(57)【要約】【課題】複数のレーザー露光装置で主走査を分担して行い、それぞれの主走査の開始と終了タイミングとを制御することにより、主走査の継ぎ目が認識されにくく、記録品質の向上を図ることが可能なレーザ露光システムおよびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する被走査媒体の回転軸に沿う連続した主走査領域を、複数個配置したレーザ露光装置がそれぞれ走査を分担する部分走査領域に分割して連続した画像情報を被走査媒体に書き込むレーザ露光システムにおいて、部分走査領域を主走査ライン毎に変動するように制御する。【選択図】      図３
2004148600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する被走査媒体の回転軸に沿う連続した主走査領域を、複数個配置したレーザ露光装置がそれぞれ走査を分担する部分走査領域に分割して連続した画像情報を被走査媒体に書き込むレーザ露光システムにおいて、前記部分走査領域は主走査ライン毎に変動するように制御されることを特徴とするレーザ露光システム。
【請求項２】
前記部分走査領域は予め準備した変数テーブルが有する変数により主走査ライン毎に変動することを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項３】
前記部分走査領域は演算により発生する変数により主走査ライン毎に変動することを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項４】
前記部分走査領域は回路が発生する変数により主走査ライン毎に変動することを特徴とする請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項５】
前記部分走査領域は主走査ライン毎にランダムに変動することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザ露光システム。
【請求項６】
前記部分走査領域は主走査ライン毎に一定のパターンに沿って変動することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザ露光システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレーザ露光システムを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一のレーザ露光装置を複数個配列してなるレーザ露光システムとそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ及びファクシミリなどの画像形成装置には、被記録媒体である用紙などに直接画像を形成する直接画像形成方式と、感光体などからなる中間媒体に一旦画像を記録し、その画像を最終的な被記録媒体に転写する間接画像形成方式とがある。家庭などにおける小規模な使用を除けば、被記録媒体に普通紙を使用できる間接画像形成方式の画像形成装置が広く使用されている。
【０００３】
また、複写機などの画像形成装置では、従来、アナログ画像情報をアナログ画像形成プロセスを用いて記録形成していたが、最近の情報のデジタル化に伴い、デジタル画像形成プロセスを用いてデジタル情報として処理し、被記録媒体に微小なドット（ピクセル）からなる画像を形成することが一般的に行われている。
【０００４】
このような画像形成装置では、微小なドットの集合で形成されるデジタル画像情報を、帯電した感光体に微小なドットとして露光して静電潜像を形成する。その後、現像器で粉状のトナーを用いて可視化して、被記録媒体である用紙に転写して画像を形成する。デジタル画像情報を感光体に露光する装置としては、レーザダイオードなどが発光するレーザ光を、レーザビームとして高速に回転するポリゴンミラーに照射して反射させ、ドラム状の感光体の軸方向に走査（主走査）することにより露光を行うレーザ露光装置がある。
【０００５】
