JP2003039722A

JP2003039722A - 光書き込み装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003039722A
Application number: JP2001226381A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yasutomi; 啓安富
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化時においても、さらには、画像出力
中においてもＬＤ間の積分光量の差を補正することがで
きる光書き込み装置を提供する。【解決手段】複数のレーザダイオードと、前記複数の
レーザダイオードのそれぞれの積分光量を検知する検知
手段と、前記複数のレーザダイオードを入力された画像
信号に基づく変調信号とバイアスとにより駆動する駆動
手段と、前記変調信号のパルス幅を変えることが可能な
パルス幅変調手段と、前記駆動手段と前記パルス幅変調
手段とを制御する制御手段とを備え、前記検知手段は、
前記レーザダイオードの積分光量を各レーザダイオード
ごとに複数水準のパルス幅について検知し、前記制御手
段は、前記検知手段の検知結果に基づいて各レーザダイ
オードごとに前記バイアスと前記パルス幅を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のレーザダイ
オードを使用して光り書き込みを行う光書き込み装置、
および前記光書き込み装置を使用して画像形成を行う静
電複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の発明ととして、例えば、（１）特開平６−８５１２号公報（２）特開平１１−１３８８９７号公報（３）特開平１１−２４０１９８号公報（４）特開２０００−８９５２６公報等に開示された発明が公知である。以下、各公知例に開
示された発明について、簡単に述べる。

【０００３】（１）特開平６−８５１２公報この発明は、光書き込みを行う際に１画素（＝１ピクセ
ル）あたりの露光時間を変えることにより、出力画像の
線幅を補正することを特徴としている。電子写真プロセ
スを利用する画像形成装置では、潜像形成過程・現像過
程・転写および定着過程を経て画像が形成されるため、
出力画像の線幅は入力した画像情報と一致しないことが
一般的であり、また、上記の線幅の問題は装置の使用環
境によっても変化するとしている。従来ではこの線幅の
問題に対して、いわゆる現像バイアスを変化させる手
法、レーザの光量を変化させる手法があったが、それぞ
れに問題点をかかえていた。この発明では、線幅の問題
を上述の手法で解決することによって、従来の手法にく
らべて低コストなどのメリットをもつ画像形成装置が提
供できるとしている。

【０００４】（２）特開平１１−１３８８９７号公報この発明は、複数本の光ビームの同時発生走査により画
像形成面に画像を形成する装置において、各光ビームの
分担する主走査方向ラインのフォントデータを予め各光
ビーム発生手段ごとに対応して記憶手段に記憶させてお
き、画像出力時に前期対応記憶されているフォントデー
タを同時に読み出して各対応する光ビーム発生手段に同
時に与えるようにしたことを特徴としている。これによ
り、光ビーム発生手段へのフォントデータの供給時間を
短縮して画像出力をより迅速に行い得るようにした画像
形成装置が提供できるとしている。

【０００５】（３）特開平１１−２４０１９８号公報この発明は、出力光量がバイアス電流と温度に依存する
発光素子（レーザダイオード）と、前記出力光量を検知
する検知手段と、画像信号の変調信号と前記バイアス電
流により前記発光素子を駆動する手段とをもち、温度が
所定温度よりも低いときには前記変調信号の振幅レベル
を与える電流により発光素子を駆動し、温度が所定温度
よりも高いときには前記振幅レベルを与える電流と前記
バイアス電流により発光素子を駆動する２つのモードを
持つことを特徴としている。これにより、いわゆるバイ
アス電流制御におけるレーザ光の消光比を十分にとらな
いと言った問題や、いわゆるパルス電流制御における過
渡特性の悪化といった問題を、ともに解決できるように
なるとしている。

【０００６】（４）特開２０００−８９５２６公報この発明は、複数のレーザ光をそれぞれ個別に点灯させ
て走査を行ったときの感光体の電位を測定する測定手段
を備え、この測定結果をもとに感光体の表面電位が目標
電位になるように複数のレーザ光の出力を個別に制御す
るようにしたことを特徴としている。これにより、複数
のレーザ光の光量差に起因する画像劣化（具体的には、
べた黒画像中に副走査方向のピッチむらが発生する、低
濃度部においてがさつきが目立つ、といった問題。）を
簡略かつコストエフェクティブな構成で正確に防止する
ことができるとしている。

【０００７】ここで、従来から実施されている画像形成
装置全体と露光手段について説明する。図２は従来から
実施されている電子写真プロセスを用いる画像形成装置
の概略図である。感光体ドラム１は導体の表面に感光体
を塗布することによって形成され、図２中の矢印方向に
回転する。画像形成装置は、感光体ドラム１、帯電装置
２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニン
グ装置７および定着装置８から構成され、転写装置５と
感光体ドラム１との間に記録シート６を供給して記録シ
ート６上に画像を転写し、画像形成を行うように構成さ
れている。

【０００８】すなわち、画像形成装置では次のような手
順で画像の形成が行われる。

【０００９】１．帯電装置２では、感光体ドラム１の表
面を所望の電位に帯電する。

【００１０】２．露光装置３では、感光体ドラム１の表
面を露光して、所望の画像に対応する静電潜像を感光体
上に形成する。

【００１１】３．現像装置４では、露光装置３によって
書き込まれ、形成された静電潜像をトナーによって現像
し、感光体ドラム１上にトナー像を形成する。

【００１２】４．転写装置５は、感光体上で顕像化され
たトナー像を図示しない搬送装置によって搬送される紙
などの記録シート６上に転写する。

【００１３】５．クリーニング装置７は、転写装置５に
よって記録シート６上に転写されずに感光体ドラム１上
に残ったトナーを清掃する。

【００１４】６．転写装置５によって、トナー像が転写
された記録シート６は定着装置８へ搬送される。定着装
置８では、トナーは加熱され、記録シート６上に定着さ
れる。

【００１５】このような手順で画像形成が行われる画像
形成装置では、感光体ドラム１は図２中の矢印方向に回
転するため、上記の１〜６の工程を繰り返すことによっ
て記録シート６上に所望の画像が形成される。

【００１６】ところで、電子写真プロセスを用いる画像
形成装置での露光装置では、ＬＤ（レーザダイオード）
を出力画像の画像データに対応させて光変調を行う。こ
のＬＤから発光されたレーザ光は、図示しないコリメー
トレンズ、アパーチャー、シリンドリカルレンズ、ポリ
ゴンミラー、ｆ−θレンズを介して、感光体上に結像す
るようになっている。ポリゴンミラーは回転する多面鏡
であり、この回転によってレーザ光が感光体上を走査す
る。このため、感光体をレーザ光により露光して、所望
の画像に対応する静電潜像を感光体上に形成することが
できる。

【００１７】本発明は、前記ＬＤの発光のさせかた、及
び発光光量の補正の仕方に関するものであるので、これ
らの点についてを次に説明する。

【００１８】なお、以下の説明において、画像１ピクセ
ルあたりの露光量をこれ以後、「積分光量」と称す。こ
の積分光量は、レーザの発光がその画像信号に対応する
変調信号に十分追従していれば、レーザの発光光量と画
像１ピクセルあたりの発光時間との積によって算出され
る（図３）。しかし、レーザの光変調が高速に行われる
ようになった場合には、レーザ発光の追従が十分でな
く、立ち上がり、立ち下がりがなまってしまう。この場
合には、レーザの発光光量を時間で積分することによっ
て積分光量を求めることができる（図４）。

【００１９】積分光量を変化させる方法としては、前述
の特開平６−８５１２号公報などのように、露光時間つ
まりＬＤの発光時間を変える方法が提案されている。こ
の方法は、特開平６−８５１２号公報に記載されている
目的（出力画像の線幅補正）のほかに、画像１ピクセル
あたりで階調をつけるためにも使用されている。この画
像１ピクセルあたりで階調をつける方法は、多値書き込
みと称されている。

