JP2006334828A - 画像形成装置及びレーザビームの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走査調整パターンの濃度を検出することによって最適なレーザビーム相対位置を判定する。
【解決手段】レーザビームを出射する複数の光源と、出射された各レーザビームを偏向走査させるレーザ走査部と、各レーザビームで走査される感光体と、感光体上に印字画像あるいは調整パターンの画素配列を形成するように各光源の点灯を制御する光源制御部と、各レーザビームの感光体上の走査位置を切り替える走査位置切替部と、感光体上に形成された調整パターンの濃度を測定する濃度測定部と、各レーザビームの走査位置に対応する調整パターンの濃度の測定結果に基づいて最適な走査位置を判断する最適位置判断部と、最適位置判断部の判断に基づいて、各レーザビームの走査位置を設定する走査位置設定部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査して露光する画像形成装置及びレーザビームの調整方法に関する。

複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査するレーザ走査装置を備えた画像形成装置が知られている。特に、２つのレーザを用いるツインビームのレーザ走査装置が広く用いられている。これらのレーザ走査装置では、各レーザビームの主走査および副走査方向の相対的な走査位置が適当でなければ画像に濃度むらができたり線にガタつきができたりするので、互いの相対位置を精度よく調整しなければならない。このために、ツインビームの主走査方向位置がどのくらいずれているかを２つの光量センサでそれぞれ検知して主走査方向の調整をおこなっている。あるいは、１つの光量センサに２つのレーザビームが所定時間差で照射されるように構成しておき、光量センサ出力の時間差と設定した時間差を比較して、実際のずれがどの程度かを判定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１７７１４５号公報

しかしながら２つのレーザダイオードを数クロックの間隔を開けて点灯させて別々に受光させようとしても、クロックの誤差が入り、正確に位置が識別できない。また２つのセンサを用いて別々に検知しようとしても、２つのレーザビームが近接（１０μｍ程度）しているとそれは困難である。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、２つのレーザビームが互いに近接していても最適なレーザビームの走査位置を設定することのできる手法を提供する。

この発明は、レーザビームを出射する複数の光源と、出射された各レーザビームを偏向走査させるレーザ走査部と、各レーザビームで走査される感光体と、感光体上に印字画像あるいは調整パターンの画素配列を形成するように各光源の点灯を制御する光源制御部と、各レーザビームの感光体上の走査位置を切り替える走査位置切替部と、感光体上に形成された調整パターンの濃度を測定する濃度測定部と、各レーザビームの走査位置に対応する調整パターンの濃度の測定結果に基づいて最適な走査位置を判断する最適位置判断部と、最適位置判断部の判断に基づいて、各レーザビームの走査位置を設定する走査位置設定部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

換言すれば、本発明は２つのレーザビームにより走査調整パターンを像形成し、２つのレーザビームの相対位置によって感光体上の潜像電位が変わり、従って走査調整パターンの濃度が変わることに着目して、走査調整パターンの濃度を検出することによって最適なレーザビーム相対位置を判定することを特徴とする。

この発明の画像形成装置は、感光体上に形成された調整パターンの濃度を測定する濃度測定部と、各レーザビームの走査位置に対応する調整パターンの濃度の測定結果に基づいて最適な走査位置を判断する最適位置判断部と、最適位置判断部の判断に基づいて、各レーザビームの走査位置を設定する走査位置設定部とを備えるので、感光体上に形成される画像に基づいて各レーザビームの最適な位置を判断することができ、レーザビームが通過する光学系の誤差を含めて精度よく位置調整を行うことができる。また、市場など、特殊なジグを使用しにくい環境であっても、走査調整パターンを印字することにより簡便に調整を行うことができ、経時変化等の要因による画素位置ずれを必要に応じて補正することができる。
ここで、光源は、複数のレーザビームを出射する光源が一体に形成されたものであってもよい。感光体は、レーザビームによって露光されてその表面に静電潜像が形成されるものであればよく、その材料は限定されない。光源制御部は、各画素に対応して光源の点灯を制御する制御部である。光源制御部は、ＰＷＭ制御によって各画素の発光強度をさらに制御してもよい。あるいは、光源への電流を制御して各画素の発光強度をさらに制御してもよい。調整パターンの濃度は、感光体上に形成された静電潜像を現像し、可視化された感光体上の像の反射の強さを光センサで検知することにより測定することができるが、この手法に限定されない。たとえば、可視化された像が転写紙に転写した状態で転写紙上の濃度を判断してもよい。

