JP2010048884A - 光ビーム走査装置と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のレーザビームを共通の画素クロックに基づいて発光させた照射光によって１画素を形成する際、各レーザビームの波長差によって主走査方向の照射位置がずれないようにする。
【解決手段】 ＢＤ１２４が、１つの画素を構成する各光ビームのスポット位置を検出し、主走査位置情報演算部６が、その検出された各光ビームのスポット位置に基づいて、上記各光ビームの内の基準となる光ビームのスポットに対する他の各光ビームのスポットの主走査位置情報を算出し、主走査位置情報記憶部７が、その主走査位置情報を記憶し、画像処理部１が、上記主走査位置情報に基づいて、基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように半導体レーザ駆動部２へ供給する画像データを補正する処理を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光ビーム走査装置と光ビーム走査装置を備えたファクシミリ装置，プリンタ，複写機，それらの機能を備えた複合機を含む画像形成装置に関する。

電子写真法を使用して用紙を含む記録媒体に画像を形成する画像形成装置では、感光体上に形成された静電荷を、半導体レーザ光源から発生させたレーザ光（レーザビーム）により露光して静電潜像を形成し、現像剤により現像して画像形成を行っている。
従来は、１つの半導体素子から１本〜４本、多くて８本程度のレーザビームを照射する半導体レーザ光源を用いたものが多く、１光源からのレーザビームで１画素を形成していた。

近年では、１つのチップから４０本程度の多数のレーザビームを射出することができる面発光レーザ光源（例えば、ＶＣＳＥＬがある）が実用化されており、この面発光レーザ光源を用いて高精細、高速画像形成などを行う画像形成装置が提案されている。
この面発光レーザ光源では、複数の光源からのレーザビームで１画素を形成している。
これは、面発光レーザ光源のレーザビームの出力は、従来の半導体レーザ光源のレーザビームに比べて光量が少ない（出力が弱い）ため、１光源からのレーザビームの照射では現像に十分な光量を得られない可能性があり、現像に必要な十分な光量を得るために１画素の形成には複数の光源からのレーザビームを照射するのが適しているためである。
そのため、１画素内に照射される各レーザビーム間で発振波長に差があると、波長依存性をもつ光学系の影響により、各レーザビームのビームスポット位置が所望の位置からずれてしまい、１画素（１ドット）の形状が崩れてしまって、画像品質の劣化を引き起こす可能性がある。

従来、複数の光源による書込みを行う画像形成装置において、各光源間の波長差を補正するために、データ領域で画素クロックの位相を補正することで光源間の波長差によるレーザビームのスポット位置の補正する光ビーム走査装置（例えば、特許文献１参照）があった。
特開２００７−２０３７３９号公報

しかしながら、面発光レーザ光源では、複数のレーザビームで１画素を構成する場合、一般に１画素内に照射する各レーザビームを共通の画素クロックに基づいて発光させるため、画素クロックの位相制御による各レーザビームのスポット位置の補正は行えないという問題があった。
また、上述した従来の光ビーム走査装置のように、１画素を構成する複数のレーザビームの駆動制御を行うことにより、副走査方向における各レーザビームのスポット位置（照射位置）の補正を行っているが、主走査方向のスポット位置の補正はできないという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数のレーザビームを共通の画素クロックに基づいて発光させた照射光によって１画素を形成する際、各レーザビームの波長差によって主走査方向の照射位置がずれないようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、複数の光源を有し、上記各光源からそれぞれ光ビームを発生する光ビーム発生手段と、上記光ビーム発生手段の各光源の点灯を画像データに基づいて制御する点灯制御手段と、上記画像データを生成して上記点灯制御手段に転送する画像データ処理手段と、被走査面に上記各光源からの複数の光ビームのスポットを集光して１つの画素を構成して走査する光学手段を備えた光ビーム走査装置において、上記１つの画素を構成する各光ビームのスポット位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段によって検出した各スポット位置に基づいて上記各光ビームの内の基準となる光ビームのスポットに対する他の各光ビームのスポットのずれ量を算出するずれ量算出手段を設け、上記画像データ処理手段が、上記ずれ量算出手段によって算出されたずれ量に基づいて上記基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように前記画像データを補正するようにした光ビーム走査装置を提供する。

また、上記画像データ処理手段の上記画像データの補正を、上記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正、上記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正、上記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅を補正のいずれかにするとよい。

さらに、上記ずれ量算出手段によって算出されたずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、上記ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量に基づいて、上記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、上記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、上記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれにするかを判断する判断手段を設け、上記画像データ処理手段が、上記判断手段の判断結果に基づいて、上記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、上記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、上記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれかにより、上記基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように上記画像データを補正するようにするとなおよい。

