(57)【要約】【課題】  光学素子側での特段の対応をすることなく複数の走査線の主走査倍率誤差の補正を行い、異常画像の発生を抑制することができる安価なマルチビーム走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  個別に発光制御される複数の光源７２，７３を有して副走査方向にずれた複数の光ビームを出力する光源装置５３を有し、この光源装置５３から出力される複数の光ビームを主走査方向に偏向走査させる構成とし、主走査方向の上流から下流へ到る途中で複数の光ビームの主走査方向ピッチが最も小さくなるように光源７２，７３の発光タイミングを設定する。これにより、光学素子側での特段の対応をすることなく光ビーム間の主走査方向のピッチの最大値を小さく抑えることができる。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に発光制御される複数の光源を有して副走査方向にずれた複数の光ビームを出力する光源装置を有し、この光源装置から出力される複数の光ビームを主走査方向に偏向走査させるマルチビーム走査装置において、
主走査方向の上流から下流へ到る途中で複数の光ビームの主走査方向ピッチが最も小さくなるように前記光源の発光タイミングが設定されていることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項２】
前記光源装置は、光源であるレーザーダイオードを複数有するレーザーダイオードアレイを複数有し、
各前記レーザーダイオードアレイの少なくとも１つの前記レーザーダイオード間の主走査方向ピッチの補正量に基づいて前記レーザーダイオードの発光タイミングが設定されていることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマルチビーム走査装置と、
前記マルチビーム走査装置から走査される光ビームに基づいて画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ、ディジタル複写機、普通紙ファクシミリ等の画像形成装置及びこれらに用いられるマルチビーム走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチビーム走査装置では、複数の光源による複数の光ビームを用いて、複数走査ライン分の光書込みによる記録を同時に行なっている。これにより、走査速度の向上が図られている。
【０００３】
このようなマルチビーム走査装置では、走査結像レンズの色収差による倍率誤差やレーザーダイオードの波長差による倍率誤差が発生する。このとき、主走査方向の上流では、同期が取れており誤差が少なく、主走査方向の下流側に行くに従って誤差が大きくなる。そして、主走査方向の下流側では、許容できない誤差になってしまう。これらの倍率誤差を低減する方法として、特許文献１に記載されているような光源の波長選別や、色収差補正レンズを搭載するなどの方法が広く知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１１８２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光源の波長選別をすることになると、工数増大、歩留まり悪化等によるコストアップが懸念される。また、色収差補正レンズの搭載についても、新規部品の発生によるコストアップが懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、光学素子側での特段の対応をすることなく複数の走査線の主走査倍率誤差の補正を行い、異常画像の発生を防止することができる安価なマルチビーム走査装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、個別に発光制御される複数の光源を有して副走査方向にずれた複数の光ビームを出力する光源装置を有し、この光源装置から出力される複数の光ビームを主走査方向に偏向走査させるマルチビーム走査装置において、主走査方向の上流から下流へ到る途中で複数の光ビームの主走査方向ピッチが最も小さくなるように前記光源の発光タイミングが設定されている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマルチビーム走査装置において、前記光源装置は、光源であるレーザーダイオードを複数有するレーザーダイオードアレイを複数有し、各前記レーザーダイオードアレイの少なくとも１つの前記レーザーダイオード間の主走査方向ピッチの補正量に基づいて前記レーザーダイオードの発光タイミングが設定されている。
【０００９】