前記光源制御部が、副走査方向に隣接する画素配列が等ピッチであるときに互いの濃度差が最小になる２つのパターンからなる副走査調整用の調整パターンを形成するように各光源を点灯制御し、前記走査位置切替部が、各レーザビーム走査位置を副走査方向に切り替え、最適位置判断部が、２つのパターンの濃度差が最小になる走査位置を副走査方向に最適な位置と判断し、走査位置設定部が、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの副走査方向の走査位置を設定するようにしてもよい。このようにすれば、２つのパターン間の濃度を比較することにより最適な副走査方向の走査位置を設定することができ、単純な方法で正確に判断ができる。

また、前記光源制御部は、副走査方向に隣接する各画素が副走査方向に沿って整列するときにその濃度が最大もしくは最小になる主走査調整用の調整パターンを形成するように各光源を点灯制御し、前記走査位置切替部が、各レーザビームの走査位置を主走査方向に切り替え、濃度測定部は、主走査調整パターンの濃度を測定し、最適位置判断部が、濃度が最大もしくは最小になる走査位置を主走査方向に最適な位置と判断し、前記走査位置設定部が、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの主走査方向の走査位置を設定するようにしてもよい。このようにすれば、主走査調整パターンの濃度が最大もしくは最小になる位置を求めて主走査方向の走査位置を設定することができ、単純な方法で正確に判断ができる。

前記走査位置切替部が、一体に支持された各光源を変位させることにより副走査方向の走査位置を切り替える副走査切替手段を含んでいてもよい。このようにすれば、複数の光源が一体に形成されていても、副走査切替手段により各光源を変位させて副走査方向の走査位置を調整することができる。

さらに、前記走査位置切替部が、各レーザビームの主走査方向の点灯開始時期を変化させることにより主走査方向の走査位置を切り替える主走査切替手段をさらに含んでいてもよい。このようにすれば、主走査切替手段は副走査方向の走査位置に影響を与えずに画像発生位置を調整することができる。

さらにまた、前記走査位置切替部が、各レーザビームの主走査方向の点灯開始時期を変化させることにより主走査方向の走査位置を切り替える主走査切替手段と副走査方向の走査位置を切り替える副走査切替手段とを有し、前記走査位置設定部が、前記副走査切替手段を切り替えて副走査方向の最適位置を設定した後に、前記主走査方向切替手段を切り替えて主走査方向の最適位置を設定するように構成されるようにしてもよい。副走査切替手段の切り替えにつれて主走査の走査位置が変わる場合において、副走査方向を調整すると主走査方向にずれが発生する。このようにすれば、副走査方向の走査位置の調整によって主走査方向の走査位置がずれても、上記手順で調整を行うことにより、一度の調整で主操作と副走査の両方向の調整が完了し、副走査方向の走査位置と主走査方向の走査位置を正しく調整することができる。

前記光源制御部が、調整パターンを形成するときに、印字画像を形成するときとは異なる条件で各光源を点灯制御するようにしてもよい。このようにすれば、例えば、主走査方向の画素の間隔を印字画像よりも小さくして主走査方向の調整精度を高めることができる。また、例えば、各光源の光量を通常より低下させ、隣接する露光ドット間の位置ズレによる濃度の変化を印字画像よりも大きくすることができる。

また、濃度測定部は、主走査方向の走査開始端側に形成された調整パターンの濃度を測定するようにしてもよい。このようにすれば、ジッタ等の要因が少なく精度よく調整パターンを形成することができる。

また、異なる観点から、この発明は、複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査して画像を形成する画像形成装置において、コンピュータが、副走査方向の画素配列が等ピッチであるときに互いの濃度差が最小になるような２つのハーフトーン・パターンからなる副走査調整用の調整パターンを感光体に形成する工程と、各レーザビーム走査位置を副走査方向に切り替える工程と、２つのハーフトーン・パターンの濃度差が最小になる走査位置を副走査方向に最適な位置と判断する工程と、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの副走査方向の走査位置を設定する工程とを備える走査位置の調整方法を提供する。

さらにまた、この発明は、複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査して画像を形成する画像形成装置において、コンピュータが、画素配列の副走査方向に隣接する各画素が副走査方向に沿って整列するときにその濃度が最大もしくは最小になるような主走査調整用の調整パターンを感光体に形成する工程と、各レーザビームの走査位置を主走査方向に切り替える工程と、主走査調整パターンの濃度を測定する工程と、濃度が最大もしくは最小になる走査位置を主走査方向に最適な位置と判断する工程と、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの主走査方向の走査位置を設定する工程とを備える走査位置の調整方法を提供する。

以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明をさらに詳述する。なお、これによってこの発明は限定を受けるものではない。
図１は、この発明に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。図１において、感光体３１は奇数ライン・レーザ素子１１ａからの奇数ライン・レーザビーム３５ａと偶数ライン・レーザ素子１１ｂからの偶数ライン・レーザビーム３５ｂの２本のレーザビームによって露光される。感光体３１上に形成する画像パターンは、画像メモリ３に格納されている。

