(57)【要約】【課題】コストアップさせることなく画素細りや画素太りの発生を抑えた高品質な画像形成が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置では、レーザ光Ａ１，Ａ２をポリゴンミラー３３により偏向ビームとし、感光体１１に偏向ビームを走査させて感光体１１の同一位置に重ねて露光を行う露光制御部１０を有する。露光制御部１０は、レーザ光Ａ１，Ａ２を発光するレーザ光源の発光遅延と消灯遅延との差分に基づいてレーザ光Ａ１，Ａ２を同一位置に重ねて露光する際の発光タイミングのずらし量（多重遅延量γ）を決定する。【選択図】図６
2013130622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光をポリゴンミラーにより偏向ビームとし、像担持体の表面に前記偏向ビームを走査させて前記像担持体の同一位置に重ねて露光を行う露光制御手段を有する画像形成装置であって、
前記露光制御手段は、前記レーザ光を発光するレーザ光源の発光遅延と消灯遅延との差分に基づいて前記複数のレーザ光を前記同一位置に重ねて露光する際の発光タイミングのずらし量を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記偏向ビームの走査により前記像担持体に形成された静電潜像の電位を検出する電位検出手段を有し、
前記露光制御手段は、前記電位検出手段が検出した第１の静電潜像の電位と第２の静電潜像の電位とに基づいて前記ずらし量を決定し、
前記第１の静電潜像は、前記複数のレーザのそれぞれの発光タイミングを第１のずらし量でずらすことで前記像担持体の表面に形成された静電潜像であり、前記第２の静電潜像は、前記複数のレーザのそれぞれの発光タイミングを第２のずらし量でずらすことで前記像担持体の表面に形成された静電潜像であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記偏向ビームの走査により前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された現像剤像を転写部材に転写する転写手段と、
前記転写手段により前記転写部材に転写された現像剤像の濃度を検出する濃度検出手段とを有し、
前記露光制御手段は、前記濃度検出手段が検出した第１の現像剤像の濃度と第２の現像剤像の濃度とに基づいて前記ずらし量を決定し、
前記第１の現像剤像は、前記複数のレーザの発光タイミングを第１のずらし量でずらして前記像担持体に形成された静電潜像が前記現像剤で現像され、前記転写部材に転写された現像剤像であり、前記第２の現像剤像は、前記複数のレーザの発光タイミングを第２のずらし量でずらして前記像担持体に形成された静電潜像が前記現像剤で現像され、前記転写部材に転写された現像剤像であることを特徴とする請求項１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、レーザ光源から出射されたレーザ光をポリゴンミラーにより走査して感光体や静電記録媒体等の像担持体に導光し、画像情報として例えば静電潜像を像担持体に形成する画像形成装置に関し、特に、レーザ光の走査制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置に用いられる光走査装置でのレーザ光の駆動は、一定の光量になるように光量制御を行った上で画像データに応じて入力パルスのデューティを変え、そのデューティに一致した光波形を出力する駆動方法を採っている。ここで、入力パルス信号の立ち上がりに対する駆動回路の遅延により発光遅延が発生する。また、入力パルス信号の立ち下がりに対しても駆動回路の遅延により消灯遅延が発生する。この発光遅延と消灯遅延の時間は一般的に異なっており、発光遅延の時間＞消灯遅延の時間、となっている。
【０００３】
発光遅延・消灯遅延が発生すると、入力パルス幅に対して実際の光波形が細ってしまう。そのため、入力パルス（入力信号）がない状態から徐々に入力パルスを太らせて画像クロックの幅と一致するまでの範囲では、入力パルス幅と光波形の幅が一致した関係が得られない。なお、以下の説明では、入力パルス幅と光波形の幅が一致した関係を「光量リニアリティ」と呼ぶこととする。
【０００４】
従来は、定格以上の出力のレーザを用いて光量リニアリティを改善しており、この改善手法について、図１９及び図２０を参照して説明する。図１９（Ａ）は、単パルス入力によるレーザ発光時のパルス細りを説明する図である。図１９（Ａ）には、単パルス入力時の入力パルス波形と、入力パルスに対応する光パルス波形と、光パルスで感光ドラム上に潜像を形成した後に所定の現像バイアスによりある現像レベルで現像される画素の幅との関係が示されている。
【０００５】
図１９（Ａ）は、所定の現像レベルを閾値とし、光パルスにおいてこの閾値よりも大きい部分（光量が当該閾値に対応する所定の光量よりも高い光量）によって現像画素が生成されることを簡易的に示している。すなわち、所望する画素の幅に対応する入力パルス幅Ａの入力パルス（駆動電流）をレーザ光源に入力すると、発光遅延量（発光遅延時間）αが経過したときに現像できるレベル（所定の現像レベルを示す閾値）まで光量が立ち上がる。そして、入力パルスがなくなるとレーザ光源からの光量が低下を始め、光量は消灯遅延量（消灯遅延時間）βが経過したときに現像できなくなるレベル（所定の現像レベルを示す閾値）に下がり、その後、レーザ光源は消灯する。ここで、前述の通り一般的に“発光遅延量α＞消灯遅延量β”の関係が成り立つので、現像できるレベルの光パルス幅Ｂは入力パルス幅Ａよりも小さくなる（図中の“パルス細り量”）。よって、現像される画素の幅は、所望する画素の幅よりも細くなる。
