(57)【要約】【課題】温度・湿度などの環境変化によって走査線の湾曲が発生し、また相反則不軌が現れる像担持体であっても、画像濃度の不均一性が無く、画像の品質が安定した画像形成装置を得る。【解決手段】一度の偏向走査で、複数発光点からの光束が像担持体上に光スポットとして結像されて形成される複数の走査線数がｎ本であり、ｎ本の走査線は主走査方向に略平行であり、ｎ本の走査線の副走査方向の座標を順にそれぞれＤ（１），Ｄ（２），．．．，Ｄ（ｎ）（Ｄ（１）≧０、Ｄ（１）＜Ｄ（２）＜・・・Ｄ（ｎ）となるように定める）とし、走査線間隔Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１）をそれぞれ、Ｗ（１）＝Ｄ（２）−Ｄ（１）、Ｗ（２）＝Ｄ（３）−Ｄ（２），．．．，W（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−D（ｎ−１)と定義したとき、Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１）のうち少なくとも１つはその他の値と異なる値である。【選択図】図１
2006301482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個（ｎ≧３）の複数発光点を有する少なくとも１つの光源と、
上記光源の発光制御を行う発光制御手段と、
上記光源からの光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
偏向走査された光束を、被走査面である像担持体上に結像する結像光学系と、を有し、
主走査方向に略直交する副走査方向に上記偏向光束と像担持体とを相対的に移動させ、上記像担持体上に画像信号に応じた画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
一度の偏向走査によって、上記複数発光点からの光束が上記像担持体上に光スポットとして結像されて形成される複数の走査線数がｎ本であり、
ｎ本の走査線は主走査方向に略平行であり、
上記ｎ本の走査線の副走査方向の座標を順にそれぞれＤ（１），Ｄ（２），．．．，Ｄ（ｎ）  （Ｄ（１）≧０、Ｄ（１）＜Ｄ（２）＜・・・Ｄ（ｎ）となるように定める）とし、走査線間隔Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１)をそれぞれ、Ｗ（１）＝Ｄ（２）−Ｄ（１）、Ｗ（２）＝Ｄ（３）−Ｄ（２），．．．，W（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−D（ｎ−１)と定義したとき、Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１）のうち少なくとも１つはその他の値と異なる値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとしたときに、
４≧Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ≧１．５
とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
ｎ個（ｎ≧３）の複数発光点を有する少なくとも１つの光源と、
上記光源の発光制御を行う発光制御手段と、
上記光源からの光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
偏向走査された光束を、被走査面である像担持体上に結像する結像光学系と、を有し、
主走査方向に略直交する副走査方向に上記偏向光束と像担持体とを相対的に移動させ、上記像担持体上に画像信号に応じた画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
一度の偏向走査によって、上記複数発光点からの光束が上記像担持体上に光スポットとして結像されて形成される複数の走査線数がｎ本であり、
ｎ本の走査線は主走査方向に略平行であり、
上記ｎ本の走査線の副走査方向の座標を順にそれぞれＤ（１），Ｄ（２），．．．，Ｄ（ｎ）  （Ｄ（１）≧０、Ｄ（１）＜Ｄ（２）＜・・・Ｄ（ｎ）となるように定める）とし、走査線間隔Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）をそれぞれ、Ｗ（１）＝Ｄ（２）−Ｄ（１），Ｗ（２）＝Ｄ（３）−Ｄ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）と定義したとき、Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）のうち少なくとも１つはその他の値と異なる値であり、
走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとすると、Ｗｍａｘ＝Ｗ（ｍ１）＝Ｗ（ｍ２）＝．．．＝Ｗ（ｍｉ）  （ｍ１，ｍ２，．．．，ｍｉはｎ未満の自然数）であり、
Ａ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｍ１），Ａ（２）＝Ｗ（ｍ１＋１）＋Ｗ（ｍ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ２），Ａ（３）＝Ｗ（ｍ２＋１）＋Ｗ（ｍ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ３），．．．，Ａ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｍｉ＋１）＋Ｗ（ｍｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義したときに、Ａ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつＡ（１）＋Ａ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
ｎ個（ｎ≧３）の複数発光点を有する少なくとも１つの光源と、
上記光源の発光制御を行う発光制御手段と、
上記光源からの光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
偏向走査された光束を、被走査面である像担持体上に結像する結像光学系と、を有し、
主走査方向に略直交する副走査方向に上記偏向光束と像担持体とを相対的に移動させ、上記像担持体上に画像信号に応じた画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
一度の偏向走査によって、複数発光点からの光束が上記像担持体上に光スポットとして結像されて形成される複数の走査線数がｎ本であり、
ｎ本の走査線は主走査方向に略平行であり、
上記ｎ本の走査線の副走査方向の座標を順にそれぞれＤ（１），Ｄ（２），．．．，Ｄ（ｎ）  （Ｄ（１）≧０、Ｄ（１）＜Ｄ（２）＜・・・Ｄ（ｎ）となるように定める)とし、走査線間隔Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）をそれぞれ、Ｗ（１）＝Ｄ（２）−Ｄ（１），Ｗ（２）＝Ｄ（３）−Ｄ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）と定義したとき、Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，Ｗ（ｎ−１）のうち少なくとも１つはその他の値と異なる値であり、
走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとすると、Ｗｍｉｎ＝Ｗ（ｋ１）＝Ｗ（ｋ２）＝．．．＝Ｗ（ｋｉ）  （ｋ１，ｋ２，．．．，ｋｉはｎ未満の自然数）であり、
