(57)【要約】【課題】ビーム走査光学装置において、被走査面上での主走査方向の光量むらを画像データ上で効果的に補正し、光量むらに起因する画質劣化を解消すること。【解決手段】偏光方向が異なる複数のビームＬＤａ１，ＬＤａ２，ＬＤｂ１，ＬＤｂ２を発する光源部６１と、光源部６１から発せられた複数のビームを主走査方向Ｙに偏向走査する偏向手段６５と、偏向手段６５で偏向された複数のビームを被走査面１１上で結像させるレンズ７１を含む走査光学系７０と、レンズ７１を通過する複数のビームの主走査方向Ｙでの光量ムラを補正する補正手段７６と、を備えたビーム走査光学装置。補正手段７６は、レンズ７１を通過する偏光方向が同じビームに対して共通する補正データを用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光方向が異なる複数のビームを発する光源部と、
前記光源部から発せられた複数のビームを主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
前記偏向手段で偏向された複数のビームを被走査面上で結像させるレンズを含む走査光学系と、
前記レンズを通過する複数のビームの主走査方向での光量ムラを補正する補正手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記レンズを通過する偏光方向が同じビームに対して共通する補正データを用いること、
を特徴とするビーム走査光学装置。
【請求項２】
前記光源部は、第１の偏光方向である複数のビームを発する第１の光源と、第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向である複数のビームを発する第２の光源と、前記第１及び第２の光源から発せられたビームを合成するビーム合成手段とを備えたこと、を特徴とする請求項１に記載のビーム走査光学装置。
【請求項３】
前記光源部からは、偏光方向の異なるビームが副走査方向に交互に配置された状態で発せられること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のビーム走査光学装置。
【請求項４】
前記光源部から、偏光方向の異なるビームが副走査方向に隣接して配置された状態で発せられること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のビーム走査光学装置。
【請求項５】
前記補正手段は、偏光方向が異なるビームに対して前記補正データの主走査方向における補正位置を共通とし、かつ、その補正量を異ならせていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のビーム走査光学装置。
【請求項６】
前記補正手段は、偏光方向が異なるビームに対して前記補正データの主走査方向における補正位置を共通とし、かつ、その補正位置に粗密を持たせていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のビーム走査光学装置。
【請求項７】
前記補正手段は、偏光方向が異なるビームに対して、前記補正データの主走査方向における補正位置を共通とし、かつ、その補正量を偏光方向の異なるビームの平均値としていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のビーム走査光学装置。
【請求項８】
前記レンズは樹脂製であること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のビーム走査光学装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のビーム走査光学装置を備えたことを特徴とする電子写真方式による画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム走査光学装置、特に、感光体上に静電潜像を形成するためのビーム走査光学装置、及び、電子写真方式による画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による複写機やプリンタなどの画像形成装置には、感光体上に静電潜像を形成するためのビーム走査光学装置が搭載されている。この種のビーム走査光学装置においては、描画の高速化、高密度化のために、光源部としてマルチビームが要求化されている。しかし、現状では、８ビーム以上の端面発光の光源部は実用化されておらず、高速、高解像度化に向けてはマルチビームでのビーム合成が必要となっている。
【０００３】
