(57)【要約】【課題】  小型、低コストで、モノクロ画像形成モードにおける高生産性を実現でき、かつモード切り替えによる遷移時間を最小化できるとともに画質安定性に優れた画像形成装置と、解像度切り替えと結像特性を両立できる光走査装置の提供を課題とする。【解決手段】  発光点５０が二次元配置された単一の光源２０から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面１６に導き、各被走査面１６を複数本の光ビームで走査する光走査装置１２と、それを備えた画像形成装置１０であって、光源２０が、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて被走査面１６と同数配列されて構成されるとともに、画像形成プロセススピードの切り替えに応じて発光点群が所定部位を中心に回転することにより書き込み解像度を変更可能に構成され、画像形成プロセススピードを増加させるときには、書き込み解像度を低下させるモード切替手段を有する。【選択図】          図５
2006192653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置を備えた画像形成装置において、
前記光源は、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、画像形成プロセススピードの切り替えに応じて前記発光点群が所定部位を中心に回転することにより書き込み解像度を変更可能に構成され、
前記画像形成プロセススピードを増加させるときには、前記書き込み解像度を低下させるモード切替手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記書き込み解像度を低下させる低解像度モードは１２００ｄｐｉ以上のモノクロ画像形成モードであり、前記書き込み解像度を低下させない高解像度モードは２４００ｄｐｉ以上のフルカラー画像形成モードであって、画像データのアドレス補正によりカラーレジストレーション補正を行う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】
前記書き込み解像度を低下させるときには、前記被走査面を走査する光ビームの本数が低減されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モード切替手段は、
（ＰＳ２／ＰＳ１）×（ｄｐｉ２／ｄｐｉ１）＝（Ｌ１／Ｌ２）
ＰＳ：画像形成プロセススピード、ｄｐｉ：書き込み解像度、Ｌ：ビーム本数
なる関係を満足するようにパラメーターが変更される構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記モード切替手段の切り替えに応じて、前記光走査装置の露光量を切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置において、
前記光源は、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、光軸から最も遠い発光点群がブラック色対応の発光点群とされ、モノクロ画像形成モードでは、該発光点群のうち最も光軸に近い発光点を中心に光軸から離れる方向に回転することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置において、
前記光源は、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、モノクロ画像形成モードでは、ブラック色対応発光群のうち、主走査方向の中央又は中央に最も近い発光点を中心に回転することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
回転する発光点群のうち、回転の中心から離れた側の発光点を消灯して光ビームの本数を低減させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
回転の中心に一致又は最も近い発光点により同期検知を行うことを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置と、この光走査装置を実装したフルカラー画像形成装置に関し、更に詳しくは、画像形成モードに応じて、書き込み解像度が変更されるとき、モード切り替えパラメーターを適宜選択することで、モノクロ画像形成モードの画像形成プロセススピードを拡張できる画像形成装置及び光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザープリンターやデジタル複合機の高性能化が望まれており、画像形成装置の高速化、高解像度化が進んでいる。例えば、レーザー光源から射出された光ビームを、ポリゴンミラー等の偏向器により偏向して、感光体上に走査させる光走査装置の高性能化手段としては、ポリゴンミラーの高速化、光源のマルチビーム化などがあるが、これらの性能向上には限界があり、高速化と高解像度化を両立するのは困難であった。このため、低速モードでの高解像出力や、低解像度での高速出力という出力性能のトレードオフにならざるを得なかった。
