(57)【要約】【課題】ピッチむらの発生を防止したマルチレーザ方式の画像形成装置を提供する。【解決手段】副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザチップ４４から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体１１上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光を主走査方向に走査するための回転多面鏡３３を備えた画像形成装置において、画像倍率に応じて前記回転多面鏡３３の回転速度を変更するとともに、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更する。【選択図】      図２
2004230718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光を主走査方向に走査するための回転多面鏡を備えた画像形成装置において、
画像倍率に応じて前記回転多面鏡の回転速度を変更する回転速度変更手段と、
前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段と
を有す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、画像形成装置に関し、特に、副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
上記画像形成装置は、特にレーザ光源からの光変調されたレーザ光を感光体や、静電記録媒体等の感光体上に導光して、その面上に例えば静電潜像から成る画像情報を形成するようにした、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等に好適な画像形成装置である。
【０００３】
【従来の技術】
レーザ光源からの光変調されたレーザ光を、感光体や静電記録媒体等の像担持面上に導光して、その面上に例えば静電潜像から成る画像情報を形成するようにした画像形成装置においては、従来、レーザ光発生のために一つのレーザとＰＤセンサとから構成されるレーザチップを用いており、バイアス電流源とパルス電流源の２つの電流源を持つことによって、レーザの発光特性の改善を図っている。そして、レーザの発光を安定化する為に、画像形成時のレーザ発光に対してＰＤセンサからの出力信号を用いて帰還をかけ、パルス電流量の自動制御を行っている。
【０００４】
近年、こうしたレーザ光を使用する画像形成装置に対して高画質化や高速化の要望が高まり、この要望を実現するべく、複数のレーザを用いたマルチレーザを用いて画像形成装置に必須となりつつある。
【０００５】
こうしたマルチレーザを用いた画像形成装置においては、例えば２つのレーザが副走査方向に対して近接して配置されており、主走査方向の画像形成時に２つのレーザによって２ライン分の画像形成が同時に行われる。
【０００６】
ところで、画像形成装置において両面印刷を行う場合に、一方の面におけるトナー像の定着時において転写紙が僅か縮むため、他方の面の画像（潜像）を形成する際に、上記一方の面での定着時に縮んだ分に相当する分だけ他方の面での画像の大きさを縮めるべく、レーザ光を主走査方向に走査するためのポリゴンミラーの回転速度を遅くすることが、従来、行われている。
【０００７】
上記従来の技術に関連する特許文献として、例えば特許文献１〜１１がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１９８９５３号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５４２３４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２６８２９７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２０９１０１号公報
【特許文献５】
特開２００１−４７６５号公報
【特許文献６】
特開平１１−２３９２５０号公報
【特許文献７】
特開平１１−１２９５３７号公報
【特許文献８】
特開平１０−１３６１７１号公報
【特許文献９】
特開平１０−７９８５０号公報
【特許文献１０】
特開平６−１６４８７５号公報
【特許文献１１】
特開平５−２８１４８７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマルチレーザ、例えば２つのレーザを用いた画像形成装置において、２つのレーザの副走査方向の間隔（ピッチ）は固定値であるため、上記のように両面印刷の他方の面の画像形成時にポリゴンミラーの回転速度を遅くすることが行われると、副走査方向に対して多数並んだ主走査方向の画像ラインにピッチむらが発生する。これを、図９を参照して説明する。
