(57)【要約】【課題】マルチビーム走査方式の画像形成装置において、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図る。【解決手段】画像の形成面に領域を分割して複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に形成する（図７ではｃｈ１〜ｃｈ４の４つのＬＤ）ことにより各ＬＤによる画像を対比しＬＤ毎に濃度ばらつきを判定し、判定結果に従って発光量の調整を個別に行い濃度ばらつきをなくす。又、複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に感光体上に形成し、その画像濃度を光学式濃度センサにより検出し、検出結果に基づいて目標濃度になるようにＬＤ毎に発光量を制御する濃度補正を行い濃度ばらつきをなくす。【選択図】    図７
2004341171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記複数光源各々の発光量を所定の設定にした状態で主走査方向に一光源ずつ順次点灯させ、この主走査方向の点灯制御を副走査方向に繰り返し行う画像形成動作によりテストパターンの出力を行う手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記感光性像担持体面に担持された画像の濃度を検出する濃度センサと、発光量を所定の設定にして前記複数光源のうちの一光源のみを点灯させたときに感光性像担持体面に担持される画像の濃度を濃度センサにより検出する動作を前記複数光源各々に対して行わせ、検出された濃度データに基づいて各光源の点灯時に感光性像担持体面に担持される画像の濃度を一定に制御するために発光量を可変する手段に設定する量を定める濃度補正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された画像形成装置において、前記濃度補正手段は、複数光源のうちの一光源のみを点灯させて感光性像担持体面に画像を担持させる時に、感光性像担持体の副走査方向の速度を通常の画像形成動作時より低下させるようにした手段であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビーム書き込みによる画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリやこれらをベースにした多機能機等）に関し、より特定すると、画像データに基づいて各々の点灯を制御可能とした複数のレーザーダイオード等の光源が発する光により感光体面に画像を形成するマルチビーム走査方式の画像形成において、複数光源の発光特性のばらつきに起因する濃度むらをなくし、画像の高画質化を図るための手段を備えた前記画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、感光性像担持体（下記では単に「感光体」という場合もある）面への画像書き込みをレーザ光源（レーザーダイオード）から発する光のビーム走査方式により行うことは、レーザープリンタやデジタル複写機のような画像形成装置で広く採用されている。
レーザービーム走査方式では、画像データにより駆動されるレーザー光源から出力されるレーザービームを回転ポリゴンミラーに作用させて周期的に偏向させ、感光体面を主走査方向に走査し、一方感光体を副走査方向に移動させることにより表面にわたりラスタ走査して画像の書き込みを行なっている。この方式では、高性能化や高速化の要求に応えるための方法として、基本的には、ポリゴンモータの回転数あるいは画像信号（画像データ）の周波数をより高速にすることが必要になる。
しかしながら、ポリゴンモータの回転数や画像信号の周波数には限界があり、単一ビームにより書き込みを行う場合には、直接この限界による制約を受ける。
近年、書き込み速度の高速化、書き込み密度の高密度化への要求が、単一ビームによる書き込みの限界を超えるような高いレベルになっており、こうした要求に応えるために、マルチビーム書き込み方式の開発が進められている。
マルチビーム書き込み方式は、主走査方向にほぼ同一位置で副走査方向に所定距離離れた複数のレーザー光源を用いて、同時に複数ラインの画像の書き込みを行うことによりポリゴンミラー１回転当たりの書き込み情報量を大きくし、高速化を図るものである。
また、マルチビーム書き込み方式では、同時に書き込める情報量を大きくできるために、単一ビーム方式で同じ情報量を書き込む場合に比較して、ポリゴンモータの回転数や画像信号の周波数を逆に低減できるようになり、安定した画像を高速に処理することが可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチビーム書き込みの場合、使用する複数のレーザーダイオードの特性、さらにはレーザーダイオードを駆動する回路特性にもばらつきがあるために、書き込み時に各レーザーダイオードから出力し感光面を照射する光量が一定にならない場合が生じ、このような場合には、画像の濃度むらとなって現れる。
