JP2006150772A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 、予めわかっている半導体レーザー（発光素子）の照射位置ずれに起因する光量ムラを除去できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置７９の制御部１では、デフォルト補正データ演算部２が、一度の走査において求められた感光体６２上の回転方向における半導体レーザーＬＤの各々のドット位置同士の間隔を表すデフォルト補正データを算出する一方、ずれ量補正データ演算部４は、デフォルト補正データをドット画像データに対応させることで、そのドット画像データの副走査方向における各々のドット間の間隔を表すドット位置間隔データを算出する。さらに、制御部１の光量補正データ演算部５は、ドット位置間隔データに基づいて、ドット画像データの各々のドットの光量を補正するための光量補正データを求める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光線によって形成された像担持体（感光体）上の静電潜像を利用して、シート上に画像を形成させるプリンター、コピー機、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置では、一様に帯電させた感光体に対し、入力画像データに対応した光線（レーザービーム等）で露光することにより静電潜像、ひいては画像を形成するようになっている。

具体的には、レーザービームを光源装置内のポリゴンミラーにより偏向させ、感光体上の主走査方向（感光体の長手方向）に走査させる一方、感光体の回転により、レーザービームを副走査方向（感光体の回転方向）に走査させることにより露光させている。そして、この露光により、感光体上に静電潜像が形成させるとともに、電位差に基づくトナーの移動で、その静電潜像にトナーが引きつけられるようになっている（トナー像が形成されるようになっている）。

ところで、このトナー像の濃度は、感光体への露光時の光線の光量（露光量）に依存する。そのため、感光体上では均一な光量が照射されることが好ましく、そのための対策を施した画像形成装置が種々開発されている（特許文献１等）。

例えば、特許文献１の画像形成装置では、図１２に示すように、レーザー出力制御回路、変換テーブル、走査線ピッチムラ検出回路、および演算回路から成るレーザー出力補正手段１０１を有している。

このレーザー出力補正手段１０１は、入力画像データを変換テーブルによって、濃度に応じた半導体レーザーの発光レベル信号（入力ドット画像データ）に変換する一方、走査線ピッチムラ検出回路からの走査線ピッチ変動量（副走査方向における走査間隔のずれ）を演算回路で演算することで、補正用発光信号レベルを算出する。そして、この発光レベル信号と、補正用発光信号レベルとを加算することで、この加算結果である発光レベルで半導体レーザーを駆動し、単位面積あたりの露光量を一定としている。

また、この特許文献１の画像形成装置では、図１３に示すように、レーザー出力補正手段１０１の内部構成を一部変更し、補正用発光信号レベルを算出することなく、単位面積あたりの露光量を一定とすることもできる。

例えば、走査線ピッチ変動量の主たる原因をポリゴンミラーの面倒れと限定し、反射型センサーと面検出回路とでポリゴンミラーの面を予め検出する一方、面倒れ補正データ記憶回路で、検出したポリゴンミラーの面から成る面倒れのデータを記憶しておく。そして、この面倒れデータと、変換テーブルを経た発光レベル信号とを加算することで、この加算結果である発光レベルで半導体レーザーを駆動し、単位面積あたりの露光量を一定としている。
特開平４−２０００６５号公報（請求項１、および第１図・第７図参照）

しかしながら、この特許文献１の画像形成装置では、図１３に示すレーザー出力補正手段１０１を用いる場合、走査線ピッチ変動量の主たる原因をポリゴンミラーの面倒れと限定している。しかしながら、ポリゴンミラーの面倒れ以外にも、レーザー光軸の調整バラツキやレンズ（ｆ−θレンズ）の性能等が原因となって、走査線ピッチが変動する場合もある。にもかかわらず、かかる場合、特許文献１の画像形成装置では対応できない。

また、図１２のようなレーザー出力補正手段１０１では、１個（単数）のレーザー出力素子（半導体レーザー等）から成る光源で複数回走査させた場合で、副走査方向にレーザービームの照射位置ずれが生じたとき、そのずれ量（走査線ピッチ変動量）を把握するには適している。しかしながら、少なくとも３個以上の半導体レーザーから成る光源の場合、その光源における各半導体レーザー間において、レーザービームの照射位置ずれが予め発生している場合がある。

かかるような場合であっても、図１３のレーザー出力補正手段１０１では、必ず副走査方向にレーザービームの照射位置ずれを検出するようになっている。つまり、３個以上の半導体レーザーから成る光源で、各半導体レーザー間において、予めわかっているレーザービームの照射位置ずれまでも、図１３のレーザー出力補正手段１０１では検出するようになっているため、補正のための演算等において必要以上の負荷が発生してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、予めわかっている半導体レーザー（発光素子）の照射位置ずれ（レーザービームの照射位置ずれ）に起因する光量ムラを除去できる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、回転する像担持体上（感光体上）に、入力ドット画像データに基づく複数回の走査を繰り返すことで、静電潜像を形成させる発光素子を少なくとも３個以上有した光源装置を備える画像形成装置であって、発光素子は、像担持体の回転方向と同方向に光線を列べて照射するように配設されており、さらに、これらの発光素子の光量を補正する制御部が設けられ、この制御部は、一度の走査において取得した像担持体上の回転方向における各々の発光素子の光線照射位置間隔を照射間隔データに変換するとともに、この照射間隔データを入力ドット画像データに対応させることで、その入力ドット画像データの上記回転方向における各々のドット間の間隔を表すドット間隔データを求め、さらに、このドット間隔データに基づいて、入力ドット画像データの上記回転方向における各々のドットの光量を補正するための光量補正データを求め、この光量補正データに基づいて、発光素子の光量を補正させていることを特徴としている。

