(57)【要約】【課題】  感光体を帯電し、その帯電面に露光装置から出射する光ビームを照射して静電潜像を形成し、その静電潜像をトナー像として可視像化し、そのトナー像を転写材に転写して記録画像を得る画像形成装置であって、露光装置から出射する光ビームによって感光体表面に形成された互いに隣接する２つのビームスポットが互いに重なり合っている画像形成装置において、トナー像に濃度むらが生じないようにする。【解決手段】  ２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１が時間差をもって感光体１の表面に形成されるときの光エネルギー量の総和を、２つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２が感光体上に同時に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくする。【選択図】  図５
2005212195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、移動する感光体表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、
前記２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、それぞれ光ビームを出射する複数の光源を有するレーザ装置と、その各光源から出射した光ビームを反射する複数のミラーを備えたポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを回転駆動する駆動装置とを具備していて、移動する感光体表面に、画像データに応じて、前記光源から出射し、前記ポリゴンミラーのミラーで反射した光ビームを、選択的に主走査方向に照射して該感光体表面にビームスポットを形成する主走査を順次行うと共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、
前記２つのビームスポットが前記ポリゴンミラーの異なったミラー面でそれぞれ反射した光ビームにより形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが前記ポリゴンミラーの同一のミラー面で同時に反射した光ビームにより形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
Ｎを３以上の整数としたとき、前記レーザ装置は直線状に配列されたＮ個以上の光源を有し、第１番目の光源と、第Ｎ番目の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量が、常に、他の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、感光体表面の主走査方向に多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードが直線状に配列された発光ダイオードアレイを複数段備えた発光ダイオード装置を具備していて、移動する感光体表面に、画像データに応じて、前記発光ダイオードから出射した光ビームを、選択的に照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、
前記２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
Ｎを３以上の整数としたとき、前記発光ダイオード装置はＮ段以上の発光ダイオードアレイを有し、第１段目の発光ダイオードアレイと、第Ｎ段目の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量が、常に、他の段の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定される請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、移動する感光体表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、
前記２つのビームスポットをそれぞれ感光体表面に形成するときの時間差が大きければ大きいほど、当該２つのビームスポットを形成するときの光エネルギー量の総和が低く設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記露光装置は、感光体表面の主走査方向に多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードが直線状に配列された発光ダイオードアレイを備えた発光ダイオード装置を具備していて、移動する感光体表面に、前記発光ダイオードから出射した光ビームを、画像データに応じて、選択的に照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合った状態で当該ビームスポットを形成するように構成され、かつ前記２つのビームスポットをそれぞれ感光体表面に形成するときの時間差を変えることができるように、発光ダイオードの発光タイミングが調整可能に構成されている請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ビームスポットを形成するときの光エネルギー量の多少は、光量の多少によって定められる請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ビームスポットを形成するときの光エネルギー量の多少は、ビームスポットのサイズの大小によって定められる請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電後の感光体表面を露光装置によって画像露光することにより、感光体に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置によってトナー像として可視像化する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である。