光タイミングをずらす事によっ
て、隣接する発光源間で生じる熱クロストークによる光
量変動を軽減できる（請求項１）。

【００２３】ここで、図５で示される階調点Ａ（ここで
は最高階調点をとる）における複数ビームの発光量を同
一量に設定することが望ましい（請求項２）。図５で示
される近似曲線２で近似する入力階調の領域では、図９
に示すように、複数ビームは略同一な一次式で近似され
得る。即ち、階調最大点と階調最小点を定める入力階調
の範囲において、階調最大点における入力階調に対応す
る各発光源の発光量を同一量となる様に設定すると、複
数ビーム間の発光量差が縮小できる。そのように特性を
設定したグラフを図９に示す。

【００２４】図９は、本実施の形態による画像形成装置
の複数の発光源の入出力階調特性を示すグラフであり、
入力階調に対する複数ビームのレーザーダイオードの発
光量の関係を示している。ここでは、階調最大点を与え
る入力階調点において、各発光量を同一に設定したもの
である。この範囲では入力階調に対応する発光量を１点
において同一になる様設定することによって、複数ビー
ム間の発光量の差が縮小できる。

【００２５】さらに実際の画像濃度に適した発光量（出
力階調値）を上記の画像形成階調領域の任意の一点にお
いて高位階調点として設定し、その高位階調点で複数ビ
ームの発光量を同一に設定し、また該高位階調点におい
て前記複数の発光源の発光比率が同一になる様に、設定
することが望ましい（請求項３）。即ち、既述のように
定められた階調最大点以下の点において高位階調点を定
めて、上記の発光量が同一量になるよう設定の手続き
（光量調整）を行う。こうすることによって、実際に使
用する画像形成階調領域において複数ビーム間の発光量
を定める同一階調特性の近似式が、高精度で導き出され
る。ただしここで、高位階調点は階調最大点を選んでも
良い。

【００２６】図１０は、図９から得られる複数ビームに
ついて高位階調点を基に光量調整を行ったグラフであ
る。ここでは、階調最大点以下に高位階調点をとってい
る。全階調領域の任意の二点において、その二点間の階
調特性が一次式ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂで近似される範囲に
おいて定まった上記の画像形成階調領域における１点
を、高位階調点として選択し、その高位階調点を与える
入力階調値に対応する複数ビームの発光量が同一量にな
る様に新たに設定しなおしている。図１１は、本発明の
実施による画像形成装置の複数の発光源の発光タイミン
グチャートである。図１１に示す様に、その発光比率を
５０％となる方法で発光させ、さらに隣接する発光源の
発光タイミングをずらす事により、隣接する発光源間で
は同時に発光駆動することは無くなり、それによって隣
接する光源間では熱クロストークによる光量変動を軽減
でき、複数ビーム間の光量差がさらに少なくでき、光量
変動による画質劣化が防止できる。図１２は本実施の形
態による画像形成装置の複数の発光源の入出力階調特性
を示すグラフである。図に示すようにここで下位階調点
としては階調が０の階調零点をとっても良いし、また階
調最小点をとっても良い。

【００２７】ここで、上記高位階調点、それよりも低い
階調の下位階調点、そして高位および下位階調点の間に
ある１以上の中間階調点を選択的に組み合わせて複数の
階調点を用いて画像形成を行っても良い（請求項４）。
これは、所謂多値画像形成方法である。図１２および図
１３は、本実施の形態による画像形成装置の複数の発光
源の入出力階調特性を示すグラフである。図１３に示す
様に、既に説明したように高位階調点を用いて、この高
位階調点から一定の階調を減じられた１以上の階調点を
中間階調点として設定する。そして１以上の中間階調
点、例えば、中間階調点１と中間階調点２の２点を設定
する。また、画像無しの部分、即ち、所謂下地の階調点
である発光量零点（出力階調零点）は、入力階調値
“０”で与えられ、これを用いると上述の階調数は所謂
４値の階調数を持つことになる。この様に既に階調最大
点あるいは、高位階調点において発光量を各ビームとも
同一量と設定しているために、各階調点で複数ビームの
発光量が略同一、即ち発光量差を小さくすることができ
る。ここで、下位階調点は零点でなくても良い。

