JP5407880B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザ光を用いたプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラム（以下、「感光体ドラム」ともいう）の軸方向に偏向器（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、感光体ドラムを回転させ、感光体ドラムの表面（被走査面）に潜像を形成する方法が一般的である。

一例として図２４に示されるように、１画素を複数の光ビームで形成する方式が知られている。図２４では１２個の発光部（ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４、ｃ１〜ｃ４）を、副走査対応方向に関して、像面上で４８００ｄｐｉの間隔で配列している。そして、図２５に示されるように、１画素を像面上で１２００ｄｐｉとし、４つの光ビームで形成している。

１画素を複数の光ビームで形成する画像形成装置では、（１）１画素を１本の光ビームで形成するのに対して、光量的に有利なため、高速書き込みに有利である、（２）１画素を更に分割できるため、斜め線のスムース性確保（ジャギー低減）、文字鮮鋭性の向上、画像処理による曲がり及び傾き補正等の画像の歪補正が可能である、という利点がある。

一方、１画素を形成する光ビームを射出する発光部（以下では、便宜上「画素形成発光部」と略述する）の組み合わせが順次変わるため、像面上でのビームピッチむら、光源間の光量むら、相反則不軌などの影響により、１画素毎の画像濃度が変動し易い。

画素形成発光部の組み合わせが複数ある場合でも、同じ組み合わせが周期的に繰り返されることが多いため、画像濃度変動が周期的に出現し、いわゆる「バンディング」や「テクスチャ」と呼ばれる異常画像を発生しやすい。

特に、マルチビームにおける光ビームの数が多くなると、画像濃度変動の周期が大きくなり、人間の目の知覚感度の高い領域（１本／ｍｍ近傍）の周期となりやすくなる。この場合は、バンディングが目立ちやすくなる。

マルチビームを用いて光走査を行う光走査装置におけるバンディングの発生要因としては、（１）ビームピッチずれによる露光幅の変動、（２）光量差による露光分布の変動、（３）相反則不軌、（４）感光体ドラムの回転変動やポリゴンミラーの面倒れなどのメカニカルな変動、などがある。

１．ビームピッチずれについて：
図２６（Ａ）には、理想状態にビームピッチが調整されている状態が示されている。例えば、サブ画素が４８００ｄｐｉのときは、像面上でほぼ５μｍ間隔に整列している。

図２６（Ｂ）には、光学系の倍率が理想値からずれている場合が示されている。この場合は、複数の発光部が等間隔に整列していたとしても、各光ビームの間隔は理想（５μｍ）からずれることとなる。なお、図２６（Ｂ）では、理想より広がっている。

図２６（Ｃ）には、光源がその中心軸周りに回転ずれを起こした場合が示されている。この場合は、副走査方向に関して複数の発光部の間隔は不揃いになる。

このように、ビームピッチずれがある複数の光ビームで１画素を形成する場合、１画素の形状が崩れ、濃度が変化する。さらに、画素形成発光部の組み合わせが順次変わり、それが周期的に繰り返されるため、バンディングを発生し易い。

図２７（Ａ）〜図２７（Ｃ）には、２本の光ビーム（ｂｍ１、ｂｍ２）と２本の光ビーム（ｂｍ３、ｂｍ４）がポリゴンミラーの異なる偏向反射面で偏向される場合にビームピッチずれによる影響が示されている。図２７（Ａ）〜図２７（Ｃ）には、１画素が４本の光ビームで形成される場合に、ビームピッチずれに伴い、１画素の大きさが変化する様子が示されている。図２７（Ａ）には、ビームピッチが理想状態のときの１画素の大きさが示されている。図２７（Ｂ）には、光ビームｂｍ２と光ビームｂｍ３のビームピッチが理想状態よりも狭いときの１画素の大きさが示されている。図２７（Ｃ）には、光ビームｂｍ２と光ビームｂｍ３のビームピッチが理想状態よりも広いときの１画素の大きさが示されている。