露光装置としては、例えば、レーザ装置又は発光ダイオード装置などを有するものが使用される。かかる露光装置は、移動する感光体表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射し、該感光体表面にビームスポットを形成して、該感光体に静電潜像を形成する。帯電後の感光体表面に光ビームを照射して、その表面電位の絶対値を下げ、ここにトナーを静電的に付着させてトナー像を形成するのである。光ビームを照射したとき、感光体表面の電位の絶対値が低下するが、その電位低下が大きいほど、可視像化されたトナー像の画像濃度は高くなる。
【０００３】
ところで、感光体表面に同じ光エネルギー量の光ビームを照射しても、その照射し方によって、光ビーム照射後の感光体表面の電位が異なることがある。例えば、或る量の光エネルギーを持った光ビームを帯電後の感光体表面に一度だけ照射したときの感光体表面の電位低下と、帯電後の感光体表面の同じ個所に、上記光エネルギー量の半分の光エネルギーを持った光ビームを２回に分けて照射したときの感光体表面の電位低下の程度は互いに相違し、後者の方が、感光体表面の電位の絶対値が大きく低下する。これは、「相反則不軌」として、従来より一般に知られている現象である（特許文献１参照）。
【０００４】
一方、冒頭に記載した形式の画像形成装置においては、完成したトナー像の画質を高めるために、感光体表面にて副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が、その副走査方向に互いに重なり合った状態で各ビームスポットが形成される。その際、副走査方向に互いに隣接する２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成される場合と、その各ビームスポットがそれぞれ時間をあけて形成される場合とがある。例えば、露光装置が、複数の光源を有するレーザ装置と、その光源から出射した光ビームを反射させる複数のミラーを備えたポリゴンミラーを具備している場合、レーザ装置の２つの光源から同時に出射した２本の光ビームが、ポリゴンミラーの同一のミラー面で同時に反射して、感光体表面を照射した場合には、副走査方向に互いに隣接する２つのビームスポットは同時に感光体表面に形成される。これに対し、レーザ装置の２つの光源からそれぞれ時間差をもって出射した各光ビームがポリゴンミラーの異なったミラー面でそれぞれ反射して、感光体表面を照射した場合には、感光体上にて副走査方向に隣接する２つのビームスポットは、それぞれ互いに時間をあけて形成される。
【０００５】
ここで、副走査方向に隣接する２つのビームスポットが時間差をもって形成された場合と、これらのビームスポットが同時に形成された場合とにおける両ビームスポットの互いに重なり合った部分の表面電位の絶対値は、前述の相反則不軌の現象により、両ビームスポットが時間差をもって形成された前者の場合の方が低くなり、これをトナー像として可視像化したときの画像濃度は後者の場合に比べて高くなる。実際のトナー像には、このような画像濃度の高い部分と逆に画像濃度の低い部分とが混在するのが普通であり、このため、完成したトナー像の濃度にむらができ、その画質が劣化する。このような現象は、トナー像を形成するときの解像度が高いほど、影響が大きくなる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０５６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述した不具合を簡単な構成によって除去し、ないしは軽減することのできる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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、移動する感光体表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、前記２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【０００９】
同じく、本発明は、上記目的を達成するため、感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、それぞれ光ビームを出射する複数の光源を有するレーザ装置と、その各光源から出射した光ビームを反射する複数のミラーを備えたポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを回転駆動する駆動装置とを具備していて、移動する感光体表面に、画像データに応じて、前記光源から出射し、前記ポリゴンミラーのミラーで反射した光ビームを、選択的に主走査方向に照射して該感光体表面にビームスポットを形成する主走査を順次行うと共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、前記２つのビームスポットが前記ポリゴンミラーの異なったミラー面でそれぞれ反射した光ビームにより形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが前記ポリゴンミラーの同一のミラー面で同時に反射した光ビームにより形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項２）。