【００２８】既に述べた階調最大点と階調最小点によっ
て定まる画像形成階調領域において、階調最大点の発光
量を複数ビームが同一になる様に設定する場合、或いは
前記高位階調点での複数ビームの発光量が同一なる様に
設定する場合について、図２及び図３に示されるレーザ
ー駆動回路を参照しながら説明する。図２は複数レーザ
ー発光源の駆動回路のブロック図である。図３は１回路
部分の駆動回路のブロック図である。図２の画像データ
Ｉ／Ｆ７６から入力された画像データは、データ変換部
７５でパルス幅変調ＰＷＭ信号に変換され、ＰＷＭ制御
部７３にて駆動信号時間を生成し、ＬＤ駆動部７３に入
力される。ＬＤ駆動部７３は、ＬＤ駆動電流設定手段７
７（図３）で生成される駆動電流設定レベルと前記ＰＷ
Ｍ制御部７４で生成されたレーザーダイオード駆動時間
とを組み合わせて、レーザーダイオード駆動電流を生成
する。図１４は、本発明の実施の形態による画像形成装
置の駆動電流設定値と駆動電流の関係を表すグラフであ
る。ＬＤ駆動電流設定手段７７が駆動する電流は図１４
に示す。駆動電流設定入力によりレーザーダイオードに
流れる駆動電流を規定する。

【００２９】図１５は、本発明の実施による画像形成装
置の複数の発光源の発光タイミングチャートである。図
１５に示す様にデータ変換部７５でパルス幅変調ＰＷＭ
信号に変換されＰＷＭ制御部にて生成される駆動信号時
間は、０〜１００％の範囲で可変であり、図１５には駆
動時間が１００％の場合、５０％の場合、および２５％
の場合が示されている。この様にレーザーダイオード駆
動電流は駆動電流と駆動時間を組み合わせて生成する。

【００３０】さて、階調最大点或いは高位階調点での発
光量を求める方法として、最初に複数ビームの全ビーム
の駆動時間を任意の時間で全て同一に設定し、その後
に、各々のビームの光量を前記ＬＤ駆動電流設定手段７
７によって所定の値に設定し、全ビームの発光量が等し
くなる様にする。階調最小点についても同様で、初めに
複数ビームの全ビームの駆動時間を任意の時間で全て同
一に設定し、その後、各々のビームの光量を前記ＬＤ駆
動電流設定手段７７によって所定の値に設定し、全ビー
ムの発光量が等しくなる様に設定可能とする。

【００３１】こうすることによって図１３に示す様に、
発光量を上記のある点において複数ビームが同一になる
様に設定して複数ビームが同一近似曲線で規定される範
囲の画像形成階調領域を用いて画像形成可能とする。こ
うすることによって、各ビーム間発光量差が無い画像が
得られる。それにより、各ビーム間の発光量差が少ない
画像が得られる。さらに、前記二点の階調最大点と階調
最小点との間の中間階調に対応する発光出力値は、複数
ビームの各々の駆動時間を可変設定することが望ましい
（請求項５）。こうするより、図１３に示す様に中間階
調の発光量を複数ビームが同一になる様に設定して、複
数ビームが同一近似曲線で規定される範囲の画像形成階
調領域を用いて画像形成可能とする事により各ビーム間
の発光量の差が少ない多値画像が得られる。

【００３２】ここで図２を振り返ると、画像データI／
Ｆ７６から入力されたデータは、データ変換部７５でパ
ルス幅変調ＰＷＭ信号に変換されＰＷＭ制御部７４にて
駆動信号時間を生成しＬＤ駆動部７３に入力される際、
画像データからパルス幅変調ＰＷＭ信号に変換され、Ｐ
ＷＭ制御部７４での駆動信号時間の生成は、複数ビーム
毎に変換データテーブルを参照して行うことが可能であ
る。さらに前記変換データテーブルの値はデータ制御部
７５に予め記憶してことが出来る。さらに上記の記憶す
る手段に記憶された変調信号設定データは、任意に変更
可能とする事が出来るように、変調信号設定データの変
更は画像出力を参照して行う事が出来る様にする（請求
項６〜８）。この様に複数ビームの変調信号時間設定デ
ータを複数光ビーム毎に各記憶手段に記憶しておく機能
を付加した画像形成装置の構成により、各画像形成装置
毎に複数ビームが同一近似曲線で規定される範囲の画像
形成階調領域を設定可能とし、装置間に差異の少ない画
像が得られる。

【００３３】図３に示す駆動電流設定手段７７は、複数
ビームを駆動する駆動電流を決定する電流値設定データ
を、複数ビーム毎に各記憶手段に記憶することが望まし
い。また、各画像形成装置毎に複数ビームが同一近似曲
線で規定される範囲の画像形成階調領域を設定可能と
し、さらに前記記憶手段に記憶された変調信号設定デー
タは任意に変更可能とする事が出来る構成として、変調
信号設定データの変更は画像出力を参照して行う事が出
来る様にする事により、装置間に差異の少ない画像が得
られる（請求項９および１０）。また、上記記憶された
電流値設定データの変更が、画像出力を参照して行われ
ることが望ましい。