【０００３】
しかしながら、近年では、発光点を二次元配置可能な面発光レーザー技術の開発により、３０本クラスの光ビームを射出可能なマルチビーム光源が実用化され、高速化と高解像度化の両立、例えば２４００ｄｐｉで毎分１００枚の出力に対応可能な光走査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、フルカラー画像の生産性向上を目的として、複数の画像形成部を直列に配置し、１パスでフルカラー画像を形成する、所謂タンデム型の画像形成装置が開発されている。これは、データ制御部から送られたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像データにより、４つの感光体を独立に露光、現像した後、中間転写ベルト上に逐次一次転写し、中間転写ベルト上に作成された多重転写像を二次転写位置にて用紙に一括転写し、最後に定着装置により用紙上に定着する構成になっている。
【０００５】
このタンデム型の画像形成装置に使用される光走査装置としては、画像形成部と同数の光走査装置を並列配置するものと、単一の光走査装置で複数の感光体を露光するもの（以下「１ＢＯＸタイプ」という）があり、画像形成装置の小型化には、複数色の走査光学系光路が同一空間を共有できる１ＢＯＸタイプが有利である。
【０００６】
１ＢＯＸタイプの光走査装置は種々提案されているが、単一の偏向器を用いるものが多く、対向する偏向面で双方向に走査するもの（例えば、特許文献２参照）と、単一の偏向面で全ての光ビームを同一方向に走査するもの（例えば、特許文献３参照）が、代表的である。
【０００７】
単一の偏向面で同一方向に走査する１ＢＯＸタイプの光走査装置は、偏向器に加えて走査光学系も複数のビームで共有できるので、複数ビーム間の変動差が小さくなり、画像上のカラーレジストレーションを高精度に維持できる利点がある。また、１列配置されたレーザーアレイで光源を構成し、その光源から走査光学系までを共通構成とするものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
ところで、小型で低コスト化に適した１ＢＯＸタイプの光走査装置の光源としては、高速・高解像化適性に優れた二次元配置のマルチビームを適用することが考えられている。図１２は、本出願人が先に出願した光走査装置の一例である。
【０００９】
光源１００は３２本の光ビームを射出する面発光レーザーであり、８本ずつの４群として構成されている。単一の光源１００から射出された光ビームは、単一の偏向器１０２の同一偏向面１０２Ａで反射偏向され、共通のレンズ１０４を通過した後、光ビームを選択的に反射する平面ミラー１０６により光路分割され、複数の感光体１０８をそれぞれ８本の光ビームで走査する。
【００１０】
ここで、走査ビーム本数と画像形成装置の出力スピード（画像形成プロセススピード）の関係を説明する。３２本の光ビームを全て同一の感光体１０８に導いて同時走査する場合、
光走査装置パラメーター…（１）
結像光学系の焦点距離：３３２ｍｍ
ポリゴンミラーの反射面：６面
書き込み解像度：２４００ｄｐｉ
とすると、一例として、
光走査装置仕様…（１）
画像形成プロセススピード：４６０ｍｍ／ｓ
ポリゴンモーターの回転数：１３，５８３ｒｐｍ
ビデオレート：８９．２ＭＨｚ
のパラメーターを選択すると、高速機に適用可能な１００枚／分クラスの出力が可能となる。
【００１１】
これに対し、３２本の光ビームを４分割し、それぞれの感光体を８本の光ビームで走査する場合は、
光走査装置仕様…（２）
画像形成プロセススピード：２２０ｍｍ／ｓ
ポリゴンモーターの回転数：２５，９８４ｒｐｍ
ビデオレート：１７０．７ＭＨｚ
の構成を採れば、４５枚／分での画像出力が可能である。これは中速機の出力スピードに相当し、このスピードでフルカラー画像を出力できれば、プリンターとしての使用も含め、オフィス用途としては充分である。
【００１２】
また更に、オフィスに設置されるカラー機は、モノクロ画像の出力頻度が高いため、フルカラー画像形成速度に対し、モノクロ画像形成速度を増速したものが多く実用化されている。
【００１３】
しかしながら、上記した光走査装置仕様（２）の場合、単一の感光体１０８を走査する光ビームが８本のまま、出力スピードを増加させるようにすると、ポリゴンモーターの回転数、ビデオレート（画像書き込みの変調周波数）が限界を超えてしまう。つまり、信頼性も考慮したそれぞれの限界値は、概ね３０，０００ｒｐｍ、２００ＭＨｚであるから、上記したパラメーター（１）に８本のビームを適用すると、その出力スピードは２５０ｍｍ／ｓ程度が限界となり、大幅な画像出力スピードの向上は期待できない。