【００２０】また、最近の画像形成装置では、特開平１
１−２４０１９８号公報記載のように複数のＬＤを搭載
するものが増えてきている。これは、いわゆるプリント
枚数の多い装置（毎分２０枚以上プリント枚数の装置）
では、単独のＬＤのみでは光変調を高速で行うようにし
なければならず、さらに、ポリゴンミラーを高速で回転
させなくてはならないからで、物理的に高速化には限界
がありからである。このような問題に対して、複数のＬ
Ｄを搭載し、ポリゴンミラーで同時走査をすることによ
って、上述の問題を解決することが可能となる。

【００２１】また、ＬＤの発光量が温度に依存すること
もよく知られており、特開平１１−２４０１９８号公報
の従来技術にも記載されているように、ＬＤの発光量を
ＰＤ（フォトダイオード）で検出して、ＬＤの発光量が
一定になるようなフィードバック回路が組まれている場
合がほとんどである。フィードバックの形態としては、
前述の特開平１１−２４０１９８号公報の従来技術のよ
うにバイアス電流を変化させる方法などが提案されてい
る。

【００２２】さらに、複数のＬＤを有する画像形成装置
において、たとえＬＤを駆動するための電流を一定にし
ても、ＬＤの発光量に差が生じてしまうことも特開２０
００−８９５２公報に開示されている。このような問題
に対して、特開２０００−８９５２６公報記載の発明で
は、ＬＤによって走査した感光体の表面電位を測定する
ことによって、この結果から各ＬＤのいわゆる発光デュ
ーティ比を個別に制御することによって、各ＬＤの光量
差の問題を解決している。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】このように複数のＬＤ
を有する画像形成装置においては、各ＬＤごとに発光時
のパルス幅を同じにした場合でも積分光量に差が生じて
しまうことは前述の通りである。さらに、発明者の実験
によると、この各ＬＤごとの積分光量の差は常に一定の
関係を保持しているものではなく、ＬＤ発光量の温度補
正を目的とした各ＬＤごとに制御されているバイアスを
変化させた場合にも、上記の各ＬＤごとに積分光量の差
に変化が生じてしまうことが分かった。各ＬＤごとにバ
イアスを変化させることは、ＬＤの発光量が温度に依存
する性質上、不可避である。このため、結果として各Ｌ
Ｄごとの積分光量の差も温度に依存して変化するという
ことになる。

【００２４】しかし、特開２０００−８９５２６公報開
示の発明では、ＬＤ間の積分光量の差が温度に依存して
変化することまでは考慮されていない。このため、ＬＤ
の発光量の温度依存性を補正する制御を行う場合には、
ＬＤ間の積分光量の差を十分に補正することができな
い。また、前述のＬＤの温度変化を原因とする各ＬＤ間
の積分光量の差は、一枚の画像出力の間にも発生してい
る。これは、ＬＤの発光にともなってＬＤ自身の発熱に
よって温度が変化するためである。

【００２５】一方、特開２０００−８９５２６公報開示
の発明のような感光体の表面電位を測定するような光量
測定方法では、画像出力中には適用することはできな
い。このため、画像出力中のＬＤ自身の発熱による各Ｌ
Ｄ間の積分光量の差を補正することができない。

【００２６】そこで、本発明の第１の目的は、温度変化
時においても、さらには、画像出力中においてもＬＤ間
の積分光量の差を補正することができる光書き込み装置
および画像形成装置を提供することにある。

【００２７】また、前述のようなＬＤ間の積分光量の
差、特にＬＤの温度変化時において生じるような小さな
積分光量の差（１．０〜５．０％程度の差）は、高解像
度（１２００ｄｐｉ）画像、高線数中間調処理（２００
線／ｉｎｃｈ以上）画像において特に問題となる。この
ような小さなＬＤ間の積分光量の差（１．０〜５．０
％）は、特開２０００−８９５２６公報開示の発明よう
な感光体の表面電位を測定するという間接的な光量測定
方法では、表面電位計は１０Ｖ程度（表面電位の２％程
度に相当）の分解能であるため、これを使用しての調整
は困難である。また、感光体表面の付着物の影響、感光
体の経時変化による電気的特性の変化などの問題もあ
り、やはり上述のような小さな積分光量の差（１．０〜
５．０％）の調整は困難である。

【００２８】このようにＬＤ間に１．０〜５．０％の積
分光量の差がある状態で、感光体に対して光書き込みを
行い、画像を出力すると、極端な場合には横ライン（主
走査方向のライン）がＬＤの積分光量ズレの影響を受け
て、線幅が変化してしまうなどの問題が発生する。ま
た、均一明度のパッチを形成した場合には、積分光量が
大きいＬＤの使用頻度が多いようなパターンのパッチの
場合には、パッチの明度が小さく、一方で積分光量が小
さいＬＤの使用頻度が多いパターンのパッチの場合に
は、パッチの明度が大きくなってしまう。この結果、画
像の明度安定性を阻害する要因の１つとなる。また、グ
レースケールなどを出力すると、入力に対する画像明度
の線形性が悪くなるといった問題も発生する。この線形
性が悪いとは、明度差が開いた個所と詰まった個所が現
れたり、極端な場合には入れ替わってしまったりするこ
とをいう。

【００２９】このような問題は低解像度、低線数画像に
おいてはあまり問題にならないものの、高解像度（１２
００ｄｐｉ）画像、高線数中間調処理（２００線／ｉｎ
ｃｈ以上）画像において画質劣化要因となってしまう。

【００３０】そこで、本発明の第２の目的は、高解像度
（１２００ｄｐｉ）画像、高線数中間調処理（２００線
／ｉｎｃｈ以上）画像において画質劣化を生じることの
ない光書き込み装置および画像形成装置を提供すること
にある。

【００３１】さらに、カラー画像形成装置では、モノク
ロの場合のパッチの明度安定性が阻害される。

【００３２】入力に対する画像明度の線形性が悪くな
る。

【００３３】といった現象が、４色のトナー（ＣＭＹ
Ｋ）について発生する。この場合には、色再現性、色再
現安定性が阻害される。カラー画像形成装置では、一部
の色に対しては非常に厳しい再現安定性が要求されてい
るため、上述のような問題は画質低下の大きな要因にな
ってしまう。

【００３４】そこで、本発明の第３の目的は、色再現
性、色再現安定性が阻害されることがなく、高画質な画
像形成が可能な画像形成装置を提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の手段に係る光書き込み装置は、複数のレーザ
ダイオードと、前記複数のレーザダイオードのそれぞれ
の積分光量を検知する検知手段と、前記複数のレーザダ
イオードを入力された画像信号に基づく変調信号とバイ
アスとにより駆動する駆動手段と、前記変調信号のパル
ス幅を変えることが可能なパルス幅変調手段と、前記駆
動手段と前記パルス幅変調手段とを制御する制御手段と
を備え、前記検知手段は、前記レーザダイオードの積分
光量を各レーザダイオードごとに複数水準のパルス幅に
ついて検知し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結
果に基づいて各レーザダイオードごとに前記バイアスと
前記パルス幅を制御することを特徴とする。

【００３６】第２の手段は、第１の手段において、前記
制御手段は、前記複数のレーザダイオード間の積分光量
の差をなくすように前記バイアスと前記パルス幅を制御
することを特徴とする。

【００３７】第３の手段は、第２の手段において、前記
パルス幅の制御は、前記検知手段によって検知した積分
光量に基づいてテーブルを作成し、当該テーブルを参照
して行われることを特徴とする。

【００３８】第４の手段は、第１の手段において、前記
制御手段は、一枚の画像出力中に前記検知と、各レーザ
ダイオードごとの前記バイアスと前記パルス幅の制御を
行うことを特徴とする。

【００３９】第５の手段は、第１または第３の手段にお
いて、前記検知手段が、複数のレーザダイオードを搭載
したレーザダイオードアレイに設けられたフォトダイオ
ードからなることを特徴とする。

【００４０】第６の手段は、第１または第３の手段にお
いて、前記検知手段が、光学系を通過したあとのレーザ
光の積分光量を検知する位置に配されていることを特徴
とする。

