(57)【要約】【課題】レーザープリンタが高精細画像形成を行うようになると、複数のレーザービームのドラムへの照射角度の違いによる画像形成の差異が無視できない。この差異を、ＰＷＭ変調による補正を行うことによって、各レーザービームごとの差異をなくし、高精細の画像形成を行うことができるようにする。【解決手段】複数レーザービームにより複数ラインを走査するマルチビーム画像形成装置において、複数のレーザービームのそれぞれのＰＷＭ出力においてパルス幅を調整する手段と、レーザーのドラムへの照射角度によりＰＷＭ出力においてパルス幅を補正する手段を設け、レーザーの照射角度に各ビームのＰＷＭ出力におけるパルス幅を補正した値に調整することにより、各レーザービーム間の感光体ドラム面における照射角度の違いによる照射面積の差異を補正する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数レーザービームにより複数ラインを走査するマルチビーム画像形成装置において、複数レーザービームのそれぞれのＰＷＭ出力においてパルス幅を調整する手段とレーザーの感光体への照射角度によりＰＷＭ出力においてパルス幅を補正する手段を設け、レーザービームの感光体への照射角度により各レーザービームのＰＷＭ出力におけるパルス幅を補正した値に調整することにより各レーザービームでの感光体上の照射面積の差異を補正することを特徴とするマルチビーム画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数ビームにより複数ラインを走査するマルチビーム画像形成装置、例えばレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術を用いた画像形成装置の分野においては、複数のレーザービームを用いたマルチレーザービームを利用することにより、高速高画質の画像を形成している。
【０００３】
例えば、特許文献１のように、複数のビームを利用して像担持体（感光体ドラム）上を走査することで、レーザーのスポットとして照射して、画像を形成している。しかし、感光体ドラム上での複数レーザーの照射角度の違いによるレーザービーム照射面積の差異による画像への影響については配慮されていなかった。
【０００４】
また、例えば、特許文献２のように、レーザーの走査方向のジッターについての画像への影響について配慮し、高精度な画像形成を行うように、複数レーザービームのジッターを良好に補正する工夫を行っていた。しかし、感光体ドラム上での複数レーザーの照射角度の違いによるレーザービーム照射面積の差異による画像への影響については配慮されていなかった。
【特許文献１】特開平５−２９４００５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようという問題点は、複数レーザーを利用して感光体ドラム上に画像を形成する場合、感光体ドラムへの照射位置により、各レーザー間でレーザー照射面積に差異の発生することである。
【０００６】
すなわち、本発明は、レーザープリンタが高精細画像形成を行うようになると、複数のレーザービームのドラムへの照射角度の違いによる画像形成の差異が無視できないが、この差異を、ＰＷＭ変調による補正を行うことによって、各レーザービームごとの差異をなくし、高精細の画像形成を行うことができるようにするマルチビーム画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマルチビーム画像形成装置は、上記問題点を解決するために、複数レーザービームにより複数ラインを走査するマルチビーム画像形成装置において、複数レーザービームのそれぞれのＰＷＭ出力においてパルス幅を調整する手段とレーザーの感光体への照射角度によりＰＷＭ出力においてパルス幅を補正する手段を設け、レーザービームの感光体への照射角度により各レーザービームのＰＷＭ出力におけるパルス幅を補正した値に調整することにより各レーザービームでの感光体上の照射面積の差異を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上本発明によれば、複数レーザービームにより複数ラインを走査するマルチビーム画像形成装置において、レーザービームの感光体への照射角度により各レーザービームのＰＷＭ出力におけるパルス幅を補正した値に調整することにより、レーザー照射面積の各レーザービーム間での差異が減少して高精細な画像形成が可能となり、特にドット単位でのハーフトーン画像などを画像形成した場合にはより高精細な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について、マルチレーザービームを利用したレーザープリンタの実施例をあげ、図面を参照して本発明の画像形成装置について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の実施例におけるシステム全体の構成図を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、１０１はホストコンピュータであり、プリンタ１０２にＩｎｐｕｔ  Ｉ／Ｆ１０３を介して印刷データを出力する。１０２は前記ホストコンピュータ１０１より入力された画像を印刷するプリンタである。
