(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームを所定の偏向角で偏向して被走査面を走査させる偏向部と、
前記偏向部によって偏向された前記光ビームを前記被走査面に結像させるとともに前記被走査面における前記光ビームを走査方向へ等速で走査させる結像レンズと、
画像データに基づいて前記光ビームを照射させるように前記光源を制御し、且つ、前記被走査面において前記走査方向に沿って区分けされた複数の区分領域の少なくとも一つに対して、前記走査方向における前記区分領域の位置に基づいて定められた複数の照射タイミングで前記光ビームを照射させる光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、複数の照射タイミングそれぞれに対応する複数の制御パルスを含む制御パルス群を前記光源に出力して前記光源の点灯を制御するものであり、前記区分領域に対して照射される前記光ビームを出射させるために、前記画像データが示す濃度情報に基づいて定められる互いに異なる出力タイミングで複数の前記制御パルス群を前記光源に出力可能に構成され、
前記制御パルス群に含まれる前記制御パルスのうち、少なくとも一つの制御パルスのパルス幅は他の制御パルスのパルス幅よりも大きい光走査装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記走査方向における前記区分領域の位置に応じた露光時間の前記光ビームを前記複数の照射タイミングで照射させるように前記光源を制御する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、複数の前記制御パルス群に含まれる前記制御パルスのうち、互いに近接又は重複する照射位置それぞれに対応する前記制御パルスを、一つの合成パルスに合成して前記光源に出力する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、合成対象の前記制御パルスに対応する光ビームの光エネルギー量を保持した前記合成パルスを生成する請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源制御部は、合成対象の前記制御パルスに対応する光ビームの各照射位置の平均位置を中心とする前記合成パルスを生成する請求項３に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光源制御部は、前記制御パルスに対応する照射位置が重複しないように、複数の前記制御パルス群を生成する請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源制御部は、前記複数の区分領域全てに対して、前記走査方向における各区分領域ぞれぞれの位置に基づいて定められた前記複数の照射タイミングで前記光ビームを照射させるように前記光源を制御する請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記複数の照射タイミングは、前記被走査面上における前記複数の画素領域それぞれにおける光束の光量分布が略等しくなるように定められている請求項１乃至７の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記偏向部は、前記所定の偏向角で正弦振動して前記光ビームを前記被走査面へ向けて反射させる振動ミラーであり、
前記結像レンズは、前記被走査面における前記光ビームの前記走査方向の速度を等速にするアークサイン特性を有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記複数の区分領域それぞれに所定の光エネルギーの基準光ビームを照射させたときに前記複数の区分領域それぞれにおける前記基準光ビームの基準スポット径を含むビームデータを記憶する記憶部を更に備え、
前記光源制御部は、前記走査方向における前記区分領域の位置と前記ビームデータに含まれる前記基準スポット径とに基づいて定められた前記複数の照射タイミングで前記光ビームを照射させるように前記光源を制御する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光源制御部は、前記ビームデータに含まれる前記基準スポット径のサイズに対して負の相関関係となるように前記複数の照射タイミングの間隔を調整する請求項１０に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記複数の照射タイミングで照射される光ビームの照射位置は、前記区分領域の中心を基準にして前記走査方向へ対称に振り分けられている請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記区分領域に対する前記複数の照射タイミングは、少なくとも３回である請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記区分領域に対する前記複数の照射タイミングの間隔は均等である請求項１３に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光源制御部は、前記区分領域において前記走査方向の最も外側に位置する外側照射位置よりも内側に位置する内側照射位置により大きい光エネルギーの前記光ビームを照射するように前記光源を制御する請求項１３又は１４に記載の光走査装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置によって走査された被走査面上の静電潜像に基づく画像を被転写シートに形成する画像形成部と、を備える画像形成装置。
【請求項１７】
前記区分領域は、前記画像形成部により形成される画像の最小単位である１画素に対応する画素領域である請求項１６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された光ビームによって被走査面を走査する光走査装置、及び光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体に光ビームを照射して感光体を光走査させる光走査装置が備えられている。光走査装置には、光ビームを偏向して感光体上の被走査面を走査させる偏向器が設けられている。偏向器として、複数の反射面を備えたポリゴンミラーを用いたものや、光ビームを正弦波振動によって反射面を往復して揺動するＭＥＭＳミラーなどの振動ミラー（共振ミラーとも呼ばれる。）を用いたものが知られている。近年、高速走査を実現するために、誤差が小さく駆動負荷の小さい前記振動ミラーが用いられる場合がある。
【０００３】
前記振動ミラーは、反射面の往復動作が正弦波的に駆動されるため、揺動範囲において動作速度が正弦波に同期して変化する。このため、前記振動ミラーを用いた光走査装置には、被走査面における光ビームの走査方向の速度が一定となるように、アークサイン特性を有する湾曲したレンズ（以下「アークサインレンズ」と称する。）が設けられている。
【０００４】
ところで、アークサインレンズは、光ビームを被走査面上に等速で走査させることができるが、レンズの光軸から離れるほど光ビームのスポット径（ビーム径とも称される。）が大きくなる。言い換えると、光軸に対する振動ミラーの画角が大きくなるほど、被走査面上の光ビームのスポット径が大きくなる。このような問題に対して、特許文献１には、被走査面における走査位置ごとに光量を調整してスポット径を均一にする補正技術が開示されている。また、特許文献２には、振動ミラーの画角が大きくなるにつれて露光時間を短くするとともに光強度を強くすることにより、スポット径を均一にする補正技術が開示されている。なお、本明細書において、スポット径は、被走査面に照射された光ビームの光強度のピーク値に対して光強度が１／ｅ２（＝１３．５％）となる点における光束の直径のことをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−２７０６９９号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、照射される光ビームの光エネルギーが被走査面における走査位置ごとに異なるため、走査方向において画像濃度のムラが生じる。一方、特許文献２に記載の従来技術では、走査方向の各走査位置それぞれにおける光ビームの光量分布（ビームプロファイルとも称される）を近似することができ、走査位置ごとの各光エネルギーを概ね等しくすることができる。しかしながら、この従来技術は、被走査面に定められた照射領域に対して１回の点灯によって光ビームを照射するものであるため、補正すべきスポット径の差が大きくなるほど、画角差（又は光軸からの距離差）に対する露光時間（点灯時間）の調整幅、及び光強度の調整幅が大きくなる。前記露光時間又は前記光強度の限界を超えてスポット径を補正することはできないため、スポット径の差が大きい場合は、スポット径を十分に補正することができない場合がある。近年、比較的大きいサイズの用紙（例えばＡ３サイズの用紙）に画像形成可能な画像形成装置の需要が高まっており、このような画像形成装置においては、スポット径の補正範囲が大きい場合、用紙の幅方向の端部に形成される画像濃度のムラを解消できない虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、露光時間及び光強度それぞれの調整幅を広げて、被走査面に定められた区分領域における光束のスポット径の補正範囲を拡大させるとともに、いずれの区分領域においても光量分布及び光束のスポット径を略等しくすることが可能な光走査装置およびこれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に係る光走査装置は、光源と、偏向部と、結像レンズと、光源制御部とを備える。前記光源は、光ビームを出射する。前記偏向部は、前記光源から出射された光ビームを所定の偏向角で偏向して被走査面を走査させる。前記結像レンズは、前記偏向部によって偏向された前記光ビームを前記被走査面に結像させるとともに前記被走査面における前記光ビームを走査方向へ等速で走査させる。前記光源制御部は、画像データに基づいて前記光ビームを照射させるように前記光源を制御し、且つ、前記被走査面において前記走査方向に沿って区分けされた複数の区分領域の少なくとも一つに対して、前記走査方向における前記区分領域の位置に基づいて定められた複数の照射タイミングで前記光ビームを照射させる。前記光源制御部は、複数の照射タイミングそれぞれに対応する複数の制御パルスを含む制御パルス群を前記光源に出力して前記光源の点灯を制御するものであり、前記区分領域に対し前記画像データが示す濃度情報に基づいて定められる互いに異なる出力タイミングで複数の前記制御パルス群を前記光源に出力可能である。
【０００９】
