(57)【要約】【課題】画像形成装置において、マルチビーム方式のメリットを生かして主走査方向，副走査方向の解像度を上げる。【解決手段】レーザ１２Ａ，レーザ１２Ｂによる２本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／２ずつ主走査方向にずらすようにする。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立駆動されるｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光源を有する光源部と、前記光源部からのｎ個の光ビームを感光体上の副走査方向に分離したｎ個の光ドットとして結像する光学系と、前記光源部からのｎ本の光ビームを同時に所要の速度で走査する主走査手段と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる移動手段とを備え、一回の走査で、主走査方向のドット間隔がｄとなるドット列をｎ本形成する画像形成装置において、
ｎ本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／ｎずつ主走査方向にずらされてい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、マルチビーム方式の画像形成装置に関し、特にその画像の高解像度化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、ディジタル複写機，レーザビームプリンタ等の、レーザビームにより静電潜像を形成する画像記録装置においては、半導体レーザからのレーザビームがポリゴンミラーと呼ばれる回転多面鏡に照射され、ポリゴンミラーからの反射ビームが一定速度で移動する帯電された感光体の表面に照射される。ポリゴンミラーの回転によりレーザビームは感光体の移動方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に走査される。レーザビームは出力すべき画像に応じて変調されるので、感光体上には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像されて可視のトナー像となる。
【０００３】
近年、高速化の要望に鑑み、複数個のレーザを備えた、マルチビーム方式の画像形成装置が実現されている。
【０００４】
マルチビーム方式の画像形成装置においては、複数本のレーザビームを副走査方向に並べて走査できるようにレーザを配置する。たとえば、１つのレーザに対して、レーザ強制発光信号、サンプル＆ホールド要求信号が各々１つ用意されており、印字動作中の各走査毎の非画像領域において、所定タイミングで各レーザを強制発光信号、サンプル＆ホールド要求信号により発光させ、レーザ光量を所定光量に調節する制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；自動出力制御）の開始を指示する。そして、複数ラインの画像を１回のレーザ走査で形成する。従って、この種のプリンタにおいては、レーザビームの数と同じライン数の画像を１回のレーザ走査で形成することができ、結果として高速な印刷の実現等が可能となる。
【０００５】
一方、高解像度化の要望に答えるため、通常の解像度に加えて高解像度モードを持つ画像形成装置も増えている（特許文献１，２参照。）。
【０００６】
主走査方向の高解像度化を図る場合、１回のレーザ走査での画素密度を上げる必要があるため、画像データを送るビデオクロック周波数を上げるといった手法が取られる。
【０００７】
また、副走査方向の高解像度化を図る場合、感光体に対する走査頻度（副走査方向の単位長さあたりの走査回数）を大きくする必要があるため、ビデオクロック周波数を上げると共にポリゴンミラーの回転速度を上げるという手法や感光体の移動速度を下げるといった手法が取られる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２１９８２３号公報
【特許文献２】
特開平０２−２０６５６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチビーム方式の画像形成装置の場合、副走査方向の高解像度化を図るために感光体に対する走査頻度を大きくすると、重複走査という不具合が生じうる。たとえば、２ビーム方式の画像形成装置において、副走査方向の解像度を２倍にするには感光体に対する走査頻度を４倍にしなければならないが、２ビームをそのまま使用すると、ビーム間隔は元の解像度のままであるから同一の走査線を各レーザによって重複走査することになる（後述の図４，図５およびその説明参照）。よって、２ビームのどちらか一方でのみの走査にする必要があり、２ビーム方式のメリットが全く生かせない状況になってしまっていた。
【００１０】