【００１２】
プリンタ１０２において１０３はプリンタ１０２を制御するコントローラ部であり、１０４は画像を出力するエンジン部である。
【００１３】
コントローラ部１０３において１０５はホストコンピュータ１０１よりデータを受信するＩｎｐｕｔ  Ｉ／Ｆであり、１０６はコントローラ部の制御を行うＣＰＵであり、１０７はＣＰＵ１０６がコントローラ部を制御するためのデータなどを一時記憶するＲＡＭであり、１０８はＣＰＵ１０６によって処理されるプログラムを格納するＲＯＭであり、１０９は各ビームごとにＰＷＭ変調を補正データを記憶するためのＰＷＭ変調調整レジスタであり、１１０は各ビームごとの画像データをＰＷＭ変調調整レジスタ１０９のデータに基づいて調整しながらＰＷＭ変調するＰＷＭ変調部であり、１１１はエンジン部とデータの送受信を行うインターフェイスである。
【００１４】
１１２はエンジン部１０４に画像データを送信する信号線であり、１１３はエンジン部１０４と画像信号を制御するための画像信号制御の信号線であり、１１４はコントローラ部１０３とエンジン部１０４との間で制御信号の送受信を行なうために信号線である。
【００１５】
エンジン部１０４において１１５はコントローラ部とデータの送受信を行うインターフェイスであり、１１６は画像データをレーザ出力部１２０に送信する信号線であり、１１７はエンジン部の制御を行うＣＰＵであり、１１８はエンジン部を制御するための各種データを一時記憶するＲＡＭであり、１１９はＣＰＵ１１７によって処理されるプログラムを格納するＲＯＭであり、１２０は感光体１２１にレーザを照射するレーザ出力部であり、１２１は画像形成するための感光体である。
【００１６】
ＰＷＭ変調データの補正方法を示すために、主走査方向の断面図を図２、副走査方向の断面図を図３に示す。尚、図２、図３は説明の便宜上、４本のビームの内２本のビームを図示している。
【００１７】
図２、図３において２０１は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モータ等の駆動手段（不図示）により図中の矢印の方向に一定速度で回転している。
【００１８】
２０２、２０３は偏向されたレーザを感光体２０４にスポット状に結合させるための光学レンズで例えば、トーリックレンズ、回折光学素子より成る。
【００１９】
２０４は記録媒体としての略円筒形状をした感光体（感光ドラム）である。
【００２０】
２０５はレーザ出力部であり、異なる複数の光源を有している。
【００２１】
２０６はレーザ出力部２０５から出射された複数レーザを平行光にするコリーメーターレンズであり、２０７は副走査方向に所定の屈折力を有しているシリンドリカルレンズである。
【００２２】
２０８は同期検出素子としての光センサであり、感光体２０４面上への画像記録の捜査開始位置のタイミングを調整している。
【００２３】
２０９は同期検出用の補正ミラーであり、後述の折り返しミラー２１１の面倒れを補正している。
【００２４】
２１０は同期検出用のスリットであり感光体２０４面と光学的に等価に配置されており画像の書き出し位置を決めている。
【００２５】
２１１は折り返しミラーであり、感光体２０４面上の捜査開始位置のタイミングを調整するためにレーザを前述の同期検出素子２０８へ反射させている。
【００２６】
尚、同期検出素子２０８、補正ミラー２０９、スリット２１０、折り返しミラー２１１の各要素は、同期位置検出手段（ＢＤ光学系）の一要素を構成している。
【００２７】
２１２ａ、２１３ａはレーザ出力部２０６から出射された２つのレーザをであり、２１２ｂ、２１３ｂはそれぞれの走査線である。
【００２８】
感光体上でのレーザーの照射角度について、図４、図５を用いて詳しく説明する。
【００２９】
４０１は感光体であり、４０２は感光体４０１の半径であり、４０３は後述する感光体４０１上の点Ｔ４１１から後述する第１ビーム４０７までの距離であり、４０４〜４０６は感光体４０１に照射される各ビーム間の距離であり、４０７は第１ビームであり、４０８は第２ビームであり、４０９は第３ビームであり、４１０は第４ビームである。４１１はポリゴンミラーに一番近い感光体４０１上の点Ｔである。
【００３０】
４１２はレーザー４０７の感光体４０１上の照射面ＬＡを示しており、図５に示すように、走査方向とは垂直方向の照射幅は値ＸＡを持つ。
【００３１】
４１３はレーザー４０８の感光体４０１上の照射面ＬＢを示しており、図５に示すように、走査方向とは垂直方向の照射幅は値ＸＢを持つ。
【００３２】
５０１はレーザー４０７の感光体上の副走査方向とは垂直方向の走査幅である。５０２は５０１と同様のレーザー４０８の走査幅である。ともに走査幅は値Ｗを持つものである。
【００３３】
本実施例では４ビームのうち２本のレーザービーム４０７、４０８についてＰＷＭ変調の調整値を求める演算方法を示す。他のビームについては同様の演算により求めることができる。
【００３４】