２．光量差について：
図２８（Ａ）には、４本の光ビームの光量が互いに等しい場合が示されている。図２８（Ｂ）には、光ビームｂｍ１及び光ビームｂｍ４の光量が図２８（Ａ）よりも小さく、光ビームｂｍ２及び光ビームｂｍ３の光量が図２８（Ａ）よりも大きい場合が示されている。この場合は、副走査方向に関して、４本の光ビームによる露光範囲が、図２８（Ａ）の場合に比べて狭くなる。

図２８（Ｃ）には、光ビームｂｍ１及び光ビームｂｍ４の光量が図２８（Ａ）よりも大きく、光ビームｂｍ２及び光ビームｂｍ３の光量が図２８（Ａ）よりも小さい場合が示されている。この場合は、副走査方向に関して、４本の光ビームによる露光範囲が、図２８（Ａ）の場合に比べて広くなる。

そして、１画素の濃度が周期的に変化するため、ビームピッチずれと同様に、バンディングの発生要因となる。

ところで、光走査装置では、発光部の発光光量をモニタして、該発光光量が所望の一定光量になるように注入電流（あるいは印加電圧）を制御する、いわゆるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行なわれている。しかしながら、光源が複数の発光部を有するマルチビーム光源の場合には、発光部間の発光光量が一様であっても、光ビーム毎に光学系を通過する光路が異なるため、光学部品における透過率のばらつき、光学部品での複屈折などの影響で、感光体ドラム上では光スポット間に光量差を生じるおそれがある。

３．相反則不軌について：
相反則不軌とは、「露光エネルギ（＝光量×露光時間）が一定であれば、感光体の感度特性は同じである」という「相反則」が成立しない現象をいう。

露光エネルギが一定のとき、光量が大きいほど、感度（潜像深さ）が低下する。この現象は、光量が大きいとキャリアの再結合量が増大し、表面に到達するキャリア量が減少することが原因である。

ここで、図２９に示されるように、感光体ドラムを４本の光ビームで一括露光する場合、同時露光される個所Ａと、１走査時間おいて露光される個所Ｂを比較すると、個所Ａでの露光エネルギと個所Ｂでの露光エネルギは同じある。しかし、個所Ａの方が個所Ｂよりも１回の走査での光量が多いため、図３０に示されるように、相反則不軌により感度（潜像深さ）が低下することとなる。

この場合には、各走査のつなぎ目（個所Ｂに対応する部分）では一般的に高濃度になりやすい。なお、相反則不軌が起こりやすいかどうかは、感光体の特性、走査速度などに依存する。

図３１（Ａ）には、４本の光ビーム（ｂｍ１〜ｂｍ４）がポリゴンミラーの同一偏向反射面で偏向され、同時露光された場合が示されている。図３１（Ｂ）には、２本の光ビーム（ｂｍ１、ｂｍ２）と２本の光ビーム（ｂｍ３、ｂｍ４）がポリゴンミラーの異なる偏向反射面で偏向され、時間差露光された場合が示されている。図３１（Ｂ）の場合、光ビームｂｍ２と光ビームｂｍ３が重なる領域Ｓでは、他の重なり領域よりも濃度が高くなりやすい。

従って、副走査方向に関して、４本の光ビームによる露光範囲は、図３１（Ｂ）の場合のほうが、図３１（Ａ）の場合に比べて狭くなる。その結果、１画素の濃度が、走査に伴って周期的に変動し、バンディングの発生要因となる。

そこで、相反則不軌による走査線間の濃度差を低減させることが提案された（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

また、特許文献３〜特許文献６には、バンディングを低減させることが開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている潜像形成装置及び特許文献２に開示されている走査露光装置では、ビームピッチずれに起因するバンディングに関して何ら考慮されていなかった。

また、特許文献３及び特許文献４に開示されている画像形成装置では、ビームピッチずれに起因するバンディングに関して何ら考慮されていなかった。

また、特許文献５に開示されている画像記録装置では、レーザビームのチャンネル数がパターンディザの単位画素数の公倍数でない場合のバンディングを低減することができなかった。