また、上記画像データ処理手段の前記画像データの補正を、上記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、上記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、上記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれか２つ又は全てを組み合わせて補正するとなおよい。

さらに、上記画像データ処理手段の上記画像データの補正を、画像印刷ジョブ毎に実行するとよい。
また、上記位置検出手段を、光ビームのスポットの走査位置を検出するフォトディテクタにするとよい。
さらに、上述のような光ビーム走査装置を搭載した画像形成装置も提供する。

この発明による光ビーム走査装置と画像形成装置は、複数のレーザビームを共通の画素クロックに基づいて発光させた照射光によって１画素を形成する際、各レーザビームの波長差によって主走査方向の照射位置がずれないようにすることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図２は、この発明の実施例の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。
画像形成装置１００は、半導体レーザ光源、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む光学装置１０１と、例えばドラム状の感光体、帯電装置、現像装置などを含む像形成部１０２と、中間転写ベルトなどを含む転写部１０３を含んで構成されるカラー複写機である。
光学装置１０１は、半導体レーザ光源（図示省略）などの光源から放出された光ビームアを、ポリゴンミラー１１０により偏向させ、ｆθレンズなどの走査レンズ１１１ａ，１１１ｂに入射させている。

上記光ビームは、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）の各色の画像に対応した数が発生されていて、それぞれ走査レンズ１１１ａ，１１１ｂを通過した後、反射ミラー１１２ｋ〜１１２ｍで反射される。
例えば、ブラックの光ビームは走査レンズ１１１ａを透過して反射ミラー１１２ｋで反射されてＷＴＬレンズ１１３ｋへ入射される。イエロー，シアン，マゼンタの各色の光ビームについても同様なので説明を省略する。
ＷＴＬレンズ１１３ｋ〜１１３ｍは、それぞれ入射された光ビームを整形した後、反射ミラー１１４ｋ〜１１４ｍへと光ビームを偏向させ、その各光ビームはさらに反射ミラー１１５ｋ〜１１５ｍで反射され、それぞれ露光のために使用される光ビームＫ〜Ｍとして感光体１２０ｋ〜１２０ｍへと像状照射される。

感光体１２０ｋ〜１２０ｍへの光ビームＫ〜Ｍの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、感光体１２０ｋ〜１２０ｍに対する主走査方向および副走査方向に関して、タイミング同期が行われている。
以下、感光体１２０ｋ〜１２０ｍに対する主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、すなわち、感光体１２０ｋ〜１２０ｍの回転する方向として定義する。
感光体１２０ｋ〜１２０ｍは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。
上記光導電層は、それぞれ感光体１２０ｋ〜１２０ｍに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成される帯電器１２２ｋ〜１２２ｍにより表面電荷が付与される。

各帯電器１２２ｋ〜１２２ｍによってそれぞれ感光体１２０ｋ〜１２０ｍ上に付与された静電荷は、それぞれ光ビームＫ〜Ｍにより像状露光され、よって、各帯電器１２２ｋ〜１２２ｍの被走査面上に静電潜像が形成される。
感光体１２０ｋ〜１２０ｍの被走査面上にそれぞれ形成された静電潜像は、現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器１２１ｋ〜１２１ｍによりそれぞれ現像され、感光体１２０ｋ〜１２０ｍの被走査面上に現像剤像が形成される。
感光体１２０ｋ〜１２０ｍの被走査面上に担持された各現像剤は、搬送ローラ１３１ａ〜１３１ｃにより矢示イの方向に移動する中間転写ベルト１３０上に転写される。１３２ｋ〜１３２ｍは、それぞれ感光体１２０ｋ〜１２０ｍに対する１次転写ローラである。

中間転写ベルト１３０は、感光体１２０ｋ〜１２０ｍの被走査面上からそれぞれ転写されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの現像剤を担持した状態で２次転写部へと搬送される。
２次転写部は、２次転写ベルト１３３と、搬送ローラ１３４ａ，１３４ｂとを含んで構成される。
２次転写ベルト１３３は、搬送ローラ１３４ａ，１３４ｂにより矢示ウの方向に搬送される。
上記２次転写部には、給紙カセットなどの受像材収容部Ｔから上質紙、プラスチックシートなどの受像材Ｐが搬送ローラ１３５により供給される。
上記２次転写部は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１３０上に担持された多色現像剤像を、２次転写ベルト１３３上に吸着保持された受像材Ｐに転写する。

