JP2018140563A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転多面鏡の各反射面の面精度を考慮しつつ位置ずれのない高品質な画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置２００は、感光体３０２と、光源４０１、回転多面鏡４０５、ｆθ特性を有しない結像レンズ４０６を備えたスキャナユニット３０４と、感光体３０２上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像装置３０６と、トナー像を記録材に転写する転写部材３０７〜３０９と、トナー像を記録材に定着させる定着装置３１１を含み、記録材に画像を形成するプリンタエンジン２０９と、プリンタエンジン２０９を制御するＣＰＵ１０１とを備え、ＣＰＵ１０１は、１枚の記録材の異なる位置に複数の反射面に対応し、かつ少なくとも３本のライン画像を含むパターン画像が形成されるように、レーザ光の１走査周期中の感光体上を走査する期間において一定の時間間隔で光源からレーザ光が出射されるように制御する。【選択図】 図６

Description

本発明は、レーザ光により感光体を露光して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、主走査方向の位置ずれ補正機能を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光するための光学走査ユニット（スキャナユニット）を備えている。スキャナユニットは、画像データに基づいてレーザ光を出射し、出射したレーザ光を回転多面鏡で反射させ、走査レンズを透過させることによって感光体に照射し、当該感光体を露光する。そして、回転多面鏡を回転させて感光体の表面に形成されたレーザ光のスポットを移動させる走査によって感光体表面に静電潜像が形成される。

通常、走査レンズには所謂ｆθ特性を有するレンズが用いられる。ｆθ特性とは、回転多面鏡が等角速度で回転している時に感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を主走査方向に等速で移動するようにレーザ光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようなｆθ特性を有する走査レンズを用いることにより、主走査方向の適切な位置に露光を行うことができる。

ただし、ｆθ特性を有する走査レンズは、比較的大きくコストも高い。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的としてｆθ特性を有しない走査レンズを使用することが検討されている。

ｆθ特性を有しない走査レンズを使用した場合、レーザ光のスポットは感光体の表面上を等速で移動することができない。このため、感光体の表面に形成されるドットが一定の幅にならず、主走査方向の適切な位置を露光することができなくなる。主走査方向の適切な位置に露光できないと、カラー画像を形成する画像形成装置においては、色ごとに描画位置が異なってしまうので、色ずれが発生する原因ともなる。

そこで、ｆθ特性を有しない走査レンズにおけるビームスポットが等速で移動しないという問題に対して以下のような対策が取られている。

すなわち、感光体に潜像を形成する際に用いられる画像データの倍率をレーザ光の速度に合わせて部分的に補正し、レーザ光が一定の速度で移動した場合と同様の潜像が再現されるような等速補正技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１記載の技術は、ｆθ特性を有しない結像レンズを用いた電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面に形成されるドットが一定の幅となるよう、一走査する間に画像データに補助画素を挿入し又は抜出するものである。補助画素とは、１画素を分割した１画素未満の単位画素を意味している。特許文献１記載の技術によれば、感光体に潜像を形成する際に用いられる画像データの主走査方向の部分倍率を補正してレーザ光を照射する照射時間を補正するので、適切な位置に潜像を形成することができる。

特開２００５−９６３５１号公報

しかしながら、上記従来技術におけるｆθ特性を有しない結像レンズを使用した場合の等速補正技術は、回転多面鏡の各鏡面特性が加味されていないという問題があった。すなわち、回転多面鏡の各鏡面の面精度は鏡面毎に異なるので、回転多面鏡の各鏡面間で走査誤差が発生する。一方、回転多面鏡の鏡面精度をより高くしようとすると、走査誤差は小さくなるものの、コストアップにつながるので現実的でない。

ところで、記録材としての用紙に形成されたトナー像位置と、本来用紙に描画されるべきトナー像位置とのずれ量は、中間転写ベルト上に形成されたトナー像の位置を検知するか又は形成されたトナー像を用紙に転写した描画位置に基づいて求めることができる。

従って、主走査方向の等速補正に際しては、ｆθ特性を有しない結像レンズを使用した場合のずれ量だけでなく、回転多面鏡の各鏡面の面精度に伴うずれ量が考慮されるべきである。しかしながら、中間転写ベルト上のトナー像及び用紙上の描画データからの各鏡面の面精度誤差に伴うずれ量を得ることは、トナー像がどの鏡面によって描画されたかを識別する必要があるために、回転多面鏡の面精度誤差は考慮されていなかった。

本発明は、ｆθ特性を有しない結像レンズを適用した画像形成装置であって、回転多面鏡の各鏡面の面精度を考慮しつつ位置ずれのない高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光が前記感光体の回転方向と交差する方向に前記感光体を走査するように前記レーザ光を偏向する複数の反射面を備える回転多面鏡と、前記複数の反射面によって偏向されたレーザ光を前記感光体上に結像させる結像レンズであってｆθ特性を有しない結像レンズとを備えた露光手段と、前記露光手段によって露光されることによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、前記感光体上に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を前記記録材上に定着させる定着手段と、を含み、前記記録材上に画像を形成する画像形成手段と、前記レーザ光の走査方向における複数の走査領域間の画像の倍率差を示すパターン画像を出力するように、前記画像形成手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、１枚の記録材の異なる位置に前記複数の反射面にそれぞれ対応する前記パターン画像が形成されるように前記画像形成手段を制御し、それぞれの前記パターン画像は、それぞれの反射面によって偏向されたレーザ光の複数回の走査によって形成され、前記感光体の回転方向に延びる少なくとも３本の複数のライン画像を含み、前記制御手段は、前記複数のライン画像を形成するために、前記レーザ光の１走査周期中の前記感光体上を走査する期間において一定の時間間隔で前記光源からレーザ光を出射させることを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光の走査方向における複数の走査領域間の画像の倍率差を示すパターン画像を作成するので、レーザ光の走査方向とパターン形状との関係、及びレーザ光の走査方向における画像の倍率差を読み取ることができる。また、必要に応じて当該パターン画像を用いて各反射面ごとの走査特性情報を作成して画像データを補正することができる。これによって、回転多面鏡の各反射面精度を考慮した位置ずれのない高品質な画像を形成することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置における画像処理装置の基本的な構成を示すブロック図である。 図１における主走査倍率制御部の詳細な構成を示すブロック図である。 図１における画像出力装置のプリンタエンジンの概略構成を示す断面図である。 図４のプリンタエンジンにおけるレーザスキャナ部の構成を示す断面図である。 図１の画像形成装置で実行される補助画素挿抜情報作成処理の手順を示すフローチャートである。 ｆθ特性を有しない結像レンズを用いた場合の被走査面上での主走査特性を示す図である。 部分倍率検出用パターンの一例を示す図である。 各ポリゴンミラー面のパターン画像示す図である。 走査特性情報作成部で実行される走査特性曲線（情報）の作成方法の一例を示す図である。 ポリゴンミラー面Ａ〜Ｄにおける走査特性曲線を正規化する方法を説明するための図である。 第２の実施の形態で用いられる部分倍率検出用パターンの一例を示す図である。

以下、実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。

図１において、画像形成装置２００は、画像入力装置２０２、画像処理装置２０３及び画像出力装置２０４を有する複合機（ＭＦＰ）である。

画像入力装置２０２は、スキャナ２０８を備えている。画像処理装置２０３は、入力画像処理部２０６、出力画像処理部２０７及び描画コマンド処理部２０５を備えている。画像処理装置２０３の各機能部は、例えば、後述する図２のＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された所定のプログラムを実行することによって実現されてもよいし、それらの一部若しくは全てが専用のＩＣ（集積回路）で実現されていてもよい。描画コマンド処理部２０５は、例えば、外部装置としてのホストコンピュータ２０１と接続されている。