これによると、本発明の画像形成装置は、少なくとも３個以上の発光素子を有しており、それらの発光素子は、像担持体の回転方向、すなわち、副走査方向と同方向に列ぶように光線を照射するようになっている。

このように発光素子の光線（光線照射位置）が副走査方向と同方向で並ぶときには、各光線照射位置同士の間隔（光線照射位置間隔）が、それぞれ異なる場合がある。つまり、少なくとも３個以上の発光素子を設けることで、必然的に、各発光素子の光線照射位置が固有の間隔を有するようになり、その間隔（光線照射位置間隔）が、それぞれ異なってしまうようになっている。

そこで、まず、制御部は、一度の走査において像担持体上の回転方向における各々の発光素子の光線照射位置間隔を取得するとともに、これを照射間隔データに変換する（作成する）。

次に、制御部は、入力ドット画像データと照射間隔データとを対応させる。入力ドット画像データは、例えば像担持体上の長手方向（すなわち主走査方向）と回転方向（副走査方向）において、発光素子の発光位置（発光タイミング）を表すデータである。そのため、この入力ドット画像データと照射間隔データとを対応させると、入力ドット画像データの副走査方向における各々のドット間の間隔を表すドット間隔データを求めることができる。

そして、制御部は、このドット間隔データに基づいて、入力ドット画像データの副走査方向方向における各々のドットの光量を補正するための光量補正データを求めている。つまり、本発明の画像形成装置では、少なくとも３個以上の発光素子を設けることで、必然的に、各発光素子の光線照射位置の有する固有の間隔を考慮して、光量補正を行うことができるようになっている。

なお、上記照射間隔データは、予め規定されている各々の発光素子間の基準間隔との差分から成るデータであることが好ましい。

また、本発明の画像形成装置では、少なくとも２走査以上に渡る入力ドット画像データの像担持体の回転方向において、２ドット以上の非発光データに挟まれた入力ドット画像データに対応する発光素子以外の発光素子に限って、光量補正を行うようにしてもよい。

このようにしておけば、必要な場合（光量ムラが生じる場合）に限って、光量補正を行うことができる。

本発明の画像形成装置は、少なくとも３個以上の発光素子（半導体レーザー）を設けることで、予め生じてしまう発光素子の照射位置ずれに起因する光量ムラを除去することができる。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔１．画像形成装置の構成について〕
図２は、本発明の画像形成装置７９の概略構成図である。この図に示すように、画像形成装置７９は、ＣＣＤ７２で原稿を読み取ってデジタルの画像データ（原稿データ）に変換させるスキャナー部７１、放電する帯電部６１、帯電部６１の放電により表面を帯電させる感光体（像担持体）６２、スキャナー部７１で取得した画像データに応じて光線（レーザー光線等）を発し、感光体６２に静電潜像を形成させるＬＳＵ（レーザースキャニングユニット）６３、静電潜像にトナーを付着させる現像部６４、トナーの付着した感光体６２のトナー像を、シートカセット６５から搬送部６６に流れるシートへと転写させる転写部６７、シート上に転写されたトナー像を定着させる定着装置６８、および定着したシートを排出する排出ローラー対６９等が配設されている。

なお、図２には図示していないが、ＬＳＵ６３からの光量や、感光体６２の回転速度等を制御する制御部１（図１参照）が、画像形成装置７９内部に備えられるようになっている（詳細については後述）。

〈１−１．ＬＳＵの構成について〉

ここで、ＬＳＵ（光源装置）６３の構成を図３を用いて詳説する。ＬＳＵ６３は、半導体レーザーＬＤ（以下、ＬＤと表現する場合もある）、コリメータレンズ５１、ポリゴンミラー５２、ｆ−θレンズ５３、および折り返しミラー５４を含むように構成されている。

半導体レーザー（発光素子）ＬＤは、レーザービームを発する光源である。コリメータレンズ５１は、レーザービームを通すことで、ポリゴンミラー５２の反射面上にそのレーザービームを線状に集光させるものである。ポリゴンミラー５２は、集光されたレーザービームを偏向反射（偏向走査）させるものである。ｆ―θレンズ５３は、そのレーザービームの倒れを補正し、かつ、レーザービームの等角速度運動を等速運動に変換するものである。折り返しミラー５４は、等速運動するレーザービームを反射させることで、感光体６２に照射させるものである。

〔２．感光体上のレーザービーム照射位置（ドット位置）について〕
本発明の画像形成装置７９におけるＬＳＵ６３では、少なくとも３個以上の半導体レーザーＬＤを備えるようにしている（ＬＤ１・ＬＤ２・ＬＤ３…ＬＤ_Z；Ｚは整数）。そして、この半導体レーザーＬＤ１・ＬＤ２・ＬＤ３が感光体６２上にレーザービームを照射させる場合、図４に示すように、レーザービームのドットの位置（ドット位置）は、副走査方向において、等間隔〔以下、基準間隔（閾間隔）と表現する〕になることが望ましい。

