(57)【要約】【課題】画像形成に際しての濃度むらの発生を低減する。【解決手段】レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径を検出し、該副走査方向の径に応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正する。予め取得した補正情報を記憶部に記憶し、画像形成に際し、画像形成装置に備える制御部によって記憶部の情報を読み出し、画像データによる像高と入力濃度に基づいて適正なパルス幅でレーザ光を出力する。【選択図】図６
2010099931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、
おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径を検出し、該副走査方向の径に応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、
おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径およびレーザ光の出力パワーを検出し、該副走査方向の径および前記出力パワーの組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、
おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径および主走査方向の径を検出し、前記副走査方向の径および主走査方向の径の組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、
おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径、主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーを検出し、前記副走査方向の径、主走査方向の径および出力パワーの組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記レーザ光の副走査方向の径とともに画像形成装置内の温度および湿度の一方または両方を検出し、前記レーザ光の副走査方向の径または前記組み合わせに前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記パルス幅を補正する際に、パルス幅を補正することなく同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になる入力濃度が存在し、該一定となる入力濃度よりも高低となるそれぞれの入力濃度域では前記補正による前記パルス幅の変化が互いに反転していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
おのおのの光走査装置について、予め、前記主走査方向の像高に沿って前記入力濃度に応じた前記パルス幅の補正量を求めておき、画像形成に際し、前記主走査方向の像高と前記画像データによる入力濃度とに基づいて得られる前記補正量に従って前記パルス幅を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
画像形成装置に組み込む前のおのおのの光走査装置について、予め、前記主走査方向の像高に沿って前記入力濃度に応じた前記パルス幅の補正量を求めておき、画像形成装置に前記光走査装置を組み込んだ後、画像形成に際し、前記主走査方向の像高と前記画像データによる入力濃度に基づいて得られる前記補正量に従って前記パルス幅を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記パルス幅の補正量を求める際に、前記光走査装置から前記感光体に至る距離と同じ距離の位置に主走査方向に沿ってセンサを配置し、該センサによって前記主走査方向の像高に相当する各位置で前記光走査装置から前記センサに至ったレーザ光の少なくとも副走査方向の径を検出することを特徴とする請求項８記載の画像形成方法。
【請求項１０】
濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号によりレーザ光出力部から出力されたレーザ光を感光体表面上で走査する光走査装置において、画像形成装置本体に着脱可能に装着されているとともに、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを予め記憶した光走査装置記憶部を含むことを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
前記適正なパルス幅は、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、主として前記感光体表面上に結像される前記レーザ光の副走査方向の径に応じ、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする請求項１０記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記適正なパルス幅は、主走査方向の像高に沿って変化する、前記レーザ光の副走査方向の径と、前記レーザ光の主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーの一方または両方を組み合わせ、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする請求項１０記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記適正なパルス幅は、前記レーザ光の副走査方向の径または前記組み合わせに画像形成装置内の前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１４】
濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号に従ってレーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光が照射される感光体と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光を前記感光体表面上で走査する光走査装置と、該光走査装置について、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを記憶した記憶部と、画像形成に際し、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度に対する適正なパルス幅に関するデータを前記記憶部から読み出し、該データに従って前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行う制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
前記適正なパルス幅は、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像される前記レーザ光の副走査方向の径に応じ、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記適正なパルス幅は、主走査方向の像高に沿って変化する、前記レーザ光の副走査方向の径と、前記レーザ光の主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーの一方または両方を組み合わせ、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１７】
