JP4313224B2 - ドット位置補正方法及びそれを適用した画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機その他、広く画像形成装置に用いられる光走査装置に関し、特に主走査や主走査及び副走査のドット位置の補正技術に関する。

図１８にレーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置の従来の一般的構成を示す。光源である半導体レーザユニット１００１から発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー１００２により偏向走査（スキャン）され、走査レンズ（ｆθレンズ）１００３を介して被走査媒体である感光体１００４上に光スポットを形成し、その感光体１００４を露光して静電潜像を形成する。このとき、フォトディテクタ１００６で１ライン毎に走査光を検出し、位相同相回路１００９において、クロック生成回路１００８から出力されるクロックとフォトディテクタ１００５の出力信号に基づいて、１ライン毎、位相同期のとられた画像クロック（画素クロック）を生成して画像処理ユニット１００６へ供給する。画像処理ユニット１００６は、位相同相回路１００９から与えられる画素クロックを基準に画像データを生成し、画素クロックとともにレーザ駆動回路１００７へ出力する。レーザ駆動回路１００７は、画像処理ユニット１００６により生成された画像データと位相同期回路１００９により１ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザユニット１００１の発光時間をコントロールする。

ところで近年、印刷速度（画像形成速度）の高速化、画像の高画質化の要求が高まり、それに対して偏向器であるポリゴンモータの高速化や、レーザ変調の基準クロックとなる画素クロックの高速化で対応してきたが、どちらの高速化にも限界が近づいてきており、従来の方法では対応しきれなくなってきている。

そこで複数の光源を用いたマルチビームを採用することで、高速化対応がなされてきている。マルチビームによる光走査方法では、偏向器の偏向により同時に走査できる光束が増えることにより、偏向器であるポリゴンモータの回転速度や、画素クロック周波数の低減が可能となり、高速にかつ安定した光走査及び画像形成が可能となる。マルチビームを構成する光源としては、シングルビームのレーザチップを組み合わせる方法や、複数個の発光素子を一つのレーザチップに組み込んだＬＤアレイなどを用いる方法が使用されている。

上記マルチビームを構成するＬＤアレイなどの半導体レーザはきわめて小型であり、かつ駆動電流により高速に直接変調を行うことが出来るので、近年レーザプリンタ等の光源として広く用いられている。しかし、半導体レーザの駆動電流と光出力との関係は、温度により変化する特性を有するので、半導体レーザの光強度を所望の値に設定しようとする場合問題となる。特に複数の光源を同一チップ上に構成する面発光レーザの場合、光源間の距離が短いため発光、消光による温度変化や温度クロストークなどの影響が顕著であり、光量変動の要因となりやすい。

従来技術では、複数の光源を２次元に配置し、複数の光束を偏向器で偏向することにより被走査媒体上を走査する光走査装置において、発光点間の発熱によるクロストークの影響を発生させずに発光点の配置密度を最大とするが知られている（例えば、特許文献１）。また、面発光レーザを用いた画像形成装置において、画素単位で各チップの発光強度を可変する手段及び発光時間を制御する手段を有することで、画素の静電潜像を制御する方法がある（例えば、特許文献２）。さらには、面発光レーザを用いた走査装置において、光源の配置を規定した構成とすることにより熱ストロークの問題を回避し、かつ、記録画像の高密度化を実現する方法がある（例えば、特許文献３）。

特開２００１−２７２６１５号公報 特開２００３−７２１３５号公報 特開２００１−３５０１１１号公報

しかしながら、面発光レーザ等の複数の光源を有する光走査装置の従来方式では、一般に一つの光源で一つの画素を構成するため、各光源の発光レベルばらつきがそのまま画像の濃度ばらつきにつながるという問題がある。特に主走査方向と副走査方向の画素のばらつきについては、従来の方式では補正する手段がない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で高速、高精度な光走査を可能とするとともに、画像濃度ムラの低減、走査幅の揺らぎ補正をでき、更にリニアリティの大きな変動を有する場合にも変動の補正が可能な主走査あるいは主走査及び副走査のドット位置補正方法を提供することを目的とする。更に、本発明は、このようなドット位置補正方法の光走査装置を適用した画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、光源から出射された光ビームを偏向器によって主走査方向に沿って被走査媒体上を走査させることにより像を形成する光走査装置におけるドット位置補正方法であって、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を用い、走査の１ラインは２以上の複数の光源から出射される光束を略同一走査線上で重ねて走査するとき、異なる光源の発光タイミングは走査ライン上の一画素相当にあたる発光時間だけ、複数光源のうちの一つが発光し、かつその発光タイミングは光源によらず略同一タイミング間隔で点灯するように発光制御することで主走査方向のドット位置を変更することを特徴とする。