上記受像材Ｐは、２次転写ベルト１３３の搬送と共に定着装置１３６へと供給される。
上記定着装置１３６は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材１３７を含んで構成されていて、受像材Ｐと多色現像剤像とを加圧加熱し、排紙ローラ１３８によって受像材Ｐを印刷物Ｐ′として画像形成装置１００の外部へと排出する。
上記多色現像剤像を転写した後の中間転写ベルト１３０は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１３９により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給されている。
なお、各感光体１２０ｋ〜１２０ｍの主走査方向の終点付近には、それぞれ副走査検出装置（図示を省略）が配設されていて、副走査方向のずれを検出している。

図１は、図２に示した書込部の構成を示す機能ブロック図である。
この書込部は、上記各感光体１２０ｋ〜１２０ｍのそれぞれに共通するので、感光体１２０と走査レンズ１１１として説明する。
書込部は、光ビームを発生させる半導体レーザ光源を備えた半導体レーザユニット３を有する。
この半導体レーザユニット３は、複数の光源を有し、その各光源からそれぞれ光ビームを発生する光ビーム発生手段である。
半導体レーザ駆動部２は、画像処理部１から供給される画像データに基づいて半導体レーザユニット３の各光源の点灯を制御する点灯制御手段である。

画像処理部１は、画像データを生成して半導体レーザ駆動部２に転送する画像データ処理手段である。
半導体レーザユニット３から発光されたレーザ光を、回転するポリゴンミラー１１０により偏向走査（スキャン）し、走査レンズ（ｆθレンズ）１１１を介して被走査媒体である感光体１２０上に光スポットを形成し、その感光体１２０を露光して静電潜像を形成する。これらのポリゴンミラー１１０，走査レンズ１１１は、感光体１２０上の被走査面に各光源からの複数の光ビームのスポットを集光して１つの画素を構成して走査する光学手段である。
位相同期部４は、クロック生成部５により生成された変調信号を、ポリゴンミラー１１０により偏向走査された半導体レーザの光ビームを検出するフォトディテクタ（ＰＤ）１２３に同期した位相に設定する。

すなわち、位相同期部４では、１ライン毎に、ＰＤ１２３の出力信号に基づいて、位相同期のとられた画素クロック（画像クロック）を生成して、画像処理部１と半導体レーザ駆動部２へ供給する。なお、位相同期部４から半導体レーザ駆動部２への画素クロックの供給は、画像処理部１を通じて行うように図示している。
この書込部は、画像処理部１により生成された画像データと位相同期部４により１ライン毎に位相が設定された画素クロックに従い、半導体レーザ駆動部２を介して半導体レーザユニット３の各光源の発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体である感光体１２０上に形成する静電潜像をコントロールする。
また、光ビーム検出部（ＢＤ）１２４は、１つの画素を構成する各光ビームのスポット位置を検出する位置検出手段である。

主走査位置情報演算部６は、ＢＤ１２４で検出された各光ビームのスポット位置に基づいて、上記各光ビームの内の基準となる光ビームのスポットに対する他の各光ビームのスポットのずれ量（このずれ量には、位置のずれとスポット幅の大小のずれと位相のずれを含む）の情報である主走査位置情報を算出するずれ量算出手段である。
主走査位置情報記憶部７は、主走査位置情報演算部６によって算出された主走査位置情報を記憶し、画像処理部１へ供給する。
そして、画像処理部１は、上記主走査位置情報に基づいて前記基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように半導体レーザ駆動部２へ供給する画像データを補正する処理も行う。
上記画像処理部１，上記位相同期部４，上記クロック生成部５，上記主走査位置情報演算部６は、ＣＰＵによって実現され、上記主走査位置情報記憶部７は、例えば、ＲＡＭによって実現される。

図３は図１の半導体レーザユニット３の光ビーム発光部の一部の構成を示す図である。
半導体レーザユニット３は、例えば、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）であり、図３に示すように、例えば、３×４のビームを有するＶＣＳＥＬを想定した場合、１２個の各光源Ｄａ〜Ｄｌがそれぞれ等間隔（各光源の中心点の間隔がａ）に配置されており、ＶＣＳＥＬを、主走査方向に所定の角度に傾けており、４個の光源からの光ビームのスポットによって１つの画素を形成する。
例えば、光源Ｄａ〜Ｄｄ、光源Ｄｅ〜Ｄｈ、光源Ｄｉ〜Ｄｌでそれぞれ１２００ｄｐｉの直径の１画素を形成する場合、光源Ｄａ〜Ｄｄ、光源Ｄｅ〜Ｄｈ、光源Ｄｉ〜Ｄｌのそれぞれの中心点の副走査方向の間隔を４８００ｄｐｉになるようにＶＣＳＥＬを傾けている。