【０００６】
図１９（Ｂ）は、連続パルス入力によるレーザ発光時のパルス太りを説明する図である。図１９（Ｂ）には、連続パルス入力時の入力パルス、この入力パルスに対応する光パルス波形、この光パルスで感光ドラム上に潜像を形成した後に所定の現像バイアスによりある現像レベルで現像される画素の幅との関係が示されている。
【０００７】
図１９（Ｂ）では、連続パルス入力時の隣り合った入力パルス間のＯＦＦ時間が、光パルスが立ち下がり始めて消灯するまでの時間より短くなっており、そのため、直前の光パルスが完全に消灯する前に次の入力パルスが入力されている。この場合、レーザ光源は即座に入力パルスに反応して光り始め、発光遅延が殆ど発生しないため、光パルス幅Ｂ１はほぼ消灯遅延分だけ入力パルス幅Ａより大きくなり、その結果、現像される画素の幅が所望する画素の幅よりも太くなる（図中の“パルス太り量”）。
【０００８】
図２０（Ａ）は、図１９を参照して説明した内容を光量リニアリティのグラフとして表した図である。図２０（Ａ）の横軸は、入力パルス幅ＡのＯＮ時間であり、１ＰＩＸは１画素の時間とする。図２０（Ａ）の縦軸は、入力パルス幅Ａに対するレーザの積分光量であり、１ＰＩＸ（画像クロックの１クロックに対して１００％時間、つまり画像クロックの時間）だけ点灯した時の理想の積分光量を１００％としている。
【０００９】
入力パルスのデューティを０％から徐々に大きくしていくと、理想の積分光量のリニアリティは入力パルス幅に比例した光量であるため、理想リニアリティは実線（理想リニアリティ）で示される。しかし、上述したように単パルス入力時は発光遅延量αだけ経過して光パルスが立ち上がる。この発光遅延量αに対応する入力パルス幅を０．１ＰＩＸとすると、単パルス入力時の実際の入力パルス幅と積分光量との関係を示す単パルスリニアリティは、理想リニアリティに対して一定の光量だけ低くオフセットした破線（単パルスリニアリティ）となる。
【００１０】
また、連続パルス入力時には、入力パルス幅が大きくなって隣接パルス間のＯＦＦ時間が光パルスが立ち下がり始めて消灯するまでの時間より短くなると、急に隣の光パルスと繋がり始める。例えば、隣接する光パルスが繋がり始めるときの入力パルス幅を０．９５ＰＩＸとすると、連続パルスリニアリティは破線（連続パルスリニアリティ）となり、隣接する光パルスが繋がる領域は光量が不安定な領域（光パルス不安定領域）である。
【００１１】
例えば、０〜１００％の積分光量を８階調で制御したい場合、各階調の目標光量は、図２０（Ａ）の１点鎖線で示される横線で示される。連続パルス入力時に８階調の光量を得るためのポイントを黒丸で示しているが、光パルス不安定領域内にポイントがあり、このポイントでは正確な階調制御を行うことができない。また、単パルス入力時と連続パルス入力時とでは、１ＰＩＸの光量が異なってしまう。更に、レーザ光源の発光特性に従うままでは、単パルス入力時では最大積分光量が理想の積分光量（１００％時）より低くなって画素が細ってしまい、連続パルス入力時では０．９５ＰＩＸより大きくなると光量が不安定になって急に画素が太ってしまう。
【００１２】
図２０（Ｂ）は、非線形なリニアリティを改善する従来の手法を模式的に図２０（Ａ）と同様に示した図である。この手法では、図２０（Ａ）の入力パルス幅０．１〜０．９５ＰＩＸの直線部分が１００％の積分光量を網羅するように、入力パルス幅を０．１〜０．９５ＰＩＸに制限すると共に、必要光量よりも大きい定格光量のレーザ光を使用する。これにより、図中に「定格ｕｐＬＤ連続パルスリニアリティ」で示される特性を得ている。
【００１３】
上述の光量リニアリティを改善する方法以外に、例えば、入力パルスを発光遅延分遅らせたパルスと元の入力パルスを論理演算したパルスでレーザ光源を駆動することで光量リニアリティを改善する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２１（Ａ）は、特許文献１に提案されている、従来の単パルス入力時の別の光量リニアリティ特性を示す図であり、非線形な光量リニアリティを改善する手法を模式的に示している。この方法では、入力パルスを発光遅延分だけ伸ばす。すなわち、隣接パルス間のＯＦＦ時間が光パルスが立ち下がり始めてから消灯するまでの時間より短くなることがないため、単パルス入力時は０から１ＰＩＸの間で理想リニアリティになり、パルス細りが改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−３３１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１９，２０を参照して説明した、必要光量よりも高い光量定格のレーザ光を用いる方法では、光量不安定領域を使わないため、光量リニアリティが改善される。しかしながら、この方法では、レーザ光源に係るコスト（製品コスト）がアップし、また、消費電力が大きくなることよってランニングコストがアップするという問題がある。
【００１６】