【００４１】第７の手段は、第１の手段において、前記
レーザダイオードによって書き込まれる画像の解像度が
１２００ｄｐｉ以上であることを特徴とする。

【００４２】第８の手段は、第１の手段において、前記
制御手段は、前記レーザダイオードによって書き込まれ
る画像の中間調処理を２００線以上の線数で行うことを
特徴とする。

【００４３】第９の手段は、第１ないし第８の手段に係
る光書き込み装置と、この光書き込み装置によって画像
形成媒体に書き込まれた画像信号を可視化して出力する
作像手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とす
る。

【００４４】第１０の手段は、第９の手段において、前
記画像形成媒体の感光体の膜厚が２０μｍ以下、かつ、
レーザダイオードによって書き込まれるレーザ光のビー
ム径が３５μｍ以下であることを特徴とする。

【００４５】第１１の手段は、第９の手段において、前
記作像手段がトナー現像によって可視化するトナー現像
装置を含み、当該トナー現像装置で使用されるトナーの
体積平均粒径が６．０μｍ以下、かつ、前記画像形成媒
体の感光体の膜厚が２０μｍ以下であることを特徴とす
る。

【００４６】第１２の手段は、第９の手段において、前
記作像手段がトナー現像によって可視化するトナー現像
装置を含み、当該トナー現像装置で使用されるトナーの
体積平均粒径が６．０μｍ以下、かつ、レーザダイオー
ドによって書き込まれるレーザ光のビーム径が３５μｍ
以下であることを特徴とする。

【００４７】第１３の手段は、第９の手段において、前
記作像手段がフルカラーの作像装置からなることを特徴
とする。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態について説明する。なお、以下の説明において、
同等な各部に同一の参照符号を付し、重複する説明は適
宜省略する。

【００４９】＜第１の実施形態＞図２は本発明の第１の
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図で、前
述の従来例と基本的には同一に構成されているので、重
複する説明は省略する。

【００５０】感光体ドラム１は導体（アルミニウムな
ど）の表面に、感光体を膜厚２５μｍ（いわゆるＣＴ層
２０μｍ、ＣＧ層１μｍ、ＵＬ層４μｍの積層型ＯＰＣ
である。）で塗布することによって形成され、図２中の
矢印方向に回転する。感光体ドラム１の直径はこの実施
形態では６０ｍｍであり、周速は２３０ｍｍ／ｓｅｃで
ある。

【００５１】帯電装置２は、いわゆる接触ローラ帯電装
置であり、芯金上に中抵抗の導電性をもつ弾性層（厚み
３ｍｍ）が形成された構成の帯電ローラに、電源によっ
て直流電圧（−１．２１ｋＶ）を印加し、感光体を均一
（−５５０Ｖ）に帯電する。

【００５２】露光装置３は、帯電装置２で均一に帯電さ
れた感光体の表面に、目的の画像に対応した光を照射す
ることによって、静電潜像を形成する。露光装置３の光
源はレーザダイオードであり、ポリゴンミラーによっ
て、感光体上をレーザビームで照射しながら走査してい
く。るビーム径は主走査方向３５μｍ、副走査方向３５
μｍである。

【００５３】現像装置４は、いわゆる２成分現像装置で
あり、トナー（体積平均粒径６．８μｍ）とキャリア
（粒径５０μｍ）をトナー濃度５．０％に混合した現像
剤が現像容器内に収納されている。現像装置４では、こ
の現像剤を現像スリーブによって、感光体−現像スリー
ブ対向部へと搬送する。感光体−現像スリーブ間の距離
（現像ギャップ）は０．３ｍｍである。現像スリーブに
は電源により直流電圧（−４００Ｖ）が印加されている
ため、感光体上の静電潜像の対応してトナーが感光体上
に付着する反転現像が行われる。また、現像スリーブの
周速は４６０ｍｍ／ｓｅｃである。したがって、周速比
は２．０となる。

【００５４】転写装置５は、現像装置４で現像されたト
ナー像を不図示の給紙装置から搬送された記録シート６
上に転写する。本実施形態における転写装置５は転写ベ
ルトと電源とからなり、電源から転写ベルトに電圧を印
加する。印加する電圧は定電流制御とし、３０μＡであ
る。

【００５５】クリーニング装置７は弾性体から形成され
るブレードによって構成され、感光体上の残留トナー像
（転写残トナー）のクリーニングを行う。転写装置５に
よっての記録シート（紙など）６上に転写されたトナー
像は、定着装置８に搬送され、定着装置８で加熱加圧す
ることによって、トナー像が記録紙シート６上に定着さ
れる。次いで、トナー像が定着された記録シート６は、
画像形成装置機外へと排出され、出力画像となる。

【００５６】このように本実施形態においても前述の１
〜６の工程を繰り返すことによって、所望の画像を記録
シート上に形成することが可能になる。

【００５７】図５は本実施形態に係る画像形成装置の書
き込みユニットの概略構成図である。この実施形態で
は、４個のＬＤ（レーザダイオード）１０１をもつ４ｃ
ｈ（４チャンネル）タイプのＬＤアレイ１００を搭載し
ている。ＬＤ１０１からのレーザ光は、コリメートレン
ズ３０２、ＮＤフィルタ３０３、アパーチャ３０４、シ
リンドリカルレンズ３０５を介して、ポリゴンミラー３
０６へと照射される。この実施形態では、ポリゴンミラ
ー３０６は、６面タイプであり、２７１６．５ｒｐｍの
回転数で回転している。ポリゴンミラー３０６で反射さ
れたレーザ光は、第１および第２の折り返しミラー３０
８、３０９、第１および第２のｆ−θレンズ３０７，３
１０を介して、感光体ドラム表面３１１上で結像するよ
うになっている。この実施形態では、レーザビームの感
光体ドラム表面３１１上でのビーム径は、前述のように
３５μｍ（主走査方向）×３５μｍ（副走査方向）にな
るように調整されている。また、レーザ光はポリゴンミ
ラー３０６が回転することによって、感光体ドラム表面
３１１上を主走査方向に走査する。

【００５８】この実施形態では、画像形成装置の解像度
は１２００ｄｐｉであり、１ピクセルの大きさは、２
１．３μｍ×２１．３μｍである。また、１ピクセルあ
たりを１６．９ｎｓｅｃの時間で移動しながら、感光体
ドラム表面３１１にレーザビームを照射していく。この
とき、いわゆる画素クロックは５９．２ＭＨｚである。
このことは、５９．２ＭＨｚの周波数でＬＤを光変調す
ることを意味している。

【００５９】また、本実施形態では、レーザ光がポリゴ
ンミラー３０６の回転によって、感光体ドラム表面３１
１上を走査するが、非画像領域にレーザ光が位置すると
きには、感光体ドラム表面３１１への照射範囲外に置か
れたミラー３１４で反射して図５に図示された同期検知
板３１２に、レーザ光が入射するようになっている。こ
の同期検知板３１２は、レーザビームの入射によって基
準信号が発生するようになっており、この基準信号に基
づいて、画像書き出し位置のタイミング、いわゆる画素
クロックを形成するクロック信号のリセットを行うよう
になっている。これにより、感光体ドラム表面３１１上
の所定の位置に、光変調がなされたレーザ光を入射させ
ることができる。

【００６０】また、この実施形態では、１ピクセルあた
り４階調の階調表現が可能な、いわゆる４値書きこみを
行うことができるように、ＬＤ１００のパルス幅を４段
階で変化させてこのような多値書きこみを行っている。
しかしながら、これはＬＤ１００のパルス幅変調が２ｂ
ｉｔであること意味するものではない。この実施形態に
おけるＬＤ発光のパルス幅は、上述の階調差を形成する
ほかに、後で記述するようなＬＤ間の積分光量の差を調
整する役目を持つため、１２ｂｉｔでパルス幅変調が可
能である。

【００６１】なお、この実施形態では、４チャンネルの
ＬＤアレイ１００の積分光量の検知を各ＬＤ１００ａ〜
１００ｄごとに複数水準のパルス幅について行い、４チ
ャンネルの各ＬＤ１００ａ〜１００ｄごとにバイアスを
制御するとともに、さらに４チャンネルの各ＬＤ１００
ａ〜１００ｄごとにパルス幅の制御を行う。以下、複数
ＬＤの積分光量の制御方法について説明する。