画像コントローラ１は、画像メモリ３に格納された画像パターンをラスタ変換し、変換されたラスタデータのうち、奇数ラインのラスタデータを奇数ラインＰＷＭ発生部７ａに出力する。奇数ラインＰＷＭ発生部７ａは、奇数ライン同期制御部５ａからの奇数ライン同期信号１３ａに同期して入力されたラスタデータをＰＷＭ信号に変換し、奇数ライン・レーザドライバ９ａに出力する。奇数ライン・レーザドライバ９ａは、入力されたＰＷＭ信号のタイミングに応じて奇数ライン・レーザ素子１１ａを点灯駆動する。また、画像コントローラ１から出力された偶数ラインのラスタデータは、偶数ラインＰＷＭ７ｂ、偶数ライン・レーザドライバ９ｂを経て偶数ライン・レーザ素子１１ｂに提供され、提供された信号で偶数ライン・レーザ素子１１ｂが駆動される。

奇数ライン・レーザビーム３５ａと偶数ライン・レーザビーム３５ｂとは、回転するポリゴンミラー２５で反射されて偏向走査され、レーザ光学系２７を経て感光体３１を走査し、その表面に静電潜像を形成する。同期センサ用ミラー２８は、走査開始端のレーザビームを反射して同期センサ２９に導く。同期センサ２９は、検知したビームを走査の同期を取るための奇数ライン同期信号１３ａを奇数ライン同期制御部５ａに、偶数ライン同期信号１３ｂを偶数ライン同期制御部５ｂに提供する。奇数ライン同期制御部５ａは、奇数ライン画素クロック１５ａを出力し、画像コントローラ１と、奇数ラインＰＷＭ発生部７ａに提供する。奇数ライン画素クロック１５ａによって、画像コントローラ１からの奇数ラインのラスタデータは、奇数ライン同期信号１３ａに同期する。また、偶数ライン同期制御部５ｂは、偶数ライン画素クロック１５ｂを出力し、画像コントローラ１と、偶数ラインＰＷＭ発生部７ｂに提供する。偶数ライン画素クロック１５ｂによって、画像コントローラ１からの偶数ラインのラスタデータは、偶数ライン同期信号１３ｂに同期する。

主走査点灯開始時期制御回路２１は、奇数ライン同期信号１３ａに対する奇数ラインの点灯開始タイミング、および偶数ライン同期信号１３ｂに対する偶数ラインの点灯開始タイミングをそれぞれ制御するよう、奇数ライン同期制御部および偶数ライン同期制御部に主走査位置調整値を供給する。主走査点灯開始時期制御回路２１によって、感光体３１上に形成される画像の主走査方向の位置が制御される。主走査点灯開始時期制御回路２１は、主走査切替手段として機能する。
また、光源位置調節機構２３は、奇数ライン・レーザ素子１１ａと偶数ライン・レーザ素子１１ｂとが一体に支持されたレーザ・モジュール１９の位置を変える機構である。レーザ・モジュール１９の位置を変えることにより、感光体３１上のレーザビーム３５ａと３５ｂの走査位置を変える。光源位置調節機構２３は、副走査切替手段として機能する。

感光体３１上に形成された静電潜像は、図示しない現像装置によって現像される。濃度センサ３３は、静電潜像が現像されて可視化された画像の濃度を検知し、制御部４３へ検知した画像の濃度信号を提供する。また、制御部４３は、走査位置切替部２２を切り替え、感光体３１上に調整パターンを形成し、最適な走査位置を設定する。制御部４３は、信号の入出力回路、入出力信号を処理するマイクロコンピュータとマイクロコンピュータが実行する処理の手順を示す制御プログラムを格納するＲＯＭ等で実現される。

奇数ラインＰＷＭ発生部７ａ、偶数ラインＰＷＭ発生部７ｂ、奇数ライン・レーザドライバ９ａおよび偶数ライン・レーザドライバ９ｂは、点灯制御回路１７を構成し、光源制御部として機能する。主走査点灯開始時期制御回路２１および光源位置調節機構２３は走査位置切替部２２を構成する。また、ポリゴンミラー２５、レーザ光学系２７、同期センサ用ミラー２８および同期センサ２９は、レーザ走査部２４を構成する。濃度センサ３３と、制御部４３のうち濃度測定を処理する制御プログラムは、濃度測定部を構成する。また、制御部４３は、最適位置判断部および走査位置設定部の機能を実現する。

