JP3911404B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像信号に応じて点灯制御される複数の半導体レーザを備え、当該複数の半導体レーザの光量調整機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置は一般に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、印刷機等に適用され構成される。このような従来の画像形成装置は、画像データに応じて点灯制御される複数の発光源として半導体レーザ（以下、ＬＤまたはレーザダイオードとも言う）を備え、複数のＬＤ光源からの各光ビームを偏向手段である回転多面鏡（以下、ポリゴンミラー）によって主走査方向に走査し、各光ビームの被走査面上（感光体上）における走査位置を副走査方向に所定ピッチだけずらし、複数ライン同時に主走査方向に走査することによって感光体上に静電潜像を形成し、現像装置によりトナーを付着させ可視像を形成し、それを記録紙に転写する。この方式の画像形成装置では、ポリゴンミラーの回転数を上げずに記録速度を向上させることができる。
【０００３】
本発明と技術分野の類似する先願発明例１として、特開平９−２２６１７４号公報に開示されるものがある。本先願発明例１では、２つのビーム間のピッチを可変できる構成となっていて、解像度を切り替えることができる。
【０００４】
上記先願発明例１の画像形成装置においては、様々な画像形成条件、例えば、感光体の帯電電位、現像装置の現像バイアス電圧、トナー濃度、ＬＤの光量を制御する必要がある。
【０００５】
その中のＬＤの光量については、通常、工場出荷前に、複数のＬＤを個々に点灯させ、光パワーメータで光量を測定し、制御部からの基準設定値に対し、所定の光量になるように調整する作業を行っている。また、実際に画像形成装置として使用している時には、制御部から設定される光量設定値によって、所定の光量でＬＤが点灯し、画像形成を行う。
【０００６】
印刷モード、環境変化、経時変化によって光量を可変する場合は、制御部から設定される光量設定値によって光量を可変制御する。制御部からの光量設定値に対し、ＬＤの光量がリニアに変化するのであれば、光量設定値＝ＤA、その時の光量をＰAとすると、光量設定値ＤBに対する光量ＰBは、ＰB＝ＰA×ＤB／ＤAとなる。また、前記式に当てはまらない場合は、事前に光量設定値に対する光量を測定しておくことで、必要とされる光量を光量設定値で制御することが可能となる。
【０００７】
上記のように光量調整作業を行えば、全ての画像形成装置において、同じ光量設定値であれば同じ光量が得られることになり、画像品質のばらつきを抑えることができる。当然、光量調整時に少なからずのばらつき（誤差）が発生するが、全ての画像形成装置の光量がその範囲内のばらつきに抑えられる。
【０００８】
上記先願発明例１のように、複数のビームを用いた画像形成装置の場合、当然、２つのビームの光量を所定の同じ光量に調整する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置では、ビームのレンズ透過位置によって光量が変わるので、ビームピッチを所定のピッチに調整した後に光量調整を行う場合には問題ないが、所定のピッチに調整する前、つまり、ビームのレンズ透過位置が実際の画像形成時と異なる位置で光量調整した場合には、画像形成時に必要とされる光量が得られず、画像品質の低下を招くことになる。
【００１０】
また、副走査方向の記録密度によってビームピッチを可変制御する場合も同様で、ビームピッチ毎に光量調整を行わない場合、記録密度の切り替えによって、画像品質の低下を招くことになる。
【００１１】
本発明は、各光ビームの光量を正確に制御し、さらに機械間のばらつきを低減することができる光ビーム走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
より詳細には、画像信号に応じて点灯制御される複数の半導体レーザと、複数の半導体レーザから出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段を備え、副走査方向に回転または移動する像担持体上を複数の光ビームが同時に副走査方向に所定ピッチずつずれて走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、複数の光ビームを所定のピッチに調整した後、各々の半導体レーザについてその光量を所定の値に調整する画像形成装置を提供する。
【００１３】
また、光ビームの副走査方向のピッチを記録密度によって可変し、画像形成を行う画像形成装置において、複数の光ビームについて、各々のピッチに調整した後、その光量を所定の値に調整する画像形成装置を提供する。
【００１４】
また、ピッチ調整作業においてビームの点灯が必要な場合、ピッチ調整の前に各々の半導体レーザについて、光量の仮調整を行う画像形成装置を提供する。
【００１５】
請求項１の画像形成装置の目的は、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１６】
請求項２の画像形成装置の目的は、記録密度の切り替えによる画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１７】
請求項３の画像形成装置の目的は、ビームピッチの調整作業を円滑に行うことである。
【００１８】
請求項４の画像形成装置の目的は、画像品質の要求が高いカラー画像形成装置においても、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、副走査方向に回転または移動する像担持体と、光ビームを像担持体に導くための光学系と、光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の光ビームで像担持体を同時に走査することにより、画像信号に応じた画像を像担持体上に形成する画像形成手段と、複数の光ビームのピッチを調整するための第１の調整手段と、第１の調整手段によってピッチが調整された複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段とを備え、第１の調整手段により光ビームのピッチを調整するときは光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、光ビームのピッチ調整後に第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、副走査方向に回転または移動する像担持体と、光ビームを像担持体に導くための光学系と、光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の光ビームで像担持体を同時に走査することにより、画像信号に応じた画像を像担持体上に形成する画像形成手段と、複数の光ビームの副走査方向のピッチを画像信号の記録密度に応じて調整する第１の調整手段と、第１の調整手段によってピッチが調整された複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段を備え、第１の調整手段により光ビームのピッチを調整するときは光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、光ビームのピッチ調整後に第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、半導体レーザユニットは、複数の半導体レーザの各々について光量の仮調整が可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れかに記載の発明において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。図１から図１８を参照すると、本発明の画像形成装置の一実施形態が示されている。
【００２４】
（第１の実施例）
図１に、本発明の実施形態である画像形成装置の構成例を示す。その中の光学ユニット１について、画像データによって点灯するＬＤの光ビームは、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通り、ポリゴンモータ１１によって回転するポリゴンミラー１２によって偏向され、ｆθレンズ１３、ＢＴＬ１４を通り、折り返しミラー１５によって反射し、感光体２上を走査する。なお、ＢＴＬ１４は、バレル・トロイダル・レンズの略称であり、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行っている。