一方、上記特許文献１が提案する技術では、単パルス入力時には理想リニアリティを得ることができる。しかしながら、連続パルス入力時には、光パルス不安定領域が広くなるという問題が生じる。この問題について、図２１（Ｂ）を参照して説明する。図２１（Ｂ）は、連続パルス入力時の光量リニアリティ特性を示す図である。連続パルス入力時には、発光遅延量αの分だけ早く隣の光パルスが繋がり始めるので、これにより光パルス不安定領域（隣接する光パルスが繋がる領域）が広くなることがわかる。
【００１７】
図２１（Ｂ）の光量リニアリティ特性を理想リニアリティに近づける方法としては、図２０（Ａ）の光量リニアリティ特性を図２０（Ｂ）の光量リニアリティ特性へ変更したのと同様に、従来よりも高出力のレーザ光を用いる必要がある。そのため、やはり、製品コストがアップし、消費電力が大きくなることによってランニングコストがアップするという問題がある。
【００１８】
本発明は、コストアップさせることなく画素細りや画素太りの発生を抑えた高品質な画像形成が可能な画像形成装置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】
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、複数のレーザ光をポリゴンミラーにより偏向ビームとし、像担持体の表面に前記偏向ビームを走査させて前記像担持体の同一位置に重ねて露光を行う露光制御手段を有する画像形成装置であって、前記露光制御手段は、前記レーザ光を発光するレーザ光源の発光遅延と消灯遅延との差分に基づいて前記複数のレーザ光を前記同一位置に重ねて露光する際の発光タイミングのずらし量を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、レーザ光源の発光遅延と消灯遅延との差分（入力パルスに対する光パルスの細り量）に基づいて、複数のレーザ光をずらした多重露光を行うことによって入力パルスに応じた現像画素を形成する。このような構成により、本発明によれば、必要光量よりも大きい定格光量のレーザ光源を用いないので、製品コストやランニングコストをアップさせることなく、画素細りや画素太りの発生を抑えた高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】露光制御部の概略構成、及び露光制御部と感光体との関係を模式的に示す図、及び、露光制御部と露光制御部を制御するシーケンスコントローラとの接続形態を示す図である。
【図３】露光制御部が有する半導体レーザの複数のビーム配置を示す図及び画像データの構成を模式的に示す図である。
【図４】図３のレーザＡ１〜Ｄ２の参考例に係る単パルスの発光シーケンスを示す図及びレーザＡ１〜Ｄ２の本実施形態に係る単パルスの発光シーケンスを示す図である。
【図５】図４（Ａ）の発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。
【図６】図４（Ｂ）の発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。
【図７】連続パルスの発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。
【図８】連続パルスの発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す別の図である。
【図９】図７及び図８に示す多重露光による光量リニアリティの特性を示す図である。
【図１０】レーザ光量と感光体の表面電位の関係を表すグラフである。
【図１１】図１０に示す潜像画素１を形成する際の入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。
【図１２】図１０に示す潜像画素２を形成する際の入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。
【図１３】図１０に示す潜像画素１の電位、潜像画素２の電位及び５０％ｄｕｔｙ多重電位の関係を示すグラフである。
【図１４】感光体の表面電位を理想電位にするための多重遅延量を求める方法を示すフローチャートである。
【図１５】トナー像のパッチ濃度と多重遅延量との関係を示すグラフである。
【図１６】トナー像のパッチ濃度を理想パッチ濃度にするための多重遅延量を求める方法を示すフローチャートである。
【図１７】ユーザが多重遅延量を手動で設定するリニアリティ設定モードで出力される階調画像の一例を示す図である。
【図１８】ユーザが多重遅延量を手動で設定するリニアリティ設定モードでの多重遅延量の設定処理のフローチャートである。
【図１９】（Ａ）は従来例に係る、単パルス入力によるレーザ発光時のパルス細りを説明する図であり、（Ｂ）は従来例に係る、連続パルス入力によるレーザ発光時のパルス太りを説明する図である。
【図２０】（Ａ）は図１９（Ａ）の従来例に係る、単パルス入力時と連続パルス入力時のそれぞれの光量リニアリティ特性を示す図であり、（Ｂ）は図１９（Ｂ）の従来例に係る、連続パルス入力時の非線形なリニアリティを改善する従来の手法を模式的に示す図である。
【図２１】（Ａ）は別の従来例に係る、単パルス入力時の別の光量リニアリティ特性を示す図であり、（Ｂ）は別の従来例に係る、連続パルス入力時の別の光量リニアリティ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
［画像形成装置の概略構成］
最初に、画像形成装置１００の基本的な動作について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