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記光走査装置と、画像形成部と、を備える。前記画像形成部は、前記光走査装置によって走査された被走査面上の静電潜像に基づく画像を被転写シートに形成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、露光時間及び光強度それぞれの調整幅を広げて、被走査面に定められた区分領域における光束のスポット径の補正範囲を拡大させるとともに、いずれの区分領域においても光量分布及び光束のスポット径を略等しくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、画像形成装置の制御部によって実行される光源の駆動制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態の実施例１を説明する図であり、図５（Ａ）は実施例１における静止ビームの光量分布を示し、図５（Ｂ）は点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１実施形態の実施例１を説明する図であり、実施例１における動的ビームの光量分布を示す。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態の実施例２を説明する図であり、図７（Ａ）は実施例２における静止ビームの光量分布を示し、図７（Ｂ）は点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態の実施例３を説明する図であり、図８（Ａ）は実施例３における静止ビームの光量分布を示し、図８（Ｂ）は点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態の実施例４を説明する図であり、図９（Ａ）は実施例４における静止ビームの光量分布を示し、図９（Ｂ）は点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態の実施例５を説明する図であり、図１０（Ａ）は実施例５に適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示し、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）は実施例５における動的ビームの光量分布を示す。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態の実施例６を説明する図であり、図１１（Ａ）は実施例６に適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示し、図１１（Ｂ）〜（Ｄ）は実施例６における動的ビームの光量分布を示す。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の第１実施形態の実施例７を説明する図であり、実施例７に適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示す図である。図１２（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の実施例８を説明する図であり、実施例８に適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態の一実施例を説明する図であり、第２実施形態で適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図１４】図１４（Ａ）は、図１３の制御パルスにおいて、重複する制御パルスを合成した合成パルスの一例を示す図であり、図１４（Ｂ）は合成パルスの他の例を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態の他の実施例を説明する図であり、第２実施形態で適用される点灯制御に用いられる制御パルスを示す。
【図１６】図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、図１５の制御パルスにおいて、近接する制御パルスを合成した合成パルスの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第３実施形態を説明する図であり、静止ビームの光量分布を示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、第３の実施形態において１組の制御パルス群を示す図である。図１８（Ｂ）は、動的ビームの光量分布を示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、第３の実施形態において２組の制御パルス群の説明図である。図１９（Ｂ）は、第３の実施形態においてスポット径が大きい方の静止ビームに対応する制御パルスの説明図である。
【図２０】図２０（Ａ）は、第３の実施形態において３組の制御パルス群の説明図である。図２０（Ｂ）は、第３の実施形態においてスポット径が大きい方の静止ビームに対応する制御パルスの説明図である。
【図２１】図２１（Ａ）は、図１９に示す制御パルスの場合における動的ビームの光量分布を示す図である。図２１（Ｂ）は、図２０に示す制御パルスの場合における動的ビームの光量分布を示す図である。
【図２２】図２２は、階調性を向上させる構成の説明図である。
【図２３】図２３は、階調性を向上させる構成の説明図である。
【図２４】図２４（Ａ）は、第４の実施形態における制御パルスの説明図である。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）に示す制御パルスによる動的ビームの光量分布を示す図である。
【図２５】図２５（Ａ）は、第４の実施形態における制御パルスの説明図である。図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）に示す制御パルスによる動的ビームの光量分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、添付図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成ユニット１〜４（画像形成部の一例）、中間転写ベルト５、２つの光走査装置６、二次転写ローラー７、定着装置８、排紙トレイ９、トナーコンテナー１１〜１４、給紙カセット２１、及び搬送路２２などを備える。画像形成装置１０は、給紙カセット２１から搬送路２２に沿って供給される印刷用紙などのシート（被転写シートの一例）にカラー又はモノクロの画像を形成して排紙トレイ９に排出するプリンターである。なお、以下の説明では、各図面内で定義された左右方向Ｄ１、上下方向Ｄ２、及び前後方向Ｄ３を用いて説明することがある。
【００１４】
本実施形態では、画像形成装置１０が、画像形成ユニット１〜４に対応して二つの光走査装置６を備える。なお、画像形成ユニット１〜４のそれぞれに対応する４つの光走査装置が個別に設けられる構成、又は画像形成ユニット１〜４に対応する１つの光走査装置が設けられる構成も他の実施形態として考えられる。また、プリンターに限らず、光走査装置を備えるファクシミリ、コピー機、及び複合機なども、本発明に係る画像形成装置の一例である。
【００１５】
画像形成ユニット１〜４は、光走査装置６によって走査された被走査面（後述の感光体ドラム３１の表面）上の静電潜像に基づく画像をシートに形成する。画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５に沿って並設されており、所謂タンデム方式の画像形成部を構成する。画像形成ユニット１〜４は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）に対応するトナー像を形成する。画像形成ユニット１〜４は、電子写真方式にしたがって画像形成を行うものであり、感光体ドラム３１、帯電部３２、現像部３３、及び一次転写ローラー３４などを備える。
【００１６】
画像形成ユニット１〜４では、帯電部３２により感光体ドラム３１が帯電された後、光走査装置６から照射されるレーザー光などの光ビームにより感光体ドラム３１に画像データに対応する静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像部３３でトナー等の現像剤により現像される。そして、感光体ドラム３１各々に形成されたトナー像は、一次転写ローラー３４各々により中間転写ベルト５に順次転写される。これにより、中間転写ベルト５には、カラー又はモノクロのトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト５のトナー像は、二次転写ローラー７でシートに転写され、定着装置８で溶融されてシートに定着される。そして、定着装置８による定着が行われた後に、シートは排紙トレイ９に排出される。
【００１７】
次に、図１及び図２を参照して、光走査装置６について説明する。なお、図２には、理解を容易にするために、構成が簡素化された光走査装置６が示されている。
【００１８】
光走査装置６は、感光体ドラム３１へ向けて光ビームを出射して感光体ドラム３１の表面を光ビームで走査する。これにより、光走査装置６は、感光体ドラム３１の表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。図１及び図２に示されるように、光走査装置６は、光源６１（図２参照）、コリメータレンズ６２、シリンドリカルレンズ６３、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー６４（偏向部の一例）、走査レンズ６６，６７（結像レンズの一例）、反射ミラー６８、光検出部６９、及びこれらを収容する筐体としてのケース６０を備えている。
【００１９】
光走査装置６には、１つのＭＥＭＳミラー６４に対して、光源６１、コリメータレンズ６２、シリンドリカルレンズ６３、走査レンズ６６，６７、反射ミラー６８、及び光検出部６９がそれぞれ２組設けられている。なお、図２では、一組だけが示されており、他の一組の図示が省略されている。
【００２０】
光源６１は、レーザー光などの光ビームを出射するものであり、半導体レーザー素子及びこれを駆動するＬＤ駆動回路６１Ａ（図３参照）を有する。具体的に、光源６１は、複数の発光点が同一基板上に形成されたモノリシックマルチレーザーダイオードである。前記発光点は、予め定められた方向に沿って配列されている。本実施形態では、光源６１として、２つの発光点が配列されたモノリシックマルチレーザーダイオードを例示して説明する。もちろん、光源６１は、マルチタイプのものに限られず、１つの発光点から光ビームを出射するシングルタイプのものであってもよい。
【００２１】
後述の制御部８０からＬＤ駆動回路６１Ａに光源６１を発光させるための複数の駆動パルスからなる駆動パルス信号が入力される。ＬＤ駆動回路６１Ａは、前記駆動パルス信号を受けると、前記駆動パルス信号に応じた光強度（光エネルギー）の光ビームを光源６１から出射させる。前記駆動パルス信号には、１ライン分の画像データの各画素に対応して定められた光強度や照射タイミング（露光タイミング）、露光時間（点灯時間）などを特定する駆動パルスが含まれている。前記駆動パルスは、感光体ドラム３１の表面上において各画素に対応する画素領域（区分領域の一例）ごとに定められたものである。言い換えると、前記駆動パルスは、前記画素領域ごとに前記光強度や前記照射タイミング、前記露光時間など定められたものである。ＬＤ駆動回路６１Ａは、前記駆動パルス信号に含まれる前記駆動パルスに応じた特性の光ビームを光源６１から出射させる。制御部８０は、画像形成装置１０に入力された画像データを構成する各画素データから、当該画素データに含まれる画素ごとの階調性（濃度情報）を取得すると、その階調性に応じた幅又は振幅の駆動パルスを有する前記駆動パルス信号を生成して、ＬＤ駆動回路６１Ａに出力する。なお、制御部８０から出力される前記駆動パルス信号は、後述するように、制御部８０によって補正される。そして、補正後の前記駆動パルス信号がＬＤ駆動回路６１Ａに出力される。
【００２２】
光源６１は、２つの発光点から光ビームを出射する。光源６１から出射された２本の光ビームは、コリメータレンズ６２によって平行光に変えられた後に、２本の光で構成される光束Ｌ１としてシリンドリカルレンズ６３に入射する。シリンドリカルレンズ６３を通った光束Ｌ１は、ＭＥＭＳミラー６４に入射する。なお、光源６１から出射された光ビームの光束Ｌ１は、ＭＥＭＳミラー６４によって走査される走査方向（主走査方向）に異なる位置と角度で、光束Ｌ１の進行方向下流側の走査レンズ６６に入射する。