【００２５】
感光体２の回りには、帯電器、現像ユニット、転写器、クリーニングユニット、除電器が設けられ、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により記録紙上に画像が形成される。そして図示されない定着装置によって記録紙上に画像が定着される。
【００２６】
図２に、本発明の実施形態における光学ユニットを示す。画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射するＬＤユニットが設けられ、このＬＤユニットから出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズが設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて水平面内で偏向走査させるポリゴンミラーが設けられている。このポリゴンミラーは、その回転駆動用のモータとともに偏向手段を構成するもので、図示例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。
【００２７】
このポリゴンミラーによる偏向走査方向の前方には、ｆθレンズ、ＢＴＬ（バレル・トロイダルレンズ）の組合せによる走査レンズと、折り返しミラーとが順に配設され、偏向走査ビームを被走査面となるドラム状の感光体上に結像させるように設定されている。
【００２８】
ＢＴＬは、副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラーで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングをとるための同期検知信号を出力する同期検知センサが設けられている。
【００２９】
ＬＤユニットは、本実施例では２つの光ビームを同時に出射し得るマルチビーム光源として構成されている。各々ＬＤ駆動部により個別に点灯制御される２個のＬＤ（ＬＤ１、ＬＤ２）を発光源として備え、ＬＤ１、ＬＤ２から出射される２つの光ビームを恰も１つの光源から出射される如く合成して出射させる構成としている。
【００３０】
このＬＤユニットのビーム合成原理を説明する。ここでは、画像データを奇数行、偶数行に分け、ＬＤ駆動部によりＬＤ１、ＬＤ２をデータに合わせて点灯させる。ＬＤ１からの光ビームは、コリメートレンズにより平行光束化され、ビーム合成プリズムに入射する。
【００３１】
ＬＤ２からの光ビームは、コリメートレンズにより平行光束化されるが、ＬＤ１の光ビームに対して角度ｘだけ傾けられており、角度ｘだけ傾いた光ビームがλ／２板で偏向された後、ビーム合成プリズムに入射する。このビーム合成プリズム内では、ＬＤ１の光ビームを透過し、ＬＤ２の光ビームは９０゜偏向されているので反射されることで、何れの光ビームもビーム合成プリズムから出射される。この出射に際して、２つの光ビームをλ／４板へ通すことにより、ＬＤ１、ＬＤ２による光ビームの偏向状態を近づける。これらの光学要素により構成されているＬＤユニット自体は、ＬＤ１による光ビームの光軸を中心として角度θだけ傾き角可変自在に設けられている。
【００３２】
よって、ＬＤ２から出射された光ビームが角度ｘだけ傾いてビーム合成プリズムに入射することにより、ＬＤ１による光ビームとＬＤ２による光ビームが主走査方向にずれることになる。さらに、ＬＤユニット自体の傾き角度θによって、ＬＤ１による光ビームとＬＤ２による光ビームの副走査方向のずれ量（ビームピッチ）が決まる。
【００３３】
図３は、２つの光ビームの位置関係を示しており、これらの２つの光ビームは同時に走査し、同じ同期検知センサで検出するので、同期検知センサ上で２つの光ビームの主走査方向のずれ量Δｘが０より大きければよい。図中の丸で示したＬＤ１、ＬＤ２はビームの広がりを考慮しているので、Δｘ＞０であれば同じ同期検知センサで２つのビームを検出できる。よって、Ｐθ＝１ラインピッチ（６００ｄｐｉであれば４２．３μm）、Δｘ＞０となるように角度ｘ、角度θを調整することになる。
【００３４】
図４に、本発明の第１の実施例の画像形成装置における画像書込制御部及び光学ユニットを示す。光学ユニットの主走査方向端部の画像書き出し側に光ビームを検出する同期検知センサが備わっており、ｆθレンズを透過した２つの光ビームがミラーによって反射され、レンズによって集光させてセンサに入射するような構成になっている。
【００３５】
２つの光ビームがセンサ上を通過することにより、センサから同期検知信号ＤＥＴＰが出力され、同期信号分離部に送られ、ＬＤ１の同期信号ＤＥＴＰ１とＬＤ２の同期信号ＤＥＴＰ２に分離される。
【００３６】
分離されたＤＥＴＰ１とＤＥＴＰ２は、位相同期クロック発生部に送られ、書込クロック発生部で生成されたクロックＷＣＬＫと同期検知信号ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２から、ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２に同期したクロックＶＣＬＫ１、ＶＣＬＫ２を生成し、ＬＤ駆動部及び同期検出用点灯制御部に送る。
【００３７】
同期検出用点灯制御部は、最初にＬＤ１による同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出するために、ＬＤ１を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ１をＯＮしてＬＤ１を強制点灯させる。しかし、同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出した後には、同期検知信号ＤＥＴＰ１とクロックＶＣＬＫによって、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号ＤＥＴＰ１が検出できるタイミングでＬＤ１を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ１を生成する。また、同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出してから予め決められたタイミングでＯＮして、確実にＬＤ２の同期検知信号ＤＥＴＰ２を検出するためのＬＤ２を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ２を生成する。そして、ＢＤ１、ＢＤ２をＬＤ駆動部に送る。
【００３８】
ＬＤ駆動部では、同期検知用強制点灯信号ＢＤ１、ＢＤ２及びクロックＶＣＬＫ１、ＶＣＬＫ２に同期した画像信号に応じてＬＤを点灯制御する。そして、ＬＤユニットから２つのレーザビームが出射し、ポリゴンミラーに偏向され、ｆθレンズを通り、感光体上を走査することになる。ポリゴンモータ駆動制御部は、プリンタ制御部からの制御信号により、ポリゴンモータを規定の回転数で回転制御する。
【００３９】
図５に、本発明の第１の実施例の光量調整装置を示す。図４の画像書込制御部及び光学ユニットと同様であり、ＬＤユニットからの２つの光ビームの光量をそれぞれ所定光量になるように光パワーメータで計測しながら調整する。
【００４０】
図６に、ＬＤ周辺部の構成図を示す。ＬＤの構成は周知の通り、ＬＤとＰＤ（フォトダイオード）で構成されている。ＬＤ駆動部ではプリンタ制御部から指示された光量でＬＤを常に点灯させるため、つまり、ＰＤのモニタ電圧Ｖｍを一定に保つためにＬＤ電流Ｉｄを制御する（ＡＰＣ動作：オート・パワー・コントロール）。プリンタ制御部からの光量設定値がモニタ電圧Ｖｍに相当し、また、Ｒは光量調整用抵抗で、Ｒを変化させるとＩｍが変わり、光量が変化することになる。よって、光量調整は、この光量調整用抵抗Ｒを可変することで行う。
【００４１】
図７に、本発明の第１の実施例の光量調整フローを示す。まず、ビームピッチＰをＰ１、例えば６００ｄｐｉ（４２．３μｍ）に調整する。本実施例の場合、ビームピッチ制御部は備えていないので、ピッチ調整治具で角度θを可変させ、調整することになる。また、後述する本発明の第２の実施例のように、ビームピッチ制御部及びＬＤユニット回転機構を設けてもよい。その後、プリンタ制御部からＬＤ駆動部に対し、光量設定値ＤをＤAに設定し、ＬＤ１を点灯させる。光量設定値ＤAは、画像形成時における光量設定範囲の中央値とするのが好ましい。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、Ｐ＝ＰAになるように光量調整用抵抗Ｒを調整する。ＬＤ１の光量調整が終了したら、ＬＤ１を消灯し、次にＬＤ２を点灯させ、ＬＤ１と同様に、光量調整を行う。そして調整後、ＬＤ２を消灯する。
