JP4517808B2 - 光走査装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、及び、画像形成装置に関し、特に、複数の光ビームを同時に走査して像担持体を露光する光走査装置、及び、この光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

近年、画像形成速度（プロセススピード）の高速化、画像の高画質化に伴う高解像度化に伴い、複数本の光ビームを各々偏向して複数本の光ビームを同時に感光体上に走査する画像形成装置が知られており、それに搭載される光走査装置の光源としてアレイ化が容易な面発光レーザＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）が使用されてきている。このＶＣＳＥＬは数本から数１０本の発光源を１チップに備え、これにより画像形成のさらなる高速化、高画質化を実現している（特許文献１参照）。

ところで、複数本の光ビームを用いて高画質化を達成するためには、各々の光ビームの光量を均一にする必要がある。この光量制御の方法としては光走査装置に光量モニタを備え、各光ビームを各々順次点灯させて光量モニタに入射させ、モニタされた光量信号と狙いとする光量を得るための基準信号を比較し、光ビームの光量が一定になるよう光ビームへ供給する駆動電流を制御する方法がある。ただし、各光ビームの点灯時間は短いと、検出精度が低くなるため、通常は５μｓ以上の点灯時間が必要とされている。

一方、光量制御（以下ＡＰＣと呼ぶ）は通常１スキャンごとに画像形成を行っている期間以外の期間で行われる（図１７参照）。画像形成領域をスキャンする時間は、画像幅と解像度、画像形成速度、同時にスキャンする光ビームの本数等から自動的に決定されるので、ＡＰＣは画像形成領域をスキャンする時間以外の期間で行わなければならないが、光ビームの数が多くなってくると、すべての光ビームを図１７に示されるＡＰＣ実行期間ではできなくなる場合がある。それを解決するためには各光ビームの点灯時間を短く（たとえば２μｓ）にすればよいが、そうすると前述したように光量の検出精度が悪くなり各光ビームの光量がばらついてしまい、結果として画像上濃度ムラが発生してしまう。

一方、ＶＣＳＥＬのような面発光素子は光量があまり上げられないという問題がある。通常のＶＣＳＥＬは、１本あたり２ｍＷ程度の光量しか発光できず、光学系を経由することにより像担持体上での光量は数１０μＷ程度である。また光源としてＶＣＳＥＬを用いた場合はＶＣＳＥＬの構成上バックビームを発生させることができないため、走査用の光ビームの光路途中に光量モニタを備えなければならず、発光光量に対して検出する光量は低くなってしまう。そのため外乱ノイズや温度変動、偏光の影響（特許文献２参照）などにより検出する光量が不安定になってしまい、ＡＰＣが正しく行われなくなり結果として画像上濃度ムラが発生してしまうという問題があった。

上記２つの問題を解決する手段として特許文献３では、複数本の光ビームを同時に発光させて、複数本の総和の光量を光量センサで検出し発光量の総和として光量制御する方法が提案されている。この方法を使用することにより、ＡＰＣ実行期間内にすべての光ビームを点灯させ光量制御することが可能になる。また、複数本まとめて点灯させて光量制御をおこなうため、外乱ノイズの影響を少なくでき、トータルの光量のバラツキを抑えることができる。

しかしながら、その一方で個々の光源の元々の光量バラツキの影響はなくすことができない。例えば、図１８（Ａ）に示されるように、３２本の光ビームを用いたＶＣＳＥＬにおいて１本のＶＣＳＥＬだけの光量が高かったとする（ここでは２０％高いとする）。この場合、光量の総和で光量制御を行うため、全体の光量は合わせられるものの、隣接する光ビームの光量差は変えられない（図１８（Ｂ）参照）。例えば、副走査方向に１２００ｄｐｉの画像形成装置にこの光量制御方法を用いたとすると、各々のビーム間隔は２５．４／１２００＝２１．６７μｍであり、これを同時に３２本まとめて走査すると、その走査ピッチは２１．６７×３２＝０．６７７ｍｍとなる。この周期で走査する画像形成装置で光ビーム１本のみ約２０％光量が高いと、そのピッチで濃度ムラ（バンディング）が発生する。図１６に示されるように、通常、画像上視覚的に見えやすい濃度ムラは０．５〜２ｍｍピッチ（０．５〜２ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）とされており、このピッチよりはずれていくほど濃度ムラは見えにくくなることが知られている。これに従うと、上記の条件では、この光量制御方式で画像書き込みを行った場合非常に目立ちやすい濃度ムラが発生してしまうことになる。
特開平０５−２９４００５号公報 実開平０４−１２１７７１号公報 特開平０８−２６４８７３号公報

