(57)【要約】【課題】  レーザ光の走査ライン位置のずれはピッチむらとなって表れ、印刷された画像の品位を劣化させる原因となっていた。【解決手段】  レーザからのレーザ光の副走査方向の走査ライン位置をセンサ１４により検出し、その検出した副走査方向の走査ライン位置に応じて、複数のレーザそれぞれの光量配分を決定し、この決定された各レーザの光量配分に応じて、レーザ駆動回路２０による複数のレーザのそれぞれの駆動を制御する光量制御回路１９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザから照射されるレーザ光を主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置であって、
前記レーザからのレーザ光の主走査ラインの副走査方向における位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記位置に応じて、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された各レーザの光量配分に応じて前記複数のレーザのそれぞれの駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記複数のレーザのうち所定のレーザからのレーザ光に基づいて、前記主走査ラインの副走査方向における位置を検出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】
前記複数のレーザは、形成される画像の副走査方向に１画素以内の間隔で均等に配置され、主走査方向には所定間隔を空けて配置されており、１画素に対して前記複数のレーザからのレーザ光を重畳させることにより１画素を形成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】
前記決定手段は、前記検出手段により検出された走査ライン位置が、所望の走査ライン位置よりも前記副走査方向の上流側に位置している場合は、前記複数のレーザに対する光量配分を前記副走査方向の下流側に位置しているレーザに多くし、所望の走査ライン位置よりも前記副走査方向の下流側に位置している場合は、前記複数のレーザに対する光量配分を前記副走査方向の上流側に位置しているレーザに多くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記検出手段により検出された走査ライン位置が所望の走査ライン位置に略一致している場合は、前記複数のレーザの内、中央近傍に位置しているレーザの光量配分を端部のレーザよりも多くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記決定手段は、検出された前記位置と所定の走査ライン位置とのずれ量に応じた各レーザの光量分配配分を記憶しているテーブルを参照して、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数のレーザから照射されるレーザ光を主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記レーザからのレーザ光の主走査ラインの副走査方向における位置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記位置に応じて、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された各レーザの光量配分に応じて前記複数のレーザのそれぞれの駆動を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
前記検出工程は、前記複数のレーザのうち所定のレーザからのレーザ光に基づいて、前記主走査ラインの副走査方向における位置を検出することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項９】
前記複数のレーザは、形成される画像の副走査方向に１画素以内の間隔で均等に配置され、主走査方向には所定間隔を空けて配置されており、１画素に対して前記複数のレーザからのレーザ光を重畳させることにより１画素を形成することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記決定工程は、前記検出工程で検出された走査ライン位置が、所望の走査ライン位置よりも前記副走査方向の上流側に位置している場合は、前記複数のレーザに対する光量配分を前記副走査方向の下流側に位置しているレーザに多くし、所望の走査ライン位置よりも前記副走査方向の下流側に位置している場合は、前記複数のレーザに対する光量配分を前記副走査方向の上流側に位置しているレーザに多くすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