【００４２】
本実施例では、光量設定値ＤはＬＤ１とＬＤ２で共通となっている。また、光量を測定する際、通常の画像形成時と同様に、ポリゴンミラーを回転させて光量を測定する場合は、ポリゴンモータ駆動制御部は、ポリゴンモータを規定の回転数で回転させる。当然、ポリゴンモータを回転させずに、静止光ビームの光量を測定してもかまわない。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施例における光量設定値に対する光量を示すグラフである。光量設定値と光量が比例関係（光量設定値を２倍すると光量も２倍）であれば、印刷モードによって光量を可変したい場合、例えば光量ＰAの１．５倍の光量が必要な場合は、光量設定値ＤAの１．５倍の値を設定すればよい。もし、比例関係でなければ、図８のように、光量設定値に対する光量を事前に測定し、その結果から必要とする光量における光量設定値を求めるようにすればよい。
【００４４】
図９に本発明の第１の実施例の画像形成フローを示す。例えば、印刷モード（普通紙モードと厚紙モードなど）によって光量を可変する時、まず、印刷モードを設定し、それに対応する光量設定値をプリンタ制御部からＬＤ駆動部に設定する。その後、画像形成動作を行う。本実施例では、２つのビームについて述べているが、それに限るものではない。
【００４５】
（第２の実施例）
図１０に、本発明の第２の実施例の画像形成装置における画像書込制御部及び光学ユニットを示す。本発明の第１の実施例とは、ビームピッチを可変制御するビームピッチ制御部が備わっている点が異なるだけで他は同様である。プリンタ制御部からの指示により、ＬＤ１とＬＤ２のビームピッチを可変する。可変手段は図示していないが、例えば、図２に示したＬＤユニットの角度θを可変するためのパルスモータをＬＤユニットに搭載し、モータを回転させるためのパルス数を可変することで、角度θが変化するような構成にすればよい。パルス数とビームピッチの関係は、事前に求めておけば、実際にビームピッチを設定する際は、それに対応するパルス数をビームピッチ制御部からモータに対して送ることになる。
【００４６】
図１１に、本発明の第２の実施例の光量調整装置を示す。本発明の第２の実施例の光量調整装置の構成は、本発明の第１の実施例と同じ構成である。
【００４７】
図１２に、本発明の第２の実施例の光量調整フローを示す。まず、ビームピッチＰをＰ１、例えば６００ｄｐｉ（４２．３μｍ）に設定する。前にも述べたが、プリンタ制御部からビームピッチ制御部に対して設定するビームピッチの指示を出し、ビームピッチ制御部はＬＤユニット内のモータに対してパルスを送る。その後、プリンタ制御部からＬＤ駆動部に対し、光量設定値ＤをＤAに設定し、ＬＤ１を点灯させる。光量設定値ＤAは、画像形成時における光量設定範囲の中央値とするのが好ましい。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、Ｐ＝ＰAになるように光量調整用抵抗Ｒを調整する。ＬＤ１の光量調整が終了したらＬＤ１を消灯し、次にＬＤ２を点灯させ、ＬＤ１と同様に光量調整を行う。そして調整後、ＬＤ２を消灯する。
【００４８】
次に、ビームピッチＰをＰ２、例えば１２００ｄｐｉ（２１．２μｍ）に設定する。本実施例のＬＤユニットは、ＬＤ１を中心に回転させているので、ビームピッチの切り替えによってＬＤ１の光ビームのレンズ透過位置は変わらないことになっている。このため、ＬＤ２の光量調整のみを行う。次にＬＤ２を点灯させるが、光量設定値ＤはＤAに設定されていることとする。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、光量Ｐ＝ＰAであればＬＤ２を消灯し、その時設定されている光量設定値Ｄと設定値ＤAの比率αを算出し、記憶する。この場合、設定されている光量設定値Ｄ＝ＤAなので、比率α＝１となる。α＝１の場合は、ビームピッチによって光量が変化していないことを意味している。
【００４９】
光量Ｐ≠ＰAであれば、その大小関係によって光量設定値を大きくしたり小さくしたりして、再度、光量Ｐを光パワーメータで計測し、光量Ｐ＝ＰAになるまで繰り返す。光量Ｐ＝ＰAになったところでＬＤ２を消灯し、その時設定されている光量設定値ＤAαと設定値ＤAの比率αを算出し、記憶する。この場合、ビームピッチによって光量が変化している（光量が設定値でα倍変化している）ことを意味している。
【００５０】
本実施例のＬＤユニットは、ＬＤ１を中心に回転させているので、ビームピッチの切り替えによって、ＬＤ１の光ビームのレンズ透過位置は変わらないことになっている。しかし、それに限るものではなく、ＬＤ１の光ビームの透過位置も変わる場合には、ビームピッチを切り替えた後に、ＬＤ２の光量調整だけでなく、ＬＤ１の光量調整を行うことになる。具体的には、ＬＤ１の設定値ＤAに対する比率α１とＬＤ２の設定値ＤAに対する比率α２を求めることになる。
【００５１】
図１３は、本発明の第２の実施例における光量設定値に対する光量を示すグラフである。例えば、ビームピッチＰ＝Ｐ１の時、ＬＤ１とＬＤ２の光量設定値Ｄ＝ＤA（光量Ｐ＝ＰA）とする場合、ビームピッチＰ＝Ｐ２に可変した場合には、ＬＤ１の光量設定値はＤ＝ＤAであり、ＬＤ２の光量設定値はＤ＝ＤAα（ＤAのα倍）となる。
【００５２】
光量設定値と光量が比例関係（光量設定値を２倍すると光量も２倍）であれば、印刷モードによって光量を可変したい場合は、例えば光量ＰAの１．５倍の光量が必要な場合は、前記のそれぞれの光量設定値Ｄに対して１．５倍の値を設定すればよい。もし、比例関係でなければ、図１３のように、光量設定値に対する光量を事前に測定し、その結果から、必要とする光量における光量設定値を求めるようにすればよい。
【００５３】
図１４に、本発明の第２の実施例の画像形成フローを示す。まず、印刷モード（普通紙モードと厚紙モード、解像度の切り替えなど）を設定し、それに対応するＬＤ１とＬＤ２の光量設定値をプリンタ制御部からＬＤ駆動部に設定する。その後、画像形成動作を行う。本実施例では、２種類のビームピッチについて述べているが、それに限るものではない。また、２つのビームについて述べているが、それに限るものではない。
【００５４】
（第３の実施例）
図１５に、本発明の第３の実施例の光量調整フローを示す。本発明の第１の実施例とは、ビームピッチＰをＰ１に調整する前に、ＬＤ１とＬＤ２の光量を調整する作業が追加されている点が異なる。本実施例は、ビームピッチを調整する際に、ＬＤ１とＬＤ２を点灯させ、さらにその光量について、ある値以上、もしくはある範囲以内といった制限がある場合に適用される。通常、ＬＤ１、ＬＤ２の光量を調整する際、設定光量に対し、その誤差は小さければ小さいほど機械間のばらつき小さくなり、画像品質向上につながる。しかし、実際は調整誤差、許容できる光量ばらつきを考慮し、例えば、±３％以内になるように調整される。ビームピッチを調整する前に行う光量調整については、ビームピッチ調整ができれば問題ないので、例えば、設定光量範囲があったとしても、±１０％以内に調整するなど、実際の光量調整時より調整精度を要求されないので、本発明の第１の実施例に対し、作業時間も２倍かかることはない。
【００５５】
（第４の実施例）
図１６に、本発明の第４の実施例であるカラー画像形成装置を示す。光学ユニット、画像書込制御部は、上述する第１の実施例と同様なので説明を省略する。本発明の第１の実施例とは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を重ね合わせてカラー画像を形成する点が異なる。このため、その点のみ説明する。
【００５６】
光学ユニットは、画像データに応じて光書込みを行い、潜像担持体としての感光体ドラムに静電潜像を形成する。感光体ドラムは、反時計方向に回転するが、その回りには感光体クリーニングユニット、除電器、帯電器、現像ユニット（ＢＫ現像器、Ｃ現像器、Ｍ現像器、Ｙ現像器）、担持体としての中間転写ベルトなどが配置されている。現像ユニットは、静電潜像を現像するために現像剤を感光体に対向させるように回転する現像スリーブ、現像剤を汲み上げ、攪拌するために回転する現像パドル（図示せず）等で構成されている。