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、ＡＰＣのために充分な光量を確保可能とすると共に、形成される画像の濃度ムラを抑制することの可能な光走査装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光走査装置は、複数の光ビームを同時に走査して像担持体を露光する光走査装置であって、複数の光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源の中の前記像担持体上への同一主走査位置で副走査方向に隣接しない複数の光ビームを組み合わせた光ビーム組を同一タイミングで点灯させる点灯手段と、前記点灯手段で点灯された光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段で検出された光ビーム組の光量に基づいて、この光ビーム組の光量を制御する光量制御手段と、
を含んで構成されている。

上記光走査装置は、複数の光ビームを同時に走査して像担持体を露光するものである。この光走査装置での光量制御は、次のように行なわれる。まず、光量検出手段で、複数の光ビームを組み合わせた光ビーム組からの光量を検出する。このように複数の光源からの光ビームを合わせることにより１つの光源のみからの光ビームの場合と比較して、多くの光量を受光して、ＡＰＣのために充分な光量を確保することができる。

光量制御手段は、光量検出手段で検出された光ビーム組の光量に基づいて、この光ビーム組の光量を制御する。すなわち、光ビーム組の中に光量が他の光ビームよりも高かったりまたは低かったりする光ビームがあれば、その光ビーム組全体の光量が所定の光量となるように光量制御を行う。本発明での光ビーム組は、互いに隣接しない複数の光ビームが組み合わせられているので、前述のように光量制御を行なっても、離れた位置に配置された光源に光量バラツキが分散される。

例えば、ある光ビーム組中に１本だけ光量が大きい光ビームがあった場合には、光ビーム組全体が目標の光量になるように、全体の光量を一様に下げる。そうすることにより、この光ビーム組のなかには、他の光ビーム（この光ビーム組以外のもの）に対して光量の大きい光ビームと小さい光ビームとが発生するが、これらの光ビームは離れた位置に配置されているので、隣接する光ビームとの光量差は光量制御前よりも小さくすることができる。

また、光量が他の光ビームよりも大きいまたは小さい光ビームは、従来の方式では１走査に１回であるのに対し、本発明では１走査に光ビーム組を構成する光ビームの本数ｎ回であるため、光量が他の光ビームよりも大きいまたは小さい光ビームの出現間隔は本発明の方が狭くなる。したがって、画像上視覚的に濃度むらが見えにくくなる。

なお、本発明の光走査装置は、請求項２に記載のように、前記光ビーム組が、前記像担持体上で最も離れた位置に走査される光ビーム同士の組み合わせで構成されていることを特徴とすることもできる。

このように、最も離れた位置に走査される光ビーム同士を組み合わせることにより、効果的に光量バラツキを分散させることができる。

たとえば光ビーム組が２本の光ビームで構成されている場合で１本だけ光量の大きい光ビームがあった場合は、その大きい分の半分を残りの光ビームのほうに振り分けることでき、濃度ムラとして見えるピッチも半分にすることができ、視覚的に濃度ムラを見えにくくすることができる。

また、本発明の光走査装置は、請求項３に記載のように、前記光ビームでの露光方式は、前記像担持体の同一位置を異なる光源からの光ビームで複数回露光する多重露光方式であり、前記光ビーム組は、前記像担持体上の同一位置を露光する光ビーム同士の組み合わせで構成されていることを特徴とすることもできる。