このように複数の光源からの光ビームのスポットで１画素を構成する場合、１画素内の各光ビームのスポット位置が主走査方向に物理的な間隔が発生しているが、この物理的な間隔を各光ビームの点灯開始時間（点灯開始タイミング）を変えることにより、１画素内の各光源からの光ビームのスポットが主走査方向で同一の位置となるようにしている。

図４は、図１に示す画像処理部が生成する画像データの波形図の一例を示す図である。
画像処理部１は、同図の（ａ）に示すように、位相同期部４からの画素クロックに基づいて、同図の（ｂ）に示すように、各光源Ｄａ〜Ｄｄの発光開始時間と発光時間を示す波形の山をそれぞれ１１ａ〜１１ｄに設定した画像データを作成する。
各波形の山は、基準となる光ビームを発生させる光源Ｄａについて、画素クロックに基づいて発光開始時間を決め、発光時間ｄｔの山１１ａを設定すると、それに基づいて、光源Ｄａの光ビームのスポットの照射位置と照射幅に揃えるように、その他の光源Ｄｂ〜Ｄｄの発光開始時間と発光時間を示す波形の山１１ｂ〜１１ｄを設定する。図中ａｔは、図３に示す間隔ａの走査時間に相当する。

しかし、このとき１画素を構成する各光ビームの発振波長に波長差があると、走査する感光体１２０までの光学系の波長特性の要因により、各光ビームのスポット位置がずれてしまったり、スポット形状が所望の形状とは異なってしまうことがある。
また、各光源の発振波長は、素子の特性によるばらつきもあるが、温度変化などによって波長が変わってしまう場合もある。
通常、複数の光源からの光ビームのスポットで１画素を形成する場合は各光源の光ビームのスポットが受像材Ｐの搬送方向に対して一直線になるようにするが、波長差によって１画素中の各光ビームのスポット位置の中心位置がずれてしまうと、１つの画素が不均一なドット形状となってしまう。

図５は、不均一なドット形状の説明図である。
例えば、光源Ｄａからの光ビームのスポットｓｐの中心位置ａに対して、光源Ｄｂからの光ビームのスポットｓｐの中心位置ｂ，光源Ｄｃからの光ビームのスポットｓｐの中心位置ｃ，光源Ｄｄからの光ビームのスポットｓｐの中心位置ｄが、図示のようにずれてしまい、それぞれのスポットｓｐのスポット幅（照射幅）も同じにならないと、この４つのスポットｓｐによって構成される画素１０のドット形状が、例えば、円にならず、このように１つの画素が不均一なドット形状となってしまうと、そのような画素によって形成される画像全体の画像品質が劣化してしまうおそれがある。

そこで、この画像処理装置では、１画素内の各光源の光ビームの波長差を補正することにより、ドット形状を均一な形状に保ち、画像品質を向上させるようにしている。
まず、１つの画素を構成する各光ビームのスポット位置を検出し、その検出した各スポット位置に基づいて各光ビームの内の基準となる光ビームのスポットに対する他の各光ビームのスポットの主走査方向のずれ量と主走査方向のスポット幅のずれ量の主走査位置情報を算出する処理について説明する。
上記ＢＤ１２４として、ＣＣＤを使用した場合の処理について説明する。

図６は、ＣＣＤを用いて光ビームのスポットの主走査位置情報を算出する処理の説明図である。
図６の（ａ）に示すように、ＣＣＤ１２５によって、１画素を構成する光源Ｄａ〜Ｄｄの各光ビームのスポットｓｐａ〜ｓｐｄのスポット位置を観測する。同図で、ｗａ〜ｗｄは、光源Ｄａ〜Ｄｄの各光ビームのスポットｓｐａ〜ｓｐｄの幅を示し、ａ〜ｄは、光源Ｄａ〜Ｄｄの各光ビームのスポットｓｐａ〜ｓｐｄの中心位置を示し、ｚ１は、スポットｓｐａの中心位置とスポットｓｐｂの中心位置のずれ量を、ｚ２は、スポットｓｐｂの中心位置とスポットｓｐｃの中心位置のずれ量を、ｚ３は、スポットｓｐｃの中心位置とスポットｓｐｄの中心位置のずれ量を、それぞれ示している。