Ｂ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｋ１），Ｂ（２）＝Ｗ（ｋ１＋１）＋Ｗ（ｋ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ２），Ｂ（３）＝Ｗ（ｋ２＋１）＋Ｗ（ｋ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ３），．．．，Ｂ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｋｉ＋１）＋Ｗ（ｋｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義したときに、Ｂ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつＢ（１）＋Ｂ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の画像形成装置において、Ｌ回目の走査での最後の走査線のＤ（ｎ）と、Ｌ＋１回目の走査の最初の走査線Ｄ（１）とによって、画像としては１つの走査線を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、発光制御手段は、発光光量をそれぞれの発光点について複数段階の強度で点灯制御が可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、発光制御手段は、発光光量をそれぞれの発光点について４の倍数の段階で光量変化可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、複数の発光点から射出され、被走査面上を走査して露光する光束が、それぞれの発光点について偏光成分であるＰ成分とＳ成分の比率が略等しいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置において、複数発光点が２次元的に配列されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像形成装置において、複数発光点を有する光源として面発光レーザーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の画像形成装置において、光源うちの少なくとも１つに青紫色光源を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載の画像形成装置において、光源を保持する光源ユニットと、結像光学系を支持する筐体を有し、上記光源ユニットが上記筐体に回転調整可能に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかに記載の画像形成装置において、有効走査領域を、走査線曲がり特性に応じて複数の領域：Ｄｉ（ｉ＝１，２，．.）に分割し、光走査ごとに、複数走査ラインにおける画像データのうちから、上記各領域：Ｄｉの光走査に適した画像データを選択することにより、各走査ラインの画像データを、走査線曲がりを補正して書込む分割書込み方式を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかに記載の画像形成装置において、複数の被走査面を走査露光することで複数色の画像を可視化し、可視化された複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度・湿度などの環境条件が変化しても、また相反則不軌が現れる像担持体であっても、画像濃度の不均一性が無く、画像の品質を安定させることができる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置においては、高速化、高密度化、高画質化といった要求が高まってきている。こうした要望に対して、複数の発光点を有し、１つの被走査面を複数のビームで走査するマルチビーム書込方式を用いた画像形成装置が実用化されてきている。
【０００３】
光走査装置、特に半導体レーザーを用いたレーザー走査装置は、その構造の簡素さ、高速性、解像度の高さなどから、画像表示装置や画像記録装置などの画像形成装置に広く用いられてきた。なかでも電子写真方式のプリンターの露光装置として最適なものであり、レーザービームプリンターとして多くの製品が市販されている。
【０００４】
ところが、近年の画像形成装置には、高速化や高解像度化の要求がさらに高まりつつあり、走査速度の更なる向上が望まれている。高速の光走査を実現するためには速度の速い偏向装置が必要になるが、例えば偏向装置として回転多面鏡を用いる場合、回転数の高速化には上限がある。その解決策の１つとして、独立に変調可能な複数のレーザービームを走査し、１回の走査で複数の走査線を同時に走査するいわゆるマルチビーム走査装置を用いた画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
このような複数のレーザービームを用いた光走査装置の概略を以下に説明する。複数の発光点を有する光源の上記各発光点は発光制御手段で制御されて、各発光点からレーザービームが射出されるようになっている。各レーザービームはカップリングレンズを含むカップリング光学系によってカップリングされる。カップリング光学系には、像面すなわち被走査面上でのビームスポットサイズを安定させる役割をもつアパーチャが含まれることがある。複数のレーザービームはカップリングされた後に光偏向器によって偏向反射され、走査レンズなどからなる結像光学系によって被走査面、例えば感光性の媒体を支持した円柱状の像担持体の表面上に走査線として結像されるとともに被走査面上を走査する。この走査を主走査といい、この走査方向を主走査方向という。像担持体は円柱の軸を中心に回転駆動されることにより、被走査面が主走査方向に対し直角方向に移動し、被走査面が露光されて画像が形成されるようになっている。像担持体の回転による被走査面の移動により副走査が行われる。
【０００６】
マルチビーム光源としては、複数の光源を用いる方法が考案されているが、現在では構造が簡素であることと装置を小さくすることができるという利点があることから、半導体レーザーアレイが多く用いられている。これは、単一（すなわちモノリシック）の素子基板の上に複数のダイオードを形成したもので、個々のダイオードに流す電流を個別に制御することにより、個々の半導体レーザーの点灯を独立に制御することができる。
【０００７】
さらに、近年のフルカラー化の要望により、レーザープリンタなどの画像形成装置は、複数色の画像を個別に形成し、これらの画像を最終的に重ね合わせることによってフルカラー画像形成を行う方式が採用されている。これと併せて高速化との観点から、被走査面を備える感光体ドラムを、使用する色の数だけ用いる所謂タンデム方式が実用化されている。一方、画像形成装置による画質の安定性向上のためには、振動、温度や湿度の変化といった使用環境条件と環境条件の変化を考慮しなければならない。特に温度、湿度に関しては、結像光学系を構成するレンズ、ミラー、回折素子、プリズムなどの光学素子が、それぞれの線膨張係数によって伸張、収縮が起こり、光ビームの結像位置ずれなどを生じる。またレンズなどの透過部材においては、温度変化によって屈折率の変化が起きるので、波面収差が大きくなり、あるいは色収差によって波面が変形する。このことによって光ビームが所望の位置を走査することが出来なくなり、走査線の副走査方向の間隔が変化したり走査線が曲がったりといった現象が起きる。この現象は、モノクロの画像形成装置では濃度の不均一性となり画質の劣化が起こり、また上記のようなフルカラー画像形成装置においては、複数色のそれぞれの色に対する結像光学系における走査線の位置ずれが独立に起こるために、各色の画像を重ねた最終画像では色ずれとして現れ、さらに画質劣化を増大させる。
【０００８】
また、感光体に静電潜像を形成する際に、露光時間間隔が異なることによる不均一な電位分布が発生することが知られている。この現象のことを相反則不軌と呼んでいる。この現象が発生すると、画像濃度が不均一で、画像品質の劣化を引き起こすことが報告されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００９】