原稿は、原稿給紙装置１上に積載され、順次、原稿台ガラス２の面上に搬送される。そして、読み取りユニット４のランプ部（ＬＥＤ等）３が点灯し、読み取りユニット４が図中の矢印方向に移動ながら原稿に光を照射する。原稿からの反射光は、ミラー５，６，７を介してレンズ８を通過した後、イメージセンサ部９に入力される。イメージセンサ部９に入力された画像信号は、一旦、画像メモリ（不図示）に記憶され、再び読み出された後に光走査装置として露光制御を行う露光制御部１０に入力される。
【００２５】
像担持体である感光体１１の表面に対して露光制御部１０で発生させたレーザ光を走査させることにより感光体１１上に静電潜像を形成する。このとき、電位検出手段である電位検出センサ２０によって、感光体１１上の電位が所望の値になっているかが監視される。本実施形態における電位検出センサ２０の役割については後述する。
【００２６】
次いで、現像器１３が、感光体１１に形成された静電潜像を現像剤（トナー）により現像する。これにより感光体１１の表面に現像剤像（トナー像）が形成される。静電潜像の形成とタイミングを合わせて転写部材積載部１４，１５のいずれかから転写紙（転写部材）が転写部１６に向けて搬送され、転写部１６において現像されたトナー像が転写紙上に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は定着部１７にて転写紙に定着され、その後、転写紙は排紙部１８から外部に排出される。
【００２７】
転写後の感光体１１の表面はクリーナ２５で清掃され、更に補助帯電器２６で除電される。これによって、１次帯電器２８によって良好な帯電が得られるようになる。次に、感光体１１上の残留電荷を前露光ランプ２７で消去し、１次帯電器２８で感光体１１の表面を一様に帯電させる。このような工程を繰り返すことにより、複数枚の転写紙に対する画像形成が行われる。
【００２８】
なお、転写紙の搬送路において転写部１６の直ぐ下流には、転写紙に転写したトナー像のパッチ濃度を検出する濃度検出手段としてのパッチ濃度検出センサ１９が配置されている。このパッチ濃度検出センサ１９の役割等については、後に説明する。
【００２９】
［露光制御部の構成］
図２（Ａ）は露光制御部１０の概略構成及び露光制御部１０と感光体１１との関係を模式的に示す図であり、図２（Ｂ）は露光制御部１０と露光制御部１０を制御するシーケンスコントローラとの接続形態を示す図である。露光制御部１０は、レーザ光源である半導体レーザ４３を有するレーザ駆動装置３１、コリメータレンズ３５、絞り３２、ポリゴンミラー３３、ｆ−θレンズ３４及びＢＤ（光検出（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ））センサ３６を備えている。また、露光制御部１０を制御するシーケンスコントローラ４７はＣＰＵ（不図示）を備えている。
【００３０】
露光制御部１０が画像形成を行う場合、先ず、レーザ駆動装置３１が、シーケンスコントローラ４７からの制御信号Ｓ４７を受信し、半導体レーザ４３の各ビームを後述する発光シーケンスに基づいて所望の光量で発光させる。発光したレーザ光は、コリメータレンズ３５及び絞り３２によってほぼ平行な光となり、所定のビーム径でポリゴンミラー３３に入射される。ポリゴンミラー３３は、図２（Ａ）の矢印で示される方向に等角速度の回転を行っており、この回転に伴って入射した光ビームが連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。
【００３１】
偏向ビームとなったレーザ光は、ｆ−θレンズ３４により集光作用を受け、このとき、ｆ−θレンズ３４は、レーザ光の走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行う。これにより、光ビームは、感光体１１上に図の上向きの矢印の方向に（走査開始側から走査終了側へ）等速で結合走査される。なお、感光体１１の走査開始側端部の外側近傍に設けられたＢＤセンサ３６は、ポリゴンミラー３３の各鏡面からの反射光を検出するが、その詳細については後に説明する。
【００３２】
図３（Ａ）は、半導体レーザ４３の複数のビーム配置を示す図であり、図３（Ｂ）は、画像データの構成を模式的に示す図である。レーザＡ１及びレーザＡ２が同一の走査線Ａを走査することを示している。レーザ光Ａ１及びＡ２と同様に、レーザＢ１及びレーザＢ２が同一の走査線Ｂを、レーザＣ１及びレーザＣ２が同一の走査線Ｃを、レーザＤ１及びレーザＤ２が同一の走査線Ｄをそれぞれ走査する。
【００３３】
本実施形態では、ＢＤセンサ３６がレーザＡ１を検出し、検出信号Ｓ３６をシーケンスコントローラ４７へ出力する。この検出信号Ｓ３６はポリゴンミラー３３の回転との感光体１１への画像データ（図３（Ｂ））の書き込み開始との同期をとるための同期信号として用いられる。シーケンスコントローラ４７は、検出信号Ｓ３６の周期を監視して、ポリゴンミラー３３の１回転周期が常に一定になるように、ポリゴンモータドライバ（不図示）に対して回転速度の加速・減速を指示する。
【００３４】
図３（Ｂ）に示されるように、画像データについては、１走査線目の画像データ（１回目に同時走査する４走査線中のレーザＡ１，Ａ２用データ）をＤＡＴＡ＿Ａ＿１とする。同様に、２走査線目の画像データ（１回目に同時走査する４走査線中のレーザＢ１，Ｂ２用データ）をＤＡＴＡ＿Ｂ＿１とする。このような設定によれば、１４走査線目の画像データ（４回目に同時走査する４走査線中のレーザＢ１，Ｂ２用データ）はＤＡＴＡ＿Ｂ＿４となる。
