JP2008026852A - 光走査装置、光走査方法、画像形成装置、カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の光源を用いて１画素を形成する場合に、複数の光源によるビーム広がりがあっても、副走査方向に隣接するライン（画素）への影響を少なくする。
【解決手段】 少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔は第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいことを特徴としている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光走査装置、光走査方法、画像形成装置、カラー画像形成装置に関する。

図２７は電子写真プロセスを利用したレーザプリンタ，デジタル複写機等の一般的な画像形成装置の構成例を示す図である。図２７を参照すると、光源ユニットである半導体レーザユニット１００１から発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー１００２により偏向走査（スキャン）され、走査レンズ（ｆθレンズ）１００３を介して被走査媒体である感光体１００４上に光スポットを形成し、その感光体１００４を露光して静電潜像が形成される。このとき、位相同期回路１００９は、クロック生成回路１００８により生成された変調信号を、ポリゴンミラー１００２により偏向走査された半導体レーザの光を検出するフォトディテクタ１００５に同期した位相に設定する。すなわち、位相同期回路１００９では、１ライン毎に、フォトディテクタ１００５の出力信号に基づいて、位相同期のとられた画像クロック（画素クロック）を生成して、画像処理ユニット１００６とレーザ駆動回路１００７へ供給する。このようにして、半導体レーザユニット１００１は、画像処理ユニット１００６により生成された画像データと位相同期回路１００９により１ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、レーザ駆動回路１００７を介して半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体（感光体）１００４上の静電潜像をコントロールすることができる。

ところが近年、印刷速度（画像形成速度）の高速化，画像の高画質化の要求が高まり、それに対して、偏向器であるポリゴンモータの高速化や、レーザ変調の基準クロックとなる画素クロックの高速化で対応してきたが、どちらの高速化にも限界が近づいてきており、従来の方法では対応しきれなくなってきている。

そこで、複数の光源を用いたマルチビームを採用することで、高速化対応がなされている。マルチビームによる光走査方法では、偏向器の偏向により同時に走査できる光束が増えることにより、偏向器であるポリゴンモータの回転速度や、画素クロック周波数の低減が可能となり、高速にかつ安定した光走査及び画像形成が可能となる。

上記マルチビームを構成する光源としては、シングルビームのレーザチップを組み合わせる方法や、複数個の発光素子を一つのレーザチップに組み込んだＬＤアレイや面発光レーザなどが使用されている（特許文献１，特許文献２を参照）。

特開平７−２７６７０４号公報 特開平９−２００４３１号公報

しかしながら、マルチビームを有する光走査装置の従来方式では、一般に１つの光源で１つの画素（１画素）を構成するため、各光源の発光レベルばらつきがそのまま画像の濃度ばらつきにつながるという問題がある。

また、１つの光源で１画素を構成すると、１つの光源で静電潜像を生成するのに必要な光強度が必要となり、大きな電流を半導体レーザに流す必要があって、半導体レーザに大きな電流を流すと、半導体レーザの寿命が短くなってしまうという問題がある。

この問題を解決するため、１つの光源で１画素を構成する場合の画素密度よりも小さい間隔で、電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を並べ、電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を用いて１画素を形成することが考えられる。

図１には、電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を用いて１画素を形成する１つの例が示されている。より詳細に、図１の例では、Ｎ個（図１の例では８個）の光源Ａ〜Ｈが副走査方向に一列に配置され、８個の光源のうち、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（図１の例では４個）の光源を１つの光源群と称するとき、１つの光源群（４個の光源）によって１画素を形成する場合が示されている。すなわち、図１の例では、８個の光源のうち、１番目の光源群（光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を用いて１画素を形成し、また、２番目の光源群（光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）を用いて１画素を形成するようになっている。

しかしながら、図１の例では、Ｎ個（図１の例では８個）の光源の副走査方向の配置間隔は、全て等間隔（Ｘ１）となっているため（すなわち、各光源群内における光源間の間隔（光源Ａと光源Ｂ、光源Ｂと光源Ｃ、光源Ｃと光源Ｄ、光源Ｅと光源Ｆ、光源Ｆと光源Ｇ、光源Ｇと光源Ｈの間隔）と、各光源群間の間隔（光源Ｄと光源Ｅの間隔）とは、全てＸ１と同じになっているため）、各光源群を構成する４個の光源の光ビームの広がりによって（光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによる光ビームの広がりと光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈによる光ビームの広がりとによって）、図１に示すように、副走査方向に隣接するライン（画素）に影響が出てしまう。

本発明は、複数の光源を用いて１画素を形成する場合に、複数の光源によるビーム広がりがあっても、副走査方向に隣接するライン（画素）への影響を少なくすることの可能な光走査装置、光走査方法、画像形成装置、カラー画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との間の副走査方向の間隔（Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔）は第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいことを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、前記各光源には、半導体レーザが用いられることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の光走査装置において、前記各光源には面発光レーザが用いられることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の光走査装置において、前記各光源は、半導体レーザアレイとして構成されていることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項３記載の光走査装置において、前記各光源は、面発光レーザアレイとして構成されていることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記第１の間隔Ｘ１は、５μｍ未満であることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光走査装置において、各光源を駆動制御する光源駆動制御手段を備え、前記光源駆動制御手段は、１つの光源群を構成するＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源の光ビームで１画素が形成されるように各光源の駆動制御を行なうことを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の光走査装置において、第１の間隔Ｘ１および第２の間隔Ｘ２は、１つの光源群を構成するＭ個の光源の光ビームの広がりと画素密度とにより調整されることを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項７または請求項８記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個（Ｍ≧２）の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１０記載の発明は、請求項７または請求項８記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるための補正データが与えられるとき、前記補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個（Ｍ≧２）の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の光走査装置において、副走査画素位置を検出して副走査方向の画素位置補正を行うための補正データを出力するための副走査画素位置検出手段がさらに設けられており、前記光源駆動制御手段は、副走査画素位置検出手段から出力される補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１２記載の発明は、請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために１つの光源群を構成するＭ個の光源の合計発光時間または合計露光面積が一定となるようにパルス幅変調によって１つの光源群を構成するＭ個の光源の発光時間比を段階的に変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１３記載の発明は、請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために１つの光源群を構成するＭ個の光源の合計露光エネルギーが一定となるようにパワー変調によってＭ個の光源の発光レベル比を段階的に変化させて１つの光源群を構成するＭ個の光源の露光エネルギー比を変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１４記載の発明は、請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために、パルス幅変調とパワー変調とを同時に行なうことによってＭ個の光源の発光時間比と発光レベル比を段階的に変化させるようになっていることを特徴としている。