本願発明に関連のあるマルチビーム走査装置の従来例として、走査速度を高速度に確保しながら記録画像の濃度の不均一性を低減し、熱クロストークの問題を回避し、画像の高密度化を実現するために、光源の発光点間の距離と、発行点が並ぶ方向とを定めることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、発光点の副走査方向の間隔についての記載は無く、各回の走査が変動することにより規定の間隔と異なってしまうという問題に対する技術的な記載はない。
【００１０】
本発明に関連のある別の従来技術として、複数発光点の配置を副走査方向に等間隔とし、主走査方向の同じ位置にいくつかの結像スポットを置くことにより画像データを同じ時間遅延量で書き込むことが出来、回路を簡素化することができるようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３記載の発明によれば、結像スポットを２次元的に配置することにより取り付け角度の精度を緩和できる利点もある。しかし、特許文献３には、複数回走査を行って結像スポットによって複数走査線を形成した際に、それぞれの走査によって形成される走査線の副走査方向の間隔が、温度や湿度などの環境の変動によって位置ずれを起こした場合に、画質を劣化させないようにする技術は開示されていない。
【００１１】
また、電子写真方式の画像形成装置において、複数レーザーの出力を変えて光量を変えることにより、感光体の相反則不軌すなわち露光光量に対する電位の関係が非線形であることによる画像濃度の不均一性を低減することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、画像濃度の不均一性の低減と同時に走査線の湾曲が起こることによる画質の劣化については解決されていない。
【００１２】
【特許文献１】特開昭５１−１００７４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０１１１号公報
【特許文献３】特許第３２２７２２６号公報
【特許文献４】特開２００２−１１３９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、温度・湿度などの環境変化によって走査線の湾曲が発生したときにも、また相反則不軌が現れる像担持体であっても、画像濃度の不均一性が無く、画像の品質が安定した画像形成装置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】
【００１４】
本発明は、請求項１記載の発明のように、ｎ個（ｎ≧３）の複数発光点を有する少なくとも１つの光源と、上記光源の発光制御を行う発光制御手段と、上記光源からの光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を、被走査面である像担持体上に結像する結像光学系と、を有し、主走査方向に略直交する副走査方向に上記偏向光束と像担持体とを相対的に移動させ、上記像担持体上に画像信号に応じた画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、一度の偏向走査によって、上記複数発光点からの光束が上記像担持体上に光スポットとして結像されて形成される複数の走査線数がｎ本であり、ｎ本の走査線は主走査方向に略平行であり、上記ｎ本の走査線の副走査方向の座標を順にそれぞれＤ（１），Ｄ（２），．．．，Ｄ（ｎ）  （Ｄ（１）≧０、Ｄ（１）＜Ｄ（２）＜・・・Ｄ（ｎ）となるように定める）とし、走査線間隔Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１）をそれぞれ、Ｗ（１）＝Ｄ（２）−Ｄ（１）、Ｗ（２）＝Ｄ（３）−Ｄ（２），．．．，W（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−D（ｎ−１）と定義したとき、Ｗ（１），Ｗ（２），．．．，W（ｎ−１）のうち少なくとも１つはその他の値と異なる値であることを最も主要な特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとしたときに、４≧Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ≧１．５とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明で既定した条件に、走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとすると、Ｗｍａｘ＝Ｗ（ｍ１）＝Ｗ（ｍ２）＝．．．＝Ｗ（ｍｉ）  （ｍ１，ｍ２，．．．，ｍｉはｎ未満の自然数）であり、Ａ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｍ１），Ａ（２）＝Ｗ（ｍ１＋１）＋Ｗ（ｍ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ２），Ａ（３）＝Ｗ（ｍ２＋１）＋Ｗ（ｍ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ３），．．．，Ａ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｍｉ＋１）＋Ｗ（ｍｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義したときに、Ａ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつＡ（１）＋Ａ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であるという条件を付加したことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明で既定した条件に、走査線間隔Ｗ（１）〜Ｗ（ｎ−１）の中での最大値をＷｍａｘ、最小値をＷｍｉｎとすると、Ｗｍｉｎ＝Ｗ（ｋ１）＝Ｗ（ｋ２）＝．．．＝Ｗ（ｋｉ）  （ｋ１，ｋ２，．．．，ｋｉはｎ未満の自然数）であり、Ｂ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｋ１），Ｂ（２）＝Ｗ（ｋ１＋１）＋Ｗ（ｋ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ２），Ｂ（３）＝Ｗ（ｋ２＋１）＋Ｗ（ｋ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ３），．．．，Ｂ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｋｉ＋１）＋Ｗ（ｋｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義したときに、Ｂ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつＢ（１）＋Ｂ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であるという条件を付加したことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１つに記載の画像形成装置において、Ｌ回目の走査での最後の走査線のＤ（ｎ）と、Ｌ＋１回目の走査の最初の走査線Ｄ（１）とによって、画像としては１つの走査線を形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、発光制御手段は、発光光量をそれぞれの発光点について複数段階の強度で点灯制御が可能であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、発光制御手段は、発光光量をそれぞれの発光点について４の倍数の段階で光量変化可能であることを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の画像形成装置において、複数の発光点から射出され、被走査面上を走査して露光する光束が、それぞれの発光点について偏光成分であるＰ成分とＳ成分の比率が略等しいことを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置において、複数発光点が２次元的に配列されていることを特徴とする