また、初期時は、光量のばらつきが少なく、濃度むらも問題にならなくても、その後の経時変化により無視できない濃度むらが生じることがある。それは、使用経過に従い感光体の劣化により感度が低下すると、これを補正するためにレーザーダイオードの出力を調整する方法を用いることがあり、この方法により出力を調整する場合に起きる。ここで行われるレーザーダイオードの出力調整は、濃度センサにより感光体に形成された基準像の濃度を測定することにより感光体の感度低下を検出し、低下変動分を示す濃度測定値に対応して決められる光量に出力を増加させるようにする。この場合に、濃度センサにより検出される濃度測定値は、複数のビームにより形成された基準像の濃度に対応するもので平均的な値を示すものである。従って、検出された濃度値は一様に複数のレーザーダイオードに適用され、各レーザーダイオードの出力光量を感光体の感度補正に必要な量に調整する。ところが、複数のレーザーダイオードに一様に同じ調整量を用いても、各レーザーダイオード駆動回路の特性の差により光量が一様に変化せず、光量にばらつきが生じ、濃度むらを発生させていた。
このように、従来では、マルチビーム書き込み方式の装置を組むときに複数のレーザーダイオードやその駆動回路の特性にばらつきのないものを採用することにより個々の特性の違いによる影響を抑え込むようにしているが、特性が個々に異なる複数のレーザーダイオードやその駆動回路の影響が実際に生じた場合に、個別にその影響をコントロールし、濃度むらの発生を有効に抑制することができない。
本発明は、複数の光源が発する変調（画像）光をマルチビーム走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置における従来技術の上記した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、個々に異なる特性を有する複数の光源やその駆動回路を使用する場合にも、特性の違いに起因して生じ得る濃度むらの発生を防止し、出力画像の高画質化を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記複数光源各々の発光量を所定の設定にした状態で主走査方向に一光源ずつ順次点灯させ、この主走査方向の点灯制御を副走査方向に繰り返し行う画像形成動作によりテストパターンの出力を行う手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【０００５】
請求項２の発明は、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数光源が発する光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を形成する画像形成装置であり、前記複数光源各々の発光量を可変する手段と、前記感光性像担持体面に担持された画像の濃度を検出する濃度センサと、発光量を所定の設定にして前記複数光源のうちの一光源のみを点灯させたときに感光性像担持体面に担持される画像の濃度を濃度センサにより検出する動作を前記複数光源各々に対して行わせ、検出された濃度データに基づいて各光源の点灯時に感光性像担持体面に担持される画像の濃度を一定に制御するために発光量を可変する手段に設定する量を定める濃度補正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項３の発明は、請求項２に記載された画像形成装置において、前記濃度補正手段は、複数光源のうちの一光源のみを点灯させて感光性像担持体面に画像を担持させる時に、感光性像担持体の副走査方向の速度を通常の画像形成動作時より低下させるようにした手段であることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。
ここでは、本発明の画像形成装置の実施形態として、画像形成装置の要部を構成する光書き込み装置、即ち、画像データを変調信号として各々の点灯を制御可能とした複数のレーザーダイオードが発するレーザー光をマルチビーム主・副走査方式で感光性像担持体面に照射することによって画像を生成する装置を示す。なお、この光書き込み装置の前段には、画像処理部（例えば、複写機の場合、原稿画像を入力するスキャナや書き込み用の画像データを生成する処理部、プリンタの場合、ホストからの印刷コマンドを受け取り、書き込み用の画像データを生成するプリンタコントローラなど）、後段に記録用紙上に画像を作成し、紙媒体で出力する電子写真プロセスとして一般的に利用されている画像形成プロセス部（普通、トナー現像→転写→定着、といった処理手順を行う）を必要に応じて装備させる。
先ず、この実施例に係わる光書き込み装置の構成及びその動作及び機能の概略について説明をする。
【０００７】
図１は、本実施形態の光書き込み装置におけるレーザー走査光学系ユニットの構成を示す概略図である。
図１を参照して構成を説明すると、同図示のレーザー走査光学系ユニットは、複数のレーザー光源を有するレーザーダイオードアレイ素子（図２〜４を参照する後記の説明に示すように、ここでは４個の光源を有する）を使用した、マルチビームレーザー走査光学系を構成している。
この光走査光学系において、１はレーザーダイオードアレイ素子で、レーザ光源としてのレーザダイオード（以下「ＬＤ」と略称する）を１パッケージに複数個納め、各々の点灯が画像データを変調信号として制御可能であり、各ＬＤから画像を担ったレーザビームが射出（出力）される。
