(57)【要約】【課題】簡単なアルゴリズムで且つ高精度にビームスポット位置間隔の疎密の補正を可能とする。【解決手段】（ａ）は点線の位置（点線の間隔は等間隔）からずれた補正前のビームスポット位置を示す。（ｂ）は、ビームスポット位置間隔を等間隔で縮小した場合を示す。区間の両端のビームスポット位置間隔の幅が縮小され、全体的に密になる。（ｃ）は、ビームスポット位置間隔を等間隔で拡大した場合を示す。区間の幅が等間隔で拡大され、全体的に疎になる。これにより、ビームスポット位置間隔の疎密を高精度に補正する。【選択図】図１
2005231090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光ビームにより被走査面上を走査する光走査装置におけるビームスポット位置補正方法において、被走査面上での走査領域を複数の区間に分割し、各区間の両端に対応する画素のビームスポット位置の間隔が所定の量だけ変化するように、前記各区間毎に光ビームの発光タイミングを調整し、走査領域全域におけるビームスポット位置間隔の疎密の補正を行うことを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のビームスポット位置補正方法において、前記区間内における各画素に対応するビームスポット位置の間隔が、等間隔もしくは略等間隔と見なせる間隔で縮小もしくは拡大することを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項３】
請求項１に記載のビームスポット位置補正方法において、各区間の両端の画素に対応するビームスポット位置の、あらかじめ設定された目標値に対するずれが略０になるように補正を行うことを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項４】
請求項１に記載のビームスポット位置補正方法において、前記走査領域を各々異なった幅で分割することを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項５】
請求項１に記載のビームスポット位置補正方法において、前記光ビームの発光タイミングを、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの信号の位相をシフトすることにより調整することを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項６】
請求項５に記載のビームスポット位置補正方法において、前記区間内における位相をシフトする画素の間隔が、略等間隔となるように設定することを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項７】
請求項１に記載のビームスポット位置補正方法において、有効走査領域内での分割数は１５以下であることを特徴とするビームスポット位置補正方法。
【請求項８】
光源と、光源からの光ビームを走査する光偏向器と、光ビームを集光する走査結像光学系と、被走査面上でのビームスポット位置間隔の疎密の補正が可能なビームスポット位置補正手段からなる光走査装置において、前記ビームスポット位置補正手段として、請求項１〜７のいずれか一つに記載のビームスポット位置補正方法を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光走査装置を複数備え、静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、顕像化された各色画像を重ねあわせてカラー画像を形成する転写手段とを少なくとも有することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の多色画像形成装置において、基準となる色の各画素に対応するビームスポット位置を目標値にして、その他の色に対応したビームスポット位置を補正することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多色画像形成装置において、前記基準にする色に対応したビームスポット位置は、前記ビームスポット位置の補正を行わないことを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の多色画像形成装置において、前記基準にする色に対応したビームスポット位置を、各画素に対応するビームスポット位置の間隔にある一定量の粗密が残るように目標値を定め、補正を行うことを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の多色画像形成装置において、以下の順で、ビームスポット位置の補正を行うことを特徴とする多色画像形成装置。
１．基準となる色の各画素に対応するビームスポット位置が、あらかじめ設定された目標値となるように補正する。
２．その他の色の各画素に対応するビームスポット位置を、前記補正された後の基準となる色のビームスポット位置を目標値にして、差分を補正する。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一つに記載の多色画像形成装置において、分割位置は、複数の色において、同一であることを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１５】
請求項９〜１３のいずれか一つに記載の多色画像形成装置において、目標または基準となるビームスポット位置に対して補正を行う際の、各区間におけるビームスポット位置補正残差の最大値をそれぞれa1、a2、・・・、an（絶対値）としたとき、以下の関係を満たすことを特徴とする多色画像形成装置。