画像形成装置内の温度または湿度を検出する検出部を備え、前記適正なパルス幅は、前記レーザ光の主走査方向の径または前記組み合わせに画像形成装置内の前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されており、前記制御部は、画像形成に際し、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度と前記検出部で検出された画像形成装置内の温度または湿度に対する適正なパルス幅に関するデータを前記記憶部から読み出し、該データに従って前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行うことを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記光走査装置は画像形成装置本体に着脱可能となっており、前記制御部は、前記光走査装置が異なる個体の光走査装置に取り替えられた場合、取り替えられた光走査装置について、少なくとも主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関する新たなデータを取得し、画像形成に際し、該新たなデータに従って、前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行うことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記制御部は、取得した前記新たなデータを前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記新たなデータは、取り替えられた光走査装置に備えられ、該光走査装置についての適正なパルス幅に関するデータが記憶されている光走査装置記憶部から取得することを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記光走査装置記憶部を前記記憶部として用いることを特徴とする請求項２０記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記制御部は、画像読取部によって読み取った画像データから前記新たなデータを取得することを特徴とする請求項１４〜２１記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記制御部は、前記光走査装置が異なる個体の光走査装置に取り替えられた際に、前記新たなデータの取得を要求することを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記取得の要求は、画像形成装置に備える操作表示部に表示して行うことを特徴とする請求項２３記載の画像形成装置。
【請求項２５】
データの入力が可能な操作表示部を備えており、前記制御部は、前記走査表示部での入力に基づいて前記適正なパルス幅に関する新たなデータを取得することを特徴とする請求項２３記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記新たなデータの取得の要求は、画像形成装置に接続されたネットワークを介して、取り替えられた光走査装置について前記適正なパルス幅に関するデータが記憶された装置に対し、該データの送信を求めることにより行われることを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記制御部は、前記適正なパルス幅に関するデータとして一次データを取得し、該一次データに基づいて前記適正なパルス幅に関する二次データを求め、該二次データを前記適正なパルス幅に関するデータとすることを特徴とする請求項１４〜２６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２８】
前記光走査装置に備えるシリンドリカルレンズとｆθレンズの少なくとも一方が樹脂レンズからなることを特徴とする請求項１４〜２７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像データに基づき光走査装置によってレーザ光を感光体上で走査露光させて、画像を形成する画像形成方法および光走査装置ならびに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷機、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらを複合したＭＦＰ（複合機）などの画像形成装置では、濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を生成し、これを駆動信号としてレーザ光発生部（ＬＤなど）に入力する。レーザ光発生部から出力したレーザ光は光走査装置によって感光体上で走査露光させて感光体上に潜像を形成し、その後、該潜像を現像剤で現像し、これを用紙に転写し定着させることで画像形成を行っている。
前記光走査装置は、一般には、シリンドリカルレンズなどを経たレーザ光を回転多面鏡で主走査方向に偏向させて走査を行っており、多面鏡と感光体との間にはｆθレンズを配して偏向されたレーザ光を平らな像面に集光して等速度走査を可能にしている。
ところで、上記した画像形成装置では、レーザ光を主走査方向に走査することもあり、主走査方向の位置（像高）とともに感光体上で結像されるレーザ光の主走査方向の径を均一にすることが難しく、その変動やレーザ光の出力パワーの変動が、出力画像の濃度むらを招くことが知られている。
【０００３】
このためレーザ光の出力パワーを検出してレーザ出力部での出力にフィードバック制御する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この方法では、レーザ光の主走査方向での径の変動による濃度むらを防止することができない。
また、感光体にビーム径を検出するセンサを取り付け、主走査方向の複数の異なる位置（複数の異なる像高）と主走査方向のビーム径に応じて、主走査方向の露光エネルギーを同一にするような適切なパルス幅に切り替えることで、濃度むらの発生を防ぐことを意図した画像形成装置が提案されている。適切なパルス幅については、主走査方向のビーム径が複数個存在する場合、ビーム径の個数に応じて、用いるべきパルス幅のテーブルを記憶するものとしている（特許文献２参照、実施の形態等）。
【特許文献１】特開２００２−６７３７６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９０５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本願発明者らの研究によれば、レーザ光の主走査方向での走査による主走査方向でのレーザ光の径の変動に加え、レーザ光出力部から感光体に至るシリンドリカルレンズやｆθレンズの形状精度に起因して、レーザ光の副走査方向での径の変動が生じており、これが出力画像の濃度むらに影響を与えていることが分かっている。レーザ光を走査するとき、その径を主走査方向についての変動と副走査方向についての変動とに分離して観測すれば、後者のほうが前者よりも大きくなる傾向にあることも分かっている。特に、ｆθレンズにプラスチック・レンズを用いた場合、たとえば、主走査方向の変動に対し、副走査方向の変動は数倍大きくなることもめずらしくない。このような副走査方向のビーム径の変動の大きさは、濃度むらにより大きな影響を与えており、上記した提案技術では濃度むらを十分に防止することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本願発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、出力画像の濃度を均一に保つためには、まず副走査方向の変動の観点から考えるのが合理的であるとして本願発明を完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本願発明のうち、第１の本発明の画像形成方法は、レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径を検出し、該副走査方向の径に応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【０００７】
第２の本発明の画像形成方法は、レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径およびレーザ光の出力パワーを検出し、該副走査方向の径および前記出力パワーの組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【０００８】
第３の本発明の画像形成方法は、レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径および主走査方向の径を検出し、前記副走査方向の径および主走査方向の径の組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【０００９】