【００５７】
画像形成動作について説明する。ここでは現像動作の順序をＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙとするが、これに限るものではない。プリント動作が開始されると、まず、ＢＫ画像データに基づきレーザビームによる光書込み、潜像形成が始まる。このＢＫ潜像の先端部から現像可能とすべく、ＢＫ現像器の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブの回転を開始してＢＫ潜像をＢＫトナーで現像する。そして以降、ＢＫ潜像領域の現像動作を続けるが、ＢＫ潜像後端部がＢＫ現像位置を通過した時点で現像不作動状態にする。これは少なくとも、次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００５８】
感光体に形成したＢＫトナー像は、感光体と等速駆動されている中間転写ベルトの表面に転写する。このベルト転写は、感光体と中間転写ベルトが接触状態において、ベルト転写バイアスローラに所定のバイアス電圧を印加することで行う。なお、中間転写ベルトには感光体に順次形成するＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次形成位置合わせして４色重ねてベルト転写画像を形成し、その後記録紙に一括転写を行う。
【００５９】
感光体では、ＢＫ工程の次にＣ工程に進み、その後、Ｍ工程、Ｙ工程と続くが、基本的にＢＫ工程と同様なので省略する。
【００６０】
中間転写ベルトは、駆動ローラ、ベルト転写バイアスローラ、及び従動ローラに巻き掛けられ、図示していない駆動モータにより駆動制御される。ベルトクリーニングユニットは、ブレード、接離機構等で構成され、ＢＫ画像、Ｃ画像、Ｍ画像、Ｙ画像をベルトに転写している間は、接離機構によってブレードがベルトに当接しないようにしている。
【００６１】
紙転写ユニットは、紙転写バイアスローラ、接離機構等で構成され、紙転写バイアスローラは、通常は中間転写ベルト面から離間しているが、中間転写ベルトの面に形成された４色重ね画像を記録紙に一括転写する時に接離機構によって押圧され、所定のバイアス電圧を印加し、記録紙に画像を転写する。なお、記録紙は中間転写ベルト面の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。記録紙に転写された画像は、図示しない定着ユニットによって定着される。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６２】
（第５の実施例）
図１７に、本発明の第５の実施例である４ドラム方式の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の画像形成部（感光体、現像ユニット、帯電器、転写器）と４組の光学ユニットを備えている。転写ベルトによって矢印方向に搬送される記録紙上に１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙上に形成することができる。各色の画像形成部については、図１に示した画像形成装置と同じなので説明を省略する。
【００６３】
本実施例の場合、図２に示した光学ユニットが各色に備わっており、それぞれの色について光量調整を行うことになる。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６４】
（第６の実施例）
図１８に、本発明の第６の実施例である４ドラム方式の画像形成装置を示す。図１７に示した本発明の第５の実施例とは光学ユニットが異なり、感光体回りの画像形成部については同様なので省略する。本実施例の光学ユニットは、１つのポリゴンミラーを用いて、ポリゴンミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを偏向走査させ、さらに、ポリゴンミラーを中心に対向振分走査させることで、４色分の光ビームでそれぞれの感光体上を走査する。各色の光ビームは、ポリゴンミラーによって偏向し、ｆθレンズを通り、第１ミラー、第２ミラーで折り返され、ＢＴＬを通り、第３ミラーで折り返され、感光体上を走査する。
【００６５】
本実施例の場合、図２に示したＬＤユニットが各色分備わっており、それぞれの色について光量調整を行うことになる。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の発明によれば、画像品質の低下を防止し、機械間のばらつきを低減させることができる。
【００６７】
請求項２記載の発明によれば、記録密度の切り替えによる画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることができる。
【００６８】
請求項３記載の発明によれば、ビームピッチの調整作業を円滑に行うことができる。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、画像品質の要求が高いカラー画像形成装置においても、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施例の光学ユニットの構成例を示した図である。
【図３】 本発明の第１の実施例のＬＤのビームスポットおよび位置関係を示した図である。
【図４】 本発明の第１の実施例の画像形成装置における画像書込制御部および光学ユニットの構成例を示した図である。
【図５】 本発明の第１の実施例の画像形成装置における光量調節装置の構成例を示した図である。
【図６】 本発明の第１の実施例のＬＤ周辺部の構成例を示した図である。
【図７】 本発明の第１の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図８】 光量設定値に対する光量の関係を示した図である。
【図９】 本発明の第１の実施例における画像形成動作フローチャートを示している。
【図１０】 本発明の第２の実施例の画像形成装置における画像書込制御部および光学ユニットの構成例を示した図である。
【図１１】 本発明の第２の実施例の画像形成装置における光量調整装置の構成例を示した図である。
【図１２】 本発明の第２の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図１３】 光量設定値に対する光量の関係を示した図である。
【図１４】 本発明の第２の実施例における画像形成動作フローチャートを示している。
【図１５】 本発明の第３の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図１６】 本発明の第４の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【図１７】 本発明の第５の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【図１８】 本発明の第６の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【符号の説明】
１ 光学ユニット
２ 感光体
１１ ポリゴンモータ
１２ ポリゴンミラー
１３ ｆθレンズ
１４ ＢＴＬ
１５ 折り返しミラー（ミラー）
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像信号に応じて点灯制御される複数の半導体レーザを備え、当該複数の半導体レーザの光量調整機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置は一般に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、印刷機等に適用され構成される。このような従来の画像形成装置は、画像データに応じて点灯制御される複数の発光源として半導体レーザ（以下、ＬＤまたはレーザダイオードとも言う）を備え、複数のＬＤ光源からの各光ビームを偏向手段である回転多面鏡（以下、ポリゴンミラー）によって主走査方向に走査し、各光ビームの被走査面上（感光体上）における走査位置を副走査方向に所定ピッチだけずらし、複数ライン同時に主走査方向に走査することによって感光体上に静電潜像を形成し、現像装置によりトナーを付着させ可視像を形成し、それを記録紙に転写する。この方式の画像形成装置では、ポリゴンミラーの回転数を上げずに記録速度を向上させることができる。
