(57)【要約】【課題】本発明は複数のレーザ光源で画像形成する際に各レーザ光源の露光エネルギを調整して画像品質を向上させるマルチビーム画像形成装置を提供する。【解決手段】デジタル複写装置１は、プリンタ３０で２個の半導体レーザを個別に駆動してレーザビームを出射し、レーザビームを感光体ドラム上に照射して静電潜像を形成して画像形成するに際して、各半導体レーザの露光エネルギーを、当該半導体レーザの通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動する。したがって、複数の半導体レーザの光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成して画像形成するマルチビーム画像形成装置において、前記各レーザ光源の露光エネルギーを、当該レーザ光源の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動することを特徴とするマルチビーム画像形成装置。
【請求項２】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、前記露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項３】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項４】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、前記画像データの特定の画像領域単位で変動させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項５】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、前記露光エネルギを変動させることを特徴とする請求項４記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項６】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、前記露光エネルギを変動させることを特徴とする請求項４記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項７】
複数のレーザ光源からそれぞれレーザビームを出射して当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成するマルチビーム走査光学系を有し、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、前記複数のレーザ光源を当該ｍビットの画像データに基づいて個別に駆動して、前記感光体上に静電潜像を形成して画像形成するマルチビーム画像形成装置において、前記比較レベルを前記複数のレーザ光源に応じて、所定量シフトさせることを特徴とするマルチビーム画像形成装置。
【請求項８】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる前記各レーザ光源の前記感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせることを特徴とする請求項７記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項９】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる前記各レーザ光源の前記感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせることを特徴とする請求項７記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１０】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データの特定の画像領域単位で前記比較レベルをシフトさせることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１１】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、前記比較レベルをシフトさせることを特徴とする請求項１０記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１２】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、前記比較レベルをシフトさせることを特徴とする請求項１０記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１３】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを、所定の指示手段からの指示に応じて無効化することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１４】
前記マルチビーム画像形成装置は、前記レーザ光源からのレーザビームの前記感光体上への主走査方向の延長線上であって非画像形成領域に配置された同期検知手段で前記レーザ光源からのレーザビームを受光して、主走査方向の同期検出を行う同期検知処理を行い、当該同期検知処理用に前記レーザ光源が発光しているときには、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを無効化することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載のマルチビーム画像形成装置。
【請求項１５】
前記マルチビーム画像形成装置は、所定のテストパターンの画像データに基づいて前記レーザ光源を発光させて、当該レーザ光源の光量検出を行う光量検出処理を行い、当該光量検出処理で前記レーザ光源が発光する際には、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを無効化することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載のマルチビーム画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチビーム画像形成装置に関し、詳細には、複数のレーザ光源で画像形成する際に、各レーザ光源の露光エネルギを調整して画像品質を向上させるマルチビーム画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−２０３０８１号公報
【特許文献１】
特開２００２−３６６２７号公報
【特許文献１】
特許第２６１２１５７号公報
デジタル複写機、デジタルプリンタ及びデジタルファクシミリ装置等の画像形成装置にあっては、高品質の画像を高速に記録できることから、半導体レーザ等のレーザ光源から出射されたレーザ光を利用して画像形成する電子写真方式の画像形成装置が普及している。
【０００３】
このようなレーザを利用した画像形成装置においては、一般に、画像データにより変調したレーザビームを走査光学系から一定速度で回転するポリゴンミラーに投射し、ポリゴンミラーでライン状に走査させて、当該ライン状に走査されたレーザビームを走査レンズにより等速直線変換して、感光体ドラム上に照射して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、画像形成装置は、感光体ドラムに現像部からトナーを供給して、感光体ドラム上の静電潜像を可視像化してトナー画像を形成し、タイミングを取って用紙カセットから感光体ドラムと転写チャージャとの間に搬送されてきた用紙にトナー画像を転写する。
【０００４】
そして、カラーの画像形成装置においては、上記感光体ドラム、走査光学系、現像部及び転写チャージャからなる画像形成ユニットを、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４ユニット分備え、当該４つの画像形成ユニットに沿って用紙を搬送する転写搬送ベルトが配設されていて、当該転写搬送ベルトの搬送先に定着部が配設されている。そして、カラー画像形成装置においては、各画像形成ユニットで、順次各色のトナー画像を感光体ドラム上に形成して、当該感光体ドラム上の各色のトナー画像を順次転写搬送ベルトで搬送される用紙に重ね合わせて転写して、カラートナー画像を形成し、当該カラートナー画像の形成された用紙を定着部で加熱・加圧してカラートナー画像を用紙に定着させて、排紙トレイ上に排出する。なお、用紙に転写されなかった、感光体ドラム上のトナーは  クリーニング部で、除去される。
【０００５】
このようなレーザを利用した画像形成装置においては、画像記録が高精細化、高密度化する中で、一本のレーザビームによって出力画像の高精細化、高速化を実現するには、レーザビームを走査しているポリゴンミラーの回転速度を速めることを１つの方法として挙げることができるが、ポリゴンミラーの回転速度を速くするには限界がある。
【０００６】
そこで、従来から画像形成装置においては、その走査光学系を構成するレーザビームを単一で使用していたものから、複数のレーザビームを出射点として使用するマルチビーム走査光学系を使用する傾向がある。すなわち、このような画像形成装置は、走査光学系の一回の走査により複数（ｎ本）のレーザビームを同時に感光体ドラム上に走査させ、複数のライン（ｎ本）を同時に書き込むマルチビーム方式を採用している。したがって、ポリゴンミラーの回転数が一定であれば、単純に画像形成装置の画像形成速度は、１本のレーザビームを用いた場合のｎ倍速くなる。