【００６２】図１は、本実施形態におけるＬＤアレイ１
０１の積分光量の制御構成を示すブロック図である。

【００６３】４チャンネルＬＤアレイ１００の背面には
ＬＤ１０１の発光光量を検知するいわゆるＰＤ（フォト
ダイオード）１０２が配置してある。このＰＤ１０２で
の積分光量の検知結果に基づいて、各ＬＤ１０１のバイ
アスの制御とパルス幅の制御を行う。ＰＤ１０２の出力
はＶ／Ｉ変換器１０９に入力され、Ｖ／Ｉ変換器１０２
の出力は比較器１１０とＣＰＵ１０３に入力される。比
較器１１０へはＣＰＵ１０３によって設定される基準電
圧出力部１０８からの基準電圧が入力され、この基準電
圧と前記Ｖ／Ｉ変換器１０２からの出力が比較され、Ｓ
Ｗ１０７からバイアス設定部１０６を経てＬＤ駆動部１
０５に、前記比較器１１０に比較結果に基づいたバイア
スが入力される。ＬＤ駆動部１０５はＬＤアレイ１００
の各ＬＤ１０１ａ〜１０１ｄをそれぞれ駆動するが、こ
のＬＤ駆動部１０５には、書き込むデータ１１１、ＣＰ
Ｕ１０３からの指示出力、前記バイアスおよびパルス幅
（ＰＷＭ）制御部１１２からの出力が入力されるように
なっている。なお、ＣＰＵ１０３には、ＲＡＭ１０４が
接続され、ＣＰＵ１０３はＲＡＭ１０４に情報を格納
し、また、ＲＡＭ１０４から情報を取り出すことができ
るようになっている。

【００６４】このように積分光量を検知する手段として
のＰＤ１０２をＬＤ発光部裏面に配置すると、ＰＤ１０
２をＬＤ１０１の近くに配置することができるようにな
る。このことは、ＬＤ１０１からの発光されるレーザ光
の光路をさえぎることなしに、大きな光量によってＬＤ
１０１の発光量を検知することができるため、非常に感
度がよく、精度のよい検知が可能になる。この結果、温
度補正を行いながらであっても各ＬＤ１０１間の積分光
量の差が発生しないような制御を精度よく行うことが可
能になる。

【００６５】図６は、ＬＤ（１チャンネル目のＬＤ）１
０１ａの発光状態を横軸を時間にとって表したものであ
る。前述のようにポリゴンミラー３０６の回転に伴って
レーザビームが感光体ドラム表面３１１上を走査してい
き、レーザビームが同期検知板３１２を通過する領域に
相当するのが領域Ａである。続いて、レーザビームが感
光体３１１上を走査しているのが領域Ｂである。その後
は、次のポリゴンミラー６の面が来るまで画像領域では
ない部分が領域Ｃである。この実施形態では、この画像
領域ではない部分、領域Ｃの間にＬＤを発光させて、１
チャンネル目のＬＤ１０１ａの積分光量の制御を行う。

【００６６】前記上述の領域Ｃの区間において、まずＬ
Ｄ１０１ａをパルス幅８．５ｎｓｅｃ、周期１６．９ｎ
ｓｅｃ（いわゆるデューティ５０％）の発光方法で発光
させるとともに、ＬＤ１０１ａ発光の積分光量の検出を
ＰＤ１０２において行う。ＰＤ１０２からの出力は電圧
に変換され基準電圧と一致するように、ＬＤ１０１ａの
バイアスが制御されるようになっている。このとき、Ｐ
Ｄ１０２の出力に基づいて、Ｖ／Ｉ変換器９→比較器１
０→スイッチ７→バイアス６の経路を経てバイアスが設
定される。このバイアスの制御によって１ピクセルあた
りの積分光量は、０．９７３ｐＪ／ピクセルに調整され
る。

【００６７】このバイアス制御をおこなったあと、ＬＤ
１０１ａへのバイアスを固定した状態でＬＤ１０１ａを
今度はパルス幅２．８２ｎｓｅｃ、周期１６．９ｎｓｅ
ｃ（デューティ１６．７％）で発光させるとともに、Ｌ
Ｄ発光の積分光量を検出する。この場合の検出結果は上
述のバイアス制御とは異なり、ＬＤ１０１ａの積分光量
のデューティ依存性を検知し、所望の積分光量を実現す
るためのパルス幅との対応関係（ルックアップテーブル
−以下、ＬＵＴと称す）を作成するために使用する。こ
の実施形態では１ピクセルあたり４値（２ｂｉｔ）書き
こみを行うため、４値分のＬＵＴを作成する。ＬＵＴ
は、Ｖ／Ｉ変換器９からの出力信号に基づいてＣＰＵ３
で作成され、ＲＡＭ４に格納される。

【００６８】この実施形態では前記積分光量の結果か
ら、図７に示すように、積分光量が、０．９７３ｐＪ／
ピクセルの１／３、２／３の値、０．３２４ｐＪ／ピク
セル、０．６４９ｐＪ／ピクセルとなるようなパルス幅
を決定する。また、このような制御は、第１ないし第４
のＬＤ１０１ａ〜１０１ｄまでのＬＤについて同時に行
ってもかまわないが、本実施形態では図８に示すように
１走査ごとにＬＤの１チャンネルについて制御を行うよ
うにしてある。なお、前記デューティ１６．７％のパル
ス幅を選択したのは、４値書き込みのために図７におい
て０．９７３ｐＪ／ピクセルの１／３、２／３の値、
０．３２４ｐＪ／ピクセル、０．６４９ｐＪ／ピクセル
値を得るための線形性を確保するためであり、線形性が
確保できれば、図７に示した直線上の他の値を選択する
こともできる。

【００６９】図９は、このような方法によって求めた１
チャンネルないし４チャンネルのＬＤ１０１ａ〜１０１
ｄのＬＵＴの一例である。画像書きこみを行う場合に
は、このＬＵＴを用いてＬＤ発光のパルス幅（ＰＷＭ）
制御を行う。このような制御により２ｂｉｔ変調された
信号データが入力された場合に、上記のＬＵＴを参照し
て使用するＬＤのチャンネルごとにＬＤの発光パルス幅
を調整して積分光量が一致するようになっている。図１
０は１チャンネル目のＬＤ１０１ａについての積分光量
の制御方法を示したフローチャートである。

【００７０】このフローチャートに示すように積分光量
の制御と行う場合には、まず、１チャンネルのＬＤ１０
１ａをデューティ比５０％に当たるパルス幅２０４９／
４０９６で点灯する（ステップＳ１）。次いで、ＰＤ１
０２でＬＤ１０１ａの発光を検出して積分光量測定し、
積分光量が所望の値となるようにバイアスを制御する
（ステップＳ２）。その後、前述のデューティ比１６．
７％に当たるパルス幅６８３／４０９６でＬＤ１０１ａ
を点灯し（ステップＳ３）、ＰＤ１０２で前記デューテ
ィ比で点灯したＬＤ１０１ａの積分光量を測定し、積分
光量がステップＳ２の所望の値の１／３と２／３となる
ようなパルス幅を計算する（ステップＳ４）。なお、前
記デューティ比１６．７％となる光量は、１ピクセルあ
たり４値の書き込みを行うための光量を勘案して設定さ
れている。このステップＳ４でパルス幅が計算される
と、ステップＳ５でステップＳ４の計算結果をＲＡＭ１
０４に保存し、ＬＵＴを作成する。このＬＵＴの一例が
前述の図９に示したものである。