【００１４】
画像出力スピードの向上策としては、書き込み用光ビームの本数の増加（発光点の増加）、結像光学系の短焦点距離化、ポリゴンミラーの面数増加が考えられるが、それぞれ主走査方向の光束幅拡大による光学系の大型化、単光路化による光路レイアウトの自由度の低下、ポリゴンミラーの大口径化によるポリゴンモーターへの負荷増加（信頼性の低下）という問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２１５４２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４６５５号公報
【特許文献３】特開２００１−４９４８号公報
【特許文献４】特開平６−２８６２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明は、以上のような問題点に鑑み、発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数の光ビームで走査する１ＢＯＸタイプの光走査装置を搭載し、小型、低コストで、モノクロ画像形成モードにおける高生産性を実現でき、更には、モード切り替えによる遷移時間を最小化できるとともに画質安定性に優れた画像形成装置を提供することを第１の目的とする。そして、解像度切り替えと結像特性を両立できる光走査装置の提供を第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記した第１の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置を備えた画像形成装置において、前記光源が、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、画像形成プロセススピードの切り替えに応じて前記発光点群が所定部位を中心に回転することにより書き込み解像度を変更可能に構成され、前記画像形成プロセススピードを増加させるときには、前記書き込み解像度を低下させるモード切替手段を有することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記書き込み解像度を低下させる低解像度モードが１２００ｄｐｉ以上のモノクロ画像形成モードであり、前記書き込み解像度を低下させない高解像度モードが２４００ｄｐｉ以上のフルカラー画像形成モードであって、画像データのアドレス補正によりカラーレジストレーション補正を行うことを特徴としている。
【００１８】
ここで、請求項１及び請求項２に記載の発明の作用を説明する。フルカラー画像形成モードにおける解像度の用途は、画質設計自由度向上による高画質化と、画像データのアドレス補正によるカラーレジストレーション補正である。特にカラーレジストレーション補正においては、低解像度で画像データのアドレス補正を実施すると、画像筋という二次障害が発生するため、２４００ｄｐｉによる１０μｍ単位でのデータ補正が必須となる。
【００１９】
一方、モノクロ画像形成モードでは、カラーレジストレーション補正を行わないため、画像データのアドレス補正分解能は不要である。また、グラフィック画像出力における斜め線の再現性は、６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉでは差が認識されるが、１２００ｄｐｉと２４００ｄｐｉでは、ほとんど差を認識できない。
【００２０】
したがって、モノクロ画像形成モードでは、１２００ｄｐｉ以上、フルカラー画像形成モードでは、２４００ｄｐｉ以上とすることにより、それぞれの目標画質を達成できる。このように、面発光レーザーによるマルチビーム光源を用いた光走査装置では、従来の６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉの切り替えのような性能のトレードオフを伴わないで、生産性の要求が高いモノクロ画像形成モードの画像形成プロセススピードの向上を実現することができる。
【００２１】
更に、ここで、モード切り替えに必要な発光点配列について説明する。図４は光走査装置における光源の発光点配置を示した説明図である。主走査方向に１列に配列された発光点は、副走査方向に距離Ｓ２を隔てて４色分配置されている。各色に対応する発光点は、斜め横方向に１列で配置されているので、発光点を回転させれば、副走査方向の発光点ピッチが変化し、被走査面上の書き込み密度が変化する。各色の発光点をマトリックス配列すれば、主走査方向の光束幅を狭められるが、回転により列間が不等間隔ピッチになってしまう。そのため、各色に対応する発光点を１列に配列することが必要となっている。