このように多重露光方式を使用する場合、異なる光源からの光ビームで像担持体の同一位置を露光するため、同一位置を露光する光ビーム同士を組み合わせて光ビーム組とすることにより、各々の光ビームの光量はばらついていても複数露光終了時には全ての走査位置において光量を均一とすることができる。これにより濃度ムラの発生を抑えることができる。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置を備えている。

濃度ムラの見えにくさは色ごとに若干異なり、かつ多色の画像形成装置の場合、色ごとに光ビーム書き込みの際のスクリーン角度が異なる。またそのスクリーン角度によっては同一の光量制御方式を用いた場合に発生するピッチとスクリーン角度の間に干渉が発生しモアレのような画像が発生してしまうことがある。このため同じ光量制御方式を使用してもその濃度ムラの見え方には違いがある。したがって、各色毎に光量制御が最適となるように異なる組み合わせで光ビーム組を構成する。これにより、濃度ムラの見えにくい画像を形成することができる。

一例としての画像形成装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置を備え、前記光ビーム組は、解像度、画像形成速度、使用する光ビームの本数によって異なる組み合わせで構成されていることを特徴とするものである。

図１５に示すように、画像上視覚的に見えやすい濃度ムラは０．５〜２ｍｍピッチ（０．５〜２ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）とされているため、解像度、画像形成速度、使用する光ビームの本数によって、光ビーム組を構成する光ビームを異ならせる。これにより、これらの画像条件の下で、最適に濃度ムラが見にくくなるように光ビーム組を構成することができる。

たとえば解像度が６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉの２種類ある画像形成装置で使用する光ビーム本数が３２本の場合、６００ｄｐｉ時の濃度ムラピッチは２５．４／６００×３２＝１．３５５ｍｍ、１２００ｄｐｉ時の濃度ムラピッチは２５．４／１２００×３２＝０．６７７ｍｍとなるが、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉで請求項２に示される光量制御方法をおこなった場合、その濃度ムラピッチは、６００ｄｐｉ時は１．３５５／２＝０．６７７ｍｍ、１２００ｄｐｉ時は０．３３９ｍｍとなり、６００ｄｐｉ時では図１５の見えやすい濃度ムラピッチの範囲からはずすことができない。そのため６００ｄｐｉ使用時は、異なる光ビームで光ビーム組を構成し、光量制御を行なう。これにより６００ｄｐｉでも濃度むらは０．３３９ｍｍとなり視覚的にみえにくくなる。このように画像形成条件によって得られた画像の濃度むらのピッチが視覚的に見えにくくなるように光ビーム組を構成することにより、濃度ムラの見えにくい安定した画像を得ることができる。

一例としての画像形成装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置を備え、前記光ビーム組を構成する光ビームの組み合わせが変更可能とされていることを特徴とする。

上記構成によれば、たとえば工場出荷時やユーザの使用時においてなんらかの影響により各光ビームの光量バラツキが変わってしまった場合や、光量バラツキがあまりにもひどく図１５のピッチが見えやすい領域外にいるにもかかわらず濃度ムラがみえてしまったりする場合には、光ビーム組を構成する光ビームの組み合わせを変更する。これにより、濃度ムラを視覚的に見えにくくすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ＡＰＣのために充分な光量を確保できると共に、形成される画像の濃度ムラを抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置１０は、図１に示すように、光走査装置２８ＣＫ、光走査装置２８ＹＭを備えている。光走査装置２８ＣＫは、感光体２４Ｃと感光体２４Ｋに走査露光するものであり、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応した光学系を備えている。光走査装置２８ＹＭは、感光体２４Ｙと感光体２４Ｍに走査露光するものであり、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の各色に対応した光学系を備えている。