請求項３記載の発明の画像形成装置は、請求項１又は２記載のマルチビーム走査装置と、前記マルチビーム走査装置から走査される光ビームに基づいて画像を形成する画像形成部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光ビーム間の主走査方向のピッチの最大値を小さく抑えることができる。これにより、光学素子側での特段の対応をすることなく複数の走査線の主走査倍率誤差の補正が実現され、異常画像の発生を抑制することができる安価なマルチビーム走査装置及び画像形成装置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】
【００１１】
本発明の実施の一形態の画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態の画像形成装置を概略的に示す縦断側面図である。
【００１２】
図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部２でコンタクトガラス３上の原稿画像を光学的に読み取り、光学的に読み取った原稿画像等の画像データに基づいて画像形成部４で電子写真プロセスによる画像形成を行い、これを記録材保持部５から搬送部６により搬送経路７を経て搬送された記録材である用紙に転写し、用紙の転写画像を定着部８で加熱加圧することにより定着させて排紙トレイ９に排紙する構成である。
【００１３】
画像読取部２は、コンタクトガラス３上の原稿画像を所定の線密度で読み取るスキャナ機構１０を備えている。なお、画像読取部２は、コンタクトガラス３上の原稿読取位置に向けて原稿を自動搬送するＡＤＦ機構等を備えていても良い。搬送部６は、記録材保持部５から用紙を給紙する給紙ローラ１１や搬送ローラ１２等の複数のローラを備えており、用紙を搬送経路７に沿って搬送する。
【００１４】
画像形成部４は、回転自在に設けられたドラム状の感光体２１、帯電器２２、マルチビーム走査装置２３、現像器２４、転写器２５及びクリーナ２６等から構成されて、プロセスカートリッジ２７としてユニット化されている。この画像形成部４は、帯電器２２により感光体２１を帯電し、マルチビーム走査装置２３により画像データに基づいて感光体２１の表面を露光走査することで感光体２１上に静電潜像を形成し、現像器２４により感光体２１上の静電潜像にトナーを付着させて可視像であるトナー像を形成し、転写器２５により用紙にトナー像を転写させる。その後、画像形成部４は、用紙に転写されず感光体２１上に残留するトナーをクリーナ２６で掻き落す。なお、感光体２１の軸方向がマルチビーム走査装置２３よって走査される光ビームの主走査方向であり、この主走査方向に直交する方向が副走査方向であり、これは感光体２１の回転方向である。
【００１５】
図２はマルチビーム走査装置２３を概略的に示す水平断面図、図３はその斜視図である。図２に示すように、マルチビーム走査装置２３は扁平なハウジング５２を具備する。このハウジング５２には、光源装置５３と、この光源装置５３から出射される光ビームの光束周辺部を遮光する開口部材（光ビーム整形手段）５４と、この開口部材５４を通る光ビームを副走査方向に収束させて主走査方向に長い線像に結像するシリンダレンズ５５と、このシリンダレンズ５５を通る光ビームを主走査方向に偏向する光偏向器５６と、この光偏向器５６により偏向された光ビームをその主走査方向の走査速度を等速にして後述する被走査面に結像する走査結像レンズ５７，５８，５９と、光ビームを反射するミラー６０とが設けられている。走査結像レンズ５７，５８，５９は、主走査方向には被走査面上を等速に走査するような光学素子と、副走査方向には、シリンダレンズ５５による結像点と像面が共役な位置関係にあり、面倒れ補正効果を持つ光学素子を含む。光偏向器５６は、モータＭ（図１参照）によって駆動されるポリゴンミラー５６ａの各反射面５６ｂにより光ビームを走査する公知の構成である。ハウジング５２は上面がカバー（図示せず）により閉塞され、下面にはミラー６０により反射される光ビームを投光する窓（図示せず）が形成されている。
【００１６】
さらに、マルチビーム走査装置２３には、ポリゴンミラー５６ａより偏向走査された光ビームのうち感光体２１上の書き込み領域以外の光ビームを検出する光検出器である同期センサ６１が設けられている。この同期センサ６１は、光ビームの主走査方向の書き込みタイミングを取るための同期信号を生成するために用いられている。この同期センサ６１は、プロセスカートリッジ２７に取り付けられている。
【００１７】
