(57)【要約】【課題】コストアップを抑制して合理的に黒色用の発光点の数を増加させることができ、一度の走査動作によってより多くの行数の走査を行ってプロセススピードを向上させることのできる画像形成装置、露光装置およびその光源を提供する。【解決手段】面発光レーザアレイチップ２０の複数の発光点ＬＰからの複数ビームをポリゴンミラーによって一括走査する露光装置１２を用いた画像形成装置において、光源である面発光レーザアレイチップ２０は、７点×５列の計３５個の発光点ＬＰを備え、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣはそれぞれ１列で各７点の発光点ＬＰを有し、黒色用の発光点群ＬＰＫは発光点列が二列ＬＰＫ１，ＬＰＫ２で１４点の発光点ＬＰを有して構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色にそれぞれ対応して設けられた、黒色用の像担持体を含む複数の像担持体と、
それぞれ複数の発光点によって構成された発光点群を、黒色用の発光点群を含んで前記複数の色用にそれぞれ備える光源と、
前記光源の各発光点群からそれぞれ出射された各色用の光束群を走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に、当該各色用ごとに分離してそれぞれ前記各像担持体に導く走査光学系と、を備え、
前記光源の前記黒色用の発光点群は、発光点の数が他の色用の発光点群より多く、当該発光点の配置が前記他の色用の発光点群と異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記各色用の発光点群は、それぞれ前記発光点が等しい配置で列状に配設されており、前記黒色用の発光点群は、前記他の色用の発光点群より列数が多いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記黒色用の発光点群を構成する前記発光点の列は、当該発光点の配設方向と略直行する方向に並列に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の像担持体を用いて画像形成するカラーモードと、前記黒色用の像担持体のみを用いて画像形成する白黒モードと、を有し、
前記黒色用の発光点群の発光点を、前記白黒モードでは前記カラーモードの際より多く駆動するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の像担持体を用いて画像形成するカラーモードと、前記黒色用の像担持体のみを用いて画像形成する白黒モードと、を有し、前記白黒モードでは前記カラーモードの際より多くの前記黒色用の発光点の列を駆動するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記白黒モードにおいて、前記黒色用の複数の発光点の列が画像データを不連続に走査する場合、前記発光点の列による走査画像データの間の列間画像データを格納する列間画像データ記憶手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記カラーモードの際に、色ズレ補正のためのデータを格納する色ズレ補正用記憶手段を備え、
前記白黒モードにおいて、前記黒色用の複数の発光点の列が画像データを不連続に走査する場合、当該発光点の列による走査画像データの間の列間画像データを、前記色ズレ補正用記憶手段に格納するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
それぞれ複数の発光点によって構成された、複数の色にそれぞれ対応する複数の発光点群を有する光源と、
前記光源の各発光点群からそれぞれ出射された各色用の光束群を、走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に、当該各色用ごとに分離する走査光学系と、を備え、
前記光源の特定の発光点群は、前記発光点の数が他の発光点群より多く、当該発光点の配置が前記他の発光点群と異なることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記各色用の発光点群は、それぞれ前記発光点が等しい配置で列状に配設されてなり、前記特定の発光点群は、前記他の色用の発光点群より列数が多いことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記特定の発光点群を構成する前記発光点の列は、当該発光点の配設方向と略直行する方向に並列に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記走査偏向手段は、回転多面鏡であることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
複数の色用の複数の光束を走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に各色用の光束群に分離する走査光学系に、前記複数の色用の光束を出射する光源であって、
前記各色用にそれぞれ複数の発光点からなる発光点群を備え、当該発光点群の内の特定の発光点群は、発光点の数が他の発光点群より多く、前記他の発光点群と当該発光点の配置が異なっていることを特徴とする露光装置の光源。
【請求項１３】
前記各色用の発光点群は、それぞれ前記発光点が等しい配置で列状に配設されてなり、前記特定の発光点群は、前記他の発光点群より列数が多いことを特徴とする請求項１２に記載の露光装置の光源。
【請求項１４】
前記特定の発光点群を構成する前記発光点の列は、当該発光点の配設方向と略直行する方向に並列に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、カラー画像を形成可能な画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、プリンタや複写機等の画像形成装置において、カラー画像を形成する装置が広く普及している。この種の一般的な画像形成装置として、例えば黒(Ｋ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の色ごとに設けられた画像形成部が、転写媒体(中間転写体である転写ベルトや記録用紙等)に対向して並べて配置されたいわゆるタンデム型の画像形成装置が知られている。タンデム型の画像形成装置では、各々の画像形成部で形成される色の異なる画像が、走行する転写媒体に順次転写されて多重化され、カラー画像が形成される。