【００２３】
請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置において、複数発光点を有する光源として面発光レーザーを用いたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の画像形成装置において、光源うちの少なくとも１つに青紫色光源を用いたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１の何れかに記載の画像形成装置において、光源を保持する光源ユニットと、結像光学系を支持する筐体を有し、上記光源ユニットが上記筐体に回転調整可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２の何れかに記載の画像形成装置において、有効走査領域を、走査線曲がり特性に応じて複数の領域：Ｄｉ（ｉ＝１，２，．.）に分割し、光走査ごとに、複数走査ラインにおける画像データのうちから、上記各領域：Ｄｉの光走査に適した画像データを選択することにより、各走査ラインの画像データを、走査線曲がりを補正して書込む分割書込み方式を実行することを特徴とする。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３の何れかに記載の画像形成装置において、複数の被走査面を走査露光することで複数色の画像を可視化し、可視化された複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１記載の発明によれば、複数の走査線の相互間隔を、全て等間隔とするのではなく、一部変更することで、相反則不軌や走査線の湾曲が発生しても、画像濃度の不均一性を低減することが出来、画像劣化を防ぐことができる。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、走査線の相互間隔の最大値と最小値の比（Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ）を設定することで、相反則不軌や走査線の湾曲が発生しても、画像濃度の不均一性をさらに低減することが出来、画像劣化を防ぐことができる。
【００３０】
請求項３、４記載の発明によれば、走査線の湾曲により画像濃度が不均一になったとしても、この画像濃度の変化を人間の視覚の視認性の低い空間周波数近辺に設定することができるので、画質としては劣化の無いものとすることができる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、走査線の湾曲が発生しても、最も湾曲の大きい走査線に対して、各走査の間でその湾曲を打ち消すことができるので、画像形成を良好に行うことができる。また光学素子の製造時間を短縮することができるので、装置の低コスト化が出来、省電力化による環境負荷の低減を行うことができる。
【００３２】
請求項６記載の発明によれば、発光点の発光強度を所望の値に近いものに選ぶことができるので、走査線の湾曲が発生しても感光体表面電位を均一にすることができ、画像濃度の不均一化を防ぐことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００３３】
請求項７記載の発明によれば、発光点の強度を、露光状態を整えることのできる４の倍数の段階で設定できるので、発光点の発光強度をさらに所望の値に近いものに選定することにより、走査線の湾曲が発生しても感光体表面電位を均一にすることができ、画像濃度の不均一化を防ぐことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００３４】
請求項８記載の発明によれば、光束ごとの偏光の状態の違いによる、光学素子の透過率及び／または反射率の差異の発生を防ぐことができるので、光利用効率を各発光点ごとに同一のものとすることにより、画像濃度の不均一性を低減することが出来、画質の良好な画像を形成することができる。
【００３５】
請求項９記載の発明によれば、複数発光点が２次元的に配列されることにより、１．各発光点を主走査方向及び／または副走査方向に対して光軸に近づけて装置を小型化することが出来る、２．走査線湾曲の湾曲量を低減することが出来る、３．画像濃度を均一にすることが出来る、４．光学素子を小型化することが出来る、５．装置の低コスト化が出来る、といった効果を得ることができる。
【００３６】
請求項１０記載の発明によれば、光源に面発光レーザーを用いるので、動作電流を小さくすることが出来、また、光利用効率が高いため、光源は低出力にすることができ、省電力化を図ることができる。
【００３７】
請求項１１記載の発明によれば、ビームの焦点距離を長くすることができるので、環境条件の変化や製造上の誤差があっても、光スポットのサイズを安定にすることが出来、画像濃度を一定に保って、良好な画像を形成することができる。
【００３８】
請求項１２記載の発明によれば、副走査方向の走査線相互の距離を調整することができるので、像担持体の表面電位を一定にして所望の潜像を形成することができ、画像形成装置を構成する部材に製造誤差があったとしても、良好な画像形成を行うことができる。
【００３９】
請求項１３記載の発明によれば、分割書込方式を採り入れることによって、１．走査線の湾曲を補正することが出来る、２．走査線上の光スポットの重なりの不均一による帯電電位の不均一性を除去することが出来る、３．画像濃度を一定にすることが出来る、４．良好な画像形成を行うことができる、といった効果を得ることができる。
【００４０】
請求項１４記載の発明によれば、各色で形成された画像の濃度の不均一性を解消することができ、濃度の不均一性のない画像を重ねてカラー画像とすることで、画像品質の高いカラー画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明にかかる画像形成装置の実施例を、図を用いて説明する。
まず、本発明に適用可能な光走査装置の例について図１を参照しながら説明する。図１において、光源１０１は複数の発光点１０１ａを有している。複数の発光点１０１ａは直線上に配列された発光点列が複数列あって２次元的に配置されている。各発光点１０１ａは図示されない発光制御手段で制御されることによって、各発光点１０１ａからレーザービーム（以下「光束」という）が射出されるようになっている。したがって、光源１０１からは複数の光束が射出される。各光束はカップリングレンズ１０２とシリンドリカルレンズ１０３とアパーチャ１０４からなるカップリング光学系１２０によってカップリングされ、横断面形状が整形される。カップリングレンズ１０２は、拡散光束である光源１０１からの光束を略平行光束にする。シリンドリカルレンズ１０３は、カップリングレンズ１０２からの光束を副走査方向にのみ収束させて、次に説明する光偏向器１０５の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像を結ばせる。アパーチャ１０４は、光束の横断面形状を成形して、像面すなわち被走査面１０８上でのビームスポットサイズを安定させる役割をもつ。
【００４２】
上記複数の光束はカップリング光学系１２０でカップリングされた後に回転多面鏡からなる光偏向器１０５によって偏向反射され、結像光学系を構成する第１走査レンズ１０６ａと第２走査レンズ１０６ｂによって被走査面１０８、ここでは感光性の媒体を支持した円柱状の像担持体の表面上に光スポットとして結像されるとともに被走査面１０８上を走査して走査線１０９を形成する。この走査を主走査といい、この走査方向を主走査方向という。像担持体は図１に示す円柱の軸を中心に回転駆動されることにより、被走査面１０８が主走査方向に対し直角方向に移動し、被走査面１０８が露光されて画像が形成されるようになっている。像担持体の回転による被走査面１０８の移動により副走査が行われる。図１の右側に、被走査面１０８が複数の走査線１０９が形成されて被走査面１０８が露光された様子を概略的に示している。