【００３４】（実施の形態２）上記の画像形成装置とし
て、従来の電子写真プロセス方式を用いた画像形成装置
が構成可能である。これは常法によって構成可能である
が、感光体には感光層にＯＰＣ膜を形成し、像可視化剤
として樹脂で形成したトナーを用いる。この様な従来の
電子写真プロセス方式においても本考案の近似曲線で規
定される範囲の画像形成階調領域を用いた画像形成によ
り先鋭性、階調性の良い画像を出力可能とする画像形成
装置を提供することが出来る（請求項１１）。

【００３５】（実施の形態３）さらに、光書き込み手段
の複数書き込み光としてレーザーダイオードを用いたレ
ーザービームデジタル電子写真方式の画像形成装置が、
常法によって構成可能である。この場合も、本考案の近
似曲線で規定される範囲の画像形成階調領域を用いた画
像形成により先鋭性、階調性の良い画像を出力可能とす
る画像形成装置を提供することが出来る（請求項１
２）。ここで、デジタル書き込み画素密度が１２００ｄ
ｐｉとする高画素密度の画像形成装置では、本発明の実
施の形態による上述の近似曲線で規定される範囲の画像
形成階調領域を用いた画像形成によって、先鋭性、階調
性の良い画像を出力可能とする画像形成装置を提供する
ことが出来る（請求項１３）。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、複数発光
源によるビーム間の光量差が少なく、熱クロストークの
影響を低減し、光量変動による画質劣化を防止できる画
像形成装置を提供できる。請求項６に係る発明によれ
ば、請求項１に係る発明による効果に加え、各画像形成
装置ごとに複数の発光源からの入出力階調特性を設定し
て記憶できるので、装置間で画像の差異が少ない画像形
成装置を提供できる。請求項９に係る発明によれば、請
求項１に係る発明による効果に加え、各画像形成装置ご
とに発光量を決める電流設定データを設定して記憶でき
るので、装置間で画像の差異の少ない画像形成装置を提
供できる。請求項１１に係る発明によれば、熱クロスト
ークによる光量変動を軽減し、画質劣化を防止できる電
子写真方式を用いた画像形成装置を提供できる。請求項
１２に係る発明によれば、熱クロストークによる光量変
動を軽減し、画質劣化を防止できるデジタル電子写真方
式を用いた画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の概略
を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態による複数のレーザー光源
を駆動する駆動回路のブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態による駆動部の動作を説明
するブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態による画像形成装置の入力
階調と発光量（出力階調）との関係を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の実施の形態による画像形成装置の入力
階調と発光量（出力階調）との関係を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の実施の形態で用いるレーザーダイオー
ドアレーを示す斜視図である。