また、請求項１５記載の発明は、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔は、第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きく設定され、１つの光源群を構成するＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源の光ビームで１画素が形成されるように各光源の駆動制御を行なうことを特徴としている。

また、請求項１６記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項１７記載の発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とするカラー画像形成装置である。

請求項１乃至請求項１５記載の発明によれば、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との間の副走査方向の間隔（Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔）は第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいので、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成することが可能であって（各光源に流す電流を少なくすることができて、省電力化に貢献でき）、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成する場合にも、光源群（複数の光源）の光ビームの広がりによる隣接ライン（隣接画素）への影響を少なくすることが可能となる。

特に、請求項６記載の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記第１の間隔Ｘ１は、５μｍ未満であるので、画素の解像度は、光学倍率（正確には、走査光学系の副走査方向横倍率）が２倍よりも大きいときに（例えば２．１２倍のときに）、約１０μｍ以下となり（副走査方向の光源間ピッチが４．８μｍや２．４μｍの場合、画素の解像度は１０μｍ（２４００ｄｐｉ）や５μｍ（４８００ｄｐｉ）となり）、画素の解像度を十分に細かくすることができる。より具体的な例を挙げると、仮想光源列において隣り合う光ビームに対応した光源の副走査方向の配置間隔が例えば４μｍ以下である場合、画素の解像度は、光学倍率（正確には、走査光学系の副走査方向横倍率）が２．５倍のときに、１０μｍ以下となり（副走査方向のピッチが４μｍや２μｍの場合、画素の解像度は１０μｍ（２４００ｄｐｉ）や５μｍ（４８００ｄｐｉ）となり）、画素の解像度を十分に細かくすることができる。

より詳細に、請求項６記載の発明によれば、第１の間隔Ｘ１が５μｍ未満の複数の光源と副走査方向横倍率が｜β｜＞２の走査光学系とを組み合わせることにより、副走査方向の解像度２４００ｄｐｉ以上の高解像度な光書込光学系を実現できる。すなわち、第１の間隔Ｘ１が５μｍ未満の複数の光源と副走査方向横倍率が｜β｜＞２の走査光学系とを組み合わせることにより、副走査方向のアパーチャ径が小さくならないので、光源として面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の光量の小さい光源を用いても、高解像度の光書込可能な光走査装置を実現できる。さらに、第１の間隔Ｘ１が５μｍ未満の複数の光源と副走査方向横倍率が｜β｜＞２の走査光学系とを組み合わせることにより、被走査面に集光させるレンズを感光体に近づける必要が無いために、被走査面に集光させるレンズを小さく出来て、これにより、容易なレイアウト，低コストな高解像度の光書込可能な光走査装置を実現できる。また、第１の間隔Ｘ１が５μｍ未満の複数の光源と副走査方向横倍率が｜β｜＞２の走査光学系とを組み合わせることにより、シリンドリカルレンズをポリゴンモータに近づける必要が無いために、発熱によるビームスポット径やビームピッチの変動を低減した高解像度の光書込可能な光走査装置を実現できる。

また、請求項９乃至請求項１４記載の発明では、請求項７または請求項８記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個（Ｍ≧２）の光源の駆動状態を変化させるようになっているので、副走査方向における画素の位置補正をより高精度に行うことができる。すなわち、１つの光源で１画素を形成する場合には、１画素の大きさよりも高い精度での位置ずれ補正ができないが、本発明のように、複数の光源で１画素を形成するときには、副走査方向における画素の位置補正をより高精度に行うことができる。

また、請求項１６記載の発明によれば、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置であるので、良好な（鮮明な）画像を形成できる高精度な画像形成装置の実現が可能となる。

また、請求項１７記載の発明によれば、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とするカラー画像形成装置であるので、良好な（鮮明な）画像を形成できる高精度なカラー画像形成装置の実現が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明において、１画素とは、純粋な１画素のことであり（例えば１２００ｄｐｉの画素とは約２１μｍ角の画素のことを意味し）、ディザマトリックスのように複数の画素（例えば４×４の画素）を合成した結果の１画素を意味するものではない。

また、本発明において、「少なくとも副走査方向に異なる位置に配置された」Ｎ個の光源とは、図１や後述の図３のような単なる副走査方向に一列に並んだ光源配置のみならず、例えば後述の図４に示すような光源配置などをも含むものとする。

本発明の光走査装置は、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して（Ｌ＋１）番目の光源群は、副走査方向に第２の間隔Ｘ２をおいて配置されており（より厳密には、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔は第２の間隔Ｘ２となっており）、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいことを特徴としている。

ここで、各光源には、半導体レーザ（例えば、面発光レーザ）が用いられる。

より具体的に、各光源は、例えば、半導体レーザアレイ（例えば、面発光レーザアレイ）として構成されている。

図２は本発明の光走査装置の構成例を示す図である。図２を参照すると、本発明の光走査装置は、各光源を駆動制御する光源駆動制御手段５０を備え、光源駆動制御手段５０は、１つの光源群を構成するＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源の光ビームで１画素が形成されるように各光源の駆動制御を行なうようになっている。

図３，図４は本発明の具体例を示す図である。

図３はＮ個（８個）の光源を副走査方向に一列に並んで配置した場合を示しており、図３には、電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を用いて１画素を形成する１つの例が示されている。より詳細に、図３の例では、Ｎ個（図３の例では８個）の光源Ａ〜Ｈが副走査方向に一列に配置され、８個の光源のうち、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（図３の例では４個）の光源を１つの光源群と称するとき、１つの光源群（４個の光源）によって１画素を形成する場合が示されている。すなわち、図３の例では、８個の光源のうち、１番目の光源群（光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を用いて１画素を形成し、また、２番目の光源群（光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）を用いて１画素を形成するようになっている。