【００２３】
ＭＥＭＳミラー６４は、光源６１から出射されてシリンドリカルレンズ６３を通過した光束Ｌ１を所定の偏向角で偏向して感光体ドラム３１の表面（被走査面）を走査させる。以下、ＭＥＭＳミラー６４による光束Ｌ１の走査方向を主走査方向Ｄ３１（図２参照）といい、感光体ドラム３１の表面上において主走査方向Ｄ３１に直交する方向を副走査方向という。ＭＥＭＳミラー６４は、前記所定の偏向角で正弦波振動して光束Ｌ１を感光体ドラム３１の表面へ向けて反射させる所謂振動ミラーである。ＭＥＭＳミラー６４は、前記副走査方向に平行な揺動軸（不図示）を有する。ＭＥＭＳミラー６４は、前記揺動軸の軸周りに所定の偏向角の範囲内で往復して揺動しつつ、シリンドリカルレンズ６３から入射した光束Ｌ１を偏向して走査する。ＭＥＭＳミラー６４によって反射された光は光束Ｌ２として走査レンズ６６へ進行する。
【００２４】
ＭＥＭＳミラー６４は、正弦波振動によって揺動駆動されるものであり、ＭＥＭＳ基板６４Ａと、反射ミラー６４Ｂとを有する。ＭＥＭＳ基板６４Ａは、半導体基板にアクチュエータや電磁コイルなどの機械要素や電子回路などの電子デバイスなどが一体的に集積されたデバイスである。例えば、前記電磁コイルに所定周波数の正弦波電圧が印加されると、この正弦波電圧によって動作する前記電磁コイルによって、反射ミラー６４Ｂが前記揺動軸の軸周りに所定の偏向角の範囲内で揺動する。なお、本実施形態ではＭＥＭＳミラー６４を例示するが、正弦波振動によって揺動駆動される偏向器であれば、ＭＥＭＳミラー６４に代えて、ガルバノミラーなどの他の振動ミラーを適用することも可能である。
【００２５】
走査レンズ６６，６７は、ＭＥＭＳミラー６４で反射されて主走査方向Ｄ３１へ走査された光束Ｌ２を、被走査面である感光体ドラム３１の表面に集光させる。つまり、走査レンズ６６，６７は、ＭＥＭＳミラー６４によって主走査方向Ｄ３１へ走査された光束Ｌ２を感光体ドラム３１の表面上に結像させる。また、走査レンズ６６，６７は、感光体ドラム３１の表面における光束Ｌ２を主走査方向Ｄ３１へ等速で走査させるものであり、具体的には、アークサイン特性を有するアークサインレンズである。
【００２６】
反射ミラー６８各々は、ＭＥＭＳミラー６４によって光束Ｌ２が走査される主走査方向Ｄ３１に長尺状の反射部材である。反射ミラー６８各々は、走査レンズ６６，６７を通過した後の光束Ｌ２を順次反射させて感光体ドラム３１の表面に光束Ｌ２を導く。
【００２７】
光検出部６９は、ケース６０の内部に設けられる。光検出部６９は、画像形成ユニット１〜４各々に対応して設けられており、ＭＥＭＳミラー６４により主走査方向Ｄ３１に走査される光束Ｌ２の走査経路上の予め定められた位置に配置されている。本実施形態では、光検出部６９は、走査レンズ６６，６７から外れた位置に配置されている。光検出部６９は光束Ｌ２の入射を検知する。光検出部６９は、例えば、フォトトランジスタなどのフォトＩＣと、フォトＩＣが実装された基板とにより構成されている。光検出部６９は、光束Ｌ２を検知すると、１ラインごとの走査開始のタイミングをとるためのビームディテクト信号（ＢＤ信号或いは主走査同期信号とも言う。）を後述の制御部８０に出力する。そして、画像形成装置１０では、制御部８０によって、光検出部６９による光束Ｌ２の検知タイミングに基づいて、各ラインの画像データに対応する光ビームの出射開始タイミング、即ち各ラインの画像の書き出しタイミングが制御される。なお、光検出部６９は、ＭＥＭＳミラー６４の偏向角の両側それぞれに設けられていてもよい。また、画像形成装置１０は、画像形成ユニット１〜４のいずれか一つに光検出部６９が設けられた構成であってもよい。また、画像形成装置１０は、画像形成ユニット１及び２に対応して一つの光検出部６９が設けられ、画像形成ユニット３及び４に対応して一つの光検出部６９が設けられた構成であってもよい。
【００２８】
ところで、感光体ドラム３１の表面上における光束Ｌ２の走査速度を等速にするために、走査レンズ６６，６７としてアークサインレンズを用いた場合、レンズの光軸Ｐから離れるほど光ビームのスポット径が大きくなることが知られている。この場合、例えば、感光体ドラム３１の長手方向の中央付近および長手方向の両端付近それぞれへ向けて同じ光エネルギーの光ビームを出射させても、それぞれの照射位置においてスポット径が異なる。そのため、感光体ドラム３１の表面における静電潜像の電位がそれぞれの照射位置において異なる。その結果、画像形成装置１０によってシートの中央と幅方向の両端に同じ画像が形成されても、各画像の濃度が異なったり、濃度むらが生じたりするという問題がある。これに対し、本実施形態の画像形成装置１０では、後述するように、制御部８０は、１画素に対応する感光体ドラム３１の表面上の前記画素領域内に複数の照射タイミングで同画素領域内の複数の照射領域に光ビームを照射させる。これにより、感光体ドラム３１の表面上の主走査方向Ｄ３１のいずれの位置においても、前記画素領域における光量分布を概ね均一にすることができ、また、前記画素領域における光束のスポット径を概ね均一にすることが可能となる。特に、本実施形態では、１画素に対応して区分けされた前記画素領域において、複数の照射タイミングで出射された光ビームが複数の照射領域に照射されることにより、前記画素領域における複数の光ビームを含む光束のスポット径の補正範囲を拡大させることが可能になる。
【００２９】
具体的に、図３に示されているように、画像形成装置１０は、画像形成装置１０における画像形成動作を制御する制御部８０を備える。なお、制御部８０は、画像形成装置１０全体を統括的に制御するメイン制御部であること、又は前記メイン制御部とは別に設けられていることが考えられる。そして、制御部８０には、ＬＤ駆動回路６１Ａ、ＭＥＭＳミラー６４、光検出部６９等が接続されている。ＬＤ駆動回路６１Ａは、光源６１の点灯制御（露光制御）を行うためのドライバー回路であり、制御部８０からの駆動パルス信号に応じて光源６１の露光（発光及び消灯）を制御する。また、ＬＤ駆動回路６１Ａは、前記駆動パルス信号に応じて、光源６１から出射される光ビームの変調、具体的には、光ビームの強度を変更したり、波長を変更したりする。
【００３０】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有する。また、制御部８０は、光源制御部８１、記憶部８２を含む。具体的に、制御部８０は、前記ＲＯＭ等に記憶されている制御プログラムに従った処理を前記ＣＰＵで実行することにより、光源制御部８１として機能する。また、記憶部８２は、フラッシュメモリーなどの記憶媒体である。なお、光源制御部８１は、集積回路などで構成されていてもよい。
【００３１】
光源制御部８１は、画像データに基づいて前記光ビームを照射させるように光源６１を制御する。光源制御部８１は、感光体ドラム３１の表面（被走査面）において走査方向（主走査方向Ｄ３１）に沿って１画素ごとに区分けされた複数の画素領域の少なくとも一つに対して、複数の照射タイミングで光ビームを所定の照射位置に照射させるように光源６１を制御する。前記複数の照射タイミングは、前記走査方向における前記画素領域の位置に基づいて定められた照射タイミングである。光源制御部８１は、複数の画素領域の全てに対して複数の照射タイミングで光ビームを所定の照射位置に照射させるように光源６１を制御してもよい。前記複数の照射タイミングは、予めシミュレーション或いは実測データに基づいて算出されて、記憶部８２に記憶されている。或いは、１ラインを走査するたびに後述のビームデータに含まれている各画素領域の基準スポット径を読み出して、走査の度に前記基準スポット径に基づいて前記複数の照射タイミングを算出してもよい。なお、前記基準スポット径については後述する。
【００３２】
ここで、前記画素領域は、画像形成ユニット１〜４によりシートに形成される画像の最小単位である１画素に対応する領域である。例えば、画像の解像度が６００ｄｐｉである場合は、１画素の幅が約４２．３μｍである。この画素領域は、後述の実施例１の例では、図５に示す画素領域Ｒ１０である。この場合の前記画素領域は、感光体ドラム３１の表面を主走査方向Ｄ３１に４２．３μｍ間隔で区分された各領域である。なお、前記画素領域は本発明の区分領域の一例であるが、前記区分領域は、１画素に対応する領域に限られない。例えば、前記区分領域は、２画素分或いは３画素分を一纏めにした領域であってもよく、或いは、１画素に対応する領域を更に細分化した領域であってもよい。
【００３３】
本実施形態では、前記複数の照射タイミングは、感光体ドラム３１の表面上における前記画素領域それぞれの光束の光量分布が主走査方向Ｄ３１の全域において略等しくなるように定められている。光量分布が等しくなることで、画素領域に照射される一つ又は複数の光ビームの光束のスポット径が主走査方向Ｄ３１の全域において略均一になる。言い換えると、前記複数の照射タイミングによって光ビームが照射される複数の照射位置は、前記画素領域に照射された複数の光ビームによる光束のスポット径が主走査方向Ｄ３１の全域において略均一になるように定められている。後述の実施例１の例では、画素領域Ｒ１０（図５及び図６参照）における光束のスポット径が主走査方向Ｄ３１の全域で均一なサイズ（＝９０．０μｍ）となるように、画素領域Ｒ１０内で主走査方向Ｄ３１へ均等間隔に隔てられた３つの照射位置（照射領域）に対応する制御パルスＡ１１〜Ａ１３が定められている。制御パルスＡ１１〜Ａ１３は、光源６１を駆動させる制御信号である。光源制御部８１は、複数の照射タイミングそれぞれに対応する複数の制御パルスＡ１１〜Ａ１３をＬＤ駆動回路６１Ａに出力して光源６１の点灯を制御する。各制御パルスＡ１１〜Ａ１３それぞれの幅は所定の露光時間で光ビームが照射されるように定められている。また、画素領域Ｒ１０内で定められた３つの照射位置の間隔で光ビームが照射するように各制御パルスＡ１１〜Ａ１３の照射タイミング（照射タイミング）が定められている。
【００３４】
光源制御部８１は、前記画素領域内に定められた複数の照射位置（照射領域）に前記複数の照射タイミングで光ビームを照射させるように光源６１を駆動制御する。本実施形態では、光源制御部８１は、主走査方向Ｄ３１における前記画素領域の位置に応じた露光時間（点灯時間）及び光強度の光ビームを各照射位置に前記照射タイミングで照射するように光源６１を駆動制御する。具体的には、上述したように、光源制御部８１は、画像データを構成する各画素データに含まれる各画素の階調性（濃度情報）に応じた幅の前記駆動パルスを有する駆動パルス信号を生成する。その後、光源制御部８１は、その生成した前記駆動パルス信号を、前記複数の照射位置に応じた前記照射タイミング、露光時間、及び光強度を示す駆動パルス（制御パルス）を含む駆動パルス信号に補正する。そして、光源制御部８１は、補正された前記駆動パルス信号をＬＤ駆動回路６１Ａに出力し、ＬＤ駆動回路６１Ａが前記駆動パルス信号にしたがって光源６１に光ビームを出射させる。後述の実施例１の例では、制御パルスＡ１１〜Ａ１３の全てに対して、同じ光強度（５．２５[ｍＷ]）の光ビームを光源６１から出射させるように前記照射タイミングが定められる。また、画素領域Ｒ１０の中央位置に対応する制御パルスＡ１２に対しては、前記中央位置よりも外側の位置に対応する他の制御パルスＡ１３，Ａ１４よりも２倍の長さの露光時間となるように、前記制御パルスＡ１２の幅が定められている。このように定められた制御パルスを含む駆動パルス信号によって光源６１が駆動制御される。
【００３５】