光源装置５３は、複数の光源であるレーザーダイオード（以後、単にＬＤと言う）６２，６３と、これらのＬＤ６２，６３に対してカップリングされた光学系としてのコリメータレンズ６４，６５とを主要な構成部品として具備する。すなわち、マルチビーム走査装置２３は、ＬＤ６２，６３により出射した光ビームをコリメータレンズ６４，６５により平行光束化し、それらの光ビームの光束を開口部材５４により所望のスポット径となるように整形し、さらに光ビームをシリンダレンズ５５によりで副走査方向に絞り、ポリゴンミラー５６ａの回転により主走査方向に偏向し、走査結像レンズ５７，５８，５９を透過させ、ミラー６０により反射して感光体２１の表面、すなわち被走査面２１ａの上に照射するように構成されている。また、光源装置５３の構成内においては出射する光ビームが主走査方向に所定の間隔を開け、ポリゴンミラー５６ａの反射面５６ｂ上における偏向点付近では光ビームの間隔が０ｍｍになり、その後、走査結像レンズ５７，５８，５９を通過して、感光体２１上に主走査方向に所定の間隔をあけて照射される。
【００１８】
また、光源装置５３の光源としては、ＬＤ６２，６３の代わりに、図４に示すような２つのレーザーダイオードアレイ（以後、単にＬＤＡと言う）７２，７３であってもよい。ＬＤＡ７２，７３は、光源である複数のＬＤ７４を備えている。
【００１９】
図５は画像形成装置１が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１には制御部４０が設けられており、制御部４０は、ＣＰＵ４１、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ４２、各種情報を書き換え自在に記憶するＥＥＰＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４等により構成されている。この制御部４０が各部の制御や各種の演算等を実行する。制御部４０には、画像形成部４を駆動制御するための画像形成部駆動回路４５、画像読取部２を駆動制御するための画像読取部駆動回路４６、パーソナルコンピュータ等の外部装置との接続を可能にする通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）４７等がバスライン４８によって接続されている。画像形成部駆動回路４５は、マルチビーム走査装置２３を駆動制御するマルチビーム走査装置駆動回路４９を備えている。
【００２０】
次に、本発明の特徴部分である複数の光ビームによる複数の走査線の主走査倍率誤差の補正について説明する。
【００２１】
表１は、予め波長が分かっているＬＤ６２，６３を組み込んだ光源装置５３として、第１の光源装置５３（表１及び図６では第１ＬＤＵと記載）と第２の光源装置（表１及び図６では第２ＬＤＵと記載）の２種類を用意し、補正前の書き始め側の像高（-150.5ｍｍ）、書き終わり側の像高（+150.5ｍｍ）の２点における各光ビーム間の主走査方向のピッチである主走査ピッチを測定したデータである。第１の光源装置５３（第１ＬＤＵ）では、ＬＤ６２の波長の方がＬＤ６３の波長よりも約5nm短く、第２の光源装置５３（第１ＬＤＵ）では、それとは逆にＬＤ６３の波長の方がＬＤ６３の波長よりも約5nm短い。
【００２２】
【表１】
2005266423.tif 000003
【００２３】
表１に示すように、書き始め側（上流側）の像高は、同期センサ６１から非常に近い像高に位置しているので、色収差等による主走査方向の倍率ずれは非常に少なく、ＬＤ６２，６３間の光ビームの主走査ピッチは0に近い。しかし、同期センサ６１から離れて下流側に行くに従って色収差の影響は顕著に現れてくる。
【００２４】
図６は、表１の光ビームの主走査ピッチをプロットしたグラフである。なお、表１の像高0の光ビームの主走査ピッチは、図６のグラフから算出したデータであり、これは実測値との誤差内である。表１に示す補正前の光ビームの主走査ピッチをもっているとき、ＬＤ６２，６３間の主走査方向の倍率誤差が画像に影響を及ぼしてしまい、このままでは、1dot幅の１本の縦線をある像高ピッチ毎に出力しようとしても、主走査方向の下流側（書き終り側）に行くにつれて２重線になってしまう。そこで、図６に示した主走査ピッチ±30μｍの範囲内に入るように（グラフをシフトするように）意図的に光ビームの主走査ピッチを補正する。つまり、像高0において光ビームの主走査ピッチが略0となるように、少なくとも一方のＬＤ６２，６３の発光タイミングを同期センサ６１による同期信号に基づく発光タイミングからずらす。ここで、±30μｍは、画像で判断した時の光ビームの主走査ピッチの許容される上下限値である。補正後のＬＤ６２，６３による書き始め側の像高（-150.5ｍｍ）、書き終わり側の像高（+150.5ｍｍ）の２点における各光ビームの主走査ピッチを表２に示す。