【００２２】
また、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記書き込み解像度を低下させるときには、前記被走査面を走査する光ビームの本数が低減されることを特徴としている。
【００２３】
ここで、請求項３に記載の発明の作用を説明する。発光点を回転させて低解像度に移行する場合、発光点のピッチが広がるので、光路途中で光束群が占めるスペースも拡大され、空間的に光路分割する１ＢＯＸタイプの光走査装置では、隣接色光路への光ビームの回り込みによる画質ディフェクトが発生する懸念がある。
【００２４】
図６は発光点の回転による副走査方向の発光点占有幅Ｈの変化を示した説明図である。光ビームが８本の場合、２４００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに解像度を切り替える際、その光ビームの本数を変化させずに発光点を回転させると、発光点の占有幅Ｈは２倍になる。これに対し、低解像度への移行時に端の２本を消灯して６本の光ビームで画像形成を行えば、６本の光ビーム（発光点群）が占有する占有幅Ｈの拡大率は約４３％の増加に抑制される。このように、解像度と走査ビーム本数の変更を適宜組み合わせることで、画質ディフェクトの懸念なく複数のモードに対応可能となり、光走査装置及び画像形成装置の適用範囲を実質的に拡張することができる。
【００２５】
また、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の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記モード切替手段が、
（ＰＳ２／ＰＳ１）×（ｄｐｉ２／ｄｐｉ１）＝（Ｌ１／Ｌ２）…（１）
ＰＳ：画像形成プロセススピード、ｄｐｉ：書き込み解像度、Ｌ：ビーム本数
なる関係を満足するようにパラメーターが変更される構成であることを特徴としている。
【００２６】
ここで、請求項４に記載の発明の作用を説明する。画像形成装置の解像度は、画像形成プロセススピード、ビーム本数、ポリゴンモーターの回転数で決まる。したがって、解像度とビーム本数を決めると、画像形成装置の生産性から決まる画像形成プロセススピードにより、ポリゴンモーターの回転数が決定される。
【００２７】
例えば、上記した光走査装置仕様（２）において、モノクロ画像形成モードの画像形成プロセススピードを１．５倍（３３０ｍｍ／ｓ）、解像度を１２００ｄｐｉにすると、ポリゴンモーターの回転数は１９，４８８ｒｐｍとなる。これは、フルカラー画像形成モードでの回転数２５，９８４ｒｐｍよりも回転数が下がるので、信頼性や騒音、振動の点では有利であるが、ポリゴンモーターの回転数切り替えによる遷移時間が必要となる問題がある。
【００２８】
そして更に、ポリゴンモーターの回転特性を２つの回転数で最適化するのは難しいという問題がある。回転特性を最適化できないと、ジッター、ハンティング等の回転特性が不安定になる場合がある。そこで、上記（１）式に従ってパラメーターを切り替えれば、ポリゴンモーターの回転数を変更することなく、モード切り替えを実行することができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記モード切替手段の切り替えに応じて、前記光走査装置の露光量を切り替えることを特徴としている。
【００３０】
画像形成モードを切り替えると、単位面積当たりの露光エネルギーが変化する。したがって、請求項５に記載の発明では、光走査装置の射出光量を変更する（露光量を切り替える）ことにより、これを補正できるようにしている。
【００３１】
また、上記した第２の目的を達成するために、本発明に係る請求項６に記載の光走査装置は、発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置において、前記光源が、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、光軸から最も遠い発光点群がブラック色対応の発光点群とされ、モノクロ画像形成モードでは、該発光点群のうち最も光軸に近い発光点を中心に光軸から離れる方向に回転することを特徴としている。
【００３２】
請求項６に記載の発明では、発光点を回転させて発光点ピッチを変更し、画像書き込み密度を切り替える。発光点を回転させたときの副走査方向光束幅の広がりによる隣接色光路への光ビームの回り込みを回避するため、一方向にのみ隣接色光路を有し、かつ光軸から最も遠い発光点群をブラック色としている。なお、発光点の回転方向は、発光点群の回転による光束幅の広がりが隣接色光路に回り込まない方向、即ち光軸から離れる方向である。
【００３３】