これに加え、主走査方向の高解像度化を図るには、ビデオクロック周波数を上げれば良いわけだが、周波数が上がると回路からの放射ノイズの問題が大きくなり、放射ノイズ対策へのコストアップが生じていた。
【００１１】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成装置において、マルチビーム方式のメリットを生かして主走査方向，副走査方向の解像度を上げることを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（５）のとおりに構成し、画像形成方法を次の（６），（７）のとおりに構成し、プログラムを次の（８）のとおりに構成する。
【００１３】
（１）互いに独立駆動されるｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光源を有する光源部と、前記光源部からのｎ個の光ビームを感光体上の副走査方向に分離したｎ個の光ドットとして結像する光学系と、前記光源部からのｎ本の光ビームを同時に所要の速度で走査する主走査手段と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる移動手段とを備え、一回の走査で、主走査方向のドット間隔がｄとなるドット列をｎ本形成する画像形成装置において、
ｎ本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／ｎずつ主走査方向にずらされていることを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（２）互いに独立駆動されるｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光源を有する光源部と、前記光源部からのｎ個の光ビームを感光体上の副走査方向に分離したｎ個の光ドットとして結像する光学系と、前記光源部からのｎ本の光ビームを同時に所要の速度で走査する主走査手段と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる移動手段とを備え、一回の走査で、主走査方向のドット間隔がｄとなるドット列をｎ本形成する画像形成装置において、
ｎが素因数分解可能な数であり、ｋがｎの素因数である場合、ｋ本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／ｋずつ主走査方向にずらされていることを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（３）前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、
前記同一の走査線を重複して走査するようにするため、通常解像度の場合と比べて、前記移動手段による移動速度を変更せず前記主走査手段の前記所要の速度を上げることを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（４）前記（１）または（２）に記載の画像形成装置において、
前記同一の走査線を重複して走査するようにするため、通常解像度の場合と比べて、前記主走査手段の前記所要の速度を変更せず前記移動手段による移動速度を下げることを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
（５）前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、
走査領域外に配置された光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出手段で光ビームを検知した時点から所定時間後に書き出し信号を送る同期機構とを備え、該同期機構により、重複走査される複数本の光ビームの書き出し信号の所定時間をそれぞれ変更することにより、各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれ主走査方向にずらされることを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（６）一回の光ビーム走査で、主走査方向のドット間隔がｄとなるドット列をｎ本（ｎは２以上の自然数）形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
ｎ本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／ｎずつ主走査方向にずらされていることを特徴とする画像形成方法。
【００１９】
（７）一回の光ビーム走査で、主走査方向のドット間隔がｄとなるドット列をｎ本（ｎは２以上の自然数）形成する画像形成装置において、
ｎが素因数分解可能な数であり、ｋがｎの素因数である場合、ｋ本の光ビームによって同一の走査線を重複して走査し、その際に各光ビームによって形成されるドット間隔ｄのドット列がそれぞれｄ／ｋずつ主走査方向にずらされていることを特徴とする画像形成方法。
【００２０】
