JP4858130B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に複数のレーザ光源により複数の走査ラインを同時に走査可能な画像形成装置に関する。

従来、プリンタや複写機等の画像形成装置では、高速化及び高解像度を実現するために、複数のレーザ光源を有する半導体レーザアレイから複数のビームを出力させ、複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うマルチビーム方式のレーザユニットが利用されている。ここで、マルチビーム方式のレーザユニットにおいては、各レーザ光源がずれなく配置されることが望まれているが、製造上どうしても各レーザ光源に僅かながらずれが生じてしまうことになっていた。

このようなずれが画像に反映されないように、従来においては、各レーザ光源に対してそれぞれ個別に同期信号を得て個別のタイミングでレーザビームを照射することにより、画像形成する方式や、基準となるレーザ光源の同期検知信号に基づいて他のレーザ光源の照射タイミングを調整することにより、主走査方向のずれを補正して画像を形成する方式（例えば特許文献１参照）などが開発されている。
特開２００２−２６７９６３号公報

ところで、高速化の促進に伴いマルチビームの本数が増加しているが、レンズの収差の影響で、副走査方向に対して光学中心から遠いレーザビームほど副走査方向ピッチにずれが生ずることが現出されている。図９は、各レーザ光源に対するレンズの収差の影響を表す図である。例えば、レーザ光源が４つである場合、理想的には図９（ａ）に示すとおり、全てのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４からのレーザビームＬ１〜Ｌ４が等間隔で平行に照射されることが望ましいが、実際にはレンズの収差によって図９（ｂ）に示すように光学中心から遠いレーザビームＬ１，Ｌ４ほど湾曲することになってしまう。これはレーザ光源が増加しても同様であり、例えば図９（ｃ）に示す通り８つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ８によりレーザビームＬ１〜Ｌ８を照射したとしてもレンズの収差の影響が現れてしまう。この収差がある場合、マルチビームの同期検知信号を得るための基準ビームを、どのレーザビームＬ１〜Ｌ８から選択するかによって、カラー画像では差が生じてしまう。なお、単色画像では差は生じない。

ここで、単色画像形成の場合に、上記したような第１若しくは第２レーザ光源を基準として他のレーザ光源の照射タイミングを調整したものと、これら以外のレーザ光源を基準として他のレーザ光源の照射タイミングを調整したものとを比較し、その結果を図１０に示す。図１０（ａ）は、４つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４が理想的にレーザビームＬ１〜Ｌ４を照射した場合のドット配置Ｈ１と、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４がレンズの収差によって副走査方向にずれを生じるようにレーザビームＬ１〜Ｌ４を照射した場合のドット配置Ｈ２とを模式的に表している。また、図１０（ｂ）〜（ｅ）は、各ドット配置により形成されたスクリーンパターン例を表している。ここで、太い線で網掛けられたドットは基準となる位置からずれていないドットを表し、細い線で網掛けられたドットは基準となる位置からずれているドットを表している。

例えば、ドット配置Ｈ１で２００ｌｐｉのスクリーンパターンを画像形成すると、図１０（ｂ）に示すようにレーザ光源ＬＤ１からのレーザビームはドットＤ１，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１２，Ｄ１７を形成する。そして、レーザ光源ＬＤ２からのレーザビームはドットＤ２，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１３，Ｄ１８，Ｄ１９を形成し、レーザ光源ＬＤ３からのレーザビームはドットＤ４，Ｄ９，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ２０を形成し、レーザ光源ＬＤ４からのレーザビームはドットＤ５，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｄ１６を形成する。図１０（ｂ）に示すようにドット配置Ｈ１による画像形成の場合には、どのビームを基準にしても４ビームの副走査間隔が等しいため、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４からのレーザビームにより形成されたドットは、副走査方向のずれが発生しない。