また、画像形成装置１０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、の４色のトナー像を形成する電子写真ユニット１２Ｙ、 １２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備えている。電子写真ユニット１２Ｙは、感光体２４Ｙの周囲に帯電装置２６Ｙ、光走査装置２８ＹＭ、現像装置３０Ｙ、転写装置１４Ｙ、クリーニング装置３２Ｙを配置して構成されている。電子写真ユニット１２Ｍ〜１２Ｋについても同様の構成である。

さらに、画像形成装置１０は、転写装置１４Ｙ〜１４Ｋによって各トナー像が積層されてカラートナー像とされる中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６上に転写されたカラートナー像をトレイ１８から供給された用紙に転写する転写装置２０と、用紙上に転写されたカラートナー像を溶融定着させる定着装置２２とを備えている。

図２に示すように、光走査装置２８ＹＭ、２８ＣＫは、矩形箱状のハウジング３４を備える。なお、光走査装置２８ＹＭ、２８ＣＫの内部は、ほぼ同様の構造とされているため、ここでは、光走査装置２８ＣＫについてのみ説明する。

図３及び図４に示すように、ハウジング３４には、Ｋ色に対応する光ビームＫを出射する光源部４０Ｋと、Ｃ色に対応する光ビームＣ出射する光源部４０Ｃが、出射方向が互いに略９０度となるように配置されている。本実施形態では、発光源として、面発光型の半導体レーザを使用している。図４に示すように、光源部４０Ｃ、４０Ｋは、面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋ及び、保持部材４３Ｃ、４３Ｋで構成されている。面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋは、同時に複数本の光レーザを出射可能とされている。保持部材４３Ｃ、４３Ｋは、面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋを保持するための部材であり、通称ＬＣＣ（Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ）と呼ばれており、ここでは材質としてセラミックを使用している。面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋは、保持部材４３Ｃ、４３Ｋを介して、電気回路が実装された回路基板４５Ｃ、４５Ｋに、各々電気的に接続されている。

光ビームＣを出射する光源部４０Ｃは、光ビームＫを出射する光源部４０Ｋに対して高さ方向をずらして設置され、光ビームＣと光ビームＫとは高さ方向に所定の距離離間するように配置されている。

光源部４０Ｋから出射された光ビームＫの光路上には、光ビームＫを平行光にするためのコリメータレンズユニット４２Ｋが設けられている。コリメータレンズユニット４２Ｋを通過した光ビームＫは、反射ミラー４４の下を通り抜け、スリット板４６Ｋに入射して光路上に設けられたハーフミラー４８に入射する。ハーフミラー４８は、光ビームＫを、通過する光ビームＫと、反射し光パワーモニタ５０に入射する光ビームＢＫとに所定の割合で振り分ける。本実施形態では面発光レーザを用いているため、光量制御のための光をバックビームから得ることができないため、このように前方に出射された光ビームの一部を利用する。ハーフミラー４８を通過した光ビームＫは、シリンドリカルレンズ５２Ｋを通過し、図３に示すように、光路上に設けられたポリゴンミラー５４に入射する。

一方、光源部４０Ｃから出射された光ビームＣの光路上には、光ビームＣを平行光にするためのコリメータレンズユニット４２Ｃが設けられている。コリメータレンズユニット４２Ｃを通過した光ビームＣは、反射ミラー４４で偏向され、スリット板４６Ｃに入射して光路上に設けられたハーフミラー４８に入射する。ハーフミラー４８は、光ビームＣを、通過する光ビームＣと、反射し光パワーモニタ５０に入射する光ビームＢＣとに所定の割合で振り分ける。ハーフミラー４８を通過した光ビームＣは、シリンドリカルレンズ５２Ｃを通過し、図３に示すように、光路上に設けられたポリゴンミラー５４に入射する。

ポリゴンミラー５４には、複数の反射鏡面が設けられ、ポリゴンミラー５４に入射した光ビームＣ、Ｋは、図５にも示すように、反射鏡面で偏向反射されてｆθレンズ５６、５８に入射する。ポリゴンミラー５６、ｆθレンズ５６、５８は、光ビームＣ、Ｋを同時に走査できる大きさになっている。