第４の本発明の画像形成方法は、レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径、主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーを検出し、前記副走査方向の径、主走査方向の径および出力パワーの組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【００１０】
第５の本発明の画像形成方法は、前記第１〜第４のいずれかの本発明において、前記レーザ光の副走査方向の径とともに画像形成装置内の温度および湿度の一方または両方を検出し、前記レーザ光の副走査方向の径または前記組み合わせに前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【００１１】
第６の本発明の画像形成方法は、前記第１〜第５のいずれかの本発明において、前記パルス幅を補正する際に、パルス幅を補正することなく同一の入力濃度に対して画像出力濃度が一定になる入力濃度が存在し、該一定となる入力濃度よりも高低となるそれぞれの入力濃度域では前記補正による前記パルス幅の変化が互いに反転していることを特徴とする。
【００１２】
第７の本発明の画像形成方法は、前記第１〜第６のいずれかの本発明において、おのおのの光走査装置について、予め、前記主走査方向の像高に沿って前記入力濃度に応じた前記パルス幅の補正量を求めておき、画像形成に際し、前記主走査方向の像高と前記画像データによる入力濃度とに基づいて得られる前記補正量に従って前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【００１３】
第８の本発明の画像形成方法は、前記第１〜第７のいずれかの本発明において、画像形成装置に組み込む前のおのおのの光走査装置について、予め、前記主走査方向の像高に沿って前記入力濃度に応じた前記パルス幅の補正量を求めておき、画像形成装置に前記光走査装置を組み込んだ後、画像形成に際し、前記主走査方向の像高と前記画像データによる入力濃度に基づいて得られる前記補正量に従って前記パルス幅を補正することを特徴とする。
【００１４】
第９の本発明の画像形成方法は、前記第８の本発明において、前記パルス幅の補正量を求める際に、前記光走査装置から前記感光体に至る距離と同じ距離の位置に主走査方向に沿ってセンサを配置し、該センサによって前記主走査方向の像高に相当する各位置で前記光走査装置から前記センサに至ったレーザ光の少なくとも副走査方向の径を検出することを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像形成方法によれば、画像形成に際し走査されるレーザ光について比較的変動の大きい副走査方向の径に着目し、主にこの径の変化に従ってレーザ光のパルス幅を補正することで、確実かつ容易に、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるようにすることができる。
上記副走査方向の径の変動は、個々の光走査装置によって異なるものではあるが、図１に示すように主走査方向での像高Ｙが変わることで副走査方向の径の変化ｄｙとして現れる。このように像高に沿って副走査方向での径が変化すると、同一の入力濃度であっても像高の違いによって画像出力の濃度が異なることになる。
【００１６】
本発明方法では、副走査方向での径の変動に対する濃度の変動を把握し、該濃度の変動を解消する形でパルス幅を補正することで同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるようにすることができる。副走査方向での径の変動に対する濃度の変動は、予め実データとして取得しておくこともでき、また、シミュレーションによって副走査方向での径と濃度との関係を求めることができる。前記濃度の変動に対するパルス幅の変更の関係も予め実データとして取得しておくことができ、また、シミュレーションによって両者間の関係を求めておくこともできる。
例えば、階調性を予測する解析プログラムを用いて上記関係を導き出すことができる。該解析プログラムでは、階調画像とともにレーザ光の径やレーザ光パワーの値を入力すると、実機でそのパラメータが生じていた場合に書き出されるであろう画像を出力することができる。画像が入力されると、各ピクセルの濃度を線形的にパルス幅に換算し、解析に利用される。
【００１７】
図２（ａ）は、あるレーザ光の副走査方向での径とレーザ光出力パワーの組み合わせにおいて決定される階調性；濃度の変化を示す図である。出力された画像は上記プログラム自身によって計測され、入力濃度に対する濃度Ｄの変化として階調性のデータが得られる。
この濃度変化は入力濃度の変化に出力濃度の変化が比例しておらず望ましいものとは異なったものになっている。そして、副走査方向での径やパワーが異なると、異なった変化の仕方を示す。濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅を変調する場合、一般に上記径や出力パワーの組み合わせには考慮が払われていないので、図２（ａ）の変化には追随せず、図２（ｂ）の点線（補正なし）に示すように濃度変化と解離した形で入力濃度とパルス幅の関係が決定され、これにより入力濃度と出力濃度との相関が悪くなり、濃度むらが生じる。これに対し、入力濃度変化に対する出力濃度変化を考慮してパルス幅を補正すると（図２（ｂ）の実線）、図２（ｃ）に示すように入力濃度に対する出力濃度の相関が良好なものとなり、濃度むらを低減することができる。この補正を副走査方向での径とレーザ光出力パワーの組み合わせに従って行うことで、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるようにすることができる。
【００１８】
なお、入力濃度には、像高に沿ってパルス幅を補正しようとする際に、結果的にその値が不変となる入力濃度Ｉｍ％が存在することがある。図２（ｂ）の破線と実線の交点に相当する。副走査方向のレーザ光径が、例えば図１のように変化するとき、像高に沿って入力濃度が一定であるような画像を入力すれば、出力濃度を一定にするためにパルス幅が像高に沿ってどのように補正されるかは、その入力濃度と入力濃度Ｉｍとの大小関係によって異なる。像高に沿って一定の入力濃度Ｉｈ％のハイライト部が続く画像を入力した場合（Ｉｈ＜Ｉｍ）、補正されたパルス幅は図３のように、おおむね下に凸な曲線となるであろう。なぜなら、ハイライト部ではビーム径が細れば濃度が理想よりも高くなってしまい、したがってパルス幅は補正前よりも減らす必要があるからである。反対に、像高に沿って一定の入力濃度Ｉｓ％の高濃度部が続く画像を入力した場合（Ｉｍ＜Ｉｓ）、補正されたパルス幅は図３に示すようにおおむね上に凸な曲線となる。上記した適正なパルス幅の補正方法において、以上のような、補正の前後でパルス幅が変わらない入力濃度Ｉｍを境界にして、その濃度よりも低い入力濃度と高い入力濃度に関して、補正されたパルス幅の変化（増減の仕方、あるいは凸となる方向）が反転するものが存在する。
上記形態は、例えば、像高に沿って一定の入力濃度が続く複数毎の画像、たとえば、２５％、５０％、７５％の３種類の画像を用意し、おのおのの画像を出力してみて、像高とともに変化するパルス幅が、ハイライト２５％の画像と高濃度７５％の画像において、図３のように逆転しているかを測定によって調べることで判明する。
【００１９】
次に、第１０の本発明の光走査装置は、濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号によりレーザ光出力部から出力されたレーザ光を感光体表面上で走査する光走査装置において、画像形成装置本体に着脱可能に装着されているとともに、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを予め記憶した光走査装置記憶部を含むことを特徴とする。
【００２０】
第１１の本発明の光走査装置は、前記第１０の本発明において、前記適正なパルス幅は、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像される前記レーザ光の副走査方向の径に応じ、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする。
【００２１】
第１２の本発明の光走査装置は、前記第１０の本発明において、前記適正なパルス幅は、主走査方向の像高に沿って変化する、前記レーザ光の副走査方向の径と、前記レーザ光の主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーの一方または両方を組み合わせ、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする。