このようなタンデム型の画像形成装置は、各色用の画像形成部に対して同様な構成の露光装置をそれぞれ備えて構成されている。これらの露光装置を共用することができれば、装置全体の小型化と製造コストの低減が可能となる。
【０００３】
そこで、複数のレーザビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって一括して主走査させる、いわゆるマルチビーム(複数ビーム)の露光装置を用いた画像形成装置が提案されている。（たとえば特許文献１参照）
特許文献１に開示の画像形成装置は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色用の発光点をそれぞれ複数個ずつ有する光源を備えている。そして、それらの発光点から出射された各色用のレーザビームを、一つのポリゴンミラーで偏向させて走査動作させると共にその後の光学系で各色用ごとに分離して、それぞれ各色用の画像形成部の感光体ドラムに導くように構成されている。
光源は、８個の発光点からなる発光点群を４色用それぞれに備えた面発光レーザアレイであって、一枚のチップに構成されている。各発光点群を構成する８個の発光点は、主走査方向または副走査方向に対して傾斜して直線状に配置され、これらの発光点からのレーザビームによって、各色用それぞれ一度の走査動作で８行の走査を行うことができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７００６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カラー画像形成装置では、通常、原稿に応じて合理的な画像形成を可能とするために、カラーモードと白黒モードとを切り替えることができるように構成される。カラーの画像形成の際には、記録用紙に転写するトナー量が多く、白黒の画像形成の場合と比較して定着作用に時間を要する。このため、主に定着装置の能力によってプロセススピードの上限が規定されることになり、カラーモードと白黒モードの切り替えの際にはプロセススピードも変更される。すなわち、白黒モードでは、カラーモードの際よりプロセススピードが速く設定される。
【０００６】
ここで、上記従来構成のマルチビーム露光装置を用いた画像形成装置では、光源の面発光レーザアレイは、各色用の発光点群の発光点の数および配置が、全ての色用で全く同一となっている。
図７（ａ）に光源である面発光レーザアレイチップの平面図を示す。図示面発光レーザアレイチップでは、８個の発光点ＬＰが所定間隔で直線状に配設された発光点列が、図中上下方向に４列配設され、その列が図中上側から順に、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫを構成している。
このような光源構成の場合、カラーモードと白黒モードとでプロセススピードを切り替えるには、主走査速度を変更する必要がある。しかし、そのためにはポリゴンミラーの回転速度を変更しなければならず、ポリゴンミラーの回転速度切り替えのための特別な回路が必要となる。また、複数の回転速度で安定して回転させなければならず、高い回転精度を維持するための高度な制御が要求される。その結果、露光装置として大幅なコストアップを招来する。また、カラーモードと白黒モードとでプロセススピードの差が大きい場合、白黒モードではポリゴンミラーの回転速度を格段に高速化させなければならないが、その高速化には限界がある。
そこで、発光点ＬＰの数を、黒色用の発光点群ＬＰＫのみ他の色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣより多くし、白黒モードの際には一度の走査動作でより多くの行数の主走査を行ってプロセススピードを向上させる構成が考えられる。
【０００７】
しかしながら、列状に配置された発光点ＬＰの数を単純に増加させた場合、黒色用の発光点群ＬＰＫのみ発光点列の長さが他の色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣより長くなる。
図７（ｂ）は、黒色用の発光点の数をその配列方向に増やした一例の面発光レーザアレイチップの平面図である。これは、カラーモードのプロセススピードが２００ｍｍ/ｓ、白黒モードのプロセススピードが３２５ｍｍ/ｓの場合を想定したもので、その速度比（約１：１．６）に対応させて、他の色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣの発光点ＬＰの数：８個に対し、黒色用の発光点群ＬＰＫの発光点ＬＰの数を１３個としたものである。
このように、列状に配置された発光点ＬＰの数を単純に増加させたのでは、面発光レーザアレイチップの全体形状が、発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫの発光点ＬＰの配列方向に長くなる。その結果、図７（ｂ）中にハッチングで示すような無駄な領域が生じてチップ面積が不合理に増加し、製造過程においてウエハからの取り数が減少して歩留まりが悪くなり、コストアップを招来するという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、コストアップを抑制して合理的に黒色用の発光点の数を増加させることができ、一度の走査動作によってより多くの行数の走査を行ってプロセススピードを向上させることのできる画像形成装置、露光装置およびその光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、複数の色にそれぞれ対応して設けられた、黒色用の像担持体を含む複数の像担持体と、それぞれ複数の発光点によって構成された発光点群を、黒色用の発光点群を含んで複数の色用にそれぞれ備える光源と、光源の各発光点群からそれぞれ出射された各色用の光束群を走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に、各色用ごとに分離してそれぞれ各像担持体に導く走査光学系と、を備え、光源の黒色用の発光点群は、発光点の数が他の色用の発光点群より多く、発光点の配置が他の色用の発光点群と異なることを特徴とする。