記憶部８２には、主走査方向Ｄ３１に区分けされた複数の画素領域ごとに、当該画素領域の主走査方向Ｄ３１における位置に応じたビームデータが記憶されている。このビームデータには、予め定められた一定の光エネルギーを有する基準光ビームが前記画素領域に一定時間照射されたときの当該画素領域におけるスポット径（以下「基準スポット径）と称する。）が含まれている。この基準スポット径は、前記基準光ビームが一度だけ画素領域に照射されたときの前記基準光ビームのスポット径である。具体的は、前記基準光ビームは、走査せずに出射される所謂静止ビームであり、前記基準光ビームが複数の画素領域に個別に照射されたときの当該基準光ビームのスポット径が前記基準スポット径である。この基準スポット径は、予めシミュレーション又は実測データにより取得することができる。このようなビームデータが予め取得されて記憶部８２に記憶されている。このため、光源制御部８１は、前記ビームデータから各画素領域における前記基準スポット径のばらつきを把握することができる。例えば、一定の光強度の前記基準光ビームを一定時間だけ各画素領域に照射させたときのその基準光ビームの光量分布（画素領域における光量分布）やスポット径などを測定しておき、その測定値を各画素領域に対応付けて前記ビームデータとして記憶部８２に記憶する。このビームデータには、前記光量分布や基準スポット径のみならず、光源６１から出射される光ビームの特性、具体的には、光ビームに含まれるメインローブの大きさやサイドローブの有無、メインローブの光エネルギー、光ビーム全体の光エネルギーなどが含まれていてもよい。本実施形態では、制御部８０によって、主走査方向Ｄ３１における画素領域の位置と前記ビームデータに含まれる前記基準スポット径とに基づいて、当該画素領域に対応する複数の駆動パルスの照射タイミングが定められる。
【００３６】
本実施形態では、光源制御部８１は、前記ビームデータに含まれる前記基準スポット径のサイズに対して負の相関関係となるように前記画素領域に対する光ビームの前記複数の照射タイミングの間隔を調整する。後述の実施例４の例では、静的ビームのスポット径が小さいほど、主走査方向Ｄ３１の外側の照射位置に対応する制御パルスの間隔が大きくされており、静的ビームのスポット径が大きいほど、主走査方向Ｄ３１の外側の照射位置に対応する制御パルスの間隔が小さくされている。
【００３７】
以下、図４のフローチャートを参照して、制御部８０によって実行される光源６１の駆動制御処理の手順の一例について説明する。この駆動制御処理は、例えば外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から印刷ジョブを受信した場合に画像形成処理と並行して実行される。
【００３８】
ステップＳ１１では、制御部８０は、光走査装置６による走査開始指示が入力されたかどうかを判定する。本実施形態では、画像形成装置１０に画像印刷指示とともに印刷ジョブが入力された場合に、走査開始指示が入力されたと判定する。その後、ステップＳ１２において、制御部８０は、ＭＥＭＳミラー６４を駆動させる。
【００３９】
次のステップＳ１３では、制御部８０の光源制御部８１は、１走査ライン上の各画素の濃度に応じた駆動パルス信号を生成する。具体的には、印刷ジョブとともに入力された画像データから、画像データを構成する各画素データに含まれる各画素の階調性（濃度情報）を取得し、その階調性に応じた幅の駆動パルスを含む駆動パルス信号を生成する。この駆動パルス信号には、１走査ラインに対応する１ラインの画像情報（濃度情報）が含まれており、具体的には、１ラインに含まれる各画素領域に定められた露光時間や光強度を示す前記駆動パルスが画素領域ごとに複数含まれている。この段階では、それぞれの駆動パルスは、一つの画素領域に対して１回の露光を行う一つのパルスであり、前記駆動パルスによる１回の露光によって一つの画素の静電潜像を感光体ドラム３１の表面に形成するためのものである。本実施形態では、一つの画素領域に割り当てられる一つの駆動パルスを複数の駆動パルス（制御パルス）に分割して、一つの画素領域内に光ビームを複数回照射させるようにしている。
【００４０】
具体的には、次のステップＳ１４において、光源制御部８１は、ステップＳ１３で生成された前記駆動パルス信号を補正する補正処理を行う。この補正処理は、前記画素領域それぞれに対応して予め定められた複数の照射タイミングで光ビームを照射させるために、前記画素領域に割り当てられている前記駆動パルスを複数に分割する処理である。例えば、或る画素領域に対して３回の照射タイミングが定められている場合は、前記駆動パルスを３つに分割する。以下、分割された各駆動パルスを制御パルスと称する。後述の実施例１の例では、前記駆動パルスは、当該補正処理によって、静止ビーム１０１に適用される３つの制御パルスＡ１１〜Ａ１３（図５（Ｂ）参照）に分割される。
【００４１】
各制御パルスの間隔は、光ビームが照射される前記照射タイミングの間隔となるように定められる。また、前記制御パルスのパルス幅は、光ビームが照射される露光時間である。したがって、前記制御パルスのパルス幅は、前記画素領域における各照射位置に必要な光強度が得られるように定められる。また、前記制御パルスの振幅を調整して、各照射位置に必要な光強度を得るようにしてもよい。前記駆動パルスの分割数や分割後の前記制御パルスの間隔、制御パルスの振幅などは、前記画素領域ごとに予め対応して記憶された記憶部８２内の基準スポット径や光ビームの特性（光量分布など）などの情報（補正情報とも称する）が参照されて、画素領域ごとに決定される。例えば、照射される画素領域の光束のスポット径が、記憶部８２に記憶された基準スポット径の平均径となるように前記分割数や間隔が定められてもよい。もちろん、事前に各画素領域に対応して前記平均径となるように変調率や分割数などがシミュレーションなどによって求められている場合は、前記変調率や前記分割数（補正情報とも称する）に基づいて前記駆動パルスを分割する補正処理が行われてもよい。
【００４２】
次のステップＳ１５では、制御部８０は、光検出部６９から前記ＤＢ信号を検知したかどうかを判定する。前記ＤＢ信号が検知されると、制御部８０の光源制御部８１は、ステップＳ１６において、前記補正処理後の駆動パルス信号をＬＤ駆動回路６１Ａに出力する。駆動パルス信号を受けたＬＤ駆動回路６１Ａは、駆動パルス信号にしたがって光源６１を駆動制御する。これにより、感光体ドラム３１の表面上の前記画素領域ごとに定められた複数の照射タイミングで同画素領域における複数の照射位置（照射領域）に光ビームが照射される。なお、次のラインに対する走査がある場合は、ステップＳ１３以降の処理が繰り返され、次のラインに対する走査が無い場合は、ＭＥＭＳミラー６４の駆動を停止して、一連の処理が終了する。
【００４３】
このように、画像形成装置１０の光走査装置６において、上述の光源６１の駆動制御処理が行われるため、走査時に、感光体ドラム３１の表面上の前記画素領域ごとに定められた複数の照射タイミングで同画素領域における複数の照射位置（照射領域）に光ビームが照射される。このため、感光体ドラム３１の表面上の主走査方向Ｄ３１のいずれの位置においても、各画素領域における光束の光量分布を概ね等しくすることができ、また、各画素領域における光束のスポット径を概ね均一にすることが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、生成された駆動パルス信号を、前記制御パルスを含む新たな駆動パルス信号に補正する例について説明したが、光源制御部８１が、ステップＳ１３において、前記制御パルスを含む駆動パルス信号を生成するものであってもよい。
【００４５】
［実施例１〜８］
次に、本発明の第１実施形態の各実施例１〜８について説明する。以下の各実施例１〜８は、所定のシミュレーションプログラムを用いて得られたシミュレーション結果を示す図５乃至図１２を参照して説明する。
【００４６】
［実施例１]
図５及び図６を参照して、実施例１（シミュレーション例１）について説明する。図５（Ａ）は、解像度６００ｄｐｉにおける１画素に対応する画素領域Ｒ１０に異なるスポット径の静止ビーム１０１，１０２が所定時間（２．８０×１０−８[ｓ]）照射されたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。図５（Ｂ）は、実施例１のシミュレーションにおいて静止ビーム１０１に適用される点灯制御の制御パルスＡ１１〜Ａ１３、及び静止ビーム１０２に適用される点灯制御の制御パルスＡ１４を示す図である。また、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す制御パルスで光源６１を駆動させて３つの光ビームを照射したときに得られる動的ビーム１０３，１０４，１０５のシミュレーション結果を示す図である。ここで、前記静止ビームは、走査させずに被走査面へ出射させた光ビームのことである。また、前記動的ビームは、被走査面に対して光ビームを走査させて得られた被走査面における光束のことである。
【００４７】
実施例１における静止ビーム１０１は、スポット径が６７．２［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム１０２は、スポット径が９０．０［μｍ］に設定された光ビームである。ここで、スポット径は、光強度のピーク値に対して１／ｅ２（＝１３．５％）となる点の光束の直径である。図５（Ａ）に明らかなように、スポット径が異なると光量分布も異なることが理解できる。スポット径及び光量分布それぞれが異なる静止ビーム１０１及び静止ビーム１０２に対して、実施例１では、図５（Ｂ）に示す制御パルスを用いた点灯制御を行うことにより、静止ビーム１０１のスポット径６７．２［μｍ］を静止ビーム１０２のスポット径９０．０［μｍ］に揃えるシミュレーションを行った。ここで、図５（Ｂ）のシミュレーション条件は、各制御パルスの光強度（光エネルギー）が５．２５［ｍＷ］、走査速度が１５００［ｍ／ｓ］、制御パルスＡ１１，Ａ１３の露光時間が６．６７×１０−１０［ｓ］、制御パルスＡ１２の露光時間が１．３３×１０−９［ｓ］、制御パルスＡ１４の露光時間が２．６７×１０−９［ｓ］、制御パルスＡ１１，Ａ１３の点灯時の走査長が１［μｍ］、制御パルスＡ１２の点灯時の走査長が２［μｍ］、制御パルスＡ１４の点灯時の走査長が４［μｍ］、制御パルスＡ１１〜Ａ１３の光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]、制御パルスＡ１４の光エネルギー（露光エネルギー）が０．７８７４０２[μJ/cm2]である。
【００４８】
実施例１では、図５（Ｂ）に示されるように、画素領域Ｒ１０において、スポット径の小さい静止ビーム１０１については、主走査方向Ｄ３１の中央と両端部の合計３箇所に照射位置を定め、各照射位置に対応する制御パルスＡ１１〜Ａ１３を用いた。つまり、画素領域Ｒ１０に対する制御パルスＡ１１〜Ａ１３による光ビームの照射タイミングは３回である。また、３つの制御パルスＡ１１〜Ａ１３の照射タイミングは、主走査方向Ｄ３１において均等な間隔に定められている。つまり、画素領域Ｒ１０において、制御パルスＡ１１〜Ａ１３による光ビームの各照射タイミング及び照射位置の間隔は均等である。また、静止ビーム１０１については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に対応するように制御パルスＡ１２の照射タイミングが定められており、また、他の２つの制御パルスＡ１１，Ａ１３は、主走査方向Ｄ３１の中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられた照射位置に光ビームが照射するように照射タイミングが定められている。つまり、制御パルスＡ１１，Ａ１３によって複数の照射タイミングで照射される光ビームの照射位置は、前記中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられている。具体的には、制御パルスＡ１１，Ａ１３に対応する照射位置は、画素領域Ｒ１０において主走査方向Ｄ３１の最も外側の位置（隣接する画素領域の境界位置）に定められている。また、スポット径の大きい静止ビーム１０２については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に光強度が集中するように、中央位置に対応するように一つの制御パルスＡ１４の照射タイミングが定められている。つまり、制御パルスＡ１４よって照射される光ビームの照射位置は、前記中央位置である。