【００２２】
第１３の本発明の光走査装置は、前記第１０〜第１２のいずれかの本発明において、前記適正なパルス幅は、前記レーザ光の副走査方向の径または前記組み合わせに画像形成装置内の前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の光走査装置によれば、おのおのの光走査装置に固有で、少なくとも像高とレーザ光の副走査方向の径の変化を考慮した適正なパルス幅に関するデータが光走査装置記憶部から得られる。適正なパルス幅に関するデータは、パルス幅そのものについてのデータでも良く、また、補正量を示すものであってもよい。さらに、該データに基づいて算出などによって最終的に適正なパルス幅のデータが得られるものであってもよい。
【００２４】
上記光走査装置記憶部は、光走査装置本体に固定されたものであってもよく、また光走査装置本体と分離されたものであってもよい。光走査装置記憶部の構成は特に限定されるものではなく、適正なパルス幅に関するデータが読み出し可能に記憶されているものであればよく、メモリやハードディスクなどが挙げられる。また、紙などに印刷されたものであってもよい。印刷されたものは、画像を読み取ることで情報を得ることができ、画像形成装置本体に備える専用の画像読取部や原稿読み取り用の画像読取部を利用したものが挙げられる。
【００２５】
なお、光走査装置記録部は、光走査装置本体に取り付けられており、画像形成装置本体に装着した際に、該光走査装置記録部から適正なパルス幅に関するデータが自動的に読み取られて画像形成装置で利用可能となるのが望ましい。
適正なパルス幅は、画像形成装置の本体から着脱可能な光走査装置のおのおのに固有であり、各種の因子の組み合わせによって異なる。したがって、光走査装置が別の光走査装置に交換される際には、新たに取り付けられる光走査装置に固有な補正パルス幅を使わなければならない。このとき、とくに利用者に交換の操作以上の作業を要求することなく画像形成装置の本体に、あらたな補正パルス幅のデー夕が自動的に伝送されることが作業性の点でも有利である。
【００２６】
第１４の本発明の画像形成装置は、濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号に従ってレーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光が照射される感光体と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光を前記感光体表面上で走査する光走査装置と、該光走査装置について、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを記憶した記憶部と、画像形成に際し、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度に対する適正なパルス幅に関するデータを前記記憶部から読み出し、該データに従って前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行う制御部とを備えることを特徴とする。
【００２７】
第１５の本発明の画像形成装置は、第１４の本発明において、前記適正なパルス幅は、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、主として前記感光体表面上に結像される前記レーザ光の副走査方向の径に応じ、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする。
【００２８】
第１６の本発明の画像形成装置は、第１４の本発明において、前記適正なパルス幅は、主走査方向の像高に沿って変化する、前記レーザ光の副走査方向の径と、前記レーザ光の主走査方向の径およびレーザ光の出力パワーの一方または両方を組み合わせ、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されたものであることを特徴とする。
【００２９】
第１７の本発明の画像形成装置は、第１５または第１６の本発明において、画像形成装置内の温度または湿度を検出する検出部を備え、前記適正なパルス幅は、前記レーザ光の主走査方向の径または前記組み合わせに画像形成装置内の前記温度および湿度の一方または両方を加え、該組み合わせに従って、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように設定されており、前記制御部は、画像形成に際し、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度と前記検出部で検出された画像形成装置内の温度または湿度に対する適正なパルス幅に関するデータを前記記憶部から読み出し、該データに従って前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
第１８の本発明の画像形成装置は、第１４〜１７のいずれか本発明において、前記光走査装置は画像形成装置本体に着脱可能となっており、前記制御部は、前記光走査装置が異なる個体の光走査装置に取り替えられた場合、取り替えられた光走査装置について、少なくとも主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関する新たなデータを取得し、画像形成に際し、該新たなデータに従って、前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
第１９の本発明の画像形成装置は、第１８の本発明において、前記制御部は、取得した前記新たなデータを前記記憶部に記憶することを特徴とする。
【００３２】
第２０の本発明の画像形成装置は、第１８の本発明において、前記新たなデータは、取り替えられた光走査装置に備えられ、該光走査装置についての適正なパルス幅に関するデータが記憶されている光走査装置記憶部から取得することを特徴とする。
【００３３】
第２１の本発明の画像形成装置は、第２０の本発明において、前記制御部は、前記光走査装置記憶部を前記記憶部として用いることを特徴とする。
【００３４】
第２２の本発明の画像形成装置は、第１４〜２１のいずれか本発明において、前記制御部は、画像読取部によって読み取った画像データから前記新たなデータを取得することを特徴とする。
【００３５】
第２３の本発明の画像形成装置は、第１８の本発明において、前記制御部は、前記光走査装置が異なる個体の光走査装置に取り替えられた際に、前記新たなデータの取得を要求することを特徴とする。
【００３６】
第２４の本発明の画像形成装置は、第２３の本発明において、前記取得の要求は、画像形成装置に備える操作表示部に表示して行うことを特徴とする。
【００３７】
第２５の本発明の画像形成装置は、第２３の本発明において、データの入力が可能な操作表示部を備えており、前記制御部は、前記走査表示部での入力に基づいて前記適正なパルス幅に関する新たなデータを取得することを特徴とする。
【００３８】
第２６の本発明の画像形成装置は、第１８の本発明において、前記新たなデータの取得の要求は、画像形成装置に接続されたネットワークを介して、取り替えられた光走査装置について前記適正なパルス幅に関するデータが記憶された装置に対し、該データの送信を求めることにより行われることを特徴とする。
【００３９】
第２７の本発明の画像形成装置は、第１４〜２６のいずれか本発明において、前記制御部は、前記適正なパルス幅に関するデータとして一次データを取得し、該一次データに基づいて前記適正なパルス幅に関する二次データを求め、該二次データを前記適正なパルス幅に関するデータとすることを特徴とする。
【００４０】
第２８の本発明の画像形成装置は、第１４〜２７のいずれか本発明において、前記光走査装置に備えるシリンドリカルレンズとｆθレンズの少なくとも一方が樹脂レンズからなることを特徴とする。
【００４１】
本発明の画像形成装置によれば、画像形成に際し記憶部に記憶されている適正な補正パルス幅に関するデータに基づいて、像高、入力濃度に応じてパルス幅変調信号が生成され、同一の入力濃度に対し一定の画像出力で画像形成がなされる。
なお、画像形成装置に備える光走査装置では、光学部材、例えばシリンドリカルレンズやｆθレンズに樹脂レンズを用いることができる。樹脂製のレンズはコストの安さと引き換えに成形精度を犠牲にしなければならないため、従来は、成形精度に起因する濃度むらへの悪影響を受け容れざるを得なかった。しかし、本願発明では、パルス幅の補正を行うことにより、安いコストを維持したまま精度の低さを補い濃度むらの低減が期待できる。