図３では、光源Ａと光源Ｂ、光源Ｂと光源Ｃ、光源Ｃと光源Ｄ、光源Ｅと光源Ｆ、光源Ｆと光源Ｇ、光源Ｇと光源Ｈの間隔をＸ１、光源Ｄと光源Ｅの間隔をＸ２とし、後述のように、ビームの広がり及び画素密度によりＸ１，Ｘ２を調整し、Ｘ２＞Ｘ１となるように配置することにより、光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを重ねてできたビームスポットと光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを重ねてできたビームスポットが重なることがなくなり、ビーム広がりによる副走査方向に隣接するライン（画素）への影響を少なくする（例えば、なくす）ことができる。

図４はＮ個（８個）の光源を二次元に配置した場合を示しており、図４にも、電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を用いて１画素を形成する１つの例が示されているが、図４の例では、Ｎ個（図４の例では８個）の光源Ａ〜Ｈが二次元に配置され、８個の光源のうち、１番目の光源群（光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を用いて１画素を形成し、また、２番目の光源群（光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）を用いて１画素を形成するようになっている。

図４では、光源Ａと光源Ｂ、光源Ｂと光源Ｃ、光源Ｃと光源Ｄ、光源Ｅと光源Ｆ、光源Ｆと光源Ｇ、光源Ｇと光源Ｈの副走査方向の間隔をＸ１、光源Ｄと光源Ｅの副走査方向の間隔をＸ２とし、後述のように、ビームの広がり及び画素密度によりＸ１、Ｘ２を調整し、Ｘ２＞Ｘ１となるように配置することにより、光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを重ねてできたビームスポットと光源Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを重ねてできたビームスポットが重なることがなくなり、ビーム広がりによる副走査方向に隣接するライン（画素）への影響を少なくする（例えば、なくす）ことができる。

図５は、ビームの広がり及び画素密度によりＸ１、Ｘ２を調整する仕方を説明するための図である（なお、図５の例では、光源配置が図３に示すものとなっている場合が示されている）。図５を参照すると、ビームの広がり及び画素密度（被走査面上での光ビーム間ピッチ）により先ず、間隔Ｘ２を決定し、間隔Ｘ２を決定した後に、間隔Ｘ１を決定することができる。

このように、本発明では、少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との間の副走査方向の間隔（Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔）は第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいので、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成することが可能であって（各光源に流す電流を少なくすることができて、省電力化に貢献でき）、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成する場合にも、光源群（複数の光源）の光ビームの広がりによる隣接ライン（隣接画素）への影響を少なくすることが可能となる。

なお、図３，図４においては各光源の光量が等しいものとして描いているが、各光源の光量比などを変えることで、重ねてできたビームスポットの重心位置を副走査方向にずらすことも可能であり、これにより、副走査方向の位置補正を高精度に行うこともできる。

すなわち、上記構成の本発明の光走査装置において、光源駆動制御手段５０は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるために、Ｍ個の光源の駆動状態を変化させるように構成することができる。

より具体的に、本発明の光走査装置において、図６に示すように、光源駆動制御手段５０は、１画素の重心を副走査方向に移動させるための補正データが与えられるとき、前記補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるためにＭ個の光源の駆動状態を変化させるように構成できる。

より詳細に、本発明の光走査装置は、図７に示すように、副走査画素位置を検出して副走査方向の画素位置補正を行うための補正データを出力するための副走査画素位置検出手段５１が設けられているとき、光源駆動制御手段５０は、副走査画素位置検出手段５１から出力される補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるためにＭ個の光源の駆動状態を変化させるように構成できる。

ここで、副走査画素位置検出手段５１には、例えば特許第３６４４９２３号に記載されている技術を用いることができる。

すなわち、特許第３６４４９２３号に記載されているカラー画像形成装置は、搬送ベルトの搬送方向に沿って配列されてそれぞれ異なる色の画像を電子写真方式によって形成する複数の画像形成部と、前記搬送ベルトの搬送方向と直交する主走査方向の中央部と両端部とを含む位置に配列された少なくとも３個以上のセンサと、前記搬送ベルト上において全ての前記センサのそれぞれにより読み取られる位置に前記画像形成部によって各色の位置検出用トナーマークを作成するトナーマーク作成手段と、前記位置検出用トナーマークを読み取った前記センサの出力に基づいてそれらの各センサの位置ごとに基準色に対する他の色の位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段とを有しており、この位置ずれ量検出手段を本発明の副走査画素位置検出手段５１として用いることができる。

より正確には、本発明の副走査画素位置検出手段５１は、特許第３６４４９２３号の位置ずれ量検出手段で検出された位置ずれ量に基づいて、副走査方向の画素位置補正を行うための補正データを出力することができる。

図８乃至図１２は光源駆動制御手段５０によってＭ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。

図８は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるためにＭ個の光源の合計発光時間が一定となるようにＭ個の光源の発光時間比を変化させる場合の具体例を説明するための図である。図８には、Ｍ個の光源が２光源Ａ，Ｂである場合が示されており、２光源Ａ，Ｂの発光信号が図の上部に示され、２光源Ａ，Ｂにより被走査媒体上に走査される光束による走査光量分布が、図の右側方向を主走査方向として図示されている。

図８を参照すると、画素１の場合には光源Ｂのみが点灯しており、画素１，２，３・・・となるにつれて、光源Ｂの発光時間が短くなり、光源Ａの発光時間が長くなっている。例えば画素４のとき光源Ａ，Ｂ共に同じ発光時間点灯しており、この画素を基準画素としたとき、画素５，６，７は図中上方向である副走査方向に画素の重心位置がずれている。逆に、画素３，２，１となるにつれ、図中下方向の副走査方向に画素の重心位置がずれており、２光源の合計発光時間を略一定として、その比率を変えることにより、画素の重心を副走査方向にずらすことができる。例えば画素３において、光源Ａの発光時間をＴａ３、光源Ｂの発光時間をＴｂ３としたとき、発光時間の和Ｔａｌｌ＝Ｔａ３＋Ｔｂ３＝Ｔａｎ＋Ｔｂｎ（ｎは自然数）＝一定となるように露光時間比を変えてやるとする。このとき、例えば前述した特許第３６４４９２３号の技術を用いて、トナー画像の副走査方向の位置ずれをパッチ計測により測定し、位置ずれ量を補正するように補正データを与えて上記発光時間の比率を変えてやることにより、副走査方向の画素位置ずれを補正することが可能となる。