なぜならば、等間隔なドット位置であれば（基準間隔でドット位置が並べば）、各半導体レーザーＬＤの光量が均一に重なり合って（重なり光量が一定となって）、印刷されるシートの印刷濃度は均一になるためである（例えば、ＬＤ１とＬＤ２の重なり光量と、ＬＤ２とＬＤ３との重なり光量とが同じ光量になることで、印刷濃度が均一になるためである）。

このように、重なり光量が一定になることで（基準重なり光量となることで）、印刷濃度が均一になる場合、全ての半導体レーザーＬＤの光量を一定にしておけばよく、各半導体レーザーＬＤに応じて光量補正（レーザービームの強度等を変えること）を行う必要はない。

しかしながら、ポリゴミラーの面倒れ、レーザー光軸の調整バラツキ、ｆ―θレンズ５３の性能等の種々の原因によって、レーザービームのドット位置がずれる場合がある。かかる場合、全ての半導体レーザーＬＤの光量が一定であると、各半導体レーザーＬＤの重なり光量にムラ（光量ムラ）が生じてしまう（重なり光量が、基準重なり光量よりも大きくなったり、小さくなったりしてしまう）。

〈２−１．複数の半導体レーザー間における固有のドット位置ずれについて〉
このような光量ムラを引き起こす、ドット位置のずれのパターンについて、図５を用いて説明する。３個の半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ３を備えるＬＳＵ６３では、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、４パターンのドット位置ずれが生じ得る。

図５（ａ）は、半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ３における１個の半導体レーザーＬＤのドット位置がずれた場合である〔この図５（ａ）では、一例として、ＬＤ２のドット位置がＬＤ１のドット位置に近づくようにずれている〕。

このように、１個の半導体レーザーＬＤのドット位置がずれていると、ずれたＬＤ（ＬＤ２）とずれた先のＬＤ（ＬＤ１）とのドット位置が必ず近づくことになり、その箇所の光量が増加する（ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置の間隔が、基準間隔より狭まり、ＬＤ１とＬＤ２との重なり光量は、基準重なり光量よりも増加する）。

一方、ずれたＬＤ（ＬＤ２）のドットのずれ方向と逆方向に位置する半導体レーザーＬＤ（ＬＤ３）のドット位置では、ＬＤ２のドット位置が離間するようになっている。そのため、それらの半導体レーザーＬＤ同士のドット位置間隔が広がることになり（ＬＤ２とＬＤ３との間隔が基準間隔よりも広がることになり）、上記の増加した箇所に比べて（ひいては基準重なり光量よりも）、ＬＤ２とＬＤ３との重なり光量は低下するようになっている。

なお、ＬＤ１（またはＬＤ３）のドット位置が、ＬＤ３（またはＬＤ１）のドット位置にずれるときは、連続する走査にまたがって（第ｎ走査と第ｎ＋１走査とにまたがって；ｎは整数）、ドット位置（ＬＤ１・ＬＤ３のドット位置）が近づき、その箇所の光量が、基準重なり光量よりも増加するようになっている（後述の図７参照）。

図５（ｂ）は、ＬＤ１〜ＬＤ３における２個の半導体レーザーＬＤのドット位置がずれた場合である〔この図５（ｂ）では、ＬＤ１・ＬＤ３のドット位置がＬＤ２のドット位置に近づくようにずれている〕。

このように、２個の半導体レーザーＬＤ（ＬＤ１・ＬＤ３）のドット位置が互いに近づくようにずれるとともに、ずれた先に他の半導体レーザーＬＤ（この図の場合ＬＤ２）のドットが位置していると、３個の半導体レーザーＬＤのドット位置が偏るようになる。つまり、ＬＤ１・ＬＤ２のドット位置の間隔およびＬＤ２・ＬＤ３のドット位置の間隔が、基準間隔よりも狭まる。その結果、その３個の半導体レーザーの集合箇所における重なり光量（ＬＤ１とＬＤ２との重なり光量およびＬＤ２とＬＤ３との重なり光量）は、基準重なり光量よりも増加する。

一方、連続する走査にまたがって（第ｎ走査と第ｎ＋１走査とにまたがって）、離間することになる半導体レーザーＬＤ同士のドット位置の間隔（第ｎ走査のＬＤ３と第ｎ＋１走査のＬＤ１との間隔）は、基準間隔よりも広がる。そのため、ＬＤ１とＬＤ３との重なり光量は、上記の集合箇所に比べて（ひいては基準重なり光量よりも）、低下するようになる（ＬＤ１とＬＤ３とのドット位置の間隔が基準間隔より広まり、重なり光量が基準重なり光量よりも低下する）。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）同様、ＬＤ１〜ＬＤ３における２個の半導体レーザーＬＤのドット位置がずれた場合である〔この図５（ｃ）では、一例として、ＬＤ２・ＬＤ３のドット位置が互いに近づくようにずれている〕。

このように、２個の半導体レーザーＬＤ（ＬＤ２・ＬＤ３）のドット位置が互いに近づくようにずれるとともに、そのずれる半導体レーザーＬＤ同士のドット位置の間に、他の半導体レーザーＬＤのドットが介在しない場合、近づき合ったＬＤのドット位置の箇所は光量が増加する（ＬＤ２とＬＤ３とのドット位置の間隔が基準間隔よりも狭まるため、ＬＤ２とＬＤ３との重なり光量が基準重なり光量よりも増加する）。