ここで、各色用の発光点群は、それぞれ発光点が等しい配置で列状に配設されており、黒色用の発光点群は、他の色用の発光点群より列数が多いことを特徴とする。また、黒色用の発光点を構成する発光点の列は、発光点の配設方向と略直行する方向に並列に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記構成に加え、複数の像担持体を用いて画像形成するカラーモードと、黒色用の像担持体のみを用いて画像形成する白黒モードと、を有し、黒色用の発光点群の発光点を、白黒モードではカラーモードの際より多く駆動するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする。
また他の構成として、白黒モードではカラーモードの際より多くの黒色用の発光点の列を駆動するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする。
ここで、このような構成の白黒モードにおいて、黒色用の複数の発光点の列が画像データを不連続に走査する場合、発光点の列による走査画像データの間の列間画像データを格納する列間画像データ記憶手段を備えることを特徴とする。この列間画像データ記憶手段としては、カラーモードの際に色ズレ補正のためのデータを格納する色ズレ補正用記憶手段を利用することができる。
【００１１】
本発明の露光装置は、それぞれ複数の発光点によって構成された、複数の色にそれぞれ対応する複数の発光点群を有する光源と、光源の各発光点群からそれぞれ出射された各色用の光束群を、たとえば回転多面鏡等の走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に、各色用ごとに分離する走査光学系と、を備え、光源の特定の発光点群は、発光点の数が他の発光点群より多く、発光点の配置が他の発光点群と異なることを特徴とする。
【００１２】
本発明の露光装置の光源は、複数の色用の複数の光束を走査偏向手段によって一括して走査動作させると共に各色用の光束群に分離する走査光学系に、複数の色用の光束を出射する光源であって、各色用にそれぞれ複数の発光点からなる発光点群を備え、発光点群の内の特定の発光点群は、発光点の数が他の発光点群より多く、他の発光点群と発光点の配置が異なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明の画像形成装置、露光装置および光源によれば、コストアップを抑制して合理的に黒色の発光点の数を増加させることができる。これにより、黒色の画像形成の際には、一度の走査動作によってより多くの行数の主走査を行ってプロセススピードを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態)について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成を示した図である。
図示画像形成装置１は、電子写真方式による複数の画像形成部１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）によってカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のデジタルカラー機である。この画像形成装置１は、各色の画像を形成する画像形成部１０と、各画像形成部１０の像担持体である感光体ドラム１１に露光して静電潜像を形成する露光装置１２と、感光体ドラム１１に担持されたトナー像を重畳して担持する中間転写体としての転写ベルト１３とを備えている。画像形成部１０は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色にそれぞれ対応して、４組設けられている。以下、これらを区別する必要がある場合には、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと表記するが、区別する必要がない場合には、単に画像形成部１０と表記する。また、感光体ドラム１１も同様に、必要がある場合のみ感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと表記し、その他の場合には感光体ドラム１１と表記する。なお、感光体ドラム１１Ｋが本実施の形態における黒色用の像担持体である。
【００１５】
転写ベルト１３の内側の、各画像形成部１０の感光体ドラム１１に対向する位置に、転写ベルト１３上に画像を担持するための一次転写ロール１４が設けられている。また、転写ベルト１３に担持されたトナー像を記録媒体である記録用紙に転写する二次転写位置には、二次転写ロール１６と、転写ベルト１３の内側に設けられる対向ロール１５とが対向配置されている。更に、記録用紙を収容する給紙カセット１７と、転写された用紙を定着するための定着器１８とを備えている。
さらに、画像形成装置１は、制御部４０を備えており、この制御部４０によってその全ての駆動制御が行われるようになっている。
【００１６】
画像形成部１０は、像担持体である感光体ドラム１１の周りに、画像形成のための各種デバイスが配設されて構成されている。すなわち、感光体ドラム１１の周囲に、その回転方向に沿って、感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置、露光装置１２により露光された感光体ドラム１１にトナー像を現像する現像装置、転写ベルト１３へのトナー像の転写後に感光体ドラム１１上に残存する残留トナーを除去するクリーナが配設されている。