【００１０】
また、上記請求項２に記載の画像形成装置において、Ｎを３以上の整数としたとき、前記レーザ装置は直線状に配列されたＮ個以上の光源を有し、第１番目の光源と、第Ｎ番目の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量が、常に、他の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定されると有利である（請求項３）。
【００１１】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、感光体表面の主走査方向に多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードが直線状に配列された発光ダイオードアレイを複数段備えた発光ダイオード装置を具備していて、移動する感光体表面に、画像データに応じて、前記発光ダイオードから出射した光ビームを、選択的に照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、前記２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項４）。
【００１２】
また、上記請求項４に記載の画像形成装置において、Ｎを３以上の整数としたとき、前記発光ダイオード装置はＮ段以上の発光ダイオードアレイを有し、第１段目の発光ダイオードアレイと、第Ｎ段目の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量が、常に、他の段の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定されると有利である（請求項５）。
【００１３】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、感光体と、該感光体を帯電する帯電装置と、帯電後の感光体表面を画像露光して該感光体に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを有し、前記露光装置は、移動する感光体表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合うように当該ビームスポットを形成する画像形成装置において、前記２つのビームスポットをそれぞれ感光体表面に形成するときの時間差が大きければ大きいほど、当該２つのビームスポットを形成するときの光エネルギー量の総和が低く設定されることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項６）。
【００１４】
また、上記請求項６に記載の画像形成装置において、前記露光装置は、感光体表面の主走査方向に多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードが直線状に配列された発光ダイオードアレイを備えた発光ダイオード装置を具備していて、移動する感光体表面に、前記発光ダイオードから出射した光ビームを、画像データに応じて、選択的に照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合った状態で当該ビームスポットを形成するように構成され、かつ前記２つのビームスポットをそれぞれ感光体表面に形成するときの時間差を変えることができるように、発光ダイオードの発光タイミングが調整可能に構成されていると有利である（請求項７）。
【００１５】
さらに、上記請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ビームスポットを形成するときの光エネルギー量の多少は、光量の多少によって定められると有利である（請求項８）。
【００１６】
また、上記請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ビームスポットを形成するときの光エネルギー量の多少は、ビームスポットのサイズの大小によって定められると有利である（請求項９）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成によって、トナー像の濃度むら発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明し、併せて従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。
【００１９】
図１は画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置は、ドラム状に形成された感光体１を有し、この感光体１は図１における時計方向に回転駆動され、その表面が矢印Ｃ方向に移動する。このとき、感光体１の周面が帯電装置２によって所定の極性、この例ではマイナス極性に帯電され、その帯電後の感光体表面は露光装置３によって画像露光され、該感光体１に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４によってトナー像として可視像化され、該トナー像は図示していない給紙装置から矢印Ａ方向に給送された転写材Ｐに転写装置５の作用により転写される。トナー像を転写された転写材Ｐは定着装置６を通り、このときそのトナー像に熱と圧力が与えられ、当該トナー像が転写材Ｐ上に定着される。トナー像転写後に感光体表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去され、クリーニングされた感光体表面には除電ランプ８からの除電光が照射されて感光体の表面電位が初期化される。