図２は、図１の画像形成装置２００における画像処理装置２０３の基本的な構成を示すブロック図である。画像処理装置２０３は、画像形成装置２００の各構成部の制御を司る。

図２において、画像処理装置２０３は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部記憶装置１０４、表示部１０５、操作部１０６、エンジンインターフェース１０７、ネットワークインターフェース１０８及び外部インターフェース１０９を備えている。これらの構成部材は、システムバス１１０によって相互に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、画像形成装置２００全体の制御及び演算処理等を行う中央処理装置であり、ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムに基づいて後述する各処理を実行する。ＲＯＭ１０２は、読み出し専用メモリである。ＲＯＭ１０２は、システムを起動するためのプログラム、プリンタエンジンを制御するためのプログラム、文字データ及び文字コード情報等のデータの記憶領域である。

ＲＡＭ１０３は、ランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ１０３には、ダウンロードにより追加登録されたフォントデータが記憶される。また、ＲＡＭ１０３には、様々な処理毎にプログラムやデータがロードされる。ＲＡＭ１０３に各種プログラムが展開され、ＣＰＵ１０１により実行される。また、ＲＡＭ１０３は、受信した画像データの記憶領域としても利用される。

外部記憶装置１０４は、例えば、ハードディスク等から構成されている。外部記憶装置１０４は、データをスプールしたり、プログラムや各情報ファイル・画像データを格納したり、ＣＰＵ１０１の作業用の領域として利用される。

表示部１０５は、例えば、液晶表示器（ＬＣＤ）を有し、ＣＰＵ１０１の制御下で各種表示を行う。表示部１０５は、例えば、画像形成装置の設定状態や、現在の装置内部の処理状況、エラー状態などの表示に使用される。操作部１０６は、ユーザが画像形成装置２００に対して設定の変更やリセットを指示するために使用される。操作部１０６は、表示部１０５と共にユーザインターフェースを提供する。操作部１０６は、例えば、レイアウトや拡大、縮小、回転の設定など印刷条件の指定を受け付けるための操作画面を表示部１０５に表示させる。

エンジンインターフェース１０７は、プリンタエンジンを制御するコマンド等を入出力するインターフェースである。ネットワークインターフェース１０８は、画像処理装置をネットワークに接続するためのインターフェースである。例えば、画像処理装置２０３は、ネットワーク及びネットワークインターフェース１０８を介して、ホストコンピュータから画像データや描画コマンドを受信する。外部インターフェース１０９は、例えば、パラレルやシリアルのインターフェースを介して画像入力装置であるスキャナ２０８やデジタルカメラと接続されている。システムバス１１０は、上述の各構成要素間のデータ通路として機能する。

図１に戻り、画像形成装置２００における画像出力装置２０４は、主走査倍率制御部２１０及びプリンタエンジン２０９を備えている。

図３は、図１における主走査倍率制御部２１０の詳細な構成を示すブロック図である。図３において、主走査倍率制御部２１０は、走査特性情報作成部６０１、走査特性情報正規化部６０２及び補助画素挿抜情報作成部６０３から構成されている。各構成部は、アドレスバス又はデータバスによって接続されている。走査特性情報作成部６０１は、回転多面鏡４０５の各鏡面の特性を考慮して各鏡面毎の走査特性情報を作成する。走査特性情報の作成に関しては、後述する。

図４は、図１における画像出力装置２０４のプリンタエンジン２０９の概略構成を示す断面図である。

図４において、プリンタエンジン２０９は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色からなるトナーを用いてそれぞれトナー像を形成する画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを備える。以下、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫをそれぞれ第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション及び第４ステーションということがある。画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれ中間転写体としての中間転写ベルト３０８の周面の移動方向に沿って上流側から下流側へ順次配置されている。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれ回転駆動される感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋを備える。感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋは、例えば、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成されており、図示省略した駆動モータの駆動力が伝達されて、例えば、反時計方向に回転する。駆動モータは、対応する感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋを画像形成動作に応じて、例えば、反時計方向に回転させる。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋの周りに配置された帯電装置３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋを備える。帯電装置３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋは、それぞれ対応するスリーブ３０３ＹＳ、３０３ＭＳ、３０３ＣＳ、３０３ＫＳを備える。帯電装置３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋは、対応する感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋの表面を一様に帯電させる。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、また、露光ユニットとしてのレーザスキャナ部３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋを備える。レーザスキャナ部３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋは、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋへ露光光を照射し、感光体の表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成する。露光ユニットは、潜像形成手段である。

本実施の形態において、レーザスキャナ部３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋに適用される結像レンズは、所謂ｆθ特性を有しない結像レンズである。レーザスキャナ部３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋの構成については、後ほど詳細に説明する。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、また、それぞれ現像装置３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋを備える。現像装置３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋは、それぞれ対応するスリーブ３０６ＹＳ、３０６ＭＳ、３０６ＣＳ、６０３ＫＳ、及び対応するトナーボトル３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃ、３０５Ｋを備える。現像装置３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋは、それぞれプリンタエンジン本体に対して着脱自在に構成されている。現像装置３０６Ｙ、３０６Ｍ、３０６Ｃ、３０６Ｋは、対応する色のトナーを用いて各感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋに形成された静電潜像を現像して可視化する。

各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、また、中間転写ベルト３０８を介して感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋとそれぞれ対向するように配置された１次転写ローラ３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ、３０７Ｋを備える。転写ユニットとしての１次転写ローラ３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ、３０７Ｋは、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋに形成された単色のトナー像をそれぞれ中間転写ベルト３０８に転写する。すなわち、１次転写ローラ３０７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体３０２Ｙ〜３０２Ｋの回転速度と中間転写ベルト３０８の回転速度に差をつけることにより、単色のトナー像がそれぞれ中間転写ベルト３０８上に転写される。

画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの下方には、中間転写ベルト３０８が配置されている。中間転写ベルト３０８は、複数の張架ローラによって回転自在に張架されている。中間転写ベルト３０８を介して一の張架ローラと対向するように２次転写ローラ３０９が配置されている。一の張架ローラと２次転写ローラ３０９との当接部が２次転写部Ｔｅとなる。中間転写ベルト３０８のベルト面に対向するようにクリーニングユニット３１０が配置されている。クリーニングユニット３１０は、中間転写ベルト３０８上の転写残トナーを回収する。

中間転写ベルト３０８の下方に、給紙トレイ３０１ａ及び手差しトレイ３０１ｂを備えた給紙ユニットが配置されている。給紙ユニットは、給紙トレイ３０１ａ又は手差しトレイ３０１ｂに収容された記録材３００を２次転写部Ｔｅ及びその下流側に設けられた定着ユニット３１１まで搬送する搬送路３１４を備えている。２次転写部Ｔｅの下流側の定着ユニット３１１は、記録材３００を加熱する定着ローラ３１２と記録材３００を定着ローラ３１２に圧接させる加圧ローラ３１３を備えている。定着ローラ３１２と加圧ローラ３１３は、例えば、それぞれ中空状に形成され、内部にヒータが内蔵されている。

上記構成のプリンタエンジン２０９は、画像処理装置２０３の出力画像処理部２０７から出力される画像データを用い、主走査倍率制御部２１０によって制御された補助画素データの挿抜情報により決定された露光時間に応じて光源を駆動して静電潜像を形成する。