次に、主走査位置情報演算部６により、ＣＣＤ１２５により得られた各スポットのビーム強度のラインプロファイルをとり、各光ビームの主走査方向のスポット位置及びビーム幅の主走査位置情報を得る。
図６の（ｂ）は、ＣＣＤ１２５で計測された各光ビームのビーム強度の変化の波形の一例を示している。なお、図６の（ｂ）では、各波形の形状を重ならないように図示しており、各波形のビーム強度はそれぞれ波形の下辺を基準にして同じ値の変化幅を示している。主走査位置情報演算部６は、この得られた各光ビームのビーム強度の変化の波形から、基準となる光ビームＤａに対する他の光ビームＤｂ〜Ｄｄの各ずれ量を算出する。
光ビームＤａとＤｂの主走査位置のずれ量ｚ１は、光ビームＤａのビーム強度が最大値になる主走査位置（スポットの中心位置ａに相当）と、光ビームＤｂのビーム強度が最大値になる主走査位置（スポットの中心位置ｂに相当）との差から得られる。

また、光ビームＤｂとＤｃの主走査位置のずれ量ｚ２は、光ビームＤｂのビーム強度が最大値になる主走査位置と、光ビームＤｃのビーム強度が最大値になる主走査位置（スポットの中心位置ｃに相当）との差から得られる。
さらに、光ビームＤｃとＤｄの主走査位置のずれ量ｚ３は、光ビームＤｃのビーム強度が最大値になる主走査位置と、光ビームＤｄのビーム強度が最大値になる主走査位置（スポットの中心位置ｄに相当）との差から得られる。
また、各スポットのスポット幅ｗａ，ｗｂ，ｗｃ，ｗｄもそれぞれの波形の主走査位置に基づいて求めることができる。
主走査位置情報演算部６は、上述のようにして求めた各光ビームの主走査方向のスポット位置及びビーム幅の主走査位置情報を主走査位置情報記憶部７に記憶する。
そして、主走査位置情報記憶部７に記憶された主走査位置情報に基づいて、画像処理部１が画像データを補正する。

次に、上記ＢＤ１２４として、同期検知板を使用した場合の処理について説明する。
同期検知板とは、光ビームの走査位置を検出するフォトダイオードであり、この同期検知板上を走査することで発生する同期信号に基づいて各スポット同士のずれ量を求めることができる。
したがって、この同期検知板を用いた場合、画像処理部１における画像データの補正処理では、スポット幅の補正と位相の補正は行わずにスポットの位置の補正のみ行うことになる。
図７は、同期検知板を用いて光ビームのスポットのずれ量を算出する処理の説明図である。

図７の（ａ）に示すように、同期検知板１２６は内部に受光部１２７を備えており、この受光部１２７に対して１画素を構成する各光源Ｄａ〜Ｄｄのみを点灯させてそれぞれの光ビームのスポットｓｐａ〜ｓｐｄを入射させる。
すると、受光部１２７は各スポットｓｐａ〜ｓｐｄの入射光量に応じて低下した電圧値を出力する。

例えば、図７の（ｂ）の波形図で示される時間経過における電圧値の変化が得られる。
まず、受光部１２７は、光ビームの入射前は電圧値Ｖ０を出力している。ここで、光源Ｄｄの光ビームのスポットｓｐｄを検知すると、スポットｓｐｄの入射光量に応じて電圧値をＶ０からＶｄに低下させて出力し、光源Ｄｃの光ビームのスポットｓｐｃを検知すると、スポットｓｐｃの入射光量に応じてさらに電圧値をＶｄからＶｃに低下させて出力する。さらに、光源Ｄｂの光ビームのスポットｓｐｂを検知すると、スポットｓｐｂの入射光量に応じてさらにまた電圧値をＶｃからＶｂに低下させて出力し、光源Ｄａの光ビームのスポットｓｐａを検知すると、スポットｓｐａの入射光量に応じてさらにまた電圧値をＶｂからＶａに低下させて出力する。

図中のｔｄ−ｉｎ〜ｔａ−ｉｎは、それぞれ受光部１２７が光ビームのスポットｓｐｄ〜ｓｐａの検出を開始した時間を示し、ｔｄ−ｏｕｔ〜ｔａ−ｏｕｔは、それぞれ受光部１２７が光ビームのスポットｓｐｄ〜ｓｐａの検出を終了した時間を示している。
そして、主走査位置情報演算部６では、上述のような受光部１２７から出力される電圧値の変化と経過時間とにより、図７の（ｂ）のｔａ＝（ｔａ−ｉｎ）−（ｔｂ−ｉｎ）を演算し、その演算で得られた時間ｔａと光ビームの主走査方向への単位時間当たりの移動距離（移動速度）に基づいて、スポットｓｐａとｓｐｂとのスポット位置のずれ量を求める。同様にして、ｔｂからスポットｓｐａとｓｐｃとのスポット位置のずれ量を、ｔｃからスポットｓｐａとｓｐｄとのスポット位置のずれ量をそれぞれ求めて、その各ずれ量を主走査位置情報として主走査位置情報記憶部７に記憶する。