ＬＤアレイ１から射出される複数本のレーザビームは、光走査手段であるスキャナを構成するコリメートレンズ２により平行光束とされ、次に書き込みドット（走査密度）の大きさに応じたスリットを持つアパーチャ８により余分なレーザビームがカットされる。アパーチャ８により整形された各平行光束は、シリンドリカルレンズ３にて主走査方向の画像書き込み用の各ビームがそれぞれ感光体ドラム７の表面（感光体面）で横断面が所定形状の細径のビームになるように整形されて、ポリゴンミラー４に照射される。
【０００８】
ポリゴンミラー４は図示しないポリゴンモータによって定速度で連続回転しているので、このポリゴンミラー４に入射されるレーザビームは周期的に偏向され、反射ミラー９を介して主走査方向（感光体ドラム７の軸方向）Ｘに繰り返し移動走査される。このとき、ポリゴンミラー４で偏向されたレーザビームは、一対のＦθレンズ５による等角運動から等速運動への変換と面倒れ補正用レンズ６による面倒れ補正が行なわれた後、反射ミラー９により角度を変えられ、感光体ドラム７の表面に所定ビーム径でスポット状に結像される。
ＬＤアレイ１は、複数個のＬＤを有しているため、感光体ドラム７の表面に副走査方向（感光体ドラム７の回転方向）Ｙにピッチ（位置差）をもった複数本のレーザビーム照射軌跡が描かれる。
図１において、感光体ドラム７上を走査する直前のレーザビームは、感光体ドラム７の表面に対する主走査書き込み領域外（所定主走査幅の外）の主走査始点側レーザ光路に設けられた同期ミラー１０を介して同期検知センサ１１を通過するため、その同期検知センサ１１がそのレーザビームを検知して主走査方向の書き込み開始位置を規定するための同期検知信号を生成して出力する。そして、図示しない制御部が同期検知センサ１１からの同期検知信号を用い、１走査毎（周期的に）に画像書き込み用のレーザビームの発光開始タイミングを制御する。
【０００９】
図２は、図１のＬＤアレイ１の拡大斜視図である。ＬＤアレイ１のヘテロダイン接合面１Ａには、複数個（この例では４個とする）のの発光点を持つＬＤが形成されており、ＬＤの各発光点から射出されるレーザビームは図示のようにＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４となる。なお、この実施形態では、４個の発光点を有するＬＤアレイ１を用いるが、これに代えて、２又は３個のＬＤを有するＬＤアレイ、あるいは単体のＬＤユニットをアレイにおけると同数用いるようにしてもよい。
図３は、ＬＤアレイの回路構成を示す図であり、１チップ上に直線上に配置されたＬＤ４個（ＬＤ１〜ＬＤ４）は負極を共通接地する。また、この回路内には、ＬＤの発する光量を検出する受光素子ＰＤを有するが、受光素子ＰＤは１個で、４個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）に対して共通にＬＤの発光量をモニタ可能として、ＬＤを単独で駆動すれば、各ＬＤの光量を個々に検出し得る。
【００１０】
図４は、装置に組み付けられたレーザーダイオード（ＬＤ）駆動ユニット部の構成を分解して示す図であり、ＬＤアレイ１が、前述した様に４個の発光点１ａ１〜１ａ４を有する４ビーム光源であり、そのＬＤアレイ１とホルダ１２、駆動回路基板１３、押え部材１４、コリメートレンズ２、アパーチャ８とブラケット１７、等によりこのＬＤ駆動ユニット部が構成される。
ＬＤアレイ１は、ホルダ１２の略中央に２個のネジにて押え部材１４により押さえつけ固定される。ＬＤアレイ１のホルダ２への取り付け時には、ＬＤアレイ１に設けられている４個の発光点１ａ１〜１ａ４が図示のように矢印Ｂの副走査方向に整列する様に、図示しない位置決め冶具により固定される。
コリメートレンズ２は、ホルダ１２のツバ部に紫外線硬化接着材２５を使用して固定する。その際、ＬＤアレイ１を発光させた状態で、接着材を硬化させる前の状態でコリメートレンズ２を矢印Ａ，Ｂ，Ｃの垂直３軸方向に動かし、光軸位置とコリメート位置を決定し、その後、接着材２５に紫外線を照射して硬化させることによりコリメートレンズを固定する。
【００１１】
図５は、本実施形態の光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
図５に示す書き込み制御部は、上記した構成を持つＬＤアレイ１と、ＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）を駆動するＬＤ駆動部２４１〜２４４を基本的な要素とするＬＤ駆動ユニット２１を制御するために必要な構成として、ＣＰＵ５０、ビデオ信号処理部２０、ＰＷＭ変調部２２１〜２２４を有する。
ビデオ信号処理部２０は、前段の画像処理部から送信されてくる画像データに基づいてＬＤアレイ１を駆動するために、ＬＤ駆動部２４１〜２４４を制御するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ変調部２２１〜２２４に入力するビデオ信号の制御処理・操作を行う。