また、本発明に係る請求項７に記載の光走査装置は、発光点が二次元配置された単一の光源から射出した光ビームを光路分割して複数の被走査面に導き、各被走査面を複数本の光ビームで走査する光走査装置において、前記光源が、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて前記被走査面と同数配列されて構成されるとともに、モノクロ画像形成モードでは、ブラック色対応発光群のうち、主走査方向の中央又は中央に最も近い発光点を中心に回転することを特徴としている。
【００３４】
請求項７に記載の発明では、発光点を回転させて発光点ピッチを変更し、画像書き込み密度を切り替える。発光点を回転させたときの副走査方向光束幅の広がりによる隣接色光路への光ビームの回り込みを回避するため、隣接色光路への回り込みが最小となるように、回転による光束幅の広がりを両側に振り分けている。
【００３５】
また、請求項８に記載の光走査装置は、請求項６又は請求項７に記載の光走査装置において、回転する発光点群のうち、回転の中心から離れた側の発光点を消灯して光ビームの本数を低減させることを特徴としている。
【００３６】
請求項８に記載の発明では、回転により隣接色側に光路が移動する発光点（光ビーム）を消灯することで、隣接色光路への回り込みを回避することができる。
【００３７】
更に、請求項９に記載の光走査装置は、請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の光走査装置において、回転の中心に一致又は最も近い発光点により同期検知を行うことを特徴としている。
【００３８】
請求項９に記載の発明では、回転による光路変化が最小となる光ビームを同期検知用ビームとすることで、回転による基準変動を起こさないようにできる。したがって、画像位置のずれを引き起こさないようにできる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、１ＢＯＸタイプの光走査装置を搭載した画像形成装置において、小型、低コストで、モノクロ画像形成モードの高生産性を実現することができる。また、解像度切り替えと結像特性を両立できる光走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の最良な実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置１０の構成を示す概略側面図であり、図２は本発明に係る光走査装置１２の概略斜視図、図３は本発明に係る光走査装置１２の副走査方向における光路展開図である。なお、この画像形成装置１０は、画像形成部１４を垂直方向に４つ直列に配置したタンデム型の画像形成装置である。
【００４１】
図２、図３で示すように、発光点が二次元配列された面発光レーザーで構成されたマルチビーム光源２０から射出された複数の光ビームは、コリメーターレンズ２２により平行光とされ、コリメーターレンズ２２の焦点位置に配置されたアパチャー２４によりビーム形状を整形される。そして、アパチャー２４を通過した光ビームは、シリンドリカルレンズ２６により収束ビームとされ、ポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａ上に線状結像される。
【００４２】
６面で構成されたポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａにより偏向された光ビームは、２枚組のｆθレンズ（第１の結像素子）３０により等速度走査特性を与えられた後、スプリッターミラー３２により２方向（上下方向）に光路分割される。光路分割された各２本の光ビームは、折り返しミラー３４により選択的に反射されることで、光路分割位置Ｎで再度光路分割される。
【００４３】
光路分割された４群の光ビームは、それぞれの光路上に独立して配置されたシリンドリカルミラー３６（第２の結像素子）により反射結像され、感光体１６上を走査する。なお、４群の光ビームは、図３で示すように、シリンドリカルレンズ２６により偏向面２８Ａを通過後に交差させられ、この交差点以降は光路間の間隙が広がるようになっている。
【００４４】
また、偏向面２８Ａと感光体１６は共役結像関係にあり、ポリゴンミラー２８の面倒れを補正する光学系を構成している。更に、図３ではマルチビーム光源２０から４本の光ビームが射出された状態を示しているが、これは、主走査方向に１列に配列された発光点群が副走査方向に距離を隔てて感光体と同数配列されている光ビームの各発光点群を代表しており、近接した複数の光ビームが存在する。
【００４５】
こうして、光走査装置１２は、６面で構成された単一のポリゴンミラー２８の偏向面２８Ａにより、マルチビーム光源２０から入射された複数の光ビームを偏向反射し、スプリッターミラー３２や折り返しミラー３４等によって光路分割して、４つの感光体１６上を走査、露光するが、この光ビームは、画像信号により変調された光ビームである。