以下に、画像データへの補助画素データの挿抜について説明することによって、画像データと補助画素データとの関係を明らかにする。

画像データへの補助画素データの挿入又は抜出は、画像処理装置２０３の、例えば、出力画像処理部２０７に設けられたＰＷＭ部（図示省略）によって行われる。以下に、画像データへの補助画素データの挿抜について説明する。なお、画像データに補助画素データを挿入又は抜出することによって、複数の走査領域間、すなわち、感光体３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋの相互間で発生する各画像の倍率差が解消される。

（１）先ず、１画素はχビットで周波数変調されたデータ列から構成されているものとし、同一の主走査ライン内に存在する３つの画素、すなわち、第１番目（左側）の画素と、第２番目（中央）の画素と、第３番目（右側）の画素について考える。

補助画素データを追加するべく、第１番目（左側）の画素と、隣接する第２番目（中央）の画素との間で、１ビット分の追加を行う。すなわち、第１番目の画素を構成する第１番目の第１ビット〜第χビットのうち最終の第χビットと同じ値を、第２番目の画素の先頭の第１ビットに追加し、第２番目の画素の第２ビット〜第χビットに、第２番目の第１ビット〜第（χ−１）ビットの各値を入れる。したがって、次の第３番目（右側）の画素の先頭の第１ビットには、第２番目の最終の第χビットの値が入れられ、第３番目の画素の第２ビット〜第χビットに、第３番目の第１ビット〜第（χ−１）ビットの各値が入れられる。

（２）このようにして１ビット分の補助画素データを追加した後の画素データに、さらに、１ビット分の補助画素データを追加する補助画素データの追加は、以下のように行われる。

すなわち、１画素はχビットで周波数変調されたデータ列から構成されているものとし、同一の主走査ライン内に存在する３つの画素を、第ｍ−１番目（左側）の画素と、第ｍ番目（中央）の画素と、第ｍ＋１番目（右側）とする。

そして、左側の画素は、（ｍ−２）番目の第χビットと、（ｍ−１）番目の第１ビット〜第（χ−１）ビットで構成されるものとし、左側の画素と、隣接する中央の画素との間で、１ビット分の追加を行う。つまり、左側の画素の最終の（ｍ−１）番目の第（χ−１）ビットと同じ値を、中央の画素の先頭の第１ビットに追加し、中央の画素の第２ビットに、（ｍ−１）番目の第χビットの値を入れる。また、中央の画素の第３ビット〜第χビットに、（ｍ）番目の第１ビット〜第（χ−２）ビットの各値を入れる。したがって、次の右側の画素の先頭の第１ビットには、（ｍ）番目の第（χ−１）ビットの値が入れられ、第２ビットには、（ｍ）番目の第χビットの値が入れられ、第３ビット〜第χビットに、右側の第１ビット〜第（χ−２）ビットの各値が入れられる。

（３）次に、（２）における１ビット分の追加の後に、さらに（χ−３）ビット分の追加が行われた状態において、最後の１ビットの追加が行われて補助画素（χビット）の追加が完了する場合について説明する。

１画素はχビットで周波数変調されたデータ列から構成されているものとし、同一の主走査ライン内に存在する３つの画素を、左側の画素、中央の画素、及び右側の画素とする。そして、左側の画素は、（ｎ−２）番目の第２ビット〜第χビットと、（ｎ−１）番目の第１ビットで構成されるものとし、左側の画素と、隣接する中央の画素との間で、１ビット分の追加を行う。つまり、左側の画素の最終の（ｎ−１）番目の第１ビットと同じ値を、中央の画素の先頭の第１ビットに追加し、中央の画素の第２ビット〜第χビットに、（ｎ−１）番目の第２ビット〜第χビットの各値を入れる。

次の右側の画素の第１ビット〜第χビットには、右側の画素の第１ビット〜第χビットの各値が入れられる。

したがって、本来（ｎ）番目の第１ビット〜第χビットの各値で構成されるべき中央の画素が、（ｎ−１）番目の第１ビット〜第χビットの各値で構成される。また本来（ｎ＋１）番目の第１ビット〜第χビットの各値で構成されるべき右側の画素が、（ｎ）番目の第１ビット〜第χビットの各値で構成されることになり、χビットからなる１画素分の補助画素データが追加されたことなる。

画像データに、該画像データを構成する単位である補助画素データが挿入又は抜出（挿抜）されることにより、レーザ光のスキャン長が修正される。なお、上記例では、画素データに補助画素データを１ビットずつ追加しているが、複数ビットずつ追加するようにしてもよい。

以上のように、隣り合った画素の数ビットのデータだけを流用して数ビットの追加を行って、最終的に１画素分の補助画素を追加するようにすれば、画像の中に１画素分のまとまったスペース（空白）を入れることなく画像の拡大を行うことが可能となる。また、画像データに、補助画素データを挿入又は抜出（挿抜）することにより、上述のように、レーザ光のスキャン長を修正することができる。なお、数ビットずつ削除を行って、最終的に１画素分の画素を削除するようにすれば、画像品質を劣化させることなく画像の縮小を行うこともできる。

図４に戻り、プリンタエンジン２０９は、形成した静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。その後、プリンタエンジン２０９は、単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、形成した多色トナー像を記録材３００へ転写し、その後、記録材上に転写したトナー像を定着させることによって記録材３００に画像を形成する。

すなわち、第１ステーションにおいて、感光体３０２Ｙ上に形成されたＹ色のトナー像は、感光体３０２Ｙの回転に伴って、中間転写ベルト３０８上に転写される。中間転写ベルト３０８上に転写されたＹ色のトナー像は、中間転写ベルト３０８の周面の移動に伴って搬送される。中間転写ベルト３０８上のＹ色のトナー像の移動に同期して、第２〜第４のステーションにおいてそれぞれ形成されたマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が、感光体３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋからそれぞれ順次Ｙ色のトナー像上に重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト３０８の表面に４色からなる多色トナー像が形成される。形成された多色トナー像は、中間転写ベルト３０８の回転に伴って２次転写位置Ｔｅまで搬送される。

２次転写位置Ｔｅまで搬送された多色トナー像は、例えば、給紙トレイ３０１ａから２次転写ローラ３０９まで搬送された記録材３００に転写される。このとき、２次転写ローラ３０９に適当なバイアス電圧が印加される。２次転写ローラ３０９は、記録材３００上に多色トナー像が転写されている間、図４中、符号３０９ａで表される位置で記録材３００に当接し、多色トナー像転写後は、図４中、符号３０９ｂの位置まで離間する。

定着ユニット３１１は、記録材３００に転写された多色トナー像を当該記録材３００に溶融定着させる。すなわち、定着ユニット３１１は、多色トナー像が転写された記録材３００を定着ローラ３１２と加圧ローラ３１３によって搬送すると共に、熱及び圧力を加えてトナーを記録材３００に定着させる。多色トナー像が定着された記録材３００は、共に図示省略した排紙ローラによって排紙トレイ上に排紙される。

クリーニングユニット３１０は、中間転写ベルト３０８上に残った転写残トナーをクリーニングする。４色の多色トナー像が記録材３００に転写された後に中間転写ベルト３０８上に残った転写残トナーは、廃トナーとしてクリーナ容器に蓄えられる。