ＣＰＵ５０は、プロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであり、上記したマルチビーム書込装置を含む画像形成装置全体を統括的に制御する。即ち、入力操作部（図示せず）により指示された動作モードに従って、動作条件の指定や設定をビデオ信号処理部２０及びＬＤ駆動ユニット２１内の各部に対して行う。従って、マルチビーム書込による通常の画像形成機能のほかに、下記「実施形態１〜３」に詳述するマルチビーム間の濃度ばらつきに対応する濃度補正機能を実現するための手段として働く。
【００１２】
図５に示す書き込み制御部の基本的な動作を説明すると、主走査方向の記録（書き込み）開始位置を決定する同期検知信号に基づき、ビデオ信号処理部２０へ前段の画像処理部（図示せず）より４ライン分の画像データが順次入力される。なお、上記同期検知信号は、ＬＤから出力する走査ビームを同期検知センサ１１によって検知した信号を用いる（図１、参照）。
ビデオ信号処理部２０では、４チャンネル分の画像データが内部のラインメモリに一時的に記憶された後、ラインメモリからポリゴンミラー４の回転タイミングに合わせてタイミング変換された４ライン分の画像データがそれぞれ同時に４個のＰＷＭ変調部２２１〜２２４に入力される。このときに、ビデオ信号処理部２０は、同期検知センサ１１より得られた同期検知信号を基準にして画像データをＰＷＭ変調部２２１〜２２４に発生すると同時に、前段の画像処理部（図示せず）に対し画像データをビデオ信号処理部２０側に転送する基準タイミング信号（画像データ転送基準信号）を発生する。
ＰＷＭ変調部２２１〜２２４にて画像データに基づきパルス幅変調された変調信号は、ＬＤ駆動ユニット２１内のＬＤ駆動部（以下「ＬＤＤ」という場合、これを指す）２４１〜２４４に入力される。ＬＤ駆動部２４１〜２４４は、前記ＰＷＭ変調部２２１〜２２４からのＰＷＭ変調信号に基づき、ＬＤアレイ１内の４ビームを発する各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）をそれぞれ駆動する。
このようにして、マルチビーム走査方式で４ライン分の書き込みを同時に行うことにより、ポリゴンミラー１回転当たりの書き込み情報量を大きくし、高速化或いは書き込み処理の安定化を図ることを可能にする。
【００１３】
図１〜図５を参照してここまでに説明した光書き込み装置は、本発明の前提となるマルチビーム走査方式の書き込み装置を例示するものである。本発明は、上記で例示した装置（図１〜図５）におけるようなマルチビーム走査方式の書き込みを前提として、そこに用いている複数の光源（ＬＤ）やその駆動回路が個々に異なる特性を有するものであった場合に、特性の違いに起因して生じ得る濃度むらの発生を防止し、出力画像の高画質化を図ることをその解決課題とするものである。
以下に、マルチビーム間の濃度ばらつきにより生じ得る濃度むらの発生を防止するという課題を解決するための手段である濃度補正機能を備えた画像形成装置の実施形態を「実施形態１〜３」として示す。
「実施形態１〜３」は、濃度のばらつきをなくすための補正を施すために、発光量を可変とした各光源に対し発光量の調整手段を用いるという点では変わりがないが、濃度のばらつきの判定に異なる方法を用いるようにしたものである。
即ち、「実施形態１」は、画像の形成面に領域を分割して複数の光源による画像を一光源ずつ個別に形成することにより各光源による画像を対比し光源毎に濃度のばらつきを判定することを可能にするものである。
また、「実施形態２」は、複数の光源による画像を一光源ずつ個別に感光性像担持体面に形成し、そこに担持される画像の濃度を濃度センサにより検出することにより濃度のばらつきを定量化し、ばらつきの検出結果に基づいて発光量の設定を可変し、濃度補正を行うことを可能にするもので、「実施形態３」は、「実施形態２」において、さらに濃度センサによる検出の精度を向上させるための手段を付加したものである。
【００１４】
「実施形態１」
本実施形態は、画像の形成面に領域を分割して複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に形成することにより各ＬＤによる画像を対比しＬＤ毎に濃度のばらつきを判定することを可能にし、その判定結果に従って発光量の調整を個別に行い、濃度ばらつきをなくす補正機能を実現するものである。
濃度ばらつきを判定するための画像形成について説明する前に、先ず、ＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）に対する発光量の調整手段について説明する。
本実施形態を示す図５を参照すると、ＬＤ駆動ユニット２１は、ユニット内にＬＤ１〜ＬＤ４の発光量の調整手段を備えている。この調整手段は、Ｄ／Ａコンバータ（以下ＤＡＣ）２８及び可変抵抗２９よりなり、ＬＤ１〜ＬＤ４個々に可変抵抗２９の抵抗値及びＤＡＣ２８から出力される電圧を設定することを可能にし、これらの設定を変えることによってＬＤ１〜ＬＤ４の駆動電圧を個別に可変し、発光量を調整する。なお、本例では、ＤＡＣ２８の出力電圧は、ＣＰＵ５０により設定されるＤＡＣ２８へのデジタル入力により決まり、また可変抵抗２９はマニュアル操作により設定し得るものを採用する。
【００１５】
ＬＤ１〜ＬＤ４それぞれの発光量を所定値に均一化するための調整動作は、次のように行われる。