そして、主走査位置情報記憶部７に記憶された主走査位置情報に基づいて、画像処理部１が画像データを補正する。
このようにして、１つの画素を構成する複数の光源のビームスポット位置を検出する手段として、同期検知板を使用すれば、新たに計測手段を追加する必要がなく、コストの増加を抑制することができる。

次に、画像処理部１における画像データの補正処理について説明する。
まず、１画素を構成する各光源の点灯開始時間を補正して各光ビームのスポット位置の主走査方向のずれを補正する処理について説明する。
図８は、各光源の点灯開始時間を補正する場合の説明に供する波形図である。

例えば、光源Ｄａの光ビームを基準となる光ビームに設定した場合、その光源Ｄａの点灯開始時間と点灯時間（ｄｔ）を示す波形の山１２ａに対して、上述した主走査位置情報のずれ量に基づいて、例えば、光源Ｄｂについては、補正前の山１２ｂの位置をずれ量に応じた位置の山１２ｂ′に補正し、光源Ｄｃについては、補正前の山１２ｃの位置をずれ量に応じた位置の山１２ｃ′に補正し、光源Ｄｄについては、補正前の山１２ｄの位置をずれ量に応じた位置の山１２ｄ′に補正する。この場合は、各山における点灯時間（ｄｔ）はすべて同じままにした場合を示す。
このように、光源Ｄａの画像データ信号を基準とし、その他の光源Ｄｂ〜Ｄｄの画像データの書き出しタイミング（点灯開始時間に相当する）を前後させることにより、各光源Ｄａ〜Ｄｄから出力された光ビームのスポット位置が主走査方向について揃うように補正している。

通常、各光ビームの点灯開始時間は、１画素内の各光ビームで共通の同期検知信号を使用し、その同期検知信号からの時間（画素クロック数）に、図３で示したような物理的な光ビームのスポット位置の間隔ａを考慮し、画像上にて主走査方向に同一位置となるように設定される。
そこで、その書き出し位置を、上述したような画像データの補正により、実際の光ビームのスポット位置のずれが考慮された各光ビームのスポットの間隔に補正し、各スポットの照射位置を１画素を構成するのにずれがないように補正する。
この補正処理では、画素クロック単位、つまり１ドットを最小補正量として行われる。
このようにして、１つの画素を構成する複数光源のビームスポットの主走査位置を補正する手段として、各光源のデータ点灯開始時間を制御しているので、画素クロック単位での補正を行うことができる。

次に、１画素を構成する各光源の光ビームのスポットの位相を補正して各光ビームのスポット位置の主走査方向のずれを補正する処理について説明する。
図９は、各光源の光ビームのスポットの位相を補正する場合の説明に供する波形図である。

例えば、光源Ｄａの光ビームを基準となる光ビームに決め、点灯時間を画素クロック１周期よりも短い時間ｄｔ′にした山１３ａを、画素クロック１周期に対して位相を中央に配置するように設定した場合、その光源Ｄａの波形の山１３ａに対して、上述した主走査位置情報のずれ量とスポット幅に基づいて、例えば、光源Ｄｂについては、補正前の山１３ｂの位相をずれ量とスポット幅に応じて山１３ｂ′の位相にずらすように補正し、光源Ｄｃについては、補正前の山１３ｃの位相をずれ量に応じて山１３ｃ′の位相にずらすように補正し、光源Ｄｄについては、補正前の山１３ｄの位相をずれ量とスポット幅に応じて山１３ｄ′の位相にずらすように補正する。この場合は、各山における点灯時間（ｄｔ′）はすべて同じままにした場合を示す。

したがって、基準としている光源Ｄａへの画像データの点灯信号は画素クロック１周期の範囲内で中央に配置されるのに対し、光源ＤｂとＤｄへの画像データの点灯信号は、それぞれ画素クロックの範囲内の右寄りに配置され、光源Ｄｃの画像データの点灯信号は画素クロックの範囲内の左寄りに配置される。したがって、光ビームのスポットの主走査位置を画素クロック１周期以下のタイミングで補正することができる。
このようにして、画像処理部１は、基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相を補正する。
このように、画像データの点灯位相を制御することにより、各光ビームのスポットの照射範囲も揃えることができ、光ビームのスポット位置を高精度に補正することができる。