しかしながら、ドット配置Ｈ２で画像形成すると、図１０（ｃ）〜（ｅ）に示すように、どのビームを基準にするかで、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４からのレーザビームにより形成されたドットに副走査方向のずれの絶対位置が生じてしまう。
詳細に説明すると、図１０（ｃ）では、第１レーザ光源であるレーザ光源ＬＤ１を基準として画像形成を行った場合を表している。図１０（ｃ）に示すように、レーザ光源ＬＤ１からのレーザビームにより形成されたドットＤ１，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ１２，Ｄ１７は位置ずれを生じず、他のドットは位置ずれを生じていることがわかる。また、図１０（ｄ）では、レーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３を基準として画像形成を行った場合を表している。図１０（ｄ）に示すように、レーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３からのレーザビームにより形成されたドットＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ８，Ｄ９，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１８，Ｄ１９，Ｄ２０は位置ずれは生じず、他のドットは位置ずれを生じていることがわかる。また、全体としては、図における上方に位置ずれをしているものの、形成されたドットパターンは図１０（ｃ）のドットパターンと同じであることもわかる。そして、図１０（ｅ）では、レーザ光源ＬＤ４を基準として画像形成を行った場合を表している。図１０（ｅ）に示すように、第２レーザ光源であるレーザ光源ＬＤ４からのレーザビームにより形成されたドットＤ５，Ｄ１０，Ｄ１１，Ｄ１６は位置ずれは生じず、他のドットは位置ずれを生じていることがわかる。また、全体としては、図における上方に位置ずれをしているものの、形成されたドットパターンは図１０（ｃ）のドットパターンと同じであることもわかる。

このように、単色画像形成の場合においては、どのレーザ光源を基準として他のレーザ光源の照射タイミングを調整しても絶対位置は違うものの、形成されたドットパターンは同一になることがわかる。

一方、カラー画像形成の場合、各色の絶対位置のずれは色ズレとなり、また各色ユニットのレーザ光源群が同じずれを生じていることはない。このため、第１レーザ光源を基準とした場合、単色画像形成とは違い、色ずれを生ずることになっていた。

本発明の課題は、カラー画像形成時に、副走査方向に対する色ずれを抑制し、高画質化を図ることである。

請求項１記載の発明は、
複数のレーザ光源から、レンズを含む光学系を介して照射されたレーザビームで主走査方向の複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うレーザユニットを複数使用してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数のレーザ光源のうち基準となるレーザ光源から照射されるレーザビームにクロックで同期させ他のビームの主走査方向の位置を決定するものにおいて、
前記主走査方向に直交する副走査方向に対する書き出し位置を前記複数のレーザユニットで統一させるように、前記複数のレーザユニットの基準となるレーザ光源を選択する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記複数のレーザ光源うち、前記光学系の光学中心に最も近いレーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記複数のレーザ光源のうち、前記光学系の光学中心に最も近いレーザ光源が２つある場合には、何れか一方のレーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、
前記複数のレーザ光源は、前記複数のレーザビームの配列方向が副走査方向に対して傾斜するように配置され、
前記制御手段は、前記光学系の光学中心に最も近い２つのレーザ光源のうち、前記主走査方向に対して先行する前記レーザビームを照射する前記レーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴としている。

本発明者は、複数のレーザ光源をクロックで同期させる際、光学中心に最も近いレーザ光源を基準として書き出し位置の調整を行えば、カラー画像形成時においても色ずれが抑制されることを見出した。つまり、本願発明のように、複数のレーザ光源うち、光学系の光学中心に最も近いレーザ光源が基準となるレーザ光源として設定されていると、カラー画像形成においても、副走査方向に対する色ずれを抑制し、画質を高めることが可能となる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る画像形成装置１は例えばカラー複写機やプリンタ等として用いられ、図１に示すように、複数の各色画像形成部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄと、中間転写ベルト３、検出手段４、転写ローラ５、定着部６等を備えて構成されている。

画像形成部２Ａ〜２Ｄは、本実施形態ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に対応している。以下、符号末尾に「Ａ」とあるものはシアン用の構成部、符号末尾に「Ｂ」とあるものはマゼンタ用の構成部、符号末尾に「Ｃ」とあるものイエロー用の構成部、符号末尾に「Ｄ」とあるものはブラック用の構成部である。これらの画像形成部２Ａ〜２Ｄは、中間転写ベルト３に沿って所定間隔を空けて設置されている。中間転写ベルト３は、画像担持手段としての無端状のベルトであり、各画像形成部２Ａ〜２Ｄの感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄに現像されたトナー像が転写されるようになっている。