a1,a2,.....,an<Average(a1,a2,.....,an)×2
ただし、Average(a1,a2,.....,an)は、a1,a2,.....,anの平均値を表す。
【請求項１６】
請求項９〜１３のいずれか一つに記載の多色画像形成装置において、各画素に対応するビームスポット位置と、目標または基準となるビームスポット位置との差で定義されるビームスポット位置ずれの、像高に対する特性において、少なくとも一箇所は極値となる像高の近傍で分割することを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項１７】
請求項９〜１３のいずれか一つに記載の多色画像形成装置において、各画素に対応するビームスポット位置と、目標または基準となるビームスポット位置との差で定義されるビームスポット位置ずれの、像高に対する特性において、極値となる像高を含み、且つ極値となる像高より両側にわずかにずれた像高を両端に持つ区間を少なくとも１つ設けることを特徴とする多色画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等のビームスポット位置補正方法、及び、これを用いた光走査装置、多色画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。
【０００３】
光偏向器としては等角速度で偏向面が回転するポリゴンスキャナ等が一般的に用いられており、また、半導体レーザ等の光源はある一定の周波数で変調される。このような光源、光偏向器を用いて光走査装置を構成し、感光体等の被走査面を光走査した場合には、ビームスポット位置は等間隔で配置されず、走査速度は一定でない。このため、ビームスポット位置を等間隔で配置し、走査速度を一定にして光走査を行うために、ｆθレンズ等の走査結像光学系を用いて補正を行うことで、被走査面での等速度光走査が可能になる。しかし、ｆθレンズ等を用いた走査速度の補正には限界があり、走査速度を完全に一定にすることはできず、「走査速度ムラ」が生じ、望ましくは等間隔であるビームスポット位置間隔に疎密が発生する。さらに、ｆθレンズの製造誤差等によって、ビームスポット位置間隔の疎密は増大する。
【０００４】
ビームスポット位置間隔に疎密が発生すると画像に歪みが生じ、画像品質の劣化となる。また、カラー画像形成装置の場合においては、複数のｆθレンズを使用するため、ｆθレンズの製造誤差等が異なる影響により、色により異なったビームスポット位置間隔の疎密が発生し、その結果色ずれが生じる。
【０００５】
ビームスポット位置間隔の疎密の補正を行う技術としては、例えば、基本的に画素クロックの周波数を変化させて、走査線に沿ったビームスポット位置を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６７０８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８４１５号公報
【特許文献３】特開２００３−９８４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画素クロックの周波数を変化させる従来方式（周波数変調方式）は、一般に画素クロック制御部の構成が複雑であり、且つその周波数変調幅が微小になるにつれて増大するため、きめ細かな制御ができず、そのためビームスポット位置の高精度な補正ができないという問題があった。また、補正を行うために必要な補正データを得るためのアルゴリズムが非常に複雑であるという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、簡単なアルゴリズムで且つ高精度なビームスポット位置間隔の疎密の補正が可能であるビームスポット位置補正方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、高精度な光走査が可能な光走査装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる多色画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光源からの光ビームにより被走査面上を走査する光走査装置におけるビームスポット位置補正方法において、被走査面上での走査領域を複数の区間に分割し、各区間の両端に対応する画素のビームスポット位置の間隔が所定の量だけ変化するように、前記各区間毎に光ビームの発光タイミングを調整し、走査領域全域におけるビームスポット位置間隔の疎密の補正を行うことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明（請求項１）を用いることにより、非走査面上におけるビームスポット位置間隔の粗密を高精度且つ簡単なアルゴリズムで実現することができ、さらに回路の複雑化を防ぐことができる。
【００１３】
本発明（請求項２）を用いることで、回路の複雑化を防ぐとともに、補正アルゴリズムの簡略化と補正精度の両立を図ることができる。
【００１４】
本発明（請求項３）を用いることで、区間の両端のみならず区間の中央部においても高精度なビームスポット位置ずれ補正を実現することができる。
【００１５】
本発明（請求項４）を用いることで、ビームスポット位置ずれ補正精度の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明（請求項５）を用いることにより、非走査面上におけるビームスポット位置間隔の粗密を高精度且つ簡単なアルゴリズムで実現することができ、さらに回路の複雑化を防ぐことができる。