【００７１】図１１は１チャンネル目のＬＤ１０１ａの
入力データ（４値＝２ｂｉｔ）に対する積分光量をＰＤ
１０２で検出した結果をプロットしたものであり、図１
２はそのプロットした値を示す。図１１では、各入力デ
ータごとに１００点がプロットされている。４値目はパ
ルス幅８．５ｎｓｅｃ（デューティ５０％）でＬＤ１０
１ａを発光させたときの積分光量であり、このパルス幅
で積分光量が一致するようにＬＤ１０１ａへのバイアス
の調整を行っているため、積分光量はほぼ一定である。
それに対して、３値目、２値目では、積分光量が変化し
てしまうことがわかる。この実験では、積分光量の補正
（パルス幅の制御）を当初の１回だけ行いＬＤ間の積分
光量が一致するように各ＬＤ１０１の入力データに対す
るパルス幅を固定し、その後はこのパルス幅（ＬＵＴ）
を保持する。この間、温度補正を行うために、各ＬＤ１
０１へのバイアスの制御のみは行う。その結果、ＬＤ１
０１の温度補正にともなうバイアス制御では多値変調時
の積分光量をすべてのレベルにおいて一致させるとがで
きなくなってしまう。

【００７２】これに対して図１３は本実施形態の制御を
行った場合の測定結果をプロットしたものであり、図１
４はそのプロットした値を示す。図１３では、図１１の
場合とは異なり、２値目、３値目においても積分光量が
常に一致していることがわかる。本実施形態におけるＬ
Ｄ発光の制御方法では、このようにＬＤ１０１の積分光
量の差をほとんど生させることがなく、さらにいわゆる
多値変調を行った場合においてもＬＤ間の積分光量の差
がほとんど発生しない画像形成装置を実現することがで
きる。

【００７３】なお、前記温度補正は、１枚の画像の書き
込み中においても行うようにする。このように制御する
ことにより、各ＬＤ１０１の積分光量の差が発生しない
ような制御が可能となる。すなわち、１枚の画像中にお
いてもＬＤ１０１自身の発熱などによってＬＤ発光量が
変化するため、１枚の画像中においても上述の制御を行
う方が望ましい。一方、制御を行わない場合には、各Ｌ
Ｄ１０１間の積分光量の差を補正する制御が甘くなるた
め、上述の積分光量が一致しない場合に発生する問題が
発生してしまう。しかし、このように制御することによ
り、画像先端部のみでは、各ＬＤ１０１間の積分光量の
差に伴う問題がほとんど問題にならない状態でも、画像
後端部に行くにしたがって問題が顕著になるような事例
に対応することができる。

【００７４】また、このように温度補正することによ
り、画像の書き込み密度を１２００ｄｐｉ以上の高解像
度の画像に対応することができる。

【００７５】すなわち、解像度が１２００ｄｐｉでは１
ピクセルに相当するドットの大きさは約２１μｍ×２１
μｍである。人間の視覚特性では識別可能なドットの大
きさは１５〜２５μｍ以上であり、この大きさはドット
としてほとんど認識されない。このことは、特にハイラ
イト部で粒状感を感じないことを意味しており、粒状感
を感じることなく階調再現を可能とする。また、文字画
像についても種々のフォントが識別できるためには１２
００ｄｐｉ以上の解像度が必要であり、前述のように補
正することより、このような文字画像におけるフォント
の識別にも対応する。

【００７６】解像度を１２００ｄｐｉ化するなどの高解
像度化を行った場合には、電子写真方式では、各ＬＤ１
０１ａ〜ｄ間の積分光量の差がより顕著に表れてしま
う。これは、感光体上に形成される潜像パターンが、書
き込み部と非書きこみ部との境界でなまってしまうため
である。この境界部でのなまりは、感光体が２０〜３０
μｍ程度の厚みを持つこと、レーザビームがガウシアン
型の光量分布をもつこと、現像剤中に形成される電界が
周波数特性をもつことによる。高解像度化に伴い、この
書きこみ部と非書きこみ部との境界が多くなるため、こ
のなまりの影響を受けやすくなる。つまり、書きこみ部
の潜像が浅くなるため、潜像のわずかな違いによってト
ナーの付着量が変化しやすい。つまり、ＬＤ間の積分光
量の差をきわめて高精度で一致させる必要がある。

【００７７】しかし、本実施形態のように構成すると、
１２００ｄｐｉの高解像度にもかかわらず、各ＬＤでの
積分光量に差がある場合に発生する問題、横ライン（主走査方向のライン）が、使用するＬＤ
ごとに線幅が変化してしまう。

【００７８】画像の明度安定性が阻害されてしまう
（ＬＤの積分光量ばらつきと使用するＬＤの頻度によっ
て、同一のパターンを形成しても、異なる明度のパッチ
になってしまう。）。

【００７９】グレースケールなどを出力すると、入
力に対する画像明度の線形性が悪くなる。

【００８０】などの問題を解決することができる。

【００８１】＜第２の実施形態＞図１５は第２の実施形
態に係る画像形成装置の光学ユニットを示す概略図であ
る。

【００８２】この第２の実施形態では、第１の実施形態
における光学ユニットを感光体ドラム３１１表面に対し
て並列に配置したような構成になっている。すなわち、
第１および第２の光学系１５０，１５０’を並列に配置
している。第１の光学系１５０は、ＬＤアレイ１００、
コリメートレンズ３０２、シリンドリカルレンズ３０
５、ポリゴンミラー３０６およびｆ−θレンズ３０７か
らなり、第２の光学系１５０’はＬＤアレイ１００’、
コリメートレンズ３０２’、シリンドリカルレンズ３０
５’、ポリゴンミラー３０６’およびｆ−θレンズ３０
７’からなる。このように並列に光学系を配置すること
により、レーザビームが感光体ドラム表面３１１上を走
査する区間を短くすることができるため、幅の広い画像（いわゆる広幅機）に対応することがで
きる。レーザビームの走査区間が短いためビーム径を細くし
やすい。画素クロックを遅くできる。といったものである。その反面、図９でもわかるよう
に、レーザビームのつなぎ目が画像中央に現れてしまう
という問題がある。画像中央部であるために、写真画像
などのように中間調（中濃度）を多く含む画像などで
は、このつなぎ目で濃度差が発生してしまう。

【００８３】そこで、この第２の実施形態では、前述の
第１の実施形態に係る画像形成装置と同様に４チャンネ
ルのＬＤアレイ１００，１００’の積分光量の検知を各
ＬＤごとに複数水準のパルス幅について行い、４チャン
ネルの各ＬＤごとにバイアスを制御するとともに、さら
に４チャンネルの各ＬＤごとにパルス幅の制御を行うよ
うにした。

【００８４】すなわち、第１の実施形態に係る制御を各
光学系１５０，１５０’の各ＬＤアレイ１００，１０
０’について行うようにした。これにより、各光学系１
５０，１５０’の各ＬＤアレイ１００，１００’の各Ｌ
Ｄの積分光量の差をほとんど生させることがなく、さら
にいわゆる多値変調を行った場合においてもＬＤ間の積
分光量の差がほとんど発生しない２系統書き込みの書き
込み装置を備えた画像形成装置を実現することができ
る。

【００８５】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【００８６】＜第３の実施形態＞図１６は第３の実施形
態に係る画像形成装置における光学ユニットを示す概略
図である。

【００８７】この第３の実施形態は、前述の第１の実施
形態における４チャンネルのＬＤからなるＬＤアレイ１
００を、１ｃｈタイプのＬＤユニットとミラー（ハーフ
ミラー）とからなるユニットに置き換えたものである。
すなわち、２個のＬＤユニット１０１ａ，１０１ｂの出
射光をミラー１３ｂとハーフミラー１３ａを使用して重
ね合わせるようになっている。

【００８８】このようにすることにより、コスト的に非
常に安い１ｃｈタイプのＬＤを使用することができ、コ
ストの優れた書き込みユニットとなる。

【００８９】この第３の実施形態においても、２チャン
ネルのＬＤの積分光量の検知を各ＬＤごとに複数水準の
パルス幅について行い、２チャンネルの各ＬＤごとにバ
イアスを制御するとともに、さらに２チャンネルの各Ｌ
Ｄごとにパルス幅の制御をおこなう構成になっている。

【００９０】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【００９１】＜第４の実施形態＞図１７および図１８は
第４の実施形態に係る画像形成装置の入力データとパッ
チの明度（Ｌ＊）との関係を示す図である。