また、特許文献６に開示されている画像形成装置では、ビームピッチずれに起因するバンディングに関して何ら考慮されていなかった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、１画素が少なくとも２本の光ビームで形成される画像形成装置に好適な光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、高品質の画像を高速で形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、１画素が少なくとも２本の光ビームで形成される画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の被走査面を光ビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、少なくとも副走査方向に関する位置が互いに異なるように同一基板上に２次元配置された複数の発光部を有する面発光レーザアレイと；前記面発光レーザアレイからの光ビームを偏向する偏向器と；前記複数の発光部のうち、１画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせにおいて、該組み合わせに含まれる少なくとも２つの発光部の副走査方向に関する位置関係に応じて、該組み合わせに含まれる少なくとも１つの発光部の駆動状態を制御する制御装置と；を備え、前記１画素を形成する少なくとも２本の光ビームにより前記被走査面上に形成される少なくとも２つの走査線は、隣接する２つの走査線が形成されるタイミングが異なり、前記制御装置は、前記隣接する２つの走査線の間隔に応じて、前記組み合わせに含まれる一部の発光部の発光光量が設定値よりも大きくなるように前記一部の発光部の駆動条件を補正し、かつ前記組み合わせに含まれる他の一部の発光部の発光光量が設定値よりも小さくなるように前記他の一部の発光部の駆動条件を補正することを特徴とする光走査装置である。

これによれば、１画素が少なくとも２本の光ビームで形成される場合に、ビームピッチずれに起因するバンディングを低減することができる。

本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体を画像情報に応じて変調された光により走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、高品質の画像を高速で形成することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための図である。 偏光器前光学系を説明するための図（その１）である。 偏光器前光学系を説明するための図（その２）である。 走査光学系を説明するための図である。 光源ユニットを説明するための図（その１）である。 光源ユニットを説明するための図（その２）である。 走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 隣接走査に用いられる光源における複数の発光部の配列状態を説明するための図である。 隣接走査を説明するための図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、図１０におけるビームピッチずれを説明するための図である。 図１０における画素形成発光部の組み合わせとビームピッチずれの補正の有無との関係を説明するための図である。 図１０におけるビームピッチのずれ量と補正データとの関係を説明するための図である。 飛び越し走査に用いられる光源における複数の発光部の配列状態を説明するための図である。 飛び越し走査を説明するための図である。 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、図１５におけるビームピッチずれを説明するための図である。 図１５における画素形成発光部の組み合わせを説明するための図である。 図１５における画素形成発光部の組み合わせとビームピッチずれによる濃度むらの程度との関係を説明するための図である。 図１５におけるビームピッチのずれ量と補正データとの関係を説明するための図である。 図１５における相反則不軌の影響によるバンディングを低減するための補正データを説明するための図である。 多重露光走査に用いられる光源における複数の発光部の配列状態を説明するための図である。 多重露光走査を説明するための図である。 図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、図２２におけるビームピッチずれを説明するための図である。 １画素を複数の光ビームで形成する画像形成装置を説明するための図（その１）である。 １画素を複数の光ビームで形成する画像形成装置を説明するための図（その２）である。 図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、それぞれビームピッチずれを説明するための図である。 図２７（Ａ）〜図２７（Ｃ）は、それぞれビームピッチずれの影響を説明するための図である。 図２８（Ａ）〜図２８（Ｃ）は、それぞれ画素形成発光部における光量差の影響を説明するための図である。 相反則不軌を説明するための図（その１）である。 相反則不軌を説明するための図（その２）である。 相反則不軌の影響を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電チャージャ（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。

感光体ドラム２０３０ａの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ａの回転方向に沿って、帯電チャージャ２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、クリーニングユニット２０３１ａが配置されている。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電チャージャ２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向に沿って、帯電チャージャ２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、クリーニングユニット２０３１ｂが配置されている。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電チャージャ２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向に沿って、帯電チャージャ２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、クリーニングユニット２０３１ｃが配置されている。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電チャージャ２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄの表面近傍には、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向に沿って、帯電チャージャ２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、クリーニングユニット２０３１ｄが配置されている。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電チャージャ２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

なお、各感光体ドラムにおいて、画像情報が書き込まれる領域は、有効走査領域あるいは画像形成領域と呼ばれている。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下では、「トナー画像」ともいう）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、４枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ）、及び走査制御装置（図示省略、図８参照）などを備えている。そして、上記光学素子は、光学ハウジング内に収容されている。