【００１７】
本発明（請求項６）を用いることにより、メモリ量を削減することができ、大幅なコストダウンが可能となる。
【００１８】
本発明（請求項７）を用いることで、補正精度の低下を防ぎつつ、コストダウンが可能となる。
【００１９】
本発明（請求項８）を用いることで、高精度な光走査を行うことができる光走査装置を提供することができる。
【００２０】
本発明（請求項９）を用いることで、色ずれの少ない高品位なカラー画像の多色画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
本発明（請求項１０）を用いることで、色ずれ低減に特化して補正することができるため、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。
【００２２】
本発明（請求項１１）を用いることで、調整工程を簡略化することができ、色ずれの少ない高品位なカラー画像を低コストで提供することができる。
【００２３】
本発明（請求項１２）を用いることで、製造誤差等の影響により、基準とする色に対応したビームスポット位置の間隔に大きな粗密が発生した時においても、高精度に色ずれ補正することが可能となり、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。
【００２４】
本発明（請求項１３）を用いることで、製造誤差等の影響により、ビームスポット位置の間隔に大きな粗密が発生した時においても、高精度に色ずれ補正することが可能となり、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。
【００２５】
本発明（請求項１４）を用いることで、補正精度の低下を防ぎつつ、調整工程の簡略化を実現することができ、低コスト化が可能となる。
【００２６】
本発明（請求項１５）を用いることで、分割数を最小限に抑えることができ、低コストで高精度なビームスポット位置ずれ補正が可能となり、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。
【００２７】
本発明（請求項１６、１７）を用いることで、効果的にビームスポット位置ずれの補正を行うことが可能となり、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１を用いて本発明を説明する。まず、１つの区間で考える。図１（ａ）は補正前のビームスポット位置を示す図である。点線の間隔は等間隔であり、ビームスポット位置はこの点線上に位置するのが望ましいが、上記のような原因により、通常、ビームスポット位置は点線上にのらない。図１（ａ）では、ビームスポット位置が点線上に乗るように描いてあるが、これは説明の簡単化のためであり、本来は、補正前のビームスポット位置は点線上にはなく、この点線からのずれを補正する必要がある。図１（ｂ）は、ビームスポット位置間隔を等間隔で縮小した場合を示す図である。区間の両端のビームスポット位置間隔で定義される区間の幅が縮小されているのがわかる（全体的に密になっている）。図１（ｃ）はビームスポット位置間隔を等間隔で拡大した場合を示す図である。区間の幅が等間隔で拡大されているのがわかる（全体的に疎になっている）。図１（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ点線からの位置ずれ図１（ｂ）、（ｃ）を模式的に示す。ここでは、紙面上で右側にずれる位置ずれを正、左側にずれる位置ずれを負としている。各直線の傾きは、ビームスポット位置間隔を縮小（拡大）する量で決定され、ビームスポット位置間隔を大きく縮小（拡大）すると、直線の傾きは急峻になる。
【００３０】
次に、複数の区間を組み合わせたものを考える。図２の実線は、補正前のビームスポット位置ずれを示す。区間１、３では図１（ｃ）の状態に近く、全体的に疎の領域であり、区間２、４では図１（ｂ）の状態に近く、全体的に密の領域である。図１（ｂ）と図１（ｃ）の状態を組み合わせ、ビームスポット位置間隔を縮小（拡大）する量を適当に可変することで、図２に一点鎖線で示すような補正を行うことができ、実線で示した補正前の状態を、点線で示した状態のように補正が可能である。つまり、本発明を用いることで、ビームスポット位置間隔の疎密を高精度に補正できる。
【００３１】
さらに本発明は、各区間ごとに分けて補正を行うため、補正データが作りやすく、また補正のアルゴリズムが簡単であるというメリットがある。補正データが作りやすいということは、補正データ作成の際に誤差が生じにくいため、より高精度なビームスポット位置間隔の疎密の補正が可能である。
【００３２】
図１（ｂ）、（ｃ）において、等間隔に縮小（拡大）するのではなく、グラフ上で２次関数的、３次関数的等になるようにビームスポット位置間隔を変化させることで、より高精度に補正することが可能である。しかし、補正アルゴリズムが複雑になり、回路が複雑化したり、さらには工場出荷時に補正データの作成に時間がかかり、コストアップが生じてしまう等のデメリットがある。補正精度の向上のためには、区間を細かく取るといった方法でも実現可能であるため、区間内ではビームスポット位置間隔を等間隔と見なせる間隔で縮小もしくは拡大するようにして、高精度化と低コスト化と補正アルゴリズムの簡単化を両立させるのがよい。
【００３３】