【００２５】
【表２】
2005266423.tif 000004
【００２６】
この補正の具体的な方法をＬＤＡ７２，７３を例に説明する。各ＬＤＡ７２，７３の内少なくとも１つのチャンネルのＬＤ７４同士の主走査ピッチ補正量（図４中のD）を算出する。ここで、図４に示すX1〜X3、及びX4〜X6はそれぞれのＬＤＡ７２，７３内の光ビームの主走査ピッチであり、これらは光源装置５３をハウジング５２に組みつける前の工程で計測しておく。同一ＬＤＡ７２，７３内の光ビームは画像に影響が出るほどの波長差は持っていないので、波長差による主走査倍率誤差を補正するためには、図４中のDのみが分かれば補正可能となる。
【００２７】
先行光ビームの0chを基準とすると各チャンネルの主走査ピッチの補正値は、
0ch…基準（0）、1ch…D、2ch…X1、3ch…D+X4、4ch…X2、5ch…D+X5、6ch…X3、7ch…D+X6、となる。
【００２８】
これらの補正値が得られるように光ビームの発光タイミングを算出し、算出した発光タイミングで光ビームを発光するように光ビームの発光タイミングを設定する。これにより、像高0においては、全チャンネルの主走査ピッチが限りなく0に近くなる。
【００２９】
図7は、補正前の主走査倍率誤差を示している。図７では、ＬＤＡ７２内の0ch、ＬＤＡ７３内の1chの２つの光ビームのみを表している。なお、図７及び次に説明する図８ではマルチビーム走査装置２３を下面から見ている。図８は、0chと1chの主走査ピッチを補正した後の主走査倍率誤差を示している。補正前の主走査ピッチP2は図４に図示のDに相当する。距離Dを補正した後のピッチP2'は限りなく0に近いピッチであり、P1'及びP3'は補正前のP3の約半分である。
P1'＝P3'＝P3／2＜＝｜30μｍ｜
なお、ＬＤ７４間の主走査倍率誤差を評価するチャートを画像形成装置に組み込むことにより、画像を見ながら上記D、X1〜X6の値を調整することが可能になる。
【００３０】
以上説明したように、主走査方向の上流から下流へ到る途中（本実施の形態では、像高0）で複数の光ビームの主走査方向ピッチが最も小さくなるようにマルチビーム走査装置２３の光源（ＬＤ６２，６３やＬＤ７４）の発光タイミングを設定することにより、主走査方向の上流（書き出し側）で光ビームの主走査方向のピッチを最も小さくしている従来の装置に比べて、光ビームのピッチの最大値を小さく抑えることができる。これにより、走査結像レンズ５７，５８，５９の色収差によって発生する倍率誤差と、複数のＬＤ６２，６３や複数のＬＤ７４の波長差によって生ずる倍率誤差とを小さくでき、よって、色収差によるドット位置ズレ、各光学素子の組付け誤差による主走査倍率誤差を低減することができる。これにより、異常画像の発生が防止される。このように、本実施の形態では、主走査倍率誤差を低減させるのに従来のような光学素子側での特段の対応をする必要がないので、安価なマルチビーム走査装置２３及び画像形成装置を実現することができる。
【００３１】
また、倍率補正として画素クロック周波数を変更制御して倍率補正を行なうことは広く知られているが、本発明は上述したように画素クロック周波数を変更することなく、倍率誤差が画像に及ぼす影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】マルチビーム走査装置を概略的に示す水平断面図である。
【図３】その斜視図である。
【図４】光源装置の一例を示す概略図である。
【図５】画像形成装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。
【図６】表１の光ビームの主走査ピッチをプロットしたグラフである。
【図７】補正前の主走査倍率誤差を示す模式図である。
【図８】補正後の主走査倍率誤差を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      画像形成装置
４      画像形成部
２３    マルチビーム走査装置
５３    光源装置
６２    レーザーダイオード（光源）
６３    レーザーダイオード（光源）
７２    レーザーダイオードアレイ（光源）
７３    レーザーダイオードアレイ（光源）
７４    レーザーダイオード（光源）
【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】
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【図８】
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