ところで、マルチビーム走査における感光体上の主走査方向での光量むらは、主走査方向ごとの光学部品（レンズ）の透過反射率差によって発生し、画質を劣化させる。従来はこのような光量むらを抑制するため、レンズにコーティングを施して透過反射率をよくすること対応してきた。しかし、コーティングはかなり高価につき、かつ、主走査方向で一様にコーティングされるために数％の光量むらが残っていた。
【０００４】
特許文献１には、光量むらを補正するために、主走査ラインを複数領域に分割し、各領域に対応した光量補正データに基づき光源の出力光量を調整し、主走査方向のシェーディング特性を補正する装置において、主走査ラインにおける各領域の分割位置を周期的にずらす、あるいは、ランダムにずらす画像補正方法が記載されている。また、光量むらを補正するために、特許文献２にはマルチビームごとに補正データを持つこと、特許文献３にはマルチビームの後方ビームは補正データを遅延させて使用すること、がそれぞれ記載されている。
【０００５】
一般的には、マルチビームを合成するためにビームスプリッタが用いられており、一方のビームと他方のビームがビームスプリッタを通過することで、偏光方向が異なるビームが発生する。このように偏光方向が異なるビームが透過反射率差を有するレンズを通過させると、偏光方向ごとに光量むらが発生する。ここで、偏光方向が異なるビームに対して同一の補正データを用いた場合には、十分な補正効果を得ることができない。また、ビームごとに補正データ（補正位置と補正量）を持つことも考えられるが、これでは補正回路の規模が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６２３４４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５８７６１号公報
【特許文献３】特開２００９−０５３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、被走査面上での主走査方向の光量むらを画像データ上で効果的に補正し、光量むらに起因する画質劣化を解消できるビーム走査光学装置及び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】
本発明の第１の形態であるビーム走査光学装置は、
偏光方向が異なる複数のビームを発する光源部と、
前記光源部から発せられた複数のビームを主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
前記偏向手段で偏向された複数のビームを被走査面上で結像させるレンズを含む走査光学系と、
前記レンズを通過する複数のビームの主走査方向での光量ムラを補正する補正手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記レンズを通過する偏光方向が同じビームに対して共通する補正データを用いること、
を特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の形態である画像形成装置は、前記第１の形態であるビーム走査光学装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、結像レンズを通過する偏光方向が同じビームに対して共通する補正データを用いるため、被走査面上での主走査方向の光量むらを画像データ上で効果的に補正し、光量むらに起因する画質劣化を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施例である画像形成装置の概略構成図である。
【図２】ビーム走査光学装置の概略構成図である。
【図３】補正データの第１例を示すチャート図である。
【図４】光源配置の第１例を示す説明図である。
【図５】光源配置の第２例を示す説明図である。
【図６】補正データの第２例を示すチャート図である。
【図７】補正データの第３例を示すチャート図である。
【図８】補正データの第４例を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るビーム走査装置及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
一実施例である画像形成装置１は、図１に示すように、タンデム方式でカラー画像を形成するようにしたものである。即ち、四つのプロセスユニット１０（イエロー画像用のユニット１０ｙ、マゼンタ画像用のユニット１０ｍ、シアン画像用のユニット１０ｃ、ブラック画像用のユニット１０ｋ）が並置されており、各感光体１１上に形成された各色のトナー画像を矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト３１上に各転写ローラ３２から付与される電界により転写／合成（１次転写）する。その後、合成トナー画像を転写ローラ３５から付与される電界により記録媒体（用紙）上に２次転写する。