光センサ等により構成される検出手段４は、中間転写ベルト３上に形成された位置ずれ検知用のテストパターンを検出することが可能な位置に配設されており、検出したテストパターンの検出信号を後述する制御手段に出力するようになっている。なお、設置される検出手段４の数は適宜決められる。中間転写ベルト３は、記録紙Ｐとともに転写ローラ５，５の間に挿通されるようになっており、感光体ドラム１０Ａ〜１０Ｄから中間転写ベルト３に転写されたトナー像が転写ローラ５、５の押圧により記録紙Ｐに転写されるようになっている。

転写ローラ５の記録紙搬送方向下流側には、加熱ローラ６１や加圧ローラ６２等で構成される定着部６が設けられている。定着部６の加熱ローラ６１と加圧ローラ６２は、それらの間に搬送された記録紙Ｐを加熱しニップ圧により加圧することでトナー像を記録紙Ｐ上に定着するようになっている。また、記録紙Ｐは定着部下流側で図示しない排紙ローラ等より装置から排出されるようになっている。

複数の画像形成部２Ａ〜２Ｄは同一の構成であるため、以下、便宜上、画像形成部２等として説明する。画像形成部２は、図２に示すように、感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０を帯電させる帯電部１１と、レーザビームを感光体ドラム１０上に走査して静電潜像を形成するレーザユニット１２と、感光体ドラム１０上にトナーを付着させる現像部１
３と、感光体ドラム１０の周面上に残ったトナーをクリーニングするクリーナ１４と、感光体ドラム１０の表面を除電する除電部１５等で構成されている。

レーザユニット１２は、複数のレーザビームを照射して感光体ドラム１０に主走査方向の複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うようになっており、図３に示すように、光源部２０、コリメータレンズ２１、スリット２２、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー２４、ｆθレンズ２５、シリンドリカルレンズ２６、ミラー２７、受光センサ２８等で構成されている。

光源部２０は、例えば第１レーザ光源ＬＤ１、第２レーザ光源ＬＤ２、第３レーザ光源ＬＤ３及び第４レーザ光源ＬＤ４を有するレーザアレイを備えており、本実施形態では、４つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４は主走査方向に直交する副走査方向に対して角度θをなして配置された傾斜配置とされている。また、ミラー２７及び受光センサ２８は、感光体ドラム１０の画像形成領域から外れた位置に設けられている。なお、複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４には画像の進行方向順、すなわち副走査方向の先方から順に番号が付されており、その番号が「第」の後や、符号の末尾に反映されている。

レーザユニット１２から感光体ドラム１０へのレーザビームの射出は以下のようにして行われるようになっている。まず、第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４の各々から射出された４つのレーザビームがコリメータレンズ２１により平行光束とされ、感光体ドラム１０のビームスポットを整形するためのスリット２２によりコリメータレンズ２１から射出された４つのビームの透過が制限される。

スリット２２を透過した４つのビームは、シリンドリカルレンズ２３により回転中のポリゴンミラー２４の鏡面に結像され、その鏡面で反射されることにより偏向される。ポリゴンミラー２４の反射鏡面は仮想光源とみなすことができる。この仮想光源から感光体ドラム１０表面までの距離が反対鏡面の向きによって異なるため、ｆθレンズ２５により仮想光源から射出されたビームの主走査速度への影響が補正される。

ｆθレンズ２５から射出された４つのビームは、シリンドリカルレンズ２６により感光体ドラム１０上に結像される。感光体ドラム１０上に結像された４つのレーザビームは、図３に示された走査ラインＳ１〜Ｓ４上に沿って走査される。また、ポリゴンミラー２４から反射された４つのレーザビームの一部はミラー２７により反射され、受光センサ２８で検出されるようになっている。