したがって、上記の光走査装置の中に、特に、少なくとも１つの樹脂製のレンズを含む場合に、安価なコストと高い精度を両立させるというより大きなメリットを引き出せる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように、本発明の画像形成方法によれば、レーザ光出力部に対し濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を入力してレーザ光を出力し、該レーザ光を光走査装置を介して感光体表面上で走査して画像出力を行う画像形成方法において、おのおのの光走査装置に固有で、主走査方向の像高に沿って変化する、前記感光体表面上に結像されるレーザ光の副走査方向の径を主に検出し、主として該副走査方向の径に応じて、前記画像データにおける同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように前記パルス幅を補正するので、主走査方向の像高に拘わらず、同一の入力濃度に対して同一の出力画像が得られ、濃度むらが低減する効果がある。
【００４３】
また、本発明の光走査装置によれば、濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号によりレーザ光出力部から出力されたレーザ光を感光体表面上で走査する光走査装置において、画像形成装置本体に着脱可能に装着されているとともに、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを予め記憶した光走査装置記憶部を含むので、各々の光走査装置において、前記適正なパルス幅に関するデータを容易かつ確実に取得して、該データに基づいて画像形成における濃度むらを低減できる効果がある。
【００４４】
さらに、本発明の画像形成装置によれば、濃度情報を含む画像データに基づいてパルス幅が変調されたパルス幅変調信号に従ってレーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光が照射される感光体と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光を前記感光体表面上で走査する光走査装置と、該光走査装置について、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを記憶した記憶部と、画像形成に際し、主走査方向における像高と前記画像データにおける入力濃度に対する適正なパルス幅に関するデータを前記記憶部から読み出し、該データに従って前記パルス幅変調信号を生成して前記レーザ光出力部からレーザ光を出力する制御を行う制御部とを備えるので、画像形成装置に備えられている光走査装置固有の適正なパルス幅に関するデータを用いて適正なパルス幅でレーザ光を出力して画像形成を行うことができ、画像形成における濃度むらを確実かつ容易に低減できる効果がある。
なお、本発明は、カラーかモノクロかを問わず、印刷機、複写機、カラープリンタ、ＦＡＸおよびそれらを複合したＭＦＰの濃度むらの補正に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
（実施形態１）
以下に、本発明の画像形成方法の一実施形態について説明する。
像高に沿って主としてレーザ光の副走査方向の径が変化することで生じる濃度むらを低減するためにパルス幅を補正する際には、例えば、像高に沿ってレーザ光の副走査方向の径とレーザパワーが変化する際の出力画像の濃度変化を把握しておくことが必要になる。この把握をするために解析プログラムを使うような場合、実機で測定される副走査方向のビーム径ｄｙとレーザパワーＰがとりうるおおよその範囲を調べておき、それぞれの範囲の中からｎ個の代表点を決める。そしてビーム径とパワーの組（ｄｙ(ｉ）、Ｐ（ｊ））（ｉ、ｊ＝１、．．．、ｎ）に対して解析を行い、結果としてｎ２種類の階調性がわかる。その階調性は、図２（ａ）のようなデータとして得られる。  ビーム径とパワーに対する階調性がひとたびわかれば、理想の階調性となるようなパルス幅の変化の仕方を導ける。これを補正パルス幅とよぶ。補正パルス幅を使えば、当初のパルス幅を使ったときにくらべて階調性が改善され、結果的に濃度むらが低減する。
【００４６】
解析によって判明したｎ２種類の階調性は、ビーム径やレーザパワーの変動により望ましいものとは乖離しており、主走査方向の濃度を不均にする直接の要因となっている。そこで、各階調性を、図２（ｃ）に示した目標となる理想的な階調性に一致させるため、階調性を決めるパルス幅の変化の仕方を変更する。目標とする階調性は同一であるが、副走査方向のビーム径とパワーの組み合わせごとにパルス幅の補正の仕方が異なり、ビーム径とパワーの組（ｄｙ（ｉ）、Ｐ（ｊ））に対応した関数ｆｉｊを見つければよい。ここで、補正の方法を決定付ける関数ｆｉｊは、入力濃度をパルス幅に写す関数であり、その関数を使えば実際に階調性が改善されるかどうかを解析プログラムによって確かめることができる。図２（ｂ）の実線のようにパルス幅がｆｉｊによって補正され、同じ入力濃度に対しても補正していないときとは異なる適切なパルス幅が使われれば階調性が改善され、その結果、濃度むらが低減する。
【００４７】
なお前記した補正は、画像形成に際し、レーザ光の副走査方向の径等を検出して行うことも可能であるが、好適には画像形成の前に、さらに好適には画像形成装置に光走査装置を組み込む前の工程で前記補正量を求めておくのが良い。
画像形成装置では、白黒画像形成装置の他、カラー画像形成装置がある。カラー画像形成装置では、各色毎に上記パルス幅の補正を行うのが望ましい。該補正における補正量を光走査装置を提供する工程で求める方法について以下に説明する。
【００４８】
シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した４台のレーザ光走査装置のそれぞれについて、図４（ａ）（ｂ）に示すように、像高に沿ってｍ点だけ副走査方向のビーム径とパワーを測定する。測定は、充分多くの箇所で行うのが望ましい。測定に先立って、ｎ２種類の解析を行っているが、工程で測定したビーム径とパワーの組にもっとも近い組み合わせに対応する関数ｆｉjを参照する。ひとつのレーザ光走査装置ではｍ個の測定点があるので、全像高にわたってｍ個の関数をそろえ、各像高においてパルス幅をどう補正すればよいかの情報を整えることができる（図４（ｃ））。測定は充分に多くの箇所で行うが、当然ながら有限個数であるから、測定点と測定点の間ではいかなるパルス幅変調を用いるべきかの指針はこれだけでは明確でない。そこで、ｍ個の測定点に対応するｍ個の補正されたパルス幅（図５）をもとに２次元補間を行って、図６に示すような曲面を求める。１台のレーザ光走査装置が、パルス幅の補正に関する１つの曲面を有することとなる。カラー画像形成装置では、例えばシアン、マゼンタ、イエローおよびブラック用の４つの光走査装置を有することから、一つの画像形成装置で４つの曲面を準備することになる。ひとたび補完された曲面がわかれば、任意の像高と入力濃度に対して用いるべきパルス幅を連続的に算出できる。したがって、画像形成に際し、像高と入力濃度情報に基づいて直ちに前記補正情報から適正なパルス幅に関する情報を得て、該パルス幅に変調されたパルス幅変調信号によりレーザ光を出力して良好な画像形成を行うことができる。
【００４９】
上記補正情報を得る手順を図７のフローチャートに基づいて以下に説明する。
レーザパワーＰとレーザビームの主走査および副走査方向のｄｘ、ｄｙから階調性、すなわち入力濃度とともに濃度Ｄがどう変化するかを予測するシミュレーション手法を用いることができる。シミュレーションをあらかじめ行っておき、工程において測定した以下の量：
・レーザ光の副走査方向の径または、
・レーザ光の副走査方向の径と、パワーとレーザ光の主走査方向の径の一方または両方の組み合わせから、相当するシミュレーション結果を参照してパルス幅の補正を行う。
フローチャートでは、パワーとレーザ光の副走査方向の径の組み合わせから適正なパルス幅を求めている。
先ず、図４（ａ）（ｂ）に示すように、副走査方向の径ｄｙとパワーＰをそれぞれｍ点測定する（ステップｓ１）。次いで、予め解析するときに使ったレーザ光の径ｄｙとパワＰーの組を参照する（ステップｓ２）。次いで、測定値に最も近い組に対する補正したパルス幅を集める（ステップｓ３）。その後、任意の像高と入力濃度に対し、補正したパルス幅を返せるように２次元補間し、補間された補正パルス幅を一つの光走査装置に持たせる（ステップｓ４）。