（８）前記（６）または（７）に記載の画像形成方法を実現するためのプログラム。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で、さらに、この方法を実現するためのプログラムの形で実施することができる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
図１は、実施例１である“画像形成装置”の概略構成を示す断面図である。スキャナユニット１は、レーザ，ポリゴンミラーおよびレンズ系を含み、レーザビームにより感光ドラム３の軸方向に走査する。円筒状の感光ドラム３はレーザ光の照射によってその表面上に静電潜像を形成する。一次帯電器４は感光ドラム３を一様に帯電させるための帯電ローラからなる。現像装置５内のトナー５１は、マイナスに帯電されて感光ドラム３の帯電部分に付着する。転写帯電器６は転写ローラからなり、記録材７は形成された画像が記録される転写材などによって構成される。定着器８は記録紙７に付着したトナーを永久定着させる。クリーニング装置９には弾性ブレードからなるクリーニングブレードが用いられる。折り返しミラー１１はレーザビームを反射して感光ドラム３に照射する。
【００２３】
また、カセット７１は、記録材７すなわち画像形成する記録紙を積載しておくために使用される。標準カセット給紙ローラ７２は、カセット７１から記録紙７を給紙する。レジストセンサ７３は、搬送されてきた記録紙の印字のために先端レジストを検出する。レジストローラ７３は感光ドラム３上の潜像の先端と同期して記録用紙を搬送する。
【００２４】
図２は、本実施例で用いるプロセスカートリッジの構成図である。図２に示すように、前述の感光ドラム３，帯電ローラ４，現像装置５およびクリーニング装置９は、一括してユニット化されたプロセスカートリッジ１０として提供される。これらの構成要素は、カートリッジ１０内で所定の相互配置関係を持って組み付けられる。プロセスカートリッジ１０は画像形成装置の本体内の所定部に対して所定の要領で挿入装着され、また反対に装置本体から抜き外しできるようになっている。画像形成装置を長時間使用し続けると、感光ドラム，帯電装置，現像装置，クリーニング装置などの各種要素が消耗するために印字品質が低下する。そのような場合には、ユーザがプロセスカートリッジ１０を交換すればよく、ユーザのメンテナンスフリーを実現することができる。
【００２５】
次に、本実施例の画像形成装置の動作について説明する。スキャナユニット１１からは、画像信号に応じて変調されたレーザ光がスキャン出力される。このレーザ光は折り返しミラー１１で反射し、静電潜像担持体である感光ドラム３上に照射される。そして、感光ドラム３は一次帯電器４によって均一に帯電され、その表面上にはレーザ光の照射によって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５内のトナー５１によってトナー像として現像されて顕像化される。
【００２６】
一方、転写材としてカセット７１内に収納された記録材７は、給紙ローラ７２によってレジストローラ７３まで供給される。そして、この記録材７は、レジストローラ７３によって感光ドラム３上に形成された潜像の先端と同期して、転写ローラからなる転写帯電器６に搬送され、転写帯電器６によって前記トナー像が記録材７に転写される。トナー像を転写された記録材７は定着器８によってトナー像が永久定着された後、最後に装置外部に排出される。なお、感光ドラム３上に残留したトナーはクリーニング装置９によって除去される。
【００２７】
図３は、本実施例で用いるスキャナユニットの構成図である。図３にもとづいて、レーザを２個備えたスキャナユニットの構成について説明する。
【００２８】
便宜的に、２個のレーザ１２をそれぞれレーザ１２Ａ、レーザ１２Ｂとする。レーザ１２Ａ，１２Ｂのそれぞれより発せられたレーザビームは、コリメータレンズや絞りなどの第１のレンズ系１３によりほぼ所定のビーム径をもつ平行光にされて、ポリゴンミラー１４に入射する。ここで、ポリゴンミラー１４は、矢印の方向に一定の速度で回転している。入射した光ビームは、ポリゴンミラー１４の回転に伴い、連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなった光はｆ−θ等の第２のレンズ系１５により集光され、感光ドラム３上の走査面上を矢印の方向に等速で走査される。
【００２９】
レーザ１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ駆動回路１７Ａ，１７Ｂが備えられており、感光ドラム３への静電潜像の形成はレーザ１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光量制御によって行われる。感光ドラム３のビーム走査開始側の脇には、光出力を電気信号へ変換するＢＤセンサ１６が配置されており、光ビームが通過するタイミングを検知して、感光ドラム３に画像情報を書き出すタイミングを検出する同期機構を構成している。通常は１回の走査毎に光ビームの発光タイミングをとるように走査領域外の位置にＢＤセンサが配置され、ＢＤセンサで走査ビームを検知した時点から所定時間ｔ秒後に書き出し信号が送られ、所定のビデオクロック周波数によって画像データが形成される。