一方、同一走査において（例えば第ｎ走査において）、ずれた半導体レーザーＬＤ（ＬＤ２）のドット位置に隣り合い、かつ、ずれなかった半導体レーザーＬＤ（ＬＤ１）のドット位置と、そのずれた半導体レーザーＬＤ（ＬＤ２）のドット位置との間隔は、基準間隔に比べて広がるため、上記の箇所に比べて（ひいては基準重なり光量よりも）、重なり光量は低下するようになっている（ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置の間隔が基準間隔より広まり、ＬＤ１とＬＤ２との重なり光量が基準重なり光量よりも低下する）。

また、連続する走査にまたがって（第ｎ走査と第ｎ＋１走査とにまたがって）、離間することになる半導体レーザーＬＤ同士の間隔（第ｎ走査のＬＤ３と第ｎ＋１走査のＬＤ１との間隔）も、基準間隔よりも広がり、上記同様（ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置の間隔同様）、重なり光量（ＬＤ３とＬＤ１との重なり光量）が基準重なり光量よりも低下するようになる。

図５（ｄ）は、ＬＤ１〜ＬＤ３における全ての半導体レーザーＬＤのドット位置がずれた場合である〔この図５（ｄ）では、一例として、ＬＤ２・ＬＤ３のドット位置が互いに近づくとともに、ＬＤ１がＬＤ２に近づくようにずれている〕。

このように、２個の半導体レーザーＬＤ（ＬＤ２・ＬＤ３）のドット位置が互いに近づくようにずれるとともに、残りの半導体レーザーＬＤ（ＬＤ１）のドット位置が近づき合った２個の半導体レーザーＬＤのドット位置に近づくようにずれる場合、近づき合ったＬＤ同士（ＬＤ２・ＬＤ３）のドット位置の箇所は重なり光量が増加する（ＬＤ２とＬＤ３とのドット位置の間隔が基準間隔よりも狭まるため、ＬＤ２とＬＤ３との重なり光量が基準重なり光量よりも増加する）。

一方、連続する走査にまたがって（第ｎ走査と第ｎ＋１走査とにまたがって）、離間することになる半導体レーザーＬＤ同士の間隔（第ｎ走査のＬＤ３と第ｎ＋１走査のＬＤ１との間隔）は、基準間隔よりも広がり、上記の箇所に比べて（ひいては基準重なり光量よりも）、重なり光量が低下するようになる（ＬＤ３とＬＤ１とのドット位置の間隔が基準間隔より広まり、ＬＤ３とＬＤ１との重なり光量が基準重なり光量よりも低下する）。

なお、同一走査において（例えば第ｎ走査において）、互いに同方向にずれた２個の半導体レーザーＬＤ（ＬＤ１・ＬＤ２）のドット位置は、基準間隔を維持するようになっている。

また、図５（ａ）〜図５（ｄ）にて説明した以外にも、３つある半導体レーザーＬＤが全て同じ方向にずれたり、３つあるうちの２つの半導体レーザーＬＤが同じ方向にずれたりすることも当然あり得る。しかしながら、半導体レーザーＬＤの３個が全く同じずれ量の場合は、間隔は変わらない。また、３個の半導体レーザーＬＤのずれ量が異なる場合は、図５（ａ）〜図５（ｄ）の４パターンのドット位置ずれのいずれかに該当するようになっている。

〈２−２．主走査方向への走査において生じる固有のドット位置ずれについて〉
以上のように、複数の半導体レーザー間における固有のドット位置ずれはパターン化できる。しかし、主走査方向へと走査（第ｎ走査等）を行うとき、ｆ―θレンズ５３の収差等によって、図６のようなドット位置ずれが生じる場合がある。

この図に示す場合は、一度の走査において、感光体６２上で、最初にレーザービームが照射される位置（書き始め位置）から、最後にレーザービームが照射される位置（書き終わり位置）に至るまでの間で、ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置間隔およびＬＤ２とＬＤ３とのドット位置間隔が変化するようになっている。

具体的には、書き始め位置から主走査方向における中心（像高センター）に至るまでは、ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置間隔およびＬＤ２とＬＤ３とのドット位置間隔は徐々に狭まる方向に変化している。一方、像高センターから書き終わり位置に至るまでは、ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置間隔およびＬＤ２とＬＤ３とのドット位置間隔は徐々に広まる方向に変化している。

そして、変化していくＬＤ１とＬＤ２とのドット位置間隔およびＬＤ２とＬＤ３とのドット位置間隔が、基準間隔よりも狭い場合、重なり光量は基準重なり光量よりも増加する一方、基準間隔よりも広い場合、重なり光量は基準重なり光量よりも低下するようになってしまう。

〔３．光量補正について〕
以上のように、少なくとも３個以上の半導体レーザーＬＤを備えるＬＳＵ６３の場合、感光体６２上におけるレーザービームのドット位置のずれをパターン化することができる（例えば、上記のように３個の半導体レーザーＬＤを具備している場合は、４パターンにパターン化できる）。