先ず、初期調整では、ＬＤ駆動ユニットを装置に組み込む前の段階でユニット単体に対して各ＬＤの発光量を所定値に均一化する。このときの調整方法は、各ＬＤに対するＤＡＣ２８の設定値（デジタル入力）を同一として、各ＬＤを順次点灯させ、発光量を測定し（ＬＤアレイ１のＰＤの検出値により測定可能である）、測定値が予め定めた所定値になる様に可変抵抗を変化させることにより各ＬＤの発光量を均等にする。
図６は、本実施形態の光量調整手段におけるＤＡＣ２８の設定値と、発光量の関係を示すグラフである。図６に示すように、各ＬＤのＤＡＣ設定値と発光量の関係はリニアになるが、ＬＤＤの回路特性や外部素子特性のばらつき等により、それぞれの特性線の傾きは、同図示のＡ，Ｂ，Ｃの様に異なり、又オフセット（ＤＡＣ設定値＝０での光量）量を持つことが分っている。
【００１６】
ところで、図６は、上記した初期調整後のＬＤの特性線を示すものである。つまり、初期調整時にＣＰＵ５０がＤＡＣ２８に設定した設定値ＤＡＣ０にて、各ＬＤが一定発光量Ｐ０になる様にそれぞれの可変抵抗２９により調整し、その結果として、図示の様に各ＬＤの特性線がＤＡＣ０で同一値となる。ここでは、初期調整で抵抗を設定した後、可変抵抗２９による調整は原則的に行わないので、ＬＤの特性は図６に示す特性線により定義されることになり、この特性線データは、制御動作を行うＣＰＵ５０内のＲＯＭに保存し、以後の調整時に用いられる。
つまり、ＣＰＵ５０は、以後、使用により変化する感光体等の劣化が起き、この劣化に対応して画質を改善するためにＬＤの発光量を調整する場合にも、図６の特性線によってＤＡＣ２８への設定値を決めることになる。
例えば、各ＬＤの光量を変更する場合、各ＬＤのＤＡＣ設定値を同一値で変化させると各ＬＤ毎に異なった光量になってしまうため、濃度のばらつきが生じる。これは、図６の例に示すように、光量をＰ０からＰ１に変更する場合には、ＬＤ毎に、ＤＡＣ２８への設定をそれぞれＤＡＣ１，ＤＡＣ２，ＤＡＣ３といった特性の違いに応じた設定に変更することにより回避することが可能である。
この場合には、図６の特性線に変動が生じないということが前提であり、この前提が満たされれば、上記した方法により発光量を調整することにより適正濃度を保ち、かつ濃度ばらつきのない画像を得ることが可能であるが、各ＬＤやその駆動回路等の経時変化によりＬＤの特性線が変動し、しかも個々に異なる変動を示す場合には、上記した方法を適用しても濃度ばらつきを回避することができない。
【００１７】
そこで、各ＬＤによる画像を実際に形成することにより、濃度のばらつきを判定することができるようにし、その判定結果により各ＬＤの発光量を個別に調整するという方法により、この問題の解決を図る。
本実施形態では、ユーザーや装置の管理者が、記録紙に形成された出力画像から複数のＬＤにより形成された画像の中、どのＬＤによる画像が濃度ばらつきの原因になっているかを、記録画像を見ることにより判定できる形態で画像を形成する。
具体的には、記録紙の画像形成面において、記録領域を分割して複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に形成することにより各ＬＤによる画像を対比しＬＤ毎に濃度のばらつきを判定可能とする。
図７は、記録紙に形成されたテストパターンを例示するものである。図７に示すように、各ＬＤを駆動する各チャンネル（本例では、ｃｈ１〜ｃｈ４の４チャンネル）毎に記録領域を分割して、画像を形成する。
上記テストパターン（図７参照）形成時の動作を説明すると、この動作モードは、通常の画像形成動作モードとは異なるテスト動作モードとして行われ、例えば、操作部にダイアログ方式のユーザー操作用の表示画面を設け、そのメニューに用意されたテスト動作モードを設定するための表示に応じて行われるキー操作等によってその設定を指示可能とする。
ＣＰＵ５０は、操作部（図示せず）でユーザー等の入力操作によりテスト動作モードが指示された場合に、この指示を受けてテストパターンを形成する動作を行わせるためのプログラムを起動する。
【００１８】
テスト動作モードでは、ＣＰＵ５０は、画像処理部（図示せず）が内部に持つテストパターン生成機能により生成した画像データを用いて画像形成動作を行わせる（なお、通常の画像形成動作モードでは、この画像処理部にスキャナやプリンタコントローラ等を介して外部から入力されてくる画像データを用いた処理・操作を行う）。
このテストパターン生成機能は、記録領域を分割して複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に形成する画像データの生成機能であり、図７に例示するテストパターンの場合には、同期検知センサ１１の検知信号に基づき、主走査方向にＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）の一ＬＤずつ順次点灯走査させ、副走査方向に同一パターンの各ＬＤの点灯を繰り返し行い感光体上に画像を形成する４ライン分の画像データを生成する機能である。つまり、４マルチビームの主走査１サイクルの記録領域を４分割して、第１領域をＬＤ１（ｃｈ１）のみ、第２領域をＬＤ２（ｃｈ２）のみ、第３領域をＬＤ３（ｃｈ３）のみ、第４領域をＬＤ４（ｃｈ４）のみを点灯して、これを副走査方向に繰り返すような画像データを生成する。