【００５０】
工程によって補正データを得る本手法の有利性として、レーザ光の副走査方向の径を重視していることのほかに、パルス幅の補正に必要な物理量を測定するのが光走査装置に取り付けられたセンサではなく、工程において利用可能な測定器を用いることができるという点が挙げられる。この結果、画像形成装置はレーザパワーを検出するセンサもビーム径を検出するセンサも持つ必要がなくなるという利点がある。すなわち、工程にて測定するため測定精度とコストの点で優位性をもつ。一方、前記した特許文献では、数多くの量産機に取り付けるセンサが必要であり、出荷するすべての装置にセンサを取り付けた場合は、検出精度や個数を犠牲にした計測を余儀なくされる。加えて、装置内に取り付けたセンサでは、主走査方向のビーム径を測定するのは容易であるが、副走査方向のビーム径を検出するのは難しい。しかし、工程においてはそうした制約や難しさがなく、充分に多くの箇所において主走査・副走査方向のビーム径を測定を行うことができる。
【００５１】
また、簡便な方法として、多数の測定点を得るのは作業上の困難性を伴うので、例えば表１に示すように、少数の測定値（表では５点）を紙に印刷するなどしておいてもよい。なお、この例では、表中の副走査方向のレーザ径およびパワーは、像高０における値を基準値とする相対値で示している。ユーザまたはエンジニアがこの表の数値を画像形成装置の操作パネルから入力する。画像形成装置の本体がもつ記憶部に、解析結果のすべてが記憶されていて、入力された測定値の組み合わせにもっとも近い組み合わせに対する解析結果を参照し、各像高における補正パルス幅を求める。次いで、前記したような２次元補間を行い、全像高にわたって使うべき補正パルス幅の曲面をつくり、これを画像出力時に用いることができる。
【００５２】
【表１】
2010099931.tif 000003
【００５３】
なお、上記工程では、レーザ光の副走査方向の径とレーザ光の出力パワーの組み合わせに基づいて適正なパルス幅を求めたが、レーザ光の副走査方向の径のみを考慮したものでもよく、また、レーザ光の副走査方向の径に主走査方向の径を合わせて考慮したものやこれにさらにレーザ光の出力パワーを合わせて考慮するものであってもよい。主走査方向の径ｄｘもあわせて考慮することで、よりきめ細かい補正を行うことができる。この場合、以下のような手順を踏むことが考えられる。
主走査方向の径、副走査方向の径とパワーの組（ｄｘ（ｉ）、ｄｙ（ｊ）、Ｐ（ｋ））（ｉ、ｊ、ｋ＝１、．．．、ｎ）に対して解析を行い、ｎ３種類の階調性を明らかにする。補正されたパルス幅ｆｉｊｋを用意する。工程においては、像高に沿ってビーム径（副走査方向、主走査方向）とパワーを測定する。測定したビーム径とパワーの組み合わせから、解析で使ったビーム径とパワーの組み合わせにもっとも近いものを見つけ、そのときの補正パルス幅を参照してこれを利用する。すなわち、測定結果にもっとも近い関数ｆｉｊｋをｍ個参照し、２次元補完して補正のための曲面を得る。
【００５４】
なお、パルス幅の補正に際しては、画像形成装置内の温度や湿度を考慮することができる。ここまでは、常温常湿の環境を想定したパルス幅の補正方法について述べたが、温度と湿度によるレーザ光の径の変化が無視できない量であるなら、図６に示すような補正パルス幅を調整する必要がある。
あらかじめ実験によって、温度と湿度がどの程度ビーム径に影響をあたえるかを見積もっておき、画像形成装置がおかれた環境に応じて補正パルス幅を微調整する方法が考えられる。画像形成装置内の温度と湿度の一方または両方をセンサによって測定し、測定結果を考慮して上記補正を行う。温度や湿度を測定するセンサには既知のものを用いることができ、本発明としてはこれらが特に限定されるものではない。
【００５５】
（実施形態２）
以下に、本発明の一実施形態の光走査装置および該光走査装置を備える画像形成装置を図８、９に基づいて説明する。
図８は、カラー画像形成装置の機械的構成を示す全体図であり、図９は、光走査装置および書き込みユニットを示すカラー画像形成装置の一部拡大図である。
カラー画像形成装置は、各色毎にポリゴンミラー（多面鏡）を回転し、各色用のレーザ光を各色用の感光体ドラムに各々走査することにより、当該感光体ドラムで作像処理をするものである。感光体ドラムで作像処理された各色のトナー像は、中間転写ベルト上で重ね合わされて色画像を形成するものである。
【００５６】
図に例示したカラー画像形成装置Ｇは、複数の感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを一本の中間転写ベルト４１に対面させて縦列に配列し、フルカラーの画像を形成する。このカラー画像形成装置は、その上部に自動原稿送装置ＡＤＦを備えている。
自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０３に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。搬送中の原稿Ｄの画像は原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿読取部１により、読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿Ｄは原稿排出ローラ１０５により原稿排紙トレイ１０７に排出される。
【００５７】
画像形成装置は、上記原稿読取部１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部４、定着部５、反転排紙部６、再給紙部７、給紙部８、制御部１００等から構成され、それらが一つの筐体（画像形成装置本体Ｇ１）内に収められている。
原稿読取部１は、原稿読取り位置ＲＰにて原稿の画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズ１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。
撮像素子ＣＣＤにより光電変換された画像データは、画像読取制御部１４にてＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理がなされ、ＲＡＭを備える記憶部１０１（図９図示）に画像データとして格納される。
【００５８】
記憶部１０１に格納された前記画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。
露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。
露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのうち、露光部２Ｙの詳細を図９に基づいて説明する。
【００５９】
図９は、Ｙ色用の露光部２Ｙの構成例を示す概念図である。露光部２Ｙは、半導体レーザ光源２０、コリメータレンズ２１、シリンドリカルレンズ２２、多面鏡２３、多面鏡モータ２４、ｆθレンズ２５、感光体面結像用のシリンドリカルレンズ２６、ＬＤ駆動部２７、温度及び湿度センサ２８を有している。上記コリメータレンズ２１、シリンドリカルレンズ２２、多面鏡２３、多面鏡モータ２４、ｆθレンズ２５、ドラム面結像用のシリンドリカルレンズ２６などによりＹ色用の光走査装置が構成されている。また、光走査装置には、該固有の光走査装置について、主走査方向における像高と画像データにおける入力濃度との組み合わせによって、同一の入力濃度に対し画像出力濃度が一定になるように定めた適正なパルス幅に関するデータを記憶した光走査装置記憶部２９が備えられている。  
【００６０】
該データは、予め光走査装置を供給可能にする工程で、前記したように図４（ａ）（ｂ）に示すように、像高に沿ってｍ点だけ副走査方向のビーム径とパワーを測定し、全像高にわたってｍ個の関数をそろえ、各像高においてパルス幅を補正する情報を取得したものであり、図６の曲面を示すデータとして与えられている。この曲面を示すデータにより、任意の像高と入力濃度に対して用いるべきパルス幅を連続的に算出することができる。
該光走査装置記憶部２９の適正なパルス幅に関するデータは、上記光走査装置を画像形成装置本体に装着した際に、制御部１００により自動的に読み出され、記憶部１０１に読み出し可能に格納される。なお、他の露光部２Ｍ、２Ｃ、２Ｋも同様の構成を有しており、各色用の適正なパルス幅に関するデータも、各光走査装置を画像形成装置本体に装着した際に、制御部１００により自動的に読み出され、記憶部１０１に格納される。