【００４９】
また、制御パルスＡ１１〜Ａ１３、及び制御パルスＡ１４は、それぞれ、光強度が同じであるが、制御パルスＡ１２は、両端の制御パルスＡ１１，Ａ１３に対して露光時間が２倍である。また、制御パルスＡ１４の露光時間は、制御パルスＡ１２の露光時間の２倍であり、制御パルスＡ１１，Ａ１３の露光時間の４倍となっている。つまり、画素領域Ｒ１０において、主走査方向Ｄ３１の最も外側に位置する照射位置（外側照射位置）よりも内側に位置する照射位置（内側照射位置）に、より大きい光エネルギーの光ビームが照射されるように各露光時間が設定されている。具体的には、制御パルスＡ１１〜Ａ１３においては、外側の制御パルスＡ１１，Ａ１３による光ビームよりも、内側の制御パルスＡ１２は、略２倍の光エネルギーの光ビームを照射する。
【００５０】
図６（Ａ）は、図５（Ｂ）に示す点灯制御が異なるプロファイルの静止ビーム１０１及び静止ビーム１０２に対して行われつつ光ビームが画素領域Ｒ１０に対して走査されるときの動的ビーム１０１Ａ，１０２Ａの光量分布である。静止ビーム１０１及び静止ビーム１０２のいずれに対しても、これらの動的ビーム１０１Ａ，１０２Ｂは、スポット径が９０．０μｍに揃えられ、また、光量分布も一致している。なお、図６（Ａ）では、光量分布が一致しているため、動的ビーム１０１Ａ，１０２Ｂが重なって表示されている。図６（Ｂ）及び（Ｃ）においても同様である。
【００５１】
図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）に示す点灯制御が連続する２つの画素に対応する画素領域Ｒ１０，Ｒ１１に対して行われつつ光ビームが画素領域Ｒ１０，Ｒ１１に対して走査されるときの動的ビーム１０１Ｂ，１０２Ｂの光量分布である。図６（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す点灯制御が１ｂｙ１画素に対応する画素領域Ｒ１０〜Ｒ１２に対して行われつつ光ビームが画素領域Ｒ１０〜Ｒ１２に対して走査されるときの動的ビーム１０１Ｃ，１０２Ｃの光量分布である。ここで、１ｂｙ１（１対１）画素とは、１画素毎に点灯（ＯＮ）、非点灯（ＯＦＦ）を交互に繰り返す画素列の点灯パターンである。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示されるように、静止ビーム１０１及び静止ビーム１０２のいずれに対しても、各動的ビームの光量分布が等しくなる。このため、光量分布のピーク値の１／ｅ２の点におけるスポット径も同じサイズに揃えられる。
【００５２】
このことから、図５（Ｂ）に示される点灯制御が適用されることにより、スポット径の差が、主走査方向Ｄ３１に最大で２２．８［μｍ］（９０．０［μｍ］−６７．２［μｍ］）あっても、光ビームの光量分布を概ね等しくすることができ、また、光ビームのスポット径を概ね均一にすることが可能であることが理解できる。また、図５（Ｂ）に示されるように、静止ビーム１０１，１０２に比べておよそ２倍の光強度を要することになるが、２倍程度の光強度の調整だけで光量分布を等しくすることができ、スポット径を揃えることができる。したがって、従来技術に比べて、少ない調整幅で従来と同程度或いはそれ以上の範囲でスポット径の補正を行うことができる。言い換えると、従来技術に比べて、スポット径の補正範囲を拡大することが可能である。
【００５３】
なお、実施例１において、静止ビーム１０１のスポット径を７５．０［μｍ］に設定し、静止ビーム１０２のスポット径を９５．６［μｍ］に設定し、静止ビーム１０１のスポット径７５．０［μｍ］を静止ビーム１０２のスポット径９５．６［μｍ］に揃えるシミュレーションを行った場合も、光量分布を等しくすることができ、スポット径を揃えることができることが確認済みである。
【００５４】
［実施例２］
図７を参照して、実施例２（シミュレーション例２）について説明する。図７（Ａ）は、画素領域Ｒ１０に異なるスポット径の静止ビーム２０１，２０２が所定時間（２．８０×１０−８[ｓ]）照射されたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。図７（Ｂ）は、実施例２のシミュレーションにおいて静止ビーム２０１に適用される点灯制御の制御パルスＡ２１〜Ａ２３、及び静止ビーム２０２に適用される点灯制御の制御パルスＡ２４を示す図である。
【００５５】
実施例２における静止ビーム２０１は、スポット径が７５．２［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム２０２は、スポット径が９０．０［μｍ］に設定された光ビームである。実施例２では、図７（Ｂ）に示す制御パルスを用いた点灯制御を行うことにより、静止ビーム２０１のスポット径７５．２［μｍ］を静止ビーム２０２のスポット径９０．０［μｍ］に揃えるシミュレーションを行った。ここで、図７（Ｂ）のシミュレーション条件は、各制御パルスの光強度が１．０５［ｍＷ］、制御パルスＡ２１，Ａ２３の露光時間が３．３３×１０−１０［ｓ］、制御パルスＡ２２の露光時間が６．６７×１０−９［ｓ］、制御パルスＡ２４の露光時間が１．３３×１０−８［ｓ］、制御パルスＡ２１，Ａ２３の点灯時の走査長が５［μｍ］、制御パルスＡ２２の点灯時の走査長が１０［μｍ］、制御パルスＡ２４の点灯時の走査長が２０［μｍ］、制御パルスＡ２１〜Ａ２３の光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]、制御パルスＡ２４の光エネルギー（露光エネルギー）が０．７８７４０２[μJ/cm2]である。なお、他の条件は実施例１の条件と同じである。
【００５６】
実施例２では、図７（Ｂ）に示されるように、画素領域Ｒ１０において、スポット径の小さい静止ビーム２０１については、主走査方向Ｄ３１の中央と両端部の合計３箇所に照射位置を定め、各照射位置に対応する制御パルスＡ２１〜Ａ２３を用いた。つまり、画素領域Ｒ１０に対する制御パルスＡ２１〜Ａ２３による光ビームの照射タイミングは３回である。また、３つの制御パルスＡ２１〜Ａ２３の照射タイミングは、主走査方向Ｄ３１において均等な間隔に定められている。つまり、画素領域Ｒ１０において、制御パルスＡ２１〜Ａ２３による光ビームの各照射タイミング及び照射位置の間隔は均等である。また、静止ビーム２０１については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に対応するように制御パルスＡ２２の照射タイミングが定められており、また、他の２つの制御パルスＡ２１，Ａ２３は、主走査方向Ｄ３１の中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられた照射位置に光ビームが照射するように照射タイミングが定められている。つまり、制御パルスＡ２１，Ａ２３によって複数の照射タイミングで照射される光ビームの照射位置は、前記中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられている。また、スポット径の大きい静止ビーム２０２については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に光強度が集中するように、中央位置に対応するように一つの制御パルスＡ２４の照射タイミングが定められている。実施例２が実施例１と大きく異なる点は、実施例１に比べて各制御パルスの光強度が概ね４分の１にされ、露光時間及び走査長が概ね５倍にされた点である。各制御パルスの配置や数などのその他の事項は、実施例１と同じである。
【００５７】
実施例２のシミュレーションにおいても、図７（Ｂ）に示す点灯制御により得られる２つの動的ビームにおいて、実施例１と同様に、光量分布が概ね等しくなり、スポット径が同じサイズ（例えば９０．０μｍ）に揃えられるという結果を得た。なお、実施例２の動的ビームは、実施例１と概ね同様の波形であるため、図示は省略している。
【００５８】
このことから、図７（Ｂ）に示される点灯制御が適用されることにより、スポット径の差が、主走査方向Ｄ３１に最大で１４．８［μｍ］（９０．０［μｍ］−７５．２［μｍ］）あっても、光ビームの光量分布を概ね等しくすることができ、また、光ビームのスポット径を概ね均一にすることが可能であることが理解できる。
【００５９】
［実施例３］
図８を参照して、実施例３（シミュレーション例３）について説明する。図８（Ａ）は、画素領域Ｒ１０に異なるスポット径の静止ビーム３０１，３０２が所定時間（２．８０×１０−８[ｓ]）照射されたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。図８（Ｂ）は、実施例３のシミュレーションにおいて静止ビーム３０１に適用される点灯制御の制御パルスＡ３１〜Ａ３３、及び静止ビーム３０２に適用される点灯制御の制御パルスＡ３４を示す図である。
【００６０】
実施例３における静止ビーム３０１は、スポット径が７２．８［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム３０２は、スポット径が９０．０［μｍ］に設定された光ビームである。実施例３では、図８（Ｂ）に示す制御パルスを用いた点灯制御を行うことにより、静止ビーム３０１のスポット径７２．８［μｍ］を静止ビーム３０２のスポット径９０．０［μｍ］に揃えるシミュレーションを行った。ここで、図８（Ｂ）のシミュレーション条件は、制御パルスＡ３１〜Ａ３３の光強度が１．０５［ｍＷ］、制御パルスＡ３４の光強度が２．１０［ｍＷ］、制御パルスＡ３１，Ａ３３の露光時間が３．３３×１０−１０［ｓ］、制御パルスＡ３２，Ａ３４の露光時間が６．６７×１０−９［ｓ］、制御パルスＡ３１，Ａ３３の点灯時の走査長が５［μｍ］、制御パルスＡ３２，Ａ３４の点灯時の走査長が１０［μｍ］、制御パルスＡ３１〜Ａ３４の光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]である。なお、他の条件は実施例２の条件と同じである。
【００６１】
実施例３では、図８（Ｂ）に示されるように、画素領域Ｒ１０において、スポット径の小さい静止ビーム３０１については、主走査方向Ｄ３１の中央と両端部の合計３箇所に照射位置を定め、各照射位置に対応する制御パルスＡ３１〜Ａ３３（制御パルスＡ２１〜Ａ２３と同じ）を用いた。また、スポット径の大きい静止ビーム３０２については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に光強度が集中するように、中央位置に対応するように一つの制御パルスＡ３４の照射タイミングが定められている。実施例３が実施例２と大きく異なる点は、実施例２に比べて制御パルスＡ３４の走査長が２分の１にされ、光強度が２倍にされた点である。各制御パルスの配置や数などのその他の事項は、実施例２と同じである。
【００６２】