このように、図３のレーザユニット１２を備える画像形成装置１では、ポリゴンミラー２４の回転により主走査方向の走査露光が行われ、感光体ドラム１０の回転により副走査方向に移動されることにより画像が形成されるように構成されている。また、本実施形態では、前述したように光源部２０の第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４が副走査方向に対して角度θをなして配置された傾斜配置とされている。これにより、レーザユニット１２の第２レーザ光源ＬＤ２から感光体ドラム１０上に照射されるレーザビームは、第１レーザ光源ＬＤ１から照射されるレーザビームに対して主走査方向に１画素ずれた位置を照射し、レーザユニット１２の第３レーザ光源ＬＤ３から感光体ドラム１０上に照射されるレーザビームは、第２レーザ光源ＬＤ２から照射されるレーザビームに対して主走査方向に１画素ずれた位置を照射し、レーザユニット１２の第４レーザ光源ＬＤ４から感光体ドラム１０上に照射されるレーザビームは、第３レーザ光源ＬＤ３から照射されるレーザビームに対して主走査方向に１画素ずれた位置を照射することになる。

なお、図３では、スリット２２を透過した４つのレーザビームを主走査方向に走査する走査器として、８つの鏡面を有するポリゴンミラー２４を用いる場合を示しているが、走査器を構成する鏡面の数は特に限定されない。また、光源部２０は、１つのレーザ光源を有する半導体レーザユニットを２つ設ける構成としてもよい。
また、光学系の光学中心が、４つのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４の配列方向の中央に位置するよう、各光学系（コリメータレンズ２１、スリット２２、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー２４、ｆθレンズ２５、シリンドリカルレンズ２６）は配置されている。

本実施形態に係る画像形成装置１の制御手段３０は、図４に示すように、ＣＰＵ等からなる中央制御部３１、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶手段３２、各画像形成部２Ａ〜２Ｄのレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄに対応して設けられる各部制御部３３Ａ〜３３Ｄ、各レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの各第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を駆動するＬＤ１駆動回路３４Ａ〜３４Ｄ、ＬＤ２駆動回路３５Ａ〜３５Ｄ、ＬＤ３駆動回路３６Ａ〜３６Ｄ、ＬＤ４駆動回路３７Ａ〜３７Ｄ及び各クロック生成部３８Ａ〜３８Ｄ等を備えて構成されている。

中央制御部３１は、ホストコンピュータ等から送信されてきた画像データＤをそれぞれ各部制御部３３Ａ〜３３Ｄに送信するようになっている。

各部制御部３３Ａ〜３３Ｄは、それぞれ画像信号処理部３９Ａ〜３９Ｄ及びＬＤ駆動制御部４０Ａ〜４０Ｄを備えている。画像信号処理部３９Ａ〜３９Ｄは、中央制御部３１から送信されてきた画像データＤに基づいて第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うための駆動信号を形成するようになっている。

ＬＤ駆動制御部４０Ａ〜４０Ｄは、第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４から照射される４本のレーザビームのうち後述するように中央制御部３１により選択された基準となるレーザ光源（以下、基準レーザ光源という）から照射されるレーザビームのみを受光センサ２８Ａ〜２８Ｄに入力し、クロック生成部３８Ａ〜３８Ｄに同期クロックを生成させてレーザビームの主走査方向に対する書き出し位置を制御し、かつ複数のレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄ間で副走査方向に対する書き出し位置を統一させるように、複数のレーザユニット１２Ａ〜１２Ｂのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のタイミング制御を行うようになっている。

ＬＤ駆動制御部４０Ａ〜４０Ｄは、クロック生成部３８Ａ〜３８Ｄがそれぞれ生成したクロックに基づいて４つのレーザビームの書き出し位置を決定し、同期クロックに同期させて画像信号処理部３９Ａ〜３９Ｄが形成した駆動信号をＬＤ１駆動回路３４Ａ〜３４Ｄ、ＬＤ２駆動回路３５Ａ〜３５Ｄ、ＬＤ３駆動回路３６Ａ〜３６Ｄ及びＬＤ４駆動回路３７Ａ〜３７Ｄに振り分けて送信するようになっている。