また、図９は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるためにＭ個の光源の合計露光面積が一定となるようにＭ個の光源の発光時間比を変化させる場合の具体例を説明するための図である。図９には、Ｍ個の光源が２光源Ａ，Ｂである場合が示されており、２光源Ａ，Ｂの発光信号の比を変えたときの感光体上の露光面積Ｓａ，Ｓｂが、図の右側方向を主走査方向として図示されている。

すなわち、図９では発光信号の発光時間幅を光源Ａと光源Ｂとで変える場合に、各光源Ａ，Ｂからの発光信号に基づいて光走査装置における感光体上に露光が行われるが、そのときの露光面積を光源Ａ，Ｂによるものをそれぞれ露光面積Ｓａ，Ｓｂとする。画素３における露光面積をそれぞれＳａ３，Ｓｂ３としたとき、露光面積の和Ｓａｌｌ＝Ｓａ３＋Ｓｂ３＝Ｓａｉ＋Ｓｂｉ（ｉは自然数）＝一定となるように発光信号を制御することで、２光源全体での露光面積を一定とすることができる。このとき、１画素あたりの露光面積を変えることなく、露光面積の重心を副走査方向に、光源Ａ，Ｂの発光信号のここでは発光時間比を変えてやることでずらすことができるようになる。図９の場合も図８と同様に位置ずれ量を補正してやるように発光信号の発光時間比を決めることで、副走査方向の画素位置ずれ補正が可能となる。

また、図１０は２光源の発光信号を変えたときの、感光体上の表面電位に関するものである。すなわち、図１０では、Ｍ個の光源が２光源Ａ，Ｂの場合が示されており、発光信号の発光時間幅を光源Ａと光源Ｂとで変える場合に、各光源Ａ，Ｂからの発光信号に基づいて感光体上に露光が行われるが、このとき発光時間，発光レベルにより感光体上には現像閾値を越えた発光量の場合に画素を形成するに足る表面電位が得られる。このときの現像閾値以下となる領域面積を光源Ａ，ＢによるものをそれぞれＳＶａ，ＳＶｂとする。画素３における領域面積をそれぞれＳＶａ３，ＳＶｂ３としたとき、領域面積の和ＳＶａｌｌ＝ＳＶａ３＋ＳＶｂ３＝ＳＶａｉ＋ＳＶｂｉ（ｉは自然数）＝一定となるように発光信号を制御することで、２光源全体での表面電位による領域面積を一定とすることができる。このとき、１画素あたりの領域面積を変えることなく、領域面積の重心を副走査方向に、光源Ａ，Ｂの発光信号（例えば図中では発光時間比であり、発光レベルでも可能）を変えてやることで、画素の重心位置をずらすことができる。すなわち、図１０の場合も、図８と同様に、位置ずれ量を補正してやるように発光信号の発光時間比を決めることで、副走査方向の画素位置ずれ補正が可能となる。

また、図１１には３光源の場合の例が示されている。図８，図９では、２光源の発光信号の発光時間比を変え、かつ２光源での総発光時間、露光面積を略一定とすることで、副走査方向の画素位置ずれを補正するようにしたが、図１１の例では、光源Ａ，Ｂに光源Ｃを加えることで、Ｍ個の光源を３光源としている。また例えば図１１の画素６に対して副走査方向に画素位置ずれが発生した場合には、図１１の他の画素に示すように光源Ａ，Ｂ，Ｃの発光信号を制御することで、画素の重心位置を副走査方向にずらすことが可能となり、図８と同様に位置ずれ量を補正してやるように発光信号の発光時間比を決めることで、副走査方向の画素位置ずれ補正が可能となる。

また、図１２は、複数光源の発光信号の発光レベル比を変えた場合の、走査光の感光体上での露光エネルギーに関するものである。すなわち、図１２は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるためにＭ個の光源の合計露光エネルギーが一定となるようにＭ個の光源の発光レベル比を変化させてＭ個の光源の露光エネルギー比を変化させる場合の具体例を説明するための図である。

図１２の例では、発光レベル比を変更することで、露光エネルギー量の比を変更するものである。例えば画素３において、光源Ａの露光エネルギーをＥａ３とし、光源Ｂの露光エネルギーをＥｂ３としたとき、露光エネルギーの和Ｅａｌｌ＝Ｅａ３＋Ｅｂ３＝Ｅａｉ＋Ｅｂｉ（ｉは自然数）＝一定となるように発光レベルを決めることで、２光源全体での露光エネルギーを略一定とすることができる。このとき、１画素あたりの露光エネルギーを変えることなく、露光エネルギーの重心を副走査方向に、光源Ａ，Ｂの発光レベルの比を変えてやることでずらすことができるようになる。このように、図１２の場合も図８と同様に位置ずれ量を補正してやるように発光レベル比を決めることで、副走査方向の画素位置ずれ補正が可能となる。

このように、図８乃至図１１は発光信号のパルス幅を変えて光源を点灯させた場合（パルス幅変調）で、図１２は発光信号のレベルを変えて光源を点灯させた場合（パワー変調）である。

図１３，図１４は例えば図８の例において２光源Ａ，Ｂの発光時間を変化させる仕方（光源駆動制御手段５０の制御動作例）を説明するための図である。図１３では１画素（例えば図８の画素１，画素２，画素３，・・・）を８個のパルスで構成する場合に、光源駆動制御手段５０で生成されるパルスの例を画像データと画素イメージで示した図である。図８では、１画素の中央からパルスを形成する例が示されている。ここで、画素イメージは１画素の幅を示しており、画像データ１はその１／８幅の画素、画像データ２は２／８幅、・・・画像データ８は８／８幅という時間幅で定義されているとする。また、図１４は図１３の画像データと画素イメージ出力の関係に基づいて、図８のように２光源Ａ，Ｂの発光時間を制御するパターンを示した表である。表の縦軸は２光源Ａ，Ｂに与える７種類の制御パターン１〜７を表しており、各光源の数字は図１３の画像データを表している。