また、図７に示すように、一定間隔置きにビームスポット位置間隔を変えるという方式にしてもよい（図７では、１画素置きにビームスポット位置間隔を変化させるときを示している。黒丸は左隣との間隔が変化している）。このような時には、グラフで表すと、図２では直線的に変化していたものが、図３では階段状に変化する。しかし、マクロ的に見れば、直線と見なしうるため、等間隔と見なせる間隔で拡大もしくは縮小されていると見なすことができるため、図７のように一定間隔置きにビームスポット位置間隔を変える場合も、本発明の範疇に含まれるものとする。さらに、ビームスポット位置間隔を変化させる場所を、一定間隔置きではなく、ランダムに配置する場合でも、本発明の範疇に含めるものとする。
【００３４】
各々の区間の両端において、目標に対するビームスポット位置ずれが略０になるようにすることで、区間の中間においても、ビームスポット位置を目標に近づけることができ、高精度な補正が可能となる。
【００３５】
上記のように走査領域を複数の区間に分割する際、異なった幅で分割するのが良い。例えば、図３に実線で示すようなビームスポット位置ずれが発生しているときには、直線に近い領域では区間をひろく、曲線が折れ曲がっている領域では区間を狭くとるというように、ビームスポット位置間隔の疎密の発生状態によって分割区間の幅を可変にできるため、効果的にビームスポット位置間隔の疎密を補正することができ、同一の分割数でも補正精度の向上が図れる。
【００３６】
画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる原理を示す図を図４、５、６に示す。
【００３７】
図４において、画素クロック生成回路１０は高周波クロック生成回路１１、カウンタ１２、比較回路１３及び画素クロック制御回路１４からなる。高周波クロック生成回路１１は画素クロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックＶＣＬＫを生成する。カウンタ１２は高周波クロックＶＣＫＬの立上がりで動作して該ＶＣＫＬをカウントするカウンタである。比較回路１２はカウンタの値とあらかじめ設定された値及び外部から与えられる画素クロックの遷移タイミングとして位相シフト量を指示する位相データと比較し、その比較結果にもとづき制御信号ａ、制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１３は制御信号ａ、制御信号ｂにもとづき画素クロックＰＣＬＫの遷移タイミングを制御する。
【００３８】
ここで、位相データは走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラーの回転ムラによってドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずるドット位置ずれを補正するために画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータで、一般に数ビットのデジタル値で与えられる。
【００３９】
図４の画素クロック生成回路の動作について図５のタイミング図を用いて説明する。ここでは、画素クロックＰＣＬＫは高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、標準ではデュティ比５０％とする。図５（ａ）はＶＣＬＫの８分周に相当するデュティ比５０％の標準の画素クロックＰＣＬＫを生成する様子を、図５（ｂ）はＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８  クロックだけ位相を進めたＰＣＬＫを生成する様子を、図５（ｃ）はＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせたＰＣＬＫクロックを生成する様子を示したものである。
【００４０】
まず、図５（ａ）について説明する。ここでは位相データとして「７」の値が与えられている。比較回路１３には、あらかじめ「３」が設定されている。カウンタ１２は高周波クロックＶＣＬＫの立上がりで動作しカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１３は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから丸付き数字１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、与えられた位相データとカウンタ値を比較し、一致したら制御信号ｂを出力する。図５（ａ）では、カウンタ１２の値が「７」になったところで、比較回路１３は制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから丸付き数字２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１３では同時にカウンタ１２をリセットさせ、再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図５（ａ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周に相当するデュティ比５０％の画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。なお、比較回路１３の設定値を変えれば、デュティ比が変化する。
【００４１】