以下、基準レーザ光源の選択方法を説明する。
例えば、カラー印刷可能な画像形成装置１においては、例えば、図５に示すようなスクリーンパターンが各色毎に設定されている。
図５（ａ）は、シアン（cyan）のスクリーンパターン例を表しており、このスクリーンパターンＳＡは副走査方向に４画素分を１ユニットとして、各画素によって角度４５度の線が２１２ｌｐｉで形成されるように設定されている。つまり、例示したシアン用のスクリーンパターンＳＡは、４つのレーザ光源の場合、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４により形成される。
図５（ｂ）は、マゼンタ（magenta）のスクリーンパターン例を表しており、このスクリーンパターンＳＢは副走査方向に３画素分を１ユニットとして、各画素によって角度９０度の線が２００ｌｐｉで形成されるように設定されている。つまり、例示したマゼンタ用のスクリーンパターンＳＢは、４つのレーザ光源でもその中の３本例えばレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３により形成される。
図５（ｃ）は、イエロー（yellow）のスクリーンパターン例を表しており、このスクリーンパターンＳＣは副走査方向に４画素分を１ユニットとして、各画素によって角度６３度の線が１５０ｌｐｉで形成されるように設定されている。つまり、例示したイエロー用のスクリーンパターンＳＣは、４つのレーザ光源の場合、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４により形成される。
図５（ｄ）は、ブラック（black）のスクリーンパターン例を表しており、このスクリーンパターンＳＤは副走査方向に４画素分を１ユニットとして、各画素によって角度１３５度の線が２１２ｌｐｉで形成されるように設定されている。つまり、例示したブラック用のスクリーンパターンＳＤは、４つのレーザ光源の場合、レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４により形成される。

制御手段３０の中央制御部３１は、複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうち、光学系の光学中心に最も近いレーザ光源を基準レーザ光源として選定する。以下は、その選択方法である。なお、下記式においては、ＭＢＮはマルチビーム本数であり、ＬＳＤＮはスクリーンパターンの副走査方向画素数である。

スクリーンパターンの副走査方向画素数がマルチビーム本数の半数よりも多い場合（ＬＳＤＮ＞ＭＢＮ／２：第１パターン）には、スクリーンパターンの形成時に全てのレーザ光源のうち、最も光学中心に近いレーザ光源が用いられるために、基準レーザ光源は、ＭＢＮ／２の値若しくはＭＢＮ／２＋１の値を番号として有するレーザ光源、すなわち光学中心に最も近いレーザ光源となる。

一方、スクリーンパターンの副走査方向画素数がマルチビーム本数の半数以下である場合（ＬＳＤＮ≦ＭＢＮ／２：第２パターン）、スクリーンパターンの形成時には、全てのレーザ光源のうち、最も光学中心に近いレーザ光源は用いられないため、当該形成に使用される複数のレーザ光源のうち、最も光学中心に近いレーザ光を基準レーザ光源とする。この際、基準レーザ光源は、ＬＳＤＮの値を番号として有するレーザ光源となる。

例えば、本実施形態のシアンやイエロー、ブラックのレーザユニット１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄの場合、ＭＢＮは４、ＬＳＤＮも４なので、第１パターンが適用される。そして、基準レーザ光源はＭＢＮ／２の値若しくはＭＢＮ／２＋１の値を番号として有するレーザ光源、つまり、第２レーザ光源ＬＤ２若しくは第３レーザ光源ＬＤ３となる。
また、本実施形態のマゼンタのレーザユニット１２Ｂの場合、ＭＢＮは４、ＬＳＤＮは３なので、やはり第１パターンが適用される。そして、基準レーザ光源はＭＢＮ／２の値若しくはＭＢＮ／２＋１の値を番号として有するレーザ光源、つまり、第２レーザ光源ＬＤ２若しくは第３レーザ光源ＬＤ３となる。