請求項２の発明は、光源から出射された複数の光ビームを偏向器によって主走査方向に沿って被走査媒体上を走査させることにより像を形成する光走査装置におけるドット位置補正方法であって、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を用い、走査の１ラインは２以上の複数の光源から出射される光束を略同一走査線上で重ねて走査するとき、略同一走査線上を走査するＭ個（Ｍは２以上の正の整数）の複数光源で光の重ねあわせを行い、１ビームで走査するときの光量をＰ０としたとき、Ｍ個のビームのうちＮビーム（Ｎ＝１〜Ｍの正の整数）を使用して走査する場合にはそれぞれの光量をＰ０／Ｎとして光の重ね合わせをすることで主走査方向のドット位置を変更することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載のドット位置補正方法において、光源が発光する場合は基準画素に相当する主光源である１光源のみか、主光源と主光源以外の副光源のうち隣り合う２光源のみのいずれかであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２記載の主走査ドット位置補正方法において、基準画素に相当する主光源と主光源以外の副光源のうち、主光源に対して副光源が略一定間隔に２以上複数有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３記載のドット位置補正方法において、主光源に対して副光源の発光タイミングは主光源、副光源ともに略同一タイミングであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１または請求項２記載のドット位置補正方法において、基準画素に相当する主光源と主光源以外の副光源のうち、主光源に対する副光源の発光タイミングを制御可能とすることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１または請求項２記載のドット位置補正方法において、同一走査線上を走査する複数の光源の発光量を制御することにより、一走査線上の走査光量変動を補正することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１記載のドット位置補正方法において、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を副走査方向に２以上の複数列構成することにより主走査及び副走査方向のドット位置補正を変更可能としたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のドット位置補正方法において、複数光源は同一チップ上に構成された面発光レーザを用いることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の主走査ドット位置補正方法を適用してなる画像形成装置を特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、偏向手段により偏向された光束を、複数の被走査媒体上に導く導光手段を用い、前記複数の被走査媒体上を走査して画像を形成するタンデムカラー機に対応する画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、光走査装置を使用した画像形成装置として、主走査方向のドット位置変更が可能な装置が実現でき、主走査方向のドット位置ずれ量のばらつきが小さい高精度なドット形成が可能となる。

また、簡単な回路構成にて主走査方向のドット位置補正可能な主走査ドット位置補正装置が実現でき、主走査ドット位置ずれ量のばらつきが小さい高精度なドット形成が可能となる。

また、主光源に対する副光源の発光タイミングを制御可能な構成とすることにより、主走査ドット位置ずれ量をより高精度に補正可能な主走査ドット位置補正を実現できる。

また、複数光源の発光量を制御可能な構成とすることにより、主走査ドット位置ずれ量が補正可能であるとともに、かつ発光源から光学系を経て被走査媒体上へ走査を行う場合に生じる光量変動を補正することが可能となる。

また、主走査方向及び副走査方向に並ぶ副光源により主光源で被走査媒体上を走査した際に形成される被走査像の重心を主走査方向と副走査方向にずらすことが可能となり、主走査方向と副走査方向へのドット位置変動を補正可能な高精度な光走査が可能となる。

また、複数光源として同一チップ上に構成された面発光レーザを用いることにより、通常の半導体レーザを使用する場合と比較して効率が高いため、消費電力の低減、すなわち省エネルギー化することができると共に、光源間の間隔を小さくした高精細なドット形成が可能となる。

さらに、本発明は適用した光走査装置を画像形成装置に適用することにより、高精細、高画質、省エネルギー化を実現できる画像形成装置が構成できる。

請求項１１記載の発明によれば、請求項１２記載の画像形成装置をタンデムカラー機に適用することにより、主走査及び副走査方向の画素位置を高精度に補正可能な、色ずれの少ない高精細・高画質なカラー画像形成装置を実現できる。