このような構成の４組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが、後述する転写ベルト１３の略直線的な上側の周回経路部分に対して、略水平方向に一定間隔を隔てて設けられている。本実施の形態では、転写ベルト１３の移動方向上流側から下流方向に、順にイエローの画像形成部１０Ｙ、マゼンタの画像形成部１０Ｍ、シアンの画像形成部１０Ｃ、黒の画像形成部１０Ｋの順に配設されている。
【００１７】
露光装置１２は、詳しくは後述するが、複数の発光点から成る発光点群を有する面発光レーザアレイチップ２０（図２参照）と、この面発光レーザアレイチップ２０が出射した複数のレーザビームを一括して走査動作させる走査光学系３０（図２参照）とから構成されたいわゆるマルチビーム走査装置である。そして、面発光レーザアレイチップ２０が出射した複数のレーザビームでそれぞれの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを露光して潜像を形成する。その駆動は、制御部４０を介して供給されるデジタル画像信号に基づいて行われる。
【００１８】
転写ベルト１３は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムによって無端ベルト状に形成されている。この転写ベルト１３は、駆動ロール１３Ａとバックアップロール１３Ｂ等とによって、上側の周回経路が略直線的としてループ状に張架される。そして、この転写ベルト１３の略直線的な上側の周回経路に対して、前述のごとく４色用の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配設されている。これら各画像形成部１０の感光体ドラム１１と、転写ベルト１３を挟んで対向する位置には、それぞれ一次転写ロール１４が配設されている。
【００１９】
制御部４０は、画像形成装置１の各機構の駆動を一括して制御すると共に、画像読取装置(ＩＩＴ)やＰＣ(パーソナルコンピュータ)等から入力された画像情報をデジタル画像信号に変換し、露光装置１２に供給し、各画像形成部１０を介して転写ベルト１３への書き込みを行わせる。
さらに、制御部４０は、色ずれ制御のためのパターン画像等の画像信号を生成して露光装置１２に供給し、各画像形成部１０を介して転写ベルト１３への書き込みを行わせると共に、色ずれセンサ５３から色ずれ制御用パターンの検出結果を取得して、その取得した情報に基づいて色のずれ量を解析し、必要な補正を行う。
制御部４０におけるこれらの機能は、例えばプログラム制御されたＣＰＵ(Central Processing Unit)等で実現される。なお、この制御部４０の構成および機能については、後に詳述する。
【００２０】
そして、画像形成装置１は、制御部４０によって制御駆動され、露光装置１２による露光によって各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが形成した各色の画像を、転写ベルト１３上にその動きにしたがって順に重ね合わせ、これによってカラートナー画像を形成する。そして、転写ベルト１３上に形成されたカラートナー画像は、転写ベルト１３の移動とタイミングを合わせて搬送される記録用紙Ｐに、二次転写ロール１６と対向ロール１５とが対向配置された二次転写部において転写される。その後、カラートナー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着器１８に搬送され、定着器１８においてカラートナー画像が定着されて、画像形成装置１の筐体外部に設けられた排紙トレイに排出されるものである。
【００２１】
つぎに、露光装置１２の構成を詳細に説明する。
図２は、露光装置１２の全体の概念構成を示す斜視図である。また、図３は面発光レーザアレイチップ２０の平面図、図４は面発光レーザアレイチップ２０によるマルチビーム走査を説明する図である。
露光装置１２は、各色用ごとの４群の光束群としてのレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを出射する光源としての面発光レーザアレイチップ２０と、そのレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを走査動作させると共にそれぞれ各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに導く走査光学系３０とから構成されている。
【００２２】
面発光レーザアレイチップ２０は、面発光レーザダイオードによる複数の発光点ＬＰが基板２１上に配設された面発光レーザデバイスである。図示実施の形態では、発光点ＬＰは、７点×５列の配列(配置形状)で、合計３５個設けられている。
走査光学系３０は、偏向前光学系３１と、偏向手段としての回転多面鏡であるポリゴンミラー３２と、偏向後光学系３３とで構成されている。なお、この走査光学系３０のポリゴンミラー３２の回転による偏向走査方向を主走査方向、偏向走査方向と直交する方向を副走査方向と呼ぶ。すなわち、感光体ドラム１１におけるその回転軸方向が主走査方向、この回転方向と直行する周面の移動方向が副走査方向である。
【００２３】
偏向前光学系３１は、カップリングレンズ３１Ａと、アパーチャ３１Ｂと、シリンダレンズ３１Ｃとによって構成されている。そして、面発光レーザアレイチップ２０から射出された各色用のレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを、カップリングレンズ３１Ａによって集光し、トランケートさせながらアパーチャ３１Ｂの開口を通過させ、シリンダレンズ３１Ｃによって主光線を副走査対応方向に平行にもしくは集束してポリゴンミラー３２に入射させる。この偏向前光学系３１は、各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫについて共通となっている。
【００２４】