【００４３】
図１に示すような光走査装置は、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置の露光装置として機能する。すなわち、画像形成装置は、被走査面１０８を有する像担持体を中心にして、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置、クリーニング装置が配置され、それぞれの装置が所定のプロセスを実行することにより、転写紙などの転写媒体に画像が形成されるようになっていて、上記光走査装置は露光装置として露光プロセスを受け持つ。
【実施例１】
【００４４】
図２は、本発明にかかる画像形成装置の１つの実施例を示すもので、画像形成装置が備える光走査装置の被走査面上の走査線と光スポットの様子を示す。図２は、ｎ個（ｎ≧３）の複数発光点を有する少なくとも１つの光源と、この光源の発光制御を行う発光制御手段と、上記光源からの光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を、被走査面である像担持体上に結像する結像光学系とを有してなる画像形成装置の例における、走査線と光スポットの様子を示す。図１について説明したように、被走査面を有する像担持体をその中心軸線の周りに回転させることにより、主走査方向に略直交する副走査方向に光束と像担持体とを相対的に移動させることにより、像担持体上に画像信号に応じた画像を形成することができる。図２において、符号２０１は被走査面上に結像された光スポット、２０２は、一度の偏向走査により被走査面上に光スポット２０１によって形成された走査線を示している。図２に示す例では、複数の光スポット２０１は光源上での発光点の配列を反映したものとして描いてあるが、これは１つの例であり、本発明が期待する効果が得られるのは、このような発光点配列の例によってのみではない。また、図２の例では、複数の光スポットが同一時間に結像されるものとして描かれているが、かかる構成に限定されるものではなく、発光制御手段によって発光点ごとに異なる時間に点灯され、光スポットが別々の時間に被走査面上に結像されるものであっても差し支えない。
【００４５】
図２において、Ｄ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），・・・，Ｄ（ｎ）は光スポットによって形成された走査線の副走査方向の座標である。ただし、各Ｄ（ｎ）は全てゼロ以上とし、図に示す副走査方向に従って順に、Ｄ（１），Ｄ（２），と名付けることとする。以下では便宜上、座標としてだけでなく、走査線の名称としてもこのＤ（ｎ）を用いる。また、Ｗ（ｎ−１）は、Ｗ（ｎ−１）＝Ｄ（ｎ）−Ｄ（ｎ−１）として定義される各走査線の間隔である。
【００４６】
複数の走査線Ｄ（ｎ）はそれぞれ、主走査方向に略平行となっており、略副走査方向に並んでいる。このとき、図２のＷｍｉｎは、一度の走査で形成される走査線の間隔のうち最も小さい値であり、Ｗｍａｘは、一度の走査で形成される走査線の間隔のうち最も大きい値である。このように走査線間隔Ｗ（１），・・・，Ｗ（ｎ−１）のうち、少なくとも１つは他の値と異なっている。
さらに、このときＷｍａｘとＷｍｉｎの比は、
４≧Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ≧１．５
の範囲で設定することができる。
【００４７】
なお、本実施例では、Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ＝１．５である。またＷｍｉｎ＝Ｗ（１）＝Ｗ（１５）＝Ｗ（１７）＝Ｗ（ｎ−１）であり、その他の走査線間隔は全てＷｍａｘと等しい間隔にしている。ここでは書込密度を１２００ｄｐｉと想定しており、したがってこのときには
Ｗｍｉｎ＝１０．６（μｍ）、Ｗｍａｘ＝２１．２（μｍ）
である。ここで書込密度は、１２００ｄｐｉに限るものではないことは言うまでも無く、例えば６００ｄｐｉ時には
Ｗｍｉｎ＝２１．２（μｍ）、Ｗｍａｘ＝４２．４（μｍ）
２４００ｄｐｉ時には
Ｗｍｉｎ＝５．３（μｍ）、Ｗｍａｘ＝１０．６（μｍ）
の様に設定すればよい。
また、このそれぞれの走査線は、１つの光スポットによって走査されるものでもよく、また複数の光スポットによって複数回走査されたものでもよい。
【００４８】
このように走査線間隔を設定したとき、Ｌ回目の走査とＬ＋１回目の走査によって、像担持体である感光体表面に形成される電位分布の、副走査方向の断面図を図５、図６に示す。図５は、従来の、走査線間隔を全て等しい（即ちＷｍａｘ／Ｗｍｉｎ＝１である）としたときの、Ｌ回目走査とＬ＋１回目走査による電位分布である。ここで、等間隔に光走査を行っているのにも関わらず、Ｌ回目とＬ＋１回目の走査の繋ぎ目で、感光体表面の電位がピーク構造をもっている（図５の中央部）。この理由を説明すると、感光体上にビームを同時に照射すると、スポットの重なり部分は光量が合成された後に感光体に照射されて、同時にホールが発生する。一方、個別に照射すると、初めのビームが感光体に照射された後にホールが発生し、その後、次のビームが感光体に照射された後にホールが発生する。つまり、スポットの重なり部分では合計の光量は同じ条件であるが、同時に照射すると感光体に強い光が１度だけ当たり、個別に照射すると感光体に弱い光が２度当たることになる。つまり、複数の発光点によって同時に露光された場合を通常の感度として比較すると、複数回にわたって露光を受けた場合には感光体が高感度となり、同一の走査線間隔の場合にはこの繋ぎ目の部分で電位分布が一定ではなくなる。このような、露光エネルギーと感光体に発生する電位の非線形性の結果、露光量合計は等しいにもかかわらず、画像上では濃度の不均一性が発生するという問題が起こる。このような現象は相反則不軌と呼ばれ、電子写真方式のように非常に短い時間感光材料を露光する場合に問題となる。
【００４９】
一方、走査線間隔の最小値Ｗｍｉｎ、最大値Ｗｍａｘを異なる値に設定した場合について説明する。Ｗｍｉｎ、Ｗｍａｘを図６に示すように設定した場合には、一走査内でのビームの重なりによる感光体表面電位分布のピークはあるが、最大値から最小値までの幅で見た場合には、図５に示す例の場合よりも値は小さくなっており、濃度の不均一性が低減されている。図６の例ではＷｍａｘ／Ｗｍｉｎ＝１．５である。図５、図６の例に共通しているのは、副走査方向の光スポットサイズは６０μｍ、副走査ビームピッチの値はＷｍａｘ＝２１．２μｍとなっている点であり、図の副走査方向の範囲は同一で、含まれる光スポットも同数である。図５の例の場合と図６の例の場合から明らかなように、一度の走査における走査線の間隔を異ならせることで相反則不軌による濃度の変化を低減することができる。
【００５０】
また、走査線の湾曲が発生した場合や、各回の走査による被走査面上での走査線間隔が変化してしまう場合の画像濃度の変化に対しては、一回の走査における走査線の間隔を一部異ならせておくことで、意図的に不均一濃度となるようにしておき、この濃度の空間周波数を高めることで、画像全体では人間の視覚にとって認識されない濃度の変化とし、結果的には画質の劣化を防止することができる。
このように走査線間隔の最大値Ｗｍａｘと最小値Ｗｍｉｎの値を異なるものとし、特にＷｍａｘ／Ｗｍｉｎの値をビームスポットサイズ、感光体の感度、記録密度の条件に合わせて４≧Ｗｍａｘ／Ｗｍｉｎ≧１．５の範囲で設定することで、画像濃度の不均一性を低減することができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、図３に本発明の別の実施例を示す。図３は、被走査面上の走査線を示していて、Ｄ（ｎ）、W（ｎ）、Ｗｍａｘ、Ｗｍｉｎは図２に示す実施例の場合と同様の定義である。図３に示す実施例では、図２に示す実施例と異なり、光スポットは示していないが、光スポットに関しても図２の実施例と同様に考えることができる。ここで、走査線間隔の最大値Ｗｍａｘを、Ｗｍａｘ＝Ｗ（ｍ１）＝Ｗ（ｍ２）＝．．．＝Ｗ（ｍｉ）  （ｍ１，ｍ２，．．．，ｍｉはｎ未満の自然数）とすると、