ビデオ信号処理部２０は、上記テストパターン生成機能により生成された画像データに基づいて、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりＬＤ駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う（図５に基づく上記画像書き込み動作の説明、参照）ことにより、記録紙上にテスト画像を形成することができる。
【００１９】
上記のようにしてテスト動作モードを行わせ、記録紙上にテスト画像を形成すると、ＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）間の光量差によって生じる濃度の違いを実際に記録紙に形成された画像の形態で見ることができ、ユーザー等による濃度ばらつきの判定を適正且つ容易に行うことを可能にする。なお、図７には、ｃｈ３の光量が他のＬＤビームより小さく、濃度が低下している場合を例示している。
記録紙に形成されたテストパターンによる判定方法により濃度ばらつきが判定された場合には、ばらつきをなくすための補正を施すが、このときには、ばらつきが認められるパターンに対応するＬＤの光量を調整する。本例では、このＬＤの光量調整は、操作部（図示せず）から調整量を指示できるようにする。例えば、先に述べた操作部のユーザー操作用画面に濃度調整用の画面を用意し、この画面へのキー操作によって、テストパターン形成時においてＬＤの光量を決めるＤＡＣ２８への設定値の変更（一定値の増減という形態でも良い）を各ＬＤごとに指示することにより実施可能とする。
このような方法で濃度調整を指示した後に、変更された設定条件に従って、再びテストパターンを形成し、その結果を判定し、濃度差がなくなったと判定された段階でこのテスト動作を終了させる。
【００２０】
「実施形態２」
上記「実施形態１」では、マルチビーム（ＬＤ）間の濃度ばらつきを記録紙に形成されたテストパターンに基づいて判定する方法によったが、本実施形態では、複数ＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別にテスト画像として感光性像担持体面に形成し、そこに担持されるテスト画像の濃度を濃度センサにより検出することにより目標濃度に対する各ＬＤによる画像濃度のばらつきを定量化し、この検出結果に基づいてＬＤ発光量の設定を可変し、目標濃度への補正を行うことを可能にするものである。
図８は、本実施形態の光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
図８に示す書き込み制御部は、本実施形態に特有の構成要素として、感光体面に担持される画像の濃度センサ４０、テスト画像を一ＬＤずつ個別に感光体面に形成する手段、感光体面に形成されたテスト画像から濃度センサ４０によって検出された濃度データに基づいて濃度のかたより（目標濃度に対する）を検出する手段、濃度のかたよりが検出されたＬＤに対し濃度を一定化する（目標濃度に補正する）ように発光量を調整する手段を備える。
なお、上記した本実施形態に特有の構成要素を除くと、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作に必要な要素については図５に示した書き込み制御部と同様の構成要素を有する。即ち、ビデオ信号処理部２０が前段の画像処理部から送信されてくる画像データに基づいて行うビデオ信号の処理、及びビデオ信号処理部２０からＰＷＭ変調部２２１〜２２４を介して入力される駆動制御信号によるＬＤ駆動ユニット２１のＬＤ発光動作については、変わりがない。従って、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりＬＤ駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う図５に基づく上記画像書き込み装置の説明を参照することとし、ここでは記載を省略する。
【００２１】
また、本実施形態においても、ＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）による形成画像の濃度を一定化する（目標濃度に補正する）ために各ＬＤに対する発光量の調整動作を行うが、ＬＤ１〜ＬＤ４それぞれに対する発光量の調整手段は、上記した「実施形態１」と同様に実施し得る。
即ち、光量調整はＤＡＣ２８及び可変抵抗２９よりなる手段を用い、ＣＰＵ５０により可変設定されるＤＡＣ２８へのデジタル入力、及び可変抵抗２９の抵抗値により調整を可能とし、初期調整ではＤＡＣ２８に初期値ＤＡＣ０が設定されたときに、各ＬＤの発光量が一定になるように抵抗値の調整を行う点で機能上も変わりがない。従って、この発光量の調整手段の説明は、この手段に関する「実施形態１」と重複するので、詳細については上記説明を参照する。なお、本実施形態の場合、ＬＤ１〜ＬＤ４によって感光体上に形成される画像の濃度を均一化するために、後述するテスト画像の画像濃度を濃度センサ４０により検出し、その検出結果に基づいて各ＬＤの発光量を調整する制御動作を行う際の動作モードとして、フィードバック制御動作をさせるような場合には、ＬＤ駆動特性（図６参照）を考慮することなく制御動作を行わせることが可能である。