【０００７】
ところが、マルチビーム方式の画像形成装置の場合、それぞれの半導体レーザの波長のばらつき、光量分布のばらつき、照射角のばらつきに伴って、感光体上に形成される静電潜像にばらつきが生じてしまう。そして、例えば、２ビームのマルチビーム方式の場合、ビームＡとビームＢで交互に記録されるため、一本おきに、静電潜像の電位が異なってしまい、中間調画像の再現性においても、従来の単一のビームを使った画像形成装置に比較して、画像品質が劣化するという欠点があった。
【０００８】
例えば、マルチビーム方式の画像形成装置では、その光量等が完全には一致しないため、同一の印刷を複数の部数出力する場合等において、用紙のタイミングによっては、副走査の最初のラインがビームＡとビームＢのどちらのケースも発生し、画質が異なってしまう。特に、カラー出力の場合、それぞれの色の光学系ユニットで、ビームＡとビームＢの選択が異なってしまうため、色味が異なってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、従来、レーザのパルス効率（デューティ比）を変更して、各レーザ光源の走査長ズレを抑止して、ばらつきを抑制するレーザ駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
また、従来、複数のレーザの光量を調整して、感光体ドラム上に形成される静電潜像の電位差を少なくして、ばらつきを抑制する画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、従来、像形成手段によって形成された像状態を検出し、その検出結果に基づいて各発光源であるレーザ光源の個体差に起因する画像ムラをなくすようにデジタル画像信号の特性を変換する、すなわち、γ補正を変更して最終的にレーザ光源の駆動電流のデューティ比を変化させる画像形成装置が提案されている（特許文献３参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような公報記載の従来技術にあっては、利用性を向上させつつ、画像品質を向上させる上で、改良の必要があった。
【００１３】
すなわち、特許文献１記載の従来技術にあっては、レーザのパルス効率を変更しているため、光量の差をなくすためには、高精度のパルス効率変更の機構を必要とし、回路構成がきわめて複雑となって、コストが高くなるという問題があるとともに、パルス効率変更のステップを高度に細かくしないと、意図する効果を得ることができない。すなわち、レーザの光量を制御して、色々な環境条件下でも安定した画質が得られるように光量を制御するためには、一般的にレーザの電流をＣＰＵやデジタル回路等で制御して、所望の光量に近い値にするが、半導体レーザの光量は、図１６に実線で示すように、目標とする光量Ｐｔの近傍では、駆動電流に対して、急峻に変化する。また、温度によっても特性が異なり、例えば、温度が上昇・下降すると、図１６に破線で示すように、特性が変化する。さらに、製品のばらつきも存在する。このような状況において、ＣＰＵやデジタル回路等で制御して得られる光量は、図１７に示すように、離散的な値を取らざるを得ない。例えば、半導体レーザの駆動電流が、Ｉ１の次にはＩ２しか選択するできないとすると、光量は、Ｐ１かＰ２となり、所望の光量Ｐｔを得ることができない場合が発生する。
【００１４】
また、特許文献２記載の従来技術にあっては、光量を調整して感光体ドラム上の静電潜像の電位差を少なくしているため、上記特許文献１の場合と同様の問題があった。
【００１５】
さらに、特許文献３記載の従来技術にあっては、複数のレーザそれぞれについて特性変換、すなわち、γ補正を変更して画像ムラをなくそうとしているが、γ補正で十分に補正するためには、補正レベルをかなり細かく取る必要があり、通常行われている８ビット程度では、適切な補正を行うことができず、ビット数を増やすと、コストが高くつくという問題がある。
【００１６】
そこで、請求項１記載の発明は、複数のレーザ光源を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成して画像形成するに際して、各レーザ光源の露光エネルギーを、当該レーザ光源の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動することにより、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収し、画像品質を向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１７】
請求項２記載の発明は、露光エネルギを、露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させることにより、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収し、画像品質を一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１８】
請求項３記載の発明は、露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させることにより、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収し、画像品質を一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１９】
請求項４記載の発明は、露光エネルギを、画像データの特定の画像領域単位で変動させることにより、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２０】
請求項５記載の発明は、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、露光エネルギを変動させることにより、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２１】
請求項６記載の発明は、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、露光エネルギを変動させることにより、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２２】
請求項７記載の発明は、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、当該ｍビットの画像データに基づいて複数のレーザ光源を個別に駆動して、感光体上に静電潜像を形成して画像形成するに際して、中間調処理で使用する比較レベルを複数のレーザ光源に応じて、所定量シフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収し、画像品質を向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２３】
請求項８記載の発明は、比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収し、画像品質を一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２４】
請求項９記載の発明は、比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収し、画像品質を一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、画像データの特定の画像領域単位で比較レベルをシフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、比較レベルをシフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２７】
請求項１２記載の発明は、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、比較レベルをシフトさせることにより、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止し、画像品質をより一層向上させることのできるマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２８】
請求項１３記載の発明は、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを、所定の指示手段からの指示に応じて無効化することにより、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止し、画像品質を向上させつつ、利用性の良好なマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００２９】
請求項１４記載の発明は、主走査方向の同期検出を行う同期検知処理を行うためにレーザ光源が発光しているときには、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化することにより、水平同期検出を高精度に行い、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させつつ、利用性の良好なマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００３０】