そこで、本発明では、画像形成装置７９の組立のとき、予め発生するドット位置のずれ（ずれ量）を測定している。そして、このずれ量から、「デフォルト補正データ」を求めるとともに、この「デフォルト補正データ」と「ドット画像データ（例えばスキャナー部７１で読み取った原稿データ等を変換してから成るデータ）」とを用いて補正演算することで、最終的に「光量補正データ」を算出している（詳細については後述）。

〈３−１．複数の半導体レーザー間における固有のドット位置ずれに対する光量補正について〉
《３−１−１．図５について》
そして、この光量補正データは、例えば図５（ａ）〜図５（ｄ）のような４パターンのずれの場合、以下のように光量補正する。なお、これらの図では、光量を高めるようにしている場合、そのドット位置を網線で図示する一方、光量を下げるようにしている場合、そのドット位置を斜線で図示している。

図５（ａ）の場合、半導体レーザーＬＤ１のドット位置と半導体レーザーＬＤ２のドット位置とが近づいているので、基準間隔よりも両者の間隔（ＬＤ１・ＬＤ２のドット位置の間隔）が狭まり、重なり光量が基準重なり光量よりも増加することになる。そこで、このＬＤ１・ＬＤ２の光量は低下させるようにしている〔光量補正によって、基準間隔での（基準間隔時の）ＬＤ１・ＬＤ２の光量よりも低下させるようにしている〕。

一方、ＬＤ２のドットのずれ方向と逆方向に位置するＬＤ３のドット位置の光量は、ＬＤ２のドット位置が離間したため、基準間隔よりも両者（ＬＤ２・ＬＤ３のドット）の間隔が広がり、重なり光量が基準重なり光量よりも減少する。そこで、ＬＤ３の光量は向上させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ３の光量よりも向上させるようにしている）。

図５（ｂ）の場合、半導体レーザーＬＤ１・ＬＤ３のドット位置が半導体レーザーＬＤ２のドット位置に近づいているので、基準間隔よりも、ＬＤ１およびＬＤ２のドット位置の間隔とＬＤ２およびＬＤ３のドット位置の間隔とが狭まり、重なり光量が基準重なり光量よりも増加することになる。そこで、このＬＤ２の光量は低下させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ２の光量よりも低下させるようにしている）。

一方、連続する走査にまたがって、離間することになる半導体レーザー同士（ＬＤ３・ＬＤ１）のドット位置の間隔は、基準間隔よりも広がり、重なり光量が基準重なり光量よりも低下するようになる。そこで、ＬＤ１・ＬＤ３の光量は向上させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ１・ＬＤ３の光量よりも向上させるようにしている）。

図５（ｃ）の場合、半導体レーザーＬＤ２・ＬＤ３のドット位置が互いに近づくようにずれているので、基準間隔よりも、ＬＤ２とＬＤ３とのドット位置の間隔が狭まり、重なり光量が基準重なり光量よりも増加することになる。そこで、このＬＤ２・ＬＤ３の光量は低下させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ２・ＬＤ３の光量よりも低下させるようにしている）。

一方、同一走査におけるＬＤ１のドット位置とＬＤ２のドット位置との間隔、および、連続する走査にまたがったＬＤ３のドット位置とＬＤ１のドット位置との間隔は、基準間隔よりも広がり、重なり光量が基準重なり光量よりも低下するようになる。そこで、ＬＤ１の光量は向上させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ１の光量よりも向上させるようにしている）。

図５（ｄ）の場合、図５（ｃ）の場合と同様に、半導体レーザーＬＤ２・ＬＤ３のドット位置が互いに近づくようにずれているので、基準間隔よりも、ＬＤ２とＬＤ３とのドット位置の間隔が狭まり、重なり光量が基準重なり光量よりも増加することになる。そこで、このＬＤ２・ＬＤ３の光量は低下させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ２・ＬＤ３の光量よりも低下させるようにしている）。

一方、連続する走査にまたがっているＬＤ３のドット位置とＬＤ１のドット位置との間隔は基準間隔よりも広がり、重なり光量が基準重なり光量よりも低下するようになる。そこで、ＬＤ１の光量は向上させるようにしている（光量補正によって、基準間隔でのＬＤ１の光量よりも向上させるようにしている）。

《３−１−２．図７（露光分布図）について》
なお、上記のように、半導体レーザーＬＤの光量を補正する場合、露光分布図上では、どのように変化しているかについて、図７を用いて説明する。この図７は、上記の図５（ａ）に示すように、３個ある半導体レーザーＬＤにおける１個の半導体レーザーＬＤのドット位置がずれている場合の一例であり、具体的には、ＬＤ３のドット位置が、連続する走査にまたがって、ＬＤ１のドット位置へと近づくようになっている。

そして、この図では、半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ３の露光量をＥ_LD1〜Ｅ_LD3としている。また、光量補正により変動した光量分をΔＥとしている。

なお、基準間隔をｂ、この基準間隔よりも広がった間隔をｂ＋Δｂとしている。また、半導体レーザーＬＤ３と半導体レーザーＬＤ１との重なり光量を示す箇所をα（α領域）、半導体レーザーＬＤ２と半導体レーザーＬＤ３との重なり光量を示す箇所をβ（β領域）としている。