まず、レーザの照射面ＬＡの照射幅ＸＡと、照射面ＬＢの照射幅ＸＢを求める。
【００３５】
照射面は円筒形であるが近似的に平面であるとして算出すると以下のようになる。
【００３６】
2006103186.tif 000003
【００３７】
レーザー照射面積について図６を用いて説明する。
【００３８】
図６はレーザー４０７、４０８のそれぞれの照射面ＬＡ、ＬＢを感光体の鉛直方向から見たレーザーの走査状況を示す図である。レーザービームの断面は通常円形をしているので、走査された照射面は長丸形状になるが、説明の便宜上照射面を長方形をとして説明する。
【００３９】
図６において６０１、６０２、６０３は照射面ＬＡを示しており、３エリアを合わせて一画素分のレーザー走査状況を示している。さらに６０１、６０３はレーザーにより照射された部分であり、６０２はレーザーに照射されなかった部分である。
【００４０】
６０４、６０５、６０６は照射面ＬＢを示しており、３エリア合わせて一画素分のレーザー走査状況を示している。６０４、６０６はレーザーにより照射された部分であり、５０５はレーザーに照射されなかった部分である。
【００４１】
値Ｙは一画素分のレーザー走査線長を示しており、ＸＡ、ＸＢはそれぞれ照射面ＬＡ，ＬＢのレーザーの照射幅の値である。値ＹＡ、ＹＢはそれぞれ照射面ＬＡ、ＬＢのレーザー照射エリアの走査長を示している。この一画素分の各レーザー走査長ＹＡ、ＹＢはＰＷＭ変調によって制御されており、ＰＷＭ変調を調整することによって、この値を変更して一画素あたりのレーザー照射面積を制御する。
【００４２】
ここで、ＰＷＭ変調補正前のＹＡ＝ＹＢである場合には、図から見て分かるように照射面ＬＡ、ＬＢのレーザー照射されたそれぞれの面積は以下のようになる。
【００４３】
2006103186.tif 000004
となり、式４から
照射面ＬＡのレーザー照射された面積＞照射面ＬＢのレーザー照射された面積となる。
【００４４】
したがって、同じ走査長であっても、感光体上のレーザー走査された面積が異なることが発生する。
【００４５】
次に図７を用いてこのレーザー照射面積の差異の補正について説明する。
【００４６】
図７において７０１、７０２、７０３は補正後の照射面ＬＢを示しており、３エリアを合わせて一画素分のレーザー走査状況を示している。さらに７０１、７０３はレーザーにより照射された部分であり、７０２はレーザーに照射されなかった部分である。
【００４７】
補正後のレーザー走査長はＹＣとなる。このＹＣは以下の式によって示される値と持つ。
【００４８】
2006103186.tif 000005
【００４９】
レーザー４０９、４１０の補正比も同様に算出することができる。
【００５０】
このような補正比をもった各レーザーのＰＷＭ変調を行なうために、コントローラ部１０３のＣＰＵ１０６がＰＷＭ変調調整レジスタ１０９にある各レーザービーム毎の補正比を設定し、その設定された値に従ってＰＷＭ変調部１１０が各レーザービームのＰＷＭ変調の補正を行なう。
【００５１】
レーザービームと感光体ドラムの位置関係は固定的であるので、上述の補正比については上述の方法に従ってあらかじめ算出しておき、ＲＯＭ１０８内に保管しておく。
【００５２】
このように補正したレーザーを照射することにより、各画素単位でのレーザー照射面積の各レーザービーム間での差異が減少し、高精細が画像を形成することができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例１においてはレーザビームが４本の場合について説明している。しかし、このレーザービームの本数については他の本数であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明におけるマルチビーム画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１のマルチビーム画像形成装置の主走査方向断面図である。
【図３】本発明の実施例１のマルチビーム画像形成装置の副走査法断面図である。
【図４】照射角度に起因する走査面の違いを説明する図である。
【図５】照射角度に起因する走査面の違いを説明する図である。
【図６】照射角度に起因する補正前の走査面積の違いを説明する図である。
【図７】照射角度に起因する補正後の走査面積が同一であることを説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  ホストコンピュータ
１０２  プリンタ
１０３  コントローラ部
１０４  エンジン部
１０５  Ｉｎｐｕｔ  Ｉ／Ｆ
１０６、１１７  ＣＰＵ
１０７、１１８  ＲＡＭ
１０８、１１９  ＲＯＭ
１０９  ＰＷＭ変調調整レジスタ
１１０  ＰＷＭ変調部
１１１、１１５  インターフェイス
１１２〜１１４、１１６  信号線
１２０  レーザ出力部
１２１  感光体
【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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