表１にマルチビーム本数と、スクリーンパターンの副走査方向画素数との関係により求められる基準レーザ光源の一覧を表す。

なお、基準レーザ光源として２つのレーザ光源が選択されている場合（表１におけるＭＢＮが２本のとき、ＭＢＮが４本のとき、ＭＢＮが６本でＬＳＤＮが４〜６のとき、ＭＢＮが８本でＬＳＤＮが５，６のとき、ＭＢＮが１０本でＬＳＤＮが６のとき）には、複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４が副走査方向に沿って配列されているのであれば何れか一方のレーザ光源を選択すればよい。しかしながら、本実施形態のように複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４が傾斜配置されている場合には、光学中心に最も近い２つのレーザ光源のうち、主走査方向に対して先行するレーザビームを照射するレーザ光源を基準レーザ光源として設定する。

例えば、図６に示すマルチビーム本数４本における第１照射パターンのように第１レーザ光源ＬＤ１が照射するレーザビームＢＭ１から順に主走査方向に対して先行する場合には、基準レーザ光源の候補である第２レーザ光源ＬＤ２、第３レーザ光源ＬＤ３のうち、主走査方向に対して先行するレーザビームＢＭ２を照射する第２レーザ光源ＬＤ２が選択される。一方、図６に示すマルチビーム本数４本における第２照射パターンのように第４レーザ光源ＬＤ４が照射するレーザビームＢＭ４から順に主走査方向に対して先行する場合には、基準レーザ光源の候補である第２レーザ光源ＬＤ２、第３レーザ光源ＬＤ３のうち、主走査方向に対して先行するレーザビームＢＭ３を照射する第３レーザ光源ＬＤ３が選択される。なお、本実施形態では第１照射パターンである場合が例示されている。

制御手段３０の中央制御部３１は、基準レーザ光源を設定すると、その結果を基準光源選択信号としてそれぞれ各部制御部３３Ａ〜３３ＤのＬＤ駆動制御部４０Ａ〜４０Ｄに送信するようになっている。この際、中央制御部３１は、基準レーザ光源が全てのレーザユニット１２Ａ〜１２Ｂで統一されるように基準光源選択信号を作成している。

前述したように、本実施形態では、光源部２０Ａ〜２０Ｄの第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４がそれぞれ副走査方向に対して角度θをなして配置された傾斜配置とされているため、画像信号処理部３９Ａ〜３９Ｄは、第（ｎ＋１）レーザ光源ＬＤ（ｎ＋１）に対して第ｎレーザ光源ＬＤｎから１画素分遅れたタイミングでレーザビームを照射するように駆動信号を形成するようになっている。

ＬＤ１駆動回路３４Ａ〜３４Ｄ、ＬＤ２駆動回路３５Ａ〜３５Ｄ、ＬＤ３駆動回路３６Ａ〜３６Ｄ及びＬＤ４駆動回路３７Ａ〜３７Ｄは、各部制御部３３Ａ〜３３Ｄから送信されてきた駆動信号に基づいてそれぞれ駆動電圧を生成させて第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４に印加するようになっていて、各レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの光源部２０ＡはＬＤ１駆動回路３４Ａ〜３４Ｄ、ＬＤ２駆動回路３５Ａ〜３５Ｄ、ＬＤ３駆動回路３６Ａ〜３６Ｄ及びＬＤ４駆動回路３７Ａ〜３７Ｄから印加される駆動電圧に従って第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を発光させ、レーザビームを照射させるようになっている。

図３に示したように、基準レーザ光源から照射されたレーザビームの一部はミラー２７で反射されて受光センサ２８Ａ〜２８Ｄで検出されるようになっている。制御手段３０の各クロック生成部３８Ａ〜３８Ｄには、図４に示すように受光センサ２８Ａ〜２８Ｄの検出結果がそれぞれ入力されるようになっており、クロック生成部３８Ａ〜３８Ｄは基準レーザの各検出結果に基づいて同期クロックを生成するようになっている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の作用について説明する。
制御手段３０の中央制御部３１は、装置のセットアップ時やユニット交換投入時に、図７に示すフローチャートに従って、各レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄについて基準レーザ光源を第１〜第４レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のいずれにするかを予め選択する。