【図７】従来例による複数レーザーダイオードの発光駆
動タイミングを示すタイミングチャートである。

【図８】本発明の実施の形態による複数のレーザーダイ
オードの発光駆動タイミングを示すタイミングチャート
である。

【図９】本実施の形態による画像形成装置の複数の発光
源の入出力階調特性を示すグラフである。

【図１０】図９から得られる複数ビームについて高位階
調点を基準として光量調整を行ったグラフである。

【図１１】本発明の実施による画像形成装置の複数の発
光源の発光タイミングチャートである。

【図１２】本実施の形態による画像形成装置の複数の発
光源の入出力階調特性を示すグラフである。

【図１３】本実施の形態による画像形成装置の複数の発
光源の入出力階調特性を示すグラフである。

【図１４】本発明の実施の形態による画像形成装置の駆
動電流設定値と駆動電流の関係を表すグラフである。

【図１５】本発明の実施による画像形成装置の複数の発
光源の発光タイミングチャートである。

【符号の説明】

１，２，３……近似曲線（直線）１０……レーザー光源１１……集光レンズ１２……アパーチャ１３……シリンダーレンズ１５……ポリゴンミラー１７，１８……ｆθレンズ１９……光路変更ミラー２０……シリンダーレンズ２１……感光体２２……微小レーザービームスポット２３……同期検知ミラー２５……光センサー７０……レーザーダイオードアレー７１ａ〜７１ｄ……レーザーダイオード（ＬＤ）７２……フォトディテクタ７３ａ〜７３ｄ……レーザーダイオード駆動部７４ａ〜７４ｄ……駆動制御部７５……データ変換部７６……画像データＩ／Ｆ７７……ＬＤ駆動電流設定手段ｃｈ１〜ｃｈ４……レーザーダイオードアレーの番号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ５Ｃ０７２Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ 1/113 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA16 AA26 AA32 AA55 AA61 CA02 2H027 DA09 EA02 EC03 HA07 2H045 BA22 CB33 CB42 2H076 AB06 AB09 AB12 DA17 DA19 DA21 EA24 5C051 AA02 CA07 DA02 DB22 DB24 DB30 DE02 5C072 AA03 DA02 DA04 HA02 HA06 HA09 HA13 HB02 HB11 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光源と、入力画像信号に応じて所定の発光周期で各発光源をＯＮ
／ＯＦＦするスイッチング手段、および各発光源に駆動
電流を流して所望の発光量を設定する電流設定手段を有
し、前記入力画像信号に基づく入力階調値に対する出力
階調値を生成して各発光源を駆動して複数の書き込み光
を生成する光源駆動部と、光学系を有し、前記複数の書き込み光を同時に偏向して
感光体面上にそれぞれ走査せしめる回転偏向部と、を備えて画像形成する画像形成装置において、前記電流設定手段は、前記出力階調値がとり得る最大値
である絶対最大値ととり得る最小値である絶対最小値と
の間において、少なくとも１つの前記発光源の入出力階
調特性が直線近似可能となる２点を階調最大点および階
調最小点として選択し、該２点が定める入力階調値によ
って入力階調の範囲を設定する機能を有し、前記スイッチング手段は、前記階調最大点と階調最小点
との間の任意の階調点で、発光時間（Ｔｐ）と発光周期
（Ｔｗ）との比（発光比率）が、Ｔｐ／Ｔｗ≦０．７５
となるよう設定し、かつ、前記複数の発光源が同一発光
周期内で発光する際、互いに隣接する発光源の発光タイ
ミングが異なるように設定する機能を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記階調最大点を定める入力階調値にお
いて、前記複数の発光源のそれぞれの出力階調値が同一
になる様に前記電流設定手段が設定し、かつそれぞれの
発光比率が同一になる様に前記スイッチング手段が設定
する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記階調最大点と階調最小点との範囲内
の１点を高位階調点として選び、前記高位階調点を定め
る入力階調値において前記複数の発光源のそれぞれの出
力階調値が同一になる様に前記電流設定手段が設定し、
かつそれぞれの発光比率が同一になる様に前記スイッチ
ング手段が設定する機能を有することを特徴とする請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記階調最小点を下位階調点とし、前記
高位階調点と前記下位階調点との間に１以上の中間階調
点を設けて、前記高位階調点、中間階調点、および下位
階調点を用いて画像形成を行う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】前記高位階調点を定める入力階調値にお
ける前記複数の発光源の発光は、前記スイッチング手段
が全発光源の発光比率を一定にし、そして、前記電流設
定手段がそれぞれの発光源の駆動電流を可変に設定し、前記下位階調点を定める入力階調値における前記複数の
発光源の発光は、前記スイッチング手段が全発光源の発
光比率を一定にし、そして、前記電流設定手段がそれぞ
れの発光源の駆動電流を可変に設定し、前記１以上の中間階調点を定める入力階調値における前
記複数の発光源の発光は、前記スイッチング手段がそれ
ぞれに発光比率を可変に設定することを特徴とする請求
項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】さらに記憶手段を備え、前記画像データに基づく入力階調値が、前記複数の発光
源毎に前記記憶手段にそれぞれ記憶されることを特徴と
する請求項に１記載の画像形成装置。
【請求項７】上記記憶された入力階調値は、任意に変
更可能であることを特徴とする請求項６に記載の画像形
成装置。
【請求項８】前記記憶された入力階調値の変更が、画
像出力を参照して行われることを特徴とする請求項７に
記載の画像形成装置。
【請求項９】前記電流設定手段が設定する電流値設定
データが、前記複数の発光源ごとに前記記憶手段にそれ
ぞれ記憶されることを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項１０】上記記憶された電流値設定データが、
任意に変更可能であることを特徴とする請求項９に記載
の画像形成装置。
【請求項１１】画像形成装置として電子写真方式を用
いたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１２】画像形成装置としてデジタル電子写真
方式を用いたことを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項１３】デジタル書き込み画素密度が１２００
ｄｐｉであることを特徴とする請求項１２に記載の画像
形成装置。