図１に本発明のドット位置補正方法の光走査装置を適用した画像形成装置の一実施形態の全体構成例を示す。本実施形態では、半導体レーザアレイ１１には光源として主走査方向に一列に並んだ５つの光源Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を用いるとする。また、光源Ｐ３を主電源、それ以外を副電源として、光源Ｐ３による発光信号を画素の基準位置とする。従って、主走査方向にドット位置ずれがない場合、光源Ｐ３のみが駆動されるが、ドット位置ずれがあれば、例えば、Ｐ３とＰ２、Ｐ３とＰ４などが略同一タイミングで駆動される。

半導体レーザアレイ１１の一つ又は複数の光源から出力されたレーザ光は、コリメータレンズ１２及びシリンダレンズ１３を介することで整形され、その後、ポリゴンミラー１４に入射することで、周期性をもって感光体１８上を走査するように反射される。ポリゴンミラー１４で反射されたレーザ光は、感光体１８に照射される前にｆθレンズ１５及び１６及びトロイダルレンズ１７を介することで光軸が曲げられる。このように光軸の曲げられたレーザ光が、感光体１８に照射され、光スポットを形成する。これにより感光体１８上には、半導体レーザアレイ１１の一つ又は複数の光源の出力に応じた画像（静電潜像）が形成される。

また、ミラー１６の両端には、それぞれフォトディテクタ１９，２０が設けられており、走査の開始と終了とが検出されるように構成されている。即ち、ポリゴンミラー１４により所定方向へ反射するレーザ光は、感光体１８を１ライン走査する前に開始側のフォトディテクタ１９に入射され、走査後にフォトディテクタ２０に入射される。フォトディテクタ１９，２０は、入射されたレーザ光を電気信号（第１／第２水平同期信号）に変換して、これをドット位置ずれ検出・制御部２１に入力する。このようにドット位置ずれ検出・制御部２１には、１ライン毎の走査開始のタイミング信号（第１水平同期信号）と走査終了のタイミング信号（第２水平同期信号）とが入力される。また、フォトディテクタ１９から出力される走査開始のタイミング信号として第１水平同期信号は、ライン同期信号として画素クロック生成・画像処理部２２にも入力される。

ドット位置ずれ検出・制御部２１では、フォトディテクタ１９と２０から入力される２つの電気信号（第１／２水平同期信号）の時間間隔が測定され、この測定値に基づいて１ライン毎に走査時間のずれ量が求められる。この方法としては、例えば測定された時間間隔を予め設定しておいた基準の時間と比較する等の方法を採用することができる。また、ドット位置ずれ検出・制御部２１は、求めたずれ量を補正するための位相データを生成する。ここで、位相データとは、走査レンズ等よりなる光学系の特性により生じる走査ムラを補正したり、ポリゴミラー１４の回転ムラによるドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生じるドット位置ずれを補正するための指示データを示すものであり、生成された位相データは画素クロック生成・画像処理部２２に入力される。画素クロック生成・画像処理部２２では、フォトディテクタ１９から出力される第１水平同期信号（ライン同期信号）に位相同期させて、半導レーザアレイ１１を駆動する際のタイミング信号となる画素クロックを生成し、該画素クロックを基準にして、外部から入力された画像データから変調信号を生成し、これをレーザ駆動部２３に出力する。また、画素クロック生成・画像処理部２２では、ドット位置ずれ検出・制御部２１から示された位相データに基づいて、半導体レーザアレイ１１のいずれの光源を駆動制御すべきかの駆動制御信号を生成してレーザ駆動部２３に出力する。

レーザ駆動部２３は、画素クロック生成・画像処理部２２から与えられる駆動制御信号に基づいて半導体レーザアレイ１１の一つあるいは複数の光源を駆動して、画素クロック生成・画像処理部２２から出力される変調信号に応じて出力レーザ光を変調する。これにより、感光体１８には、主走査方向のドット位置が必要に応じて変更された画像が形成される。