中央制御部３１は、各色のスクリーンパターンの副走査方向画素数（ＬＳＤＮ）と、マルチビーム本数（ＭＢＮ）とにより、各色毎の基準レーザ光源を選択する（ステップＳ１）。例えば、本実施形態では、上記したようにシアンやイエロー、ブラックのレーザユニット１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄの場合、基準レーザ光源は第２レーザ光源ＬＤ２若しくは第３レーザ光源ＬＤ３となる。マゼンタのレーザユニット１２Ｂの場合、基準レーザ光源は第２レーザ光源ＬＤ２若しくは第３レーザ光源ＬＤ３となる。いずれの色においても基準レーザ光源は第２レーザ光源ＬＤ２若しくは第３レーザ光源ＬＤ３の２つであるが、このように複数のレーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３が基準レーザ光源の候補に挙がると、中央制御部３１は、これらのレーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３から主走査方向に先行するレーザビームを照射するレーザ光源、すなわち第２レーザ光源ＬＤ２を基準レーザ光源として選択する。

続いて、中央制御部３１は、各色のスクリーンパターンのＬＳＢＮから最小のレーザユニット１２Ａ〜１２Ｂを選択する（ステップＳ２）。例えば、本実施形態ではＬＳＢＮが３であるマゼンタのレーザユニット１２Ｂが選択される。

そして、中央制御部３１は、ステップＳ２で選択されたＬＳＢＮが最小のレーザユニット１２Ｂの基準レーザ光源に対応するレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４を他のレーザユニット１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄの基準レーザ光源として設定する（ステップＳ３）。これにより、各レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの基準レーザ光源がレーザ光源ＬＤ２に統一化され、基準レーザ光源から照射されるレーザビームの副走査方向に対する書き出し位置が、複数のレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄで統一されることになる。

その後、中央制御部３１は、決定した基準レーザ光源の基準光源選択信号をそれぞれ各部制御部３３Ａ〜３３Ｄに送信して（ステップＳ４）、基準光源選択信号の決定処理を終了する。

このようにして、各レーザユニット１２Ａ〜１２Ｄについてそれぞれ基準レーザ光源を選択すると、副走査方向の色ずれが抑制されたカラー画像が形成されることになる。
以下、形成される画像の色ずれについて説明する。
図８は光学系の光学中心に最も近い第２レーザ光源ＬＤ２を基準レーザ光源とした場合における色ずれと、主走査方向に最も先行するレーザビームを照射する第１レーザ光源ＬＤ１を基準レーザとした場合における色ずれとの比較結果を表す説明図である。図８（ａ）では、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４による理想的なドット配置を表している。図８（ｂ）では、例えばシアンのレーザユニット１２Ａに搭載された各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４によって実際に形成されたドット配置を表している。図８（ｃ）では、例えばマゼンタのレーザユニット１２Ｂに搭載された各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４によって実際に形成されたドット配置を表している。図８（ｄ）では、レーザユニット１２Ａ，１２Ｂの各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうち、第２レーザ光源ＬＤ２を基準レーザ光源として形成されたシアン、マゼンタのドット配置を表している。図８（ｅ）では、レーザユニット１２Ａ，１２Ｂの各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうち、第１レーザ光源ＬＤ１を基準レーザ光源として形成されたシアン、マゼンタのドット配置を表している。

この図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、レーザユニット１２Ａ，１２Ｂのレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４は、理想的なドット配置からはずれたドットを形成してしまうことになる。また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、シアン、マゼンタのドット配置は互いにずれていることもわかる。このような状況で、光学系の光学中心に最も近い第２レーザ光源ＬＤ２を基準レーザ光源として画像形成を行うと、図８（ｄ）に示すように光学中心に近いレーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３により形成されたドットは色ずれが少なく、光学中心から離れるにつれて色ずれが大きくなる。一方、主走査方向に最も先行するレーザビームを照射する第１レーザ光源ＬＤ１を基準レーザとして画像形成を行うと、図８（ｅ）に示すように第１レーザ光源ＬＤ１により形成されたドットは色ずれが少なく、それから離れるにつれて各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４の位置ずれが累積されて色ずれが大きくなる。全体としては、光学中心に最も近い第２レーザ光源ＬＤ２を基準レーザ光源として画像形成を行ったものの方が、色ずれが抑制されることがわかる。