前記決定工程は、前記検出工程で検出された走査ライン位置が所望の走査ライン位置に略一致している場合は、前記複数のレーザの内、中央近傍に位置しているレーザの光量配分を端部のレーザよりも多くすることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
前記決定工程は、検出された前記位置と所定の走査ライン位置とのずれ量に応じた各レーザの光量分配を記憶しているテーブルを参照して、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザから照射されるレーザ光を主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像信号を変調した変調信号により半導体レーザを駆動し、その半導体レーザから発光されるレーザ光により感光ドラム上に静電潜像を形成して画像を形成するレーザプリンタ装置が知られている。このようなプリンタ装置において、印刷時に装置に対して振動が与えられると、そのショックによる光学系の振動やポリゴンの面倒れ等に起因して、レーザ光の走査ライン位置が副走査方向にずれるといった事態が発生する。このようなレーザ光の走査ライン位置のずれはピッチむらとなって表れ、印刷された画像の品位を劣化させる原因となっていた。このため、光学系への衝撃、振動を緩和するために光学系を衝撃緩衝部材を介して本体に支持することで、印字効率の向上を図る提案がされている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平09-146324号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このピッチむらを抑えるために、プリンタ装置内の振動を光学系に伝えないように振動部にはダンパーを設け、光学系にはアルミダイキャストなどで剛性を上げる方法が採られている。またポリゴン面倒れについても、ミラーの面精度を上げるしか方法がなく、何れもかなりのコストアップになっていた。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本願発明の特徴は、副走査方向に所定間隔を空けて配置された複数のレーザからのレーザ光により画像形成する際、レーザ光の副走査方向のずれ量に応じて各レーザの光量配分を決定することにより、レーザ光の副走査方向のずれ量に拘わらず高品質の画像を形成できる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数のレーザから照射されるレーザ光を主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置であって、
前記レーザからのレーザ光の主走査ラインの副走査方向における位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記位置に応じて、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された各レーザの光量配分に応じて前記複数のレーザのそれぞれの駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
複数のレーザから照射されるレーザ光を主走査方向に走査して画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記レーザからのレーザ光の主走査ラインの副走査方向における位置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記位置に応じて、前記複数のレーザそれぞれの光量配分を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された各レーザの光量配分に応じて前記複数のレーザのそれぞれの駆動を制御する制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、副走査方向に所定間隔を空けて配置された複数のレーザにより画像を形成する場合、レーザ光の主走査ライン位置が副走査方向にずれていても高品質の画像を形成できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置（レーザプリンタ）における光学走査部の主要構成を説明するブロック図である。
【００１０】
本実施の形態に係るレーザユニット２は、４つのレーザ光を発光するマルチ半導体レーザ３を有している。このマルチ半導体レーザ３は、例えば図２に示すように、主走査方向の間隔αを空けて、副走査方向に１画素以内の間隔を空けて配置された４つの半導体レーザＡ〜Ｄを有している。これら４つの半導体レーザは、レーザ光の１走査中に少なくとも１つ以上の半導体レーザを点灯させるように駆動され、これら４つの半導体レーザからの複数のレーザ光により像担持体上に静電潜像のドットを重ねて形成することにより１画素を形成している。