【００３５】
ポリゴンミラー３３は、ポリゴンモータ（不図示）により回転駆動され、同一のポリゴンミラー面にて走査線Ａ〜Ｄの４本の走査線を同時に走査する。このときに各走査線を走査する２つのレーザの主走査方向ピッチ間隔を“Ｌ”、走査速度を“Ｖ”とする。なお、各走査線の間の間隔（ビームピッチ）は所定の解像度が得られるように設定される。
【００３６】
［単パルス発光シーケンス］
次に、レーザＡ１〜Ｄ２の単パルスの発光シーケンスについて説明する。ここでは、本実施形態に係る発光シーケンスの理解を容易にするために、参考例に係る発光シーケンスを含めて説明する。図４（Ａ）はレーザＡ１〜Ｄ２の参考例に係る単パルスの発光シーケンスを示す図である。図４（Ａ）において、例えば、“Ｓ４７＿Ａ１”は、レーザＡ１を発光させるためのシーケンスコントローラ４７から出力され、レーザ駆動装置３１が受信する制御信号を意味する。
【００３７】
露光制御部１０は、光量制御信号（ＡＰＣ＿Ａ１）に応じてレーザＡ１が所定光量になるように制御し、Ａ１レーザを受光したＢＤセンサ３６からの検出信号Ｓ３６をシーケンスコントローラ４７へ出力する。露光制御部１０は、検出信号Ｓ３６が検出されるとレーザＡ１の光量制御を止め、次いで光量制御信号（ＡＰＣ＿Ａ２）に応じてレーザＡ２の駆動を開始する。所定時間後にレーザＡ２の光量制御を止め、光量制御信号（ＡＰＣ＿Ｂ１）に応じてレーザＢ１の光量制御を開始する。同様の光量制御をレーザＤ２まで行った後、画像データの発光に移行する。
【００３８】
画像データの発光では、レーザＡ１が画像データの発光を開始してからＬ／Ｖ（時間）だけ遅延させてレーザＡ２の画像データの発光を開始すると、感光体１１上の同じ位置に同じ画像データが重ね合わされて露光（以下「多重露光」という）されることになる。レーザＢ１，Ｂ２、レーザＣ１，Ｃ２、及びレーザＤ１，Ｄ２の各組についても同様に、感光体１１上の同じ位置に同じ画像データが多重露光される。
【００３９】
４走査線の１回目の同時走査が終了すると、ポリゴンミラー３３の次の面での走査のためにレーザＡ１の光量制御が再び行われ、次の検出信号Ｓ３６が検出された後、２回目の同時走査が開始される。１回目と２回目の同時走査の間に感光体１１は所定時間だけ回転し、１回目の最後の走査線（レーザＤ１，Ｄ２の走査線）と２回目の最初の走査線（レーザＡ１，Ａ２の走査線）の間隔が所定の解像度のビームピッチになるように、感光体１１の回転が制御される。このようなシーケンスを繰り返すことで、感光体１１上に多重露光された潜像が形成される。
【００４０】
図５は、図４（Ａ）の参考例に係る発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。画像データに対応した入力パルス幅Ａの入力パルスによりレーザＡ１，Ａ２の光パルスがそれぞれ生成され、それらが同じ位置に多重露光される。これにより、感光体１１上に形成される潜像（レーザＡ１，Ａ２合成潜像）は、大凡、レーザＡ１，Ａ２の光波形の合成波形に等しくなる。現像画素の幅は、レーザＡ１，Ａ２合成潜像における現像レベルでのパルス幅である光パルス幅Ｂとなる。ここでは、レーザＡ１，Ａ２が同一位置に多重露光されているため、光パルス幅Ｂ＜入力パルス幅Ａとなり、現像画素には細りが発生していることがわかる。このような現像画素の細りは、レーザＢ１，Ｂ２、レーザＣ１，Ｃ２、及びレーザＤ１，Ｄ２の各組についても同様に発生する。
【００４１】
本実施形態では、この問題を解決するために、レーザＡ１，Ａ２を発光するレーザ光源の発光遅延と消灯遅延との差分に基づいてレーザ光Ａ１，Ａ２を感光体１１の表面の同一位置に重ねて露光する際のずらし量を決定する。以下、このずらし量を「多重遅延量γ」と記し、多重遅延量γについて図４（Ｂ）及び図６を参照して説明する。
【００４２】
図４（Ｂ）はレーザＡ１〜Ｄ２の本実施形態に係る単パルスの発光シーケンスを示す図である。図６は、図４（Ｂ）の発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。図４（Ｂ）に示されるように、多重遅延量γを適用した場合、図４（Ａ）の場合と比較して、同一走査線上の２つのレーザの発光タイミングが多重遅延量γだけ更にずれていることがわかる。
【００４３】
例えば、レーザＡ１，Ａ２を参照すると、図４（Ａ），（Ｂ）において、レーザＡ１の発光の形態は同じである。一方、レーザＡ２については、画像データの発光が、図４（Ａ）の場合にはレーザＡ１よりも時間Ｌ／Ｖだけ遅れているのに対して、図４（Ｂ）の場合にはレーザＡ１よりも時間Ｌ／Ｖ＋γだけ遅れている点で異なっており、その他の発光形態に変わりはない。レーザＢ１，Ｂ２、レーザＣ１，Ｃ２、及びレーザＤ１，Ｄ２の各組についても同様である。
【００４４】
図６に示されるように、図４（Ｂ）の発光シーケンスによれば、先ず、画像データに対応した入力パルス幅ＡのレーザＡ１用入力パルスによりレーザＡ１の光パルスが生成される。次に、レーザＡ１用入力パルスと同じパルス幅で、時間Ｌ／Ｖ＋γだけ遅延させたレーザＡ２用入力パルスによりレーザＡ２の光パルスが生成され、これら２つの光パルスが合成されて、感光体１１上に潜像（レーザＡ１，Ａ２合成潜像）が形成される。これにより、現像画素の幅は、レーザＡ１，Ａ２合成潜像における現像レベルでのパルス幅である光パルス幅Ｂ１となる。
【００４５】