図７（ａ）は、光量補正を行わない場合の露光分布図である。この図に示すように、光量補正を行わないため、各半導体レーザーＬＤの光量である、Ｅ_LD1〜Ｅ_LD3は、同じ露光量となっている。しかしながら、ＬＤ３のドット位置が、連続する走査にまたがって、ＬＤ１のドット位置へと近づくようになっているため、ＬＤ３とＬＤ１とのドット位置の間隔は、基準間隔よりも広まっている（ｂ＋Δｂ）。そのため、α領域の重なり光量は基準重なり光量より高まる一方、β領域の重なり光量は基準重なり光量よりも低下するようになっている。

なお、α領域の重なり光量と、β領域の重なり光量との差分をΔＰと表現する。そして、この差分が大きければ大きいほど、シート上の印刷画像にムラが生じるようになってしまう。

そこで、図７（ｂ）に示すように、半導体レーザーＬＤ１・半導体レーザーＬＤ３の光量を、光量補正によって、光量補正なしのときのＬＤ１・ＬＤ３の光量よりも低下させるようにしている（Ｅ_LD1−ΔＥ、Ｅ_LD3−ΔＥ）。一方、半導体レーザーＬＤ２の光量を、光量補正によって、光量補正なしのときのＬＤ２の光量よりも増加させるようにしている（Ｅ_LD2＋ΔＥ）。

以上のように、光量補正すると、図７（ｂ）での、α領域の重なり光量と、β領域の重なり光量との差分であるΔＱが、図７（ａ）に示す光量補正なしの場合での差分ΔＰよりも小さくなる（ΔＰ＞ΔＱ）。そして、このように差分が小さくなるということは、感光体６２上に均一の光強度（光量）で露光することになるため、シート上の印刷画像にムラが低減されるようになる。

〈３−２．主走査方向への走査において生じる固有のドット位置ずれに対する光量補正について〉
また、上記したように、主走査方向への走査においてもドット位置ずれは生じ得る。そこで、本発明では、画像形成装置７９の組立のとき、複数の半導体レーザー間における固有のドット位置ずれを測定するとともに、主走査方向への走査において生じるドット位置ずれも測定するようになっている。そして、これらのずれ量から、「デフォルト補正データ」を求めるとともに、この「デフォルト補正データ」と「入力ドット画像データ」とを用いて補正演算することで、最終的な「光量補正データ」を算出している（詳細については後述）。

例えば、図６に示すような主走査方向の走査におけるドット位置ずれが生じる場合、「光量補正データ」は、書き始め位置から像高センターに至るまでの間における最初（書き始め位置近傍）のとき、ＬＤ２の光量を通常光量（基準間隔でドット位置の間隔が成立しているために、光量補正の必要ない場合の光量）よりも向上させる一方、ＬＤ１・ＬＤ３の光量を通常光量よりも低下させるようになっている。そして、この「光量補正データ」は、像高センターに走査していくにつれて、ＬＤ１〜ＬＤ３の光量を通常光量に戻すようにもなっている。

一方、像高センターから書き終わり位置に至るまでの間では、この「光量補正データ」は、書き終わり位置に走査していくにつれて、ＬＤ２の光量を通常光量よりも向上させていく一方、ＬＤ１・ＬＤ３の光量を通常光量よりも低下させるようになっている。

〔４．光量補正のための制御について〕
上述した光量補正を行うための制御（具体的には制御部１）について、図１のブロック図を用いて説明する。

〈４−１．制御部について〉
制御部１は、デフォルト補正データ演算部２、ドット画像データ変換部３、ずれ量補正データ演算部４、光量補正データ演算部５、およびメモリ部６を含むように構成されている。

デフォルト補正データ演算部２は、後述のドット位置ずれ量測定装置７（Ｄ測定装置７）によって、測定した各半導体レーザーＬＤ同士の間隔〔例えば、ＬＤ１のドット位置とＬＤ２のドット位置との間隔（ＬＤ１・ＬＤ２間隔）やＬＤ２のドット位置とＬＤ３のドット位置との間隔（ＬＤ２・ＬＤ３間隔）〕を表すデータをテーブル化するものである〔なお、このテーブルをデフォルト補正データテーブル（図８参照）と表現する〕。

つまり、デフォルト補正データ演算部２は、Ｄ測定装置７によって測定された、複数の半導体レーザーＬＤ間における固有のドット位置ずれやｆ−θレンズ５３等の収差による主走査方向のドット位置ずれを、予め生じ得るドット位置ずれ（デフォルト補正データ）として認識するものである。

ドット画像データ変換部３は、スキャナー部７１のＣＣＤ７２から読み取った原稿データ（画像データ）、あるいはＰＣ（パーソナルコンピューター）８からの画像データをドット画像データ（入力ドット画像データ）に変換するものである。

ずれ量補正データ演算部４は、デフォルト補正データ演算部２およびドット画像データ変換部３から送信されてくる、デフォルト補正データテーブルおよびドット画像データから、各半導体レーザーＬＤ間のドット位置に生じる間隔（ドット位置間隔データ）をテーブル化するものである。〔なお、このテーブルをドット位置間隔データテーブル（図９）と表現する〕。