ポリゴンミラー３２は、６面の偏向面３２Ａを有し、ＤＣモータによって高い回転精度でたとえば毎分３万回転の速度で回転駆動される。そして、偏向前光学系３１から入射するレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを各偏向面３２Ａで偏向させて、たとえば各感光体ドラム１１上において２５４ｍｍ/ｓの速度で走査動作させる。
【００２５】
偏向後光学系３３は、非球面レンズ３３Ａと、第一平面ミラー３３Ｂ（３３ＢＹ，３３ＢＭ，３３ＢＣ，３３ＢＫ）と、第二平面ミラー３３Ｃ（３３ＣＹ，３３ＣＭ，３３ＣＣ，３３ＣＫ）と、トロイダルレンズ３３Ｄ（３３ＤＹ，３３ＤＭ，３３ＤＣ，３３ＤＫ）とで構成されている。非球面レンズ３３Ａとトロイダルレンズ３３Ｄは共に正パワーを持ち、非球面レンズ３３Ａは、主走査方向にはトロイダルレンズ３３Ｄと協働してｆθ特性を持つように構成されている。非球面レンズ３３Ａは各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫについて共通であり、第一平面ミラー３３Ｂと、第二平面ミラー３３Ｃと、トロイダルレンズ３３Ｄとは、各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫごとに設けられているものである。
【００２６】
そして、偏向後光学系３３は、非球面レンズ３３Ａが、ポリゴンミラー３２によって偏向走査動作された各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫの光路をその後側焦点位置で交差させて分離し、それぞれ第一平面ミラー３３ＢＹ，３３ＢＭ，３３ＢＣ，３３ＢＫへ入射させる。また、非球面レンズ３３Ａは、その光軸から離れた位置を通過するレーザビーム群ＬＹ、ＬＫの収差を補正し、各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫの副走査対応方向の結像倍率を略同一とする。
各第１平面ミラー３３ＢＹ，３３ＢＭ，３３ＢＣ，３３ＢＫと各第２平面ミラー３３ＣＹ，３３ＣＭ，３３ＣＣ，３３ＣＫは、各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを反射偏向させて、それぞれ各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに向けて導く。
トロイダルレンズ３３Ｄは、各第２平面ミラー３３ＣＹ，３３ＣＭ，３３ＣＣ，３３ＣＫによって反射された各レーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋへ集束させる。この際、各トロイダルレンズ３３Ｄ（３３ＤＹ，３３ＤＭ，３３ＤＣ，３３ＤＫ）は、ポリゴンミラー３２の偏向面３２Ａの面倒れによるビーム位置変動を補正する。
これにより、面発光レーザアレイチップ２０から出射された各色のレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを、それぞれ画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに結像させ、その回転軸方向に主走査動作させるものである。
【００２７】
ここで、面発光レーザアレイチップ２０は、前述のごとく７点×５列の計３５個の発光点ＬＰを備えている。
図３に示すように、発光点ＬＰの列は、図中上側から順に、横一列ずつイエロー用の発光点群ＬＰＹ、マゼンタ用の発光点群ＬＰＭ、シアン用の発光点群ＬＰＣを構成し、最下段の二列が黒色用の発光点群ＬＰＫ（ＬＰＫ１，ＬＰＫ２）を構成している。つまり、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣはそれぞれ１列で、各７点の発光点ＬＰを有し、黒色用の発光点群ＬＰＫのみ全く同様の構成の発光点列が二列（一列目の発光点群ＬＰＫ１，二列目の発光点群ＬＰＫ２）で、１４点の発光点ＬＰを有している。
このような面発光レーザアレイチップ２０の構成により、露光装置１２は、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用はそれぞれ７本のレーザビームによるレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣで感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを走査し、黒色用はそれぞれ７本のレーザビームによる二組のレーザビーム群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２で感光体ドラム１１Ｋを走査するようになっている。つまり、黒色用のみ合計１４本のレーザビームによって感光体ドラム１１Ｋを走査するようになっているものである。
【００２８】
なお、図２では、面発光レーザアレイチップ２０は、黒色用の発光点群ＬＰＫが上側となっているが、これは、走査光学系３０によってレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫの光路が上下に反転するためである。概念的に示す図３および図４では、面発光レーザアレイチップ２０の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫと感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋとの対応関係を解り易くするために、面発光レーザアレイチップ２０を黒色用の発光点群ＬＰＫを下側とし、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと直接対応するようにしてある。