Ａ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｍ１），Ａ（２）＝Ｗ（ｍ１＋１）＋Ｗ（ｍ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ２），Ａ（３）＝Ｗ（ｍ２＋１）＋Ｗ（ｍ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｍ３），．．．，Ａ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｍｉ＋１）＋Ｗ（ｍｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義する。このとき、本実施例では、Ａ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつ  Ａ（１）＋Ａ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であることを特徴とする。
【００５２】
例えば、本実施例ではＷ（ｍ１）＝Ｗ（８）＝Ｄ（９）−Ｄ（８）、Ｗ（ｍ２）＝Ｗ（２０）＝Ｄ（２１）−Ｄ（２０）である。すなわち、Ａ（１）＝Ｄ（９）−Ｄ（１）、Ａ（２）＝Ｄ（２１）−Ｄ（９）、Ａ（ｌａｓｔ）＝Ｄ（２８）−Ｄ（２１）である。このとき、Ａ（１）＋Ａ（ｌａｓｔ）≦０．７、Ａ（２）≦０．７と設定されている。前述の特許文献２〜４では、複数発光点を有する光源を用いた画像形成装置において、走査線の間隔を同じ値に設定している。したがって、Ｗｍａｘ＝Ｗｍｉｎである。このため温度や湿度など環境の変化によって、各発光点の間で異なる走査線の湾曲が発生したときに、Ｌ回目とＬ＋１回目の走査によって形成される走査線の間で、走査線同士の距離が主走査方向の像高によって異なることから、光スポットの重なりが像高間で差をもつ。そのため、形成した画像に色ずれや濃度不均一性が表れ、画質の劣化を引き起こしていた。その理由を図７に示す。
【００５３】
図７では、温度変動によって光学系の副走査方向のパワーが像高ごとに変化し、一度の走査によって形成される複数の走査線がそれぞれ異なった形で湾曲している様子を示している。この湾曲は図７（ａ）〜（ｄ）に示すように様々な形態が考えられる。このように湾曲した走査線で複数回の走査を行った場合の例を図９に示す。この例では２回の走査により形成された走査線を実線（Ｌ回目走査）と点線（Ｌ＋１回目走査）で示している。中央像高では実線と点線が近づいており、そのため光スポットの重なりが大きく、感光体上では中央像高部分で電位が大きく形成される。一方両端では実線と点線は離れているために、感光体上の両端部分で形成される電位は低電位となってしまう。このことが像面上では濃度不均一となり、画質の劣化を引き起こす。このような不均一な濃度分布が人間の視認性の高い領域の空間周波数で繰り返されると、バンディングとして認識されてしまう。
【００５４】
図８は、人の眼の空間周波数特性ＶＴＦ（Ｖｉｓｕａｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の実験値であり、各年代における結果を示している。この図は、「視覚と画像」大頭仁・行田尚義  共著  １９９４年  森北出版株式会社  Ｐ．２３より抜粋した。図８から分かるように、各年代とも約８．７サイクル／度以下で、視認の感度が急激に落ちる。このため、この値よりも大きい空間周波数で濃度の変化が起こっても、画像としては品質の劣化とはならない。紙面に形成された画像を、約３５０ｍｍ離して目視した場合、８．７サイクル／度という値は０．７ｍｍ周期と略等価となる。つまり、このような濃度変化を０．７ｍｍ以下となるように走査線間隔を設定することで、走査線の湾曲が発生したとしても、走査線湾曲によるバンディングを認識されることなく、良好な画像品質を保つことができる。
【００５５】
そのために、走査線間隔を、Ａ（ｊ）＜０．７という条件で全てのｊ（ｊはｎ未満の自然数）について成立させておくことにより、濃度不均一性の発生をあらかじめ想定しておき、これに近い形で光スポットを重ねるようにしておけば、さらに良好な画像品質とすることが出来る。
【実施例３】
【００５６】
次に、図４に本発明のさらに別の実施例を示す。図４は、被走査面上の走査線を示す。Ｄ（ｎ）、W（ｎ）、Ｗｍａｘ、Ｗｍｉｎは図２に示す実施例の場合と同様の定義である。また、光スポットについては図３に示す実施例と同様に考える。ここで、走査線間隔の最小値をＷｍｉｎ＝Ｗ（ｋ１）＝Ｗ（ｋ２）＝．．．＝Ｗ（ｋｉ）  （ｋ１，ｋ２，．．．，ｋｉはｎ未満の自然数）とすると、Ｂ（１）＝Ｗ（１）＋Ｗ（２）＋．．．＋Ｗ（ｋ１），Ｂ（２）＝Ｗ（ｋ１＋１）＋Ｗ（ｋ１＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ２）,Ｂ（３）＝Ｗ（ｋ２＋１）＋Ｗ（ｋ２＋２）＋．．．＋Ｗ（ｋ３），．．．，Ｂ（ｌａｓｔ）＝Ｗ（ｋｉ＋１）＋Ｗ（ｋｉ＋２）＋．．．＋Ｗ（ｎ−１）と定義する。このとき、本実施例では、Ｂ（ｊ）≦０．７（ｍｍ）  （ｊはｎ未満の自然数）であり、なおかつ  Ｂ（１）＋Ｂ（ｌａｓｔ）≦０．７（ｍｍ）であることを特徴とする。例えば、本実施例ではＷ（ｋ１）＝Ｗ（１２）＝Ｄ（１３）−Ｄ（１２）、Ｗ（ｋ２）＝Ｗ（１８）＝Ｄ（１９）−Ｄ（１８）である。すなわち、Ｂ（１）＝Ｄ（１２）−Ｄ（１）、Ｂ（２）＝Ｄ（１８）−Ｄ（１２）、Ａ（ｌａｓｔ）＝Ｄ（３５）−Ｄ（１８）である。このときＢ（１）＋Ｂ（ｌａｓｔ）≦０．７、Ｂ（２）≦０．７と設定されている。
【００５７】
特許文献２から４に記載されている従来技術では、複数発光点を有する光源を用いた画像形成装置において、走査線の間隔を同じ値に設定している。したがって、Ｗｍａｘ＝Ｗｍｉｎである。このため温度や湿度など環境の変化によって、各発光点の間で異なる走査線の湾曲が発生したときに、Ｌ回目とＬ＋１回目の走査によって形成される走査線の間で、走査線同士の距離が主走査方向の像高によって異なることから、光スポットの重なりが像高間で差をもち、そのために色ずれや濃度不均一性が画像に表れ、画質の劣化を引き起こしていた。その理由は図７を参照してすでに説明した。また、人の眼の空間周波数特性ＶＴＦは各年代とも約８．７サイクル／度以下で、視認の感度が急激に落ちることも、図８を参照しながらすでに説明した。上記の値よりも大きい空間周波数で濃度の変化が起こっても、画像としては品質の劣化とはならない。紙面に形成された画像を、約３５０ｍｍ離して目視した場合、８．７サイクル／度という値は０．７ｍｍ周期と略等価となる。つまり、このような濃度変化を０．７ｍｍ以下となるように走査線間隔を設定することで、走査線の湾曲が発生したとしても、走査線湾曲によるバンディングを認識されることなく、良好な画像品質を保つことができる。
【００５８】
そのために、走査線間隔を、Ｂ（ｊ）＜０．７という条件で全てのｊ（ｊはｎ未満の自然数）について成立させておくことで、濃度不均一性の発生をあらかじめ想定しておき、これに近い形で光スポットを重ねるようにしておけば、さらに良好な画像品質とすることが出来る。
【００５９】
以上説明した実施例１〜３は、それぞれ独立に実施することのみならず、実施例１、２、３の構成のうち二つ乃至は三つを同時に組み合わせ実施することで、より高い効果を得ることができるものである。
【００６０】
また、Ｌ回目の走査での最後の走査線のＤ（ｎ）と、Ｌ＋１回目の走査の最初の走査線Ｄ（１）とによって、画像としては１つの走査線を形成することもできる。図９はこのことを示したものである。図９（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ以下のことを示している。
（ａ）：従来技術による複数発光点による連続する２回の走査による走査線である。
（ｂ）：従来技術による複数発光点による連続する２回の走査による走査線の内、Ｌ回目の走査の最も下端の走査線と、Ｌ＋１回目の走査の最も下端の走査線と、それらの走査線を形成する光スポットである。