図６で得られる現像画素の幅は、図５で得られる現像画素の幅よりも広くなっており、現像画素の細りが解消されていることがわかる。光パルス幅Ｂ１を入力パルス幅Ａと同じにするためには、多重遅延量γを発光遅延量αと消灯遅延量β（適宜、図１９参照）の差分α−βに設定すればよい。つまり、発光遅延と消灯遅延の差でパルスが細る分だけ、レーザＡ２用入力パルスの入力を遅延させればよい。
【００４６】
［連続パルス発光シーケンス］
次に、連続パルスの発光シーケンスに対して、上述した単パルスの発光シーケンスで用いた多重遅延量γ（＝発光遅延量α−消灯遅延量β）を適用した場合について、図７及び図８を参照して説明する。
【００４７】
図７は、連続パルスの発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図であり、連続パルスのＯＦＦ時間が短くなり、隣同士の光パルスが繋がり始める直前の状態を示している。この状態では、光パルスが隣同士で繋がってないため、隣の光波形には発光遅延があり、現像画素は図６の場合と同様に入力パルス幅Ａと同じ幅で現像される。
【００４８】
図８は、連続パルスの発光シーケンスによる、入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す別の図であり、連続パルスの幅が大きくなり、ＯＦＦ時間が短くなって、光パルスが隣同士で繋がった場合を示している。この状態では、隣の光波形に発光遅延がなくなり、急に光パルス幅が大きくなるため（光量不安定領域）、現像画素が急に太くなる。
【００４９】
図９は、図７及び図８に示す多重露光による光量リニアリティの特性を示す図である。元々のレーザ発光特性（非多重露光時連続パルスリニアリティ）の０．１〜０．９５ＰＩＸの範囲（光パルス幅が細っていた部分）が理想リニアリティの直線になる。そのため、０．９５ＰＩＸ以上の光量不安定領域が狭くなり、従来よりも安定した光量リニアな領域が広くなる。そのため、従来のように必要以上に高い光量定格のレーザを使う必要がなくなる。
【００５０】
上述の通り、多重遅延量γをレーザの発光遅延量αと消灯遅延量βの差分にすることで、光量リニアティを示す領域が広がった理想に近い光量リニアリティを確保することができる。しかし、使用する光量が環境等で変わってしまう場合には、発光遅延量αと消灯遅延量βが変わってしまう。そこで、画像形成装置において感光体１１上の電位を電位検出センサ２０により測定すること又は転写部１６上に現像したトナー像の濃度をパッチ濃度検出センサ１９により測定することで、多重遅延量γを決定する。
【００５１】
図１０はレーザ光量と感光体１１の表面電位の関係を表すグラフである。図１０において、「１００％ｄｕｔｙ多重電位」はフル点灯発光で多重露光（１００％ｄｕｔｙ多重）した場合の感光体表面電位である。「１００％ｄｕｔｙ単発電位」は多重露光せずにフル点灯発光（１００％ｄｕｔｙ単発）した場合の感光体表面電位である。「５０％ｄｕｔｙ多重電位」は５０％ｄｕｔｙパルス幅で多重露光した場合の感光体表面電位である。「Ｖｌ」は、レーザ発光していないときの感光体１１の表面電位である。
【００５２】
図１０に示すグラフのように、光量に対する感光体１１の表面電位は非線形なグラフとなる。この特性に対して「発光遅延α−消灯遅延β」だけ細った５０％ｄｕｔｙ光パルスを、完全に重ねて露光した場合（第１の潜像画素（潜像画素１））と位相を完全にずらして露光した場合（第１の潜像画素（潜像画素２））の感光体１１の表面電位をそれぞれ、点Ａ，点Ｂで示している。
【００５３】
図１１は、図１０に示した潜像画素１を形成する際の入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。１回目の露光時に入力された入力パルスに対して、発光遅延α及び消灯遅延βで１回目の光パルスが生成される。また、２回目の露光時にも１回目と全く同じ位相（多重遅延量γ＝０）で入力パルスを入力することで、２回目の光パルスとして１回目と全く同じ光パルスが生成される。
【００５４】
これら１回目の光パルスと２回目の光パルスとが感光体１１上で重ね合わされて多重光パルスが生成され、現像レベルに応じた潜像画素１が生成される。したがって、５０％パルス幅より細った光パルスの重ね合わせにより、５０％パルス幅より細った潜像画素１が形成されることになる。
【００５５】
図１２は、図１０に示した潜像画素２を形成する際の入力パルス、光パルス及び現像画素の関係を模式的に示す図である。１回目の露光時に入力された入力パルスに対して、発光遅延α及び消灯遅延βで１回目の光パルスが生成され、この点は図１１の場合と同じである。２回目の露光時には、１回目の露光時と同じ発光遅延α及び消灯遅延βであるが、１回目の露光時とは全く逆位相の光パルスが生成されるように、多重遅延量γをγ２としたパルスを入力している。これら１回目の露光時の光パルスと２回目の露光時の光パルスとが感光体１１上で重ね合わされ、現像レベルに応じた潜像画素２が生成される。従って、多重露光を行わずにフル点灯発光（１００％ｄｕｔｙ単発）した場合よりも細った潜像画素２が形成されることになる。
【００５６】
このように発光遅延α−消灯遅延βだけ細った光パルスを完全に重ねた潜像画素１では、５０％ｄｕｔｙ多重電位より電位が少ないので、図１０に示すＡ位置にプロットされる。同様に、発光遅延α−消灯遅延βだけ細った光パルスを逆位相で露光した潜像画素２では１００％ｄｕｔｙ単発電位より電位が少ないので、図１０に示すＢ位置にプロットされる。したがって、潜像画素１の電位（第１の静電潜像の電位）と潜像画素２の電位（第２の静電潜像の電位）の間に理想電位である５０％ｄｕｔｙ多重電位が存在する。