請求項１５記載の発明は、所定のテストパターンの画像データに基づいてレーザ光源を発光させて、当該レーザ光源の光量検出を行う光量検出処理でレーザ光源が発光する際には、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化することにより、光量検出を高精度に行い、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させつつ、利用性の良好なマルチビーム画像形成装置を提供することを目的としている。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のマルチビーム画像形成装置は、複数のレーザ光源を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成して画像形成するマルチビーム画像形成装置において、前記各レーザ光源の露光エネルギーを、当該レーザ光源の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動することにより、上記目的を達成している。
【００３２】
上記構成によれば、複数のレーザ光源を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成して画像形成するに際して、各レーザ光源の露光エネルギーを、当該レーザ光源の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動するので、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【００３３】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、前記露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるものであってもよい。
【００３４】
上記構成によれば、露光エネルギを、露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるので、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【００３５】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるものであってもよい。
【００３６】
上記構成によれば、露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるので、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【００３７】
さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギを、前記画像データの特定の画像領域単位で変動させるものであってもよい。
【００３８】
上記構成によれば、露光エネルギを、画像データの特定の画像領域単位で変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００３９】
また、例えば、請求項５に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、前記露光エネルギを変動させるものであってもよい。
【００４０】
上記構成によれば、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、露光エネルギを変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００４１】
さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、前記露光エネルギを変動させるものであってもよい。
【００４２】
上記構成によれば、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、露光エネルギを変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００４３】
請求項７記載の発明のマルチビーム画像形成装置は、複数のレーザ光源からそれぞれレーザビームを出射して当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成するマルチビーム走査光学系を有し、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、前記複数のレーザ光源を当該ｍビットの画像データに基づいて個別に駆動して、前記感光体上に静電潜像を形成して画像形成するマルチビーム画像形成装置において、前記比較レベルを前記複数のレーザ光源に応じて、所定量シフトさせることにより、上記目的を達成している。
【００４４】
上記構成によれば、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、当該ｍビットの画像データに基づいて複数のレーザ光源を個別に駆動して、感光体上に静電潜像を形成して画像形成するに際して、中間調処理で使用する比較レベルを複数のレーザ光源に応じて、所定量シフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【００４５】
請求項７の場合、例えば、請求項８に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる前記各レーザ光源の前記感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるものであってもよい。
【００４６】
上記構成によれば、比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【００４７】
また、例えば、請求項９に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる前記各レーザ光源の前記感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるものであってもよい。
【００４８】
上記構成によれば、比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【００４９】
さらに、例えば、請求項１０に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データの特定の画像領域単位で前記比較レベルをシフトさせるものであってもよい。
【００５０】
上記構成によれば、画像データの特定の画像領域単位で比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００５１】
また、例えば、請求項１１に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、前記比較レベルをシフトさせるものであってもよい。
【００５２】
上記構成によれば、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００５３】
さらに、例えば、請求項１２に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、前記比較レベルをシフトさせるものであってもよい。
【００５４】
上記構成によれば、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【００５５】
また、上記各場合において、例えば、請求項１３に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを、所定の指示手段からの指示に応じて無効化するものであってもよい。
【００５６】
上記構成によれば、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを、所定の指示手段からの指示に応じて無効化するので、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止することができ、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【００５７】
さらに、例えば、請求項１４に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、前記レーザ光源からのレーザビームの前記感光体上への主走査方向の延長線上であって非画像形成領域に配置された同期検知手段で前記レーザ光源からのレーザビームを受光して、主走査方向の同期検出を行う同期検知処理を行い、当該同期検知処理用に前記レーザ光源が発光しているときには、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを無効化するものであってもよい。
【００５８】
上記構成によれば、主走査方向の同期検出を行う同期検知処理を行うためにレーザ光源が発光しているときには、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化するので、水平同期検出を高精度に行うことができ、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【００５９】
また、例えば、請求項１５に記載するように、前記マルチビーム画像形成装置は、所定のテストパターンの画像データに基づいて前記レーザ光源を発光させて、当該レーザ光源の光量検出を行う光量検出処理を行い、当該光量検出処理で前記レーザ光源が発光する際には、前記露光エネルギの変動または前記比較レベルのシフトを無効化するものであってもよい。