ｆθレンズ５６を通過した２色の光ビームＣ、Ｋは分離され、それぞれ副走査側にパワーを持つシリンドリカルミラー６０Ｃ、６０Ｋに反射される。シリンドリカルミラー６０Ｋによって反射された光ビームＫは、反射ミラー６２Ｋへ折り返され、さらに、シリンドリカルミラー６４Ｋ、反射ミラー６６Ｋによって偏向され、感光体ドラム２４Ｋに結像されて静電潜像を形成する。

また、シリンドリカルミラー６０Ｃによって反射された光ビームＣは、反射ミラー６２Ｃへ折り返され、さらに、シリンドリカルミラー６４Ｃによって偏向され、感光体ドラム２４Ｃ上に結像されて静電潜像を形成する。

ハーフミラー４８で光パワーモニタ５０側に分割された光ビームＢＣ、ＢＫは、レンズ４９を経て、光パワーモニタ５０に入射される。光パワーモニタ５０は、図６に示すように、受光部５０Ａ、コネクタ５０Ｂ、及び、基板５０Ｃで構成されている。受光部５０Ａは、受光面５０Ｄがフォトダイオード素子で構成され、受光面５０Ｄが基板５０Ｃに対し略垂直になるよう取り付けられている。フォトダイオードとしてはたとえば東芝（株）製のＴＰＳ７０３、浜松ホトニクス（株）のＳ７３２９−１、松下電器（株）製ＰＮＺ３１３などを用いることができる。受光部５０Ａで受光された光は光電変換され、フィードバック光量信号としてコネクタ５０Ｂから出力される。コネクタ５０Ｂからの出力は、光ビームＢＫを受光分のフィードバック光量信号ＳＫについては回路基板４５Ｋへ、光ビームＢＣを受光分のフィードバック光量信号ＳＣについては回路基板４５Ｃへ出力される。

回路基板４５Ｃ、４５Ｋには、図７に示すように、各々光量制御部７０Ｃ、７０Ｋが設けられている。光量制御部７０Ｃ、７０Ｋは、比較部７２Ｃ、７２Ｋ及び駆動電流調整部７４Ｃ、７４Ｋを各々備えている。比較部７２Ｃ、７２Ｋには、光パワーモニタ５０からのフィードバック光量信号ＳＫが、各々へ入力されると共に、図示しない外部からの光量指令信号ＳＯが入力される。比較部７２Ｋは、光量指令信号ＳＯとフィードバック光量信号ＳＫとを比較し、両者が一致するように駆動電流調整部７４Ｋへ調整信号ＳＡを出力する。駆動電流調整部７４Ｋは、調整信号ＳＡに基づいて、光源部４０Ｋへの駆動電流を調整する。また、比較部７２Ｃも上記と同様に、光量指令信号ＳＯとフィードバック光量信号ＳＣとを比較し、両者が一致するように駆動電流調整部７４Ｃへ調整信号ＳＡを出力する。駆動電流調整部７４Ｃは、調整信号ＳＡに基づいて、光源部４０Ｃへの駆動電流を調整する。

次に、上記構成の画像形成装置１０での、光量制御について説明する。

［第１の光量制御］
第１の光量制御では、各色に対応する光ビームの本数として３２本、副走査方向の解像度として１２００ｄｐｉ（ビーム間ピッチ２５．４／１２００＝２１．１７ｍｍ）の場合を例に説明する。

図８は、光ビームの感光体２４上へのドット位置を示す図である。図８に示されるように、光走査装置２８は、同時に３２本の光ビーム（各光ビーム毎にビーム番号を付して示す）を感光体２８上に走査することができ、その光ビームの副走査方向の間隔は２１．１７ｍｍ、１度に走査する光ビーム幅は２１．１７×３２＝０．６７３ｍｍである。