次に、図５（ｂ）について説明する。ここでは位相データとして「８」を与えるとする。カウンタ１２は高周波クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから丸付き数字１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、カウンタ１２の値が与えられた位相データ（ここでは８）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから丸付き数字２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１３では同時にカウンタ１２をリセットさせ、再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図５（ｂ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進ませた画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。
【００４２】
次に、図５（ｃ）について説明する。ここでは位相データとして「６」を与えるとする。カウンタ１２は画素クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１３では、まずカウンタ１２の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから丸付き数字１のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１３では、カウンタ１２の値が与えられた位相データ（ここでは６）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１４は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから丸付き数字２のクロックのタイミングで画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、同時にカウンタ１２をリセットさせ再び０からカウントを行わせて行く。これにより、図５（ｃ）に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせた画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。
【００４３】
なお、位相データを、例えば画素クロックＰＣＬＫの立上がりに同期させて与えることにより、画素クロックＰＣＬＫの位相を１クロックごとに変化させることが可能となる。図６は、これを示したタイミング図である。
【００４４】
上記のように、簡単な構成で、画素クロックＰＣＬＫの位相を高周波クロックＶＣＬＫのクロック幅単位に±方向に制御することが可能となる、つまりビームスポット位置の補正が可能となる。
【００４５】
更に、光走査装置における走査結像レンズは、通常、光偏向装置の回転に対して主走査ビームスポット位置が線形に変化するように補正（リニアリティ補正）されているが、上記方法を用いることで、上記補正を緩めることが可能になり、他の光学特性の性能向上や、薄肉化、均肉化（中心肉厚と周辺肉厚の差が少ないこと）が図れる。この薄肉・均肉な走査レンズは加工に非常に有利であり、面精度の高い走査レンズを低コストで製作することができるため、リニアリティ補正を弱められるメリットは非常に大きい。
【００４６】
上記のように、画素クロックＰＣＬＫの位相は１クロックごとに変化させることが可能であるため、高精細な補正が可能であるが、１クロックごとに位相を変化させるとなると、１クロックごとに位相データをメモリに持つ必要があるため、相当量のメモリが必要になり、コストアップを招く。
【００４７】
そこで、一定間隔おきに位相シフトをさせるようにするのがよく、そうすることで前記メモリを大幅に低減させることができる。
【００４８】
なお、本発明における「位相データ」には、前述のように位相シフト量を指示するデータだけでなく、上記の何画素おきに位相シフトを行うかの情報も含まれているものとする。
【００４９】
分割数を多く取れば取るほど補正精度は向上するが、分割数を増やせば、分割数を増やした分だけメモリ量が増大し、コストアップを招く。分割数は、ある一定以上に多くしても、補正精度はほとんど向上しなくなり、どのような場合においても、１５分割あれば、許容できる量まで補正できる。従って、分割数は１５分割以下に設定し、補正精度の低下を防ぎつつ、メモリ量削減によるコストダウンを図るのがよい。
【００５０】
図８は、本発明の光走査装置を、４ドラムのタンデム式カラー画像形成装置に適用した実施例を示す。図８（ａ）は、光走査装置の光学配置を副走査方向から見た状態を示し、同図（ｂ）は、主走査方向から見た状態を示す。図示の簡略化のため、偏向手段から被走査面に至る光路を直線的に展開して示している。
【００５１】
以下の説明において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色を示す。図８（ａ）において、レーザ光源１Ｙ〜１Ｋは「半導体レーザ」であって、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の「各色トナーで可視化されるべき静電潜像」を書込むための光ビームを放射する。２Ｙ〜２Ｋは「カップリングレンズ」、３Ｙ〜３Ｋは「シリンドリカルレンズ」を示す。
【００５２】
レーザ光源１Ｋ（１Ｙ）から放射された光ビームはカップリングレンズ２Ｋ（２Ｙ）により平行光束化され、図示されないアパーチュアによりビーム整形された後、シリンドリカルレンズ３Ｋ（３Ｙ）により副走査方向（図面に直交する方向）にのみ集束され、ポリゴンミラー４の偏向反射面位置に、主走査方向に長い線像として結像する。
【００５３】