【００１０】
図９は、２つのレーザによって作成される画像ラインを拡大表示した図である。
【００１１】
ポリゴンミラーの通常の回転速度で回転しているときには、２つのレーザによって作成される画像ラインＡ，Ｂは、図９（Ａ）に示すように、副走査方向にいずれも等間隔に並んでいる。しかし、ポリゴンミラーの回転速度を遅くすると、図９（Ｂ）に示すように、画像ラインＡと次の画像ラインＢとの間隔は不変であるが、画像ラインＢと次の画像ラインＡとの間隔は大きくなってしまう。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、ピッチむらの発生を防止したマルチレーザ方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光を主走査方向に走査するための回転多面鏡を備えた画像形成装置において、画像倍率に応じて前記回転多面鏡の回転速度を変更する回転速度変更手段と、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の全体構成を示す側断面図である。図１を参照して画像形成装置の基本的な動作を以下に説明する。
【００１６】
原稿給紙装置１上に積載された原稿は、１枚ずつ順次原稿台ガラス２面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキャナのランプ３が点灯し、かつスキャナユニット４が副走査方向に移動して原稿を照明する。原稿からの反射光はミラー５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された反射光は画像信号に変換され、直接、露光制御部１０に入力され、あるいは、図示しない画像メモリに一旦記憶され、再び読み出されて露光制御部１０に入力される。露光制御部１０では、画像信号に応じて２本のレーザ光が発生され、感光体１１に照射されて、副走査方向に対して隣接する２本の主走査方向の画像ラインを形成する。露光制御部１０については図２を参照して後述する。
【００１７】
露光制御部１０からのレーザ光の照射によって感光体１１上に潜像が形成され、この潜像は、現像器１２または現像器１３によって現像され、トナー像が作成される。上記潜像形成とタイミングを合わせて転写紙積載部１４または転写紙積載部１５より転写紙が搬送され、転写部１６において、上記トナー像が転写紙に転写される。転写されたトナー像は定着部１７ａ，１７ｂにて転写紙に定着され、排紙部１８ａ，１８ｂより装置外部に排出される。なお、両面印刷を行うときには、片面に印刷を完了した転写紙が反転された後、搬送路１９を経て再給紙される。
【００１８】
図２は、図１に示す露光制御部１０の内部構成を示す平面図である。
【００１９】
図中、Ａレーザ４２及びＢレーザ４３（図２には図示せず、図３に示す）が副走査方向に所定の間隔で配置されたレーザチップ４４が、入力した画像信号に応じて２本のレーザ光を発生し（図２では１本のみ図示）、これらのレーザ光がそれぞれコリメータレンズ３５及び絞り３２によってほぼ平行光にされて、所定のビーム径で回転多面鏡（ポリゴンミラー）３３に入射する。回転多面鏡３３は矢印３３ａの方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って、入射した２本の光ビームが連続的に角度を変える２本の偏向ビームとなって回転多面鏡３３から反射される。偏向ビームとなった光はｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。また、ｆ−θレンズ３４は、走査の時間的な直線性を保証するための歪曲収差の補正を行い、これによって、２本の光ビームは、像担持体としての感光体１１上に矢印３７の方向に等速で結合走査される。センサ３６は、偏向ビームの検出を行う検出器である。
【００２０】
図３は、マルチレーザの駆動回路の構成を示す回路図である。
【００２１】
図中、レーザチップ４４は、Ａレーザ４２、Ｂレーザ４３、ＰＤセンサ４１から構成される端面発光型の１チップツインレーザである。４７はＡレーザ４２のバイアス電流源、４５はＡレーザ４２のパルス電流源である。５８は画像処理部であり、端子ＤＡＴＡ１から画像データ信号をスイッチ５７に出力して、これによって、スイッチ５７がＯＮ／ＯＦＦされ、Ａレーザ４２の発光が制御される。同様に、４８はＢレーザ４３のバイアス電流源、４６はＢレーザ４３のパルス電流源であり、画像処理部５８は、端子ＤＡＴＡ２から画像データ信号をスイッチ５６に出力し、これによって、スイッチ５６がＯＮ／ＯＦＦされ、Ｂレーザ４３の発光が制御される。