ここで、光源駆動制御手段５０は、補正データとして（０００）が与えられると図１４のパターン１を選択し、また、補正データとして（００１）が与えられると図１４のパターン２を選択し、また、補正データとして（０１０）が与えられると図１４のパターン３を選択し、また、補正データとして（０１１）が与えられると図１４のパターン４を選択し、また、補正データとして（１００）が与えられると図１４のパターン５を選択し、また、補正データとして（１０１）が与えられると図１４のパターン６を選択し、また、補正データとして（１１１）が与えられると図１４のパターン７を選択するというように、７種類のパターンのうちの１つを選択するようになっている。例えば補正データとして、（０００），（００１），（０１０），（０１１），（１００），（１０１），（１１１）が順次与えられると、光源駆動制御手段５０は、２光源Ａ，Ｂの駆動状態を図８に示すように変化させることができる。

このように、図１４の制御パターンを、その画素の副走査ドット位置ずれ量に応じて変更することで、図８に示すように画素の重心位置を副走査方向にずらすことが可能となり、位置ずれ量を補正するように制御パターンを選択することで、副走査ドット位置ずれ補正が可能となる。

なお、図１３に示すような画像データは、一般に図１５に示すようなパルス変調信号生成回路１０からパルス幅変調信号ＰＷＭとして生成することができる。図１５のパルス変調信号生成回路１０は、高周波クロック生成回路１１と、変調データ生成回路１２と、シリアル変調信号生成回路１３とから構成されている。ここで、高周波クロック生成回路１１では、一般に画像形成装置で必要とされる画素クロックという１画素を表す基本的な周期よりも格段に高速な高周波クロックＶＣＬＫを生成する。また、変調データ生成回路１２は、図示しない画像処理ユニット等の外部から与えられた画像データに基づいて所望ビットパターンを表す変調データを生成する。また、シリアル変調信号生成回路１３は、変調データ生成回路１２から出力される変調データを入力して、それを高周波クロックＶＣＬＫに基づいてシリアルなパルスパターン列（パルス列）に変換し、パルス幅変調信号ＰＷＭとして出力する。例えば外部からの変調データをシリアル変調信号生成回路１３へ直接入力するようにすれば、変調データ生成回路１２を省略することが出来る。

このようなパルス変調信号生成回路１０の最大の特徴は、シリアル変調信号生成回路１３に変調データを入力し、画素クロックよりもはるかに高速な高周波クロックに基づき、変調データのビットパターンに対応するパルス列をシリアルに出力してパルス幅変調信号ＰＷＭを生成することにある。シリアル変調信号生成回路１３には例えばシフトレジスタを利用すれば良い。

図１３に示すような画像データをパルス幅変調信号ＰＷＭとして生成し、図１４に示すような制御パターンで駆動制御を行なうのに、図１５のパルス変調信号生成回路１０の概念を基本的に用いた図１６に示すような光源変調信号生成回路１７を用いることができる。

すなわち、図１６の光源変調信号生成回路１７では、２光源Ａ，Ｂを制御するときに、その制御データとして、画像データと補正データを用いるようになっている。ここで、画像データとは、コピー機におけるスキャナ画像や、プリンタ時のデータなどである。一方、補正データとは、副走査画素位置検出手段５１から出力される副走査方向の画素位置補正データなどの、画像データに対して副走査方向の画素位置補正を行うためのデータである。

図１６の光源変調信号生成回路１７では、画像データは、変調データ生成回路１（１２）により変調データに変換され、シリアル変調信号生成回路１（１３）に入力される。同様に、補正データも、変調データ生成回路２（１４）により変調データに変換され、シリアル変調信号生成１，２（１３，１５）にそれぞれ入力される。シリアル変調信号生成回路１，２（１３，１５）では、変調データ生成回路１，２（１２，１４）からの変調データと、高周波クロック生成回路１１から出力される高周波クロックとに基づいて、パルス幅変調信号（主光源パルス幅変調信号Ｍ−ＰＷＭ，副光源パルス幅変調信号Ｓ−ＰＷＭ）を出力する。この関係は図１３にイメージ図として示されており、入力データであるここでは４ビットの画像データに基づいて、図示されたドットイメージのパルス変調信号が出力される。ここで、主光源パルス幅変調信号Ｍ−ＰＷＭを図８の光源Ｂの駆動制御信号とし、また、副光源パルス幅変調信号Ｓ−ＰＷＭを図８の光源Ａの駆動制御信号とすることができる。

この場合、補正データを用いて、図１４に示す７種類のパターンのいずれかを選択することができる。いま画像データ８（１０００）のときのパルス幅を基準点灯時間としたとき、図１４では２光源の画像データと出力パターンの関係を示しているが、各パターンでのパルス幅時間の総和は全て８となるように設定されている。このとき図１４に示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）などを設け、補正データの値に基づき７種類のパターンのうちから１つのパターンを選択することで、２光源による副走査位置ずれ補正を実現することが可能となる。具体的に、補正データが（０００）のときは、図１４のパターン１が選択され、光源Ａ，Ｂはそれぞれ図１３の画像データ０，８で駆動制御され、また、補正データが（０１０）のときは、図１４のパターン３が選択され、光源Ａ，Ｂはそれぞれ図１３の画像データ３，５で駆動制御される。

このように、光源駆動制御手段５０に図１５のパルス変調信号生成回路１０（より正確には、図１６の光源変調信号生成回路１７）を用いることで、２光源Ａ，Ｂの駆動状態を図８に示すように変化させることができる。

なお、上述の例では、図８に示すような光源駆動制御がなされる場合の具体的な回路構成について説明したが、図１２に示すような光源駆動制御がなされる場合には、基本回路構成として、図１５のパルス変調信号生成回路１０のかわりに、図１７に示すようなパワー変調信号生成回路１８を用いることができる。図１７のパワー変調信号生成回路１８では、変調データ生成回路１２に入力される画像データは各光源における発光量を示しており、変調データ生成回路１２にて強度変調された信号は、高周波クロック生成回路１１で生成される画素クロックよりはるかに高速な高周波クロックに基づき、変調データの発光強度に対応するパワー信号をシリアルに出力してパワー変調信号ＰＭを生成することができる。

図１７に示すような回路を基本とした図１６に示したと同様の回路を構成することによって、図１２に示すような光源駆動制御を行なうことができる。

さらには、本発明の光走査装置において、光源駆動制御手段５０は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために、パルス幅変調とパワー変調とを同時に行なうことによってＭ個の光源の発光時間比と発光レベル化を段階的に変化させることも可能である。