次に、図１を参照しつつ、ホストコンピュータ２０１から伝送された描画コマンドを受信して印刷処理を実行する際のデータ処理について説明する。

ホストコンピュータ２０１上で動作するアプリケーションは、ページレイアウト文書やワードプロセッサ文書、グラフィック文書などを作成する。これらアプリケーションで作成されたデジタル文書データは、図示省略したプリンタドライバに送信され、デジタル文書に基づいた描画コマンドが生成される。なお、プリンタドライバに送信されるデジタル文書データは、ホストコンピュータ２０１で作成されたものに限られず、他のコンピュータのアプリケーション又はスキャナにより作成され、ホストコンピュータ２０１に保存されているものであっても良い。

描画コマンドとしては、ＰＤＬ（Page Description Language）と呼ばれるページ画像データを作成するためのページ記述言語が一般的である。描画コマンドには通常、制御命令としてイメージやグラフィックス、テキスト等のデータの描画命令と共に印刷部数やページレイアウトなどに関する印刷設定が含まれている。

ホストコンピュータ２０１によって生成された描画コマンドは、ネットワークを介して画像処理装置２０３に伝送される。画像処理装置２０３は、ホストコンピュータ２０１から受信した描画コマンドに基づいて、画像出力装置２０４が画像形成可能な画像フォーマットの画像データを生成する。

すなわち、描画コマンド処理部２０５は、ホストコンピュータ２０１から受信した描画コマンドに対して解析処理を行い、描画オブジェクトを生成し、更にラスタライズ処理を行うことによりビットマップ画像を生成する。

出力画像処理部２０７は、生成されたビットマップ画像に対し、印刷設定に応じた色変換処理、中間調処理等の画像処理を実施してプリンタエンジン２０９が処理可能な画像フォーマットからなる画像データに変換する。こうして生成された画像データはエンジンインターフェース１０７を介して画像出力装置２０４に送信される。

画像出力装置２０４のプリンタエンジン２０９は、予め定められた画像フォーマットで生成された画像データを画像処理装置２０３から受信し、給紙された転写材への印刷を行う。すなわち、露光・現像・転写・定着の処理を経ることによって転写材である記録材３００への印刷が完了する。印刷の際、露光時に主走査倍率制御部２１０は、主走査倍率補正のために画像データに対して補助画素の挿抜、すなわち、補助画素の挿入又は抜出を行う。主走査倍率制御部２１０の制御の詳細については、後述する。このようにしてホストコンピュータ２０１から受信した描画コマンドに基づいて画像が形成される。

次に、スキャナ２０８等の画像入力装置２０２から入力されるビットマップ画像について印刷を行う際のデータ処理について説明する。

スキャナ２０８は、外部インターフェース１０９を介して画像処理装置２０３に接続されている。スキャナ２０８は、紙やフィルムに印刷された画像を光学的に走査し、その反射光や透過光の強度をＣＣＤ等のイメージセンサによって測定し、アナログ−デジタル変換することでビットマップ画像を読み込む。ビットマップ画像は、一般的にＲＧＢ画像となる。

スキャナ２０８によって読み取られたビットマップ画像は、画像処理装置２０３の入力画像処理部２０６に供給される。入力画像処理部２０６は、受信したビットマップ画像データに対してシェーディング補正やライン間補正、色補正など、周知の画像処理を行う。出力画像処理部２０７は、入力画像処理部２０６で受信され、画像処理されたビットマップ画像に対し、さらに画像処理を施すことによってビットマップ画像をプリンタエンジン２０９が受信可能な画像フォーマットに変換する。

こうして生成された画像データは、プリンタエンジン２０９に転送され、プリンタエンジン２０９によって画像データに基づいて記録材３００に画像が出力される。この際、主走査倍率制御部２１０は、画像データに補助画素データを挿抜して主走査倍率補正を行う。このようにして、スキャナ２０８等の画像入力装置２０２から入力されたビットマップ画像データに基づいて画像が形成される。なお、ホストコンピュータ２０１から描画コマンドではなくビットマップ画像やＪＰＥＧ圧縮された画像データが受信される場合がある。この場合、ホストコンピュータ２０１から受信された画像データは、入力画像処理部２０６へ入力される。

ここで、図４のプリンタエンジン２０９に適用されるレーザスキャナ部３０４について詳細に説明する。

図５は、図４のプリンタエンジン２０９におけるレーザスキャナ部の構成を示す断面図であり、図５（ａ）は主走査方向に沿った断面図、図５（ｂ）は副走査方向に沿った断面図である。

図５（ａ）において、レーザスキャナ部３０４は、光源４０１と、該光源４０１から出射されたレーザ光４１０を偏向する回転多面鏡４０５と、該回転多面鏡４０５と被走査面４０７との間に設けられた結像レンズ４０６を備えている。光源４０１と回転多面鏡４０５との間には、開口絞り４０２、カップリングレンズ４０３及びアナモフィックレンズ４０４が配置されている。結像レンズ４０６を透過したレーザ光が走査される感光体の被走査面４０７の近傍には、ビームディテクト（以下、「ＢＤ」と称す。）レンズ４０８及びＢＤセンサ４０９が配置されている。

光源４０１から出射されたレーザ光（光束）４１０は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形された後、カップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過したレーザ光４１０は、略平行光に変換されてアナモフィックレンズ４０４に入射する。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射するレーザ光４１０を主走査断面内において収束光に変換する。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において回転多面鏡４０５のポリゴンミラー面（反射面）４０５ａの近傍にレーザ光４１０を集光しており、主走査方向に長い線像を形成する。

アナモフィックレンズ４０４を通過したレーザ光４１０は、回転多面鏡４０５のポリゴンミラー面４０５ａで反射する。ポリゴンミラー面４０５ａで反射したレーザ光４１０は、走査光として、結像レンズ４０６を透過し、被走査面である感光体３０２の回転方向と交差する方向に当該感光体の表面に入射し、走査する。結像レンズ４０６は、ｆθ特性を有しない結像光学素子である。本実施の形態においては、単一の結像光学素子としての結像レンズ４０６のみで結像光学系が構成されている。結像レンズ４０６を通過（透過）したレーザ光４１０が入射する感光体３０２の表面は、レーザ光４１０によって走査される被走査面４０７である。結像レンズ４０６によって被走査面４０７上でレーザ光４１０が結像し、所定のスポット状の像（スポット）が形成される。

回転多面鏡４０５を図示省略した駆動部によって、図５（ａ）中、矢印Ａ方向に一定の角速度で回転させることにより、被走査面４０７上でレーザ光４１０のスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像が形成される。なお、主走査方向とは、感光体３０２の表面に平行で且つ感光体３０２の表面の移動方向に直交する方向である。副走査方向とは、主走査方向及びレーザ光４１０の光軸に直交する方向である。

ＢＤセンサ４０９とＢＤレンズ４０８は、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。ＢＤレンズ４０８を通過したレーザ光４１０は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射して検知される。ＢＤセンサ４０９によってレーザ光４１０を検知したタイミングに基づいて、書き込みタイミングが制御される。

なお、本実施の形態においては、ＢＤセンサでの検知周期を複数監視することにより、その周期性に基づいて回転多面鏡４０５のどのポリゴンミラー面で偏向されたかを判断する面検知を行うことが可能である。