なお、半導体レーザアレイ１１に、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を副走査方向に複数列並んだ構成のものを用いることにより、主走査及び副走査のドット位置を補正することができる。副走査方向のドット位置ずれは、例えば、ドット位置ずれ検出・制御部２１において、１ライン毎に検出された主走査方向のドット位置ずれ量を記憶しておき、それを副走査方向のもの同士で比較することで、容易に検出可能である。副走査方向のどの光源を選択駆動すべきかは、基本的に主走査方向の光源を選択・駆動する場合と同様である。

以下に、本発明によるドット位置補正方法について種々の実施例を説明する。
図２は本発明の一実施例を説明する図であり、図３は本実施例に適用する光源の構成例を示している。ここで、図３は横方向を主走査方向と定義した場合、主走査方向に２以上の複数の光源（ここでは５個の光源）を配置したときの光源の構成例を示している。光源から出射された複数の光ビームが偏向器によって主走査方向に沿って被走査媒体上を走査されると、被走査媒体上に走査光量分布を形成する。光源として図３に示すように主走査方向に一列に並んだ複数の光源を用いた場合、例えば、光源Ｐ１〜Ｐ５のうち、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４について略同一タイミングで点灯させると、図２に示すように、光源間の距離と偏向器の回転速度により決まる時間間隔および走査位置ずれを生じて、被走査媒体上に走査光量分布を形成することができる。偏向器としてポリゴンミラーを用いる場合、その角速度により光源間の発光位置が変化することになる。

走査時の１ラインのうち２以上の複数の光源、ここではＰ２，Ｐ３，Ｐ４の３光源から出射される光束を略同一走査線上で重ねて走査するとき、異なる光源の発光タイミングは走査ライン上の一画素相当にあたる発光時間だけ点灯するとする。図２の点線で示す間隔がこの１画素に相当する。例えば、図３の光源をもちいて被走査媒体上を走査するとき、同タイミングで点灯した場合には、主走査方向にＰ２，Ｐ３，Ｐ４の順で各光束によるビームが位置することとなる。３つの光源のうちの一つが発光し、かつその発光タイミングは光源によらず略同一タイミング間隔で点灯するように発光制御する。図２で、光源Ｐ３による発光信号３を画素の基準位置であると仮定した場合、光源Ｐ２よる発光信号は、略同一タイミングで点灯した場合にはＰ３で点灯した場合よりも主走査方向の走査の逆方向に画素位置のずれた走査光量分布を得ることができる。また、光源Ｐ４を点灯した場合には、光源Ｐ２とは逆に、主走査方向の走査方向に画素位置のずれた光量分布を得ることができる。

次に、走査光量分布について説明する。例えば、図２（ａ）において光源Ｐ３を点灯した場合、光源からの光束は通常ガウシアンビーム状に光量分布することとなり、一定時間走査すると走査光量分布Ｐ３に示すように立ち上がり、立下り特性をもつ光量分布波形を示すと考えられる。

図２において、連続した画素を表すのに光源Ｐ３を２画素分点灯した場合の例を図２（ｃ）に示す。このとき光源による走査光量分布は走査光量分布Ａに示すように連続した点灯時間は光量一定で、点灯開始時にはなだらかな光量増加傾向を示し、消灯時には同様になだらかな光量減少傾向を示す走査光量分布Ｂが得られる。

ここで連続した画素をあらわすのに、光源Ｐ２、光源Ｐ３を連続して点灯した場合を図２（ａ）に示す。このとき各光源による走査光量分布は走査光量分布Ａに示すように二つの走査光量分布が重ね合わせられ、その結果、走査光量分布Ｂに示すように光源３を連続して点灯した場合と比べて主走査方向に画素を小さくすることが可能となる。

また、連続した画素をあらわすのに光源Ｐ３、光源Ｐ４を連続して点灯した場合を図２（ｂ）に示す。このとき各光源による走査光量分布は走査光量分布Ａに示すように二つの走査光量分布が重ねあわされる。この場合には光源Ｐ３に対して光源Ｐ４は画素位置が主走査方向に離れた位置に光量分布を形成するため、光源Ｐ３を連続して点灯した場合と比べて主走査方向に画素を大きくした走査光量分布Ｂが得られる。