同様に、レーザ光源１Ｍ（１Ｃ）から放射された光ビームはカップリングレンズ２Ｍ（２Ｃ）により平行光束化され、図示されないアパーチュアによりビーム整形された後、シリンドリカルレンズ３Ｍ（３Ｃ）により副走査方向（図面に直交する方向）にのみ集束され、ポリゴンミラー４の偏向反射面位置に、主走査方向に長い線像として結像する。レーザ光源１Ｋ（１Ｙ）から放射された光ビームのポリゴンミラーへの入射位置と、レーザ光源１Ｍ（１Ｃ）から放射された光ビームのポリゴンミラーへの入射位置は、ポリゴンミラーの回転軸を含む平面に対して、ほぼ対称な位置関係になっている。図８では、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）を同方向に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）を同方向に走査している図を示すが、この組み合わせは変わってもよい。
【００５４】
ポリゴンミラー４は、偏向反射面を６面有し、図８においては「各偏向反射面が回転軸方向に単一の反射面となっている」ように描かれているが、偏向反射面として用いられない光ビーム間部分に「ポリゴンミラー４の内接円より若干小径となる」ように溝を形成したものを用いてもよい。
【００５５】
レーザ光源側からの４本の光ビームは、ポリゴンミラー４の等速回転に伴い、同時に等角速度的に偏向される。偏向する４本の光ビームは、走査結像レンズ５Ｙ〜５Ｋと走査結像レンズ６Ｙ〜６Ｋによりそれぞれ被走査面７Ｙ〜７Ｋに導光され、これら被走査面７Ｙ〜７Ｋ上に夫々光スポットとして集光し被走査面の光走査を行う。
【００５６】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、走査結像レンズ５Ｙ〜５Ｋと６Ｙ〜６Ｋとは「結像手段」を構成している。走査結像レンズ５Ｙと走査結像レンズ６Ｙとは、被走査面７Ｙを光走査する光スポットを形成する「走査結像光学系」を構成する。同様に、走査結像レンズ５Ｋと走査結像レンズ６Ｋとは、被走査面７Ｋを光走査する光スポットを形成する「走査結像光学系」を、走査結像レンズ５Ｃと走査結像レンズ６Ｃとは、被走査面７Ｃを光走査する光スポットを形成する「走査結像光学系」を構成し、走査結像レンズ５Ｍと走査結像レンズ６Ｍとは、被走査面７Ｍを光走査する光スポットを形成する「走査結像光学系」を構成する。
【００５７】
即ち「結像手段」は上記４組の走査結像光学系で構成され、詳しくは、８枚の走査結像レンズ５Ｙ〜５Ｋ、６Ｙ〜６Ｋで構成されている。被走査面７Ｙ〜７Ｋは実態的には「像担持体」である。即ち、図８に示す光走査装置は、複数のレーザ光源１Ｙ〜１Ｋから射出した各光ビームを、偏向手段４と結像手段５Ｙ〜５Ｋ、６Ｙ〜６Ｋとを介してそれぞれ異なる像担持体７Ｙ〜７Ｋ上に導き、光走査を行う光走査装置であって、複数のレーザ光源１Ｙ〜１Ｋから射出した各光ビームを、共通の偏向手段４を用いて光走査するように構成され、結像手段が複数の走査結像レンズ５Ｙ〜５Ｋ、６Ｙ〜６Ｋで構成される。
【００５８】
像担持体７Ｙ〜７Ｋには、それぞれ対応する光ビームが光スポットとして集光し、これら光スポットにより光走査がなされ、像担持体７Ｙには「イエロートナーにより可視化されるべき静電潜像」が形成され、像担持体７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにはそれぞれ「マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーにより可視化されるべき静電潜像」が形成される。
【００５９】
これらの静電潜像は、夫々対応する色のトナーにより可視化され、後述するように同一のシート状記録媒体上に転写されて相互に重ね合わせられ、カラー画像を構成する。そして、このカラー画像がシート状記録媒体に定着される。
【００６０】
付言すると、上記説明した実施の形態においては、各レーザ光源からの光ビームをカップリングレンズにより平行光束化したが、カップリングレンズ透過後の光ビームを「弱い収束光束あるいは弱い発散光束」とするように光走査光学系を構成することもできる。さらに、本発明では、ビームスポット位置間隔の疎密を補正することができるビームスポット位置補正手段を備え、上述のビームスポット位置補正方法により、ビームスポット位置間隔の粗密を高精度に且つ簡単なアルゴリズムで補正することが出来る。
【００６１】
以下に、上記の光走査装置を複数備えたカラー画像形成装置について説明する。図９は、本発明が適用されるタンデム型フルカラーレーザプリンタを示す。装置内の下部側には水平方向に配設されて給紙カセット１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト２が設けられている。この搬送ベルト２上にはイエローＹ用の感光体３Ｙ，マゼンタＭ用の感光体３Ｍ，シアンＣ用の感光体３Ｃ及びブラックＫ用の感光体３Ｋが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別する。これらの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ４Ｙ、光走査光学系５Ｙ、現像装置６Ｙ、転写チャージャ７Ｙ、クリーニング装置８Ｙ等が順に配設されている。他の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを各色毎に設定された被照射面とするものであり、各々に対して光走査光学系５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。
【００６２】