光量補正データ演算部５は、ドット位置間隔データテーブルの各ドット位置間隔に対応するように、半導体レーザーＬＤの光量を補正する光量補正データを演算により求め、テーブル化するものである〔なお、このテーブルを光量補正データテーブル（図１０参照）と表現する〕。

メモリ部６は、基準間隔（例えば６００ｄｐｉであれば約４２μｍ）を記憶しておくとともに、Ｄ測定装置にて測定されたずれ量のデータや、スキャナー部７１等の画像データ等を一時的に記憶したり、作成されたずれ量補正データテーブルや光量補正データテーブルを記憶したりするものである。

〈４−２．光量補正する制御工程について〉
ここで、制御部１等を用いた光量補正の制御工程について説明する。まず、画像形成装置７９の組立のとき、ＬＳＵ６３における半導体レーザーＬＤの感光体６２上のドット位置を測定する。具体的には、ＣＣＤカメラ等の測定装置（ドット位置ずれ量測定装置；Ｄ測定装置７）で、感光体６２上のレーザービームのドット位置を主走査方向１回分（１ライン分；測定走査と表現）に渡って測定する（図６参照）。

そして、測定データは、一時的にメモリ部６に記憶されつつデフォルト補正データ演算部２に送信される、あるいは、直接、デフォルト補正データ演算部２に送信される。すると、このデフォルト補正データ演算部２は、図８に示すようなデフォルト補正データテーブルを作成する。

このデフォルト補正データテーブルは、例えば「第１ポジションでのＬＤ１・ＬＤ２間隔は、基準間隔に対してＸ₁₁広い」とか「第２ポジションでのＬＤ２・ＬＤ３間隔は、基準間隔に対してＹ₂₁狭い」というように、各ポジション（ｍは整数；すなわち主走査方向におけるドットの数）でのＬＤ１・ＬＤ２間隔（ＬＤ１とＬＤ２とのドット位置の間隔）およびＬＤ２・ＬＤ３間隔（ＬＤ２とＬＤ３とのドット位置の間隔）に生じるずれ量〔Ｘ・Ｙ；デフォルト補正データ（照射間隔データ）〕をテーブル化したものである。

一方、スキャナー部７１のＣＣＤ７２から読み取った原稿データ（入力画像データ）、あるいはＰＣ８からの画像データ（入力画像データ）は、一時的にメモリ部６に記憶されつつドット画像データ変換部３に送信される、あるいは、直接、ドット画像データ変換部３に送信される。すると、このドット画像データ変換部３は受信した入力画像データをドット画像データ（入力ドット画像データ）に変換する。

なお、作成されたデフォルト補正データテーブルやドット画像データは、メモリ部６に記憶されるようにしてもよいし、直接、光量補正データ演算部５に送信されるようにしてもよい。

そして、ずれ量補正データ演算部４は、受信したデフォルト補正データおよびドット画像データから、図９に示すように、ドット位置間隔データテーブルを作成する。このドット位置間隔データテーブルは、各半導体レーザーＬＤのドット位置間隔を数値化〔Ｕ・Ｖ・Ｗ；ドット位置間隔データ（ドット間隔データ）〕したものである。

さらに、光量補正データ演算部５は、このドット位置間隔データテーブルを参照して、図１０に示すような光量補正データテーブルを作成する。このドット位置間隔データテーブルは、各半導体レーザーＬＤの発する光量（レーザー強度等）を数値化（１ＥＸ・２ＥＸ・３ＥＸ；光量補正データ）したものである。

そして、ＬＳＵ６３の半導体レーザーＬＤは、この光量補正データテーブルに規定された光量補正データ（１ＥＸ・２ＥＸ・３ＥＸ）に基づいて、レーザービームを発するようになっている。

〔５．本発明の種々の特徴について〕
以上のように、本発明の画像形成装置７９は、回転する感光体６２上に、ドット画像データ（入力ドット画像データ）に基づく複数回の走査を繰り返すことで、静電潜像を形成させる半導体レーザーＬＤを少なくとも３個以上有したＬＳＵ６３を備えている。特に、これらの半導体レーザーＬＤは、感光体６２の回転方向と同方向にレーザービームを列べて照射するように配設されるようになっている。

そして、この本発明の画像形成装置７９には、制御部１が備わっており、その制御部１におけるデフォルト補正データ演算部２は、一度の走査において求められた感光体６２上の回転方向（すなわち副走査方向）における半導体レーザーＬＤの各々のドット位置同士の間隔を表すデフォルト補正データ（照射間隔データ）を算出するようになっている。

そして、制御部１のずれ量補正データ演算部４は、デフォルト補正データをドット画像データに対応させることで、そのドット画像データの副走査方向における各々のドット間の間隔を表すドット位置間隔データを算出するようになっている。

さらに、制御部１の光量補正データ演算部５は、ドット位置間隔データに基づいて、ドット画像データの各々のドットの光量を補正するための光量補正データを求めるようになっている。そして、この光量補正データに基づいて、半導体レーザーＬＤを発光させるようになっている。

つまり、本発明の画像形成装置７９では、少なくとも３個以上備えるようになったＬＳＵ６３のために、予め規定した各々のドット位置の基準間隔と、実際に画像形成装置７９の組立時における感光体６２上のドット位置間隔との差分を求めることができる。そして、この差分に起因する光量ムラ（重なり光量の不均一）は、本発明の画像形成装置７９のような少なくとも３個以上の半導体レーザーＬＤの場合に、必然的に生じ得るため、予めこの差分の影響を除去しようとしている。