【００２０】
図１に示した例では、感光体上に形成されたトナー像を直に最終的な転写材Ｐに転写するように構成されているが、感光体上のトナー像を中間転写体より成る転写材に転写し、その中間転写体上のトナー像を最終転写材に転写するように構成することもできる。
【００２１】
図２は、図１に示した露光装置３のケーシング９を一点鎖線で示し、その内部の構造を明らかにした斜視図である。ここに示した露光装置３は、レーザダイオードを用いたレーザ装置１０を有し、そのレーザ装置１０から出射した光ビーム（この例ではレーザビーム）は、シリンダレンズ１１を通り、次いで第１ミラー１２にて反射し、さらにケース１３内に収容された図２には示していないポリゴンミラー（図４参照）のミラー面で反射した後、ｆθレンズ１４，１５とＢＴＬレンズ１６を通り、第２ミラー１７及び第３ミラー１７Ａで反射し、防塵ガラス１９を通してケーシング９外に出射し、矢印Ｃ方向に移動する感光体１の表面に照射される。
【００２２】
図３はレーザ装置１０の拡大斜視図である。このレーザ装置１０は、レーザダイオードより成る複数の光源がアレイ状に配列されたＬＤアレイ２０を有し、その各光源から光ビームが出射する。ここでは、第１及び第２の２つの光源が設けられていて、その各光源から光ビームＬＢ１，ＬＢ２がそれぞれ出射するものとする。
【００２３】
また、図４は、ポリゴンミラー２１と感光体１の相対的な位置関係を示す説明図である。ここに示したポリゴンミラー２１は、第１乃至第６の６つのミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を有する六角形状に形成され、図２に示したポリゴンモータ２５より成る駆動装置によって矢印Ｂ方向に回転駆動される。レーザ装置１０の各光源から出射した各光ビームＬＢ１，ＬＢ２は、回転するポリゴンミラー２１の各ミラーの面で順次反射して、矢印Ｃ方向に移動する感光体１の表面を照射する。このように、本例の露光装置３は、それぞれ光ビームＬＢ１，ＬＢ２を出射する複数の光源を有するレーザ装置１０と、その各光源から出射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２を反射する複数のミラーＭ１乃至Ｍ６を備えたポリゴンミラー２１と、該ポリゴンミラー２１を回転駆動する駆動装置とを具備していて、移動する感光体１の表面に、画像データに応じて、レーザ装置１０の光源から出射し、ポリゴンミラー２１のミラーＭ１乃至Ｍ６で反射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２を、選択的に主走査方向Ｘに照射して該感光体表面にビームスポットを形成する主走査を順次行うように構成されている。かかる主走査を、副走査方向に、順次行って感光体上に静電潜像を形成するのである。
【００２４】
図５（ａ），（ｂ）は、矢印Ｃ方向に移動する感光体１の表面にビームスポットを形成するときの例を示す説明図である。図５の（ａ）に示すように、図４に示したポリゴンミラー２１の同一のミラーで反射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２によって、帯電後の感光体表面の主走査方向Ｘに、ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２が順次形成される。このようにして感光体表面に静電潜像が形成され、これがトナー像として可視像化される。図５における符号Ｙは副走査方向を示している。
【００２５】
一方、図５の（ｂ）に示す例では、レーザ装置１０の第２の光源から出射した光ビームＬＢ２がポリゴンミラー２１の１つのミラー（例えば、第１のミラーＭ１）の面で反射し、その光ビームＬＢ２によって、帯電後の感光体表面に、その主走査方向ＸにビームスポットＢＳ２が順次形成され、次いで、レーザ装置１０の第１の光源から出射した光ビームＬＢ１がポリゴンミラー２１の次のミラー（例えば、第２のミラーＭ２）の面で反射し、その光ビームＬＢ１によって、帯電後の感光体表面に、その主走査方向ＸにビームスポットＢＳ１が形成される。両ビームスポットＢＳ２，ＢＳ１によって静電潜像が形成され、これがトナー像として可視像化される。
【００２６】
上述のように、本例の露光装置３は、矢印Ｃ方向に移動する感光体１の表面に、画像データに応じて、選択的に光ビームを照射して該感光体表面にビームスポットを形成するが、その際、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２；ＢＳ２，ＢＳ１の一部が該副走査方向Ｙにおいて互いに重なり合うように当該ビームスポットが形成される。図５においては、隣接する２つのビームスポットが互いに重なった部分に斜線を付してある。
【００２７】