【００６１】
半導体レーザ光源２０は、Ｙ色用のＬＤ駆動部２７に接続される。ＬＤ駆動部２７には、制御部１００を介して画像データに基づいて変調信号が供給される。制御部１００では、像高と画像データにおける入力濃度に基づいて記憶部１０１に格納された適正なパルス幅に関するデータを読み出し、該データによって前記パルス幅に変調された信号を生成する。ＬＤ駆動部２７では、変調後の所定のパルス幅のレーザ駆動信号を半導体レーザ光源２０に出力する。半導体レーザ光源２０では、Ｙ色用のレーザ駆動信号に基づいてレーザ光が出力される。半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２１、シリンドリカルレンズ２によって所定のレーザ光に整形される。このレーザ光は、多面鏡２３によって主走査方向に偏向される。多面鏡２３は多面鏡モータ２４により回転駆動される。多面鏡モータ２４の動作は前記制御部１００により制御される。多面鏡２３には温度及び湿度センサ２８が取り付けられ、温度及び湿度データが制御部１００に出力されている。温度及び湿度センサ２８にはサーミスタなどを用いることができ、本発明としては特にその構成が限定されるものではない。
【００６２】
多面鏡２３によって偏向されるレーザ光は、ｆθレンズ２５及びシリンドリカルレンズ２６によって感光体ドラム３１Ｙに結像される。この動作により、感光体ドラム３１Ｙの画像領域に、原稿画像の静電潜像が形成される。感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋも同様にして露光部２Ｍ、２Ｃ、２ｋにより潜像が形成される。
また、画像形成部３Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋについても同様である。
【００６３】
感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の潜像は、対応する現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによる現像によって顕像化されて、各感光体上にはトナー像が形成される。
感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成された前記トナー像は中間転写部４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより、中間転写体である中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写される。
トナー像の転写を終えた感光体の表面はクリーニング部３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋによって残留トナーが除去される。
一方、前記中間転写ベルト４１上に転写された前記トナー像は、第２転写ローラ４２によって、給紙部８のトレイＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３から搬送され、給紙ローラ８１によってタイミングが取られて送り出された用紙Ｐに転写される。
トナー像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１はベルトクリーニング部４３により、表面が清掃され、次の画像転写に供される。
【００６４】
一方、トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部５に送られ、加圧加熱されることによって、トナー像が用紙Ｐへ定着される。
定着部５による定着処理を終えた用紙Ｐは排紙反転部６により搬送され、排紙トレイ６１に排紙される。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２にて、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド６２により排紙ローラ６４に導き排紙する。
【００６５】
なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、表面のトナー像の定着を終えた用紙Ｐを排紙ガイド６２により下方にある再給紙部７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。
【００６６】
図１０は、上記画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
図１０に示す画像形成装置の制御系は、制御部１００、記憶部１０１、操作表示部１０２、ＬＤ駆動部（図では２７のみ図示）、温度及び湿度センサ（図では２８のみ図示）、ＬＡＮインタフェース１０３を有している。
制御部１００は、例えばＣＰＵとこれを動作させるプログラムとを主にして構成されており、画像形成装置全体の動作を制御する。記憶部１０１は、不揮発にデータを保持するフラッシュメモリやハードディスクなどを備え、また、画像データやプログラム実行のワークエリアとなるＲＡＭなどを備えている。
【００６７】
また、制御部１００には、操作表示部１０２が接続され、画像形成時にユーザによって用紙の選択や、給紙トレイの設定等の画像形成条件を指示する際に、操作データの入力が可能になっている。また、上記適正なパルス幅の入力や、必要な情報の表示が可能になっている。操作表示部１０２は、操作と表示が一体になされるタッチパネルにより構成することができるが、操作部分と表示部分とが別体になったものであってもよい。
【００６８】
また、制御部１００には、各露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに関して多面鏡近傍の温度と湿度を検知する温度及び湿度センサ（図では２８のみを図示）の検知データが入力されており、該検知データに基づいて所望の制御が可能になっている。
また、制御部１００にはＬＡインターフェース１０３が接続されており、図示しないＬＡＮを通して外部装置との通信が可能になっている。
【００６９】
画像形成に際しては、制御部１００は、記憶部１０１に記憶された、濃度情報を含む画像データに基づいて、基本的には各色用にパルス幅が変調されたパルス幅変調信号を生成して、該変調信号による駆動信号を各色用のＬＤ駆動部からレーザ光発生部に与えて各色のレーザ光を発生させる。この際には、制御部１００は、画像データに従って、主走査方向における像高に沿った入力濃度に対する適正なパルス幅に関するデータを記憶部１０１から読み出し、前記パルス幅を適正なパルス幅に補正をして前記パルス幅変調信号を生成する。これにより像高に拘わらず同一の入力濃度に対し同一の画像出力濃度が得られ、出力画像の濃度むらが大幅に低減される。
【００７０】
なお、前記した適正なパルス幅を予め決定する際に、レーザ光の副走査方向の径を主とした要素に、画像形成装置内の温度や湿度を加えたものとすることもできる。この際には、予め適正なパルス幅に関するデータを生成する際に、レーザ光の副走査方向の径などの他に、温度や湿度を考慮した解析を行っておく。そして画像形成に際しては、画像データにおける主走査方向の像高、入力濃度に加えて前記温度及び湿度センサによって得られる検出データに基づいて前記適正なパルス幅を記憶部１０１から読み出して、パルス幅変調信号を生成する。
【００７１】
また、上記光走査装置は、画像形成装置本体Ｇ１からの着脱が可能になっており、経時劣化や故障の際には、別の個体の光走査装置に交換することができる。この別個の光走査装置にも前記光走査装置記憶部２９が備えられており、該光走査装置記憶部２９に該別個の光走査装置固有の前記した適正なパルス幅に関するデータが格納されている場合、制御部１００では自動的に該データを取得することができ、また、該データが取得できない場合には、該データの取得を要求することができる。該手順を図１１のフローチャートによって説明する。
【００７２】
先ず、光走査装置が交換されたか否かの判定を行う（ステップｓ１０）。ここで、光走査装置の交換があるまで処理を継続する。交換があった場合（ステップｓ１０、ＹＥＳ）、交換品が別個のものであるか否かの判定を行う（ステップｓ１１）。別個のものでなければ（ステップｓ１１、ＮＯ）、ステップｓ１０に戻って上記判定を繰り返す。別個のものに交換された場合（ステップｓ１１、ＹＥＳ）、新たな光走査装置についての適正なパルス幅に関するデータの取得が可能であるか否かの判定を行う。該データの取得方法は予め記憶部１０１に設定しておき、制御部１００で新たな光走査装置への交換が検知された際に、該取得方法に従って、自動的に該データを取得し、記憶部１０１に格納することができる（ステップｓ１３）。例えば、光走査装置に備える光走査装置記憶部から該データを取得するように設定しておく。また、制御部で光走査装置の個体番号などを取得して、ＬＡＮインターフェース１０３、ＬＡＮを介してＬＡＮに接続された管理サーバなどに該個体番号の通知と送信要求を行うことで、該個体番号の光走査装置についての該データを管理サーバから自動的に取得するようにしてもよい。