【００３０】
レーザ１２Ａ、レーザ１２Ｂは、各レーザから発せられる光ビームが感光ドラム３の走査面上に形成する光スポットＡ，Ｂが、所定の間隔になるように取り付けられ、およびレンズ系の調整がなされる。ここで、光スポットＡ，Ｂ間の距離は、主走査方向にはそれぞれの光スポットがＢＤセンサを通過するタイミングを独立的に検知可能な距離とし、また、副走査方向には静電潜像の解像度に基づいた距離とした。
【００３１】
以上の構成により、通常解像度モードの場合には、図４に示すように主走査方向および副走査方向にドット間隔ｄで、１回の走査でレーザ１２Ａによるラインとレーザ１２Ｂによるドットライン、２ライン分の画像が同時に形成される。
【００３２】
次に、主走査方向および副走査方向の解像度が２倍となる高解像度モードの場合を説明する。
【００３３】
２ビームレーザ系において、副走査方向の解像度を２倍にするには感光ドラムに対する走査周期を１／４にする必要があるため、ビデオクロック周波数を４倍に設定した上でポリゴンミラーの回転速度を４倍に設定する。走査周期を１／４にした場合、図５の示すような重複走査となる。よって、従来ではレーザ１２Ａまたはレーザ１２Ｂのどちらか一方でのみの走査にしていたわけだが、本実施例では両方のレーザで走査する。その際、ＢＤセンサで走査ビームを検知した時点から、所定時間ｔ秒後にレーザ１２Ａの書き出し信号が送られるとすると、レーザ１２Ｂの書き出し信号は（ｔ＋ｔ２）秒後となるように設定する。ここで、時間ｔ２はレーザ１２Ｂによるドット列のドットがちょうどレーザ１２Ａのドット列のドットの間に位置するように調整されるための時間遅延であり、通常解像度モードでのドット間隔ｄに対して、ｄ／２だけずれるように時間遅延ｔ２を設定する。以上のような設定にすることにより、図６に示すように、主走査方向にはレーザ１２Ａによるドットとレーザ１２Ｂによるドットが交互にｄ／２の間隔で打たれることとなり、副走査方向の解像度を２倍にしても重複走査することなくドット形成が行われる。そして、主走査方向の解像度も２倍となる。これが本実施例における第１の高解像度モードである。
【００３４】
図４，図５，図６はドット径がｄのままで説明を行ったが、図７、図８、図９はドット径をｄ／２にした場合での説明図である。図７は通常の解像度モードにおいてドット径をｄ／２にした場合の図であり、この状態で走査周期を１／４にした場合が図８である。走査周期を１／４にしてもレーザ１２Ａとレーザ１２Ｂとの間隔はｄのままであるから、図８に示すように重複走査となってしまう。図９は本実施例における第２の高解像度モードの場合であり、主走査方向にレーザ１２Ａとレーザ１２Ｂとで書き出し信号に時間差ｔ２を設けて、各レーザでのドット列が主走査方向でｄ／２だけずれるように設定してある。図９からもわかるように、主走査方向および副走査方向の解像度が２倍となり、重複走査も回避できる。
【００３５】
また、主走査方向，副走査方向の解像度を２倍にするには、前述のとおり、感光ドラムに対する走査頻度（副走査方向の単位長さあたりの走査回数）を４倍にすればよいのであるが、感光ドラムに対する走査頻度を４倍にする手法として、前述のように、通常解像度の場合に比べて、感光ドラムの回転速度をそのままにして、走査周期を１／４にする手法の他に、走査周期をそのままにして、感光ドラムの回転速度を１／４にする手法もある。この後者の手法によれば、ビデオクロック周波数の上げずに主走査方向，副走査方向の高解像度化が可能となり、放射ノイズの増大を抑えることも可能となる。
【００３６】
なお、以上の説明では感光体として感光ドラムの例で説明したが、感光ベルトでも同様の効果が得られるのはいうまでも無い。
【００３７】
（実施例２）
実施例１において、２ビームレーザ系で副走査方向の高解像度化を図る場合、一方のレーザの書き出し位置を変更することで重複走査が防止でき、かつ主走査方向の高解像度化も図れることを示した。しかしながら、主走査方向のみの高解像度化という観点では、感光ドラムに対する走査周期を１／４にする必要はなく、１／２にするだけで良い。この例を実施例２として説明する。本実施例におけるハードウエア構成および動作は、スキャナ部を除いて実施例１と同様なのでその説明を援用する。
【００３８】
図１０は、２ビームレーザ系において（図４参照）、ドット径をｄ／２に小さくし、かつ感光ドラムに対する走査周期を１／２にした際の様子であり、レーザ１２Ａとレーザ１２Ｂによる重複走査となっている。ここで、ＢＤセンサで走査ビームを検知した時点から、所定時間ｔ秒後にレーザ１２Ａの書き出し信号が送られるとした場合、レーザ１２Ｂの書き出し信号は（ｔ＋ｔ２）秒後となるように設定する。時間ｔ２はレーザ１２Ｂによるドット列のドットがちょうどレーザ１２Ａのドット列のドットの間に位置するように調整されるための時間遅延であり、通常解像度モードでのドット間隔ｄに対して、ｄ／２だけずれるように時間遅延ｔ２を設定する。すると、図１１に示すように、主走査方向の解像度を２倍にすることが可能となる。