【００２２】
ＰＤセンサ４１の出力信号は電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）４９で電圧信号に変換され、Ｓ／Ｈ回路５１を経てコンパレータ５５に入力され、パルス電流源４５を制御する。また、電流電圧変換器４９を経たＰＤセンサ４１の出力信号は、Ｓ／Ｈ回路５０を経てコンパレータ５４にも入力され、パルス電流源４６を制御する。５３，５２は基準電圧源（Ｖｒｅｆ）であり、基準電圧Ｖｒｅｆ１，２がそれぞれコンパレータ５５、５４に入力され、パルス電流源４５，４６を制御するための目標値となる。画像処理部５８は画像データを生成し、システムコントローラ５９はこの画像処理部５８を制御する。
【００２３】
図４は、レーザチップ４４におけるＡレーザ４２及びＢレーザ４３の配置を示す平面図である。以下においては、画像形成装置を解像度４００ｄｐｉで使用する場合を前提にして説明する。
【００２４】
Ａレーザ４２とＢレーザ４３との間隔が６３．５μｍよりも少し大きくなるように、Ａレーザ４２及びＢレーザ４３をレーザチップ４４上に配置するとともに、レーザチップ４４を、その平面上で回転できるようにする。
【００２５】
解像度４００ｄｐｉで使用する場合には、レーザチップ４４をその平面上で回転して、図５に示すように、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との間の副走査方向の間隔が６３．５μｍになるように調整する。この調整状態で、回転多面鏡（ポリゴンミラー）３３の回転速度も通常の速度のまま、通常の画像形成を行う。
【００２６】
両面印刷時には、一方の面の画像形成で、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との副走査方向の間隔を６３．５μｍに調整したままで行い、他方の面の画像形成では、一方の面での定着時に転写紙が縮んだ分を、画像倍率に換算して回転多面鏡３３の回転速度を調整するとともに、レーザチップ４４を回転してＡレーザ４２とＢレーザ４３との間の副走査方向の間隔を補正する。
【００２７】
例えば、一方の面での定着時に転写紙が１％収縮した場合、回転多面鏡３３の回転速度を通常速度の９９％にするとともに、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との副走査方向の間隔を、図６に示すように６２．９μｍ（＝６３．５μｍ×９９％）にする。なお、レーザチップ４４の回転は、不図示のレーザ副走査ピッチ間隔補正機構によって行うようにする。こうした調整を行った結果を図７に示す。
【００２８】
図７は、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との副走査方向の間隔を調整したときに、感光体１１上に形成される多数の画像ラインを拡大表示した図である。図７（Ａ）は、両面印刷の一方の面の画像形成時に、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との副走査方向の間隔を６３．５μｍに調整した状態で、感光体１１上に形成される多数の画像ラインを示し、図７（Ｂ）は、他方の面の画像形成時に、Ａレーザ４２とＢレーザ４３との副走査方向の間隔を６２．９μｍに調整した状態で、感光体１１上に形成される多数の画像ラインを示す。
【００２９】
図７（Ｂ）に示すように、両面印刷の他方の面の画像形成時に、各画像ラインの間隔が、回転多面鏡３３の回転速度の低下にも拘わらず均等になるとともに、図７（Ａ）における各画像ラインの間隔の９９％の間隔になる。これによって、両面印刷の他方の面の画像形成時に従来発生していたピッチムラが解消される。
【００３０】
なお、上記の実施の形態では、１チップ２ビームのレーザチップ４４を例にあげて説明したが、１チップで３ビーム以上発生するレーザチップでも同様に対応可能である。さらに、シングルレーザをｎ個組み合わせて１回の主走査方向の走査でｎ画像ラインを作成する場合も同様に対応可能である。
【００３１】
なおまた、上記の実施の形態では、画像倍率を回転多面鏡３３の回転速度で調整しているが、これに代わって、転写紙の搬送速度（プロセススピード）調整、または光学ミラー位置調整によって行ってもよい。そうしたいずれの調整によって画像倍率を調整した場合でも、副走査方向の複数のレーザの間隔を前述のように画像倍率に応じて調整することで、ピッチムラの無い画像を得ることができる。