【００７３】
一方、予め設定した取得方法では上記データを取得できない場合（ステップｓ１２、ＮＯ）、操作表示部１０２に該データの取得を要求する表示を行う（ステップｓ１４）。操作者は、該要求に応じて該データを操作表示部１０２から入力したり、該データについての情報が印刷された用紙を原稿読み取り部で読み取るなどすることで上記データの取得が可能になり（ステップｓ１５、ＹＥＳ）、制御部１００では上記と同様に該データを取得し、記憶部１０１に格納する（ステップｓ１６）。一方、光走査装置の交換に伴い上記データの取得を操作者が選択しない場合、操作表示部１０２に表示したキャンセル釦を押すなどすることで、新たなデータの取得を中止する（ステップｓ１６、ＹＥＳ）。この場合、像高に沿った入力画像に応じてパルス幅を補正する処理を行うことなく画像形成を行うことができる。
【実施例１】
【００７４】
以下に、本発明の効果を確認する実施例について説明する。
前記の本願発明の方法によって、
・ビーム径やパワーが変動しても階調性を理想的なものに近づけられること
・像高の各位置で階調性をひとつの目標にそろえると、主走査方向にわたって濃度むらを低減できることを、解析によって確認した。濃度むらの評価指標には、階調性Ｄと色差△Ｅｏｏを用いた。また、本願発明に対する比較例として、パルス幅に関する補正を行わないもの、パルス幅をレーザ光の主走査方向の径のみに基づいて補正したもの、パルス幅をレーザパワーのみに基づいて補正したもの、パルス幅をレーザ光の主走査方向の径とレーザパワーとに基づいて補正したものについて合わせて評価した。
【００７５】
スクリーン処理された階調画像が画像形成装置から出力されたときの濃度Ｄを測定した結果を、図１２、１３に示す。Ｃｙａｎに関する結果は、すべて主・副走査方向の径とパワーについて、それらの標準的な値に誤差を付加している場合で、補正の有無または補正の方法が異なっている。
図１２は、補正無しおよび、主走査方向の径、副走査方向の径、レーザパワーのいずれか一つに基づいて補正を行ったものの結果を示すものである。
点線がパルス幅の補正をしていないときの結果で、出力濃度は入力に対して線形性を保っていない。主走査方向の径やレーザパワーだけに基づいてパルス幅を補正しても、他の誤差すなわち副走査方向の径やパワーの誤差がおよぼす影響が大きく、破線、一点鎖線に示すように、補正していないときと比べて階調性ほとんど改善していない。
一方、副走査方向の径を考慮に入れた補正をおこなってはじめて、階調性は改善される（実線）。
【００７６】
図１３は、主走査方向の径、副走査方向の径またはレーザパワーを組み合わせて補正を行ったものの結果を示すものである。
主走査方向の径とレーザパワーとを組み合わせてもパルス幅の補正をしても、出力濃度は入力に対して線形性を保っておらず、階調性はほとんど改善していない。
一方、副走査方向のビーム径と、主走査方向の径、レーザパワーの一つ以上を組み合わせたものでは、階調性の改善効果が高くなることが分かる（破線または一点鎖線）。この実施例では副走査方向のビーム径とレーザパワーとを組み合わせた方が改善効果が大きかった。さらに、副走査方向の径と、主走査方向の径、レーザパワーの全てを組み合わせたもの（実線）は最も改善効果が大きかった。
以上の本発明方法による効果は、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗ、およびＢｌａｃｋについても同様である。
【００７７】
階調性が像高によらず揃えられることにより、主走査方向の濃度むらが低減される。上記のケースについて、 同一の主走査方向上にあってその位置が異なる２点について, それぞれの入力濃度に対する出力濃度の違い、すなわち濃度むらを、ＣＩＥＤＥ２０００色差ΔＥ００として図１４、１５に示す。ここで、その２点における色は、一方は標準的な主・副走査方向のビーム径とパワーをもって書き出された色で、他方はそれらに誤差が付加されたものの補正されて書き出された色である。同一の入力濃度ではあるが、ビーム径やパワーの変動によって生じる２点間の濃度むらを入力濃度の全域について求めている。なお、上記２点の色はどちらもＣｙａｎ、ＭａｇｅｎｔａおよびＹｅｌｌｏｗの３色を重ね合わせてできている。
【００７８】
図１４は、補正無しと、主走査方向の径、副走査方向の径、レーザパワーのいずれか一つに基づいて補正を行ったものの結果を示すものである。
階調性のときと同じように、主走査方向の径またはレーザパワーしかパルス幅の補正に反映させない場合は、色差は低減しない。しかし、副走査方向の径に注目してパルス幅を補正すれば、最大で色差が（９．１８−２．９１）＝６．２７ほど下がることが見てとれる。
【００７９】
図１５は、主走査方向の径、副走査方向の径またはレーザパワーを組み合わせて補正を行ったものの結果を示すものである。
主走査方向の径とレーザパワーとを組み合わせてもパルス幅の補正をしても、色差はほとんど改善していない。
一方、副走査方向の径と、主走査方向の径およびレーザパワーの一つ以上を組み合わせたものでは、色差の低減効果が高くなることが分かる（破線または一点鎖線）。この図では副走査方向の径とレーザパワーとを組み合わせた方が改善効果が大きかった。さらに、副走査方向の径と、主走査方向の径、レーザパワーの全てを組み合わせたもの（実線）は最も改善効果が大きかった。
以上、本発明について上記実施形態および実施例に基づいて説明を行ったが、本発明がこれらの記載内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】画像形成に際しての像高とレーザ光の副走査方向の径の関係を示すグラフである。
【図２】画像形成に際しての、レーザ光の径と出力パワーの組における入力濃度と出力濃度の関係、入力濃度とパルス幅との関係およびパルス幅を補正した際の入力濃度と出力濃度の関係を示すグラフである。
【図３】画像形成に際しての、入力濃度の違いによる、パルス幅を補正した際の像高とパルス幅の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の画像形成方法における一実施形態の概略を示すものである。
【図５】同じく、補正情報を示す図である。
【図６】同じく、２次元補間により補正情報を曲面化した図である。
【図７】同じく、補正情報を得る手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の画像形成装置を示す概略図である。
【図９】同じく、前記画像形成装置に備えられる本発明の一実施形態の光走査装置を示す概略図である。
【図１０】同じく、前記画像形成装置の制御ブロック図である。
【図１１】同じく、光走査装置を取り替えた際のデータの取得手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例における各補正内容に伴う入力濃度と出力濃度の関係を示す図である。
【図１３】同じく、各補正内容に伴う入力濃度と出力濃度の関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例における各補正内容に伴う入力濃度と色差の関係を示す図である。
【図１５】同じく、各補正内容に伴う入力濃度と色差の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 露光部
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 画像形成部
２０  レーザ光発生部
２１  コリメータレンズ
２２  シリンドリカルレンズ
２３  多面鏡
２５  ｆθレンズ
２６  シリンドリカルレンズ
２７  ＬＤ駆動部
２８  温度及び湿度センサ
２９  光走査装置記憶部
１００  制御部
１０１  記憶部
１０２  操作表示部
１０３  ＬＡＮインターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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