このような本発明の画像形成装置７９であれば、副走査方向におけるドット位置ずれ（走査線ピッチ変動量）の原因がポリゴンミラー５２の面倒れを含めて種々の要因であっても対応できる。

また、従来のように、予めわかっているドット位置ずれまでも、走査の度毎に検出する必要はなくなる。つまり、予めわかっているドット位置ずれについては、走査する前段階において、補正（光量補正）するようになっている。そのため、光量補正のための演算等における負荷を低減させることができる。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、少なくとも２走査以上に渡るドット画像データの副走査方向において、２ドット以上の非発光なドット画像データに挟まれるドット画像データがある場合がある。これは、図１１の露光分布図でみると、例えば、第ｎ走査および第ｎ＋１走査において、ＬＤ２・ＬＤ３が非発光の場合である。

かかる場合、第ｎ＋１走査におけるＬＤ１は、第ｎ走査において非発光であるＬＤ２・ＬＤ３と、第ｎ＋１走査において非発光であるＬＤ２・ＬＤ３とによって挟持されることになる（つまり、第ｎ＋１走査におけるＬＤ１が、２走査以上に渡るドット画像データの副走査方向において、２ドット以上の非発光データに挟まれた入力ドット画像データに該当する）。

このように挟持されたＬＤ１は、最近接するＬＤが２ドット以上解離することになるので、ドット位置にずれが生じていても、重なり光量に影響が少ない。そこで、このような場合、光量補正を行わないようにしてもよい。つまり、２走査以上に渡るドット画像データの副走査方向において、２ドット以上の非発光データに挟まれた入力ドット画像データに対応する半導体レーザーＬＤ（例えば、図１１の第ｎ＋１走査のＬＤ１）には光量補正を行わないようにする一方、その第ｎ＋１走査のＬＤ１以外の半導体レーザーＬＤには光量補正を行うようにしている。

このようにしておけば、必要な場合（光量ムラが生じる場合）に限って、光量補正を行うことができる。

本発明は、ポリゴンミラーを用いたＬＳＵを備え、特に３個以上の半導体レーザーを備えている画像形成装置において、光量ムラを低減させようとるする場合に有用である。

本発明の画像形成装置における制御部等のブロック図である。 本発明の画像形成装置の概略構成図である。 ＬＳＵの概略斜視図である。 基準間隔となったドット位置を示す説明図である。 ３個の半導体レーザーにおいて生じるドット位置のずれを示す説明図であり、（ａ）は３個のうちの半導体レーザーの１個のドット位置がずれた場合を説明しており、（ｂ）は３個のうちの半導体レーザーの２個のドット位置がずれた場合を説明しており、（ｃ）は（ｂ）の他の一例を説明しており、（ｄ）は全ての半導体レーザーのドット位置がずれた場合を説明している。 ｆ―θレンズ等の収差等によって、生じるドット位置ずれを説明した説明図である。 露光分布図であり、（ａ）は光量補正のない場合の露光分布図であり、（ｂ）は光量補正を行った場合の露光分布図である。 デフォルト補正データを示すテーブル（デフォルト補正データテーブル）である。 ドット位置間隔データを示すテーブル（ドット位置間隔データテーブル）である。 光量補正データを示すテーブル（光量補正データテーブル）である。 図７の他の一例を示す露光分布図である。 従来の画像形成装置におけるレーザー出力補正手段のブロック図である。 図１２の他の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 制御部
２ デフォルト補正データ演算部（制御部）
３ ドット画像データ変換部（制御部）
４ ずれ量補正データ演算部（制御部）
５ 光量補正データ演算部（制御部）
６ メモリ部（制御部）
７ ドット位置ずれ量測定装置
６２ 感光体（像担持体）
６３ ＬＳＵ（光源装置）
ＬＤ 半導体レーザー（発光素子）
ｎ 走査の回数
ｍ 主走査方向におけるドットの数

Claims (3)

1. 入力ドット画像データに基づいて、回転する像担持体上に、複数回の走査を繰り返し静電潜像を形成させる発光素子が、少なくとも３個以上備えられた光源装置を有する画像形成装置において、
   上記発光素子は、上記像担持体の回転方向と同方向に光線を列べて照射するように配設されており、さらに、これらの発光素子の光量を補正する制御部が設けられ、
   その制御部は、
   一度の走査において取得した上記像担持体上での回転方向における各々の発光素子の光線照射位置の間隔を表す照射間隔データを、上記入力ドット画像データに対応させることで、その入力ドット画像データの上記回転方向における各々のドット間の間隔を表すドット間隔データを求め、
   さらに、このドット間隔データに基づいて、入力ドット画像データの上記回転方向における各々のドットの光量を補正するための光量補正データを求め、この光量補正データに基づいて、発光素子の光量を補正させていることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記照射間隔データは、予め規定されている閾間隔と、各々の発光素子の光線照射位置の間隔との差分から成るデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 少なくとも２走査以上に渡る上記入力ドット画像データの上記回転方向において、２ドット以上の非発光データに挟まれた上記入力ドット画像データに対応する発光素子以外の発光素子に限って、光量補正を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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