上記条件において、同一タイミングで光量制御（ＡＰＣ）を行う光ビームを、同一主走査位置で副走査方向に１つとびの光ビーム、ビーム番号で１、９、１７、２５の光ビーム組Ａとする。また、同様に、ビーム番号で２、１０、１８、２６の光ビーム組Ｂ、ビーム番号で３、１１、１９、２７の光ビーム組Ｃ、ビーム番号で４、１２、２０、２８の光ビーム組Ｄとする。各光ビーム組は、互いに隣接していない光ビーム同士で構成されている。

光パワーモニタ５０は、各光ビーム組毎に所定のタイミングで各光ビーム組からの光ビームを受光し、フィードバック光量信号を比較部７２へ出力する。

ここで、たとえば、ビーム番号１２番の光ビームだけが、他よりも光量が２０％高かったとする。この場合、光量制御をすべての光ビームの総和で行なった場合、図９（Ａ）に示すように、全体としての光量は調整されるが、ビーム番号１２番と隣接するビーム番号１１番、１３番との光量差は小さくならず、形成される画像は、図１０（Ａ）に示すように、１走査あたり１回の周期で濃度の高いスジが生じることとなる。

本実施形態では、比較部７２へは、光ビーム組Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…を構成するすべての光ビーム（例えば、光ビーム組Ｄでは、ビーム番号４、１２、２０、２８番）の光量の総和に対応するフィードバック光量信号が出力され、光ビーム組全体での光量制御を行なう。すなわち光ビーム組全体の光量を少し下げるように駆動電流が制御される。これにより、図９（Ｂ）に示すように、ビーム番号１２番の光量は、他のビーム番号よりも１５％高いものとなり、ビーム番号４、２０、２８番の光量は、他のビーム番号よりも５％低いものとなる。なお、光ビーム組Ｄ全体と他の光ビーム組との光量差は、全体を下げているだけであるので２０％と変わらない。

このように光量制御を行なった場合に形成される画像を図１０（Ｂ）に示す。この図からもわかるように、本実施形態では、１走査あたり４回の周期で他の部分と異なる濃度のスジが生じている。すなわち、３２本まとめて光量制御をかけたときに発生していた０．６７３ｍｍピッチの濃度ムラが、０．６７３／４＝０．１６９ｍｍピッチになっている。これにより、視覚的に目立ちやすい０．５〜２ｍｍピッチ外に濃度ムラのピッチを移動させることができ、視覚的に濃度ムラが目立ちにくくなる。また、隣接するドットとの光量差は、小さくなっているので、濃度ムラを視覚的により見えにくくすることができる。

［第２の光量制御］
第２の光量制御では、各色に対応する光ビームの本数、副走査方向の解像度については、第１光量制御と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第２の光量制御では、同一タイミングで光量制御を行う光ビーム組を、画像上最も遠い光ビームをの組み合わせで構成する。光ビームをの組み合わせ以外については、第１の光量制御と同様にして光量制御が行なわれる。

例えば、２本の光ビームで光りビーム組を構成する場合、図８に示すビーム番号１番と１７番、ビーム番号５番と２１番、等のように、走査された位置が最も遠くなる位置の光ビーム同士を組み合わせる。なお、ビーム番号１番とビーム番号３２番とは、１走査中では最も離れているが、次の走査ではビーム番号１番がビーム番号３２番の隣に走査されるので、この組み合わせは、ここでいう最も遠い組み合わせではない。

図１１（Ｂ）には、ビーム番号１２番の光量だけが高かったものについて、第２の光量制御を行なった後の各ビーム番号の光量が示されている。ビーム番号１２番は隣接するビーム番号よりも１０％高い光量となり、ビーム番号２８番は隣接するビーム番号よりも１０％低い光量となっている。

この場合に形成される画像を図１２（Ｂ）に示す。この場合、ビーム番号１〜３２番にまとめて光量制御をかけた場合（図１１（Ａ）、図１２（Ａ））と比較して、濃度ムラは見えにくくなっている。濃度ムラのピッチとしては第１の光量制御のときの０．１６９ｍｍに対してその２倍の０．３３８ｍｍとなってしまうが、図１６に示される０．５〜２ｍｍの濃度ムラが見えやすい領域に入ることはなく、また隣接するビーム間の光量差は１０％にすることができる。