また、カップリングレンズ２２０１ａ及びカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、カップリングレンズ２２０１ｃ及びカップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」とする。さらに、Ｚ軸方向及びｗ１方向のいずれにも直交する方向を「ｍ１方向」、Ｚ軸方向及びｗ２方向のいずれにも直交する方向を「ｍ２方向」とする。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

ここでは、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主走査対応方向は、ｍ１方向であり、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向は、「ｍ２方向」である。そして、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける副走査対応方向、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれもＺ軸方向と同じ方向である。

光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。

開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。

ここでは、一例として図６及び図７に示されるように、光源２２００ａ、カップリングレンズ２２０１ａ、及び開口板２２０２ａは、所定の位置関係でホルダに保持され、ユニット化されている。以下では、このユニット化されたものを「光源ユニット」という。

この光源ユニットは、更に、モニタ光用反射ミラー１５、第２開口板１６、集光レンズ１７、受光素子１８、及び光源駆動チップ２２を有している。

そして、光源２２００ａ、受光素子１８及び光源駆動チップ２２は、同一の回路基板１９上に実装されている。

なお、開口板２２０２ａは、開口部の周囲で反射された光をモニタ用光として利用するため、カップリングレンズ２２０１ａの光軸に直交する仮想面に対して傾斜して配置されている。

モニタ光用反射ミラー１５は、開口板２２０２ａで反射されたモニタ用光を受光素子１８に向かう方向に反射する。

第２開口板１６は、モニタ光用反射ミラー１５で反射されたモニタ用光のビーム径を規定する。第２開口板１６の開口部の大きさ及び形状は、開口板２２０２ａの開口部の大きさ及び形状に応じて決定される。

集光レンズ１７は、第２開口板１６の開口部を通過したモニタ用光を集光する。

受光素子１８は、モニタ用光を受光する。この受光素子１８は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

開口板２２０２ａと受光素子１８との間のモニタ用光束の光路上に配置される光学系は、モニタ光学系とも呼ばれている。本実施形態では、モニタ光学系は、モニタ光用反射ミラー１５と第２開口板１６と集光レンズ１７とから構成されている。

また、光源２２００ｂ、カップリングレンズ２２０１ｂ、及び開口板２２０２ｂも、同様にユニット化されている。

また、光源２２００ｃ、カップリングレンズ２２０１ｃ、及び開口板２２０２ｃも、同様にユニット化されている。

また、光源２２００ｄ、カップリングレンズ２２０１ｄ、及び開口板２２０２ｄも、同様にユニット化されている。

図３に戻り、シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束Ｌａの光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束Ｌｂの光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

図４に示されるように、シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束Ｌｃの光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束Ｌｄの光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸回りに回転する２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。

ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。

そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、折返しミラー２１０６ａ、及び走査レンズ２１０５ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、折り返しミラー２１０６ｂ、及び走査レンズ２１０５ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、折り返しミラー２１０６ｃ、及び走査レンズ２１０５ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、折り返しミラー２１０６ｄ、及び走査レンズ２１０５ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。

なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

また、各ステーションでは、シリンドリカルレンズと走査レンズとにより、対応する感光体ドラム表面とポリゴンミラー２１０４での偏向点とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。

ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａとからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂとからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、側走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃとからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、側走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄとからＹステーションの走査光学系が構成されている。

ところで、各ステーションの走査光学系には、１回の走査における書き込み開始前の光束が入射する先端同期検知センサ（図示省略）、及び１回の走査における書き込み終了後の光束が入射する後端同期検知センサ（図示省略）がそれぞれ設けられている。

各同期検知センサは、受光素子を有し、受光光量に応じた電気信号を走査制御装置に出力する。なお、先端同期検知センサの出力信号は、先端同期検知信号とも呼ばれている。また、後端同期検知センサの出力信号は、後端同期検知信号とも呼ばれている。

走査制御装置は、一例として図８に示されるように、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、書込制御回路２１９、メモリ２２０などを有している。なお、図８における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