また、本実施の形態では、各発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫを構成する発光点ＬＰは、矩形の基板２１の上下の辺に対して平行に配列されているが、各発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫからのレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫの感光体ドラム１１上における結像点の配列方向は、主走査方向に対して所定の角度を有するようになっている。そして、図４に示すように、同一の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫを構成する隣接する発光点ＬＰによる主走査線が、感光体ドラム１１上において副走査方向の列間間隔（たとえば２４００ｄｐｉの解像度であれば１０．５８μｍの間隔）となるように設定される。これは、面発光レーザアレイチップ２０を所定の角度で傾けて設置するか、または、走査光学系３０によってそのように配列方向が斜めになるように構成される。
【００２９】
面発光レーザアレイチップ２０上における各発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫの副走査方向の間隔は、それら各発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫから射出されたレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを、走査光学系３０（偏向後光学系３３）で分離し易い間隔に設定される。
さらに、黒色用の発光点群ＬＰＫを構成する二列の発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２の間隔は、一列目の発光点群ＬＰＫ１による主走査領域と、二列目の発光点群ＬＰＫ２による主走査領域とが、図４に示すように副走査方向に連続するように設定されることが好ましい。しかし、そのような設定では、一列目の発光点群ＬＰＫ１と二列目の発光点群ＬＰＫ２とが基板２１上で極めて近接して構成困難となることがある。その場合、一列目の発光点群ＬＰＫ１による主走査領域と、二列目の発光点群ＬＰＫ２による主走査領域との間隔が、感光体ドラム１１Ｋの表面において、各発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２による副走査幅の２倍となるように設定する。そして、このように設定された間隔を、各色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣの間の間隔にも適用し、全ての発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫの間隔を等しくすれば、面発光レーザアレイチップ２０を合理的且つ製造が容易な構成とすることができる。ただし、このような配置構成とした場合、黒色の二列の発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２を用いて画像形成を行う白黒モードの際には、各発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２からのレーザビームで、それぞれ副走査方向に一列おきに主走査するいわゆるスキップスキャンを行わなければならず、複雑な走査制御が必要となる。これについては、後述する。なお、図４に示すように一列目の発光点群ＬＰＫ１による主走査領域と、二列目の発光点群ＬＰＫ２による主走査領域とが、副走査方向に連続する場合では、スキップスキャンすることなく（複雑な操作制御することなく）継続して走査することができる。
【００３０】
上記のごとく構成された面発光レーザアレイチップ２０では、黒色用の発光点群ＬＰＫは、他の色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣの二倍の数の発光点ＬＰを有している。これにより、黒色用の発光点群ＬＰＫからのレーザビーム群ＬＫの一回の走査動作によって、他の色の各発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣからのレーザビーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣによる主走査の二倍の行数の主走査を行うことができる。つまり、主走査の速度が同じでも、副走査の速度が二倍になる。また、黒色用の発光点群ＬＰＫは、他の色用の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣと全く同様の構成の発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２の二列で構成されているため、その内の一群（発光点群ＬＰＫ１またはＬＰＫ２）のみで主走査を行うことで、他の色と全く同様の主走査条件となる。
従って、カラーモードの際には、黒色用の発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２の内の一群のみによって主走査することで、他の色と同期させて画像形成を行うことができる。また、白黒モードの際には、全ての発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２で主走査することで、ポリゴンミラー３２の回転速度を変えることなくカラーモードの際の二倍の副走査速度で画像形成を行うことが可能となる。たとえば、カラーモードのプロセススピードを２１０ｍｍ/ｓ、白黒モードのプロセススピードを４２０ｍｍ/ｓとすることができる。
【００３１】
なお、定着能力から要求されるカラーモードと白黒モードのプロセススピードの速度比は、必ずしも二倍になるとは限らない。たとえば、カラーモードのプロセススピードが２１０ｍｍ/ｓ、白黒モードのプロセススピードが３３０ｍｍ/ｓであった場合、単純な比率計算では、カラーモードの際に７点で主走査するとすれば、白黒モードの際には１１点で主走査すれば良い。従って、一列目の発光点群ＬＰＫ１の発光点ＬＰが７点であれば、二列目の発光点群ＬＰＫ２は４点の発光点ＬＰを備えれば良いことになる。しかし、面発光レーザアレイチップ２０のスペース効率の観点からは二列目の発光点群ＬＰＫ２の発光点ＬＰを４点のみとするメリットはなく、また、一列目の発光点群ＬＰＫ１による走査領域と、二列目の発光点群ＬＰＫ２による走査領域との間に間隔を有する（副走査方向に連続しない）構成の場合には、連続した副走査ができなくなる。このため、上記のごとき速比であっても、一列目の発光点群ＬＰＫ１と二列目の発光点群ＬＰＫ２とで発光点ＬＰを同じ配列とする本構成例のような構成が好ましい。一列目の発光点群ＬＰＫ１による主走査領域と、二列目の発光点群ＬＰＫ２による主走査領域とが副走査方向に連続する場合では、連続して副走査できるため、このような構成も可能である。