図２は、図１の光源位置調節機構２３の詳細な構成を示す説明図である。図２（ａ）に示すように、光源位置調節機構２３は、レーザ・モジュール１９と位置センサ用マーカー板３９とを一体に支持して回転させる回転盤３６、回転盤３６の周囲に形成されたギアの歯に係合して回転盤３６を回転させるステッピングモータ３７、位置センサ用マーカー板３９が所定位置にあることを検知する位置センサ４１で構成される。ステッピングモータ３７は、制御部４３からの信号で駆動される。回転盤３６の回転に伴い、レーザ・モジュール１９からの奇数ライン・レーザビーム３５ａと偶数ライン・レーザビーム３５ｂとは、その出射位置が変化し、感光体３１上での走査位置も変化する。走査位置は、主走査方向、副走査方向共に変化する。なお、同期センサ２９は、奇数ライン・レーザビーム３５ａと偶数ライン・レーザビーム３５ｂがいかなる出射位置にあっても、両者を検出するように配置される。

図３は、図１の奇数ライン同期制御部５ａの回路構成の一例を示す回路図である。図３に示すように、奇数ライン同期制御部１３ａには外部から奇数ライン同期信号１３ａが入力される。基準クロックは、例えば、点灯制御回路１７に発振器を設けてもよいが、画像コントローラ１に発振器をもうけ、画像コントローラ１から供給されてもよい。主走査位置調整値は、制御部４３から提供される。

図４は、図３の奇数ライン同期制御部５ａの動作波形の一例を示す波形図である。波形の名称は、図３の回路図と対応している。出力される奇数ライン画素クロック１５ａは、ロードｄａｔａが０の場合と１の場合とを示している。奇数ライン同期信号１３ａの立下りエッジから２基準クロック周期の遅延の後、ロードｄａｔａに対応する遅延クロック数の後に、画素クロックが立ち上がる。奇数ライン同期信号１３ａに対して所定の基準クロック数だけ遅延した位相の画素クロックが出力される。

図３と図４は、奇数ライン同期制御部５ａの図であるが、偶数ライン同期制御部５ｂもこれと同様に構成される。
図５は、奇数ラインＰＷＭ発生部７ａの回路構成の一例を示す回路図である。図５に示すように、ＰＷＭ発生部７ａは、外部から奇数ライン画素クロック１５ａと奇数ラインのラスタデータである３ビットのＰＷＭ値を受ける。なお、この実施例のＰＷＭ値は３ビットであるが、ビット数は目標とする画質に応じて適当な数を選択すればよい。その場合は、カウンタもビット数の対応したものを選択する。

図６は、図５の奇数ラインＰＷＭ発生部７ａの動作波形の一例を示す波形図である。波形の名称は、図５の回路図と対応している。図６に示すように、画素クロックの立ち上がりエッジから２基準クロック遅延してロード信号がカウンタに入力される。そのときのＰＷＭ値がカウンタにセットされ、ＰＷＭ出力がＨｉ状態になる。その後、１基準クロックごとにカウンタ値が減算され、カウンタが０になるとＰＷＭ出力はＬｏ状態になる。従って、ＰＷＭ出力の周期は画素クロックの周期であり、ＰＷＭ出力のデューティーはＰＷＭ値によって決定される。

図７は、図２の光源位置調節機構２３による調整で、感光体３１上のレーザビームの走査位置が変化する様子を示すための説明図である。図７（ａ）に示すケース１で、点線で囲んだ領域Ａは、ある時刻における奇数ライン・レーザビーム３５ａによるビームスポットと偶数ライン・レーザビーム３５ｂによるビームスポットとが含まれる。その下側の点線で囲んだ領域Ｂは、領域Ａのビームスポットを含む走査線の次に走査される走査線に含まれるある時刻の奇数ライン・レーザビーム３５ａによるビームスポットと偶数ライン・レーザビーム３５ｂによるビームスポットの位置を示している。ビームスポットの副走査方向の間隔、即ち走査線の副走査方向の互いの間隔はいずれもａである。この状態が、副走査方向に関して最適な走査位置である。なお、一つのビームスポットによって走査される走査線間の間隔は２ａであり、光源位置調節機構２３の調節に係らず一定である。前記の間隔は、感光体３１の表面の移動速度とポリゴンミラー２５の回転速度とに依存する。