上記の走査光量分布は被走査媒体上で形成されるものであり、例えば、被走査媒体に感光体を用いた場合、走査光量分布に近い静電潜像を得ることができる。よって、本実施例のドット位置補正方法を光走査装置に適用し、該光走査装置を画像形成装置に適用することで、主走査方向のドット位置を変更することが可能な主走査ドット位置補正を実現することができる。

図２に示すように、異なる光源からの光束により光量分布を形成した場合にも、光量にはほとんど影響のない程度であり、なおかつ主走査方向のドット中心位置をずらすことにより、主走査方向のドット位置補正を高精度に行うことができる。

図４乃至図８に本発明の別の実施例を示す。これらの図において、Ｐ１〜Ｐ５は図３に示す各光源をしめしており、図４では基準画素位置のタイミングで光源Ｐ３を点灯した場合の発光信号の重ね合わせにより得られる信号を走査光像Ｐとして図示している。このとき走査光像に対して実際の光束により形成される被走査媒体上での光量分布を走査光量分布として同様に図示している。

図３の光源を用いて、複数の光束を走査するとき、隣り合う光源を略同一タイミングで点灯したときの、被走査媒体上での位置ずれ量をΔｘとする。また、光源Ｐ３を位置ずれ量５Δｘに相当する時間点灯したときを基準画素位置と定義し、光量１０００μＷで点灯した場合の走査光量分布を図４に示している。

次に、図５について説明する。図４では光源Ｐ３のみで基準画素を形成するのに対して、図５では光源Ｐ２とＰ３を略同一タイミングで基準画素位置に相当する時間点灯させる。このとき図４の場合は光源一つで画素を形成していたため、光源一つで１０００μＷという光量で画素を構成していたが、本実施例では二つの光源での光量の重ねあわせを行うため、基準画素時の半分の光量である５００μＷを光源Ｐ２，Ｐ３のそれぞれで点灯させている。このときの走査光像Ｐは光源２点灯開始時には基準画素構成時の半分の光量である５００μＷでの点灯を行い、光源３の点灯開始位置になると二つの光源の光量の重ね合わせにより総光量１０００μＷでの走査光像が得られる。このとき被走査媒体上に得られる走査光量分布は図５の下図にしめすようになり、基準画素位置に対して画素の中心位置が主走査方向とは逆方向にずれた走査光量分布を得ることが可能となる。

次に、図６について説明する。図６は光源Ｐ１とＰ２を略同一タイミングで基準画素位置に相当する時間点灯させた場合の各発光信号と走査光像、走査光量分布を示している。このときも図５の場合と同様に、光源Ｐ１とＰ２の光量は基準画素時の半分である５００μＷで略同一タイミングで基準画素位置に相当する時間点灯させる。本実施例では図５の場合と比較して基準画素位置に対してさらに主走査方向とは逆方向に画素中心位置のずれ量の大きい走査光量分布を得ることが可能となる。本実施例を光走査装置および画像形成装置に適用することにより、主走査方向にドット位置ずれ量が大きくなった場合にも位置補正が可能な主走査ドット位置補正を実現できる。

次に、図７について説明する。図７は図５，図６とは逆方向の光源である光源Ｐ４と基準となる主光源であるＰ３による実施例である。本実施例は図５とは対照的に、光源Ｐ３とＰ３に対して主走査方向に位置する光源Ｐ４により走査光量分布を得るものであり、図５，図６が主走査方向とは逆方向に画素中心位置をずらすのに対して、本実施例は図７の走査光像Ｐ、走査光量分布に示すように主走査方向へ画素の中心位置をずらすものである。

図７の本実施例と図４、５の実施例を用いるとき、光源Ｐ３を主光源、Ｐ２，Ｐ４を副光源とすると、主光源にたいして主走査方向に位置の対象となる複数の光源を有することで、主走査方向の画素位置を順方向および逆方向の双方にずらすことが可能となり、より高精度な主走査ドット位置補正が可能となる。また主副の光源を略同一タイミングで制御する構成により、簡単な制御回路で高精度な主走査方向ドット位置補正が可能となる。

図８は光源Ｐ４，Ｐ５を用いた実施例であり、図６とは対照的に主走査方向へ図５の実施例と比較してより大きく画素の中心位置を主走査方向へずらすことができる。

上記図４〜図８のすべての実施例を用いて主走査ドット位置補正を行った場合、主走査の順方向、逆方向の両方向に対して、２段階ずつのずれ量を有するドット位置補正が可能となり、主走査ドット位置ずれ量が大きい場合にも本来の画素の位置へと修正が容易な、主走査ドット位置補正が達成できる。