また、駆動制御される光源数が３つ以上になる場合（例えば図１１に示すような駆動制御がなされる場合）には、図１６に示した回路構成を拡張した回路構成で、容易に実現できる。

また、本発明では、上述した光源駆動制御の他にも、種々の形態の光源駆動制御を行なうことが可能である。

また、上述の光走査装置において、第１の間隔Ｘ１は５μｍ未満であることが好ましい。

すなわち、第１の間隔Ｘ１を５μｍ未満とすると（例えば４．８μｍや２．４μｍにすると）、画素の解像度は、光学倍率（正確には、走査光学系の副走査方向横倍率）が２倍よりも大きいときに（例えば２．１２倍のときに）、約１０μｍ以下となり（副走査方向の光源間ピッチが４．８μｍや２．４μｍの場合、画素の解像度は１０μｍ（２４００ｄｐｉ）や５μｍ（４８００ｄｐｉ）となり）、画素の解像度は十分に細かくなって、人間の目の視覚特性から考えて、例えば図２８に示したような段差も人間の目で認識されることがなくなる。図２９は、１２００ｄｐｉと２４００ｄｐｉとの画質を比較した図であり、２４００ｄｐｉの場合には、特に、鮮鋭性，ジャギー特性（ジャギーが認識できなくなる程度）が優れている。このことからも、第１の間隔Ｘ１は５μｍ未満（画素の解像度は約１０μｍ以下（２４００ｄｐｉ以上））が好ましい。

なお、ここで、光学倍率が２倍よりも大きくしたのは、後述のように、光学倍率を２倍よりも大きくすると、光源の光量は差程大きくなくても済み、光源に光量の小さい面発光レーザを用いることができること、また、被走査面に集光させるレンズの大きさを差程大きくせずともレンズの透過率を向上できるという利点があることによる。

図１８は本発明の光走査装置を用いた画像形成装置の一例を示す図である。図１８を参照すると、光源ユニット８０１の背面には、半導体レーザの制御を司る駆動回路及び画素クロック生成装置が形成されたプリント基板８０２が装着され、光軸と直交する光学ハウジングの壁面にスプリングにより当接され、調節ネジ８０３により傾きが合わせられ姿勢が保持される。尚、調節ネジ８０３はハウジング壁面に形成された突起部に螺合される。光学ハウジング内部には、シリンダレンズ８０５、ポリゴンミラーを回転するポリゴンモータ８０８、ｆθレンズ８０６、トロイダルレンズ、および折り返しミラー８０７が各々位置決めされ支持され、また、同期検知センサを実装するプリント基板８０９は、ハウジング壁面に光源ユニットと同様、外側より装着される。光学ハウジングは、カバー８１１により上部を封止し、壁面から突出した複数の取付部８１０にて画像形成装置本体のフレーム部材にネジ固定される。

このとき、半導体レーザとして、例えば面発光レーザ（面発光レーザアレイ）を用いることができる。半導体レーザ（面発光レーザ）から出射された光はシリンダレンズ８０５を介して、ポリゴンミラーでその回転に伴い偏向走査され、偏向走査された光束はｆθレンズ８０６、トロイダルレンズ、および折り返しミラー８０７などを介して図示されていない感光体ドラムに入射する。また、走査光は、感光体に走査されない領域や、途中ミラー等による反射光として、センサにより検知される。このときセンサで検知される信号としては、ポリゴンミラーの回転に伴う走査方向である主走査方向の２点間の時間間隔を同期検知センサにより検出したり、主走査方向に対し９０度回転した方向の副走査方向への位置ずれ量などを位置検出センサで測定し、その値をＬＤ制御、変調回路やその前段の変調データ生成部へフィードバック制御することにより、画素位置の補正を行うことができる。

次に、複数の光源を用いて構成するマルチビーム走査装置（マルチビーム光学系）について説明する。

図１９はマルチビーム走査装置の一例を示す図である。図１９の例では、２個の発光源が間隔ｄｓ＝２５μｍでモノリシックに配列された半導体レーザアレイ（４チャンネル）を２個（３０１，３０２）用いている（８個の光源としている）。

図１９において、半導体レーザアレイ３０１，３０２は、コリメートレンズ３０３，３０４との光軸を一致させ、主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー３０７の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザアレイ３０１，３０２より射出された複数のビームは、シリンダレンズ３０８を介してポリゴンミラー３０７で一括して走査され、ｆθレンズ３１０、トロイダルレンズ３１１により感光体３１２上に結像される。バッファメモリには各発光源ごとに１ライン分の印字データが蓄えられ、ポリゴンミラー１面毎に読み出されて、４ラインずつ同時に記録が行なわれる。

また、マルチビームを構成するＬＤ毎の波長誤差により生じる光学的走査長さの差、倍率差を補正するために、画素クロックについて位相シフトを行うことにより、位相シフトの精度まで走査長さの差を補正し、走査光のばらつきを緩和することが可能となる。

図２０には、図面中の縦方向を光学系の副走査方向とするとき、副走査方向に一列に配置したレーザアレイを光走査装置の光源ユニットに用いた例が示されている。図２０の例は縦方向に４個の発光源（例えば、面発光レーザ）を有する一次元レーザアレイ（例えば、一次元面発光レーザアレイ）を用いたものとなっている。

また、図２１には、複数の面発光レーザが二次元に配置された二次元面発光レーザアレイを光走査装置の光源ユニットに用いた例が示されている。図２１の例では、横方向に３個、縦方向に４個、計１２個の発光源（例えば、面発光レーザ）を有する二次元面発光レーザアレイが示されている。

次に、光源ユニットに面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）を用いたマルチビーム走査装置（マルチビーム光学系）について説明する。図２２は光源ユニットにＶＣＳＥＬアレイを用いたマルチビーム走査装置の一例を示す図である。図２２の例では、図１９の２個の発光源３０１，３０２が１個のＶＣＳＥＬアレイ４０２に置き換わったものとなっている。