【０００３】
本発明と技術分野の類似する先願発明例１として、特開平９−２２６１７４号公報に開示されるものがある。本先願発明例１では、２つのビーム間のピッチを可変できる構成となっていて、解像度を切り替えることができる。
【０００４】
上記先願発明例１の画像形成装置においては、様々な画像形成条件、例えば、感光体の帯電電位、現像装置の現像バイアス電圧、トナー濃度、ＬＤの光量を制御する必要がある。
【０００５】
その中のＬＤの光量については、通常、工場出荷前に、複数のＬＤを個々に点灯させ、光パワーメータで光量を測定し、制御部からの基準設定値に対し、所定の光量になるように調整する作業を行っている。また、実際に画像形成装置として使用している時には、制御部から設定される光量設定値によって、所定の光量でＬＤが点灯し、画像形成を行う。
【０００６】
印刷モード、環境変化、経時変化によって光量を可変する場合は、制御部から設定される光量設定値によって光量を可変制御する。制御部からの光量設定値に対し、ＬＤの光量がリニアに変化するのであれば、光量設定値＝ＤA、その時の光量をＰAとすると、光量設定値ＤBに対する光量ＰBは、ＰB＝ＰA×ＤB／ＤAとなる。また、前記式に当てはまらない場合は、事前に光量設定値に対する光量を測定しておくことで、必要とされる光量を光量設定値で制御することが可能となる。
【０００７】
上記のように光量調整作業を行えば、全ての画像形成装置において、同じ光量設定値であれば同じ光量が得られることになり、画像品質のばらつきを抑えることができる。当然、光量調整時に少なからずのばらつき（誤差）が発生するが、全ての画像形成装置の光量がその範囲内のばらつきに抑えられる。
【０００８】
上記先願発明例１のように、複数のビームを用いた画像形成装置の場合、当然、２つのビームの光量を所定の同じ光量に調整する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置では、ビームのレンズ透過位置によって光量が変わるので、ビームピッチを所定のピッチに調整した後に光量調整を行う場合には問題ないが、所定のピッチに調整する前、つまり、ビームのレンズ透過位置が実際の画像形成時と異なる位置で光量調整した場合には、画像形成時に必要とされる光量が得られず、画像品質の低下を招くことになる。
【００１０】
また、副走査方向の記録密度によってビームピッチを可変制御する場合も同様で、ビームピッチ毎に光量調整を行わない場合、記録密度の切り替えによって、画像品質の低下を招くことになる。
【００１１】
本発明は、各光ビームの光量を正確に制御し、さらに機械間のばらつきを低減することができる光ビーム走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
より詳細には、画像信号に応じて点灯制御される複数の半導体レーザと、複数の半導体レーザから出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段を備え、副走査方向に回転または移動する像担持体上を複数の光ビームが同時に副走査方向に所定ピッチずつずれて走査することにより画像形成を行う画像形成装置において、複数の光ビームを所定のピッチに調整した後、各々の半導体レーザについてその光量を所定の値に調整する画像形成装置を提供する。
【００１３】
また、光ビームの副走査方向のピッチを記録密度によって可変し、画像形成を行う画像形成装置において、複数の光ビームについて、各々のピッチに調整した後、その光量を所定の値に調整する画像形成装置を提供する。
【００１４】
また、ピッチ調整作業においてビームの点灯が必要な場合、ピッチ調整の前に各々の半導体レーザについて、光量の仮調整を行う画像形成装置を提供する。
【００１５】
請求項１の画像形成装置の目的は、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１６】
請求項２の画像形成装置の目的は、記録密度の切り替えによる画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１７】
請求項３の画像形成装置の目的は、ビームピッチの調整作業を円滑に行うことである。
【００１８】
請求項４の画像形成装置の目的は、画像品質の要求が高いカラー画像形成装置においても、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、副走査方向に回転または移動する像担持体と、光ビームを像担持体に導くための光学系と、光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の光ビームで像担持体を同時に走査することにより、画像信号に応じた画像を像担持体上に形成する画像形成手段と、複数の光ビームのピッチを調整するための第１の調整手段と、第１の調整手段によってピッチが調整された複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段とを備え、第１の調整手段により光ビームのピッチを調整するときは光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、光ビームのピッチ調整後に第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、副走査方向に回転または移動する像担持体と、光ビームを像担持体に導くための光学系と、光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の光ビームで像担持体を同時に走査することにより、画像信号に応じた画像を像担持体上に形成する画像形成手段と、複数の光ビームの副走査方向のピッチを画像信号の記録密度に応じて調整する第１の調整手段と、第１の調整手段によってピッチが調整された複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段を備え、第１の調整手段により光ビームのピッチを調整するときは光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、光ビームのピッチ調整後に第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、半導体レーザユニットは、複数の半導体レーザの各々について光量の仮調整が可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れかに記載の発明において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。図１から図１８を参照すると、本発明の画像形成装置の一実施形態が示されている。
【００２４】
（第１の実施例）
図１に、本発明の実施形態である画像形成装置の構成例を示す。その中の光学ユニット１について、画像データによって点灯するＬＤの光ビームは、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通り、ポリゴンモータ１１によって回転するポリゴンミラー１２によって偏向され、ｆθレンズ１３、ＢＴＬ１４を通り、折り返しミラー１５によって反射し、感光体２上を走査する。なお、ＢＴＬ１４は、バレル・トロイダル・レンズの略称であり、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行っている。
【００２５】
感光体２の回りには、帯電器、現像ユニット、転写器、クリーニングユニット、除電器が設けられ、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により記録紙上に画像が形成される。そして図示されない定着装置によって記録紙上に画像が定着される。
【００２６】
図２に、本発明の実施形態における光学ユニットを示す。画像データに応じて駆動変調されることにより選択的に光ビームを出射するＬＤユニットが設けられ、このＬＤユニットから出射された光ビームの光路上にはシリンダレンズが設けられているとともに、モータ（図示せず）により高速回転されて水平面内で偏向走査させるポリゴンミラーが設けられている。このポリゴンミラーは、その回転駆動用のモータとともに偏向手段を構成するもので、図示例では正６角形に形成されて６つの反射面を有している。
【００２７】