（ｃ）：本発明による複数発光点による連続する２回の走査による走査線であり、（ｂ）で示した二つの走査線によって画像としては一つの走査線を形成し、中央の走査線が略直線となっている。
【００６１】
図９（ｂ）は、円で示す被走査面上の光スポットと、光スポットによる走査線（実線と点線で示す）を、Ｌ回目の走査での最後の走査線のＤ（ｎ）と、Ｌ＋１回目の走査の最初の走査線Ｄ（１）とについて模式的に示している。感光体上では光スポットにより露光された部位に電位差が発生するので、図では円が帯電部位と略等しくなる。複数発光点を３個以上用いて同一の結像光学系で走査する場合、上記発光点は副走査方向に距離をおいて配置されることが一般的である。従って、副走査方向において結像光学系の光軸上を光束が通らない状態になる。この状態で結像光学系、例えば図１における第１走査レンズ１０６ａ、第２走査レンズ１０６ｂが温度変化を受けると、屈折率変化や熱膨張／収縮によって走査線の湾曲が発生する。その様子は図７に例として示す形状となる。これをさらに説明すると、プラスチック成形レンズの場合には、成形上の内部密度の不均一性が発生し、また屈折率分布が不均一になるといった現象が起こる。これらの不均一な分布は、走査レンズの形状にもよるが、走査レンズの光軸を中心として略対称的となる。そのため、走査線の湾曲は光軸を中心として副走査方向に略対称となって現れる。またこの現象は、ガラスレンズやミラーなどにも同様に言えることである。
【００６２】
そのため、図９（ｃ）に示すように、Ｌ回目の走査での最後の走査線のＤ（ｎ）と、Ｌ＋１回目の走査の最初の走査線Ｄ（１）とによって、画像としては１つの走査線を形成することで、この画像として１つの走査線は、略直線として画像上に現れることとなる。このようにすることは、光軸から副走査方向に最も離れている光束が最も走査線湾曲を引き起こすことから考えても有効である。また、環境変化の影響を受けにくい光学素子を樹脂の一体成形によって得るには、内部組織の均一な光学素子にするとよく、そのためには、長時間をかけて製造する必要がある。しかし、長時間をかけて光学素子を製造するには、製造装置を長時間稼動させなければならず、サイクルタイム増加によって製造コストが増大し、消費電力の増加により環境負荷が増大することにもなる。その点、本発明の各実施例によれば、現状以下の製造時間で製造した光学素子を使用しても、目論見どおりの高品質の画像を形成することができ、画像形成装置の低コスト化や、環境負荷の低減を達成することができる。
【００６３】
本発明は、発光点の発光強度を点灯する際に複数段階の強度で点灯するように構成することで、より画像濃度の不均一性を低減することができる。なお、この複数段階というのは消灯（強度ゼロ）を含まない。
【００６４】
本発明はまた、上記複数段階の強度を４の倍数の段階で点灯制御するように構成することにより、さらに画像濃度の不均一性を低減することができる。この実施例を図１０に示す。図１０は、Ｌ回目の走査とＬ＋１回目の走査によって感光体表面に形成された電位の分布を示したもので、（１）で示す曲線は発光点の強度を同一として走査したとき、（２）で示す曲線は発光点の強度を４の倍数の段階で変化させた場合である。（１）に比較して、（２）では電位の偏差がより低減されており、画像上では濃度の不均一性がさらに低減されることが分かる。ここで（２）は各走査で副走査方向において上端と下端の走査線を３／４の強度、その他を４／４の強度として露光走査したものである。
【００６５】
複数の発光点による複数光束を用いて光走査を行うとき、各光束の偏光状態が同一でなく、光学系に対してのＰ偏光成分とＳ偏光成分が異なる比率でなっていると、例えばＰ偏光、Ｓ偏光、楕円偏光のそれぞれの光束を同一の結像光学系で走査すると、感光体上での光量の差が大きくなるという問題がある。図１１には、一般的な透過型光学素子の透過率を入射角に対してプロットしたものであり、実線がＳ偏光、点線がＰ偏光を示す。図１１に示すように、各光束の偏光成分が異なることで感光体上の光量が異なり、画像濃度の不均一性を発生して画像品質を劣化させる。そこで、本発明の変形例として、被走査面上を走査露光する光束の偏光について、Ｐ成分とＳ成分の比率が略等しいものとし、偏光状態を略同一とするとよい。こうすることで、透過率、反射率などの光利用効率から決まる被走査面上の光量をほぼ同一とすることができるので、画像濃度を一様にすることができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００６６】
また、上記画像形成装置において、発光点を２次元配列とするとよい。
さらに、上記画像形成装置において、光源として面発光レーザーを用いるとよい。垂直共振器構造を持つ面発光レーザーは、２次元配列とする上で、下記のような利点がある。すなわち、半導体レーザーとして周知の端面発光型レーザーはウエハの劈開により共振器を作成するので、複数の発光点を２次元的に配列するのは容易ではない。しかし、上記垂直共振器構造を持つ面発光レーザーでは、劈開による共振器作成の必要がないので、任意の複数の発光点を２次元的に配列したものの作成が容易である。そして、面発光レーザーは動作電流も小さいため発熱量も小さく、配列された隣接の発光源間の熱クロストークの影響も少ない。また、面発光レーザーの発光点から放射される発散性のレーザービームは、端面発光型レーザーから放射されるレーザービームに比べて発散性が小さいため、光学系における光利用効率が高い。
【００６７】
上記画像形成装置において、光源として青紫色光源を用いることができる。レーザープリンタなどの画像形成装置の光源として従来一般的に用いられている赤外レーザー（波長約７８０ｎｍ）、または赤色レーザー（波長約６５０ｎｍ）の光源に比較して、青紫色レーザー（波長約４５０ｎｍ、約４０５ｎｍ）を用いることで、光束の焦点深度を深くすることができる。このことによって、製造誤差や環境変化による焦点位置の変化が起こったとしても、ビームスポットサイズは略等しいまま維持することができるので、感光体上での各光スポットによる電位の分布を略等しくすることが出来、従って画像の濃度を均一にすることができる。また、４５０ｎｍ、４０５ｎｍのレーザーの媒質としてはガリウムナイトライド（ＧａＮ）系の物質が用いられることが知られている。従来の７８０ｎｍ、６５０ｎｍのレーザーの媒質として知られているガリウムアセナイド（ＧａＡｓ）系の物質は、砒素（Ａｓ）は有毒な物質であり、人体に害を及ぼし危険である。ＧａＮ系の物質では窒素（Ｎ）を用いるのでこのような危険性は無く、環境に対する負荷も低減することができる。
【００６８】
上記画像形成装置において、光走査装置の光源を保持する光源ユニットと、光走査装置の結像光学系を支持する筐体を備え、上記光源ユニットが上記筐体に回転調整可能に取り付けられた構成とすることができる。図１２（ａ）は、光源の回転調整をしない状態での被走査面上の光スポットと、これによる走査線を示し、右側にはこの走査線による感光体表面電位分布を表す。光走査装置を含む画像形成装置の製造、組立て段階で光源の回転角度にばらつきがあり、図１２（ａ）に示すように光源が傾いて取り付けられている場合、感光体表面の電位分布は一定とならず、副走査方向に濃度の不均一性が現れ、画像の表現力が低下してしまう問題がある。しかし、上記のように光源ユニットが回転調整可能に取り付けられていれば、この回転調整を行うことで、図１２（ｂ）に示すように、光スポットの位置を所望の位置となるように調節することが出来、感光体表面電位分布を均一に近づけることが出来、画像の濃度不均一性を低減することができる。この回転調整により、回転軸を光学系の光軸に平行に設定することができる。また、この回転軸を光軸に一致させることもできる。
【００６９】