【００３９】
また、前述のように、主走査方向の解像度を２倍にするには、感光ドラムに対する走査頻度（副走査方向の単位長さあたりの走査回数）を２倍にすればよいのであるが、感光ドラムに対する走査頻度を２倍にする手法として、前述のように、通常解像度の場合に比べて、感光ドラムの回転速度をそのままで、走査周期を１／２にする手法の他に、走査周期をそのままで、感光ドラムの回転速度を１／２にする手法もある。この後者の手法によれば、ビデオクロック周波数の上げずに主走査方向の高解像度化が可能となり、放射ノイズの増大を抑えることも可能となる。
【００４０】
以上、２ビームレーザ系について説明したが、３ビームレーザ，４ビームレーザといった、２ビームレーザより多いマルチビームレーザ系の場合においても同様の効果が得られる。すなはち、副走査方向の高解像度化を図るために感光ドラムに対する走査頻度を大きくして重複走査の不具合が生じる場合、各レーザのＢＤセンサ検知による書き出し時間をずらして、主走査方向に等間隔にドットが形成されるようにすれば、主走査方向に高解像度化を図る事が可能となる。通常解像度モードでのドット間隔をｄ、レーザビーム数をｎ（ｎは２以上の自然数）とした場合、通常解像度モードでは一度の走査でｎ本のドット列が形成される。ここで、走査周期を１／ｎと短く設定すると１本分の主走査に対してｎ本ラインの重複走査となる。その際、各レーザビームの書き出し位置を変更し、各レーザによる書き出し位置がｄ／ｎだけずれるようにそれぞれ設定する。すると、主走査方向に対して、ドット間隔がｄ／ｎのドット列が形成されることとなり、主走査方向の解像度がｎ倍となる。
【００４１】
（実施例３）
４ビームレーザ系の例を実施例３として説明する。本実施例におけるハードウエア構成および動作は、スキャナ部を除いて実施例１と同様なのでその説明を援用する。
【００４２】
レーザビーム数ｎ（ｎは２以上の自然数）が素因数分解可能な場合は、走査周期を１／ｎまで短くしなくても１／（ｎの素因数）に設定すれば重複走査となる。図１２は４ビームレーザ系におけるドット列の様子であり、レーザ１２Ａ，レーザ１２Ｂ，レーザ１２Ｃ，レーザ１２Ｄによって、一回の走査により４本のドット列が形成可能となっている。４ビームレーザ系において走査周期を１／２、すなわち走査頻度を２倍（走査頻度を２倍にするには、前述のとおり、通常解像度の場合に比べて、感光ドラムの回転速度を変えず、走査周期を１／２にするか、または走査周期をそのままで感光ドラムの回転速度を１／２にする）にした場合、レーザ１２Ａとレーザ１２Ｃ、レーザ１２Ｂとレーザ１２Ｄが重複走査となるため、それぞれのレーザ書き出し位置をｄ／２だけずらす。すると、図１３に示すように、ドット間隔がｄ／２のドット列が形成されることとなり、主走査方向の解像度が２倍となる。
【００４３】
また、図１４は４ビームレーザ系において走査頻度を４倍にした場合の図であり、それぞれのレーザ書き出し位置をｄ／４だけずらしてある。すると、ドット間隔がｄ／４のドット列が形成されることとなり、主走査方向の解像度が４倍となる。すなはち、レーザの数として素因数分解可能な数にすれば、高解像度モードとして複数モードを選ぶことが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチビーム方式のメリットを生かして主走査方向，副走査方向の解像度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成を示す断面図
【図２】プロセスカートリッジの構成を示す図
【図３】スキャナユニットの構成を示す図
【図４】通常解像度モードの説明図
【図５】高解像度モードの説明図
【図６】高解像度モードの説明図
【図７】通常解像度モードの説明図
【図８】高解像度モードの説明図
【図９】高解像度モードの説明図
【図１０】実施例２における高解像度モードの説明図
【図１１】高解像度モードの説明図
【図１２】実施例３における通常解像度モードの説明図
【図１３】高解像度モードの説明図
【図１４】高解像度モードの説明図
【符号の説明】
１  スキャナユニット
３  感光ドラム
１２  レーザ
【図１】
2004223754.tif 000003
【図２】
2004223754.tif 000004
【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】
2004223754.tif 000013
【図１２】
2004223754.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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