このポリゴンミラーによる偏向走査方向の前方には、ｆθレンズ、ＢＴＬ（バレル・トロイダルレンズ）の組合せによる走査レンズと、折り返しミラーとが順に配設され、偏向走査ビームを被走査面となるドラム状の感光体上に結像させるように設定されている。
【００２８】
ＢＴＬは、副走査方向のピント合わせ用であり、集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等）の機能を有する。また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方に、ポリゴンミラーで偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書き込み開始のタイミングをとるための同期検知信号を出力する同期検知センサが設けられている。
【００２９】
ＬＤユニットは、本実施例では２つの光ビームを同時に出射し得るマルチビーム光源として構成されている。各々ＬＤ駆動部により個別に点灯制御される２個のＬＤ（ＬＤ１、ＬＤ２）を発光源として備え、ＬＤ１、ＬＤ２から出射される２つの光ビームを恰も１つの光源から出射される如く合成して出射させる構成としている。
【００３０】
このＬＤユニットのビーム合成原理を説明する。ここでは、画像データを奇数行、偶数行に分け、ＬＤ駆動部によりＬＤ１、ＬＤ２をデータに合わせて点灯させる。ＬＤ１からの光ビームは、コリメートレンズにより平行光束化され、ビーム合成プリズムに入射する。
【００３１】
ＬＤ２からの光ビームは、コリメートレンズにより平行光束化されるが、ＬＤ１の光ビームに対して角度ｘだけ傾けられており、角度ｘだけ傾いた光ビームがλ／２板で偏向された後、ビーム合成プリズムに入射する。このビーム合成プリズム内では、ＬＤ１の光ビームを透過し、ＬＤ２の光ビームは９０゜偏向されているので反射されることで、何れの光ビームもビーム合成プリズムから出射される。この出射に際して、２つの光ビームをλ／４板へ通すことにより、ＬＤ１、ＬＤ２による光ビームの偏向状態を近づける。これらの光学要素により構成されているＬＤユニット自体は、ＬＤ１による光ビームの光軸を中心として角度θだけ傾き角可変自在に設けられている。
【００３２】
よって、ＬＤ２から出射された光ビームが角度ｘだけ傾いてビーム合成プリズムに入射することにより、ＬＤ１による光ビームとＬＤ２による光ビームが主走査方向にずれることになる。さらに、ＬＤユニット自体の傾き角度θによって、ＬＤ１による光ビームとＬＤ２による光ビームの副走査方向のずれ量（ビームピッチ）が決まる。
【００３３】
図３は、２つの光ビームの位置関係を示しており、これらの２つの光ビームは同時に走査し、同じ同期検知センサで検出するので、同期検知センサ上で２つの光ビームの主走査方向のずれ量Δｘが０より大きければよい。図中の丸で示したＬＤ１、ＬＤ２はビームの広がりを考慮しているので、Δｘ＞０であれば同じ同期検知センサで２つのビームを検出できる。よって、Ｐθ＝１ラインピッチ（６００ｄｐｉであれば４２．３μm）、Δｘ＞０となるように角度ｘ、角度θを調整することになる。
【００３４】
図４に、本発明の第１の実施例の画像形成装置における画像書込制御部及び光学ユニットを示す。光学ユニットの主走査方向端部の画像書き出し側に光ビームを検出する同期検知センサが備わっており、ｆθレンズを透過した２つの光ビームがミラーによって反射され、レンズによって集光させてセンサに入射するような構成になっている。
【００３５】
２つの光ビームがセンサ上を通過することにより、センサから同期検知信号ＤＥＴＰが出力され、同期信号分離部に送られ、ＬＤ１の同期信号ＤＥＴＰ１とＬＤ２の同期信号ＤＥＴＰ２に分離される。
【００３６】
分離されたＤＥＴＰ１とＤＥＴＰ２は、位相同期クロック発生部に送られ、書込クロック発生部で生成されたクロックＷＣＬＫと同期検知信号ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２から、ＤＥＴＰ１、ＤＥＴＰ２に同期したクロックＶＣＬＫ１、ＶＣＬＫ２を生成し、ＬＤ駆動部及び同期検出用点灯制御部に送る。
【００３７】
同期検出用点灯制御部は、最初にＬＤ１による同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出するために、ＬＤ１を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ１をＯＮしてＬＤ１を強制点灯させる。しかし、同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出した後には、同期検知信号ＤＥＴＰ１とクロックＶＣＬＫによって、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号ＤＥＴＰ１が検出できるタイミングでＬＤ１を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ１を生成する。また、同期検知信号ＤＥＴＰ１を検出してから予め決められたタイミングでＯＮして、確実にＬＤ２の同期検知信号ＤＥＴＰ２を検出するためのＬＤ２を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤ２を生成する。そして、ＢＤ１、ＢＤ２をＬＤ駆動部に送る。
【００３８】
ＬＤ駆動部では、同期検知用強制点灯信号ＢＤ１、ＢＤ２及びクロックＶＣＬＫ１、ＶＣＬＫ２に同期した画像信号に応じてＬＤを点灯制御する。そして、ＬＤユニットから２つのレーザビームが出射し、ポリゴンミラーに偏向され、ｆθレンズを通り、感光体上を走査することになる。ポリゴンモータ駆動制御部は、プリンタ制御部からの制御信号により、ポリゴンモータを規定の回転数で回転制御する。
【００３９】
図５に、本発明の第１の実施例の光量調整装置を示す。図４の画像書込制御部及び光学ユニットと同様であり、ＬＤユニットからの２つの光ビームの光量をそれぞれ所定光量になるように光パワーメータで計測しながら調整する。
【００４０】
図６に、ＬＤ周辺部の構成図を示す。ＬＤの構成は周知の通り、ＬＤとＰＤ（フォトダイオード）で構成されている。ＬＤ駆動部ではプリンタ制御部から指示された光量でＬＤを常に点灯させるため、つまり、ＰＤのモニタ電圧Ｖｍを一定に保つためにＬＤ電流Ｉｄを制御する（ＡＰＣ動作：オート・パワー・コントロール）。プリンタ制御部からの光量設定値がモニタ電圧Ｖｍに相当し、また、Ｒは光量調整用抵抗で、Ｒを変化させるとＩｍが変わり、光量が変化することになる。よって、光量調整は、この光量調整用抵抗Ｒを可変することで行う。
【００４１】
図７に、本発明の第１の実施例の光量調整フローを示す。まず、ビームピッチＰをＰ１、例えば６００ｄｐｉ（４２．３μｍ）に調整する。本実施例の場合、ビームピッチ制御部は備えていないので、ピッチ調整治具で角度θを可変させ、調整することになる。また、後述する本発明の第２の実施例のように、ビームピッチ制御部及びＬＤユニット回転機構を設けてもよい。その後、プリンタ制御部からＬＤ駆動部に対し、光量設定値ＤをＤAに設定し、ＬＤ１を点灯させる。光量設定値ＤAは、画像形成時における光量設定範囲の中央値とするのが好ましい。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、Ｐ＝ＰAになるように光量調整用抵抗Ｒを調整する。ＬＤ１の光量調整が終了したら、ＬＤ１を消灯し、次にＬＤ２を点灯させ、ＬＤ１と同様に、光量調整を行う。そして調整後、ＬＤ２を消灯する。
【００４２】
本実施例では、光量設定値ＤはＬＤ１とＬＤ２で共通となっている。また、光量を測定する際、通常の画像形成時と同様に、ポリゴンミラーを回転させて光量を測定する場合は、ポリゴンモータ駆動制御部は、ポリゴンモータを規定の回転数で回転させる。当然、ポリゴンモータを回転させずに、静止光ビームの光量を測定してもかまわない。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施例における光量設定値に対する光量を示すグラフである。光量設定値と光量が比例関係（光量設定値を２倍すると光量も２倍）であれば、印刷モードによって光量を可変したい場合、例えば光量ＰAの１．５倍の光量が必要な場合は、光量設定値ＤAの１．５倍の値を設定すればよい。もし、比例関係でなければ、図８のように、光量設定値に対する光量を事前に測定し、その結果から必要とする光量における光量設定値を求めるようにすればよい。
【００４４】