また、図５〜図８において、各光源の発光タイミングが略同一タイミングである場合、その主走査方向の画素中心位置のずれ量は光源間隔と走査速度により決まる。しかし主光源に対して副光源の発光タイミングを制御可能な構成を有することにより、光源間隔や走査速度によらず、所望の位置ずれ量を有する主走査ドット位置補正が達成できる。

図９，図１０に本発明の別の実施例を示す。図９は光源Ｐ１の発光信号を発光信号１としたとき、光源Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の各発光信号を得るために、発光信号１を元にそれぞれディレイ回路２００を通して発光信号２，３，４，５を得ることで、各光源間の発光タイミングを制御する実施例である。図１０は、図９のような複数のディレイ回路２００を用いるかわりに、ディレイ用の複数のバッファ３００を設けることで、簡単な回路構成で発光時間間隔制御を高精度に行う実施例を示している。

図１１は本発明の別の実施例を説明する図である。これは、被走査媒体上で有効な画素データを与える領域である有効走査期間において、光量一定で光ビームを走査したときの光量変動を示すものである。図１１（Ａ）は偏向器により主走査方向へ走査される光束が光学系を経て被走査媒体上へ到達する間に走査レンズの温度変動に伴う特性の変動や経時変動などにより、一定光量で点灯しているにも関わらず、走査光量分布としては例えば図中に示すように有効走査期間の中央付近では光量が高く、端になるにつれて光量が小さくなるという特性が現れる場合がある。このような場合には、図４〜図８で示した実施例において、有効走査期間の位置により光源からの走査の総光量を変動成分を補正するように、例えば図１１（Ｂ）に示すような総光量の変動を与えることで、走査位置による光量変動を補正し、なおかつ主走査方向のドット位置補正が可能となる。また、一走査ラインでの光量変動を補正するため、あらかじめバッファなどに光量変動データを蓄えておき、上記主走査方向制御と共に、発光量制御値を含めることで、主走査ライン上の光量変動を抑制した高精度、高画質なドット形成が可能となる。

図１２、図１３に本発明の主走査及び副走査ドット位置補正を行う別の実施例を示す。図１２は先の図３の光源を副走査方向にも構成した光源の構成例を示している。例えば、図１２の光源で主走査方向にＰ１〜Ｐ５までの光源と、副走査方向にＰ１〜Ｐ５がＡ，Ｂの二列に配置した場合を考える。このときＡ列の走査により生成する走査光量分布に対して、その光量分布により形成される画素を主画素１とする。同様にＢ列の走査により生成する走査光量分布に対して、その光量分布により形成される画素を主画素２とする。

図１３は上記光源の構成により一画素を二つの光源により構成して主走査及び副走査ドット位置補正を行う様子を示したものである。例えば、図中の基準画素は主画素１と主画素２の主走査方向の画素位置およびパルス幅が同一の場合の発光信号と走査光量分布を示している。このとき二つの画素により形成される画素は主走査方向、副走査方向ともに重心は両画素の中心に位置している。このように主走査方向と副走査方向に光源を組み合わせた光源配列とすることにより、１画素に対して主走査及び副走査の両方向の画素位置補正が可能となる。

図１４に本発明を面発光レーザに適用した実施例を示す。図１４は二つの面発光レーザを用いた実施例を示している。先の図１２の実施例の場合、光源の副走査方向のドット間隔は、光源の間隔と同じになるため、光源間の発熱によるクロストークなどの影響を低減する目的などで光源の間隔が決まってしまう場合、副走査方向のドット間隔は光源の位置に依存してしまう。図１４は上記の制限に対応するためのものであり、複数光源を有する光源１で示すように、図１２と光源間隔をΔｘ、Δｙと同様にして、その配置を格子状にしている図１２のパターンに対して、図１４に示すパターン配置した面発光レーザを構成することにより、光源間の熱クロストークなどの影響は変わらずに副走査方向のドット間隔を小さくした、高精度なドット形成が可能となる。また光源１と光源２を図１４に示すように主走査方向に光源が略同一走査線上を走査するように配置することで、複数の面発光レーザを用いて複数の光源による光量の重ね合わせにより高精度な主走査及び副走査ドット位置補正が可能となる。