上記画像形成装置において、有効走査領域を、走査線曲がり特性に応じて複数の領域：Ｄｉ（ｉ＝１，２，．.）に分割し、光走査ごとに、複数走査ラインにおける画像データのうちから、上記各領域：Ｄｉの光走査に適した画像データを選択することにより、走査線曲がりに拘わらず、各走査ラインの画像データを、走査線曲がりを補正して書込む分割書込み方式を採用することができる。図１３中、符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５は、副走査方向に連なる５本の「走査ライン」を示している。また、符号ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５は、単一の光スポットにより連続して行われた５回の光走査により「被走査面上に仮想的に記された走査線」を示している。すなわち、光スポットによる光走査は、走査線ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５の順に行われる。
【００７０】
走査線は直線であることが理想であり、仮に、理想的に直線状の走査線を実現できれば「各走査線を走査ラインに合致させた光走査」を実現できるが、実際の光走査においては走査線の湾曲が発生する。分割書込み方式では、図１３の例で言えば、１つの光スポットが被走査面上を移動して光走査が行われるとき、光スポットの移動軌跡である走査線の部分に着目し、走査線の部分が最も近い走査ライン用の画像データの書込みを行う書込み方式である。このために、分割書込み方式では、図１３の如く、有効走査領域を複数の領域：Ｄｉ（ｉ＝１，２，．.）に分割する。図１３の例では、有効走査領域は６つの領域Ｄ１〜Ｄ６に分割されている。この分割の仕方は、走査線曲がり特性、すなわち、走査線の曲がり具合に応じて定まる。走査線ＳＬ３を例にとると、光走査の開始側（図の左方）から光走査が進行するに連れて、走査線ＳＬ３は、領域：Ｄ１においては走査ラインＳ５に最も近く、領域：Ｄ２では走査ラインＳ４に最も近く、領域：Ｄ３では走査ラインＳ３に最も近く、領域：Ｄ４では走査ラインＳ２に最も近く、領域：Ｄ５では走査ラインＳ３に最も近く、領域：Ｄ６では走査ラインＳ４に最も近い。従って、光スポットが走査線ＳＬ３に沿って書込みを行うとき、領域：Ｄ１では走査ラインＳ５、領域：Ｄ２では走査ラインＳ４、領域：Ｄ３では走査ラインＳ３、領域：Ｄ４では走査ラインＳ２、領域：Ｄ５では走査ラインＳ３、領域：Ｄ６では走査ラインＳ４の画像データの書込みを行うのである。上に説明したように分割書き込み方式では、有効走査領域が走査線湾曲に応じて複数の領域：Ｄｉ（ｉ＝１，２，．.）に分割され、光走査ごとに、複数走査ラインにおける画像データのうちから、各領域：Ｄｉの光走査に適した画像データを選択することにより、走査線曲がりに拘わらず、各走査ラインの画像データが、走査線の湾曲を補正して書込まれる。なお、「分割書込方式」については、特許第３６００２２８号の明細書および図面に記載されている。
【００７１】
上記のようにして、走査線の湾曲を補正することができれば、光スポット間の距離を所望の値へ補正することが出来ことから、感光体上の電位の分布を良好にすることが出来、画像濃度を均一にすることができる。
【００７２】
本発明にかかる画像形成装置においては、複数の被走査面を走査露光することで複数色の画像を可視化し、可視化された複数の画像を重ね合わせてカラー画像を形成することができる。図１４にこのカラー画像形成装置の一実施例を示す。図１４において、４個の光導電性の感光体１４０２ａ〜１４０２ｄは、ドラム形状をしていて、図１４中の矢印に示したように時計回りに等速度で回転駆動される。各感光体１４０２ａ〜１４０２ｄの表面は光走査装置による被走査面になっていて、これら感光体１４０２ａ〜１４０２ｄの周囲には電子写真プロセスを実行することによって画像を形成するための装置が配置されている。以下、左端の感光体１４０２ａを代表として、画像形成のための各装置とその機能を説明する。感光体１４０２ａの表面は帯電装置１４０５によって均一に帯電され、均一帯電された感光体表面に、これまで説明してきたような画像形成装置と同様に、光走査装置１４０１によって露光走査される。露光走査するレーザー光束は画像信号によって変調されていて、上記露光によって感光体１４０２ａに画像信号に対応した静電潜像が書き込まれる。感光体１４０２ａの静電潜像は、現像装置１４０３によってトナー画像として可視化され、この可視化されたトナー像が転写手段１４０６によって中間転写ベルト１４０８上に転写される。転写されることなく感光体１４０２に残留したトナーや紙粉はクリーニング手段１４０４によって取り除かれる。その後、再び帯電手段１４０５によって帯電される。
【００７３】
ここまで説明してきたプロセスと同じプロセスが各感光体１４０２ａ〜１４０２ｄとその周囲の装置によって行われる。上記中間転写ベルト１４０８は各感光体１４０２ａ〜１４０２ｄの回転に同期して駆動され、各感光体１４０２ａ〜１４０２ｄの表面のトナー像がそれぞれの転写手段によって、順次中間転写ベルト１４０８上に重ねて転写され、フルカラー画像として一つの画像が形成される。このフルカラー画像は他の転写手段１４０９によってシート状記録媒体Ｓに転写され、記録媒体Ｓ上のカラー画像は定着手段１４０７により定着されて画像形成を完了し、装置の外へ排出される。
このような画像形成装置として、前述の本発明の実施例にかかる画像液性装置を適用することで、画像濃度が均一で画質劣化のない、良好な高品質の画像を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどに適用することができ、また、白黒の画像形成装置にも、カラーの画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に適用可能な光走査装置の例を示す斜視図である。
【図２】本発明かかる画像形成装置が備える光走査装置の被走査面上の走査線と光スポットの様子を示す模式図である。
【図３】本発明かかる画像形成装置が備える光走査装置の被走査面上の走査線の別の例を示す模式図である。
【図４】本発明かかる画像形成装置が備える光走査装置の被走査面上の走査線のさらに別の例を示す模式図である。
【図５】１回の光走査と次の光走査によって像担持体表面に形成される電位分布の例を副走査方向の断面で示す線図である。
【図６】１回の光走査と次の光走査によって像担持体表面に形成される電位分布の別の例を副走査方向の断面図で示す線図である。
【図７】光スポットの重なりが像高間で差をもつことによって形成画像に色ずれや濃度不均一性が表れることを説明するための各種走査線のパターンを示す線図である。
【図８】人の眼の空間周波数特性ＶＴＦの実験値を年代ごとに示すグラフである。
【図９】湾曲した走査線で複数回の走査を行った場合の例を示すもので、（ａ）は従来技術による複数発光点による連続する２回の走査による走査線、（ｂ）は従来技術による複数発光点による連続する２回の走査による走査線の内、Ｌ回目の走査の最も下端の走査線と、Ｌ＋１回目の走査の最も下端の走査線と、それらの走査線を形成する光スポット、（ｃ）は本発明による複数発光点による連続する２回の走査による走査線の例を示す線図である。
【図１０】１回の光走査と次の光走査によって像担持体表面に形成される電位分布のさらに別の例を副走査方向の断面図で示す線図である。
【図１１】一般的な透過型光学素子の入射角に対する透過率を示したもので、実線がＳ偏光、点線がＰ偏光を示すグラフである。
【図１２】被走査面上の光スポットと、これによる走査線を示すもので、（ａ）は光源の回転調整をしない状態、（ｂ）は光源の回転調整をした状態の模式図および感光体表面電位のグラフである。
【図１３】被走査面の有効走査領域における複数本の連続した走査線の例と、分割した走査線の例を示すグラフである。
【図１４】本発明を適用することができるタンデム型画像形成装置の例を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１    光源
１０１ａ    発光点
１０５    偏向手段としての回転多面鏡
１０６ａ    結像光学系を構成する走査レンズ
１０６ｂ    結像光学系を構成する走査レンズ
１０８    被走査面
１０９    走査線
【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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