実施例３のシミュレーションにおいても、図８（Ｂ）に示す点灯制御により得られる２つの動的ビームにおいて、実施例１と同様に、光量分布が概ね等しくなり、スポット径が同じサイズ（例えば９０．０μｍ）に揃えられるという結果を得た。なお、実施例３の動的ビームは、実施例１と概ね同様の波形であるため、図示は省略している。
【００６３】
このことから、図８（Ｂ）に示される点灯制御が適用されることにより、スポット径の差が、主走査方向Ｄ３１に最大で１７．２［μｍ］（９０．０［μｍ］−７２．８［μｍ］）あっても、光ビームの光量分布を概ね等しくすることができ、また、光ビームのスポット径を概ね均一にすることが可能であることが理解できる。
【００６４】
［実施例４］
図９を参照して、実施例４（シミュレーション例４）について説明する。図９（Ａ）は、画素領域Ｒ１０に異なるスポット径の静止ビーム４０１〜４０４が所定時間（２．８０×１０−８[ｓ]）照射されたときの光量分布のシミュレーション結果を示す図である。図９（Ｂ）は、実施例４のシミュレーションにおいて静止ビーム４０１に適用される点灯制御の制御パルスＡ４１Ｘ，Ａ４１Ｙ，Ａ４１Ｚ、静止ビーム４０２に適用される点灯制御の制御パルスＡ４２Ｘ，Ａ４２Ｙ，Ａ４２Ｚ、静止ビーム４０３に適用される点灯制御の制御パルスＡ４３Ｘ，Ａ４３Ｙ，Ａ４３Ｚ、静止ビーム４０４に適用される点灯制御の制御パルスＡ４４を示す図である。なお、図９（Ｂ）では、中央の制御パルスＡ４１Ｚ，Ａ４２Ｚ，Ａ４３Ｚは同じパルス形状であるため、重なって示されている。
【００６５】
実施例４における静止ビーム４０１は、スポット径が６７．２［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム４０２は、スポット径が７４．８［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム４０３は、スポット径が８２．４［μｍ］に設定された光ビームであり、静止ビーム４０４は、スポット径が９０．０［μｍ］に設定された光ビームである。実施例４では、図９（Ｂ）に示す制御パルスを用いた点灯制御を行うことにより、静止ビーム４０１〜４０３のスポット径を静止ビーム４０４のスポット径９０．０［μｍ］に揃えるシミュレーションを行った。ここで、図９（Ｂ）のシミュレーション条件は、各制御パルスの光強度が５．２５［ｍＷ］、中央位置以外の制御パルスの露光時間が６．６７×１０−１０［ｓ］、その走査長が１［μｍ］、制御パルスＡ４１Ｚ，Ａ４２Ｚ，Ａ４３Ｚの露光時間が１．３３×１０−９［ｓ］、その走査長が２［μｍ］、制御パルスＡ４４の露光時間が２．６７×１０−９［ｓ］、その走査長が４［μｍ］、制御パルスＡ４４の光エネルギー（露光エネルギー）が０．７８７４０２[μJ/cm2]、制御パルスＡ４１Ｘ〜Ａ４１Ｚの光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]、制御パルスＡ４２Ｘ〜Ａ４２Ｚの光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]、制御パルスＡ４３Ｘ〜Ａ４３Ｚの光エネルギー（露光エネルギー）が０．３９３７０１[μJ/cm2]である。なお、他の条件は実施例３の条件と同じである。
【００６６】
実施例４では、図９（Ｂ）に示されるように、画素領域Ｒ１０において、静止ビーム４０１については、主走査方向Ｄ３１の中央と両端部の合計３箇所に照射位置を定め、各照射位置に対応する制御パルスＡ４１Ｘ〜Ａ４１Ｚを用いた。外側の制御パルスＡ４１Ｘ，４１Ｙは、画素領域Ｒ１０の中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられている。具体的には、制御パルスＡ４１Ｘ，Ａ４１Ｙは、画素領域Ｒ１０において主走査方向Ｄ３１の最も外側の照射位置（隣接する画素領域の境界位置）に光ビームが照射するように照射タイミングが定められている。静止ビーム４０２についても、同様に、３箇所に照射位置に対応する制御パルスＡ４２Ｘ〜Ａ４２Ｚを用い、外側の制御パルスＡ４２Ｘ，Ａ４２Ｙによる照射位置は、中央位置から１７．３［μｍ］離れた位置に定められている。静止ビーム４０３についても、同様に、３箇所に照射位置に対応する制御パルスＡ４３Ｘ〜Ａ４３Ｚを用い、外側の制御パルスＡ４３Ｘ，Ａ４３Ｙによる照射位置は、中央位置から１２．７［μｍ］離れた位置に定められている。また、最もスポット径の大きい静止ビーム４０４については、主走査方向Ｄ３１の中央位置に光強度が集中するように、中央位置に対応するように一つの制御パルスＡ４４の照射タイミングが定められている。実施例４においては、制御パルスＡ４４を除き、スポット径の小さい制御パルスほど中央位置から離れた位置に照射位置が定められており、スポット径が大きい制御パルスほど中央位置寄りに照射位置が定められている。
【００６７】
実施例４のシミュレーションにおいても、図９（Ｂ）に示す点灯制御により得られる４つの動的ビームにおいて、４つの動的ビームそれぞれの光量分布が概ね等しくなり、スポット径が同じサイズ（９０．０μｍ）に揃えられるという結果を得た。なお、実施例４の動的ビームは、実施例１と概ね同様の波形であるため、図示は省略している。
【００６８】
このことから、図９（Ｂ）に示される点灯制御が適用されることにより、４つの異なるスポット径の光ビームに対しても、光ビームの光量分布を概ね等しくすることができ、また、光ビームのスポット径を概ね均一にすることが可能であることが理解できる。また、当該シミュレーションによって、図９（Ｂ）に示すように、３つの制御パルスを用い、スポット径の小さいものほど外側の制御パルスの照射位置を中央位置から遠い位置に定めることにより、小さなスポット径の光ビームでも大きなスポット径の光ビームでも、外側の制御パルスの位置を変更するだけで、容易に補正できることが確認できた。
【００６９】
［実施例５及び６］
図１０を参照して、実施例５（シミュレーション例５）について説明する。図１０は、本実施形態における実施例５を説明するための図である。図１０（Ａ）は、実施例１の静止ビーム１０１に適用される点灯制御の制御パルスＡ５１，Ａ５２、実施例１の静止ビーム１０２に適用される点灯制御の制御パルスＡ５２を示す図である。上述の実施例１乃至４では、スポット径の小さい光ビームに対して３つの制御パルスを適用した例について例示したが、実施例５では、２つの制御パルスＡ５１，Ａ５２が適用される。なお、実施例５のシミュレーション条件は実施例１と概ね同じである。静止ビーム１０１について、２つの制御パルスＡ５１，Ａ５２による照射位置は、主走査方向Ｄ３１の中央位置を基準にして主走査方向Ｄ３１へ対称に振り分けられている。
【００７０】
図１０（Ｂ）〜（Ｄ）は、図１０（Ａ）に示す点灯制御が異なるプロファイルの静止ビーム１０１，１０２に対して行われたときの動的ビームを示すものであり、図１０（Ｂ）は光ビームが画素領域Ｒ１０に対して走査されたときの動的ビームの光量分布、図１０（Ｃ）は連続する２つの画素領域Ｒ１０，Ｒ１１に対して走査されたときの動的ビームの光量分布、図１０（Ｄ）は１ｂｙ１画素に対応する画素領域Ｒ１０〜Ｒ１２に対して走査されたときの動的ビームの光量分布である。いずれの図を見ても、光量分布が概ね一致していることが理解できる。しかしながら、上述の各実施例１乃至４の例に比べると、光量分布の一致性は劣る。このことから、スポット径の小さい光ビームに対しては３つの制御パルスを適用したほうが光量分布の一致性が良好であることが理解できる。特に、スポット径の差が大きい場合は、光量分布が一致し難くなるので、この場合は、画素領域Ｒ１０において３つ以上の制御パルスを分散して適用することが好ましい。
【００７１】
また、図１１は、比較的スポット径の差が小さい光ビーム（７５．０［μｍ］と９０．０［μｍ］）に実施例５で用いた制御パルスＡ５１〜Ａ５３を適用した実施例６（シミュレーション例６）のシミュレーション結果である。スポット径が小さい方の光ビームについて、２つの制御パルスＡ５１，Ａ５２を適用した場合でも、比較的光量分布が一致していることが分かる。つまり、スポット径の差が１５［μｍ］未満の場合は２つの制御パルスを適用しても光量分布が概ね等しくなり、スポット径も概ね一致することが理解できる。また、実施例５及び実施例６のシミュレーション結果から、スポット径の差が１５［μｍ］を越える場合は、３つ以上の制御パルスを適用することが光量分布及びスポット径の一致性において好ましいことが確認できた。
【００７２】
［実施例７］
図１２（Ａ）を参照して、実施例７（シミュレーション例７）について説明する。図１２（Ａ）は、スポット径の小さい光ビームに対して４つの制御パルスＡ６１〜Ａ６４を適用し、スポット径の大きい光ビームに対して中心位置に定められた一つの制御パルスＡ６５を適用したシミュレーション例である。図１２（Ａ）に示されるように、点灯制御に用いられる４つの制御パルスＡ６１〜Ａ６４による照射位置が、中心位置を境にして２つずつ主走査方向Ｄ３１の外側に定められた場合にも、点灯制御により得られる２つの動的ビームにおいて光量分布を概ね等しくすることができ、また、スポット径を概ね均一にできることが当該シミュレーションによって確認済みである。
【００７３】
［実施例８］
図１２（Ｂ）を参照して、実施例８（シミュレーション例８）について説明する。図１２（Ｂ）は、スポット径の小さい光ビームに対して５つの制御パルスＡ７１〜Ａ７５を適用し、スポット径の大きい光ビームに対して中心位置に定められた一つの制御パルスＡ７６を適用したシミュレーション例である。図１２（Ｂ）に示されるように、点灯制御に用いられる５つの制御パルスＡ７１〜Ａ７５をスポット径の小さい光ビームに適用した場合でも、点灯制御により得られる２つの動的ビームにおいて光量分布を概ね等しくすることができ、また、光ビームのスポット径を概ね均一にできることが当該シミュレーションによって確認済みである。
【００７４】
［第２実施形態］
以下、図１３乃至図１６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態が上述の第１実施形態と異なるところは、制御部８０及び光源制御部８１が、上述の第１実施形態とは異なる点灯制御を行う点にあり、その他の構成は上述の第１実施形態と共通する。したがって、以下においては、構成が相違する点についてのみ説明し、上述の第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態における構成に付した符号と同じ符号を付し示すことにより、その説明を省略する。なお、第２実施形態においても、上述の各実施例１〜８は適用可能である。
【００７５】
本実施形態では、制御部８０及び光源制御部８１は、感光体ドラム３１の表面において主走査方向Ｄ３１に沿って区分けされた複数の画素領域のうち主走査方向Ｄ３１に連続する３つの画素領域Ｒ１９〜Ｒ２１からなる連続画素領域に対して、主走査方向Ｄ３１における各画素領域の位置に基づいて定められた複数の照射タイミングで光ビームを照射させるように光源６１を制御する。なお、本実施形態では、連続する３つの画素領域Ｒ１９〜Ｒ２１を例示して説明するが、少なくとも２つの画素領域からなる連続画素領域に本発明は適用可能である。
【００７６】
具体的には、図４のステップＳ１４において、光源制御部８１は、ステップＳ１３で生成された前記駆動パルス信号を補正して、複数の前記制御パルスに分割する処理である。本実施形態では、図１３（Ａ）に示されるように、感光体ドラム３１の表面に、主走査方向Ｄ３１へ連続する画素領域Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１が定められている場合に、画素領域Ｒ２０の主走査方向Ｄ３１の位置等に基づいて定められた３つの照射位置に対応する３つの制御パルスＡ８１〜Ａ８３が生成される。制御パルスＡ８１，Ａ８２は、画素領域Ｒ２０と他の画素領域Ｒ１９，Ｒ２１との境界Ｔ１，Ｔ２を照射位置とするものである。制御パルスＡ８１は、境界Ｔ１を跨ぐ照射位置に対応しており、制御パルスＡ８２は、境界Ｔ２を跨ぐ照射位置に対応している。また、制御パルスＡ８３は、画素領域Ｒ２０の中央位置を照射位置とするものである。