【００１４】
それぞれの感光体１１の周囲には、帯電ローラ１２、現像器１３、残留トナーのクリーニングブレード１４などが配置されており、さらに感光体１１上に静電潜像を形成するビーム走査光学ユニット２０が配置されている。この種のプロセスユニット１０によって電子写真方式で感光体１１上にトナー画像を形成し、該トナー画像を中間転写ベルト３１上に１次転写し、さらに記録媒体上に２次転写するプロセスは周知である。
【００１５】
記録媒体（用紙）は、給紙カセット５０に積載収容されており、給紙ローラ５１によって１枚ずつ給紙される。給紙された用紙は、レジストローラ対５２を介して２次転写部へ搬送され、前記中間転写ベルト３１からトナー画像が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット５５でトナーの加熱定着を施され、排出ローラ対５６から排出部５７へ排出される。
【００１６】
ビーム走査光学ユニット２０は、図２に示すように、光源部６１と、偏向器６５（以下、ポリゴンミラー６５と称する）と、結像レンズ７１を含む走査光学系７０とを備えている。光源部６１は、レーザダイオードからなるマルチビーム発光アレイＬＤａ，ＬＤｂにて構成され、アレイＬＤａからはビームＬＤａ１，ＬＤａ２が放射され、アレイＬＤｂからはビームＬＤｂ１、ＬＤｂ２が放射される。４本のビームＬＤａ１，ＬＤａ２，ＬＤｂ１，ＬＤｂ２は、ビームスプリッタ６２を通過することによって合成され、矢印Ｂ方向に回転するポリゴンミラー６５にて主走査方向Ｙに偏向走査される。さらに、４本のビームＬＤａ１，ＬＤａ２，ＬＤｂ１，ＬＤｂ２は走査光学系７０にて感光体１１上に走査／結像される。なお、走査光学系７０は、結像レンズ７１以外の走査／結像レンズや光路折返しミラーなどを含むが、それらの詳細は省略する。
【００１７】
光源部６１、ポリゴンミラー６５などはＣＰＵ７５にて制御される。特に、発光アレイＬＤａ，ＬＤｂは、ＣＰＵ７５によって画像データに基づいて変調され、同時に、以下に詳述するように光量むら補正部７６にて感光体１１上での主走査方向Ｙの光量むらの補正データを重畳される。また、各ビームの走査開始直前の一部はビーム検出部７２に導かれ、画像の水平同期信号であるＳＯＳ信号が生成される。このＳＯＳ信号を基準として主走査方向Ｙに光量むらを補正する。
【００１８】
前記ビームスプリッタ６２で合成されてポリゴンミラー６５で偏向される各ビームは偏光方向が異なったものである。即ち、一方の発光アレイＬＤａからのビームＬＤａ１，ＬＤａ２はＰ偏光成分が、他方の発光アレイＬＤｂからのビームＬＤｂ１，ＬＤｂ２はＳ偏光成分が、ポリゴンミラー６５にて偏向走査される。これらのビームがレンズ７１を通過する際にレンズ７１の透過反射率差の影響を受け、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とで透過率が変化し、被走査面（像面）上で偏光方向ごとに異なる光量むらが発生する。特に、レンズ７１が樹脂製（例えば、ポリカーボネート樹脂）である場合に複屈折が生じることが従来から知られている。
【００１９】
各ビームＬＤａ１，ＬＤａ２，ＬＤｂ１，ＬＤｂ２ごとの主走査方向Ｙにおける光量むらの一例を図３の上段に示す。この光量むらに対する補正データ（第１例）は図３の中段に示すとおりであって、偏光方向が同じビームに対しては共通する補正データを用いる。即ち、ビームＬＤａ１，ＬＤａ２に対しては補正データＬＤａ’を用い、ビームＬＤｂ１，ＬＤｂ２に対しては補正データＬＤｂ’を用いることにより、像面上での主走査方向の光量むらを極力解消する。これにより、主走査方向Ｙの光量むらを精度よく補正でき、かつ、ビームごとに光量むらの補正を行うよりも、補正部７６の回路規模を小さくできる。なお、この第１例では、偏光方向が異なるビームごとの主走査方向Ｙの補正位置及び該補正位置における補正量は任意である。
【００２０】
光源としては、ＶＣＳＥＬ（面発光半導体レーザ）などの偏光方向が揃っていない素子を用いてもよい。前述したように、第１の偏光方向である複数のビームを発する第１の光源ＬＤａと、第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向である複数のビームを発する第２の光源ＬＤｂと、第１及び第２の光源から発せられたビームを合成するビーム合成手段６２とを用いれば、光源部６１を安価に構成することができる。
【００２１】