【００６０】
上記構成によれば、所定のテストパターンの画像データに基づいてレーザ光源を発光させて、当該レーザ光源の光量検出を行う光量検出処理でレーザ光源が発光する際には、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化するので、光量検出を高精度に行うことができ、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００６２】
図１〜図５は、本発明のマルチビーム画像形成装置の第１の実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のマルチビーム画像形成装置の第１の実施の形態を適用したデジタル複写装置１のブロック構成図である。
【００６３】
図１において、デジタル複写装置１は、スキャナ部１０、画像処理部２０、プリンタ３０及び操作パネル４０等を備えており、スキャナ部１０と画像処理部２０及び画像処理部２０とプリンタ３０が、それぞれインタフェース（Ｉ／Ｆ）２、３で接続されている。
【００６４】
スキャナ部１０は、スキャナ１１とシェーディング補正部１２等を備え、スキャナ１１で、原稿に光源から光を照射してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  ）で光電変換するという主走査及び副走査を行って原稿の画像を読み取って、シェーディング補正部１２で、当該スキャナ１１の読み取った原稿の画像データに、原稿を照射する光源の照射ムラやＣＣＤの感度ばらつきを補正するシェーディング補正を施して、Ｉ／Ｆ２を介して画像処理部２０に出力する。
【００６５】
操作パネル（指示手段）４０は、テンキーやスタートキー等の各種操作キーを備えるとともに、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）を備えていて、デジタル複写装置１を利用した複写処理に必要な各種操作が行われるとともに、サービスマンのテスト用の作業も行われ、また、操作パネル４０のディスプレイは、デジタル複写装置１からユーザやサービスマンに通知する各種情報を表示する。
【００６６】
画像処理部２０は、ＲＧＢγ補正回路２１、画像分離部２２、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）補正回路２３、色変換ＵＣＲ回路２４、変倍回路２５、画像加工回路２６、ＭＴＦフィルタ２７、γ補正回路２８及び階調処理回路２９等を備えている。
【００６７】
ＲＧＢγ補正回路２１は、スキャナ部１０から入力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データを濃度変換処理（γ補正処理）を施して、画像分離部２２とＭＴＦ補正回路２３に出力し、画像分離部２２は、ＲＧＢγ補正回路２１から入力される画像データからビット単位で文字領域であるか写真領域であるか、また、必要に応じて有彩であるか無彩であるかを判定して、判定結果をＭＴＦ補正回路２３に出力する。
【００６８】
ＭＴＦ補正回路２３は、ＲＧＢγ補正回路２１から入力される画像データに対して、画像分離部２２の判定結果に基づいて、スキャナ部１０の光学系によるボケを補正して画像データを鮮鋭化させるＭＴＦ補正処理を施して、色変換ＵＣＲ回路２４に出力し、色変換ＵＣＲ回路２４は、ＵＣＲ（下色）による色変換を実行して、変倍回路２５に出力する。
【００６９】
変倍回路２５は、操作パネル４０で指定された変倍率あるいは必要な変倍率に合わせて画像データを拡大・縮小して、画像加工回路２６に出力し、画像加工回路２６は、操作パネル４０で指定された編集指示に基づいて編集処理等の画像加工を施してＭＴＦフィルタ２７に出力する。
【００７０】
ＭＴＦフィルタ２７は、画像加工回路２６で画像加工された画像データにＭＴＦフィルタ処理を施してγ補正回路２８に出力し、γ補正回路２８は、画像データを出力する際に、プリンタ３０の特性を考慮したテーブルによる変換を行って、操作パネル４０で設定された濃度値に応じた出力の調整を行って階調処理回路２９に出力する。
【００７１】
階調処理回路２９は、入力される画像画写真画像等の中間調画像の場合に、中間調処理方法を用いて階調処理を実行して、Ｉ／Ｆ３を介してプリンタ３０に出力する。
【００７２】
プリンタ３０は、図２に示すように、給紙部５０、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色用の画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、転写ユニット７０、定着部８０及び排紙トレイ９０等を備えており、給紙部５０が、プリンタ３０の下部に配設されていて、その上部に、上下方向に配設された転写ユニット７０に沿って各色の各色用の画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが配設され、さらに、その上部に、定着部８０が配設されている。
【００７３】
給紙部５０は、複数枚の記録紙（転写紙）５１を収納する記録紙カセット５２から１枚づつ記録紙５１を転写ユニット７０に送り出す。
【００７４】
転写ユニット７０は、転写ベルト７１や図示しない駆動ローラ、従動ローラ、転写部材等を備えており、転写ベルト７１は、エンドレスの帯状に形成されて、駆動ローラと従動ローラに張り渡されている。この転写ベルト７１に沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各色用の画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが配設されている。転写ユニット７０は、駆動ローラが回転駆動されることにより、図２で時計方向に転写ベルト７１を回転駆動し、給紙部５０から送り出されてきた記録紙５１を転写ベルト７１に静電吸着させて、各画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋに順次搬送し、転写ユニット４０は、転写ベルト４１に吸着して搬送する記録紙１１に各色用の画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋの各色のトナー画像を記録紙５１に転写させて、定着部８０に搬送する。
【００７５】
定着部８０は、所定の定着温度に加熱された定着ローラ８１、定着ローラ８１に所定の加圧力で押圧されている加圧ローラ８２等を備えており、定着ローラ８１と加圧ローラ８２との間に搬送されてきた記録紙５１を加熱・加圧して記録紙５１上のトナー画像を記録紙５１に定着させて排紙トレイ９０上に排出する。
【００７６】
上記各画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、図外の駆動機構により図１で反時計方向に回転駆動される感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ、図示しない帯電部、レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ、現像部６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ、図示しない除電部及びクリーニング部等を備えている。各画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、帯電部により感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋを一様に帯電させ、レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋにより一様に帯電された感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋに、各色の画像データにより変調されたレーザを照射して、各色の感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋに静電潜像を形成する。現像部６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋは、レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋで静電潜像の形成された感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋにそれぞれ各色のトナーを供給して、各色のトナー画像を形成する。
【００７７】
そして、レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、図３に示すように構成されており、いわゆるマルチビーム走査光学系が用いられている。
【００７８】
すなわち、レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、コリメータレンズユニット１０１、シリンドリカルレンズ１０２、ポリゴンミラー１０３、ｆθレンズ１０４、トロイダルレンズ１０５及び水平同期センサ１０６等を備えており、コリメータレンズユニット１０１は、２個の半導体レーザ（レーザ光源）１１１、１１２、２個のコリメータレンズ１１３、１１４及びプリズム１１５を備えている。
【００７９】
レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、各半導体レーザ１１１、１１２から１本ずつ、合計で２本のレーザビームをそれぞれコリメータレンズ１１３、１１４方向に出射し、コリメータレンズ１１３、１１４は、入射されるレーザビームをほぼ平行光に変換して、プリズム１１５に入射する。プリズム１１５は、コリメータレンズ１１３とコリメータレンズ１１４から入射されるレーザビームを、ほぼ縦１列であって、近傍に並ぶように合成して、シリンドリカルレンズ１０２方向に出射し、シリンドリカルレンズ１０２を通過したレーザビーム束は、図３に矢印で示す方向に回転駆動されているポリゴンミラー１０３に入射されて、ポリゴンミラー１０３で主走査方向（水平方向）に繰り返し偏向されて、ｆθレンズ１０４に入射される。ｆθレンズ１０４は、ポリゴンミラー１０３から入射されるレーザビーム束をそれぞれ等速直線変換し、トロイダルレンズ１０５を通過させて感光体ドラム６１Ｙ〜６１Ｋの走査記録面上に副走査方向にそれぞれスポットとして照射させるとともに、感光体ドラム６１Ｙ〜６１Ｋ上をほぼ等速で主走査させて、隣接した複数ラインの一括して静電潜像の形成を行う。
【００８０】
また、ポリゴンミラー１０３で偏向されてｆθレンズ１０４及びトロイダルレンズ１０５を通過したレーザビーム束は、記録領域外に配設された水平同期センサ（同期検知手段）１０６にも入射され、水平同期センサ１０６は、入射されるレーザビーム束を検出して、主走査方向の走査開始側の同期信号を位相同期信号発生部１２０に出力する。位相同期信号発生部１２０は、水平同期センサ１０６から入力される同期信号が微弱であるため、この同期信号を増幅して水平同期信号としてビデオ信号制御部１２１に出力する。
【００８１】
ビデオ信号制御部１２１には、Ｉ／Ｆ（インタフェース）３が接続されており、Ｉ／Ｆ３を介して上記画像処理部２０からの画像データの入力される。ビデオ信号制御部１２１は、Ｉ／Ｆ３を介して入力される画像データを水平同期信号に同期させて、ＬＤ駆動回路１２２を駆動させて、半導体レーザ１１１、１１２をオン／オフ制御し、レーザビームを出射させる。
【００８２】
また、ビデオ信号制御部１２１には、簡単なテストパターンを発生させるためのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２３が搭載されている。
【００８３】
そして、上記ＬＤ駆動回路１２２は、その１個の半導体レーザ、例えば、半導体レーザ１１１用のＬＤ駆動回路１２２ａが、例えば、図４に示すように回路構成されており、ドライバ１３１、インダクタ１３２、抵抗１３３、コンデンサ１３４、トランジスタ１３５、スイッチング素子１３６、バイアス回路１３７、定電流回路１３８及び電流設定回路１３９等を備えている。
【００８４】
ＬＤ駆動回路１２２ａは、ドライバ１３１に画像データに従ってパルス変調された画像信号Ｄａが入力され、ドライバ１３１とインダクタ１３２及び抵抗１３３で構成される波形制御回路で波形制御されて、トランジスタ１３５に入力される。トランジスタ１３５及びトランジスタ１３６は、スイッチ素子であり、トランジスタ１３５に、半導体レーザ１１１が接続されていて、定電圧Ｖｃｃに接続されている。トランジスタ１３６は、バイアス回路１３７によりバイアスされており、定電圧Ｖｃｃに接続されている。また、トランジスタ１３５とトランジスタ１３６は、定電流回路１３８に接続されており、定電流回路１３８は、制御信号Ｓｓに基づいて電流設定回路１３９によりその電流が制御される。
【００８５】
トランジスタ１３５とトランジスタ１３６は、トランジスタ１３５がオンに移行するときには、トランジスタ１３６を通る電流が、徐々に減少し、逆に、トランジスタ１３５がオフに移行するときには、トランジスタ１３６を通る電流が、徐々に増加する。すなわち、トランジスタ１３６は、バイパス回路となって動作する。
【００８６】
そして、電流設定回路１３９は、定電流回路１３８に与える電流制御を画素単位で行う。すなわち、半導体レーザ１１１、１１２は、その光量と発生頻度が、図５のように示すことができ、図５において、破線が、半導体レーザ１１１の光量と発生頻度を示し、実線が、半導体レーザ１１２の光量と発生頻度を示している。
【００８７】
いま、図５において、ＬＤ１、ＬＤ２で示す位置の光量が通常の光量であるとすると、本実施の形態のデジタル複写装置１では、図５に示すような発生頻度でランダムに光量を変化させる。すなわち、光量が低い方は、光量が高い方へ多く変動させ、逆に、光量が高い方は、光量が低い方へ多く変動させる。さらに、それぞれの変動が、空間周波数的に低周波むらにならないように、空間的には、ブルーノイズ特性がでるように変動させる。
【００８８】
そして、図５において、横軸は光量であるが、図３に示したように、目的とする光量付近では、レーザの光量とそれに対する駆動電流とは、ほぼリニア（直線的）に変化する。そこで、電流設定回路１３９は、定電流回路１３８に与える電流制御を画素単位で行う。
【００８９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態のデジタル複写装置１は、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋの各感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋに各レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋがそれぞれ２個ずつ半導体レーザ１１１、１１２を備えて、半導体レーザ１１１、１１２で感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋに静電潜像を形成する際に、各半導体レーザ１１１、１１２の露光エネルギを通常レベルから所定レベル変動させて光量を好適なものとして、画像品質を向上させる。
【００９０】
すなわち、デジタル複写装置１は、スキャナ部１０のスキャナ１１で読み取り、シェーディング補正部１２でシェーディング補正した原稿の画像データを、画像処理部２０で必要な画像処理を施した後、Ｉ／Ｆ３を介してプリンタ３０に渡し、プリンタ３０で記録紙５１に記録出力する。
【００９１】
プリンタ３０は、Ｉ／Ｆ３を介して入力される画像データに基づいて、ビデオ制御部１２１がＬＤ駆動回路１２２を制御して、各レーザ書込部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの２個の半導体レーザ１１１、１１２を駆動させ、感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋに静電潜像を形成する。
【００９２】
そして、ＬＤ駆動回路１２２は、半導体レーザ１１１用のＬＤ駆動回路１２２ａについて図４に示したように、ドライバ１３１に画像データに従ってパルス変調された画像信号Ｄａが入力され、ドライバ１３１とインダクタ１３２及び抵抗１３３で構成される波形制御回路で波形制御されて、トランジスタ１３５に入力され。そして、トランジスタ１３５のバイパス回路としてトランジスタ１３６が接続されており、トランジスタ１３５とトランジスタ１３６は、トランジスタ１３５がオンに移行するときには、トランジスタ１３６を通る電流が、徐々に減少し、逆に、トランジスタ１３５がオフに移行するときには、トランジスタ１３６を通る電流が、徐々に増加する。
【００９３】
そして、半導体レーザ１１１、１１２は、その光量と発生頻度が、図５に示したように変化し、デジタル複写装置１は、図５において、ＬＤ１、ＬＤ２で示す位置の光量が通常の光量であるとすると、図５に示すような発生頻度でランダムに光量を変化させる。
【００９４】
すなわち、ビデオ制御部１２１は、制御信号Ｓｓを電流設定回路１３９に出力して、電流設定回路１３９を介して定電流回路１３８の電流を制御して、半導体レーザ１１１と半導体レーザ１１２のうち光量が低い方は、光量が高い方へ多く変動させ、逆に、光量が高い方は、光量が低い方へ多く変動させるとともに、それぞれの変動が、空間周波数的に低周波むらにならないように、空間的には、ブルーノイズ特性がでるように変動させる。
【００９５】
また、光量は、図３に示したように、目的とする光量付近では、レーザの光量とそれに対する駆動電流とは、ほぼリニア（直線的）に変化するため、電流設定回路１３９は、定電流回路１３８に電流制御信号を画素単位に与えて、定電流回路１３８の電流制御を画素単位で行う。
【００９６】
このように、本実施の形態のデジタル複写装置１は、複数、本実施例では、２個の半導体レーザ１１１、１１２を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ上に照射して静電潜像を形成して画像形成するに際して、各半導体レーザ１１１、１１２の露光エネルギーを、当該半導体レーザ１１１、１１２の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動している。
【００９７】
したがって、複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【００９８】
また、本実施の形態のデジタル複写装置１は、露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させている。
【００９９】
したがって、効率的に複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１００】
図６〜図８は、本発明のマルチビーム画像形成装置の第２の実施の形態を示す図である。