ここで、図５の（ａ）に示した例の場合には、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２は、ポリゴンミラー２１の同じミラーの面で同時に反射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２により感光体表面に同時に形成されるのに対し、図５の（ｂ）に示した例では、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１は、ポリゴンミラー２１の異なったミラーの面でそれぞれ反射した光ビームＬＢ２，ＬＢ１により形成される。図５の（ｂ）に示した隣接する２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１は、感光体表面にそれぞれ時間差をもって形成されるのである。このため、従来の画像形成装置においては、図５の（ａ），（ｂ）に示したビームスポットより成る静電潜像をそれぞれトナー像として可視像化した場合、前述の相反則不軌の現象により、図５の（ｂ）に示したビームスポットより成る静電潜像を可視像化したときのトナー像の画像濃度のほうが濃くなり、完成したトナー像に濃度むらが発生する。
【００２８】
そこで、本例の画像形成装置においては、副走査方向に隣接する２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和が設定される。すなわち、図５の（ｂ）に示したように、２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１がポリゴンミラー２１の異なったミラーの面でそれぞれ反射した光ビームＬＢ２，ＬＢ１により形成されるときの光エネルギー量の総和が、図５の（ａ）に示すように２つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２がポリゴンミラー２１の同一のミラーの面で同時に反射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２により形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和が設定されるのである。
【００２９】
上述した構成によれば、副走査方向に隣接する２つのビームスポットが感光体表面に同時に形成されたときの感光体の表面電位と、その２つのビームスポットが時間差をもって形成されたときの感光体の表面電位がほぼ等しくなるので、完成したトナー像に濃度むらが発生せず、或いはその濃度むらの程度が少なくなり、トナー像の画質が向上する。ビームスポットを形成するときの光エネルギー量の多少は、光量の多少によって定めることもできるし、ビームスポットのサイズの大小によって定めることもできる。
【００３０】
具体例１
次に、上述した画像形成装置を用いて、光エネルギー量の多少を光量の多少によって定める場合の具体例を説明する。画像形成条件は次のとおりである。
【００３１】
帯電後の感光体の表面電位は−８００Ｖであり、副走査方向に隣接する２つのビームスポットを同時に形成したときの露光後の感光体の表面電位は−１００Ｖである。同じく、ビームスポットを感光体表面に形成するときの基準光量は０．４４μＪ／ｃｍ２であり、このとき、ビームスポットの面積は全て等しいものとする。また、解像度は１２００ｄｐｉである。図５の（ａ）に示したように、ポリゴンミラーの同一のミラー面で２つの光ビームＬＢ１，ＬＢ２を反射させて隣接するビームスポットＢＳ１，ＢＳ２を形成するとき、ＬＤアレイ２０を傾けず、主走査方向Ｘにおける各ビームスポットの書き出し開始位置が同じとなるようにする。また、図５の（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー２１の異なったミラーの面で各光ビームＬＢ２，ＬＢ１を反射させて、感光体表面に２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１を形成するときの時間差は、約１／４０００ｓｅｃとする。ポリゴンミラー２１の回転数は４００００ｒｐｍである。
【００３２】
上述した条件下で、座標から、画像形成動作時に、ポリゴンミラー２１の異なったミラーの面で反射した光ビームＬＢ２，ＬＢ１によって、時間差をもって感光体上にビームスポットＢＳ２，ＢＳ１を形成する画像を特定する。その画像の書き込み時に、ビームスポットＢＳ２を形成するときの光量については、上述の基準光量のままとし、ビームスポットＢＳ１を形成するときの光量を、基準光量に対して２０％下げる。図５の（ａ）に示したビームスポットＢＳ１，ＢＳ２をそれぞれ形成するときの光量は基準光量のままである。かかる構成により、濃度むらのない高品質な画像が得られる。
【００３３】
上述した例では、画像形成動作時に、時間差をもってビームスポットＢＳ２，ＢＳ１を形成する際に、ポリゴンミラー２１の１つのミラーで反射した光ビームＬＢ２によって、感光体表面にビームスポットＢＳ２を形成した後に、ポリゴンミラー２１の次のミラーで反射した光ビームＬＢ１によって感光体表面にビームスポットＢＳ１を形成するときの光量を少なくしたが、ビームスポットＢＳ２を形成するときの光量の方を少なくし、或いは、両ビームスポットＢＳ２，ＢＳ１を形成するときの光量を、例えば、前述の基準光量に対して１０％ずつ少なくしてもよい。
【００３４】
具体例２
次に、上述した画像形成装置を用いて、光エネルギー量の多少をビームスポットのサイズの大小によって定める場合の具体例を説明する。この場合の画像形成条件は、図５の（ａ）に示したように、ポリゴンミラー２１の同じミラー面にて反射した２本の光ビームＬＢ１，ＬＢ２によって感光体表面に形成したビームスポットＢＳ１，ＢＳ２の主走査方向における基準径ＳＲを７２μｍとし、副走査方向の基準径ＬＲを８９μｍとする。この例の場合には、各ビームスポットを形成するときの光量を変えずに、次に示すように、ビームスポットのサイズを調整する。他の条件は具体例１の場合と同じである。