【００３２】
つぎに、制御部４０の構成と、制御部４０によるカラーモードと白黒モードの切り替えの際におけるプロセススピードの切り替えおよび露光装置１２の制御について説明する。
図５は、制御部４０の構成を示したブロック図である。
制御部４０は、各画像形成部１０の感光体ドラム１１を回転駆動するドラム駆動モータ、転写ベルト１３の駆動ロール１３Ａを回転駆動するベルト駆動モータ等、画像形成装置１（図１参照）の各機構部を駆動制御する。
また、制御部４０は、画像処理を制御するコントローラ５０と、画像処理部５１と、画像出力部５２とを備えている。そして、コントローラ５０の制御下で、画像処理部５１がＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像情報をデジタル変換すると共に色補正や画像処理を行い、画像出力部５２が画像処理部５１により生成されたデジタル画像信号を適切なタイミングで露光装置１２に対して出力する。さらに、コントローラ５０は、色ずれや濃度ずれの検出、補正動作等を制御する。
【００３３】
また、制御部４０は、メモリとして不揮発性のＲＯＭ(Read Only Memory)４１と、読み書き可能なＲＡＭ(Random Access Memory)４２と、データの書き換えと電源を切った後のデータ保持を可能とするフラッシュメモリ等の不揮発性メモリであるＮＶＭ(Non Volatile Memory)４３とを備えている。
ＲＯＭ４１には、コントローラ５０が実行する画像形成動作や色ずれ検出および補正動作等を制御するためのソフトウェアプログラム、色ずれ制御用パターン画像情報等が格納されている。
ＲＡＭ４２には、各種カウンタ値、ジョブの実行回数、前回の色ずれ検出処理の実行情報(時間情報等)といった、画像形成装置１の動作に伴って取得される各種の情報が格納される。また、スキューおよび倍率を変化させてカラーレジストレーションを調整する際に、一時的に画像情報が格納され、色ズレ補正用記憶手段としても機能するようになっている。
また、ＮＶＭ４３には、例えば画像形成装置１の工場出荷時や、電源投入時、１日に数回等、所定のタイミングで取得されるカラーレジストレーション調整のための書き出しタイミングの情報が格納される。露光装置１２および各色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、ＮＶＭ４３に格納される情報に従って書き出し位置が制御される。
【００３４】
そして、制御部４０は、カラーモードと白黒モードとで、プロセススピードを切り替え制御する。すなわち、カラーモードと白黒モードとで、露光装置１２をはじめ画像形成のための各種プロセスや記録用紙の搬送速度を変更制御する。つぎに、この制御部４０による制御を説明するが、各構成要素の符号については図２乃至図４参照のこと。
カラーモードと白黒モードとのプロセススピードの切り替えに際して、制御部４０は、露光装置１２の面発光レーザアレイチップ２０の発光点群ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ，ＬＰＫを下記のごとく制御する。
白黒モードの際には、黒色用の発光点群ＬＰＫの全ての発光点ＬＰ（第一の発光点群ＬＰＫ１および第二の発光点群ＬＰＫ２の発光点ＬＰ）を駆動する。また、カラーモードの際には、黒色用の発光点群ＬＰＫのうち第一の発光点群ＬＰＫ１のみを駆動する。
これにより、主走査の走査速度が一定であっても、白黒モードではカラーモードに対して二倍の副走査方向の速度が得られる。つまり、たとえばカラーモードのプロセススピードが２１０ｍｍ/ｓ、白黒モードのプロセススピードが４２０ｍｍ/ｓの場合のように、カラーモードと白黒モードのプロセススピードの比率が１：２であれば、ポリゴンミラー３２の回転速度は一定で良いことになる。従って、ポリゴンミラー３２の回転速度を変更することなくプロセススピードの変化に対応させることができる。その結果、ポリゴンミラー３２の回転速度を可変とするための、駆動ＤＣモータの複雑な制御や特別な制御回路が必要なく、それらを備えることによる装置全体のコストアップを抑制することができる。
【００３５】
つぎに、黒色用の発光点群ＬＰＫの、第一の発光点群ＬＰＫ１と第二の発光点群ＬＰＫ２とによる主走査領域が副走査方向に連続していない場合における、制御部４０（コントローラ５０）による走査制御について説明する。なお、各構成要素の符号については図１乃至図５参照のこと。
図６は、発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２の間隔が、両発光点群ＬＰＫ１，ＬＰＫ２の副走査方向の幅の二倍に設定されている場合における、走査ステップを説明する図である。図中、Ｓ１が発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによる主走査領域を示し、Ｓ２が発光点群ＬＰＫ２からのレーザビームによる主走査領域を示す。
【００３６】
すなわち、第一の発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによる主走査領域Ｓ１と、第二の発光点群ＬＰＫ２からのレーザビームによる主走査領域Ｓ２との副走査方向の間隔が、主走査領域Ｓ１，Ｓ２の副走査方向の幅（主走査列幅）Ｗの二倍に設定されている場合には、図６（ａ）に示すように、一回目の主走査動作では第一の発光点群ＬＰＫ１による主走査領域Ｓ１と、第二の発光点群ＬＰＫ２による主走査領域Ｓ２の間に、二主走査列幅分の主走査されない領域（ギャップＧ１，Ｇ２）が生ずる。