【０１０１】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態のデジタル複写装置１と同様のデジタル複写装置に適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１０２】
図６は、第１の実施の形態のデジタル複写装置１のＬＤ駆動回路１２２ａの電流設定回路１３９の詳細な回路ブロック構成図であり、電流設定回路１３９は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ）１４０、疑似乱数発生回路１４１、加算器１４２及び増幅アンプ１４３等を備えている。
【０１０３】
ＡＳＩＣ１４０には、ＬＤ駆動回路１２２ａから制御信号や画素クロック等の情報が制御信号群として入力され、ＡＳＩＣ１４０は、制御信号群を一旦受信して、波形整形して、画素毎の主電流設定信号を加算器１４２に出力するとともに、レベル設定信号、動作の許可信号であるＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号、画素クロック及び使用する半導体レーザ１１１、１１２を示すＬＤＳＥＬ信号等を疑似乱数発生回路１４１に出力する。
【０１０４】
疑似乱数発生回路１４１は、広範囲で細かい電流ステップを行わせるための乱数を使用する半導体レーザ１１１、１１２に応じて発生して、加算器１４２に出力する。
【０１０５】
加算器１４２は、ＡＳＩＣ１４０から入力される主電流設定信号に疑似乱数発生回路１４１からの乱数信号を加算して、増幅アンプ１４３に出力し、増幅アンプ１４３は、入力される信号を増幅して、電流制御信号として、図４に示した定電流回路１３８に出力する。
【０１０６】
そして、上記疑似乱数発生回路１４１は、広範囲で細かい電流ステップを行わせるための乱数を、点灯駆動する（使用する）半導体レーザ１１１、１１２に応じて発生する。すなわち、図４に示したように、半導体レーザの光量として、例えば、Ｐｔをターゲットにする場合、駆動電流の制御がデジタル制御であるとすると、駆動電流は離散的なステップしか取ることができず、駆動電流Ｉ１の次は、駆動電流Ｉ２となってしまい、それぞれで得られる光量は、Ｐｔとは異なるＰ１あるいはＰ２という光量となってしまう。この場合、駆動電流のステップを細かくすることができると、半導体レーザの光量は、温度によって、図３に示した実線から破線へと移動する。したがって、広範囲で細かい電流ステップを設定することで、意図する光量を得ることができ、画像品質を向上させることができる。
【０１０７】
そこで、本実施の形態のデジタル複写装置１では、半導体レーザ１１１、１１２に供給する電流の電流ステップが、図７に示すように、電流ステップＩ（ｘ）と次の電流ステップＩ（ｘ＋１）であるときの、それぞれの発生頻度を取るものとすると、必要とする電流が、電流ステップＩ（ｘ）と次の電流ステップＩ（ｘ＋１）の間にある場合には、電流設定回路１３９の擬似乱数発生回路１４１が、それぞれの電流をランダムに発生させて、その出現頻度を図７に示すように制御して、加振器１４２でＡＳＩＣ１４０からの主電流設定信号に加算して、増幅アンプ１４３から電流制御信号として定電流回路１３８に供給することで、半導体レーザ１１１、１１２に供給し、画像形成を行う。
【０１０８】
例えば、半導体レーザ１１１の場合、擬似乱数発生回路１４１が、図８に示すように、画素単位で、＋１ステップ、±０ステップ、±０ステップ、・・・という乱数パターンを発生して、できるだけブルーノイズ特性を持たせるように駆動電流を変動させる。もう１つの半導体レーザ１１２についても、擬似乱数発生回路１４１が、別の乱数パターンを発生して、できるだけブルーノイズ特性を持たせるように電流を変動させる。
【０１０９】
このように、本実施の形態のデジタル複写装置１は、駆動電流を細かく調整することにより、意図する光量を得ることができ、画像品質を向上させることができる。
【０１１０】
また、本実施の形態のデジタル複写装置１は、露光エネルギを、露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させている。
【０１１１】
したがって、複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１１２】
図９〜図１２は、本発明のマルチビーム画像形成装置の第３の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、階調処理回路のディザのマトリックス単位で半導体レーザの露光エネルギを変動させるものである。
【０１１３】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態のデジタル複写装置１と同様のデジタル複写装置に適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１１４】
図９は、上記第１の実施の形態のデジタル複写装置１の画像処理部２０の階調処理回路２９のディザ化部分を示す回路ブロック図であり、ディザ化回路１５１と閾値発生回路１５２等を備えている。
【０１１５】
ディザ化回路１５１には、γ補正回路２８からＮｂｉｔ（ビット）の画像データが入力され、閾値発生回路１５２から入力される閾値信号に基づいて、リアルタイムにディザ化して、ｍビット（例えば、１ビット）の信号に変換して、プリンタ３０に出力して、プリンタ３０がこのｍビットの信号に基づいて半導体レーザ１１１、１１２のオン／オフに用いる。
【０１１６】
閾値発生回路１５２は、図１０に示すように、ＡＳＩＣ１６１、基本ディザ閾値記憶部１６２、サブマトリックス情報保持部１６３、擬似乱数発生回路１６４及び加算器１６５等を備えている。
【０１１７】
ＡＳＩＣ１６１には、ディザ回路１５１からの信号の他に、ビデオ制御部１２１のＣＰＵ等からの制御信号も入力され、ＡＳＩＣ１６１は、これらの信号に基づいて、動作の許可信号であるＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号、画素クロック及び使用する半導体レーザ１１１、１１２を示すＬＤＳＥＬ信号を擬似乱数発生回路１６４に出力するとともに、画素クロックとＬＤＳＥＬ信号をサブマトリックス情報保持部１６３に出力する。
【０１１８】
基本ディザ閾値記憶部１６２は、基本となる閾値データを記憶し、ディザの基本閾値を発生して、加算器１６５に出力する。
【０１１９】
擬似乱数発生回路１６４は、例えば、図５に示したような乱数、あるいは、図９に示したような乱数をそれぞれの半導体レーザ１１１、１１２に対して発生して、加算器１６５に出力する。また、擬似乱数発生回路１６４は、ＡＳＩＣ１６１からの動作許可信号であるＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号が入力されないときには、動作しないようになっており、乱数の不必要なときに、擬似乱数発生回路１６４の動作を停止できるようになっている。
【０１２０】
サブマトリックス情報保持部１６３は、擬似乱数発生回路１６４が各半導体レーザ１１１、１１２に対応して発生する乱数の値が、サブマトリックス内で同じになるように、擬似乱数発生回路１６４を制御する。
【０１２１】
加算器１６５は、基本ディザ閾値記憶部１６２からの基本閾値に擬似乱数発生回路１６４の発生する乱数を加算して、実際の閾値としてディザ化回路１５１に出力する。ディザ化回路１５１は、閾値発生回路１５２から入力される閾値信号に基づいて、γ補正回路２８から入力されるＮビットの画像データをリアルタイムにディザ化して、ｍビット、本実施の形態では、１ビットの信号に変換して、プリンタ３０に出力し、プリンタ３０がこのｍビットの信号に基づいて半導体レーザ１１１、１１２のオン／オフに用いる。
【０１２２】
本実施の形態のデジタル複写装置１は、ディザの閾値をサブマトリックス単位でかつ使用する半導体レーザ１１１、１１２毎にレベルを所定量変動させることで、マルチビームの光量ムラを目立たなくしている。
【０１２３】
すなわち、例えば、図１１において、Ａ１が基本ディザ閾値記憶部１６２の発生するサブマトリックスであり、擬似乱数発生回路１６４の発生する乱数を加算器１６５で加算することで、ディザにより作成される網点が、その中央付近からＡ２で示すように拡大するように配置される。このディザの閾値をサブマトリックス単位でかつ使用する半導体レーザ１１１、１１２毎にレベルを所定量変動させる。すなわち、画素を個別にレベルシフトさせるよりも、網点全体としてレベルシフトさせることにより、元の網点形状をできるだけ維持することができ、画質の劣化を抑制することができる。
【０１２４】
そして、本出願人は、被験者１３人に対して、２ビーム方式と４ビーム方式のマルチビーム光学系を用いて、ディザの閾値をサブマトリックス単位でかつ使用する半導体レーザ１１１、１１２毎にレベルを所定量変動させて画像形成した画像を見せて、上記効果が確認できるかの実験を行ったところ、図１２に示すように、２ビーム光学系において、十分に効果が認められることを、確認することができた。
【０１２５】
このように、本実施の形態のデジタル複写装置１は、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、当該ｍビットの画像データに基づいて複数の半導体レーザ１１１、１１２を個別に駆動して、感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ上に静電潜像を形成して画像形成するに際して、中間調処理で使用する比較レベルを複数の半導体レーザ１１１、１１２に応じて、所定量シフトさせている。
【０１２６】