しかし、被記録媒体として使用される用紙のサイズがＡ３を超えるような広幅サイズの画像形成装置にレーザ露光装置を使用すると、レーザビームの主走査の幅を広くする必要がある。そのため、ポリゴンミラーとレーザビームが照射される走査面、つまり感光体面との距離を大きくする必要があり、その結果、主走査方向の幅と相まって露光装置が非常に大きくなる。同時に、主走査の幅が広いため、走査速度を速くする必要があり、ポリゴンミラーの回転速度や信号の処理速度を大幅に上げなければならない。
【０００６】
このように、従来の技術で広幅サイズの高解像度画像形成を行うことは困難がともない、また、非常に高価なものになってしまう。そのため、このようなレーザ露光装置の問題点を克服するため、レーザ露光装置を複数個配列し、主走査幅を各露光装置毎に複数の部分走査域に分割することにより主走査を行う技術が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には２つの異なるレーザ露光部を収納したレーザ露光装置を１つ配置して、それぞれのレーザ露光部が主走査を分担して行う技術が開示されている。図６は、その従来技術による画像形成部の上面斜視図である。同図で、符号１１０はドラム状の感光体（ドラム）を表し、１０１が第１レーザ露光部、１１１が第２レーザ露光部である。第１と第２レーザ露光部１０１と１１１は、それぞれ、レーザビームを発光するレーザ光源１０３と１１３、そのレーザビームを主走査方向に走査するように反射するポリゴンミラー１０４と１１４、ｆθレンズ１０５と１１５、レーザビームの有無を検出するビームディテクタ１０６と１１６、前記ｆθレンズ１０５或いは１１５とともにレーザビームを平行光に変換するコンデンサレンズ１０７と１１７、全反射ミラー１０９と１１９とにより構成され、筐体１０２に収納されてレーザ露光装置１００を構成している。
【０００８】
この場合、レーザ光源１０３と１１３とにより射出されたレーザビームは、高速回転しているポリゴンミラー１０４と１１４とによりそれぞれ反射され、ｆθレンズ１０５と１１５、更に、コンデンサレンズ１０７と１１７を透過して、ドラム１１０の面上を照射する。この時、主走査領域Ａの走査を第１レーザ露光部１０１が行い、主走査領域Ｂの走査を第２レーザ露光部１１１が行う。また、ポリゴンミラー１０４と１１４は、上視すると、それぞれ時計方向と反時計方向に回転しているため、第１レーザ露光部１０１と第２レーザ露光部１１１は、それぞれドラム１１０の中央部から端部に向けて主走査を開始する。
【０００９】
また、図７は２つのレーザ露光部のレーザビームがドラム１１０を走査する角度を示した図である。同図において、Ｓはドラム１１０の走査面を表し、ポリゴンミラー１０４と１１４とにより反射されたレーザビームが走査面Ｓに入射する角度を、ドラム１１０の中央部でθ、端部でβと表している。特許文献１では、２つのレーザビームの走査面Ｓ上での継ぎ目Ｊでの隙間や重なりを低減するために、θ＞βの条件を提案している。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−７３７７６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、可視化された画像上では常に同じ部分に継ぎ目Ｊが存在することになり、特許文献１が提案するように継ぎ目Ｊの隙間や重なりが低減できても、人間の眼は頻出する一定の単純パターン、特に線上に頻出する単純パターンに敏感であることから、結果的には画質の劣化を引き起こすことになる。従って、複数のレーザ露光部による走査部の継ぎ目Ｊを上記のように一致させるような構成では、このような画質の劣化の問題を解決することは困難である。
【００１２】
本発明は、斯かる実状に鑑みなされたものであり、複数のレーザー露光装置で主走査を分担して行い、それぞれの主走査の開始と終了タイミングとを制御することにより、主走査の継ぎ目が認識されにくく、記録品質の向上を図ることが可能なレーザ露光システムおよびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【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、本発明では、回転する被走査媒体の回転軸に沿う連続した主走査領域を、複数個配置したレーザ露光装置がそれぞれ走査を分担する部分走査領域に分割して連続した画像情報を被走査媒体に書き込むレーザ露光システムにおいて、前記部分走査領域は主走査ライン毎に変動するように制御されることを特徴とするレーザ露光システム。