【００９２】この第４の実施形態は、第１の実施形態に
対してビーム径、ＯＰＣ膜厚、トナー粒径の組み合わせ
を代えたもので、その他、書き込みユニットの構成、Ｌ
Ｄの駆動方法については、第１の実施形態と同一であ
る。

【００９３】この第４の実施形態では、トナー粒径を
６．０μｍ、かつビーム径を３５μｍとしている。トナ
ー粒径を３水準（６．０、６．８、７．５μｍ）、ビー
ム径を３水準（３５、４０、４５μｍ）、ＯＰＣ膜厚を
３水準（２０，２５，３０μｍ）のすべての組み合わせ
（２７通り）において、画質評価を行う実験を行った。
実験機は、リコー社製・型式ＭＦ４５７０の画像形成装
置を１２００ｄｐｉ、２ｂｉｔ書き込みに改造したもの
を使用した。また、トナー粒径（体積平均粒径）はコー
ルター社製コールターカウンターでの測定結果であり、
ビーム径はＰＨＯＴＯＮ社製ビームスキャン、ＯＰＣ膜
厚はケット科学社製膜厚計でそれぞれ測定したものであ
る。

【００９４】画質評価は、画質の重要項目である階調性
を測定するという方法で行った。階調性の評価は、線数
を変えて中間調処理を施したパッチ（１７段）を出力
し、このパッチの明度（Ｌ＊）を測定した。中間調処理
としては、いわゆる線数を１５０、２００、２５０ｌｐ
ｉの３水準で画像を出力した。また、明度（Ｌ＊）の測
定には、分光濃度測色計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製９３８）を
使用した。階調性の数値化は、入力（データ上の面積
率）に対する１７段のパッチを測色して求めた明度値の
直線性から、いわゆるＲ＾２（自己相関係数の２乗−符
号「＾」は羃乗を示す）を計算するという方法で行っ
た。

【００９５】Ｒ＾２の値は、前述の入力データと明度
（Ｌ＊）との関係が直線的ならば１．０に近い値（図１
７）になり、直線からずれるにしたがって小さな値（図
１８）になる。図１７の例では、Ｒ＾２＝０．９９０３であり、図１８の例では、Ｒ＾２＝０．９６５６である。前者の方が１に近く、後者の方が前者よりも小
さな値となっている。また、発明者は自然画像などの高
い階調性が要求される画像の主観的評価を行うことによ
って、Ｒ＾２の値が０．９８以上であることを優れた階
調性の条件とした。Ｒ＾２の値は、いわゆる低線数画像
のほうが大きくなる傾向がある。しかしながら、線数が
２００ｌｐｉ以下の場合には、いわゆるディザのテクス
チャが認識できるようになってしまい、自然画像などに
おいては不自然な印象をあたえる結果、画質劣化の要因
となってしまう。このことから、発明者は、中間調処理
の線数を２００線以上で階調性Ｒ＾２の値０．９８以上
であれば高画質であると判断した。

【００９６】図１９は、上述のトナー粒径、ビーム径、
ＯＰＣ膜厚のすべての組み合わせにおける、階調性（上
述のＲ＾２）を測定した結果を表として示す図である。
この結果からからわかるように、階調性に優れた画像を
形成にするためには、トナー粒径、ビーム径、ＯＰＣ膜
厚を特定の組み合わせで用いる必要があることがわか
る。

【００９７】この第４の実施形態では、トナー粒径６．
０μｍ、ビーム径３５μｍの組み合わせとなっている。
このような組み合わせでは、発明者の実験によれば、少
なくともＯＰＣ膜厚が２０〜３０μｍの範囲内であれ
ば、２００ｌｐｉの線数を用いても階調性Ｒ＾２の値が
０．９８以上を確保することができることが明らかにな
った。前記図１９から、画像形成装置中のトナー、ビー
ム径に対して、トナー粒径６．０μｍ以下、ビーム径３
５μｍ以下の条件をみたす画像形成装置であれば、中間
調処理の線数が２００線以上で、階調性Ｒ＾２の値０．
９８以上である高画質の画像形成が行えると言える。

【００９８】この実施形態は、前述の理由により、視覚
特性上ディザのテクスチャを認識できないような２００
ｌｐｉ以上の線数を用いた場合でも、階調性Ｒ＾２を
０．９８以上に確保することができるような画像形成装
置であり、また、ＯＰＣ膜厚が２０〜３０μｍの範囲内
で許容されることから、いわゆる膜削れ（クリーンング
ブレードとＯＰＣドラムとの摺擦によりＯＰＣ膜厚がラ
ンニング時に小さくなってしまう問題。）に備えて、Ｏ
ＰＣ膜厚を予め大きめに設定することもできる。

【００９９】すなわち、この実施形態では、中間調処理
を２００ｌｐｉ以上にすることにより、いわゆるディザ
のパターンが見えない高画質が画像形成が可能になる。
このことは、従来の電子写真方式の出力画像では、ディ
ザのパターンが見えてしまい自然画像などでは人工的な
印象を与えてしまうといった問題があったが、中間調処
理を２００線以上に限定することにより、このような問
題が発生しない画像形成装置を実現することができる。

【０１００】なお、中間調処理を２００ｌｐｉ以上のよ
うな高線数で行う場合にも電子写真方式では、各ＬＤ１
０１ａ〜ｄ間の積分光量の差がより顕著に表れてしま
う。この場合にも、感光体上に形成される潜像パターン
が、書きこみ部と非書きこみ部との境界でなまってしま
うためである。この境界部でのなまりは、前述のように
感光体が２０〜３０μｍ程度の厚みを持つこと、レーザ
ビームがガウシアン型の光量分布をもつこと、現像剤中
に形成される電界が周波数特性をもつことによる。高
解像度化にともない、この書きこみ部と非書きこみ部と
の境界が多くなるため、このなまりの影響を受けやすく
なる。つまり、書きこみ部の潜像が浅くなるため、潜像
のわずかな違いによってトナーの付着量が変化しやす
い。つまり、ＬＤ１０１ａ〜ｄ間の積分光量の差をきわ
めて高精度で一致させる必要があり、この実施形態によ
って、前記積分光量の差をきわめて高精度で一致させる
ことができる。

【０１０１】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【０１０２】＜第５の実施形態＞本実施形態は、ビーム
径、ＯＰＣ膜厚、トナー粒径の組み合わせが、第１の実
施形態と異なるだけで、その他の各部は第１の実施形態
と同等に構成されている。

【０１０３】本実施形態では、トナー粒径が６．０μｍ
であり、かつＯＰＣ膜厚が２０μｍである。このような
組み合わせでも、発明者の行った実験（図１９）では、
２００ｌｐｉ以上の線数でありかつ階調性Ｒ＾２を０．
９８以上に確保することができる。（図１９の番号１、
４、７）なお、発明者の実験によれば本実施形態では
ビーム径の値は３５〜４５μｍの範囲で許容される。

【０１０４】この実施形態においても、第４の実施形態
と同じく視覚特性上ディザのテクスチャを認識できない
ような２００ｌｐｉ以上の線数を用いた場合でも、階調
性Ｒ＾２を０．９８以上に確保することができる。ま
た、ビーム径が３５〜４５μｍの範囲内で許容されるこ
とから、いわゆるデフォーカス（レーザビームの焦点深
度）の余裕度が大きく、感光体ドラム１と光学ユニット
３の位置関係の公差を大きくすることができる。また、
光学ユニット３中のレンズ（ｆ−θレンズ）として低コ
ストのプラスチックレンズを用いた場合などには、環境
温度によってビーム径が変化してしまうという問題があ
る。このような問題に対しても、本実施形態では許容範
囲を大きくできるという利点を有する。なお、図１９に
示した例では、トナー粒径が６．０μｍであり、かつＯ
ＰＣ膜厚が２０μｍであるが、トナー粒径が６．０μｍ
以下、かつＯＰＣ膜厚が２０μｍ以下の場合に２００ｌ
ｐｉ以上の線数でありかつ階調性Ｒ＾２を０．９８以上
に確保することができると言える。