【００３５】
上述した条件下で、座標から、画像形成動作時に、ポリゴンミラー２１の異なったミラー面で反射した光ビームＬＢ２，ＬＢ１によって、時間差をもって感光体上にビームスポットＬＢ２，ＬＢ１を形成する画像を特定する。その画像の書き込み時のビームスポットＢＳ２の径は、上述の基準径のままとし、ビームスポットＢＳ１の径を上述の基準径の８０％にする。図３に示したレーザ装置の光ビーム出射口に、一点鎖線で示した液晶マスク２２を設け、信号によって、その液晶マスクの光透過部の面積を小さくすることにより、ビームスポットＢＳ１の径を縮め、そのサイズを小さくすることができる。これにより、濃度むらのない高品質な画像が得られる。
【００３６】
上述した例では、画像形成動作時に、時間差をもって２つのビームスポットＢＳ２，ＢＳ１を形成する際に、ポリゴンミラー２１の１つのミラー面で反射した光ビームＬＢ２によって、感光体表面にビームスポットＢＳ２を形成した後に、ポリゴンミラー２１の次のミラー面で反射した光ビームＬＢ１によって感光体表面にビームスポットＢＳ１を形成し、このとき、そのビームスポットＢＳ１のサイズを小さくしたが、ビームスポットＢＳ２の方のサイズを小さくし、或いは両ビームスポットＬＢ２，ＬＢ１の径を例えば前述の基準径に対して１０％ずつ小さくしてもよい。
【００３７】
また、液晶マスク２２を使用する代りに、感光体上にビームスポットを形成するときの時間を短縮することにより、ビームスポットのサイズを小さくすることもできる（ＰＷＭによる調整）。
【００３８】
解像度が１２００ｄｐｉよりも低く、例えばその解像度が６００ｄｐｉの場合も、相反則不軌の現象は発生するが、このように解像度が低いと、主走査方向に形成された一列のビームスポットにより形成された静電潜像を可視像化したときのライン状のトナー像の線幅は元々太いため、相反則不軌の現象の影響を受け難い。このため、解像度が低い場合には、ビームスポットを形成するときの光量の変更量や、そのビームスポットの径の変更量は少なくてもよい。また、互いに隣接する２つのビームスポットが時間差をもって形成されるときの、その時間差が１／４０００ｓｅｃよりも短いときは、光量ないしはビームスポット径の変更量は少なくともよい。
【００３９】
次に、図６に示す画像形成装置においては、その露光装置３がレーザ装置ではなく、発光ダイオード装置２３を有している。図７は、この発光ダイオード装置２３を感光体１の側から見た図である。この図から判るように、発光ダイオード装置２３は、感光体表面の主走査方向Ｘに多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードＬＥＤが直線状に配列された発光ダイオードアレイを複数段有しており、図示した例では、４段の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ１，ＬＥＤＡ２，ＬＥＤＡ３，ＬＥＤＡ４を有している。図６に示した画像形成装置の他の構成は、図１に示した画像形成装置と変りはなく、図６においては、図１に示した各部に対応する部分に、図１と同じ符号を付してある。
【００４０】
図６に示した画像形成装置においても、矢印Ｃ方向に移動する感光体表面が帯電装置２によって帯電され、画像データに応じて発光した発光ダイオードＬＥＤから出射した光ビームが、帯電後の感光体表面に選択的に照射され、該感光体表面にビームスポットが形成される。発光ダイオード装置２３は、その第１乃至第４段の発光ダイオードアレイの全ての発光ダイオードＬＥＤが、同時に、画像データに応じて選択的に発光し、かかる動作が所定の時間を置いて繰り返されることにより、感光体表面に所定のビームスポットが形成され、面状の静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像が現像装置４によりトナー像として可視像化され、そのトナー像は転写装置５によって転写材Ｐに転写される。他の作用は図１に示した画像形成装置の場合と変りはない。
【００４１】
図８は矢印Ｃ方向に移動する感光体表面にビームスポットが形成されるときの様子を示す説明図である。図８も、図５の場合と同様に、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットを示しており、図８の（ａ）は、図７に示した発光ダイオード２３の１段目と２段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ１，ＬＥＤＡ２の発光ダイオードＬＥＤが発光することによって感光体表面に形成されたビームスポットＢＳ１，ＢＳ２を示し、同図の（ｂ），（ｃ）は、２段目と３段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ２，ＬＥＤＡ３と、３段目と４段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ３，ＬＥＤＡ４の各発光ダイオードが発光することによって感光体表面に形成されたビームスポットＢＳ２，ＢＳ３；ＢＳ３，ＢＳ４をそれぞれ示している。また、図８の（ｄ）は、４段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ４と、１段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ１の発光ダイオードＬＥＤが発光することにより感光体表面に形成されたビームスポットＢＳ４，ＢＳ１を示している。