なお、上記した説明では、シアンとマゼンタの２色により画像が形成される場合を例示したが、色数が増えた場合においても光学中心に最も近いレーザ光源を基準レーザ光源とすれば同様に色ずれを抑制することが可能である。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、複数のレーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ４のうち、光学系の光学中心に最も近い第２レーザ光源ＬＤ２が基準レーザ光源として設定され、なおかつ基準レーザ光源が全てのレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄで統一されていると、画像全体としての色ズレを抑制することができ、画質を高めることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、スクリーンパターンのＬＳＢＮが最小のレーザユニット１２Ｂの基準レーザ光源を、各レーザユニット１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄの統一の基準レーザ光源として反映させた場合を例示しているが、最も多く選択された基準レーザ光源をその他のレーザユニットの基準レーザ光源として統一してもよい。例えば、シアンの基準レーザ光源が第１レーザ光源ＬＤ１、マゼンタの基準レーザ光源が第２レーザ光源ＬＤ２で、イエローの基準レーザ光源が第２レーザ光源ＬＤ２で、ブラックの基準レーザ光源は第２レーザ光源ＬＤ２となった場合には、基準レーザ光源として最も多く選択された第２レーザ光源ＬＤ２が、全てのレーザユニット１２Ａ〜１２Ｄの統一の基準レーザ光源として設定されることになる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を表す概略図である。 図１の画像形成装置に備わる画像形成部の構成を表す概略図である。 図１の画像形成装置に備わるレーザユニットの構成を表す概略図である。 図１の画像形成装置の主制御構成を表すブロック図である。 図１の画像形成装置における各色毎のスクリーンパターンの例を表す説明図である。 図３のレーザユニットにおける各レーザ光源の主走査方向に対する照射パターンを表す説明図である。 図１の画像形成装置による基準光源選択信号の決定処理の手順を示すフローチャートである。 光学系の光学中心に最も近いレーザ光源を基準レーザ光源とした場合における色ずれと、主走査方向に最も先行するレーザビームを照射するレーザ光源を基準レーザとした場合における色ずれとの比較結果を表す説明図である。 従来における各レーザ光源に対するレンズの収差の影響を表す図である。 単色画像形成の場合に、第１若しくは第２レーザ光源を基準として他のレーザ光源の照射タイミングを調整したものと、これら以外のレーザ光源を基準として他のレーザ光源の照射タイミングを調整したものとを比較した結果を表す説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１２Ａ〜１２Ｂ レーザユニット
２１ コリメータレンズ（光学系）
２２ スリット（光学系）
２３ シリンドリカルレンズ（光学系）
２４ ポリゴンミラー（光学系）
２５ ｆθレンズ２５（光学系）
２６ シリンドリカルレンズ（光学系）
３０ 制御手段
ＬＤ１〜ＬＤ４ 第１〜第２レーザ光源（レーザ光源）

Claims (3)

1. 複数のレーザ光源から、レンズを含む光学系を介して照射されたレーザビームで主走査方向の複数の走査ラインを同時に走査して書き込みを行うレーザユニットを複数使用してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   前記複数のレーザ光源のうち基準となるレーザ光源から照射されるレーザビームにクロックで同期させ他のビームの主走査方向の位置を決定するものにおいて、
   前記主走査方向に直交する副走査方向に対する書き出し位置を前記複数のレーザユニットで統一させるように、前記複数のレーザユニットの基準となるレーザ光源を選択する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記複数のレーザ光源うち、前記光学系の光学中心に最も近いレーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記複数のレーザ光源のうち、前記光学系の光学中心に最も近いレーザ光源が２つある場合には、何れか一方のレーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記複数のレーザ光源は、前記複数のレーザビームの配列方向が副走査方向に対して傾斜するように配置され、
   前記制御手段は、前記光学系の光学中心に最も近い２つのレーザ光源のうち、前記主走査方向に対して先行する前記レーザビームを照射する前記レーザ光源を前記基準となるレーザ光源として設定することを特徴とする画像形成装置。
   
   

Images