また、搬送ベルト２の周囲には、感光体５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ９と、ベルト帯電チャージャ１０が設けられ、感光体５Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ１１、除電チャージャ１２、クリーニング装置１３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ１１よりも搬送方向下流側には定着装置１４が設けられ、排紙トレイ１５に向けて排紙ローラ１６で結ばれている。
【００６３】
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙される。
【００６４】
前記画像形成装置の光走査光学系５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを配備した光走査装置を、本発明の光走査装置とすることで、色ずれが無く、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。
【００６５】
この画像形成装置における光走査装置は、ビームスポット位置間隔の疎密を補正することができるビームスポット位置補正手段を備え、上述のビームスポット位置補正方法により、ビームスポット位置間隔の粗密を高精度に且つ簡単なアルゴリズムで補正することができる。従って、色ずれを高精度に補正することが可能となり、高品位な画像を得ることができる。
【００６６】
さらに、上記ビームスポット位置間隔の粗密を補正することができるビームスポット位置補正手段により、初期（工場出荷時）に色ずれを小さく抑えておけば、温度変動等の経時変動の影響により発生する色ずれも小さく抑えることができるため、トナーパッチを検出してのビームスポット位置補正等の回数を削減することができる。従って、トナー消費量を低減することができる。
【００６７】
近年、カラー画像に対する要求品質が高まってきている。カラー画像において、品質を左右する重要なファクターとして、ビームスポットの絶対的位置（＝画像のひずみに対応）とビームスポット位置の各色間の相対的位置（＝色ずれに対応）があげられる。この２つのファクターのうち、ビームスポットの絶対的位置精度は、ＣＡＤ図面の出力等の一部の用途を除き、要求される精度は低い。しかし、ビームスポット位置の各色間の相対的位置、つまり色ずれに対しては、要求される精度が非常に高く、わずかな色ずれであっても認識される。従って、ビームスポット位置の各色間の相対的位置（＝色ずれに対応）に特化して補正を行うことは、カラー画像の品質向上のためには、非常に重要である。
【００６８】
各々の色に対応したビームスポット位置を、全て等間隔に並ぶように補正すれば、ビームスポットの絶対的位置及び各色間の相対的位置の両方を補正することは可能であるが、全て等間隔に並ぶように補正すると、通常、補正する量が大きくなり、且つビームスポット位置間隔の疎密の発生状況も複雑になるため、色ずれ低減の観点からは、効果的な色ずれ低減がなされているとは言い難い。効果的な色ずれ補正を行うためには、各色の主走査ビームスポット位置間隔を全て等間隔に補正するのではなく、ある１つの色に対応した主走査ビームスポット位置を基準にして、その他の色に対応した主走査ビームスポット位置を補正するのがよい。主走査ビームスポット位置間隔を完全に等間隔にするのではなく、ある１つの色に対応した主走査ビームスポット位置を基準することで、補正する量を低減することで、効果的な補正が可能となり、その結果、色ずれを効果的に低減できる。
【００６９】
前述の、補正の基準にする色に対応した主走査ビームスポット位置ずれは、補正しないことが望ましい。そうすることで、調整工程の簡略化が可能となり、コストダウンが可能となる。
【００７０】
しかし、前述のように、補正の基準にする色に対応した主走査ビームスポット位置ずれは補正しないとすると、基準にする色に対応した光走査装置もしくは画像形成装置において、製造誤差が大きく発生したときには、効果的に色ずれが低減できない場合がある。そのようなときには、基準にする色に対しても主走査ビームスポット位置の補正を行うのが良い。基準にする色に対応した主走査ビームスポット位置の補正を行う際、ビームスポット位置間隔が等間隔になるように補正を行うと、基準以外の色に対応した主走査ビームスポット位置を基準に対して補正するとき、補正量が大きくなってしまい且つ補正する粗密の状況が複雑になってしまい、効果的な補正が行えず、色ずれが効果的に低減できない。従って、基準にする色に対応した主走査ビームスポット位置の補正を行う際は、ビームスポット位置間隔が等間隔になるように補正を行うのではなく、ある一定量の粗密が残るように補正を行うのが良い。そのようにすることで、基準以外の色に対応したビームスポット位置を基準に対して補正する際に、その補正量を小さくすることができ且つビームスポット位置の粗密の発生状況を比較的単純にすることができ、より効果的な補正が可能となり、色ずれを効果的に低減することができる。
【００７１】
どのような粗密が残るように補正をするかについては、例えば、設計上すでに持っているビームスポット位置間隔の粗密や、製造上で発生しやすいビームスポット位置間隔の粗密等を設定するのがよい。
【００７２】
ビームスポット位置ずれの補正を行う順序としては、以下のような方法をとることで効果的に色ずれを補正することができる。１．基準となる色の各画素に対応するビームスポット位置が、あらかじめ設定された目標値となるように補正する。
２．その他の色の各画素に対応するビームスポット位置を、前記補正された後の基準となる色のビームスポット位置を目標値にして、差分を補正する。
【００７３】