【００４２】
図８から判るように、この例の場合も、同図に斜線を付して示すように副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットの一部が副走査方向Ｙにおいて互いに重なり合うように当該ビームスポットが形成される。その際、図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットは、感光体表面に同時に形成されるが、図８の（ｄ）に示した隣接する２つのビームスポットＢＳ４，ＢＳ１は、時間差をもって感光体表面に形成される。そこで、この場合も、座標から、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットが時間差をもって形成される画像を特定し、その２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和が、これらの２つのビームスポットが同時に感光体表面に形成されるときの光エネルギー量の総和よりも少なくなるように、各光エネルギー量の総和を設定する。これにより、感光体１上に形成されるトナー像に濃度むらが発生することを防止することができる。
【００４３】
以上説明した例では、副走査方向Ｙに隣接する２つのビームスポットが時間差をもって感光体表面に形成されるか否かを、座標から認識して、その２つのビームスポットを形成するときの光エネルギー量の総和が小さくなるように制御したが、これによってその制御態様が複雑となり、画像形成装置のコストが上昇するおそれがある。そこで、画像形成装置を次のように構成すると、その制御態様を簡素化でき、画像形成装置のコストの低減できる。
【００４４】
図１乃至図４に示した画像形成装置の場合、そのレーザ装置１０の光源は２つであったが、Ｎを３以上の整数としたときに、レーザ装置が、直線状に配列されたＮ個以上の光源を有している場合には、その第１番目の光源と、第Ｎ番目の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量を、常に、他の光源から出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定するのである。より具体的に説明すると次のとおりである。
【００４５】
図９に示すレーザ装置１０は、レーザダイオードより成る４つの光源をアレイ状に配列して成るＬＥＤアレイ２０を有し、その各光源から光ビームＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４がそれぞれ出射する。その各光ビームは、図１乃至図４に示した画像形成装置と同じく、ポリゴンミラー２１のミラー面で反射して、矢印Ｃ方向に移動する感光体表面に照射され、その感光体表面にビームスポットが形成される。その際、図８の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したところと同様に、ポリゴンミラー２１の同一のミラー面で反射した光ビームＬＢ１，ＬＢ２；ＬＢ２，ＬＢ３；ＬＢ３，ＬＢ４によって、それぞれ２つのビームスポットＢＳ１，ＢＳ２；ＢＳ２，ＢＳ３；ＢＳ３，ＢＳ４を同時に感光体表面に形成する場合と、図８の（ｄ）と同様に、異なるミラー面でそれぞれ反射した各光ビームＬＢ４，ＬＢ１によって、感光体表面に２つのビームスポットＢＳ４，ＢＳ１を時間差をもって形成する場合とがある。従って、第１番目の光源と、最後の第４番目の光源から出射した光ビームＬＢ１，ＬＢ４により感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量を、常に、他の光源から出射した光ビームＬＢ２，ＬＢ３により感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定しておけば、完成したトナー像の濃度むらの発生を軽減することができる。このようにして、制御態様を簡素化して、完成したトナー像の画質を高めることができる。
【００４６】
具体例３
次に４つの光源を有する図９に示したレーザ装置を備えた上述の画像形成装置の具体例を説明する。
【００４７】
感光体上に形成されたビームスポットの副走査方向の径は７０μｍであり、主走査方向の径は５５μｍであって、光ビームＬＢ１，ＬＢ４によって感光体表面にビームスポットＢＳ１，ＢＳ４を形成するときの光量は、基準光量０．４４μＪ／ｃｍ２に対して−１０％に固定した。これに対し、光ビームＬＢ２，ＬＢ３によって感光体表面にビームスポットＢＳ２，ＢＳ３を形成するときの光量は、上記基準光量に対して＋１０％に固定した。他の作像条件は、具体例１と同じ。
【００４８】
光量を変更する前と変更した後において、副走査方向に隣接する２つのビームスポットより成る静電潜像を可視像化したときのそのトナー像の径は次のとおりである。
ビームスポットＢＳ１，ＢＳ２とＢＳ３，ＢＳ４；
光量変更前：約８５μｍ→光量変更後：約８５μｍ
ビームスポットＢＳ２，ＢＳ３；
光量変更前：約８５μｍ→光量変更後：約９０μｍ
ビームスポットＢＳ４，ＢＳ１；
光量変更前：約１００μｍ→光量変更後：約９３μｍ
【００４９】
具体例４
この例では、図９に示したレーザ装置１０から出射した光ビームにより感光体上に形成されるビームスポットＢＳ１，ＢＳ４のサイズを小さくし、ビームスポットＢＳ２，ＢＳ３のサイズを大きくした。すなわち、ビームスポットＢＳ１，ＢＳ４の副走査方向の径を６５μｍ、主走査方向の径を５２μｍとし、ビームスポットＢＳ２，ＢＳ３の副走査方向の径を７５μｍ、主走査方向の径を５８μｍとした。他の条件は、具体例２と同じである。この例の画像形成装置によっても、具体例３と同様なトナー像を形成することができる。