【００４６】
したがって、この光ビームにより、帯電器（図示省略）によって帯電された感光体１６が露光されることにより、その表面に潜像が形成される。感光体１６上に形成された潜像は、現像器１８により可視像とされた後、中間転写ベルト４０上に一次転写される。そして、４つの（各色の）画像形成部１４により、逐次一次転写された多重転写像は、二次転写ポイントＡで、用紙トレイ４２から送り出された用紙Ｐ上に二次転写され、定着器４４により定着像とされて、排紙トレイ４６上へ排出される（図１参照）。
【００４７】
ここで、光走査装置１２のマルチビーム光源２０は、図４で示すように、主走査方向（矢印Ｔで示す）に１列に配列された発光点群が副走査方向（矢印Ｓで示す）に距離を隔てて感光体１６と同数配列されている面発光レーザー５２を有しており、例えば副走査方向の距離Ｓ１の範囲に、主走査方向に延びた８つの発光点５０が１列に配置されている。そして、同様の配列が副走査方向に距離Ｓ２を隔てて４群配列されている。この４群は、フルカラー画像形成時のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成部１４に対応している。
【００４８】
なお、発光点５０の主走査方向の並び数である「８」は、オフィスで使用され、小型、低コスト化と生産性の両立を要求される中速度の画像形成装置において、２４００ｄｐｉ画像を出力するために必要な本数である。したがって、光ビームの本数は８本に限定されるものではないが、光ビームの本数を増やすと、信号処理の本数が増えるとともに、光学系において、光束幅が主走査方向に広がって、走査光学系を構成する光学部品、特にポリゴンミラー２８が大型化する問題が生じる。
【００４９】
また、各群を１列に配列しているのは、後述するように、マルチビーム光源２０（面発光レーザー５２）が回転しても、各色ごとの副走査方向の発光点ピッチを均一に保つためである。例えば、１群を２行で構成すると、マルチビーム光源２０（面発光レーザー５２）の回転により、隣接ピッチが部分的に不等間隔になってしまうからである。
【００５０】
以上のような構成の画像形成装置１０において、次に本発明に係る第１実施例を説明する。図５はマルチビーム光源２０を、第４群であるブラック（Ｋ）の左端の発光点５０ＫＬを中心に回転させた状態を示す説明図である。なお、各発光点５０は、走査光学系の光軸４８回りに配置されている。
【００５１】
図５で示す黒い点はフルカラー画像形成モード（高解像度モード）での発光点配置を示し、白い点はモノクロ画像形成モード（低解像度モード）での発光点配置を示しており、発光点５０全体を図示の時計方向（矢印Ｂ方向）に回転させることにより、モード切り替えする。回転の中心は、上記したように、第４群であるブラック（Ｋ）の左端の発光点５０ＫＬであり、その発光点５０ＫＬを選択した理由は、回転による隣接色光路への回り込みを回避するためと、モード切り替えによる光路位置変動と回転角度を最小にするためである。
【００５２】
例えば、第４群であるブラック（Ｋ）の右端の発光点５０ＫＲを中心に隣接色光路を持たない方向に回転する場合は、水平状態を通過して、更に回転しなければならず、モード切り替え前後で光路位置が大きく異なってしまう。つまり、第４群であるブラック（Ｋ）の外側には隣接色光路がなく、回り込みがないとしても、光学系を不必要に大きくしなければならず、光軸４８からの離れ量も大きくなって、収差による結像特性劣化も発生するため、望ましくない。
【００５３】
したがって、光軸４８から最も遠い発光点群をブラック（Ｋ）色対応の発光点群とし、モノクロ画像形成モードでは、その発光点群のうち最も光軸４８に近い発光点を中心に光軸４８から離れる方向に回転することが必要となる。
【００５４】
また、この回転により、第１群であるイエロー（Ｙ）は、右端側の２つの発光点５０ＹＲが、隣接する第２群であるマゼンタ（Ｍ）の光路に入ってしまい、この状態で画像形成すると、イエロー（Ｙ）の画像情報がマゼンタ（Ｍ）で画像形成されてしまう。したがって、回転による隣接色光路への回り込みを回避するため、一部の光ビーム（発光点５０）を消灯させることが有効となる。つまり、図６で示すように、発光点５０を回転した状態で、回転中心から遠い発光点５０Ｒを消灯することで、モード切り替え前後で光路位置の共通範囲を広げることができ、光学特性の変動を抑制することができる。
【００５５】
以上を考慮したモード切り替えの数値例を下記に示す。
フルカラー画像形成モード
画像データのアドレス補正：ＯＮ
画像形成プロセススピード： ２２０ｍｍ／ｓ
書き込み解像度：２４００ｄｐｉ
ポリゴンミラー：６面
書き込みビーム数：８本
ポリゴンモーターの回転数：２５，９８４ｒｐｍ
ビデオレート：１７０．７ＭＨｚ
【００５６】
モノクロ画像形成モード