図１４の構成により、複数の発光点の発熱によるクロストークの影響を低減しかつ、発光点の配置密度を高くすることが可能となる。

次に、本発明のドット位置補正方法を適用した光走査装置、画像形成装置などの構成例について示す。

図１５に光走査装置の構成例を示す。図１５において、光源ユニット４０１の背面には半導体レーザの制御を司る駆動回路及び画素クロック生成装置が形成されたプリント基板４０２が装着され、光軸と直交する光学ハウジング４０４の壁面にスプリングにより当接され、調節ネジ４０３により傾きが合わせられ姿勢が保持される。尚、調節ネジ４０３はハウジング４０４の壁面に形成された突起部に螺合される。光学ハウジング内部には、シリンダレンズ４０５、ポリゴンミラーを回転するポリゴンモータ４０８、ｆθレンズ４０６、トロイダルレンズ、および折り返しミラー４０７が各々位置決めされ支持され、また、同期検知センサを実装するプリント基板４０９は、ハウジング４０４の壁面に光源ユニットと同様、外側より装着される。光学ハウジングは、カバー８１１により上部を封止し、壁面から突出した複数の取付部８１０にて画像形成装置本体のフレーム部材にネジ固定される。

図１６に、図１５の光走査装置を搭載した画像形成装置の構成例を示す。図１６において、５００が光走査装置を示している。被走査面である感光体ドラム５０１の周囲には、該感光体ドラム５０１を高圧に帯電する帯電チャージャ５０２、光走査装置５００により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ５０３、現像ローラにトナーを供給するトナーカートリッジ５０４、感光体ドラム５０１に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース５０５が配置される。感光体ドラム５０１へは１面毎に複数ライン同時に潜像記録が行われる。記録紙は給紙トレイ５０６から給紙コロ５０７により供給され、レジストローラ対５０８により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、感光体ドラム５０１を通過する際に転写チャージャ５０９によってトナーが転写され、定着ローラ５１０で定着して排紙ローラ５１１により排紙トレイ５２に排出される。

本発明を上記画像形成装置に適用することにより、高精度なドット位置補正が可能となり、高画質な画像を得ることができる。

図１７に、これまで説明してきた光走査装置及び画像形成装置を、複数の感光体を有する。図１７では本発明に関係する副走査断面の構成例のみを示している。図１７中、６０１はポリゴンミラー、６０２は走査レンズ１，６０３，６０４は折返しミラー、６０５は走査レンズ２、６０６は折返しレンズ、６０７は半透明部材、６０８は感光体、６０９は検出器である。他の光学系も同様である。また、６１０は中間転写ベルトである。

図１７では、ポリゴンミラー６０１を２段として走査光学系を上下に配備し、さらに走査光学系を偏向手段を中心とし、対向させて配備することにより、４つの被走査面に対応させた各走査光学系を配備している。このとき、有効画角の外の両側に配備されたミラーによりビームを各検出器に導光する。また、中間転写レベル６１０上に計測用のパターン像を形成し、各走査光学系毎に複数個配備されたセンサを用いて各色毎のドット位置を計測する。

例えばタンデムカラー機において、ステーション間の色ズレが数１０μｍ程度
発生している場合、主走査位置ずれ量が１／８ドットを越えた画素クロックにお
いて位相シフトをかけ主走査位置ずれの補正を行うことで、１２００ｄｐｉであ
れば１／８ドット相当である約２．６μｍ（２１．２μｍ／８）までドット位置
ずれ量を低減できる。

本発明のドット位置補正方法を適用した光走査装置を、タンデムカラー機に展開することにより、副走査ドット位置ずれが良好に補正された高画質な画像を得ることができる。特に画質の面では副走査方向の位置ずれに対して本発明は有効であり、各ステーション間の色ずれを効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。