【００２２】
各ＬＤの発光量を調整することにより各ＬＤの画像濃度に生じるばらつきをなくし、目標濃度への補正を行うための濃度補正処理に係わる一連の動作手順の実施形態を説明する。この濃度補正処理に係わる一連の動作手順は、上記した書き込み装置（図８）においては、通常の画像形成動作モードとは異なる動作モードとして行われ、例えば、装置の電源立ち上げ時等の画像形成動作を開始するときに自動で、或いはユーザーが随時、操作部（図示せず）からキー操作等によってその動作モードの実行を指示可能とする。
ＣＰＵ５０は、ユーザーのキー操作等によってこの濃度補正処理の動作モードが指示された場合に、指示を受けて濃度補正処理の動作手順を実行するためのプログラムを起動する。
この動作手順は、ＬＤアレイ１の複数ＬＤの濃度ばらつきをなくしかつ目標とする濃度値を保証するための処理に適った動作を行うことが求められ、ここではＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）に対して、個別に濃度目標値への補正処理を行うようにする。従って、以下に示す濃度補正処理の動作手順を一ＬＤずつ順次実行する。
【００２３】
濃度補正処理の動作手順では、一つのＬＤについて、先ず、現在の設定で形成される画像の濃度（濃度はＤＡＣ２８の設定値により決まる発光量に依存する）を検出する手順を行う。本実施形態では、精度よく画像濃度を検出するためにテスト画像を形成する。
このテスト画像は、後段で濃度センサ４０（詳細は後述）によって正しい検出動作が保証される大きさの領域全面に形成することが必要であり、そのために主・副走査方向にその領域の全ラインを点灯走査させるような画像データを生成するテスト画像生成機能を画像処理部（図示せず）内に用意する。
ビデオ信号処理部２０は、上記テスト画像生成機能により生成された画像データに基づいて、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりＬＤ駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行う（図５に基づく上記画像書き込み動作の説明、参照）ことにより、感光体上にテスト画像を形成することができる。
【００２４】
次の動作手順として、上記した手順で形成したテスト画像の濃度を検出する。テスト画像の濃度を検出するための濃度センサ４０は、光書き込みにより感光体上に生成される静電潜像（潜像の電位レベルはＬＤの光量に依存する）にトナーを付着させ、形成されたトナー画像の濃度を検出する手段であり、以下に示す光学式センサを有効な手段として用いることができる。
トナー濃度を検出する光学式センサは、半導体レーザ、該レーザを照射した感光体面からの正反射光を選択する光学系、該光学系を介して入力される反射光を光電変換するフォトセンサ等よりなる。光学式濃度センサは、感光体に形成されたトナー画像の濃度により変化する反射光量を電気量に変換して検出する。このような正反射光検出方式のセンサは、トナー像の濃度が低い場合には、光沢のある感光体面からの正反射光により光電検出出力が大きくなり、トナー像の濃度が高い場合には、トナー像に照射された光は一部がトナーに吸収され、残りはトナー表面で拡散反射（散乱）されるために正反射成分はほとんど発生しないので、光電検出出力が小さくなり、画像（トナー像）濃度と光電検出出力の間には、一定の定量的な関係が成り立つ。光学式濃度センサの検出精度は、少なくとも後述する濃度補正のために調整されるＬＤの発光量の変化分（ＤＡＣ２８の設定値の分解能により決まる）に相当する濃度変化を検出できる精度を有することが望ましい。
【００２５】
次の動作手順として、上記した手順で検出したテスト画像の濃度に基づいて、各ＬＤの濃度を均一化するためにＬＤの光量を調整する。
本実施形態では、順次に濃度補正処理される各ＬＤごとに、その画像濃度が目標濃度になるようにＬＤの光量を制御する。
このＬＤの光量制御は、上記の光量調整で説明したように、ＤＡＣ２８への設定値を変更してＬＤへの駆動電圧を調整することにより行うようにする。
ＬＤの光量制御方法としては、濃度センサ４０によるテスト画像の濃度検出結果と目標濃度とから、予め求めておいたＬＤの駆動特性を参照して、目標濃度にするためのＤＡＣ２８への設定値を決める開ループ制御方法、或いはテスト画像の濃度検出結果をフィードバックして、テスト画像濃度を目標濃度に一致させる閉ループ制御方法を適宜採用することができる。
このような方法でＬＤの光量制御を行うことによりテスト画像濃度を目標濃度に調整する動作手順をＬＤアレイ１の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）に対して順次行い、全てのＬＤの動作を終えたときには、各ＬＤによる画像濃度が目標濃度に調整され、濃度の目標濃度への均一化が図られるので、この段階で濃度補正処理の動作手順を終了させる。
【００２６】
「実施形態３」
上記「実施形態２」では、複数のＬＤによる画像を一ＬＤずつ個別に感光体面に形成し、そこに担持される画像の濃度を濃度センサにより検出し、検出結果に基づいてＬＤの発光量を制御することにより、目標値への濃度補正を行うことを可能にしたが、本実施形態は、「実施形態２」において、さらに濃度センサによる検出の精度を向上させるための手段を付加したものである。