次に、１画素を構成する各光源の光ビームのスポット幅を補正して各光ビームのスポット位置の主走査方向のずれを補正する処理について説明する。
図１０は各光源の光ビームのスポット幅を補正する場合の説明に供する波形図である。
例えば、光源Ｄａの光ビームを基準となる光ビームに決め、点灯時間を画素クロック１周期よりも短い時間ｄｔ１にした山１４ａを、画素クロック１周期に対して位相を中央に配置するように設定した場合、その光源Ｄａの波形の山１４ａに対して、上述した主走査位置情報のずれ量とスポット幅に基づいて、例えば、光源Ｄｂについては、補正前の山１４ｂの幅をずれ量とスポット幅に応じて山１４ｂ′の幅ｄｔ２まで広げるように補正し、光源Ｄｃについては、補正前の山１４ｃの幅をずれ量とスポット幅に応じて山１４ｃ′の幅ｄｔ３まで狭めるように補正し、光源Ｄｄについては、補正前の山１４ｄの幅をずれ量とスポット幅に応じて山１４ｄ′の幅ｄｔ４まで狭めるように補正する。この場合は、ｄｔ２＞ｄｔ１＞ｄｔ３＞ｄｔ４の場合を示す。

したがって、上述のようにして基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅を補正することにより、光源Ｄｂの光ビームの主走査方向のスポット幅は実際のスポット幅より広くして光源Ｄａの光ビームの主走査方向のスポット幅と揃え、一方、光源ＤｃとＤｄの光ビームの主走査方向のスポット幅は実際のスポット幅より狭くして光源Ｄａの光ビームの主走査方向のスポット幅と揃えることができる。
このようにして、波長の違いによる各光ビームの主走査方向のスポット形状を補正することができる。

次に、上述した３通りの画像データの補正処理の内のいずれかを、主走査位置情報記憶部７に記憶している主走査位置情報に基づいて選択するようにしてもよい。
図１１は、図２に示した書込部の他の構成を示す機能ブロック図であり、図１と共通する部分は同一符号を付して、その説明を省略する。
この書込部では、新たに設けた補正方法判断部８が、主走査位置情報記憶部７に記憶された主走査位置情報に基づいて、基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれにするかを判断し、その判断結果を画像処理部１へ通知する。

例えば、記憶された主走査位置情報から基準となる光ビームのスポットに対して左側か右側か、または、ずれ量が画素クロック幅以上か以下か、または基準ビームの主走査方向ビーム幅に対してビーム幅が広いか狭いかの判断を行い、最適な補正方法を判断する。
そして、画像処理部１は、補正方法判断部８の判断結果に基づいて、上述した基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれかにより、基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように画像データを補正する処理を行う。
このようにして、主走査位置情報記憶部７に記憶された主走査位置情報に基づいて、最適な補正方法を選択して実行することができるので、自動補正を行うことができる。

さらに、画像処理部１において、上述の各補正処理を全てあるいはいずれか２つを組み合わせて画像データの補正を行うようにすれば、実際の光ビームのスポット位置のずれに応じて、適切な補正を行うことができ、より高精度な補正を行うことができる。

さらにまた、画像処理部１は、上述した画像データの補正処理を画像印刷ジョブ毎に実行するようにすれば、画像印刷ジョブ毎に被走査面上での各光源のビームスポット位置を補正するため、印刷動作による温度上昇が起因したビームスポット位置のずれを補正することができる。

従来、主走査方向の光ビームのスポット位置の補正は画素クロックの位相や周波数を補正することにより行ってきた。
しかし、ＶＣＳＥＬのように複数の光源によって１画素を構成する場合、同一画素内の各光源に対する画素クロックは共通であり、従来の画素クロックを制御する補正方法では、１画素内の各光ビームのスポット位置とスポット幅を個別に補正することができない。
そこで、この実施形態の画像形成装置では、上述のようにして各光源毎に出力する画像データを補正することにより、共通の画素クロックを使用する光源間でも、その各光源からの光ビームの主走査方向のスポット位置が揃うように補正し、画像劣化を低減することができる。

この発明による光ビーム走査装置と画像形成装置は、ファクシミリ装置，プリンタ，複写機及び画像読み取り，コピー，印刷，通信を含む複数の機能を備えた複合機において適用することができる。

図２に示す書込部の構成を示す機能ブロック図である。 この発明の実施例の画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 図１の半導体レーザユニットの光ビーム発光部の一部の構成を示す図である。 図１に示す画像処理部が生成する画像データの波形図の一例を示す図である。 不均一なドット形状の説明図である。