【００５０】
また、図６及び図７に示した画像形成装置のように、露光装置３として、発光ダイオード装置を用いた場合も、Ｎを３以上の整数としたときに、その発光ダイオード装置２３がＮ段以上の発光ダイオードアレイを有している場合には、第１段目の発光ダイオードアレイと、第Ｎ段目の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量が、常に、他の段の発光ダイオードアレイの発光ダイオードから出射した光ビームにより感光体表面にビームスポットを形成するときの光エネルギー量よりも少なく設定することによって、制御を簡素化して、濃度むらの発生を抑えた高品質なトナー像を形成することができる。
【００５１】
具体例５
図６及び図７に示した発光ダイオード２３を用いると共に上述の如く構成した画像形成装置の具体例を説明する。感光体上のビームスポットの副走査方向の径は７０μｍ、主走査方向の径は５５μｍとした。第１段目と第４段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ１とＬＥＤＡ４から出射した光ビームにより感光体上にビームスポットＢＳ１，ＢＳ４を形成するときの光量を基準光量に対して−１０％に固定し、第２段目と第３段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ２，ＬＥＤＡ３から出射した光ビームにより感光体上に形成されたビームスポットＢＳ２，ＢＳ３の光量を基準光量に対して＋１０％に固定した。他の作像条件は、具体例３と同じである。この例の画像形成装置によっても、具体例３と同様なトナー像を形成することができた。
【００５２】
具体例６
図６及び図７に示した発光ダイオード２３を用いた場合の他の具体例を説明する。第１段目と第４段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ１，ＬＥＤＡ４の発光ダイオードＬＥＤから出射した光ビームによって感光体表面に形成したビームスポットＢＳ１，ＢＳ４の副走査方向の径を６５μｍ、その主走査方向の径を５２μｍとし、第２段目と第３段目の発光ダイオードアレイＬＥＤＡ２，ＬＥＤＡ３から出射した光ビームによって感光体表面に形成したビームスポットＢＳ２，ＢＳ３の副走査方向の径を７５μｍ、主走査方向の径を５８μｍとした。他の作像条件は具体例５と同じとした。この例の画像形成装置によっても、具体例３と同様なトナー像が得られる。
【００５３】
具体例３乃至６に示したように、ビームスポットの径を小さくし、ないしはそのビームスポットを形成するときの光量を少なくした場合、その分だけ、他のビームスポットのサイズを大きく、ないしは他のビームスポットを形成するときの光量を増やすようにすると、光量不足や、ビームスポットサイズ不足による画質劣化を阻止することができる。
【００５４】
また、副走査方向に隣接する２つのビームスポットを感光体表面に時間差をもって形成する際、その時間差を変えることができるように構成することも可能である。このような場合には、その時間差が大きければ大きいほど、互いに副走査方向に隣接する２つのビームスポットを形成するときの光エネルギー量の総和を低く設定すると、完成したトナー像の濃度むら発生を効率よく抑えることができる。
【００５５】
例えば、露光装置が、感光体表面の主走査方向に多数のビームスポットを形成するための多数の発光ダイオードが直線状に配列された発光ダイオードアレイを備えた発光ダイオード装置を具備していて、移動する感光体表面に、発光ダイオードから出射した光ビームを、画像データに応じて、選択的に照射して該感光体表面にビームスポットを形成すると共に、副走査方向に隣接する２つのビームスポットの一部が該副走査方向において互いに重なり合った状態で当該ビームスポットを形成するように構成されている場合、上記２つのビームスポットをそれぞれ感光体表面に形成するときの時間差を変えることができるように、各発光ダイオードアレイの発光ダイオードの発光タイミングを調整可能に構成する。これによって、副走査方向に隣接する２つのビームスポットを時間差をもって形成するときに、その時間差を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。
【図２】露光装置の斜視図である。
【図３】レーザ装置の拡大斜視図である。
【図４】ポリゴンミラーと感光体の位置関係を示す説明図である。
【図５】感光体上に形成されるビームスポットを示す説明図である。
【図６】画像形成装置の他の例を示す部分断面概略図である。
【図７】図６に示した発光ダイオード装置を感光体の側から見た図である。
【図８】感光体上に形成されるビームスポットを示す説明図である。
【図９】４本の光ビームを出射するレーザ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
１０  レーザ装置
２１  ポリゴンミラー
２３  発光ダイオード装置
【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】
2005212195.tif 000009
【図８】
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【図９】
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