図７（ｂ）のケース２は、図７（ａ）の最適位置から回転盤３６が回転し、奇数ライン・レーザビーム３５ａによるビームスポットと偶数ライン・レーザビーム３５ｂによるビームスポットの副走査方向の間隔ｂが図７（ａ）に示す間隔ａより大きい状態を示す。間隔ｂは、間隔ａより大きい。しかし、点線で囲んだ領域Ｃの奇数ライン・レーザビーム３５ａによる走査線とその次の走査線、即ち点線で囲んだ領域Ｄの奇数ライン・レーザビーム３５ａの走査線との間隔は２ａである。従って、領域Ｃの偶数ライン・レーザビーム３５ｂによる走査線と領域Ｄの奇数ライン・レーザビーム３５ａによる走査線との間隔ｃはａより小さく、互いに隣り合う走査線の間隔は、等間隔にならない。図７（ｃ）のケース３は、回転盤３６がさらに異なる位置にあり、奇数ライン・レーザビーム３５ａによるビームスポットと偶数ライン・レーザビーム３５ｂによるビームスポットの副走査方向の間隔ｄがａより小さい状態を示す。間隔ｄは、間隔ａより小さい。しかし、点線で囲んだ領域Ｅの奇数ライン・レーザビーム３５ａによる走査線とその次の走査線、即ち点線で囲んだ領域Ｆの奇数ライン・レーザビーム３５ａの走査線との間隔は２ａである。従って、領域Ｅの偶数ライン・レーザビーム３５ｂによる走査線と領域Ｆの奇数ライン・レーザビーム３５ａによる走査線との間隔ｅはａより大きく、互いに隣り合う走査線の間隔は、等間隔にならない。

光源位置調節機構２３によって光源の位置を切り替え、各位置で調整パターンを作成して現像し、濃度センサ３３で調整パターンの濃度を測定することにより、走査線の副走査方向の最適な位置を判断することができる。

図８は、副走査方向の走査位置を調整するための調整パターン（副走査調整パターン）の一例を示す波形図である。副走査調整パターンは、パターン１とパターン２の２つのパターンからなる。パターン１を形成した後にパターン２を形成する。図８で、パターン１は、奇数ライン・レーザビーム３５ａが、主走査方向の全域で走査線１本ごとにオン、オフする。従って、奇数ライン・レーザビーム３５ａの走査によって形成されるパターンは、副走査方向の１本目が黒、２本目が白（非画像）であり、以降も黒と白を交互に繰り返す。一方、偶数ラインにおいても主走査方向全域で黒と白を交互に繰り返す。黒と白の位相は、奇数ラインと一致している。一方、パターン２は、奇数ライン・レーザビーム３５ａが、主走査方向の全域で走査線１本ごとにオフ、オンする。従って、奇数ライン・レーザビーム３５ａの走査によって形成されるパターンは、副走査方向の１本目が白、２本目が黒であり、以降も白と黒を交互に繰り返す。一方、偶数ライン・レーザビーム３５ｂは、主走査方向の全域で走査線１本ごとにオン、オフする。従って、偶数ライン・レーザビーム３５ｂの走査によって形成されるパターンは、副走査方向の１本目が黒、２本目が白（非画像）であり、以降も黒と白を交互に繰り返す。即ち奇数ラインとは黒白の位相が反転させて黒と白を交互に繰り返す。濃度センサ３３は、中央の領域に配置されている。

図９は、副走査調整パターンの各走査線を模式的に示す説明図である。パターン１とパターン２との比較を容易にするため、両者を横に並べて示しているが、図８の波形との対応では、副走査調整パターンパターン１を形成した後にパターン２が形成される。図９に示すように、図７（ａ）のケース１に対応する状態では、パターン１のライン１とライン２の間隔が、パターン２のライン２とライン３の間隔に等しく、共に間隔ａである。従って、パターン１とパターン２の濃度は互いに等しくなる。図７（ｂ）のケース２に対応する状態では、パターン１のライン１とライン２の間隔がｂ、パターン２のライン２とライン３の間隔がｃである。従って、パターン１とパターン２の濃度に差が生じる。また、図７（ｃ）のケース３に対応する状態では、パターン１のライン１とライン２の間隔がｄ、パターン２のライン２とライン３の間隔がｅである。従って、パターン１とパターン２の濃度に差が生じる。

図１０は、１画素あたりのトナー量が、隣り合う画素の間隔によってどのように変わるかを示す説明図である。図１０（ａ）に示すように、感光体上の電位分布は、画素中央のピークから裾野にいたるまでに傾斜を持って分布する。トナー付着量は表面電位の分布に依存する。斜線を施した面積が、隣接画素に付着するトナーの量を示す。画素が適度に隣接した場合、隣接画素間の谷の電位分布が落ち込まず、従って、１画素あたりのトナー付着量は、孤立した画素に比べて多くなる。図１０（ａ）は、１画素あたりのトナー付着量が最大になるような隣接画素間隔Ｍの状態である。
これに対して、図１０（ｂ）は、ケース２で画素の間隔がｂのパターン１の状態を示す。画素間の間隔が広がると、隣接画素間の影響が少なくなり、１画素あたりのトナー付着量は、孤立した画素にほぼ等しくなる。図１０（ｃ）は、ケース２で画素の間隔がｃのパターン２の状態を示す。画素の間隔が狭くなると、電位分布の幅が狭くなり、１画素あたりのトナー付着量は、画素の間隔がａの場合よりも少なくなる。隣接画素の間隔が近すぎても、遠すぎても１画素あたりのトナー付着量は減少し、その間にピークのトナー付着量を与える画素間隔Ｍがある。ケース１の間隔ａをＭに一致させれば、ケース１のパターン１及びパターン２の濃度は最大になるが、ａとＭが精度よく一致させることが難しい場合がある。しかし、間隔ａがＭと一致しなくても、ケース１ではパターン１とパターン２の隣接する走査線の間隔がいずれもａであるので、パターン１とパターン２の濃度差が最小になる切替位置を判断すればケース１の状態を与える切替位置を決定することができる。