【００１４】
また、本発明では、前記部分走査領域は予め準備した変数テーブルが有する変数や演算により発生する変数、或いは回路が発生する変数により主走査ライン毎に変動する。
【００１５】
更に本発明では、前記部分走査領域は主走査ライン毎にランダムに変動するように構成される。
【００１６】
本発明では、前記部分走査領域は主走査ライン毎に一定のパターンに沿って変動するように構成される。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置は前記いずれかのレーザ露光システムを搭載している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図１〜図５に基づいて説明する。先ず、本発明に係るレーザ露光システムを構成するレーザ露光装置の概略構成について、図１に基づき説明する。図１は本発明に係るレーザ露光装置の上面斜視図である。
【００１９】
図１において、参照符号１と１Ｂは、例えば、小型の画像形成装置などに使用されるレーザ露光装置である。その主要構成部品として、２と２Ｂは筐体、３と３Ｂはレーザビームを発光するレーザ光源、４と４Ｂは高速回転してそのレーザビームを反射しながら主走査方向に走査するポリゴンミラー、５と５Ｂはｆθレンズ、６と６Ｂはレーザビームの有無を検出するビームディテクタ、７と７Ｂは前記ｆθレンズ５或いは５Ｂとともにレーザビームを平行光に変換するコンデンサレンズ、９と９Ｂはコンデンサレンズ７或いは７Ｂを通過したレーザビームの光路を直角に変更するために設けられた全反射ミラー、８と８Ｂは全反射ミラー９或いは９Ｂからのレーザビームの光路を感光体などの被走査媒体の照射面に案内するように筐体２或いは２Ｂに形成されたスリット（射出口）である。
【００２０】
このレーザ露光装置１と１Ｂにおいて、上視するとポリゴンミラー４は時計方向に、ポリゴンミラー４Ｂは反時計方向に高速回転している。そのため、レーザ光源３または３Ｂから射出されたレーザービームは、回転するポリゴンミラー４或いは４Ｂにより、ｆθレンズ５或いは５Ｂの方向に反射される。更に、ポリゴンミラー４または４Ｂの側面は多角形（図１では例として６角形）をなす反射面により構成されているため、レーザ露光装置１のレーザビームはポリゴンミラー４の時計方向の回転とともに、全反射ミラー９の右端から左端に移動しながら被走査媒体であるドラム１０の面上で主走査を行う。そして、レーザ露光装置１Ｂのレーザビームはポリゴンミラー４の反時計方向の回転とともに、全反射ミラー９の左端から右端に移動しながらドラム１０の面上で主走査を行う。
【００２１】
図２は、本発明に係わるレーザ露光システムによるレーザビームの主走査を表した模式図である。レーザ露光装置１はドラム１０の略左半分の主走査を分担し、レーザ露光装置１Ｂはドラム１０の略右半分の主走査を分担している。この時、レーザ露光装置１の主走査可能領域はＡ−Ｂ領域であり、レーザ露光装置１Ｂの主走査可能領域はＣ−Ｄ領域である。すなわち、レーザ光源３から射出されたレーザビームは回転するポリゴンミラー４により、領域Ａ−Ｃの間に位置する所定の開始点から走査を開始して、終了点Ｂで１ラインの走査を終了する。同様に、レーザ光源３Ｂから射出されたレーザビームは回転するポリゴンミラー４Ｂにより、領域Ａ−Ｃの間に位置する前記所定の開始点に１ドット分隣接するＡ点寄りの開始点から走査を開始して、終了点Ｄで１ラインの走査を終了する。
【００２２】