図５（ａ）に示したように、結像レンズ４０６は、入射面（第１面）４０６ａ及び出射面（第２面）４０６ｂの２つの光学面（レンズ面）を有する。結像レンズ４０６は、主走査断面内において、回転多面鏡４０５のポリゴンミラー面４０５ａで偏向されたレーザ光４１０が被走査面４０７上を所望の走査特性で走査させる構成となっている。また、結像レンズ４０６は、被走査面４０７上でのレーザ光４１０のスポットを所望の形状にする構成となっている。なお、結像レンズ４０６により、副走査断面内においては、回転多面鏡４０５のポリゴンミラー面４０５ａの近傍と被走査面４０７の近傍が共役の関係となっている。これにより、面倒れを補償する構成、すなわち、ポリゴンミラー面４０５ａが倒れた際の被走査面４０７上での副走査方向の走査位置ずれを低減する構成となっている。

本実施の形態において、結像レンズ４０６は、所謂ｆθ特性を有しないレンズである。すなわち、結像レンズ４０６は、回転多面鏡４０５が等角速度で回転している時に、結像レンズ４０６を通過するレーザ光４１０のスポットを被走査面４０７上で等速に移動させるような走査特性を有していない。このように、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６を用いることにより、結像レンズ４０６を回転多面鏡４０５に近接して、換言すれば、図５（ａ）中の距離Ｄ１を小さくして結像レンズ４０６を配置することができる。また、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６はｆθ特性を有する結像レンズよりも、レンズの主走査方向幅（幅ＬＷ）及び光軸方向幅（厚みＬＴ）の寸法を小さくすることができる。これによって、本実施の形態では、レーザスキャナ部３０４の筐体の小型化を実現している。

また、ｆθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約がある場合、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、結像レンズ４０６はｆθ特性を有していないので、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少なく、良好な結像性能を得ることができる。なお、図５（ａ）において、被走査面４０７における潜像を形成できる走査領域の主走査方向の走査幅は、Ｗで表される。走査領域の中央が軸上像高で端部が最軸外像高となる。

次に、ｆθ特性を有していない結像レンズを採用した図１の画像形成装置２００を用いて画像を形成する際に実行される補助画素挿抜情報作成処理について説明する。

図６は、図１の画像形成装置２００で実行される補助画素挿抜情報作成処理の手順を示すフローチャートである。この補助画素挿抜情報作成処理は、レーザスキャナ部における結像レンズがｆθ特性を有しない場合であっても、結像レンズを通過するレーザ光スポットを被走査面上で等速に移動させた場合と同様の画像を得るための処理である。補助画素挿抜情報作成処理は、スポット画像データに対して補助画素データを挿抜する情報を作成するものである。画像出力装置２０４は、作成された補助画素挿抜情報に基づいて補正された画像データに従って画像を出力する。

補助画素挿抜情報作成処理は、画像形成装置２００における画像処理装置２０３のＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に格納された補助画素挿抜情報作成プログラムに従って主走査倍率制御部２１０を制御することによって実行される。

図６において、補助画素挿抜情報作成処理が開始されると、ＣＰＵ１０１は、画像出力装置２０４を制御して外部記憶装置１０４に格納されている部分倍率検出用パターンを出力させる（ステップＳ１０１）。ここで、部分倍率検出用パターンとは、感光体上におけるレーザ光の走査速度が不均一になることに起因して発生する画像の部分倍率を検出するためのパターンをいう。部分倍率検出用パターンについては、図８を用いて後ほど詳述する。

出力された部分倍率検出用パターンは、画像入力装置２０２で読み取られた後、画像処理装置２０３の出力画像処理部２０７で画像処理がなされ、その後、プリンタエンジン２０９に送られる。部分倍率検出用パターンは、主走査の部分倍率を補正するための補助画素挿抜処理が施されることなく出力される。従って、ドットとドットの間隔が一定の時間間隔ｍでプリンタエンジンに送信された画像データであっても、紙面上ではそれぞれの走査速度の違いから、設定位置とは異なる走査特性に応じた描画位置に描画される。この際、面検知機能によりどの領域のパターンが回転多面鏡４０５のどのポリゴンミラー面（反射面）で反射されたものかが特定して出力される。

ここで、部分倍率検出用パターンが作成される前提としてｆθ特性を有していない結像レンズ４０６の走査特性について説明する。

図７は、ｆθ特性を有していない結像レンズを用いた場合の被走査面上での主走査特性を示す図である。すなわち、図７は、軸上像高の主走査速度に対する各軸外像高の主走査速度のずれ量（部分倍率）を表したものである。

レーザ光４１０の被走査面４０７上での主走査方向の集光位置を像高Ｙとした場合、軸上像高は、中心光軸上の像高（Ｙ＝０＝Ｙｍｉｎ）を指す。また、軸外像高は、中心光軸上よりも外側の像高（Ｙ≠０）を指す。さらに、最軸外像高とは、走査角度が最大（最大走査画角）となる時の像高を指す。像高は、中心光軸からの距離で表される。

図７において、軸上像高と軸外像高とでレーザ光の走査速度が異なっており、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて徐々に走査速度が速くなるため部分倍率が大きくなっている。ここで、例えば、部分倍率１３０％は、単位時間だけ光を照射した場合、被走査面４０７での主走査方向の照射長が、軸上像高の１．３倍となることを意味している。このような走査特性を正確に把握するために、部分倍率検出用パターンが用いられる。

図８は、部分倍率検出用パターンの一例を示す図である。

図８において、この部分倍率検出用パターンは、記録材としての用紙に定着されたトナーパターンであり、主走査方向の部分倍率を補正するために、回転多面鏡４０５のポリゴンミラー面毎の走査特性を検出する際に使用されるパターンである。本実施の形態において、対象となる回転多面鏡４０５は、ポリゴンミラー面Ａ〜Ｄの４面を持ったものとし、ポリゴン周期を４とする。

図８の部分倍率検出用パターンにおいて、まず主走査方向に、読み取りによって各ドット間隔の差異が把握できるように複数のドットが例えば、一定の時間間隔ｍで１２ドット配置されている（一部、図示省略）。また、副走査方向にはポリゴン周期である４ドット間隔で所定数のドットが配置されている（一部、図示省略）。これを、例えば、ポリゴンミラー面Ａの部分倍率検出用パターンとする。この部分倍率検出用パターンは、部分倍率補正の対象となる画像形成装置２００を用いて出力される。

出力された部分倍率検出用パターンを視認、又はリーダで読み取ることによって、レーザ光の走査方向とパターン形状との関係、レーザ光の走査方向における部分倍率の差が分かる。但し、プリンタエンジン２０９の性能によっては孤立ドットである１ドットでの描画が難しい場合もある。この場合は、主走査方向に２ドット以上連続したドットを、例えば、１２ドット並べたパターンを用いても良い。

次に、副走査方向に最初のドット描画開始位置からポリゴン周期（４）×ｎ１＋１の位置から、同様に主走査方向に、例えば、各ドットを一定の時間間隔ｍで１２ドット配置する。また副走査方向にはポリゴン周期である４ドット間隔でドットを配置し、ポリゴンミラー面Ｂの部分倍率検出用パターンとする。ここでｎ１は１以上の自然数であり、ポリゴンミラー面Ａとポリゴンミラー面Ｂの部分倍率検出用パターンは重ならないように配置される。