図１１は、副走査調整パターンの異なる例を示す説明図である。図９の例では、調整パターンの濃度調整値が高すぎて、濃度差が現れにくい場合がある。そのときは、図１１に示すように奇数ラインもしくは偶数ラインの一方の走査線を鎖線にすればよい。あるいは、両方の走査線パターンを鎖線にしてもよい。なお、主走査方向で、濃度センサ３３が濃度を検知する部分だけに調整パターンを作成すれば、トナーの無駄な消費を抑制することができるので、そのようにしてもよい。

図１２は、感光体３１上に形成する調整パターンの一例を示す説明図である。図１２（ａ）は副走査調整パターン、図１２（ｂ）は、後述する主走査調整パターンである。各パッチの右横の数字は、主走査切替位置を示す。図１２の例では、８個の主走査切替位置がある。即ち、回転盤３６が４５度回転した位置が、次の切替位置である。副走査方向の走査位置の調整において、制御部４３は、濃度センサ３３で、副走査調整パターンの各パッチの濃度を測定し、同一の走査位置のパターン１とパターン２のパッチ濃度の濃度差が最小になる切替位置を求め、その切替位置を副走査方向の最適な走査位置であると決定する。

図１３は主走査方向の調整パターン（主走査調整パターン）の一例を示す説明図である。図１３に示すように、主走査調整パターンは、主走査方向に１画素幅で、副走査方向に画素が整列するパターンである。図１３は主走査方向の画素が調整されて、正規の配列にある状態を示す。このとき、副走査方向に整列する隣接画素の間隔はａである。

図１４は、主走査方向が未調整の状態で主走査調整パターンを印字したときの例を示す説明図である。主走査方向が未調整の状態では、画素が副走査方向に整列せず、隣接画素間の間隔ｆはａよりも大きくなる。この状態で隣接画素間に付着するトナー量は図１０（ｂ）の状態である。これに対して、隣接画素の間隔がａの状態は、図１０（ａ）に近く、主走査調整パターンの濃度が最も高い切替位置が主走査方向の最適な走査位置である。
なお、感光体上の露光領域が画像の高濃度領域に対応する場合、いわゆるブラックライターについて説明したが、感光体上の露光領域が画像の低濃度領域に対応する場合、いわゆるホワイトライターは、ブラックライターに対して高濃度域と低濃度域が反転した状態になるので、主走査調整パターンの濃度が最も低い切替位置が主走査方向の最適な走査位置になる。

図１５は、制御部４３による副走査調整の処理手順の例を示すフローチャートである。制御部４３は、ステッピングモータ３７を時計回りに１ステップ回転させる（ステップＳ１１）。これによって回転盤が４５度回転する。そして、基準位置センサ４１が基準位置センサ用マーカー３９を検知したかどうかを判定する（ステップＳ１３）。基準位置センサ４１が基準位置センサ用マーカー３９を検知するまで、ステッピングモータ３７を回転させて、回転盤３６を基準位置に停止させる。そして、変数の副走査位置調整値に０をセットする（ステップＳ１５）。

続いて、副走査調整パターンの形成条件を設定する（ステップＳ１７）。副走査調整パターンの形成時は、調整精度を高めるために、通常の印字よりもレーザ素子の発光光量をおとす。そして、現在の回転盤３６の位置での副走査調整パターンのパッチを感光体３１に形成する（ステップＳ１９）。そして、形成した副走査調整パターンを現像して濃度センサ３３で各パッチの濃度を測定し（ステップＳ２１）、パターン１とパターン２の濃度を測定して記憶する（ステップＳ２１）。そして、回転盤３６が一巡したかどうかを判定し（ステップＳ２７）、まだであれば、ステッピングモータ３７をさらに１ステップ進め（ステップＳ２３）、副走査位置調整値を＋１する（ステップＳ２５）。この手順により、８箇所の切替位置すべてにおいて副走査調整パターンの濃度を測定して記憶する。