このように画像上最も遠いビームとの組み合わせで光量制御を行うことにより半分の光量を最も遠いビームに振り分けることができ、濃度ムラという観点では視覚的に見えにくくすることができる。

以上示したように第１の光量制御、第２の光量制御によれば、光量の異なる光ビームの光量を画像上所定距離離れた他のビームに振り分けることによりビーム間の光量差があっても画像上視覚的に見えにくくすることができる。またこれにより多少ビーム間の光量がばらついた光ビームでも使用可能となり歩留まりを向上させることができる。

なお、上記実施形態で説明した光ビーム組は、特にカラー画像形成装置において使用する色や解像度、階調、スクリーン角度によって、光ビームの組み合わせを変えてもよい。

色による濃度ムラ（ピッチムラ）が異なることは、テレビジョン学会等によって報告されており、また解像度や階調、色によって異なるスクリーン角度によっても濃度ムラの見え方は変わることも報告されている。これはピッチとスクリーン角度の間に干渉が発生しモアレのような画像が発生してしまうことがあるためであり、このような場合や使用される画像形成装置の仕様や対象とされる市場も考え、各色で最適な光ビーム組を構成して光量制御を行なうことにより、いっそう濃度ムラの見えにくい画像形成装置を提供することができる。

また第１の光量制御と第２の光量制御とは、光ビームの組み合わせ方が異なるだけであるから、ソフト的に選択が可能であり、使用する画像形成装置の解像度、ビーム本数、レーザの出来等によって最も濃度ムラが見えにくくなるように、光ビーム組の構成を任意に選択してもよい。

例えば、解像度が６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉの２種類ある画像形成装置で使用するビーム本数が３２本の場合、６００ｄｐｉ時の濃度ムラむらピッチは２５．４／６００×３２＝１．３５５ｍｍ、１２００ｄｐｉ時の濃度ムラは２５．４／１２００×３２＝０．６７７ｍｍとなる。６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉについて、第２の光量制御をおこなった場合、そのピッチは６００ｄｐｉ時は１．３５５／２＝０．６７７ｍｍ、１２００ｄｐｉ時は０．３３９ｍｍとなり、６００ｄｐｉ時では図１６に示す、見えやすいピッチの範囲からはずすことができない。そのため６００ｄｐｉ使用時は、第１の光量制御を採用し、ビームＮｏ。１、９、１７、２５の組み合わせで光量制御をかける。これにより６００ｄｐｉでも濃度ムラは０．３３９ｍｍとなり、視覚的にみえにくくなる。このように画像形成条件によって得られた画像の濃度ムラのピッチが視覚的に見えにくくなるように光量制御方法を選択することにより、常に濃度ムラの見えにくい安定した画像を得ることができる。

またここでは予め決定された光ビーム組毎で光量制御を行なったが、光ビーム組を構成する光ビームの組み合わせは、工場出荷時やユーザで変更を可能としてもよい。

例えば、工場出荷時やユーザの使用時において、なんらかの影響により各ビームの光量バラツキが変わってしまった場合や、光量バラツキがあまりにもひどく図１６に示すピッチが見えやすい領域外にいるにもかかわらず濃度ムラがみえてしまったりする場合には、そのような場合にその場で光ビーム組を構成する光ビームの組み合わせを変更することにより、濃度むらを視覚的に見えにくくすることができる。

［第３の光量制御］
第３の光量制御は、感光体２８の露光が多重露光（ここでは２重露光）である場合の光量制御に適用されるものである。多重露光とは、感光体２８上の同一位置を異なる光ビームで複数回露光する露光方式をいう。

例えば、図１３に示すように、３２本ある光ビームのうちビーム番号１〜１６番の光ビームと、ビーム番号１７〜３２番の光ビームで、感光体２８上の同一位置を露光することとする。すなわちビーム番号１番の光ビームと１７番目の光ビームが、感光体２８上の同一位置を露光することになる。