したがって、中間調処理を行う場合にも、複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【０１２７】
また、本実施の形態のデジタル複写装置１は、比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる各半導体レーザ１１１、１１２の感光体６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせている。
【０１２８】
したがって、中間調処理を行う場合にも、複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１２９】
さらに、本実施の形態のデジタル複写装置１は、比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる各半導体レーザ１１１、１１２の感光体ドラム６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせている。
【０１３０】
したがって、中間調処理を行う場合にも、効率的に複数の半導体レーザ１１１、１１２の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１３１】
また、本実施の形態のデジタル複写装置１は、画像データの特定の画像領域単位で比較レベルをシフトさせている。
【０１３２】
したがって、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１３３】
さらに、本実施の形態のデジタル複写装置１は、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、比較レベルをシフトさせている。
【０１３４】
したがって、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１３５】
図１３は、本発明のマルチビーム画像形成装置の第４の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は、階調処理回路の誤差拡散の閾値マトリックス単位で半導体レーザの露光エネルギを変動させるものである。
【０１３６】
なお、本実施の形態は、上記第１の実施の形態のデジタル複写装置１と同様のデジタル複写装置に適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第１の実施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１３７】
図１３は、第１の実施の形態のデジタル複写装置１の画像処理部２０の階調処理回路２９の誤差拡散部分を示す回路ブロック図であり、誤差拡散化回路１７１と閾値発生回路１７２等を備えている。
【０１３８】
誤差拡散化回路１７１には、γ補正回路２８からＮｂｉｔ（ビット）の画像データが入力され、閾値発生回路１７２から入力される閾値信号に基づいて、リアルタイムに誤差拡散して、ｍビット（例えば、１ビット）の信号に変換して、プリンタ３０に出力して、プリンタ３０がこのｍビットの信号に基づいて半導体レーザ１１１、１１２のオン／オフに用いる。
【０１３９】
閾値発生回路１７２には、ビデオ制御部１２１のＣＰＵ等から制御信号が入力され、閾値発生回路１７２は、図９及び図１０の閾値発生回路１５２と同様の構成を有していて、２値化の閾値としてディザ閾値を発生して、誤差拡散化回路１７１に出力する。
【０１４０】
すなわち、デジタル複写装置１は、ディザの閾値を誤差拡散することで、サブマトリックス単位でかつ使用する半導体レーザ１１１、１１２毎にレベルを所定量変動させることで、マルチビームの光量ムラを目立たなくしている。
【０１４１】
このように、本実施の形態のデジタル複写装置１は、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、中間調処理で使用する比較レベルをシフトさせている。
【０１４２】
したがって、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１４３】
なお、上記各実施の形態において、各半導体レーザ１１１、１１２のビームの光量の違いをテストパターン等で、測定することができるが、このとき、レベルシフト乱数回路である擬似乱数発生回路１４１、１６４が動作すると、測定を正しく行うことができない。
【０１４４】
そこで、上記各実施の形態においては、擬似乱数発生回路１４１、１６４の動作を禁止できるように構成されている。
【０１４５】
すなわち、デジタル複写装置１のＣＰＵは、図１４に示すように、テストモードかどうかチェックし（ステップＳ１０１）、テストモードでないときには、擬似乱数発生回路１４１、１６４をオン（ＯＮ）にして、各動作モード処理を行う（ステップＳ１０２）。
【０１４６】
ステップＳ１０１で、テストモードであると、ＣＰＵは、擬似乱数発生回路１４１、１６４をオフにして、各半導体レーザ１１１、１１２のビームの光量の違いをテスト半島で測定する（ステップＳ１０３）。そして、ＣＰＵは、この擬似乱数発生回路１４１、１６４のオン／オフを、例えば、図６の動作許可信号であるＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号や図１０の動作許可信号であるＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号を用いて制御する。
【０１４７】
このようにすることで、半導体レーザ１１１、１１２の光量のテストモード時に、擬似乱数発生回路１４１、１６４をオフにして、測定を正確に行うことができる。
【０１４８】
また、光量のテストモードでなくても、通常の動作においても、擬似乱数発生回路１４１、１６４の動作を禁止しなければならない場合がある。
【０１４９】
例えば、図３に示した画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋのレーザ光学系では、水平同期信号を得るために半導体レーザ１１１、１１２を発光させる必要がある。このときに、擬似乱数発生回路、１４１、１６４が動作していると、同期の精度が落ちて画質の劣化につながる。
【０１５０】
すなわち、図１５は、主走査１周期の間のタイミングチャートを示しており、図１５（ａ）は、水平同期を検知するために半導体レーザ１１１、１１２を点灯させるための信号、図１５（ｂ）は、画像信号、図１５（ｃ）は、実際にレーザを点灯させるための信号で、図１５の（ａ）と（ｂ）の論理和の合成信号、図１５（ｄ）は、図３の水平同期センサ１０６に出力する同期検知信号である。
【０１５１】
そこで、ビデオ制御部１２１のＣＰＵは、図６のＡＳＩＣ１４０及び図１０のＡＳＩＣ１６１に図１５（ａ）の信号を制御信号として入力し、ＡＳＩＣ１４０とＡＳＩＣ１６１がこの制御信号がハイとなっている半導体レーザ１１１、１１２が点灯している間は、ＲＡＮＤ  ＣＴＲＬ信号を利用して、擬似乱数発生回路１４１、１６４の動作を停止させる。
【０１５２】
このようにすることで、擬似乱数発生回路１４１、１６４を付加しても、水平同期精度が落ちることを適切に防止することができる。
【０１５３】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、複数のレーザ光源を個別に駆動してレーザビームを出射し、当該レーザビームを感光体上に照射して静電潜像を形成して画像形成するに際して、各レーザ光源の露光エネルギーを、当該レーザ光源の通常の露光エネルギレベルから所定の変動量だけ変動させて駆動するので、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【０１５５】
請求項２記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、露光エネルギを、露光エネルギの変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるので、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１５６】
請求項３記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、露光エネルギを、複数の露光エネルギレベルの出現頻度に基づいて変動させ、かつ、当該複数の露光エネルギレベルの出現頻度が、当該変動による平均露光エネルギが増大または減少する偏りを有する変動量で変動させるので、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１５７】
請求項４記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、露光エネルギを、画像データの特定の画像領域単位で変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１５８】
請求項５記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、露光エネルギを変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１５９】
請求項６記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、露光エネルギを変動させるので、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１６０】