その後、ルーチンはステップ２９へ進み、８箇所の切替位置のうちで最もパターン１とパターン２の濃度差が少ない位置を求める（ステップＳ２９）。そして、求めた位置に回転盤３６を回転させる（ステップＳ３１）。以上の手順によって、図７および図９のケース１のように、互いに隣りあう走査線の副走査方向の間隔が間隔ａで等間隔に並ぶ最適位置に調整される。

図１６は、制御部４３が、副走査方向の走査位置の調整に続いて行う主走査方向の走査位置の走査位置の調整手順を示すフローチャートである。副走査方向の調整によって主走査方向の画素の配置も変わるため、主走査方向の走査位置の調整は、副走査方向の走査位置を調整した後に行う。主走査方向の走査位置調整は、主走査点灯開始時期制御回路２１が主走査方向の点灯開始時期を変えて調整するので、副走査方向に影響が無い。

制御部４３は、奇数ライン用および奇数ライン用の２つの要素をもつ配列変数である主走査位置調整値の全てに０をセットする（ステップＳ５１）。この変数を更新すると、奇数ライン同期制御部５ａおよび偶数ライン同期制御部５ｂを構成するカウンタの主走査位置調整値として前記カウンタにセットされる。そして、主走査調整パターンの形成条件を設定する（ステップＳ５３）。副走査調整パターンの形成時は、調整精度を高めるために、通常の印字よりもレーザ素子の発光光量をおとす。また、基準クロックの発振周波数を変えて画像クロックの周波数を上げ、通常の印字よりも調整の分解能を上げる。そして、現在の主走査調整値で主走査調整パターンのパッチを感光体３１に形成する（ステップＳ５５）。そして、形成した副走査調整パターンを現像して濃度センサ３３で各パッチの濃度を測定し（ステップＳ５７）、記憶する。そして、奇数ライン用の主走査調整値の調整範囲の全てに対して調整パターンの濃度を測定したかどうかを判定し（ステップＳ６１）、まだであれば、奇数ライン用の主走査位置調整値をさらに＋１する（ステップＳ５９）。なお、偶数ライン用の主走査位置調整値は更新しない。この例では、調整値の可変範囲は０〜７の８個の値であるとする。この手順を繰り返し、８個の調整値すべてにおいて主走査調整パターンの濃度を測定して記憶する。

その後、ルーチンはステップ６３へ進み、８個の調整値のうちで測定濃度が最大になる奇数ライン用の主走査位置調整値を求める（ステップＳ６３）。そして、求めた値を奇数ライン用の主走査位置調整値にセットして更新する（ステップＳ６５）。これによって、奇数ライン同期制御部５ａのカウンタが更新され、図１３に示すように、偶数ラインに対して奇数ラインの画素が副走査方向に整列した最適位置に調整される。

以上の手順によって、副走査方向と主走査方向の走査位置を最適な位置に調整することができる。

この発明に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 図１の光源位置調節機構２３の詳細な構成を示す説明図である。 図１の奇数ライン同期制御部５ａの回路構成の一例を示す回路図である。 図３の奇数ライン同期制御部５ａの動作波形の一例を示す波形図である。 図１の奇数ラインＰＷＭ発生部７ａの回路構成の一例を示す回路図である。 図５の奇数ラインＰＷＭ発生部７ａの動作波形の一例を示す波形図である。 図２の光源位置調節機構２３による調整で、感光体３１上のレーザビームの走査位置が変化する様子を示すための説明図である。 副走査方向の走査位置を調整するための調整パターン（副走査調整パターン）の一例を示す波形図である。 副走査調整パターンの各走査線を模式的に示す説明図である。 １画素あたりのトナー量が、隣り合う画素の間隔によってどのように変わるかを示す説明図である。 副走査調整パターンの異なる例を示す説明図である。 感光体上に形成する調整パターンの一例を示す説明図である。 主走査方向の調整パターン（主走査調整パターン）の一例を示す説明図である。 主走査方向が未調整の状態で主走査調整パターンを印字したときの例を示す説明図である。 制御部による副走査調整の処理手順の例を示すフローチャートである。 制御部が、副走査方向の走査位置の調整に続いて行う主走査方向の走査位置の走査位置の調整手順を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 画像メモリ
５ａ 奇数ライン同期制御部
５ｂ 偶数ライン同期制御部
７ａ 奇数ラインＰＷＭ発生部
７ｂ 偶数ラインＰＷＭ発生部
９ａ 奇数ライン・レーザドライバ
９ｂ 偶数ライン・レーザドライバ
１１ａ 奇数ライン・レーザ素子
１１ｂ 偶数ライン・レーザ素子
１３ａ 奇数ライン同期信号
１３ｂ 偶数ライン同期信号
１５ａ 奇数ライン画素クロック
１５ｂ 偶数ライン画素クロック
１７ 点灯制御回路
１９ レーザ・モジュール
２１ 主走査点灯開始時期制御回路、主走査切替手段
２２ 走査位置切替部
２３ 光源位置調節機構、副走査切替手段
２５ ポリゴンミラー
２７ レーザ光学系
２８ 同期センサ用ミラー
２９ 同期センサ
３１ 感光体
３３ 濃度センサ
３３ａ 受光素子
３３ｂ 発光素子
３５ａ 奇数ライン・レーザビーム
３５ｂ 偶数ライン・レーザビーム
３７ ステッピングモータ
３９ 位置センサ用マーカー板
４１ 位置センサ