【０１０５】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【０１０６】＜第６の実施形態＞本実施形態は、トナー
粒径を限定していない点が第１の実施形態と異なるだけ
で、ビーム径とＯＰＣ膜厚の組み合わせは第１の実施形
態と同様であり、その他の各部は第１の実施形態と同等
に構成されている。

【０１０７】本実施形態では、ビーム径が３５μｍであ
り、かつＯＰＣ膜厚が２０μｍである。このような組み
合わせでも、発明者の行った実験（図１９）では、２０
０ｌｐｉ以上の線数でありかつ階調性Ｒ＾２を０．９８
以上に確保することができる。（図１９の番号１、１
０、１９）なお、発明者の実験によれば本実施形態で
はトナー粒径の値は６．０〜７．５μｍの範囲で許容さ
れる。

【０１０８】この第６の実施形態においても第４の実施
形態と同様に視覚特性上ディザのテクスチャが認識でき
ないような２００ｌｐｉ以上の線数を用いた場合でも、
階調性Ｒ＾２を０，９８以上に確保することができる。
また、トナー粒径が６．０〜７．５μｍの範囲で許容さ
れることから、いわゆるトナー収率の問題（トナーの粒
径を小さくした場合には、トナーを粉砕、分級する工程
において、微分成分として除去される割合が大きくな
る。この結果トナーのコストアップににつながる。）に
対して余裕度が大きくなる。つまり、低コストのトナー
使用することが可能な画像形成装置を提供することがで
きる。

【０１０９】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【０１１０】＜第７の実施形態＞図２０は第７の実施形
態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。この
画像形成装置は、いわゆるタンデムタイプ（直接転写）
のカラー画像形成装置であり、前述の第１の実施形態に
対応する画像形成装置がイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に設け
られ、紙搬送ベルト２５０上をベルトと共に移動する転
写紙上に各色毎の画像が形成され、４色重畳されてフル
カラー画像を形成するものである。以下、概略的に説明
する。

【０１１１】このようなタンデムタイプの画像形成装置
では、転写紙搬送方向上流側から第１作像部２１０Ｙ、
第２作像部２１０Ｍ、第３作像部２１０Ｃおよび第４作
像部２１０Ｋが順番に配置され、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋの各色のトナー画像を作像する。第１作像部２１０Ｙ
は感光体２１１Ｙと、帯電装置（帯電ローラ）２１２Ｙ
と、露光装置（光書き込み部）２１３Ｙと、現像装置
（現像ユニット）２１４Ｙと、転写装置（転写ローラ）
２１５Ｙと、クリーニング装置２１６Ｙとから基本的に
構成され、前記帯電装置２１２Ｙから感光体２１１Ｙの
周りに図において時計方向に露光装置２１３Ｙ以降の各
装置が配置されている。

【０１１２】第２作像部２１０Ｍ、第３作像部２１０
Ｃ、第４作像部２１０Ｍも同様に、感光体２１１Ｍ，
Ｃ，Ｋと、帯電装置（帯電ローラ）２１２Ｍ，Ｃ，Ｋ
と、露光装置（光書き込み部）２１３Ｍ，Ｃ，Ｋと、現
像装置（現像ユニット）２１４Ｍ，Ｃ，Ｋと、転写装置
（転写ローラ）２１５Ｍ，Ｃ，Ｋと、クリーニング装置
２１６Ｍ，Ｃ，Ｋとから基本的に構成され、前記帯電装
置２１２Ｍ，Ｃ，Ｋから感光体２１１Ｍ，Ｃ，Ｋの周り
に図において時計方向に露光装置２１３Ｍ，Ｃ，Ｋ以降
の各装置が配置されている。

【０１１３】紙搬送ベルト２５０は１対の張力ローラ
ａ，ｂ（２２０ａ、２２０ｂ）間に張設され、張力ロー
ラａ（２２０ａ）を駆動側ローラとして転写紙を搬送
し、前記第１〜第４の各作像部２１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで
各色トナーが転写ローラ２１５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって
転写され、４色重畳されてた状態で定着ユニット２３０
まで搬送され、定着ユニット２３０で定着された後、排
紙される。なお、２４０はベルトクリーニングユニット
であって、紙搬送ベルト２５０に付着したトナーを清掃
する。

【０１１４】なお、このようなタンデムタイプの画像形
成装置の画像形成動作自体は公知のため、詳細な説明は
割愛する。

【０１１５】このように本実施形態によれば、ＬＤ１０
１ａ〜ｄ間の積分光量の差に起因する横ライン（主走査方向のライン）の線幅が使用する
ＬＤごとに変化してしまう。

【０１１６】画像の明度安定性が阻害されてしまう
（ＬＤの積分光量ばらつきと使用するＬＤの頻度によっ
て、同一のパターンを形成しても、異なる濃度のパッチ
になってしまう）。

【０１１７】グレースケールなどを出力すると、入
力に対する画像明度の線形性が悪くなる。

【０１１８】といった問題を回避することができる。特
に前記、の問題は、トナー４色（ＣＭＹＫ）を使用
するカラー画像形成装置では、安定した色再現の点から
非常に重要であるが、本実施形態のよう構成することに
より、前記問題が発生しないため、色再現性と色再現安
定性が阻害されることがなく、高画質な画像形成を安定
して行うことができる。

【０１１９】その他、特に説明しない各部は前述の第１
の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

【０１２０】＜第８の実施形態＞図２１は第８の実施形
態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。この
画像形成装置は、いわゆるタンデムタイプ（直接転写）
のカラー画像形成装置であり、中間転写ベルト２７０に
１色ずつ画像を転写し、４色重畳してフルカラー画像を
形成した後、一括して転写紙に転写する形式のものであ
る。

【０１２１】この実施形態は、第７の実施形態に対し
て、別途給紙装置２８０と転写装置２９０を設けたもの
で、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説
明は省略する。

【０１２２】＜第９の実施形態＞図２２は第９の実施形
態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。この
画像形成装置は、いわゆるリボルバタイプのカラー画像
形成装置であり、前述の第１の実施形態に対応する画像
形成装置が感光体１の周りに配設され、現像ユニット
（リボルバ現像ユニット３１０）がイエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の
現像装置を回転体の外周に設け、各色毎に画像を形成
し、現像した後、紙搬送ドラム３２０上で送られる転写
紙上に１色ずつ転写し、４色重畳してフルカラー画像を
形成し、定着ユニット３３０で定着して排紙する。その
他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等
に構成され、同等に機能する。

【０１２３】＜第１０の実施形態＞図２３は第１０の実
施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

【０１２４】この実施形態は、図５に示した第１の実施
形態の光学ユニットに積分光量を検知するための積分光
量検知板３１３を設けたもので、その他の各部は第１の
実施形態と同等に構成されている。

【０１２５】積分光量検知板３１３は、高感度ＣＣＤに
よって構成され、同期検知板３１２の近傍に配置し、ポ
リゴンミラーの１走査ごとに積分光量検知板３１３によ
って検出し、その検出結果にもとづいてＬＤの積分光量
の制御を第１の実施形態と同様にして実行する。この実
施形態では、積分光量検知板３１３は、ＬＤの積分光量
を光学系を通過した後のレーザ光の積分光量を測定する
ように配置されている。その他、特に説明しない各部は
前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能す
る。

【０１２６】この実施形態では、前述のように光学系
（アパーチャー、レンズ、ミラー）を通過した後のレー
ザ光の積分光量を検知している。ＬＤ１０１は発散角が
個々にわずかに異なるため、アパーチャー通過後の方が
積分光量との正確な対応をとるためには有利である。ま
た、ＬＤ１０１はレーザの波長が個々にわずかに異なる
ため、レンズ系を通過した後の方がやはり積分光量との
対応をるためには有利である。これにより、発散角の異
なるＬＤ１０１に対して許容幅が広がるためＬＤ１０１
への過度の品質要求がなくなる。また、同様にＬＤ１０
１の波長バラツキについても、過度の品質要求がなくな
る。この結果として、光学ユニットのコスト低減を達成
することができる。