ここで、光源の配置について説明する。図４（Ａ）は像面上でのビームの配置を第１の偏光方向のビームａと第２の偏光方向のビームｂとをまとめた場合である。この場合は、光量むらの補正残りが発生すると低周波なむらとして視認される。これに対して、図４（Ｂ）に示すように、像面上でのビームの配置を第１の偏光方向のビームａと第２の偏光方向のビームｂとを副走査方向Ｚに交互に配置することが好ましい。この場合は、光量むらの補正残りが発生したとしても、高周波なむらとなるので視認されることはない。ビーム数が少ない場合に有効である。
【００２２】
一方、ビームの本数が多い場合は、図５（Ａ）に示すようにビームａ，ｂを交互に配置すると、ビーム間隔が広いためにレンズ７１の副走査方向Ｚでの通過位置が大きく異なる。よって、偏光方向が同一のビームａ，ｂであってもむらの形状が異なり、同一の補正データを用いた場合に補正残りが発生しやすい。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、偏光方向の異なるビームａ，ｂを副走査方向Ｚに隣接して配置することが好ましい。このように隣接配置することで、偏光方向が同一のビームａ，ｂごとにレンズ７１の副走査方向Ｚでの通過位置がほぼ同一であり、むらの形状が揃うので、補正データを共通にした場合であっても補正残りが発生しにくく、画質の劣化が見られない。
【００２３】
次に、補正データの他の例について説明する。図６の中段に、偏光方向が異なるビームに対して補正データの主走査方向Ｙにおける補正位置を共通とし、かつ、その補正量を異ならせた第２例を示す。即ち、ビームＬＤａ１，ＬＤａ２に対しては補正データＬＤａ’を用い、ビームＬＤｂ１，ＬＤｂ２に対しては補正データＬＤｂ’を用いることにより、像面上での主走査方向の光量むらを極力解消する。ビームＬＤａ１，ＬＤａ２とビームＬＤｂ１，ＬＤｂ２に対して主走査方向Ｙにおける補正位置を共通とし、かつ、その補正量は異ならせている。これにて、良好な光量むらの補正を行いつつ、補正位置を任意とした前記第１例（図３参照）よりも補正部７６の回路規模を小さくすることができる。
【００２４】
図６に示した第２例での光量むら補正にあっては、光量むらの形状が急峻な変化があり、そのピーク位置に補正位置がない場合、補正残りが発生して画質劣化となるおそれがある（図７の四角形枠内に示した均等配置参照）。この対策として、第３例では、図７に示すように、偏光方向が異なるビームに対して補正データの主走査方向Ｙにおける補正位置を共通とし、かつ、光量むらのピーク位置に補正位置を移動させ、結果的に補正位置に粗密を持たせている。
【００２５】
また、異なる偏光方向のビームの光量むらの大きな位置から順に補正位置を配置することで、光量むらが小さくなる。一方、補正位置を順に配置することなく等間隔に配置し、光量むらのピーク位置からずれた近傍の補正位置をずらすことでも光量むらを小さくすることができる。また、偏光方向が異なるビームに対して補正位置を共通とすることで、高画質化を達成しつつ補正部７６の回路規模を小さくすることができる。
【００２６】
補正データの第４例は、図８に示すように、偏光方向が異なるビームに対して、補正データの主走査方向Ｙにおける補正位置を共通とし、かつ、その補正量を偏光方向の異なるビームの平均値としたもの（図８の中段に示す補正データＬＤ’参照）である。本第４例にあっては、前記第１例、第２例、第３例に比べて補正精度が若干劣るが、補正部７６の回路規模を小さくでき、画質もマクロ的に見た場合にそれほど遜色なく再現することができる。
【００２７】
なお、本発明に係る、ビーム走査光学装置及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００２８】
特に、ビーム走査光学装置における光源部の配置、結像用の走査光学系の詳細な構成などは任意である。また、画像形成装置としても、その基本的な構成や細部の構成は任意であり、プリント機能のみを備えたもの以外に、通信機能やファクシミリ機能などを備えた複合機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明は、ビーム走査光学装置や画像形成装置に有用であり、特に、被走査面上での主走査方向の光量むらを画像データ上で効果的に補正し、光量むらに起因する画質劣化を解消できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３０】
１０…プロセスユニット
１１…感光体
２０…ビーム走査光学ユニット
６１…光源部
６５…ポリゴンミラー
７０…走査光学系
７１…結像レンズ
７６…光量むら補正部
ＬＤａ，ＬＤｂ…発光アレイ
ＬＤａ１，ＬＤａ２，ＬＤｂ１，ＬＤｂ２…ビーム
ＬＤａ’，Ｄｂ’，Ｄ’…補正データ
【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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