請求項７記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、Ｎビットの画像データを所定の比較レベルと比較することで中間調処理を施してＮビットよりも少ないｍビットに変換し、当該ｍビットの画像データに基づいて複数のレーザ光源を個別に駆動して、感光体上に静電潜像を形成して画像形成するに際して、中間調処理で使用する比較レベルを複数のレーザ光源に応じて、所定量シフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いを吸収することができ、画像品質を向上させることができる。
【０１６１】
請求項８記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、比較レベルを、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１６２】
請求項９記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、比較レベルを、複数の比較レベルの出現頻度に基づいてシフトし、かつ、当該複数の比較レベルの出現頻度を、当該比較レベルのシフトによる各レーザ光源の感光体上への露光エネルギが増大または減少する偏りを有するシフト量でシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、効率的に複数のレーザ光源の光量の違いをより適切に吸収することができ、画像品質を一層向上させることができる。
【０１６３】
請求項１０記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、画像データの特定の画像領域単位で比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１６４】
請求項１１記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、画像データをディザ処理するディザマトリックス単位で、比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１６５】
請求項１２記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、画像データを誤差拡散処理する当該誤差拡散の閾値マトリクス単位で、比較レベルをシフトさせるので、中間調処理を行う場合にも、光量を変動させることによる網点の形状の悪化を適切に防止することができ、画像品質をより一層向上させることができる。
【０１６６】
請求項１３記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを、所定の指示手段からの指示に応じて無効化するので、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止することができ、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【０１６７】
請求項１４記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、主走査方向の同期検出を行う同期検知処理を行うためにレーザ光源が発光しているときには、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化するので、水平同期検出を高精度に行うことができ、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【０１６８】
請求項１５記載の発明のマルチビーム画像形成装置によれば、所定のテストパターンの画像データに基づいてレーザ光源を発光させて、当該レーザ光源の光量検出を行う光量検出処理でレーザ光源が発光する際には、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトを無効化するので、光量検出を高精度に行うことができ、露光エネルギの変動または比較レベルのシフトがマルチビーム画像形成装置の備えている他の機能に影響を与えることを防止して、画像品質を向上させることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチビーム画像形成装置の第１の実施の形態を適用したデジタル複写装置のブロック構成図。
【図２】図１のデジタル複写装置のプリンタの概略構成図。
【図３】図２のレーザ書込部の斜視図。
【図４】図３の１つの半導体レーザ用のＬＤ駆動回路の一例の回路構成図。
【図５】図３の２つの半導体レーザの光量と発生頻度を示す図。
【図６】本発明のマルチビーム画像形成装置の第２の実施の形態を適用したデジタル複写装置のＬＤ駆動回路の電流設定回路の回路ブロック図。
【図７】半導体レーザの供給する電流ステップと発生頻度を示す図。
【図８】図７の擬似乱数発生回路が画素単位で発生する電流ステップの一例を示す図。
【図９】本発明のマルチビーム画像形成装置の第３の実施の形態を適用したデジタル複写装置の画像処理部の階調処理回路のディザ化部分の回路ブロック図。
【図１０】図９の閾値発生回路の回路ブロック図。
【図１１】図９の基本ディザ閾値記憶部の発生するサブマトリックスとその網点を示す図。
【図１２】２ビーム方式と４ビーム方式でディザの閾値をサブマトリックス単位でかつ使用する半導体レーザ毎にレベルを所定量変動させて画像形成した画像を被験者に見せた場合の効果の確認結果を示す図。
【図１３】本発明のマルチビーム画像形成装置の第４の実施の形態を適用したデジタル複写装置の画像処理部の階調処理回路の誤差拡散部分を示す回路ブロック図。
【図１４】各実施の形態におけるテストモードに基づく擬似乱数発生回路のオン／オフ制御処理を示すフローチャート。
【図１５】主走査１周期の間の水平同期を検知するために半導体レーザを点灯させるための信号（ａ）、画像信号（ｂ）、（ａ）と（ｂ）の論理和の合成信号（ｃ）及び同期検知信号（ｄ）のタイミングチャート。
【図１６】一般的な半導体レーザの駆動電流と光量の関係を示す図。
【図１７】半導体レーザの制御駆動電流と当該制御駆動電流で得られる光量の関係を示す図。
【符号の説明】
１  デジタル複写装置
２、３  インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１０  スキャナ部
１１  スキャナ
１２  シェーディング補正部
２０  画像処理部
２１  ＲＧＢγ補正回路
２２  画像分離部
２３  ＭＴＦ補正回路
２４  色変換ＵＣＲ回路
２５  変倍回路
２６  画像加工回路
２７  ＭＴＦフィルタ
２８  γ補正回路
２９  階調処理回路
３０  プリンタ
４０  操作パネル
４１  転写ベルト
５０  給紙部
５１  記録紙
５２  記録紙カセット
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ  画像形成ユニット
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ  感光体ドラム
６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ  レーザ書込部
６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ  現像部
７０  転写ユニット
７１  転写ベルト
８０  定着部
８１  定着ローラ
８２  加圧ローラ
９０  排紙トレイ
１０１  コリメータレンズユニット
１０２  シリンドリカルレンズ
１０３  ポリゴンミラー
１０４  ｆθレンズ
１０５  トロイダルレンズ
１０６  水平同期センサ
１１１、１１２  半導体レーザ
１１３、１１４  コリメータレンズ
１１５  プリズム
１２０  位相同期信号発生部
１２１  ビデオ信号制御部
１２２、１２２ａ  ＬＤ駆動回路
１２３  ＲＯＭ
１３１  ドライバ
１３２  インダクタ
１３３  抵抗
１３４  コンデンサ
１３５、１３６  トランジスタ
１３７  バイアス回路
１３８  定電流回路
１３９  電流設定回路
１４０  ＡＳＩＣ
１４１  疑似乱数発生回路
１４２  加算器
１４３  増幅アンプ
１５１  ディザ化回路
１５２  閾値発生回路
１６１  ＡＳＩＣ
１６２  基本ディザ閾値記憶部
１６３  サブマトリックス情報保持部
１６４  擬似乱数発生回路
１６５  加算器
１７１  誤差拡散化回路
１７２  閾値発生回路
【図１】
2004276547.tif 000003
【図２】
2004276547.tif 000004
【図３】
2004276547.tif 000005
【図４】
2004276547.tif 000006
【図５】
2004276547.tif 000007
【図６】
2004276547.tif 000008
【図７】
2004276547.tif 000009
【図８】
2004276547.tif 000010
【図９】
2004276547.tif 000011
【図１０】
2004276547.tif 000012
【図１１】
2004276547.tif 000013
【図１２】
2004276547.tif 000014
【図１３】
2004276547.tif 000015
【図１４】
2004276547.tif 000016
【図１５】
2004276547.tif 000017
【図１６】
2004276547.tif 000018
【図１７】
2004276547.tif 000019