【００７７】
ここで、制御パルスＡ８１，Ａ８２の走査長は５［μｍ］であり、制御パルスＡ８３の走査長は１０［μｍ］である。制御パルスＡ８１，Ａ８２は、画素領域Ｒ２０の中心位置から主走査方向Ｄ３１へ２１．８［μｍ］隔てた位置を照射位置とするものである。また、制御パルスＡ８１〜Ａ８３の光強度（光エネルギー）は、１．０５［ｍＷ］である。
【００７８】
光源制御部８１が、画素領域Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１それぞれに図１３（Ａ）に示す制御パルスＡ８１〜Ａ８３によって光ビームを照射させる場合、図１３（Ｂ）に示すように、境界Ｔ１，Ｔ２において制御パルスが重複することになる。つまり、境界Ｔ１，Ｔ２それぞれを光ビームの照射位置（照射領域）に含む制御パルスＡ８１，Ａ８２が重複する。この場合、光源制御部８１は、前記ステップＳ１４の補正処理において、重複する制御パルス（画素領域Ｒ１９の制御パルスＡ８２と画素領域Ｒ２０の制御パルスＡ８１、及び画素領域Ｒ２０の制御パルスＡ８２と画素領域Ｒ２１の制御パルスＡ８１）を合成する合成処理を行う。以下、合成処理により生成された制御パルスを合成パルスと称する。前記合成処理によって、図１４（Ａ）に示されるように、境界Ｔ１，Ｔ２それぞれに合成パルスＡ８４，Ａ８５が生成される。
【００７９】
合成パルスＡ８４，Ａ８５において重複部分の光強度は加算されるため、合成パルスＡ８４，Ａ８５の光強度のピーク値は２倍の２．１０［ｍＷ］である。この合成パルスＡ８４，Ａ８５の光エネルギー量は、合成前の合成対象である２つの制御パルスそれぞれの光エネルギー量の合計値と一致している。つまり、光源制御部８１は、合成対象の２つの制御パルスＡ８１，Ａ８２に対応する光ビームの光エネルギー量を保持した合成パルスＡ８４，Ａ８５を生成する。
【００８０】
その後、制御部８０は、光検出部６９から前記ＤＢ信号を検知すると、光源制御部８１による補正処理後の駆動パルス信号（合成パルスを含む駆動パルス信号）をＬＤ駆動回路６１Ａに出力する。これにより、図１４（Ａ）に示される複数の制御パルスを含む駆動パルス信号によって画素領域Ｒ１９〜Ｒ２１それぞれに対する点灯制御が行われる。つまり、主走査方向Ｄ３１に連続する画素領域Ｒ１９〜Ｒ２１に対して、図１４（Ａ）に示される複数の制御パルスによる複数の光ビームが複数の照射タイミングで照射される。
【００８１】
このように、第２実施形態では、境界Ｔ１，Ｔ２を跨ぐ制御パルスによる点灯制御が行われるため、例えば、画素領域Ｒ２０に対する点灯制御であっても、隣接する画素領域Ｒ１９，Ｒ２１にも光ビームの一部を照射させることができる。
【００８２】
また、前記補正処理において制御パルスを合成する処理が行われるため、光源６１の点灯制御におけるオンオフ回数を減らすことができる。
【００８３】
また、上述したように、第２実施形態では、合成後の合成パルスＡ８４，Ａ８５の光強度のピーク値が２倍になる。そのため、図１４（Ｂ）に示されるように、光強度のピーク値を合成前の制御パルスの光強度１．０５［ｍＷ］にしたまま、走査長を長くした合成パルスＡ８６，Ａ８７を前記補正処理において生成してもよい。この場合、光強度のピーク値の上昇を抑えることができる。
【００８４】
なお、第２実施形態の他の実施例として、図１５（Ａ）に示されるように、画素領域Ｒ２０の主走査方向Ｄ３１の位置等に基づいて定められた３つの照射位置に対応する３つの制御パルスＡ９１〜Ａ９３が前記補正処理において生成されてもよい。ここで、制御パルスＡ９１は、境界Ｔ１を越えて隣の画素領域Ｒ１９内に定められた照射位置に対応するものである。制御パルスＡ９２は、境界Ｔ２を越えて隣の画素領域Ｒ２１内に定められた照射位置に対応するものである。また、制御パルスＡ９３は、画素領域Ｒ２０の中央位置を照射位置とするものである。
【００８５】
ここで、制御パルスＡ９１，Ａ９２の走査長は５［μｍ］であり、制御パルスＡ９３の走査長は１０［μｍ］である。制御パルスＡ９１，Ａ９２は、画素領域Ｒ２０の中心位置から主走査方向Ｄ３１へ２５．４［μｍ］隔てた位置を照射位置とするものである。また、制御パルスＡ９１〜Ａ９３の光強度（光エネルギー）は、１．０５［ｍＷ］である。
【００８６】
光源制御部８１が、画素領域Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１それぞれに図１５（Ａ）に示す制御パルスＡ９１〜Ａ９３によって光ビームを照射させる場合、図１５（Ｂ）に示すように、制御パルスが重複することはない。つまり、制御パルスＡ９１〜Ａ９３は、画素領域Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１それぞれに光ビームを照射させた場合でも、隣接する画素領域において光ビーム同士が重ならないように定められている。
【００８７】
一方、図１６に示されるように、画素領域Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１それぞれに光ビームを照射させる場合、境界Ｔ１，Ｔ２において制御パルスが近接する。つまり、境界Ｔ１において画素領域Ｒ１９の制御パルスＡ９２と画素領域Ｒ２０の制御パルスＡ９１とが近接し、境界Ｔ２において画素領域Ｒ２０の制御パルスＡ９２と画素領域Ｒ２１の制御パルスＡ９１とが近接する。この場合、光源制御部８１は、前記ステップＳ１４の補正処理において、互いに近接する制御パルスを合成する合成処理を行う。前記合成処理によって、図１６（Ｂ）に示されるように、境界Ｔ１，Ｔ２それぞれに合成パルスＡ９４，Ａ９５が生成される。当該合成処理は、合成対象の制御パルスに対応する光ビームの各照射位置の主走査方向Ｄ３１における平均中心位置（境界Ｔ１，Ｔ２）位置を中心とする合成パルスＡ９４，Ａ９５を生成する。
【００８８】
このように、前記補正処理において、境界Ｔ１，Ｔ２付近で互いに近接する制御パルスを合成する処理が行われるため、光源６１の点灯制御におけるオンオフ回数を減らすことができる。
【００８９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態が上述の第１、第２実施形態と異なるところは、制御部８０及び光源制御部８１が、上述の第１実施形態とは異なる点灯制御を行う点にあり、その他の構成は上述の第１、第２実施形態と共通する。したがって、以下においては、構成が相違する点についてのみ説明し、上述の第１、第２実施形態と共通する構成については、第１、第２実施形態における構成に付した符号と同じ符号を付して示すことにより、その説明を省略する。なお、第３実施形態においても、上述の第１実施形態の各実施例１〜８は適用可能である。
【００９０】
第１の実施形態では、前記画素領域における光束の光量分布及び前記光束のスポット径を等しくすることを目的として、一つの画素領域に割り当てられる一つの駆動パルスを複数の制御パルスに分割して、一つの画素領域内に光ビームを複数回照射させるようにした。
【００９１】
一方、従来、前記画素領域における光束の光量分布及び前記光束のスポット径を等しくすることに加え、シート部材に形成される画像の解像度が一定（画素数が一定）でありながらその画像の階調表現をより豊かにしたいという要求がある。本実施形態では、このような要求に応えるため、前記第１実施形態のように一つの駆動パルスを分割する技術を応用して次のような処理が行われる。
【００９２】
図１７は、本実施形態において用いられるスポット径の異なる静止ビーム５０１、５０２の光量分布を示す。図１８（Ａ）は、スポット径が小さい方の静止ビーム５０１についての点灯制御に用いられる１つの駆動パルスを分割した複数の制御パルスＡ１０１〜Ａ１０３を示す。なお、以下の説明において、この複数の制御パルスの纏まりを制御パルス群という。また、図１８（Ａ）は、スポット径が大きい方の静止ビーム５０２についての点灯制御に用いられる１つの制御パルスＡ１０４を示す。なお、図１８（Ａ）に示す制御パルスＡ１０１〜Ａ１０４に基づく動的ビームの光量分布は、図１８（Ｂ）に示すものとなる。
【００９３】
本実施形態では、スポット径が小さい方の静止ビーム５０１につき、一つの画素領域に対して複数の制御パルス群が用いられる。具体的には、図１９（Ａ）に示すように、光源制御部８１は、一つの画素領域に対して、複数の制御パルス群を含む矩形波信号が互いに時間をずらして合成された合成信号を出力する。換言すると、光源制御部８１は、一つの画素領域に対して、複数の制御パルス群を含む矩形波信号が互いに時間をずらして加算された加算信号を出力する。
【００９４】
図１９は、一つの画素領域に対する２つの制御パルス群ＣＰ１、ＣＰ２及びそれらの合成信号ＳＧ１を示す。図１９に示すように、制御パルス群ＣＰ１、ＣＰ２各々に、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０３が含まれており、制御パルス群ＣＰ１と制御パルス群ＣＰ２との間には時間差Δｔ１がある。時間差Δｔ１は、制御パルスＡ１０４のパルス幅に相当する時間差である。このような制御パルス群ＣＰ１と制御パルス群ＣＰ２とが合成された合成信号ＳＧ１は、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０３を２つずつ含む計６つの制御パルスを有する信号となる。合成信号ＳＧ２に基づく動的ビーム６０１Ａの光量分布は、図２１（Ａ）の６０１Ａのようになる。
【００９５】
一方、スポット径が大きい方の静止ビーム５０２については、図１９（Ｂ）に示すように、光源制御部８１は、制御パルスＡ１０４と、制御パルスＡ１０４からこのパルス幅の分だけずれた制御パルスとが合成された合成信号ＳＧ２を出力する。この場合、動的ビーム６０２Ａの光量分布は、図２１（Ａ）のようになり、動的ビーム６０１Ａの光量分布と略一致する。つまり、図２１（Ａ）に示すように、２つの動的ビーム６０１Ａ、６０２Ａにおいて、各画素領域の光量分布及び光束のスポット径が概ね均一となる。
【００９６】
図２０は、一つの画素領域に対する３つの制御パルス群ＣＰ３〜ＣＰ５及びそれらの合成信号ＳＧ３を示す。図２０に示すように、制御パルス群ＣＰ３〜ＣＰ５各々には、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０３が含まれており、制御パルス群ＣＰ３と制御パルス群ＣＰ４との間、及び、制御パルス群ＣＰ４と制御パルス群ＣＰ５との間には時間差Δｔ１がある。このような制御パルス群ＣＰ３〜ＣＰ５が合成された合成信号ＳＧ３は、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０３それぞれを３つずつ含む計９つの制御パルスを有する信号となる。ただし、図２０（Ａ）においては、一部の制御パルスが重複しており合成されている。合成信号ＳＧ３に基づく動的ビーム７０１Ａの光量分布は、図２１（Ｂ）のようになる。
【００９７】
一方、スポット径が大きい方の静止ビーム５０２については、図２０（Ｂ）に示すように、光源制御部８１は、制御パルスＡ１０４と、制御パルスＡ１０４からこのパルス幅の分だけずれた制御パルスＡ１０４と、更にこの制御パルスＡ１０４から前記パルス幅の分だけずれた制御パルスＡ１０４とが合成された合成信号ＳＧ２を出力する。この場合、動的ビーム７０２Ａの光量分布は、図２１（Ｂ）のようになり、動的ビーム７０１Ａの光量分布と略一致する。つまり、図２１（Ｂ）に示すように、２つの動的ビーム７０１Ａ、７０２Ａにおいて、各画素領域の光量分布及び光束のスポット径が概ね均一となる。