ＣＣＤを用いて光ビームのスポットの主走査位置情報を算出する処理の説明図である。 同期検知板を用いて光ビームのスポットのずれ量を算出する処理の説明図である。 各光源の点灯開始時間を補正する場合の説明に供する波形図である。 各光源の光ビームのスポットの位相を補正する場合の説明に供する波形図である。 各光源の光ビームのスポット幅を補正する場合の説明に供する波形図である。 図２に示す書込部の他の構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１：画像処理部 ２：半導体レーザ駆動部 ３：半導体レーザユニット ４：位相同期部 ５：クロック生成部 ６：主走査位置情報演算部 ７：主走査位置情報記憶部 ８：補正方法判断部 １０：画素 １００：画像形成装置 １０１：光学装置 １０２：像形成部 １０３：転写部 １１０：ポリゴンミラー １１１，１１１ａ，１１１ｂ：走査レンズ １１２ｋ〜１１２ｍ，１１４ｋ〜１１４ｍ，１１５ｋ〜１１５ｍ：反射ミラー １１３ｋ〜１１３ｍ：ＷＴＬレンズ １２０，１２０ｋ〜１２０ｍ：感光体 １２１ｋ〜１２１ｍ：現像器 １２２ｋ〜１２２ｍ：帯電器 １２３：ＰＤ １２４：ＢＤ １２５：ＣＣＤ １２６：同期検知板 １２７：受光部 １３０：中間転写ベルト １３１ａ〜１３１ｃ：搬送ローラ １３２ｋ〜１３２ｍ：１次転写ローラ １３３：２次転写ベルト １３４ａ，１３４ｂ：搬送ローラ １３５：搬送ローラ １３６：定着装置 １３７：定着部材 １３８：排紙ローラ １３９：クリーニング部 Ｔ：受像材収容部 Ｐ：受像材 Ｐ′：印刷物

Claims (9)

1. 複数の光源を有し、前記各光源からそれぞれ光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビーム発生手段の各光源の点灯を画像データに基づいて制御する点灯制御手段と、前記画像データを生成して前記点灯制御手段に転送する画像データ処理手段と、被走査面に前記各光源からの複数の光ビームのスポットを集光して１つの画素を構成して走査する光学手段とを備えた光ビーム走査装置において、
   前記１つの画素を構成する各光ビームのスポット位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出した各スポット位置に基づいて前記各光ビームの内の基準となる光ビームのスポットに対する他の各光ビームのスポットのずれ量を算出するずれ量算出手段とを設け、前記画像データ処理手段が、前記ずれ量算出手段によって算出されたずれ量に基づいて前記基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように前記画像データを補正するようにしたことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 請求項１記載の光ビーム走査装置において、前記画像データ処理手段の前記画像データの補正は、前記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間を補正することを特徴とする光ビーム走査装置。
3. 請求項１記載の光ビーム走査装置において、前記画像データ処理手段の前記画像データの補正は、前記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相を補正することを特徴とする光ビーム走査装置。
4. 請求項１記載の光ビーム走査装置において、前記画像データ処理手段の前記画像データの補正は、前記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅を補正することを特徴とする光ビーム走査装置。
5. 請求項１記載の光ビーム走査装置において、前記ずれ量算出手段によって算出されたずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、前記ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量に基づいて、前記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、前記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、前記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれにするかを判断する判断手段とを設け、前記画像データ処理手段が、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、前記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、前記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれかにより、前記基準となる光ビームのスポットに対して他の各光ビームのスポットがそれぞれずれないように前記画像データを補正するようにしたことを特徴とする光ビーム走査装置。
6. 請求項１記載の光ビーム走査装置において、前記画像データ処理手段の前記画像データの補正は、前記基準となる光ビームの光源の点灯開始時間に対して他の各光ビームの各光源の点灯開始時間の補正と、前記基準となる光ビームのスポットの位相に対して他の各光ビームのスポットの位相の補正と、前記基準となる光ビームのスポット幅に対して他の各光ビームのスポット幅の補正とのいずれか２つ又は全てを組み合わせて補正することを特徴とする光ビーム走査装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光ビーム走査装置において、前記画像データ処理手段の前記画像データの補正を、画像印刷ジョブ毎に実行することを特徴とする光ビーム走査装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光ビーム走査装置において、前記位置検出手段は、光ビームのスポットの走査位置を検出するフォトディテクタであることを特徴とする光ビーム走査装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光ビーム走査装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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