【００１１】
更に、レーザユニット２は、マルチ半導体レーザ３から発光されるレーザ光を平行化するコリメートレンズ７を備えている。マルチ半導体レーザ３から出射されたレーザビーム４は、コリメートレンズ７及びシリンドリカルレンズ１０を通ってポリゴンミラー１１に到達する。ポリゴンミラー１１は、不図示のスキャナモータによって等角速度で矢印方向に回転している。これによりポリゴンミラー１１に到達したレーザビーム４は、ポリゴンミラー１１によって反射されｆ−θレンズ１２によって感光ドラム１７の回転方向と直角方向に等速走査となるように変換される。このレーザビーム４が非画像形成領域を走査しているとき、そのレーザ光４がセンサ１４により受光されると、光量制御回路１９は、このセンサ１４で受光された信号に基づいて、マルチ半導体レーザ３のそれぞれの半導体レーザから発光されるレーザ光量の安定化制御を行う。その後、そのセンサ１４により検出された信号に基づいて、各レーザ光の主走査ラインの副走査方向における走査ライン位置を検出する。そして、その検出された走査ライン位置に基づいて、各半導体レーザに割り振るレーザ光の強度配分を演算し、その演算結果に基づいてレーザ駆動回路２０は各半導体レーザの点灯駆動を制御する。
【００１２】
一方、画像形成領域では、画像信号に基づいて変調された信号により点灯制御されたレーザ光１５は、レーザ光４と同様にｆ−θレンズ１２を通過した後、反射ミラー１６を経由して感光ドラム１７上を照射する。これにより感光ドラム１７に画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像はトナーにより現像され、このトナー像が記録シートに転写されて画像が転写記録される。
【００１３】
図２は、本実施の形態に係るセンサ１４、４つの半導体レーザＡ〜Ｄ（マルチ半導体レーザ３）及び感光ドラム１７とレーザ光の走査ライン位置の関係及び各半導体レーザの点灯制御信号を説明する図である。尚、図２において、センサ１４が直角三角形のフォトセンサの場合を示しており、このセンサ１４は直角三角形の形状であり、このセンサ１４をレーザ光４が横切る長さに応じて、レーザ光の副走査方向の位置を検出する。但し、センサ１４は、レーザ光の走査ラインの副走査方向の位置を検出できるセンサであれば何でもよく、例えば図４のようにＣＣＤ１８を斜めに配置した構成であっても構わない。
【００１４】
図４は斜めに配置されたＣＣＤセンサ１８を用いて、４つのレーザ光の副走査方向の位置ずれを計測する例を説明する図である。このような構成のセンサ１８を用いることにより、レーザ光を検出した素子がセンサ１８の何番目の素子であるかにより、そのレーザ光の副走査方向における走査ライン位置を求めることができる。
【００１５】
図２は副走査方向の位置ずれが発生しない理想的な場合を示している。４つの半導体レーザＡ〜Ｄを図のように副走査方向に相対位置をずらし、主走査方向に間隔αで４つ並べて配置する。ここで半導体レーザＡ〜Ｄのそれぞれから発光される各レーザ光の幅は１画素幅に相当している。そして、これら４つの半導体レーザＡ〜Ｄを点灯させ、ポリゴンミラー１１を回転させることにより、このレーザ光４はセンサ１４及び感光ドラム１７上を走査する。このとき、まず画像形成領域外で、かつセンサ１４に到達する前に４つの半導体レーザＡ〜Ｄのそれぞれの光量安定化制御（ＡＰＣ）を行う。
【００１６】
ここでは、まず半導体レーザＡを点灯させ、半導体レーザＡのＡＰＣが終わると半導体レーザＡを消灯する。そして半導体レーザＢ、半導体レーザＣ、半導体レーザＤの順にＡＰＣを実行する。
【００１７】
次に基準となるレーザ（ここでは半導体レーザＡとする）を点灯させ（２００で示す）、センサ１４で、その半導体レーザＡから発光されるレーザ光の走査位置を検出する。センサ１４は、半導体レーザＡが最初に走査する時に横切る幅（ここでは「ａ」）を初期値とすると、光学系の振動やポリゴン面倒れ成分が全くなければ、常に同じ位置を走査するため、センサ１４を横切る幅「ａ」も初期値のまま変わらないことになる。
【００１８】
しかし、仮に半導体レーザＡからのレーザ光の走査位置が図２において上側にずれた場合、センサ１４を横切るレーザ光の走査幅は、初期値の「ａ」より大きくなる。同様に、半導体レーザＡからのレーザ光の主走査ライン位置が副走査方向の下側にずれた場合は、センサ１４を横切るレーザ光の走査幅は「ａ」より小さくなる。従って、所定の副走査位置をレーザ光が走査した時のセンサ１４を横切る走査幅の初期値「ａ」を記憶しておき、この初期値「ａ」との差分を求めれば、そのレーザ光の走査ライン位置が、副走査方向の上下のどちら側にどれだけずれているかを検出できる。
【００１９】