【００９８】
このように、スポット径が小さい方の静止ビーム５０１につき、一つの画素領域に対して複数の前記制御パルス群を用いた場合でも、２つの動的ビームにおいて、各画素領域の光量分布及び光束のスポット径を概ね均一にすることができる。
【００９９】
ここで、１つの制御パルス群を含む矩形波信号及び合成信号ＳＧ１、ＳＧ３による動的ビームの露光エネルギーを互いに比較した場合、１つの制御パルス群を含む矩形波信号の場合よりも合成信号ＳＧ１の場合の方が、また、合成信号ＳＧ１の場合よりも合成信号ＳＧ３の場合の方が、動的ビームの露光エネルギーが全体的に大きくなっている。つまり、１つの画素領域に対する制御パルスの数が多くなるほど動的ビームの露光エネルギーが全体的に大きくなっており、合成信号ＳＧ３の場合が最大となる。
【０１００】
前記露光エネルギーが全体的に大きくなることにより、１つの画素における画像の濃度が大きくなる。したがって、１つの画素領域に対する前記制御パルス群の数に応じて画像の濃度が変化し、前記制御パルス群の数が増えるほど画像の濃度が大きくなる。
【０１０１】
また、図１８（Ｂ）及び図２１（Ａ）、（Ｂ）に示す光量分布を比較すると、１つの制御パルス群を含む矩形波信号及び合成信号ＳＧ１、ＳＧ２それぞれについての動的ビームの光量分布において、光量が最大となるピーク位置Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が互いにずれている。図２２は、１つの制御パルス群を含む矩形波信号及び合成信号ＳＧ１、ＳＧ３それぞれを用いて主走査方向Ｗ１に走査される動的ビームの光量分布と或る注目画素領域Ｇ１との位置関係を示す。
【０１０２】
具体的には、図２２に示すように、合成信号ＳＧ１に対応する光量分布においては、ピーク位置Ｈ１がピーク位置Ｈ３より前記画素領域の中央側、又は他方の端部寄りの位置に位置する。また、合成信号ＳＧ３に対応する光量分布においては、前記ピーク位置Ｈ２がピーク位置Ｈ１よりもさらに前記画素領域における主走査方向の他方端部寄りの位置に位置する。
【０１０３】
したがって、図２３に示すように、例えば１つの制御パルス群を含む矩形波信号についての動的ビームの光量分布のピーク位置Ｈ３が、１つの画素領域における主走査方向の一方端部寄りの位置に位置するように制御パルス群を出力する場合において、１つの制御パルス群を含む矩形波信号を出力したときには、１つの画素領域Ｇ１のうち主走査方向に３等分した領域の最も左側の領域に静電潜像が形成され（図２３（Ａ）参照）、合成信号ＳＧ１を出力したときには、１つの画素領域Ｇ１のうち主走査方向に３等分した領域の最も左側及び中央の領域に静電潜像が形成され（図２３（Ｂ）参照）、合成信号ＳＧ２を出力したときには、全ての領域に静電潜像が形成されるという状態をつくりだすことができる。
【０１０４】
このように、前記ピーク位置が異なると、１つの画素領域に静電潜像が形成される面積、すなわち、トナー像が形成される面積が変化する。つまり、１つの画素領域に静電潜像が形成される面積は、合成信号ＳＧ３、合成信号ＳＧ１、１つの制御パルス群を含む矩形波信号の順に大きい。１つの画素領域に形成される静電潜像、すなわちトナー像の面積が大きいほど、画像の濃度を大きくすることができる。
【０１０５】
したがって、低階調を１つの制御パルス群を含む矩形波信号で実現できれば、それよりも高い階調を合成信号ＳＧ１或いは合成信号ＳＧ２で実現することができ、前記制御パルス群の数によって１つの画素で表現される階調が決定する。
【０１０６】
よって、例えば１つの画素で表現可能な階調の数を３とし、図２４のように３つの制御パルス群ＣＰ３〜ＣＰ５の少なくとも一つを用いて画素の階調を表現可能に構成した場合において、前記画像データが示す濃度情報が中間の階調（濃度）を示すものであるときには、光源制御部８１は、例えば制御パルス群ＣＰ３と制御パルス群ＣＰ２とを出力する。このように、光源制御部８１は、前記画素領域に対し前記画像データが示す濃度情報に基づいて定められる互いに異なる出力タイミングで複数の制御パルス群を光源６１に出力可能である。すなわち、この場合、前述の異なる出力タイミングは、前述の時間差Δｔ１となる。
【０１０７】
以上のように、本実施形態では、前記画素領域における光束の光量分布及び前記光束のスポット径を等しくしつつ、シート部材に形成される画像の解像度が一定（画素数が一定）でありながらその画像の階調表現をより豊かにすることができる。なお、前記駆動パルス信号の数の増大に応じて前記露光時間が増大するから、前記駆動パルス信号の数を変化させることは、前記露光時間を変化させるとも言える。
【０１０８】
なお、図２０では、制御パルス群ＣＰ３の制御パルスＡ１０２と制御パルス群ＣＰ５の制御パルスＡ１０１とが重複し、制御パルス群ＣＰ３の制御パルスＡ１０３と制御パルス群ＣＰ５の制御パルスＡ１０２とが重複する。制御パルスが重複するとは、照射位置が重複することである。このように照射位置が重複する場合、光源制御部８１は、互いに重複する照射位置それぞれに対応する制御パルス同士を一つの合成パルスに合成して光源６１に出力する処理を行う。ここで、前記合成処理としては、図２０に示されるように、第２実施形態と同様の光強度を加算する合成処理でもよいし（矢印Ｘ１、Ｘ２参照）、制御パルスのパルス幅を加算する合成処理でもよい。また、光源制御部８１は、互いに近接する照射位置それぞれに対応する制御パルス同士を一つの合成パルスに合成してもよい。
【０１０９】
複数の制御パルスが重複しなければ、光源制御部８１が前記合成処理を実行することが不要となり、２値の信号を出力するだけで済む。したがって、同一の光エネルギーでも露光時間が短く光強度が大きい制御パルスの方が、前記制御パルスが重複しないから、光源制御部８１の処理負荷を軽減することができる。すなわち、光源制御部８１は、前記制御パルスに対応する照射位置が重複しないように、複数の前記駆動パルス信号を生成すればよい。また、図示は省略しているが、同一の光エネルギーでも露光時間が短く光強度が大きい制御パルスの方が、２つの動的ビームの光量分布の一致性が高いという結果も得られた。
【０１１０】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、画素の階調性を増大させる方法が上述の第３実施形態と異なり、その他の構成は上述の第３実施形態と共通する。したがって、以下においては、構成が相違する点についてのみ説明し、上述の第３実施形態と共通する構成については、第３実施形態における構成に付した符号と同じ符号を付し示すことにより、その説明を省略する。なお、第４実施形態においても、上述の各実施例１〜８は適用可能である。
【０１１１】
本実施形態においても、前記第３の実施形態と同様、前記画素領域における光束の光量分布及び前記光束のスポット径を等しくしつつ、シート部材に形成される画像の解像度が一定（画素数が一定）でありながらその画像の階調表現をより豊かにすることを目的とするものである。
【０１１２】
前述したように、画素の階調性は、第３実施形態のように１つの画素領域に対する前記駆動パルス（前記制御パルス群）の数、すなわち露光時間（パルス幅）を変化させる方法の他、前述したように、前記制御パルスの振幅を変化させることによっても変化する。
【０１１３】
本実施形態では、前記制御パルスの振幅、すなわち光強度の異なる制御パルスからなる複数種類の制御パルス群が用いられる。なお、複数種類の制御パルス群のうち一の制御パルス群の制御パルスは、図１８（Ａ）に示す制御パルスと同じであり、光強度が最小の制御パルスである。したがって、この制御パルスに基づく動的ビームの光量分布も、第３の実施形態と同じ（図１８（Ｂ）参照）である。
【０１１４】
図２４（Ａ）は、本実施形態の点灯制御に用いられるスポット径が小さい方の静止ビーム５０１についての１つの駆動パルスを分割した複数の制御パルスＡ１２１〜Ａ１２３と、スポット径が大きい方の静止ビーム５０２についての制御パルスＡ１２４とを示す。また、図２５（Ａ）は、本実施形態の点灯制御に用いられるスポット径が小さい方の静止ビーム５０１についての１つの駆動パルスを分割した複数の制御パルスＡ１３１〜Ａ１３３と、スポット径が大きい方の静止ビーム５０２についての制御パルスＡ１３４とを示す。
【０１１５】
図２４（Ａ）に示す制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４による光強度は、図１８（Ａ）に示す制御パルスＡ１０１〜Ａ１０４による光強度よりも大きい。ここでは、制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４による光強度は、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０４による光強度の２倍である。
【０１１６】
図２４（Ａ）に示す制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４が用いられる場合の動的ビーム８０２Ａの光量分布は、図２４（Ｂ）のようになり、動的ビーム８０１Ａの光量分布と略一致する。つまり、図２１（Ａ）に示すように、２つの動的ビーム８０１Ａ、８０２Ａにおいて、各画素領域の光量分布及び光束のスポット径が概ね均一となる。
【０１１７】
また、図２５（Ａ）に示す制御パルスＡ１３１〜Ａ１３４による光強度は、図２４（Ａ）に示す制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４による光強度よりも大きい。ここでは、制御パルスＡ１３１〜Ａ１３４による光強度は、Ａ１０１〜Ａ１０４による光強度の３倍である。
【０１１８】
そして、図２５（Ａ）に示す制御パルスＡ１３１〜Ａ１３４が用いられる場合の動的ビーム９０２Ａの光量分布は、図２５（Ｂ）のようになり、動的ビーム９０１Ａの光量分布と略一致する。つまり、図２１（Ａ）に示すように、２つの動的ビーム９０１Ａ、９０２Ａにおいて、各画素領域の光量分布及び光束のスポット径が概ね均一となる。
【０１１９】
ここで、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０４、Ａ１２１〜Ａ１２４、Ａ１３１〜Ａ１３４による動的ビームの露光エネルギーを互いに比較した場合、制御パルスＡ１０１〜Ａ１０４の場合よりも制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４の場合の方が、また、制御パルスＡ１２１〜Ａ１２４の場合よりも制御パルスＡ１３１〜Ａ１３４の場合の方が、動的ビームの露光エネルギーが全体的に大きくなっている。つまり、１つの画素領域に対する制御パルスによる光強度が大きくなるほど動的ビームの露光エネルギーが全体的に大きくなっており、制御パルスＡ１３１〜Ａ１３４の場合が最大となる。
【０１２０】
前記露光エネルギーが全体的に大きくなることにより、１つの画素における画像の濃度が大きくなる。したがって、１つの画素領域に対する前記制御パルスによる光強度に応じて画像の濃度が変化し、前記制御パルスによる光強度が増えるほど画像の濃度が大きくなる。
【符号の説明】
【０１２１】
６：光走査装置
１０：画像形成装置
３１：感光体ドラム
６１：光源
６４：ＭＥＭＳミラー
６６，６７：走査レンズ
８０：制御部
８１：光源制御部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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