【００５７】
図１３は、潜像画素１の電位、潜像画素２の電位及び５０％ｄｕｔｙ多重電位の関係を示すグラフであり、横軸に多重遅延量γを、縦軸に表面電位の絶対値をそれぞれ取っている。図１３では、潜像画素１の電位をＥ１、潜像画素２の電位をＥ２としてこれらを黒丸で表示し、５０％ｄｕｔｙ多重電位を白丸で表示している。これらの３点の電位は近いため、実質的に１次直線で近似することができる。
【００５８】
例えば、光パルスが１０ＭＨｚ（＝１００ｎｓ）、５０％ｄｕｔｙ（５０ｎｓ点灯、５０ｎｓ消灯）だとすると、多重遅延量γ＝０の場合には、１回目と２回目の光パルスが完全に重ねて露光されるため、潜像画素１の電位Ｅ１にプロットされる。多重遅延量γ＝５０ｎｓ（＝γ２とする）の場合には、１回目と２回目の光パルスが完全に位相をずらして露光されるため、潜像画素２の電位Ｅ２にプロットされる。
【００５９】
従って、理想電位である５０％ｄｕｔｙ多重電位Ｅｔａｒｇｅｔになる多重遅延量γをγｔａｒｇｅｔとすると、“γｔａｒｇｅｔ＝γ２×（Ｅｔａｒｇｅｔ−Ｅ１）÷（Ｅ２−Ｅ１）”の関係が成り立つことがわかる。つまり、理想電位にするための多重遅延量は、同位相の光パルスを多重露光したときの電位と逆位相の光パルスを多重露光したときの電位及び理想電位から求めることができる。
【００６０】
図１４は、感光体１１の表面電位を理想電位にするための多重遅延量を求める方法を示すフローチャートである。シーケンスコントローラ４７は、先ず、多重遅延量γを０（＝同位相）として、５０％ｄｕｔｙパルス幅で多重露光を実行し（ステップＳ７０２）、感光体表面電位Ｅ１を測定する（ステップＳ７０２）。続いて、シーケンスコントローラ４７は、多重遅延量γをγ２（＝逆位相）として、５０％ｄｕｔｙパルス幅で多重露光を実行し（ステップＳ７０３）、感光体表面電位Ｅ２を測定する（ステップＳ７０４）。
【００６１】
シーケンスコントローラ４７は、不図示のＲＯＭ等に予め記憶されている理想電位Ｅｔａｒｇｅｔと、感光体表面電位Ｅ１及び感光体表面電位Ｅ２、多重遅延量γ２とから、前述の式にしたがって目標多重遅延量γｔａｒｇｅｔを算出する（ステップＳ７０５）。シーケンスコントローラ４７は、こうして求められた目標多重遅延量γｔａｒｇｅｔを多重遅延量γとして設定し（ステップＳ７０６）、処理を終了させる。
【００６２】
こうして決定された多重遅延量γｔａｒｇｅｔを用いて多重露光を行えば、理想の現像画素幅が得られ、図９に示した理想リニアリティに近い多重露光特性が得られる。図１４の多重遅延量演算フローは、画像形成装置に昇温等の環境変化が生じたことに応じて光量が変更されたときに実行すればよい。例えば、ＪＯＢ開始時の前多回転中や起動後の時間経過に応じて、或いはプリント枚数に応じて実行すればよい。
【００６３】
上述の通り、本実施形態では、同位相光パルス（γ＝０）と逆位相光パルス（γ＝γ２）をそれぞれ多重露光した場合の感光体１１表面電位を測定し、得られた測定値と理想電位とから目標多重遅延量γｔａｒｇｅｔを算出した。これと同様に、同位相光パルスと逆位相光パルスをそれぞれ多重露光し、転写部１６により転写紙に転写されたトナー像のパッチ濃度Ｄをパッチ濃度検出センサ１９で測定し、これらの測定値と理想濃度から目標多重遅延量γｔａｒｇｅｔを算出してもよい。
【００６４】
図１５はトナー像のパッチ濃度Ｄと多重遅延量γとの関係を示すグラフである。図１３と図１５とは、測定対象が感光体１１の表面電位かトナー像のパッチ濃度かの違いがあるだけであるので、ここでは簡単な説明に止める。
【００６５】
同位相光パルス多重露光（γ＝０）を行ったときのトナー像（第１の現像剤像）のパッチ濃度をＤ１、逆位相光パルス多重露光（γ＝γ２）を行ったときのトナー像（第２の現像剤像）のパッチ濃度をＤ２とする。また、５０％ｄｕｔｙパルス幅で多重露光した場合の理想パッチ濃度をＤｔａｒｇｅｔとする。すると、目標多重遅延量γｔａｒｇｅｔは、“γｔａｒｇｅｔ＝γ２×（Ｄｔａｒｇｅｔ−Ｄ１）÷（Ｄ２−Ｄ１）”で表される。
【００６６】
図１６はトナー像のパッチ濃度を理想パッチ濃度にするための多重遅延量を求める方法を示すフローチャートである。図１６に示すステップＳ８０１，Ｓ８０２，Ｓ８０３，Ｓ８０４，Ｓ８０５，Ｓ８０６はそれぞれ、図１４のステップＳ７０１，Ｓ７０２，Ｓ７０３，Ｓ７０４，Ｓ７０５，Ｓ７０６に対応するものであり、ステップＳ８０１−Ｓ８０６の詳細な説明は省略する。図１６の多重遅延量演算フローも、画像形成装置に昇温等の環境変化が生じたことに応じて光量が変更されたときに実行すればよい。
【００６７】
以上の通り、本実施形態によれば、単パルス入力でも連続パルス入力でも１ＰＩＸの光量が等しくなるため、定格以上の光量のレーザを使用する必要がなくなる。また、光量不安定領域が狭くなり、光量リニアな領域が広くなるため、光量リニアリティを格段に改善することができる。
【００６８】