図９に本発明の第１の実施例の画像形成フローを示す。例えば、印刷モード（普通紙モードと厚紙モードなど）によって光量を可変する時、まず、印刷モードを設定し、それに対応する光量設定値をプリンタ制御部からＬＤ駆動部に設定する。その後、画像形成動作を行う。本実施例では、２つのビームについて述べているが、それに限るものではない。
【００４５】
（第２の実施例）
図１０に、本発明の第２の実施例の画像形成装置における画像書込制御部及び光学ユニットを示す。本発明の第１の実施例とは、ビームピッチを可変制御するビームピッチ制御部が備わっている点が異なるだけで他は同様である。プリンタ制御部からの指示により、ＬＤ１とＬＤ２のビームピッチを可変する。可変手段は図示していないが、例えば、図２に示したＬＤユニットの角度θを可変するためのパルスモータをＬＤユニットに搭載し、モータを回転させるためのパルス数を可変することで、角度θが変化するような構成にすればよい。パルス数とビームピッチの関係は、事前に求めておけば、実際にビームピッチを設定する際は、それに対応するパルス数をビームピッチ制御部からモータに対して送ることになる。
【００４６】
図１１に、本発明の第２の実施例の光量調整装置を示す。本発明の第２の実施例の光量調整装置の構成は、本発明の第１の実施例と同じ構成である。
【００４７】
図１２に、本発明の第２の実施例の光量調整フローを示す。まず、ビームピッチＰをＰ１、例えば６００ｄｐｉ（４２．３μｍ）に設定する。前にも述べたが、プリンタ制御部からビームピッチ制御部に対して設定するビームピッチの指示を出し、ビームピッチ制御部はＬＤユニット内のモータに対してパルスを送る。その後、プリンタ制御部からＬＤ駆動部に対し、光量設定値ＤをＤAに設定し、ＬＤ１を点灯させる。光量設定値ＤAは、画像形成時における光量設定範囲の中央値とするのが好ましい。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、Ｐ＝ＰAになるように光量調整用抵抗Ｒを調整する。ＬＤ１の光量調整が終了したらＬＤ１を消灯し、次にＬＤ２を点灯させ、ＬＤ１と同様に光量調整を行う。そして調整後、ＬＤ２を消灯する。
【００４８】
次に、ビームピッチＰをＰ２、例えば１２００ｄｐｉ（２１．２μｍ）に設定する。本実施例のＬＤユニットは、ＬＤ１を中心に回転させているので、ビームピッチの切り替えによってＬＤ１の光ビームのレンズ透過位置は変わらないことになっている。このため、ＬＤ２の光量調整のみを行う。次にＬＤ２を点灯させるが、光量設定値ＤはＤAに設定されていることとする。そして、光量Ｐを光パワーメータで計測し、光量Ｐ＝ＰAであればＬＤ２を消灯し、その時設定されている光量設定値Ｄと設定値ＤAの比率αを算出し、記憶する。この場合、設定されている光量設定値Ｄ＝ＤAなので、比率α＝１となる。α＝１の場合は、ビームピッチによって光量が変化していないことを意味している。
【００４９】
光量Ｐ≠ＰAであれば、その大小関係によって光量設定値を大きくしたり小さくしたりして、再度、光量Ｐを光パワーメータで計測し、光量Ｐ＝ＰAになるまで繰り返す。光量Ｐ＝ＰAになったところでＬＤ２を消灯し、その時設定されている光量設定値ＤAαと設定値ＤAの比率αを算出し、記憶する。この場合、ビームピッチによって光量が変化している（光量が設定値でα倍変化している）ことを意味している。
【００５０】
本実施例のＬＤユニットは、ＬＤ１を中心に回転させているので、ビームピッチの切り替えによって、ＬＤ１の光ビームのレンズ透過位置は変わらないことになっている。しかし、それに限るものではなく、ＬＤ１の光ビームの透過位置も変わる場合には、ビームピッチを切り替えた後に、ＬＤ２の光量調整だけでなく、ＬＤ１の光量調整を行うことになる。具体的には、ＬＤ１の設定値ＤAに対する比率α１とＬＤ２の設定値ＤAに対する比率α２を求めることになる。
【００５１】
図１３は、本発明の第２の実施例における光量設定値に対する光量を示すグラフである。例えば、ビームピッチＰ＝Ｐ１の時、ＬＤ１とＬＤ２の光量設定値Ｄ＝ＤA（光量Ｐ＝ＰA）とする場合、ビームピッチＰ＝Ｐ２に可変した場合には、ＬＤ１の光量設定値はＤ＝ＤAであり、ＬＤ２の光量設定値はＤ＝ＤAα（ＤAのα倍）となる。
【００５２】
光量設定値と光量が比例関係（光量設定値を２倍すると光量も２倍）であれば、印刷モードによって光量を可変したい場合は、例えば光量ＰAの１．５倍の光量が必要な場合は、前記のそれぞれの光量設定値Ｄに対して１．５倍の値を設定すればよい。もし、比例関係でなければ、図１３のように、光量設定値に対する光量を事前に測定し、その結果から、必要とする光量における光量設定値を求めるようにすればよい。
【００５３】
図１４に、本発明の第２の実施例の画像形成フローを示す。まず、印刷モード（普通紙モードと厚紙モード、解像度の切り替えなど）を設定し、それに対応するＬＤ１とＬＤ２の光量設定値をプリンタ制御部からＬＤ駆動部に設定する。その後、画像形成動作を行う。本実施例では、２種類のビームピッチについて述べているが、それに限るものではない。また、２つのビームについて述べているが、それに限るものではない。
【００５４】
（第３の実施例）
図１５に、本発明の第３の実施例の光量調整フローを示す。本発明の第１の実施例とは、ビームピッチＰをＰ１に調整する前に、ＬＤ１とＬＤ２の光量を調整する作業が追加されている点が異なる。本実施例は、ビームピッチを調整する際に、ＬＤ１とＬＤ２を点灯させ、さらにその光量について、ある値以上、もしくはある範囲以内といった制限がある場合に適用される。通常、ＬＤ１、ＬＤ２の光量を調整する際、設定光量に対し、その誤差は小さければ小さいほど機械間のばらつき小さくなり、画像品質向上につながる。しかし、実際は調整誤差、許容できる光量ばらつきを考慮し、例えば、±３％以内になるように調整される。ビームピッチを調整する前に行う光量調整については、ビームピッチ調整ができれば問題ないので、例えば、設定光量範囲があったとしても、±１０％以内に調整するなど、実際の光量調整時より調整精度を要求されないので、本発明の第１の実施例に対し、作業時間も２倍かかることはない。
【００５５】
（第４の実施例）
図１６に、本発明の第４の実施例であるカラー画像形成装置を示す。光学ユニット、画像書込制御部は、上述する第１の実施例と同様なので説明を省略する。本発明の第１の実施例とは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を重ね合わせてカラー画像を形成する点が異なる。このため、その点のみ説明する。
【００５６】
光学ユニットは、画像データに応じて光書込みを行い、潜像担持体としての感光体ドラムに静電潜像を形成する。感光体ドラムは、反時計方向に回転するが、その回りには感光体クリーニングユニット、除電器、帯電器、現像ユニット（ＢＫ現像器、Ｃ現像器、Ｍ現像器、Ｙ現像器）、担持体としての中間転写ベルトなどが配置されている。現像ユニットは、静電潜像を現像するために現像剤を感光体に対向させるように回転する現像スリーブ、現像剤を汲み上げ、攪拌するために回転する現像パドル（図示せず）等で構成されている。
【００５７】
画像形成動作について説明する。ここでは現像動作の順序をＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙとするが、これに限るものではない。プリント動作が開始されると、まず、ＢＫ画像データに基づきレーザビームによる光書込み、潜像形成が始まる。このＢＫ潜像の先端部から現像可能とすべく、ＢＫ現像器の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブの回転を開始してＢＫ潜像をＢＫトナーで現像する。そして以降、ＢＫ潜像領域の現像動作を続けるが、ＢＫ潜像後端部がＢＫ現像位置を通過した時点で現像不作動状態にする。これは少なくとも、次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００５８】
感光体に形成したＢＫトナー像は、感光体と等速駆動されている中間転写ベルトの表面に転写する。このベルト転写は、感光体と中間転写ベルトが接触状態において、ベルト転写バイアスローラに所定のバイアス電圧を印加することで行う。なお、中間転写ベルトには感光体に順次形成するＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次形成位置合わせして４色重ねてベルト転写画像を形成し、その後記録紙に一括転写を行う。