画像データのアドレス補正：ＯＦＦ
画像形成プロセススピード：３３０ｍｍ／ｓ
書き込み解像度：１２００ｄｐｉ
ポリゴンミラー：６面
書き込みビーム数：６本
ポリゴンモーターの回転数：２５，９８４ｒｐｍ
ビデオレート：８５．４ＭＨｚ
【００５７】
ここで、モード切り替え前後でのポリゴンモーターの回転数は一定である。これは、
（ＰＳ２／ＰＳ１）×（ｄｐｉ２／ｄｐｉ１）＝（Ｌ１／Ｌ２）…（１）
ＰＳ：画像形成プロセススピード、ｄｐｉ：書き込み解像度、Ｌ：ビーム本数
の関係を満たすモード切り替えを実施するからである。
【００５８】
なお、全てのパラメーターが（１）式を満足できない場合、ポリゴンモーターの回転数の変更が必要となるが、できる限り（１）式に近いパラメーターを選択することで、その変更時間は短縮される。また、これにより、複数モードでの使用回転数が近づくことになるので、ポリゴンモーターの回転特性を最適化することが容易になり、ジッター、ハンティング等の回転特性を安定させることができる。
【００５９】
また、パラメーターの変更により単位面積当たりの露光量（露光エネルギー）が変化するため、光走査装置１２の露光量（露光エネルギー）、即ちマルチビーム光源２０の射出光量を変更する必要がある。上記実施例におけるモノクロ画像形成モードでは、フルカラー画像形成モードの４倍の光量を射出すればよいことになる。
【００６０】
次に、画像データのアドレス補正によるカラーレジストレーション補正について説明する。図７は画像データのアドレス補正によるレジストレーション補正の説明図である。光走査装置１２又は画像形成装置１０にメカニカルな歪みがあると、正常な画像データを送信しても、出力される画像に歪みを生じる。図７（Ａ）はスキューが発生した場合を示している。
【００６１】
従来の画像形成装置では、この歪みを検出し、例えば光走査装置内部のミラーの姿勢を調整することにより、その出力画像を補正していた。このようなメカニカル補正は、調整機構が必要であり、かつ、その調整に時間が掛かるため、画像形成装置を停止してから調整モードに入らないとならない等の問題がある。したがって、予め画像データを逆補正して、光走査装置にデータ転送することが従来より考えられていた。
【００６２】
しかしながら、この場合、画像出力解像度が低いと（例えば６００ｄｐｉであると）、補正段差が目につき、画像筋が発生するという二次障害が起きる。しかし、面発光レーザー５２によるマルチビーム光源２０が実用化され、２４００ｄｐｉでの画像形成装置１０が実用化されたことにより、１０μｍ単位での画像データ補正が可能となり、画像筋の問題が解決されるようになった。図７（Ｂ）は、２４００ｄｐｉでの画像データ補正の概念を示しており、出力画像の歪みを検出し、画素位置を逆補正して光走査装置１２に送信することで、補正された画像が出力されることを示している。
【００６３】
また、ここでは説明の便宜上、単色での補正概念を説明したが、タンデム型の画像形成装置１０では、中間転写ベルト４０上の多色テストパッチを読み取って、カラーレジストレーションのずれを検知し、各色の画像データを適宜補正することで、カラーレジストレーションずれのないフルカラー画像を出力することができる。この場合のデータ補正の概念も図７で示した通りである。
【００６４】
また、図８は発光点５０の回転を行うマルチビーム光源２０を含む光源ユニットの内部構造を示す主走査方向における概略断面図である。マルチビーム光源２０は、パッケージ５４内に面発光レーザー５２を実装・封止して構成されており、レーザー駆動基板５６上に実装されている。そして、図９で示すように、ブラケット５８に設けられた３点の突起６０にパッケージ５４の表面を突き当てて位置決めされた状態で、スペーサー６２を介してブラケット５８にスクリュー６４により固定されている。
【００６５】
ブラケット５８の先端には円筒部５８Ａが設けられ、その外周面にボールベアリング６６の内周面が圧入されている。そして、ボールベアリング６６の外周面には位置決め部材６８が圧入されている。ブラケット５８の先端には、コリメーターホルダー７０を介して、コリメーターレンズ２２が光軸方向に調整可能に取り付けられている。この構成により、位置決め部材６８に対して、ブラケット５８、即ちブラケット５８に取り付けられたマルチビーム光源２０が回動可能となっている。
【００６６】
なお、光源ユニットの組立工程では、スクリュー６４を仮止めした状態で、位置決め部材６８を治具に取り付け、回転中心となる発光点５０が、ブラケット５８の回転時において移動しない位置になるように、マルチビーム光源２０を実装したレーザー駆動基板５６を調整して固定する。
【００６７】
そして、このような光源ユニットを、光走査装置１２の筐体７２にスクリュー７４により固定する。この取付工程においては、アパチャー２４以降の光ビームの光路が所望の位置を通るように、筐体７２と光源ユニットのＸ方向及びＹ方向における相対位置の調整を行い、スクリュー７４により固定すればよい。