この場合、光ビーム組を構成する光ビームの組み合わせを、同一位置を１回目に露光する光ビームと２回目に露光する光ビームとする。例えば、図１４（Ａ）に示すように、ビーム番号１２番の光ビームが他のビームよりも光量が高かった（ここでは＋２０％）とする。ビーム番号１２番と同一位置を露光するのはビーム番号２８番の光ビームであるため、ビーム番号１２番と２８番とで光ビーム組が構成される。この光ビーム組で光量制御を行った場合、光量制御後は、図１４（Ｂ）に示すように、ビーム番号１２番の光ビームは＋１０％になり、２８番目のビームは−１０％になる。これを隣接露光した場合は０．３３８ｍｍピッチの濃度ムラがわずかに残るが、多重露光の場合は同一位置を露光するためにその部分のトータル光量は＋１０−１０＝０％となり光量差があったとしても２回露光したあとでは光量は均一になる。図１５（Ｂ）に示すように、光量制御後は、濃度ムラが発生していない。

このように、多重露光において感光体２８上の同一位置を書き込む光ビーム同士の光ビーム組で光量制御を行うことにより、各々の光ビームの光量がいかなる値であっても複数露光が終了した時点では、どの位置においても光量が一定となり、濃度ムラは発生しなくなる。このように多重露光する場合には、同一位置を書き込む光ビーム同士で光量制御することにより、各々の光ビームの光量がばらついていても濃度ムラの発生を防止することができる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。 本実施形態の光走査装置を示す斜視図である。 本実施形態の光走査装置の一部の上面図である。 本実施形態の光走査装置の一部の斜視図である。 本実施形態の光走査装置の光路を示す図である。 本実施形態の光走査装置の光パワーモニタの斜視図である。 本実施形態の光量制御に係る部分のブロック図である。 第１の光量制御における各光ビームの走査位置を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後の各光ビームの光量を示す図であり、（Ｂ）は第１の光量制御後の各光ビームの光量を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後に形成される画像であり、（Ｂ）は第１の光量制御後に形成される画像を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後の各光ビームの光量を示す図であり、（Ｂ）は第２の光量制御後の各光ビームの光量を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後に形成される画像であり、（Ｂ）は第２の光量制御後に形成される画像を示す図である。 第３の光量制御における各光ビームの走査位置を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後の各光ビームの光量を示す図であり、（Ｂ）は第３の光量制御後の各光ビームの光量を示す図である。 （Ａ）は従来の光量制御後に形成される画像であり、（Ｂ）は第３の光量制御後に形成される画像を示す図である。 濃度ムラピッチとバンディングの許容範囲を示すグラフである。 ＡＰＣのタイミングを示す図である。 （Ａ）は光量制御前の各光ビームの光量を示す図であり、（Ｂ）は従来例の光量制御後の各光ビームの光量を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２４ 感光体
２８ＣＫ 光走査装置
２８ＹＭ 光走査装置
４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 光源部
５０ 光パワーモニタ
７０ 光量制御部

Claims (4)

1. 複数の光ビームを同時に走査して像担持体を露光する光走査装置であって、
   複数の光ビームを出射する複数の光源と、
   前記複数の光源の中の前記像担持体上への同一主走査位置で副走査方向に隣接しない複数の光ビームを組み合わせた光ビーム組を同一タイミングで点灯させる点灯手段と、
   前記点灯手段で点灯された光量を検出する光量検出手段と、
   前記光量検出手段で検出された光ビーム組の光量に基づいて、この光ビーム組の光量を制御する光量制御手段と、
   を備えた光学走査装置。
2. 前記光ビーム組は、前記像担持体上で最も離れた位置に走査される光ビーム同士の組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記光ビームでの露光方式は、前記像担持体の同一位置を異なる光源からの光ビームで複数回露光する多重露光方式であり、
   前記光ビーム組は、前記像担持体上の同一位置を露光する光ビーム同士の組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。