上記「実施形態２」に記載したように、濃度を検出するために形成するテスト画像は、濃度センサ４０によって正しい検出動作が保証される大きさの領域全面に形成することが望ましく、そのために主・副走査方向にその領域の全ラインを点灯走査させるような画像データを生成するテスト画像生成機能を画像処理部（図示せず）内に用意する、とした。
また、「実施形態２」においては、複数のＬＤによるテスト画像（上記テスト画像生成機能により画像データを生成）を一ＬＤずつ個別に感光体上に形成する際に、マルチビーム走査方式における通常の画像形成動作におけると同様の処理によりＬＤ駆動ユニットを制御し、画像の書き込みを行うとした。従って、この方法により書き込まれるテスト画像は、一ＬＤずつ個別であるから、検出領域全体にわたりマルチビームの全てを点灯して書き込む画像（べた画像）に比べると１ビーム分（図示の例では、全４ビーム）の線幅、即ち横線上の画像になって、感光体の地肌部分の濃度も検出してしまうことがあるために、光学式の濃度センサ４０によって正確な濃度を検出できないことがある
そこで、本実施形態では、べた画像により近い画像を形成することを可能にして、光学式の濃度センサ４０による検出精度の向上を図るようにするものである。
このための手段として、テスト画像の書き込み時における感光体の線速、即ち副走査速度、を低下させることにより、主走査ラインのピッチを小さく密に書き込むようにする。例えば、図示の４ビーム方式の実施例で、線速を１／４に低下させるとさせると、べた画像と同等のテスト画像を形成することが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
（１）  請求項１の発明に対応する効果
複数光源の発光量を所定の設定にした状態で主走査方向に一光源ずつ順次点灯させ、この点灯制御を副走査方向に繰り返し行う画像形成動作により得られるテストパターンによって各光源による画像を対比し、画像の濃度ばらつきを判定し、判定結果に従い各光源に対する発光量の調整を行うことを可能にしたので、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも、特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図ることができる。
（２）  請求項２の発明に対応する効果
複数光源のうちの一光源のみ点灯させ、そのときに感光体面に担持される画像の濃度を濃度センサにより検出する動作を複数光源各々に対して行わせ、検出された濃度データに基づいて各光源の発光量を制御して点灯時に感光性像担持体面に担持される画像の濃度を一定にする補正を自動的に行うことを可能にしたので、複数の光源やその駆動回路が個々に異なる特性を有する場合でも、特性の違いに因り生じ得る濃度むらの発生を防止し出力画像の高画質化を図ることができる。
（３）  請求項３の発明に対応する効果
複数光源のうちの一光源のみを点灯させて感光性像担持体面に画像を担持させる時に、感光性像担持体の副走査方向の速度を通常の画像形成動作時より低下させるようにしたので、一光源にて、べた画像に近い画像を感光体上に記録することが可能になり、より正確に濃度の検出が可能になり、更に濃度むらの無い画像を出力することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての光書き込み装置におけるレーザー走査光学系ユニットの構成を示す概略図である。
【図２】マルチビーム書き込みに用いるＬＤアレイの拡大斜視図である。
【図３】マルチビーム書き込みに用いるＬＤアレイの回路構成を示す。
【図４】装置に組み付けられたレーザーダイオード（ＬＤ）駆動ユニット部の構成を分解して示す。
【図５】本発明の実施形態としての光書き込み装置における書き込み制御部の一例を示すブロック図である。
【図６】光量調整手段におけるＤＡＣの設定値と、発光量の関係を示すグラフである。
【図７】記録紙に形成された濃度ばらつき判定用のテストパターンを例示する。
【図８】本発明の実施形態としての光書き込み装置における書き込み制御部の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…レーザーダイオード（ＬＤ）アレイ素子、
４…ポリゴンミラー、                ７…感光体ドラム、
１１…同期検知センサ、                ２０…ビデオ信号処理部、
２１…ＬＤ駆動ユニット、            ２２１〜２２４…ＰＷＭ変調部、
２４１〜２４４…ＬＤ駆動部、          ２８…Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）、２９…可変抵抗、                    ４０…濃度センサ、
５０…ＣＰＵ。
【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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