図２２において、ＶＣＳＥＬアレイ４０２から射出された複数の光ビームはコリメートレンズ４０４，シリンダレンズ４０８を介してポリゴンミラー４０７で一括して走査され、ｆθレンズ４１０，トロイダルレンズ４１１により被走査面である感光体４１２上に結像される。バッファメモリには各発光源に１ライン分の印字データが蓄えられ、ポリゴンミラー１面毎に読み出されて、複数本ずつ同時に記録が行なわれる。また、マルチビームを構成する各面発光レーザ毎の波長誤差により生じる光学的走査長さの差，倍率差を補正するために、画素クロックについて位相シフトを行うことにより、位相シフトの精度まで走査長さの差を補正し、走査光のばらつきを緩和することが可能となる。

図２３は面発光レーザアレイから射出された複数の光ビームが走査光学系を介し被走査面に走査される例を示す図である。ここで、走査光学系は、図２２と同様に、コリメートレンズ４０３、シリンダレンズ４０８、ポリゴンミラー４０７、ｆθレンズ４１０、トロイダルレンズ４１１等から構成されている。

副走査方向に所定の間隔で配置された複数の光源から射出した複数の光ビームが複数のレンズを介して被走査面上に導光して光走査する場合に、光源から被走査面上にいたる光路中に配置したレンズによる被走査面上の副走査方向横倍率βが２より大きくなるように構成した図２３の例では、４光源で１画素を形成し、１２光源で３画素を同時に形成可能となっている。すなわち光源ａ１，ａ２，ａ３，ａ４の４光源からの光ビームで１画素すなわち画素Ａを形成する。同様に、光源ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４の４光源からの光ビームで画素Ｂを形成し、光源ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４の４光源からの光ビームで画素Ｃを形成する。すなわち、上記１２光源により被走査媒体上には３画素が形成されることとなる。

光源である面発光レーザが二次元に配置された面発光レーザアレイとして、第１の間隔Ｘ１が４．８μｍであり、副走査方向横倍率｜β｜＝２．１２の場合を考える。この時、被走査面上での副走査方向ビーム間ピッチは４．８μｍ×２．１２＝１０．１μｍとなる。これは副走査方向２４００ｄｐｉの解像度が得られることになる。また、同様に副走査方向横倍率｜β｜＝２．１２の時、第１の間隔Ｘ１を２．４μｍとすると、被走査面上での副走査方向ビーム間ピッチは２．４μｍ×２．１２＝５．０μｍとなり、副走査方向４８００ｄｐｉの解像度を実現できる。

これに対し、副走査方向横倍率を｜β｜≦２とした場合には、被走査面上での副走査方向において所望のビームスポット径（例えば主副５０×６０μｍ）を得ようとするとアパーチャ径が小さくなり、アパーチャを通り抜ける光が減少するために、光量不足となってしまう。特に光源としてＶＣＳＥＬを用いる場合には、光量面での課題が大きいため、この問題は切実である。次に、走査光学系全体で副走査方向横倍率を｜β｜≦２と設定した場合を考える。その場合、被走査面に集光させるレンズ、図３２ではトロイダルレンズ４１１を感光体４１２に近づけることになる。そのため、トロイダルレンズ４１１を大きくしなければならないので、機内のレンズのレイアウトが困難となり、コストアップに繋がる。また副走査方向横倍率を｜β｜≦２とした場合には、シリンドリカルレンズ４０８をポリゴンモータ４０７に近づける必要がある。この時、ポリゴンモータの発熱によってシリンドリカルレンズ４０８の温度が上昇し、光学特性の温度変動によってビームスポット径やビームピッチが変動し、安定した画像が得られないという問題がある。よって、副走査方向横倍率を｜β｜＞２とすることで、これらの問題を軽減できる。

図２４は本発明の画像形成装置の構成例を示す図である。図２４を参照すると、被走査面である感光体ドラム９０１の周囲には、感光体を高圧に帯電する帯電チャージャ９０２、光走査装置９００により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ９０３、現像ローラ９０３にトナーを供給するトナーカートリッジ９０４、ドラム９０１に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース９０５が配置されている。感光体ドラム９０１へは上記したように１面毎に複数ライン同時に潜像記録が行われる。記録紙は、給紙トレイ９０６から給紙コロ９０７により供給され、レジストローラ対９０８により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、感光体ドラム９０１を通過する際に転写チャージャ９０６によってトナーが転写され、定着ローラ９０９で定着されて排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１０に排出される。上記画像形成装置の光走査装置９００に本発明の光走査装置を適用することにより、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成することが可能であって（各光源に流す電流を少なくすることができて、省電力化に貢献でき）、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成する場合にも、光源群（複数の光源）の光ビームの広がりによる隣接ライン（隣接画素）への影響を少なくすることが可能となる。さらに、高精度なドット位置補正が可能となり、高画質な画像を得ることができる。

また、本発明は、カラー画像形成装置にも適用可能である。図２５には、本発明を、複数の感光体を有する画像形成装置であるタンデムカラー機に搭載した例が示されている。タンデムカラー機は、シアン，マゼンダ，イエロー，ブラックの各色に対応した別々の感光体が必要であり、光走査光学系はそれぞれの感光体に対応して、別の光路を経て潜像を形成する。したがって、各感光体上で発生する主走査ドット位置ずれは異なる特性を有する場合が多い。

図２５において、１８は転写ベルト、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは各色に対応した感光体、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは各色に対応した光走査装置である。

ここで、光走査装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに本発明の光走査装置を用いることにより、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成することが可能であって（各光源に流す電流を少なくすることができて、省電力化に貢献でき）、１つの光源群（複数の光源）を用いて１画素を形成する場合にも、光源群（複数の光源）の光ビームの広がりによる隣接ライン（隣接画素）への影響を少なくすることが可能となる。さらに、副走査ドット位置ずれが良好に補正された高画質な画像を得ることができる。特に画質の面では副走査方向の位置ずれに対して本発明は有効であり、各ステーション間の色ずれを効果的に低減した、色再現性の良い画像が得られる。

図２６は、本発明の光走査装置の光源駆動制御手段５０のハードウェア構成例を示す図である。この例では、光源駆動制御手段５０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０４、ＨＤ（ハードディスク）１０５、ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）１０６などが、バス１００によって接続され構成されている。