【００３２】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、レーザチップ４４が端面発光型の１チップツインレーザであるが、第２の実施の形態では面発光レーザを用いる。面発光レーザとは、１チップで多数のレーザビームを容易に発生できるデバイスである。
【００３３】
図８は、面発光レーザの発光面を示す図である。
【００３４】
第２の実施の形態における面発光レーザは、Ａレーザと、Ｂレーザ１〜Ｂレーザ９との１０個のレーザから構成される。それぞれのレーザは、不図示の独立駆動回路でそれぞれ駆動され、互いに独立に点灯する。ＡレーザとＢレーザ１とは、画像形成装置が解像度４００ｄｐｉで使用される場合には、副走査方向の間隔が６３．５μｍになるように配置される。そして、Ｂレーザ２からＢレーザ９までの８個のレーザは、副走査方向においてＢレーザ２から順に１μｍずつずらして、Ａレーザに近づくように配置される。
【００３５】
両面印刷以外の通常の印刷時には、ＡレーザとＢレーザ１とを点灯して画像形成を行う。また両面印刷における一方の面の画像形成時にも、ＡレーザとＢレーザ１とを点灯して画像形成を行う。両面印刷における他方の面の画像形成時には、上記一方の面の定着時に転写紙が縮んだ分を、画像倍率に換算して回転多面鏡の回転速度を調整するとともに、Ａレーザと、Ｂレーザ１〜Ｂレーザ９のうち適切な１つを選択して、この１つとＡレーザとを点灯して画像形成を行う。
【００３６】
例えば、一方の面での定着時に転写紙が２％収縮した場合、回転多面鏡の回転速度を通常速度の９８％にするとともに、Ｂレーザ１〜Ｂレーザ９のうちからＡレーザとの副走査方向の間隔が、ＡレーザとＢレーザ１との副走査方向の間隔６３．５μｍの９８％である６２．２μｍとなるＢレーザを探して（Ｂレーザ１に対し副走査方向に１μｍずらして配置されているＢレーザ２が検出される）このＢレーザとＡレーザとを点灯するようにする。
【００３７】
この結果、第２の実施の形態でも、図７（Ｂ）に示す第１の実施の形態と同様に、両面印刷の他方の面の画像形成時に従来発生していたピッチムラが解消される。
【００３８】
なお、上記第２の実施の形態では、Ｂレーザの各々が副走査方向に１μｍずつずらして配置された例を挙げて説明したが、このずれ量は任意に設定することができ、また等間隔でなくてもよい。
【００３９】
また、第２の実施の形態におけるＡレーザと複数のＢレーザとの配置関係は、半導体プロセス上で決定されるため、第１の実施の形態よりも格段に精度良く副走査方向のレーザピッチ間隔を設定できる。
【００４０】
なお、上記の第２の実施の形態でも、画像倍率を回転多面鏡の回転速度で調整しているが、これに代わって、転写紙の搬送速度（プロセススピード）調整、または光学ミラー位置調整によって行ってもよい。そうしたいずれの調整によって画像倍率を調整した場合でも、副走査方向の複数のレーザの間隔を画像倍率に応じて調整することで、ピッチムラの無い画像を得ることができる。
【００４１】
以上のように、本発明の各種の実施の形態を示して説明したが、以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
【００４２】
〔実施態様１〕  副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光を主走査方向に走査するための回転多面鏡を備えた画像形成装置において、
画像倍率に応じて前記回転多面鏡の回転速度を変更する回転速度変更手段と、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００４３】
〔実施態様２〕  副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成する画像形成装置において、
画像倍率に応じて前記画像形成装置におけるプロセススピードを変更するプロセススピード変更手段と、
前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００４４】
〔実施態様３〕  副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光の経路に光学機構を備えた画像形成装置において、
画像倍率に応じて前記光学機構を調節する光学機構調節手段と、
前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００４５】
〔実施態様４〕  前記レーザ露光装置は複数のレーザチップから構成されることを特徴とする実施形態１乃至実施形態３のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４６】