【０１２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レーザ
ダイオードの積分光量を各レーザダイオードごとに複数
水準のパルス幅について検知し、その検知結果に基づい
て各レーザダイオードごとにバイアスとパルス幅を制御
するので、温度変化時においても、さらには、画像出力
中においてもＬＤ間の積分光量の差を補正することがで
きる。その結果、ＬＤ間の光量の差に起因する画像劣化
を防止することが可能な光書き込み装置および画像形成
装置を提供することができる。

【０１２８】また、本発明によれば、１２００ｄｐｉ以
上の高解像度の画像の書き込み、あるいは２００ｌｐｉ
以上の高線数中間調処理においても、各レーザダイオー
ドごとにバイアスとパルス幅を制御するので、温度変化
時においても、さらには、画像出力中においてもＬＤ間
の積分光量の差を補正することができるので、このよう
な高解像度および高線数中間処理においても画像劣化を
生じることのない光書き込み装置および画像形成装置を
提供することができる。

【０１２９】さらに、本発明によれば、色毎に書き込む
ＬＤ間の積分光量の差を補正し、ＬＤ間の光量の差に起
因する画像劣化を防止することができるので、色再現
性、色再現安定性が阻害されることがなく、高画質な画
像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るＬＤアレイの積
分光量の制御構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
概略構成を示す図である。

【図３】レーザダイオードのオン／オフが充分に速やか
に行われる場合のレーザの発光光量と画像１ピクセルあ
たりの発光時間との積によって算出される積分光量を概
念的に示す図である。

【図４】光変調が高速になり、レーザダイオードのオン
／オフがなまってしまった場合のレーザの発光光量と画
像１ピクセルあたりの発光時間との積によって算出され
る積分光量を概念的に示す図である。

【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の書き込
みユニットの概略構成図である。

【図６】本発明の実施形態におけるＬＤ（１チャンネル
目のＬＤ）の発光状態を横軸を時間にとって表したタイ
ミングチャートである。

【図７】積分光量の結果から４値書き込みが行えるよう
積分光量を設定するためのパルス幅の決定方法を説明す
るための図である。

【図８】１走査ごとにＬＤの１チャンネルについて積分
光量制御を行う制御方式を示す図である。

【図９】本発明の実施形態における１チャンネルないし
４チャンネルのＬＤのＬＵＴの一例を示す図である。

【図１０】本発明の実施形態における１チャンネル目の
ＬＤについての積分光量の制御方法を示すフローチャー
トである。

【図１１】１チャンネル目のＬＤの入力データ（４値＝
２ｂｉｔ）に対する積分光量をＰＤで検出した結果をプ
ロットした比較例を示す図である。

【図１２】図１１の検出結果をプロットした値を示す図
である。

【図１３】本実施形態の制御を行った場合の１チャンネ
ル目のＬＤの入力データ（４値＝２ｂｉｔ）に対する積
分光量をＰＤで検出した結果をプロットした図である。

【図１４】図１３の検出結果をプロットした値を示す図
である。

【図１５】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置
の光学ユニットを示す概略図である。

【図１６】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置
の光学ユニットを示す概略図である。

【図１７】第４の実施形態に係る画像形成装置の入力デ
ータとパッチの明度（Ｌ＊）との関係を示す図で、階調
性が良い場合の例を示す。

【図１８】第４の実施形態に係る画像形成装置の入力デ
ータとパッチの明度（Ｌ＊）との関係を示す図で、階調
性が悪い場合の例を示す。

【図１９】トナー粒径、ビーム径、ＯＰＣ膜厚のすべて
の組み合わせにおける階調性を測定した結果を表として
示す図である。

【図２０】本発明の第７の実施形態に係る画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図２１】本発明の第８の実施形態に係る画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図２２】本発明の第９の実施形態に係る画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図２３】本発明の第１０の実施形態に係る画像形成装
置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置３露光装置４現像装置５転写装置６記録シート７クリーニング装置８定着装置１００ＬＤアレイ１０１，１０１ａ，１０１ｂＬＤ１０２ＰＤ１０３ＣＰＵ１０４ＲＡＭ１０５ＬＤ駆動部１０６バイアス設定部１０７スイッチ１０８基準電圧出力部１０９Ｖ／Ｉ変換器１１０比較機１１１データ１１２パルス幅（ＰＷＭ）制御部２１０Ｙ第１作像部２１０Ｍ第２作像部２１０Ｃ第３作像部２１０Ｋ第４作像部３０２コリメートレンズ３０６，３０６’ ポリゴンミラー３０７，３０７’，３１０ｆθレンズ３１１感光体面３１２同期検知板３１３積分光量検知板

フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA03 AA12 AA15 AA16 AA20 AA21 AA32 AA46 AA53 AA55 AA56 AA59 AA61 BA52 BA66 BA67 CA09 CA12 CA18 CA24 CB04 CB08 CB59 2H045 BA23 CB22 CB42 DA41 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB07 DB22 DB24 DB30 DC03 DE04 DE30 FA01 5C072 AA03 BA13 BA19 HA02 HA06 HA09 HA13 HB04 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレーザダイオードと、前記複数のレーザダイオードのそれぞれの積分光量を検
知する検知手段と、前記複数のレーザダイオードを入力された画像信号に基
づく変調信号とバイアスとにより駆動する駆動手段と、前記変調信号のパルス幅を変えることが可能なパルス幅
変調手段と、前記駆動手段と前記パルス幅変調手段とを制御する制御
手段と、を備え、前記検知手段は、前記レーザダイオードの積分光量を各
レーザダイオードごとに複数水準のパルス幅について検
知し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて各
レーザダイオードごとに前記バイアスと前記パルス幅を
制御することを特徴とする光書き込み装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記複数のレーザダイ
オード間の積分光量の差をなくすように前記バイアスと
前記パルス幅を制御することを特徴とする請求項１記載
の光書き込み装置。
【請求項３】前記パルス幅の制御は、前記検知手段に
よって検知した積分光量に基づいてテーブルを作成し、
当該テーブルを参照して行われることを特徴とする請求
項２記載の光書き込み装置。
【請求項４】前記制御手段は、一枚の画像出力中に前
記検知と、各レーザダイオードごとの前記バイアスと前
記パルス幅の制御を行うことを特徴とする請求項１記載
の光書き込み装置。
【請求項５】前記検知手段が、複数のレーザダイオー
ドを搭載したレーザダイオードアレイに設けられたフォ
トダイオードからなることを特徴とする請求項１または
３記載の光書き込み装置。
【請求項６】前記検知手段が、光学系を通過したあと
のレーザ光の積分光量を検知する位置に配されているこ
とを特徴とする請求項１または３記載の光書き込み装
置。
【請求項７】前記レーザダイオードによって書き込ま
れる画像の解像度が１２００ｄｐｉ以上であることを特
徴とする請求項１記載の光書き込み装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記レーザダイオード
によって書き込まれる画像の中間調処理を２００線以上
の線数で行うことを特徴とする請求項１記載の光書き込
み装置。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれか１項に記載
の光書き込み装置と、この光書き込み装置によって画像形成媒体に書き込まれ
た画像信号を可視化して出力する作像手段と、を備えて
いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記画像形成媒体の感光体の膜厚が２
０μｍ以下、かつ、レーザダイオードによって書き込ま
れるレーザ光のビーム径が３５μｍ以下であることを特
徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記作像手段がトナー現像によって可
視化するトナー現像装置を含み、当該トナー現像装置で
使用されるトナーの体積平均粒径が６．０μｍ以下、か
つ、前記画像形成媒体の感光体の膜厚が２０μｍ以下で
あることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記作像手段がトナー現像によって可
視化するトナー現像装置を含み、当該トナー現像装置で
使用されるトナーの体積平均粒径が６．０μｍ以下、か
つ、レーザダイオードによって書き込まれるレーザ光の
ビーム径が３５μｍ以下であることを特徴とする請求項
９記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記作像手段がフルカラーの作像装置
からなることを特徴とする請求項９記載の画像形成装
置。