ここで、感光体ドラム１１Ｋの周速（副走査速度）は、カラーモードの際の二倍とされるため、副走査方向前側（図中下側）のギャップＧ２に位置した領域は、図６（ｂ）に示すように、二回目の主走査動作の際には主走査領域Ｓ１に位置して、第一の発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによって走査される。その際、一回目の主走査動作の際に第二の発光点群ＬＰＫ２によって主走査された領域は、その副走査方向前方側に連続するようにギャップＧ１に位置する。このため、主走査領域Ｓ１，Ｓ２の間において未主走査の領域は一主走査列幅分のギャップＧ２に位置する領域のみとなる。
そして、三回目の主走査動作では、図６（ｃ）に示すように、前回二回目の主走査動作時にギャップＧ２に位置した未主走査の領域が、走査領域Ｓ１に位置して、第一の発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによって主走査される。
以下、主走査動作ごとに、下側のギャップＧ２は未主走査で、その部位が次の主走査動作の際に第一の発光群ＬＰＫ１によって主走査され、これを繰り返すことで副走査方向に連続するように主走査を行うことができるものである。
【００３７】
このような走査制御では、第一の発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによる主走査と、第二の発光点群ＬＰＫ２からのレーザビームによる主走査の間には、二主走査分の隔たりがある。従って、第一の発光点群ＬＰＫ１からのレーザビームによる主走査は、第二の発光点群ＬＰＫ２からのレーザビームによる主走査から常に二主走査分遅延した画像情報を描画する。このため、その間の二主走査分の画像情報をどこかに保持しておく必要が生ずる。
この二主走査分の画像情報を格納するためのメモリを新たに備えても良いが、ここで、コントローラ５０は、ＲＡＭ４２を利用してこれにこの二主走査分の画像情報を格納する。
ＲＡＭ４２は、カラーモードの際にカラーレジストレーションを調整するために画像情報を一時的に格納するが、白黒モードの際にはカラーレジストレーションの調整は必要ない。そこで、この白黒モードの際にはこの遊休状態にあるＲＡＭ４２を利用して二主走査分の画像情報を格納するものである。これによれば、新たなメモリを備える必要がないためにコストアップを招来することなく合理的な構成とすることができる。
【００３８】
なお、この二主走査分の画像情報を格納するメモリは、上記のごとき回路構成におけるＲＡＭ４２に限るものではない。すなわち、実際の回路では、制御部４０の画像処理部５１の各色ごとの回路を、カラーレジストレーション調整の際に画像情報を格納するメモリを備えたその特定機能を有するＩＣ（ＡＳＩＣ）によって構成することが行われる。その場合、黒色用のＩＣも他の色と同じＩＣを用いて合理的に構成される。このような構成では、カラーレジストレーション調整を黒色基準で行うと、黒色用のＩＣのメモリは使われないことになる。そこで、このメモリを利用して二主走査分の画像情報を格納する構成としても良い。このような回路および制御構成によっても、新たなメモリを備える必要がなく、合理的に構成できるものである。
【００３９】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、面発光レーザアレイチップ２０の複数の発光点ＬＰからの複数ビームをポリゴンミラー３２によって一括走査する露光装置１２を用いた画像形成装置１において、歩留まりの悪化によるコストアップを招来することなく、面発光レーザアレイチップ２０の黒色の発光点ＬＰの数を増加させることができる。これにより、白黒モードの際には一度の走査動作によってより多くの行数の主走査を行って、ポリゴンミラー３２の回転速度を変更することなくカラーモードの際に対してプロセススピードを向上させることができるものである。
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、適宜変更可能なものである。たとえば、上記実施の形態では、面発光レーザダイオードによる複数の発光点ＬＰを基板２１上に備えた面発光レーザアレイチップ２０を光源としたが、光源構成はこれに限らずたとえば端面発光レーザを集積して構成しても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】露光装置全体の概念構成を示す斜視図である。
【図３】面発光レーザアレイチップの平面図である。
【図４】面発光レーザアレイチップによるマルチビーム走査を説明する図である。
【図５】制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】走査ステップを説明する図である。
【図７】従来例としての面発光レーザアレイチップの平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）…画像形成部、１１…感光体ドラム（像担持体）、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ…感光体ドラム（他の色用の像担持体）、１１Ｋ…感光体ドラム（黒色用の像担持体）、１２…露光装置、１３…転写ベルト、２０…面発光レーザアレイチップ（光源）、３０…走査光学系、３２…ポリゴンミラー（回転多面鏡，偏向走査手段）４０…制御部、４２…ＲＡＭ（色ズレ補正用記憶手段，列間画像データ記憶手段）、５０…コントローラ（制御手段）、５１…画像処理部、５２…画像出力部、ＬＰ…発光点、ＬＰＹ，ＬＰＭ，ＬＰＣ…発光点群（他の色用の発光点群）、ＬＰＫ（ＬＰＫ１，ＬＰＫ２）…黒色用の発光点群、ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ…レーザビーム群（光束群）
【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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