また、画像形成装置において同位相光パルスと逆位相光パルスをそれぞれ多重露光したときの感光体１１のそれぞれの表面電位を測定し、測定値と理想電位とから多重遅延量を算出するため、理想リニアリティに近い多重露光特性を得ることができる。同様に、同位相光パルスと逆位相光パルスをそれぞれ多重露光し、転写部１６で転写紙に転写されたトナー像のパッチ濃度を測定し、測定値と理想濃度とから多重遅延量を算出することによっても、理想リニアリティに近い多重露光特性を得ることができる。こうして、昇温等の環境変化にしたがって光量を変更することでレーザ発光特性が変わっても、そのタイミングで最適な多重遅延量γを設定して、光量リニアリティを安定させることができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、複数のレーザが同一走査線を走査する構成としたが、これに限定されず、複数回の走査によって同一位置に露光が可能な露光制御部１０であっても、同様の効果を得ることができる。
【００７０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、感光体１１の表面電位又はトナー像のパッチ濃度を検出し、自動で多重遅延量γを算出した。これに対して、第２実施形態では、例えば、ユーザモード等でユーザが出力した階調画像から多重遅延量γを手動で設定する方法について説明する。
【００７１】
図１７は、ユーザが多重遅延量γを手動で設定するリニアリティ設定モードで出力される階調画像の一例を示す図である。この階調画像は、主走査方向において濃度が徐々に濃くなるパッチ画像で、副走査方向に多重遅延量γを所定のステップ（本実施形態では“１０”）で変更した階調画像である。
【００７２】
図１８は、ユーザが図１７の階調画像を出力させて多重遅延量γを設定する処理のフローチャートである。先ず、ユーザは、不図示の操作部等を操作してリニアリティ設定モードを選択する（ステップＳ９０１）。これに応じて、シーケンスコントローラ４７はステップを表す変数ｎ（本実施形態ではｎ＝１０）を設定する（ステップＳ９０２）。シーケンスコントローラ４７は、続いて、多重遅延量γを０に設定し（ステップＳ９０３）、階調画像の形成を開始する（ステップＳ９０４）。
【００７３】
シーケンスコントローラ４７は、設定した多重遅延量γでの画像形成が終了したかを判定する（ステップＳ９０５）。ここでは、画像形成が図１７のＡｒｅａ＿γ０領域内の場合、画像形成は終了していないので（Ｓ９０５：ＮＯ）、多重遅延量γ＝０のまま画像形成が継続される。画像形成が図１７のＡｒｅａ＿Ａ０に入ると（Ｓ９０５：ＹＥＳ）、シーケンスコントローラ４７は現在の多重遅延量γにステップｎ（＝１０）を加算した新しい多重遅延量γ（＝１０）を設定する（ステップＳ９０６）。
【００７４】
続いて、シーケンスコントローラ４７は、多重遅延量γについて“γ＞５０”の関係が成立したかを判断する（ステップＳ９０７）。ここでは、γ＜５０なので（Ｓ９０７：ＮＯ）、シーケンスコントローラ４７は処理をステップＳ９０５に戻り、図１７のＡｒｅａ＿γ１０領域内に多重遅延量γ＝１０で階調画像を形成する。前述したステップＳ９０５−Ｓ９０７を繰り返し、多重遅延量γ＝５０の階調画像が形成されるまで画像形成を継続する。
【００７５】
多重遅延量γ＝５０の階調画像の形成が終了すると、次のステップＳ９０６では多重遅延量γ＝６０となるので、更に次のステップＳ９０７の判断が“ＹＥＳ”となって、シーケンスコントローラ４７は処理をステップＳ９０８に進める。ステップＳ９０８では、階調画像の形成が終了しているので、シーケンスコントローラ４７は、階調画像が転写（印刷）された転写紙を排出し、処理をステップＳ９０９に進める。
【００７６】
ユーザは、ステップＳ９０８で排出された転写紙の階調画像を見て或いは濃度計測器等を用いて階調画像を調べて、最適なリニアリティの階調パターンを選択することで、設定する多重遅延量γを選択する。シーケンスコントローラ４７は、ユーザが操作部等を操作して選択した多重遅延量γが入力されたかを判定する（ステップＳ９０９）。シーケンスコントローラ４７は、多重遅延量γが入力されるまで待機し（Ｓ９０９：ＮＯ）、多重遅延量γが入力されると、入力された多重遅延量γの値をメモリ等に保存し、以降の画像形成に用いる多重遅延量γとして設定する（ステップＳ９１０）。こうして、多重遅延量γの手動設定は終了する。を使用する。
【００７７】
以上の通り、本実施形態によっても、適切な多重遅延量γを設定することができる。本実施形態によれば、画像形成装置のシーケンスコントローラ４７に自動で多重遅延量γを設定させる必要がない。そのため、感光体１１の表面電位を測定するセンサやトナー像のパッチ濃度を検出するセンサが不要となり、低コストで光量リニアリティを改善することができる画像形成装置を実現することができる。
【００７８】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００７９】
本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００８０】
１０    露光制御部
１１    感光体
１３    現像器
１６    転写部
１９    パッチ濃度検出センサ
２０    電位検出センサ
３３    ポリゴンミラー
３６    ＢＤセンサ
４７    シーケンスコントローラ
【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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【図９】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１７】
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