走査結像レンズの成型においては、同じような製造誤差が発生することが多い。ビームスポット位置ずれに、走査結像レンズの製造誤差が大きく寄与しているようなときには、主走査ビームスポット位置ずれに、各色間で似たような傾向を持つ（図１０）。このようなときには、全ての色で分割位置を同一に設定しても、各色ごとに分割位置を最適化して設定したときに比べてもほぼ同等の補正精度が得られ、且つ、調整工程の簡略化が図ることができ、コストダウンが可能となる。
【００７４】
目標または基準となるビームスポット位置に対して、各画素に対応するビームスポット位置を補正する際、上記のようにビームスポット位置補正を行った後の、目標または基準となるビームスポット位置との差をビームスポット位置補正残差として定義するとき、各々の区間において、補正残差を同等程度に残存させるのがよい。
【００７５】
上記のように、目標または基準となるビームスポット位置に対して、各画素に対応するビームスポット位置を補正する際、下の式を満たすように分割位置を設定して補正を行うのが望ましい。
a1,a2,.....,an<Average(a1,a2,.....,an)×2
ただし、a1,a2,.....,anは各区間における補正残差の最大値（絶対値とする）を表し、Average(a1,a2,.....,an)は、a1,a2,.....,anの平均値を表す。
【００７６】
上記の式を満たすことで、各区間における補正残差を全ての区間において同等程度にすることができ、その結果、分割数を最小限に抑えることができ、低コストで良好なビームスポット位置ずれ補正が可能となる。図１３、１４は、本発明によってビームスポット位置ずれが補正される実施例を示す。
【００７７】
各画素に対応するビームスポット位置と、目標値または基準となるビームスポット位置との差で定義されるビームスポット位置ずれの、像高に対する特性において、極値（ビームスポット位置間隔が疎から密に変わるところに対応）の個数が補正精度に大きく関係する。
【００７８】
前記極値の個数と分割数が同数程度の場合には、少なくとも一箇所は極値となる像高付近に分割位置を設定することで、最も効果的に基準に対するビームスポット位置ずれを補正でき（図１１）、色ずれの少ない高品位なカラー画像を提供することができる。極値となる像高付近に設定する分割位置は、極値となる像高より±８ｍｍ以内程度に設定するのが望ましく、そのように設定することで、許容できる程度の色ずれに抑えることが可能となり、高品位なカラー画像を提供することができる。
【００７９】
図１３は、本発明によってビームスポット位置ずれが補正される第１の例を示す。目標に対するビームスポット位置ずれが、補正前は７１μｍであったのに対し、補正後は１４μｍまで低減できており、これにより高品位な画像が提供できる。
【００８０】
また、前記極値の個数に対して、分割数を多く設定するようなときには、極値となる像高を含み、且つ極値となる像高より両側にわずかにずれた像高が区間の両端に対応する区間を少なくとも１つ設ける（図１２）。そのように区間を設定することで、効果的にビームスポット位置ずれが補正できる。
【００８１】
極値となる像高より両側にわずかにずれた像高を区間の両端に設定するときには、極値となる像高より±１５ｍｍ以内程度に区間の両端を設定するのがよく、そのように設定することで、許容できる程度の色ずれに抑えることが可能となり、高品位なカラー画像を提供することができる。
【００８２】
図１４は、本発明によってビームスポット位置ずれが補正される第２の例を示す。目標に対するビームスポット位置ずれが、補正前は７８μｍであったのに対し、補正後は１０μｍまで低減できており、これにより高品位な画像が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のビームスポット位置（１区間）の補正方法を説明する図である。
【図２】本発明のビームスポット位置（複数の区間）の補正方法を説明する図である。
【図３】本発明のビームスポット位置（複数の区間）の他の補正方法を説明する図である。
【図４】画素クロック生成回路の構成を示す。
【図５】図４の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】図４の動作を説明するための別のタイミング図である。
【図７】本発明の一定間隔置きにビームスポット位置間隔を変える方法を示す。
【図８】本発明の光走査装置を４ドラムのタンデム式カラー画像形成装置に適用した実施例を示す。
【図９】本発明が適用されるタンデム型フルカラーレーザプリンタを示す。
【図１０】各色間における主走査ビームスポットの位置ずれ傾向を示す。
【図１１】基準に対するビームスポット位置ずれを補正する例を示す。
【図１２】基準に対するビームスポット位置ずれを補正する他の例を示す。
【図１３】補正前後のビームスポット位置ずれの例を示す。
【図１４】補正前後のビームスポット位置ずれの他の例を示す。
【符号の説明】
【００８４】
１  レーザ光源
２  カップリングレンズ
３  シリンドリカルレンズ
４  ポリゴンミラー
５、６  走査結像レンズ
７  被走査面
【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】
2005231090.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005231090.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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