同様に、副走査方向に最初のドット描画開始位置よりポリゴン周期（４）×ｎ２＋２、ポリゴン周期（４）×ｎ３＋３の位置から同様のドットを配置し、それぞれポリゴンミラー面Ｃ、ポリゴンミラー面Ｄの部分倍率検出用パターンとする。ｎ２、ｎ３は１以上の自然数であり、それぞれの部分倍率検出用パターンは重ならないものとする。このように構成された部分倍率検出用パターンにおいて、副走査方向にポリゴン周期（反射面数）の間隔で描画されたドットは、同じポリゴンミラー面で偏向されたドットとなる。また、副走査方向にポリゴン周期の整数倍である倍数＋１、＋２、＋３で描画されたドットは、それぞれ異なるポリゴンミラー面で偏向されたドットとなる。このことから、ポリゴンミラー面毎に領域を持った点線を描画することが可能になる。なお上述したように、プリンタエンジン２０９はＢＤの検知周期から、どのポリゴンミラー面で偏向されたか特定できる面検知機能を有しており、それぞれの領域の点線がどのポリゴンミラー面で偏向され、描画されたものであるかは特定可能である。

図８の部分倍率検出用パターンは、ビットマップ画像として、例えば、外部記憶装置１０４に格納されている。

図６に戻り、部分倍率検出用パターンを出力させた後（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１０１は、スキャナ２０８を制御して出力された部分倍率検出用パターンを読み取らせる（ステップＳ１０２）。部分倍率検出用パターンの読み取りは、例えば、ユーザが紙面に出力された図８の部分倍率検出用パターンをスキャナ２０８にセットし、読み取りを指示することによって実現される。スキャナ２０８による読み取りは、印刷された部分倍率検出用パターンを光学的に走査し、その反射光や透過光の強度をイメージセンサにより測定し、アナログ−デジタル変換することで行われ、ビットマップ画像として読み取られる。なお、本実施の形態では、画像形成装置２００の画像入力装置２０２を用いて読み取りを行う例について説明しているが、画像形成装置２００に接続された外部のスキャナや、プリンタエンジン内に設置されたセンサ等で読み取りを行うこともできる。

スキャナ２０８によって部分倍率検出用パターンを読み取らせた後（ステップＳ１０２）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１０３に進める。すなわち、ＣＰＵ１０１は、主走査倍率制御部２１０の走査特性情報作成部６０１を制御して読み取った部分倍率検出用パターンを用いて回転多面鏡４０５のポリゴンミラーの反射面毎のパターン画像を作成させる（ステップＳ１０３）。このとき、ＣＰＵ１０１は、複数のライン画像を形成するために、走査特性情報作成部６０１を制御してレーザ光の１走査周期中の感光体上を走査する期間において一定の時間間隔で光源からレーザ光を出射させる。パターン画像は、各画像の倍率差を示すデータである。

ＣＰＵ１０１の指示を受けた走査特性情報作成部６０１は、スキャナ２０８によって読みとられた部分倍率検出用パターンのビットマップ画像より、各点線間の間隔を測定する。主走査倍率の補正がなされていない状態の走査特性情報において、画像データに一定の時間間隔ｍ、すなわち単位時間の描画間隔があるが、レーザ光４１０の走査速度の違いから、描画された各点線間の間隔はそれぞれ異なるものとなる。各点線間の間隔比が、上述した図７に示した部分倍率であり、特定のポリゴンミラー面での走査特性情報となる。それぞれのポリゴンミラー面での走査特性は異なるため、走査特性情報作成部６０１は、面検知機能により特定されたポリゴンミラー面ごとの走査特性情報（パターン画像）を作成する。

図９は、各ポリゴンミラー面のパターン画像を示す図である。図９において、部分倍率検出用パターンを画像入力装置２０２のスキャナ２０８によって読み取った後、画像出力装置２０４で出力したポリゴンミラー面毎のパターン画像が示されている。パターン画像は、レーザ光の走査方向における複数の走査領域間の画像の倍率差を示す。

このパターン画像では、回転多面鏡４０５の各ポリゴンミラー面４０５ａで偏向されたレーザ光のスポットがそれぞれの領域において点線として描画されている。また、各ポリゴンミラー面の描画領域においてレーザ光のスポットは主走査方向を１１領域に分割するような１２本の縦破線として描画されている。

図９において、各ポリゴンミラー面に対応するパターン画像は、１枚の記録材の異なる位置に反射面数に対応するように形成される。また、パターン画像は、それぞれの反射面によって偏向されたレーザ光の複数回の走査によって形成され、感光体の回転方向に延びる少なくとも３本の複数のライン画像を含んでいる。

パターン画像は、例えば、縦方向に４ドットおきのドットからなる縦破線を主走査方向にｍ＝４００ドットおきに描画されたのものであるが、縦線の間隔は走査速度の違いから等間隔になっていおない。すなわち、ポリゴンミラー面Ａについて主走査方向の間隔はそれぞれ等間隔ではなく、また面精度の違いからポリゴンミラー面Ａとポリゴンミラー面Ｂとでも間隔は異なるものとなる。走査特性情報作成部６０１では、このパターン画像を用いてｆθ特性を有さない走査レンズを使用した場合の主走査方向のずれ量を取得する。なお、パターン画像は、カラー画像形成装置の場合、各画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫ毎にそれぞれ作成される。

ここで、図９のパターン画像（走査特性情報）を用いた走査特性曲線の作成方法について説明する。図１０は、走査特性情報作成部６０１で実行される走査特性曲線の作成方法の一例を示す図である。図１０の例では、例えば、ポリゴンミラー面Ａ用の走査特性曲線が作成される。

すなわち、図９のポリゴンミラー面Ａ用のパターン画像を用いて、まず、図１０（ａ）に示したように、各点線間の領域をそれぞれ領域１〜領域１１とし、領域１から領域１１の幅をそれぞれ測定する。

図８の部分倍率検出用パターンを作成した際の各領域の間隔は、設計値では、それぞれ一定の時間間隔であったはずである。しかしながら、部分倍率補正前のパターン画像では、走査特性がそのまま表れるのでレーザ光のスポットが等間隔に走査されておらず、各領域の間隔は、それぞれ異なった幅となっている。

そこで、中央部の領域６の幅を１００％とし、他の領域の幅を、それぞれ測定された幅に基づいて領域６の幅の何倍になっているかを求めて、図１０（ｂ）のポリゴンミラー面Ａ用の走査特性曲線を作成する。

図１０（ｂ）の例では、領域６の幅を１００％とし、それぞれ測定された領域の幅の比率を取得して走査特性曲線が作成されている。例えば、領域１の幅が領域６の幅に対して、１．２５倍の長さであった場合、部分倍率は１２５％となる。このように、図１０（ｂ）ではそれぞれの間隔比をプロットし、２次曲線で近似を行って走査特性曲線としている。

図６に戻り、ポリゴンミラー面Ａのパターン画像（走査特性情報）を作成させた後（ステップＳ１０３）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１０４に進める。すなわち、ＣＰＵ１０１は、走査特性情報正規化部６０２を制御してパターン画像における各領域の幅が、設計値幅で、かつ全ポリゴンミラー面間で等しくなるように、各領域毎に倍率補正を行って走査特性曲線を正規化する（ステップＳ１０４）。

すなわち、図１０（ｂ）で求めたポリゴンミラー面Ａに関する走査特性曲線に、それぞれ図９の領域６の幅の相対比を用いて倍率補正を行ってポリゴンミラー面Ｂ〜Ｄの走査特性曲線を作成し、正規化する。