【００６８】
次に、マルチビーム光源２０を回転させる構成について説明する。図１０はマルチビーム光源２０の回転機構を示す説明図であり、光走査装置１２の筐体７２に取り付けられている各部を、マルチビーム光源２０及びレーザー駆動基板５６を取り除いて背面側から見た状態を示している（マルチビーム光源２０及びレーザー駆動基板５６は２点鎖線で示す）。
【００６９】
この図１０で示すように、ブラケット５８は、位置決め部材６８に対して回動可能に取り付けられており、ブラケット５８に一体構造で設けられた鍔部７６が、引っ張りコイルスプリング７８によりステッピングモーター８０の軸８２の先端に当接している。したがって、ステッピングモーター８０が回転すると、軸８２の内部に設けられたスクリュー（図示省略）により回転運動が直線運動に変換されて軸８２の先端が出入し、ブラケット５８が回転（回動）する構成である。
【００７０】
なお、光走査装置１２の書き出し位置を制御する同期検知には、発光点群の回転中心に一致又は最も近い光ビーム（発光点５０）を使用することが望ましい。これによれば、同期検知を行う光学系上での光路の変動が生じないので、モード切り替えの度に書き出し位置を補正する必要がない。
【００７１】
次に、本発明に係る第２実施例を説明する。図１１で示すように、この第２実施例では、両側に隣接発光点群を有する第２群であるマゼンタ（Ｍ）の発光点列を回転させていること、及び主走査方向の中央部を回転中心としていることが、第１実施例とは異なっている。
【００７２】
この第２実施例では、図示するように、発光点群の回転による副走査方向への光束幅の広がりを、両側隣接色との間隙Ｄ内に振り分けることによって、隣接色光路への回り込みを回避するようにしている。しかしながら、隣接色との間隙Ｄは僅かであるため、モード切り替え時に、両端の発光点５０Ｌ、５０Ｒ、例えばマゼンタ（Ｍ）の場合は、発光点５０ＭＬ、５０ＭＲを消灯することが、第１実施例に増して有効となる。
【００７３】
また、この第２実施例では、両端の発光点５０Ｌ、５０Ｒを消灯させればよいため、マルチビーム光源２０上のブラック（Ｋ）の位置を任意に選択できる利点がある。例えば、図１で示した画像形成装置１０の場合、モノクロ画像形成モードでの画像出力時間（画像形成動作開始から定着画像排出までの時間）を最短にするには、ブラック（Ｋ）の画像形成パスを最短にする必要があり、よって、ブラック（Ｋ）の画像形成部１４の配置は、４つのうちの１番下側に限定される。
【００７４】
この場合、ブラック（Ｋ）に対応する光走査装置１２におけるマルチビーム光源２０上の発光点５０は、両側を発光点群で挟まれた第３群（図１１でシアン（Ｃ）とされている位置）になるため、第２実施例による回転方法が有効となる。なお、回転中心に、主走査方向中央に最も近い発光点を用いてもよい。これによれば、マルチビーム光源２０の調整において、所定発光点の回転による位置変動を最小にすることができるので、その調整が比較的実行しやすくなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図２】光走査装置の概略斜視図
【図３】光走査装置の副走査方向における光路展開図
【図４】光走査装置における光源の発光点配置を示す説明図
【図５】本発明に係る第１実施例の光源を示す説明図
【図６】発光点の回転による副走査方向の発光点占有幅の変化を示す説明図
【図７】画像データのアドレス補正によるレジストレーション補正の説明図
【図８】光源ユニットの内部構造を示す主走査方向における概略断面図
【図９】光源ユニットの内部構造を示す概略斜視図
【図１０】発光点の回転機構を示す概略背面図
【図１１】本発明に係る第２実施例の光源を示す説明図
【図１２】光走査装置の一例を示す概略斜視図
【符号の説明】
【００７６】
１０  画像形成装置
１２  光走査装置
１４  画像形成部
１６  感光体（被走査面）
１８  現像器
２０  マルチビーム光源
４４  定着器
４８  光軸
５０  発光点
７６  鍔部
８０  ステッピングモーター
【図１】
2006192653.tif 000003
【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】
2006192653.tif 000008
【図７】
2006192653.tif 000009
【図８】
2006192653.tif 000010
【図９】
2006192653.tif 000011
【図１０】
2006192653.tif 000012
【図１１】
2006192653.tif 000013
【図１２】
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