図２は、半導体レーザＡからのレーザ光が所望の副走査位置を走査している場合を示し、ここではセンサ１４で検出された半導体レーザＡからのレーザ光の走査幅は初期値と同じ「ａ」であるため、半導体レーザＡからのレーザ光における副走査方向の位置ずれが発生していないと判定できる。
【００２０】
この場合は、４つの半導体レーザの副走査方向の中心位置で、感光ドラム１７上に４つの半導体レーザからのレーザ光を重ね合わせることによってドットを形成させる。そのために、主走査方向には各半導体レーザ間の距離αに相当する時間差α'だけ、各半導体レーザの駆動タイミングをずらしている。更に、４つの半導体レーザＡ〜Ｄからのレーザ光を重ね合わせる際のトータル光量を「１０」とすると、例えば半導体レーザＡ，半導体レーザＤの光量を「１」、半導体レーザＢ，半導体レーザＣの光量を「４」とすれば図３の細線に示すような各レーザ光による静電潜像が得られる。
【００２１】
図３は、４つのレーザ光が重ね合わさった場合に、感光ドラム１７上に形成される静電潜像を説明する図である。
【００２２】
こうして図３において、感光ドラム１７上で、これら４つのレーザ光が重ね合わされることにより、太線で示すような潜像が得られる。これは潜像が一番深い個所が４つのレーザ光の副走査方向の略中心であるため、図３の右に示すように、４つのレーザ光が照射される副走査方向の幅の略中心にドットを形成することができる。
【００２３】
次に、この実施の形態に係る画像形成装置内の振動やポリゴン面倒れ成分により、レーザ光の実際の走査位置が所望の走査位置より上流側にずれた場合を図５を参照して説明する。
【００２４】
図５は、本実施の形態に係るセンサ１４、４つの半導体レーザＡ〜Ｄ（マルチ半導体レーザ３）及び感光ドラム１７とレーザ光の走査位置の関係及び各半導体レーザの点灯制御信号を説明する図で、図２に対応しているが、図２とは異なり、レーザ光が副走査方向の上側にずれている場合を示している。
【００２５】
半導体レーザＡから順に半導体レーザＤまでＡＰＣ制御をした後、基準となる半導体レーザＡを点灯させた時に、センサ１４で検出された走査幅が「ｂ」（ｂ＞ａ）で、初期値「ａ」より大きかった場合を示している。
【００２６】
ここで図５より、ｔａｎθ＝ａ／ｙ＝ｂ／（ｙ＋Δｙ）より、ずれ量Δｙは、Δｙ＝（ｂ−ａ）×ｙ／ａ＝（ｂ−ａ）／ｔａｎθで表される。
【００２７】
従って、実際の走査位置は、所望の走査位置より「（ｂ−ａ）／ｔａｎθ」だけ副走査方向の上側にずれていることがわかる。この演算結果に基づいて、重ね合わせの潜像中心は、（ｂ−ａ）／ｔａｎθだけ、副走査方向の下側にずらせばよいことが判る。
【００２８】
光量制御回路１９は、このずらし量Δｙと、各レーザの光量をテーブルとして持ち、図５に示す各レーザ光量の配分変更区間で各光量を決定する。図５では、例えば半導体レーザＡの光量を「１」、半導体レーザＢの光量を「２」、半導体レーザＣの光量を「４」、半導体レーザＤの光量を「３」としている。
【００２９】
図６は、こうして各半導体レーザよりのレーザ光量が制御されることにより、感光ドラム１７上のドット形成位置が補正される状態を説明する図である。
【００３０】
図６によれば、細線に示すような各レーザ光による静電潜像が得られ、これらが重ね合わさることにより太線のような静電潜像が得られる。この例では、静電潜像が一番深い個所がレーザ光の副走査方向の中心（ＢとＣの中間）より少し下方に位置しているため、同図の右に示すように実際の走査ライン位置より少し下側に補正された主走査ライン位置にドットを形成することができる。
【００３１】
尚、実際の走査位置が、所望の副走査位置より下流側にずれた場合も同様にして、静電潜像が一番深い個所がレーザ光の副走査方向の中心より少し上側に位置するように、各レーザ光量の配分変更区間で各光量を決定すればよい。
【００３２】
図７は、本実施の形態に係る光量制御回路１９の構成を中心に、マルチ半導体レーザ３の各半導体レーザの発光光量を制御する構成を示すブロック図である。
【００３３】
ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７０１に記憶されている制御プログラムに従って、この光量制御回路１９の動作を制御している。ＲＡＭ７０２は、このＣＰＵ７００の制御処理時に各種データを一時記憶するためのワークエリアとして使用される。パルス幅検出回路７０３は、センサ１４で検出された信号のパルス幅を検出してＣＰＵ７００に通知する。光量配分テーブル７０４は、図２及び図５に示すように、副走査方向のレーザ光の走査位置（基準位置とのずれ量）に応じて、半導体レーザＡ〜Ｄのそれぞれの発光光量を定めるためのデータを記憶している。
【００３４】
このような構成において、センサ１４により検出されたパルス幅に応じて、副走査方向におけるレーザ光の走査位置と、基準位置との差分を求める。そしてその差分量に応じて、光量配分テーブル７０４を参照し、各半導体レーザの発光光量を制御するようにレーザ駆動回路２０に指示する。