回転多面鏡４０５の面精度は各ポリゴンミラー面で全てが同じではない。そのため、一のポリゴンミラー面における領域６の幅と他のポリゴンミラー面における領域６の幅は異なったものとなる。従って、走査特性情報正規化部６０２では、例えば、中央部の領域６の幅があるポリゴンミラー面で期待値（設計値）となる倍率を求め、ポリゴンミラー面Ａの走査特性曲線に、求めた倍率を乗ずることで、ポリゴンミラー面Ｂ〜Ｄの走査特性曲線を求めている。

特定の、例えば、ポリゴンミラー面Ａの走査特性曲線に、図９のポリゴンミラー面Ｂ〜Ｄにおける領域６の幅におけるポリゴンミラー面Ａの領域６の幅に対する比率を乗算して各ポリゴンミラー面の走査特性曲線を求めることを、走査特性情報を正規化するという。

図１１は、ポリゴンミラー面Ａ〜Ｄにおける走査特性情報を正規化する方法を説明するための図である。

図１１において、ポリゴンミラー面Ｂに対して描画されたパターン画像における領域６の幅が、例えば、設計値の長さより短かったため、長さを伸ばすよう１より大きな倍率をポリゴンミラー面Ａに対して描画された走査特性曲線に乗じている。一方、ポリゴンミラー面Ｄで描画されたパターン画像における領域６の間隔が、既定の設計値の長さより長かったため、長さを短くするよう１より小さな倍率をポリゴンミラー面Ａに対して描画された走査特性曲線に乗じている。

図６に戻り、パターン画像（走査特性情報）を正規化した後（ステップＳ１０４）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１０５に進める。すなわち、ＣＰＵ１０１は、主走査倍率制御部２１０の補助画素挿抜情報作成部６０３を制御して正規化された走査特性曲線に基づいて各部分倍率を補正するのための主走査位置に応じた補助画素挿抜情報を作成する（ステップＳ１０５）。補助画素挿抜情報は、ポリゴンミラー面毎に作成される。補助画素挿抜情報は、ｆθ特性を有さない走査レンズの特性を補正する特性補正データということができる。

このとき、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４で正規化された走査特性曲線から求められた補助画素挿抜情報に基づいて主走査位置に応じて補助画素を挿抜して主走査の部分倍率補正を行なう。走査特性情報において、領域幅が基準となる領域の幅の１００％よりも大きな領域では、画像データから補助画素を抜去して主走査方向に長さが短くなるよう制御される。また、パターン画像（走査特性情報）において、領域幅が基準となる領域の幅の１００％よりも小さな領域では、画像データに補助画素を挿入して長さが伸びるよう補正される。

なお、画像データは、公知の補助画素挿抜処理に適用される画像データであって、当該画像データに基づいて画像を構成する画素を生成するためのデータをいう。この画像データは、画素を１画素単位で所定の整数値で分割して補助画素とし、補助画素単位で半導体レーザを駆動して発生したレーザ光を回転多面鏡で走査して感光体上に潜像を形成する際に適用されるＰＷＭ点灯パターンを操作するためのデータである。

プリンタエンジン２０９は、画像処理装置２０３からの画像データに対して、主走査倍率制御部２１０で生成された補助画素挿抜情報に基づいて補助画素データの挿抜を行い、露光ユニットに画像データを送信して主走査の部分倍率を補正して画像を出力する。

図６の処理によれば、回転多面鏡４０５の各ポリゴンミラー面の走査特性が検出できるような部分倍率検出用パターンを読み取る（ステップＳ１０２）。次いで、該部分倍率検出用パターンに基づいてポリゴンミラー面毎のパターン画像（走査特性情報）を作成する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そしてパターン画像に基づいて、走査特性を補正するためのデータとして補助画素挿抜情報を作成し（ステップＳ１０５）、該補助画素挿抜情報に基づいて画像データを補正し、補正した画像データに基づいて画像を形成する。これによって、各ポリゴンミラー面の面精度を考慮した主走査の部分倍率補正が可能となり、ｆθ特性を有さない走査レンズを採用した装置であっても、位置ずれを補正した高品質な印刷を実現することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、補助画素挿抜情報を用いてレーザ光を走査するための画像データを補正し、補正後の画像データを用いて潜像を形成することにより、各ポリゴンミラー面の面精度を考慮しつつ位置ずれの無い良好な画像を形成することができる。

また、本実施の形態によれば、一のポリゴンミラー面に対する走査特性情報を求めた後、当該走査特性情報（走査特性曲線）に各鏡面の部分倍率の比を乗算し、正規化して各ポリゴンミラー面の走査特性情報を求める。これによって、全ポリゴンミラー面について走査特性情報を作成する際の煩雑な操作を省略して効率化することができる。

本実施の形態において、ポリゴンミラー面Ａの走査特性情報にそれぞれのポリゴンミラー面に対応する部分倍率の比率を乗ずることによってポリゴンミラー面Ｂ〜Ｄの走査特性情報を求めるので、ポリゴンミラー面内での部分倍率の比率は変わらず、一定である。

また、本実施の形態では、走査特性情報における中央部の領域６の幅を正規化の基準としたが、走査特性情報の左端の線から右端の線の全間隔を正規化する際の基準としても良い。この場合もポリゴンミラー面Ａの走査特性情報にそれぞれのポリゴンミラー面に対応する部分倍率の比率を乗ずることからポリゴンミラー面内での部分倍率の比は変わらない。また、基準となる走査特性情報としてポリゴンミラー面Ａの走査特性情報を採用したが、これに限定されるものではない。すなわち、ポリゴンミラー面Ｂ〜Ｄのいずれかについて走査特性情報を求め、求めた走査特性情報に、それ以外のポリゴンミラー面に対応する部分倍率の比率を乗じて各ポリゴンミラー面の走査特性情報を求めることもできる。

本実施の形態では、レーザの発光を安定化させるために、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路方式が採用される。そして、画像データに基づいて画像を構成する画素を生成し、１画素分の濃度信号をレーザ駆動回路で出力されるＰＷＭ信号のもとになる１画素分のＰＷＭ点灯パターン信号に変換する。そして、１画素分の点灯パターンの前又は後に、画素を１画素単位で予め設定した整数値で分割した補助画素を挿入又は抜き出すことによって画像データ（レーザ光の照射時間）を補正する。そして、補正後の画像データに基づいて画像を形成することによって、位置ずれのない高品質な画像を形成することができる。

１画素分の点灯パターンの前又は後に、補助画素データを挿入し又は抜き出すことによって画像データを補正するので、レーザ光の照射時間のずれを補正することができる。

本実施の形態において、光源４０１は、複数の発光点を有し、複数のレーザ光を照射するマルチビームレーザであってもよい。これによって、画像形成速度を速めることができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態では、光源としてマルチビームを適用した場合における回転多面鏡の各ポリゴンミラー面の走査特性が検出できるような部分倍率検出用パターンが適用される。なお、第２の実施の形態における画像形成装置の構成は、上述の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成と基本的に同様であるため詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、画像形成装置の印刷速度を向上させるために、レーザビーム数を増やす（マルチビーム化）方法がとられている。しかしながら、マルチビーム化は、レーザユニットの組み付けのばらつき等による位置ずれで、レーザビームごとに走査特性が異なることが知られている。

図１２は、第２の実施の形態で用いられる部分倍率検出用パターンの一例を示す図であって、光源としてマルチビームのレーザを用いた場合の各ポリゴンミラー面におけるレーザビーム毎の走査特性を検出するためのパターンを示す。

図１２において、対象となる回転多面鏡はポリゴンミラー面Ａ〜Ｄの４面を有するものとし、ポリゴン周期を４としている。また光源のレーザビームは、ビーム１、ビーム２の２本を使用するものとする。