このように、前記した従来技術とは異なり、レーザ露光装置１と１Ｂとによる主走査分担領域が見かけ上重なり合う重畳領域Ａ−Ｃが存在する。図３は、被走査媒体上の主走査分担重畳領域における、レーザ露光装置１と１Ｂの主走査ライン毎の走査開始点を表す図である。図中、ハッチのない部分はレーザ露光装置１によるライン毎の主走査を表し、ハッチのある部分はレーザ露光装置１Ｂによるライン毎の主走査を表している。また、点ＡとＣは図２で示した点ＡとＣに対応している。図３からも明らかなように、レーザ露光装置１と１Ｂは、重畳領域Ａ−Ｃ内の所定のドット位置と、そのドット位置に隣接するＡ点寄りのドット位置からそれぞれ主走査を開始し、主走査ライン毎に主走査開始位置が変動している。
【００２３】
このように、レーザ露光装置１と１Ｂとによる主走査の開始位置を変動させる制御について、図４と図５を参照して説明する。図４は、本発明に係わる画像形成装置の信号処理部の主走査の制御ブロック図である。尚、この例の画像形成装置は、プリンタ機能を有するデジタル複写機を一例としたものである。
【００２４】
図４で、信号処理部１１のデジタル複写機部分は、原稿を読み取り、デジタル画像信号に変換するＣＣＤ読み取り部１２と、そのデジタル画像信号に所定の画像処理を施す画像処理部１３と、画像処理されたデジタル画像信号を一時格納するメモリ部１４と、メモリに記憶された画像信号を主走査を担当するレーザ露光装置毎に割り振る画像データ分割部１５と、それぞれのレーザ露光装置１及び１Ｂ（以下、ＬＳＵ１及びＬＳＵ２と称する）と、主走査ライン毎にＬＳＵ１とＬＳＵ２とに画像データを所定の位置で分割して供給し、ＬＳＵ１とＬＳＵ２の主走査の開始点などの制御を行う制御部１６とからなり、本発明に直接係わらない部分は省略されている。
【００２５】
また、プリンタ機能部は、外部に接続されたＰＣからプリントデータを受信し、内部で処理可能なデジタル画像信号に変換するプリンタコントローラ部１７からなり、そのデジタル画像信号がメモリ部１４に渡された後の処理は、前記デジタル複写機部分で説明した内容と同じである。
【００２６】
このような信号処理部１１により、主走査の１ライン毎にＬＳＵ１とＬＳＵ２に供給される画像データと、その画像データに基づきＬＳＵ１とＬＳＵ２とが分割して主走査を行う主走査開始タイミングを図５を参照して説明する。図５は、主走査のタイミングチャートであり、（ａ）はＬＳＵ１とＬＳＵ２とによる主走査の担当領域を示し、（ｂ）は主走査の１ライン全体の画像データの信号を示し、（ｃ）はＬＳＵ１とＬＳＵ２とが分担走査する画像データの特定の走査ラインの信号を示し、（ｄ）はその次の走査ラインの信号を示している。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、１ラインの全走査領域Ｂ−Ｄ間は、ＬＳＵ１の主走査可能領域Ａ−Ｂと、ＬＳＵ２の主走査可能領域Ｃ−Ｄとにより分割されている。この全走査領域Ｂ−Ｄには、図５（ｂ）に示すような画像データがＬＳＵ１とＬＳＵ２とによって走査される。図４で示したように、このような１ライン毎の画像データは分割されて、それぞれ図５（ｃ）と（ｄ）に示すように、ＬＳＵ１とＬＳＵ２とに供給される。この時、ある特定の走査ラインにおけるＬＳＵ１とＬＳＵ２の走査の継ぎ目をＪ１とすると、継ぎ目Ｊ１を境界として、図５（ｃ）では、継ぎ目Ｊ１の左隣にあるデータがＪ１−１，右隣にあるデータをＪ１−２であり、ＬＳＵ１はＪ１−１のデータとその走査位置を開始点としてＢ点方向に走査を開始する。また、ＬＳＵ２はＪ１−２のデータとその走査位置を開始点としてＤ点方向に走査を開始する。次ぎの走査ラインでは、図５（ｄ）に示されるように、継ぎ目Ｊ２を境界として、その左隣にあるデータがＪ２−１，右隣にあるデータをＪ２−２であり、ＬＳＵ１はＪ２−１のデータとその走査位置を開始点としてＢ点方向に走査を開始する。また、ＬＳＵ２はＪ２−２のデータとその走査位置を開始点としてＤ点方向に走査を開始する。
【００２８】
このように、各走査ライン毎に継ぎ目Ｊ１やＪ２を一定とせず、後述するような方法で走査ライン毎に継ぎ目Ｊ１やＪ２を変動させてＬＳＵ１とＬＳＵ２の主走査を制御する。こうした主走査により作られる継ぎ目Ｊ１やＪ２は、図３に示したように、各走査ライン毎に継ぎ目が変動する走査画像となり、継ぎ目が視覚されにくい画像を形成することが可能になる。
【００２９】