【００３５】
図８は、この実施の形態に係る光量制御回路１９のＣＰＵ７００による処理を説明するフローチャートである。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ７０１に記憶されており、ＣＰＵ７００の制御の下に実行される。
【００３６】
まずステップＳ１で、基準となる半導体レーザ（前述の例では半導体レーザＡ）を発光駆動する。次にステップＳ２に進み、センサ１４で検出され、パルス幅検出回路７０３で検出されたレーザ光のパルス幅情報を入力する。次にステップＳ３に進み、そのパルス幅（ｂ）が基準となるパルス幅（ａ）に等しいかどうかを判定する。等しければ（ａ＝ｂであれば）副走査方向の位置ずれが発生していないのでステップＳ９に進むが、等しくないときはステップＳ４に進み、そのレーザ光の走査位置が上側にずれているか、或は下側にずれているかを判別する。上側にずれている（ｂ＞ａ）場合はステップＳ５に進み、上側にずれていることを示すフラグをオンにする。一方、下側にずれている（ｂ＜ａ）場合はステップＳ６に進み、下側にずれていることを示すフラグをオンにする。尚、これらフラグはＲＡＭ７０２に設けられている。そしてステップＳ７で、前述の式（｜ｂ−ａ｜／ｔａｎθ）に基づいてずれ量を計算する。次にステップＳ８で、ステップＳ７で求めたずれ量と、ステップＳ５又はＳ６でセットされたＲＡＭ７０２のフラグの値に基づいて、光量配分テーブル７０４を参照し、各半導体レーザの光量配分を決定する。よって、これ以降は、この各半導体レーザへの光量配分に基づいてレーザ駆動回路２０により、各半導体レーザが駆動されることになる。
【００３７】
図９は、本実施の形態に係る光量配分テーブル７０４のテーブルデータ例を説明する図である。図において、ずれ量は、（｜ｂ−ａ｜／ｔａｎθ）に基づいて計算された値を基に、画素幅に対してどの程度ずれているかを大まかな値で示している。Ａ〜Ｄは、マルチ半導体レーザの半導体レーザＡ〜Ｄに対応しており、各半導体レーザの光量配分は前述の実施の形態のように、トータル光量が「１０」となる場合で表している。またずれ量の上側、下側は、理想的な走査線に対して上側、或は下側のいずれ側にずれているかを示している。
【００３８】
図９によれば、ずれ量が「０」の場合は、前述の図２に示すように各半導体レーザの光量が設定される。また図５に示すように、レーザ光の副走査位置が数分の１画素分上側にずれている場合は、各半導体レーザの光量配分は、副走査方向の上側に位置している半導体レーザＡから順に１，２，４，３に設定されている。尚、この図９に示す値、及びテーブルの構成はあくまでも一例であり、本願発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
このようにレーザ光の副走査方向の走査ラインの位置ずれ量に応じて、複数の半導体レーザのそれぞれの光量を調整することにより、感光ドラム１７上に形成される静電潜像のドットの中心を上方向、或は下方向にずらすことにより、半導体レーザから照射されるレーザ光の副走査方向の位置ずれを補正できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置（レーザプリンタ）における光学走査部の主要構成を説明するブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るセンサ、マルチ半導体レーザ３及び感光ドラムとレーザ光の走査位置の関係及び各半導体レーザの点灯制御信号を説明する図である。
【図３】４つのレーザ光が重ね合わさった場合に、感光ドラム上に形成される静電潜像を説明する図である。
【図４】センサの他の形態を示す図で、斜めに配置されたＣＣＤセンサを用いて、４つのレーザ光の副走査方向の位置ずれを計測する例を説明する図である。
【図５】本実施の形態に係るセンサ、マルチ半導体レーザ及び感光ドラムとレーザ光の走査位置の関係及び各半導体レーザの点灯制御信号を説明する図である。
【図６】本実施の形態において、各半導体レーザよりのレーザ光量を制御することによりドット形成位置が補正される状態を説明する図である。
【図７】本実施の形態に係る光量制御回路の構成を中心に、マルチ半導体レーザの各半導体レーザの発光光量を制御する構成を示すブロック図である。
【図８】この実施の形態に係る光量制御回路のＣＰＵによる処理を説明するフローチャートである。
【図９】本実施の形態に係る光量配分テーブルのテーブルデータ例を説明する図である。
【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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