本発明はドット位置補正方法を適用した画像形成装置の一実施例を示す全体構成図である。 本発明のドット位置補正方法の実施例を説明する図である。 本発明に適用する光源の構成例を示す図である。 本発明の別の実施例を説明する図である。 同じく本発明の別の実施例を説明する図である。 同じく本発明の別の実施例を説明する図である。 同じく本発明の別の実施例を説明する図である。 同じく本発明の別の実施例を説明する図である。 一つの発光信号から複数の光源の発光信号を得る一実施例を示す図である。 一つの発光信号から複数の光源の発光信号を得る別の実施例を示す図である。 本発明の更に別の実施例を説明する図である。 本発明に適用する光源の別の構成例を示す図である。 図１２の光源を用いた本発明の更に別の実施例を説明する図である。 本発明に適用する光源の更に別の構成例を示す図である。 本発明を適用した走査装置の構成例を示す図である。 光走査装置を搭載した画像形成装置の構成例を示す図である。 本発明による光走査装置を適用したタンデムカラー機の主要部の構成例を示す例である。 従来の画像形成装置の一例を示す全体構成図である。

符号の説明

１１ 半導体レーザアレイ
１４ ポリゴンミラー
１８ 感光体
１９，２０ フォトディティタ
２１ ドット位置ずれ検出・制御部
２２ 画素クロック生成部
２３ レーザ駆動部

Claims (11)

1. 光源から出射された光ビームを偏向器によって主走査方向に沿って被走査媒体上を走査させることにより像を形成する光走査装置におけるドット位置補正方法であって、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を用い、走査の１ラインは２以上の複数の光源から出射される光束を略同一走査線上で重ねて走査するとき、異なる光源の発光タイミングは走査ライン上の一画素相当にあたる発光時間だけ、複数光源のうちの一つが発光し、かつその発光タイミングは光源によらず略同一タイミング間隔で点灯するように発光制御することで主走査方向のドット位置を変更することを特徴とするドット位置補正方法。
2. 光源から出射された複数の光ビームを偏向器によって主走査方向に沿って被走査媒体上を走査させることにより像を形成する光走査装置におけるドット位置補正方法であって、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を用い、走査の１ラインは２以上の複数の光源から出射される光束を略同一走査線上で重ねて走査するとき、略同一走査線上を走査するＭ個（Ｍは２以上の正の整数）の複数光源で光の重ねあわせを行い、１ビームで走査するときの光量をＰ０としたとき、Ｍ個のビームのうちＮビーム（Ｎ＝１〜Ｍの正の整数）を使用して走査する場合にはそれぞれの光量をＰ０／Ｎとして光の重ね合わせをすることで主走査方向のドット位置を変更することを特徴とするドット位置補正方法。
3. 請求項２記載のドット位置補正方法において、光源が発光する場合は基準画素に相当する主光源である１光源のみか、主光源と主光源以外の副光源のうち隣り合う２光源のみのいずれかであることを特徴とするドット位置補正方法。
4. 請求項２記載の主走査ドット位置補正方法において、基準画素に相当する主光源と主光源以外の副光源のうち、主光源に対して副光源が略一定間隔に２以上複数有することを特徴とするドット位置補正方法。
5. 請求項３記載のドット位置補正方法において、主光源に対して副光源の発光タイミングは主光源、副光源ともに略同一タイミングであることを特徴とするドット位置補正方法。
6. 請求項１または請求項２記載のドット位置補正方法において、基準画素に相当する主光源と主光源以外の副光源のうち、主光源に対する副光源の発光タイミングを制御可能とすることを特徴とするドット位置補正方法。
7. 請求項１または請求項２記載のドット位置補正方法において、同一走査線上を走査する複数の光源の発光量を制御することにより、一走査線上の走査光量変動を補正することを特徴とするドット位置補正方法。
8. 請求項１記載のドット位置補正方法において、光源として主走査方向に一列に並んだ複数の光源を副走査方向に２以上の複数列構成することにより主走査及び副走査方向のドット位置補正を変更可能としたことを特徴とするドット位置補正方法。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のドット位置補正方法において、複数光源は同一チップ上に構成された面発光レーザを用いることを特徴とするドット位置補正方法。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のドット位置補正方法を適用してなることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０記載の画像形成装置において、偏向手段により偏向された光束を、複数の被走査媒体上に導く導光手段を用い、前記複数の被走査媒体上を走査して画像を形成するタンデムカラー機に対応することを特徴とする画像形成装置。

Images