Claims (10)

1. レーザビームを出射する複数の光源と、
   出射された各レーザビームを偏向走査させるレーザ走査部と、
   各レーザビームで走査される感光体と、
   感光体上に印字画像あるいは調整パターンの画素配列を形成するように各光源の点灯を制御する光源制御部と、
   各レーザビームの感光体上の走査位置を切り替える走査位置切替部と、
   感光体上に形成された調整パターンの濃度を測定する濃度測定部と、
   各レーザビームの走査位置に対応する調整パターンの濃度の測定結果に基づいて最適な走査位置を判断する最適位置判断部と、
   最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの走査位置を設定する走査位置設定部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光源制御部は、副走査方向に隣接する画素配列が等ピッチであるときに互いの濃度差が最小になる２つのパターンからなる副走査調整用の調整パターンを形成するように各光源を点灯制御し、
   前記走査位置切替部は、各レーザビームの副走査方向の走査位置を切り替え、
   前記最適位置判断部は、２つのパターンの濃度差が最小になる走査位置を副走査方向に最適な位置と判断し、
   前記走査位置設定部は、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの副走査方向の走査位置を設定する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記光源制御部は、副走査方向に隣接する各画素が副走査方向に沿って整列するときにその濃度が最大もしくは最小になる主走査調整用の調整パターンを形成するように各光源を点灯制御し、
   前記走査位置切替部は、各レーザビームの主走査方向の走査位置を切り替え、
   前記濃度測定部は、主走査調整パターンの濃度を測定し、
   前記最適位置判断部は、濃度が最大もしくは最小になる走査位置を主走査方向に最適な位置と判断し、
   前記走査位置設定部は、最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの主走査方向の走査位置を設定する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記走査位置切替部は、一体に支持された各光源を変位させることにより副走査方向の走査位置を切り替える副走査切替手段を含む請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記走査位置切替部は、各レーザビームの主走査方向の点灯開始時期を変化させることにより主走査方向の走査位置を切り替える主走査切替手段をさらに含む請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記走査位置切替部は、各レーザビームの主走査方向の点灯開始時期を変化させることにより主走査方向の走査位置を切り替える主走査切替手段と副走査方向の走査位置を切り替える副走査切替手段とを有し、
   前記走査位置設定部は、前記副走査切替手段を切り替えて副走査方向の最適位置を設定した後に、前記主走査方向切替手段を切り替えて主走査方向の最適位置を設定するように構成される請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記光源制御部が、調整パターンを形成するときに印字画像を形成するときとは異なる条件で各光源を点灯制御する請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記濃度測定部は、主走査方向の走査開始端側に形成された調整パターンの濃度を測定する請求項１記載の画像形成装置。
9. 複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査して画像を形成する画像形成装置において、コンピュータが、
   副走査方向の画素配列が等ピッチであるときに互いの濃度差が最小になるような２つのハーフトーン・パターンからなる副走査調整用の調整パターンを感光体に形成する工程と、
   各レーザビーム走査位置を副走査方向に切り替える工程と、
   ２つのハーフトーン・パターンの濃度差が最小になる走査位置を副走査方向に最適な位置と判断する工程と、
   最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの副走査方向の走査位置を設定する工程と
   を備える走査位置の調整方法。
10. 複数の光源から出射される各レーザビームで感光体を走査して画像を形成する画像形成装置において、コンピュータが、
    画素配列の副走査方向に隣接する各画素が副走査方向に沿って整列するときにその濃度が最大もしくは最小になるような主走査調整用の調整パターンを感光体に形成する工程と、
    各レーザビームの走査位置を主走査方向に切り替える工程と、
    主走査調整パターンの濃度を測定する工程と、
    濃度が最大もしくは最小になる走査位置を主走査方向に最適な位置と判断する工程と、
    最適位置判断部の判断に基づいて各レーザビームの主走査方向の走査位置を設定する工程と
    を備える走査位置の調整方法。