図１２の部分倍率検出用パターンにおいて、主走査方向に一定の時間間隔ｍで、例えば、１２ドットが配置されている。また、副走査方向には、ポリゴン周期（４）×ビーム数（２）である８ドット間隔で任意のドット数だけ配置されている。これをポリゴンミラー面Ａで偏向されたビーム１の部分倍率検出用パターンとする。

ここで、第１の実施の形態と同様に、１ドットでの描画が難しい場合には主走査方向に２ドット以上連続して並べたドットを用いることもできる。また、副走査方向に最初のドット描画開始位置よりポリゴン周期（４）×ビーム数（２）×ｋ１＋１の位置から、同様に主走査方向に一定の時間間隔ｍで、例えば１２ドットが配置される。ここでｋ１は１以上の自然数であり、それぞれの部分倍率検出用パターンの領域は重ならないものとする。また副走査方向にはポリゴン周期（４）×ビーム数（２）である８ドット間隔で数ドットが配置され、ポリゴンミラー面Ａで偏向されたビーム２の部分倍率検出用パターンが構成されている。

次に、副走査方向に最初のドット描画開始位置よりポリゴン周期（４）×ビーム数（２）×ｎ１×ビーム数（２）＋ビーム数（２）の位置から同様のドットを配置することで、ポリゴンミラー面Ｂのビーム１についての部分倍率検出用パターンが形成される。

また、ポリゴン周期（４）×ビーム数（２）×ｎ２×ビーム数（２）＋ビーム数（２）×２の位置から同様のドットを配置することで、ポリゴンミラー面Ｃのビーム１についての部分倍率検出用パターンが形成される。

また、ポリゴン周期（４）×ビーム数（２）×ｎ３×ビーム数（２）＋ビーム数（２）×３の位置から同様のドットを配置することで、ポリゴンミラー面Ｄのビーム１についての部分倍率検出用パターンが形成されている（ｎ１〜ｎ３は１以上の自然数）。

また、それぞれのポリゴンミラー面のビーム１についての部分倍率検出用パターンの描画開始位置より、副走査方向にポリゴン周期（４）×ビーム数（２）×ｋ２、ｋ３、ｋ４＋１の位置から、それぞれ同様のドットが配置される。これによって、それぞれのポリゴンミラー面で偏向されたビーム２の走査特性を検出できる部分倍率検出用パターンが形成されている（ｋ２、ｋ３、ｋ４は１以上の自然数）。

図１２の部分倍率検出用パターンを出力して読み取り、読み取り結果から、ポリゴンミラー面及びビーム毎の走査特性情報を求める手法は第１の実施の形態と同様である。すなわち、部分倍率検出用パターンに基づいて、１のビームに対応する走査特性情報を求め、求めた走査特性情報に各ビームごとの部分倍率の比率を乗算して各ビーム毎の各ポリゴンミラー面での走査特性情報を求める。そして、求めた走査特性情報を用いて、主走査位置に応じて、走査特性を補正するために補助画素データを挿抜する補助画素挿抜情報を求める。そして、補助画素挿抜情報に基づいて画像データについて補助画素データの挿抜を行い、露光ユニットに補助画素挿抜処理後の画像データを送信して主走査の部分倍率が補正された画像が出力される。

第２の実施の形態によれば、回転多面鏡のポリゴンミラー面毎及びレーザユニット毎の走査特性が検出できる部分倍率検出用パターンを出力し、ポリゴンミラー面内での走査特性の部分倍率を求める。また、ポリゴンミラー面間、レーザユニット間で走査特性データ正規化する。そして、走査特性を補正するための補助画素挿抜情報を作成し、補助画素挿抜情報に基づいて画像データを補正し、補正した画像データに基づいて画像を形成する。これによって、面精度を考慮した主走査方向の部分倍率補正を行いつつ、位置ずれを補正して高品質な印刷を実現することができる。

１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
２００ 画像形成装置
２０１ ホストコンピュータ
２０２ 画像入力装置
２０３ 画像処理装置
２０４ 画像出力装置
２０５ 描画コマンド処理部
２０６ 入力画像処理部
２０７ 出力画像処理部
２０９ プリンタエンジン
２１０ 主走査倍率制御部
６０１ 走査特性情報作成部
６０２ 走査特性情報正規化部
６０３ 補助画素挿抜情報作成部

Claims (10)

1. 回転駆動される感光体と、
   レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光が前記感光体の回転方向と交差する方向に前記感光体を走査するように前記レーザ光を偏向する複数の反射面を備える回転多面鏡と、前記複数の反射面によって偏向されたレーザ光を前記感光体上に結像させる結像レンズであってｆθ特性を有しない結像レンズとを備えた露光手段と、
   前記露光手段によって露光されることによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、前記感光体上に現像されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を前記記録材上に定着させる定着手段と、を含み、前記記録材上に画像を形成する画像形成手段と、
   前記レーザ光の走査方向における複数の走査領域間の画像の倍率差を示すパターン画像を出力するように、前記画像形成手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、１枚の記録材の異なる位置に前記複数の反射面にそれぞれ対応する前記パターン画像が形成されるように前記画像形成手段を制御し、
   それぞれの前記パターン画像は、それぞれの反射面によって偏向されたレーザ光の複数回の走査によって形成され、前記感光体の回転方向に延びる少なくとも３本の複数のライン画像を含み、
   前記制御手段は、前記複数のライン画像を形成するために、前記レーザ光の１走査周期中の前記感光体上を走査する期間において一定の時間間隔で前記光源からレーザ光を出射させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光源は、それぞれが前記レーザ光を出射する複数の発光点を有し、
   前記パターン画像は、前記複数の反射面と前記複数の発光点の組み合わせそれぞれに対応して形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パターン画像を用いて前記回転多面鏡の鏡面で偏向されたレーザ光によって形成される前記画像の倍率差を補正するための情報を前記複数の反射面毎に取得する取得手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記パターン画像に基づいて、前記感光体に潜像を形成するための画像データに補助画素データを挿抜するための補助画素挿抜情報を作成する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記補助画素挿抜情報を用いて前記画像データを補正する補正手段を有し、
   前記補正手段は、前記補助画素挿抜情報に従って前記画像データにおける前記感光体に照射されるレーザ光の照射時間を、前記補助画素データの挿抜により決定された照射時間に補正することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記露光手段は、補正された照射時間に従って前記感光体にレーザ光を照射して感光体上に潜像を形成することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記補助画素データは、前記感光体上を走査する主走査方向のスキャン長を修正するために前記画像データに挿抜されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記補助画素挿抜情報は、
   画像を構成する画素を１画素単位で予め設定した整数値で分割して補助画素とし、補助画素単位で光源を駆動して発生したレーザ光を前記回転多面鏡を用いて走査することによって感光体上に潜像を形成する際に適用されるＰＷＭ点灯パターンを操作するためのデータであって、１画素分の点灯パターンに前記補助画素を挿抜するための情報であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれいか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記パターン画像は、
   前記回転多面鏡の反射面数に応じた領域を有し、
   各領域において、読み取りによって各ドット間隔の差異が把握できるように主走査方向に複数のドットが形成されると共に、副走査方向に前記回転多面鏡の反射面数の間隔で複数のドットが配置されており、
   前記各領域の描画開始位置は、前記反射面数の整数倍＋１ずつ離れていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記光源は、複数のレーザ光を出射するマルチビームレーザであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    
    

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