【００５９】
感光体では、ＢＫ工程の次にＣ工程に進み、その後、Ｍ工程、Ｙ工程と続くが、基本的にＢＫ工程と同様なので省略する。
【００６０】
中間転写ベルトは、駆動ローラ、ベルト転写バイアスローラ、及び従動ローラに巻き掛けられ、図示していない駆動モータにより駆動制御される。ベルトクリーニングユニットは、ブレード、接離機構等で構成され、ＢＫ画像、Ｃ画像、Ｍ画像、Ｙ画像をベルトに転写している間は、接離機構によってブレードがベルトに当接しないようにしている。
【００６１】
紙転写ユニットは、紙転写バイアスローラ、接離機構等で構成され、紙転写バイアスローラは、通常は中間転写ベルト面から離間しているが、中間転写ベルトの面に形成された４色重ね画像を記録紙に一括転写する時に接離機構によって押圧され、所定のバイアス電圧を印加し、記録紙に画像を転写する。なお、記録紙は中間転写ベルト面の４色重ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。記録紙に転写された画像は、図示しない定着ユニットによって定着される。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６２】
（第５の実施例）
図１７に、本発明の第５の実施例である４ドラム方式の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の画像形成部（感光体、現像ユニット、帯電器、転写器）と４組の光学ユニットを備えている。転写ベルトによって矢印方向に搬送される記録紙上に１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙上に形成することができる。各色の画像形成部については、図１に示した画像形成装置と同じなので説明を省略する。
【００６３】
本実施例の場合、図２に示した光学ユニットが各色に備わっており、それぞれの色について光量調整を行うことになる。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６４】
（第６の実施例）
図１８に、本発明の第６の実施例である４ドラム方式の画像形成装置を示す。図１７に示した本発明の第５の実施例とは光学ユニットが異なり、感光体回りの画像形成部については同様なので省略する。本実施例の光学ユニットは、１つのポリゴンミラーを用いて、ポリゴンミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを偏向走査させ、さらに、ポリゴンミラーを中心に対向振分走査させることで、４色分の光ビームでそれぞれの感光体上を走査する。各色の光ビームは、ポリゴンミラーによって偏向し、ｆθレンズを通り、第１ミラー、第２ミラーで折り返され、ＢＴＬを通り、第３ミラーで折り返され、感光体上を走査する。
【００６５】
本実施例の場合、図２に示したＬＤユニットが各色分備わっており、それぞれの色について光量調整を行うことになる。本構成の画像形成装置においても、本発明の第１〜第３の実施例が適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の発明によれば、画像品質の低下を防止し、機械間のばらつきを低減させることができる。
【００６７】
請求項２記載の発明によれば、記録密度の切り替えによる画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることができる。
【００６８】
請求項３記載の発明によれば、ビームピッチの調整作業を円滑に行うことができる。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、画像品質の要求が高いカラー画像形成装置においても、画像品質の低下を防止し、機械間ばらつきを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施例の光学ユニットの構成例を示した図である。
【図３】 本発明の第１の実施例のＬＤのビームスポットおよび位置関係を示した図である。
【図４】 本発明の第１の実施例の画像形成装置における画像書込制御部および光学ユニットの構成例を示した図である。
【図５】 本発明の第１の実施例の画像形成装置における光量調節装置の構成例を示した図である。
【図６】 本発明の第１の実施例のＬＤ周辺部の構成例を示した図である。
【図７】 本発明の第１の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図８】 光量設定値に対する光量の関係を示した図である。
【図９】 本発明の第１の実施例における画像形成動作フローチャートを示している。
【図１０】 本発明の第２の実施例の画像形成装置における画像書込制御部および光学ユニットの構成例を示した図である。
【図１１】 本発明の第２の実施例の画像形成装置における光量調整装置の構成例を示した図である。
【図１２】 本発明の第２の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図１３】 光量設定値に対する光量の関係を示した図である。
【図１４】 本発明の第２の実施例における画像形成動作フローチャートを示している。
【図１５】 本発明の第３の実施例の光量調整フローチャートを示している。
【図１６】 本発明の第４の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【図１７】 本発明の第５の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【図１８】 本発明の第６の実施例の画像形成装置の構成例を示した図である。
【符号の説明】
１ 光学ユニット
２ 感光体
１１ ポリゴンモータ
１２ ポリゴンミラー
１３ ｆθレンズ
１４ ＢＴＬ
１５ 折り返しミラー（ミラー）
Claims (4)
- 画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、
副走査方向に回転または移動する像担持体と、
前記光ビームを前記像担持体に導くための光学系と、
前記光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の前記光ビームで前記像担持体を同時に走査することにより、前記画像信号に応じた画像を前記像担持体上に形成する画像形成手段と、
前記複数の光ビームのピッチを調整するための第１の調整手段と、
前記第１の調整手段によってピッチが調整された前記複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段とを備え、
前記第１の調整手段により前記光ビームのピッチを調整するときは前記光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、前記光ビームのピッチ調整後に前記第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 画像信号に応じて点灯制御され、光ビームを出力する複数の半導体レーザと、
副走査方向に回転または移動する像担持体と、
前記光ビームを前記像担持体に導くための光学系と、
前記光学系に導かれ、副走査方向に所定ピッチずれた複数の前記光ビームで前記像担持体を同時に走査することにより、前記画像信号に応じた画像を前記像担持体上に形成する画像形成手段と、
前記複数の光ビームの副走査方向のピッチを前記画像信号の記録密度に応じて調整する第１の調整手段と、
前記第１の調整手段によってピッチが調整された前記複数の光ビームの光量を調整するための第２の調整手段を備え、
前記第１の調整手段により前記光ビームのピッチを調整するときは前記光ビームの光量の仮調整を行った状態で行うとともに、前記光ビームのピッチ調整後に前記第２の調整手段による調整を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 前記半導体レーザユニットは、前記複数の半導体レーザの各々について光量の仮調整が可能であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
- イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
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