ＣＰＵ１０１は、装置全体を制御する。ＲＯＭ１０２には、制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＨＤ１０５に対するデータのリード／ライトの制御を行なう。ＨＤ１０５は、ＨＤＤ１０４の制御にしたがって書き込まれたデータを記憶する。ＦＤＤ１０６は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＦＤ（フレキシブルディスク）１０７に対するデータのリード／ライトの制御を行なう。ＦＤ１０７は、着脱自在になっており、ＦＤＤ１０６の制御にしたがって書き込まれたデータ記憶する。

なお、本発明を実施するための上述した最良の形態で説明した光源駆動制御手段５０における処理は、コンピュータ（例えばＣＰＵ１０１）に実現させるプログラムの形で提供することができる。

また、本発明を実施するための上述した最良の形態で説明した光源駆動制御手段５０における処理をコンピュータに実現させるためのプログラムは、ハードディスク（１０５）、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、上記記録媒体を解して、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等に利用可能である。

電流を少なくし光量を小さくした複数の光源を用いて１画素を形成する１つの例を示す図である。 本発明の光走査装置の構成例を示す図である。 本発明の具体例を示す図である。 本発明の具体例を示す図である。 ビームの広がり及び画素密度によりＸ１，Ｘ２を調整する仕方を説明するための図である。 本発明の光走査装置の構成例を示す図である。 本発明の光走査装置の構成例を示す図である。 Ｍ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。 Ｍ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。 Ｍ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。 Ｍ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。 Ｍ個の光源の駆動状態を変化させる仕方の具体例を説明するための図である。 光源駆動制御手段の制御動作例を説明するための図である。 光源駆動制御手段の制御動作例を説明するための図である。 パルス変調信号生成回路の基本構成例を示す図である。 図１５のパルス変調信号生成回路の基本構成例を用いた光源変調信号生成回路の構成例を示す図である。 パワー変調信号生成回路の基本構成例を示す図である。 本発明の光走査装置を用いた画像形成装置の一例を示す図である。 マルチビーム走査装置の一例を示す図である。 光源ユニットの一例を示す図である。 光源ユニットの一例を示す図である。 ＶＣＳＥＬアレイを用いたマルチビーム走査装置の一例を示す図である。 面発光レーザアレイから射出された複数の光ビームが走査光学系を介し被走査面に走査される例を示す図である。 本発明の画像形成装置の構成例を示す図である。 カラー画像形成装置の一例を示す図である。 本発明の光走査装置の光源駆動制御手段のハードウェア構成例を示す図である。 一般的な画像形成装置の構成例を示す図である。 曲り補正の例を示す図である。 １２００ｄｐｉと２４００ｄｐｉとの画質を比較した図である。

符号の説明

５０ 光源駆動制御手段
５１ 副走査画素位置検出手段
１１ 高周波クロック生成回路
１２，１４ 変調データ生成回路
１３，１５ シリアル変調信号生成回路
８０１ 光源ユニット
１００ バス
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）
１０５ ＨＤ（ハードディスク）
１０６ ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）
１０７ ＦＤ（フレキシブルディスク）

Claims (17)

1. 少なくとも副走査方向に異なる位置に配置されたＮ個の光源を有する光走査装置であって、副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔は第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きいことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、前記各光源には、半導体レーザが用いられることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または請求項２記載の光走査装置において、前記各光源には面発光レーザが用いられることを特徴とする光走査装置。
4. 請求項２記載の光走査装置において、前記各光源は、半導体レーザアレイとして構成されていることを特徴とする光走査装置。
5. 請求項３記載の光走査装置において、前記各光源は、面発光レーザアレイとして構成されていることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記第１の間隔Ｘ１は、５μｍ未満であることを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光走査装置において、各光源を駆動制御する光源駆動制御手段を備え、前記光源駆動制御手段は、１つの光源群を構成するＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源の光ビームで１画素が形成されるように各光源の駆動制御を行なうことを特徴とする光走査装置。
8. 請求項７記載の光走査装置において、第１の間隔Ｘ１および第２の間隔Ｘ２は、１つの光源群を構成するＭ個の光源の光ビームの広がりと画素密度とにより調整されることを特徴とする光走査装置。
9. 請求項７または請求項８記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、画素の重心位置を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個（Ｍ≧２）の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
10. 請求項７または請求項８記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるための補正データが与えられるとき、前記補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個（Ｍ≧２）の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
11. 請求項１０記載の光走査装置において、副走査画素位置を検出して副走査方向の画素位置補正を行うための補正データを出力するための副走査画素位置検出手段がさらに設けられており、前記光源駆動制御手段は、副走査画素位置検出手段から出力される補正データに応じた量だけ１画素の重心を副走査方向に移動させるために、１つの光源群を構成するＭ個の光源の駆動状態を変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために１つの光源群を構成するＭ個の光源の合計発光時間または合計露光面積が一定となるようにパルス幅変調によって１つの光源群を構成するＭ個の光源の発光時間比を段階的に変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
13. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために１つの光源群を構成するＭ個の光源の合計露光エネルギーが一定となるようにパワー変調によってＭ個の光源の発光レベル比を段階的に変化させて１つの光源群を構成するＭ個の光源の露光エネルギー比を変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
14. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の光走査装置において、前記光源駆動制御手段は、１画素の重心を副走査方向に移動させるために、パルス幅変調とパワー変調とを同時に行なうことによってＭ個の光源の発光時間比と発光レベル比を段階的に変化させるようになっていることを特徴とする光走査装置。
15. 副走査方向の走査位置が隣り合っているＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源を１つの光源群と称するとき、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群に対して、副走査方向に、次の（Ｌ＋１）番目の光源群が配置され、前記各光源群のＭ個の光源は、副走査方向の配置間隔が第１の間隔Ｘ１となっており、Ｌ番目（Ｌ≧１）の光源群と（Ｌ＋１）番目の光源群との副走査方向の走査位置が隣り合っている２つの光源間の副走査方向の配置間隔は、第２の間隔Ｘ２となっており、第２の間隔Ｘ２は、第１の間隔Ｘ１よりも大きく設定され、１つの光源群を構成するＭ個（Ｎ≧２Ｍ≧４）の光源の光ビームで１画素が形成されるように各光源の駆動制御を行なうことを特徴とする光走査方法。
16. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の光走査装置を有することを特徴とするカラー画像形成装置。

Images