〔実施態様５〕  前記レーザ露光装置は単一のレーザチップから構成され、
前記レーザ間隔変更手段は、前記レーザチップを回転させることによって前記間隔変更を行うことを特徴とする実施形態１乃至実施形態３のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４７】
〔実施態様６〕  前記レーザ露光装置は面発光型レーザから構成され、
前記レーザ間隔変更手段は、前記面発光型レーザに含まれる複数のレーザから、発光すべきレーザを選択することによって前記間隔変更を行うことを特徴とする実施形態１乃至実施形態３のいずれかに記載の画像形成装置。
【００４８】
〔実施態様７〕  前記面発光型レーザは、前記感光体上に同時に照射されるレーザ光の数以上の数のレーザを備えることを特徴とする実施形態６に記載の画像形成装置。
【００４９】
〔実施態様８〕  前記面発光型レーザは、副走査方向に複数のレーザが配置されており、前記レーザ間隔変更手段は、前記画像倍率に応じて前記面発光型レーザの複数のレーザのうち少なくとも２つを選択して点灯させることを特徴とする実施形態７に記載の画像形成装置。
【００５０】
〔実施態様９〕  前記面発光型レーザは、副走査方向に複数のレーザが等間隔に配置されていることを特徴とする実施形態８に記載の画像形成装置。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、副走査方向の異なる位置に複数レーザを配置したレーザ露光装置から発生され、異なる複数の画像信号でそれぞれ変調された複数のレーザ光を主走査方向の走査時に感光体上に同時に照射して副走査方向に複数の画像ラインを形成するとともに、前記複数のレーザ光を主走査方向に走査するための回転多面鏡、または前記複数のレーザ光の経路に光学機構を備えた画像形成装置において、画像倍率に応じて前記回転多面鏡の回転速度を変更する回転速度変更手段と、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段とを有することを特徴とする。
【００５２】
また、画像倍率に応じて前記画像形成装置におけるプロセススピードを変更するプロセススピード変更手段と、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段とを有することを特徴とする。
【００５３】
さらに、画像倍率に応じて前記光学機構を調節する光学機構調節手段と、前記画像倍率に応じて前記複数レーザの副走査方向の間隔を変更するレーザ間隔変更手段とを有することを特徴とする。
【００５４】
これにより、マルチレーザ方式の画像形成装置において画像倍率が変更されても、感光体上に主走査方向に形成される複数の画像ラインにおける相互の間隔を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の全体構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示す露光制御部の内部構成を示す平面図である。
【図３】マルチレーザの駆動回路の構成を示す回路図である。
【図４】レーザチップにおけるＡレーザ及びＢレーザの配置を示す平面図である。
【図５】ＡレーザとＢレーザとの間の副走査方向の間隔が６３．５μｍになるように調整されたレーザチップを示す図である。
【図６】ＡレーザとＢレーザとの間の副走査方向の間隔が６２．９μｍになるように調整されたレーザチップを示す図である。
【図７】ＡレーザとＢレーザとの副走査方向の間隔を調整したときに、感光体上に形成される多数の画像ラインを拡大表示した図である。
【図８】面発光レーザの発光面を示す図である。
【図９】２つのレーザによって作成される画像ラインを拡大表示した図である。
【符号の説明】
１０  露光制御部（レーザ露光装置）
１１  感光体
３２  絞り
３３  回転多面鏡（ポリゴンミラー）
３４  ｆ−θレンズ
３５  コリメータレンズ
３６  センサ
４２  Ａレーザ（レーザ）
４３  Ｂレーザ（レーザ）
４４  レーザチップ（レーザ露光装置）
【図１】
2004230718.tif 000003
【図２】
2004230718.tif 000004
【図３】
2004230718.tif 000005
【図４】
2004230718.tif 000006
【図５】
2004230718.tif 000007
【図６】
2004230718.tif 000008
【図７】
2004230718.tif 000009
【図８】
2004230718.tif 000010
【図９】
2004230718.tif 000011