継ぎ目Ｊ１やＪ２を各ライン毎に変動させる制御方法として、ランダム数を発生させて走査の開始位置を走査ライン毎に無作為に決定する方法、或いは、視覚しにくい緩やかな規則パターンに基づき走査開始位置を決定する方法などがあり、それぞれの方法はランダム変数やパターン変数を格納したテーブルを利用したり、或いは、演算や回路によりランダム変数やパターン変数を発生するようにしてもよい。
【００３０】
上記した例では、レーザ露光装置を２つ使用して主走査を行う実施形態について説明したが、本発明の主旨は、複数個配列したレーザ露光装置の走査の継ぎ目を視覚しにくくすることであり、この主旨を逸脱しない限りにおいては、必要な幅を走査するために、使用するレーザ露光装置の主走査幅や個数は上記の実施形態に限定されるものではない。また、説明したポリゴンミラーの回転方向は実施形態を説明するための例であり、実際の画像形成装置の構成にあわせて回転方向を決定するため、限定されるものではない。更に、主走査の方向も説明のための例であり、これに限定されないことは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、主走査領域を各レーザ露光装置が走査を分担する部分走査領域に分割し、部分走査領域が主走査ライン毎に変動するように制御されることから、走査ラインの継ぎ目が一箇所に固定されない。そのため、その継ぎ目が被記録媒体上の画像で視覚されにくく、画像品質の向上を図ることができる。
【００３２】
更に、予め設定した変数テーブル、或いは演算や回路により変数を発生させて部分走査領域を主走査ライン毎に変動させるため、発生させる変数の変更が容易になり、画像品質を細かくチェックして向上させることが可能になる。
【００３３】
また、発生する変数をランダム変数とすることにより、走査ラインの継ぎ目が被記録媒体上で視覚的に認識されにくくすることができる。
【００３４】
或いは、検証的に認識されにくい継ぎ目の変動パターンを変数として発生させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ露光装置の上面斜視図である。
【図２】本発明に係わるレーザ露光システムによるレーザビームの主走査を表した模式図である。
【図３】被走査媒体上の主走査分担重畳領域における、レーザ露光装置１と１Ｂの主走査ライン毎の走査開始点を表す図である。
【図４】本発明に係わる画像形成装置の信号処理部の主走査の制御ブロック図である。
【図５】主走査のタイミングチャートであり、（ａ）はＬＳＵ１とＬＳＵ２とによる主走査の分担領域を示し、（ｂ）は主走査の１ライン全体の画像データの信号を示し、（ｃ）はＬＳＵ１とＬＳＵ２とが分担走査する画像データの特定の走査ラインの信号を示し、（ｄ）はその次の走査ラインの信号を示している。
【図６】２つレーザ露光部を配置した従来技術による画像形成部の上面斜視図である。
【図７】従来技術による２つのレーザ露光部のレーザビームが被走査媒体を走査する角度を示した図である。
【符号の説明】
１、１Ｂ、１００    レーザ露光装置
２，２Ｂ、１０２    筐体
３、３Ｂ、１０３、１１３    レーザ光源
４、４Ｂ、１０４、１１４    ポリゴンミラー
５，５Ｂ、１０５、１１５    ｆθレンズ
６、６Ｂ、１０６、１１６    ビームディテクタ
７、７Ｂ、１０７、１１７    コンデンサレンズ
９、９Ｂ、１０９，１１９    全反射ミラー
１０、１１０    ドラム
１１    信号処理部
１２    ＣＣＤ読み取り部
１３    画像処理部
１４    メモリ部
１５    画像データ分割部
１６    制御部
１７    プリンタコントローラ部
１０１  第１レーザ露光部
１１１  第２レーザ露光部
Ｊ、Ｊ１、Ｊ２    継ぎ目
Ｓ    走査面
【図１】
2004148600.tif 000003
【図２】
2004148600.tif 000004
【図３】
2004148600.tif 000005
【図４】
2004148600.tif 000006
【図５】
2004148600.tif 000007
【図６】
2004148600.tif 000008
【図７】
2004148600.tif 000009