画素クロック生成回路２１５は、ステーション毎に、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック生成回路２１５は、ステーション毎に、先端同期検知センサの出力信号と後端同期検知センサの出力信号から、各同期検知センサの間を光束が走査するのに要した時間を求め、その時間に予め設定されている数のパルスが収まるように画素クロック信号の基準周波数を再設定する。また、先端同期検知センサの出力信号は、同期信号として書込制御回路２１９に出力される。

画像処理回路２１６は、ステーション毎に、プリンタ制御装置１０６０を介して上位装置から受信した対応する画像情報をラスター展開するとともに、所定の中間調処理などを行った後、画素クロック信号ＰＣＬＫを基準とした各画素の階調を表すドットデータを作成する。そして、画像処理回路２１６は、ステーション毎に、対応する先端同期検知センサの出力信号に基づいて走査開始を検出すると、画素クロック信号ＰＣＬＫに同期してドットデータを書込制御回路２１９に出力する。

書込制御回路２１９は、ステーション毎に、画像処理回路２１６からの対応するドットデータ、画素クロック生成回路２１５からの対応する画素クロック信号ＰＣＬＫ及び同期信号に基づいて書込データを作成する。ここで作成された書込データは、対応する光源ユニットに出力される。

また、書込制御回路２１９は、光源ユニット毎に、所定のタイミングで、受光素子の出力信号に基づいて、該光源ユニットから射出される光の光量が所望の値となるように、各発光部の光量を補正する補正データを作成する。すなわち、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。

さらに、書込制御回路２１９は、各ステーションでの走査毎に、画素形成発光部の組み合わせに応じて光量を補正する補正データをメモリ２２０から読み出す。ここで読み出された補正データは、上記ＡＰＣでの補正データに重畳され、新たな光量補正データとして、対応する光源ユニットに出力される。

そして、各光源ユニットでは、光源駆動チップが走査制御装置からの書込データ及び光量補正データに基づいて、各発光部の駆動信号を生成する。

各光源は、複数の発光部が１つの基板上に形成されたアレイ発光素子を有している。

そして、複数の発光部は、すべての発光部を副走査対応方向に伸びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

ここでは、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、アレイ発光素子は、いわゆる面発光レーザアレイである。

そして、カラープリンタ２０００では、１画素を複数の光ビームで形成している。

ここで、１画素を複数の光ビームで形成する際のバンディングについて説明する。

１画素が複数の光ビームで形成される場合には、１画素が１つの光ビームで形成される場合に比べて、以下の３つの要因により、意図しない周期的な濃度変化が発生しやすい。

要因１：像面上での各光スポットの副走査方向に関する間隔の理想値からのずれであるビームピッチずれ
要因２：複数の光ビーム間の光量差
要因３：相反則不軌

ところで、感光体ドラムの表面を複数の光ビームで走査する際の走査方法には主に、（１）複数の光ビームが前回走査時の光照射領域と重ならないように書き込む、いわゆる「隣接走査」と、（２）複数の光ビームが前回走査時の光照射領域に部分的に重なるように書き込む、いわゆる「多重露光走査」と、（３）複数の光ビームが前回走査時の複数の走査線の間に書き込む、いわゆる「飛び越し走査（又はインターレース走査）」とがある。

隣接走査は、最も広く採用されている走査方式であり、発光部の数が少ない場合は問題ないが、発光部の数が多くなると、相反則不軌による濃度むらが見えやすくなる。

多重露光走査は、１ビーム当たりの光量が通常の約半分ですむため、面発光レーザアレイを光源とする場合に有利である。

また、バンディングの発生要因のうち、振動、感光体ドラムの回転変動、及びポリゴンミラーの面倒れなどのメカニカルな要因に対しては、濃度変動を２回の走査で分散できるため、バンディングを低減するのに有利である。その反面、１画素を複数の光ビームで形成する場合は、画素形成発光部の組み合わせが順次変わるため、ビームピッチずれや光量差に起因するバンディングが発生しやすい。

飛び越し走査は、１ビーム当たりの光量は隣接走査と同じであるが、光源における発光部間隔を広くとることできるため、発光部間の熱的、電気的クロストークの発生を抑えることができる。また、多重露光走査と同様に、メカニカルな要因によるバンディングの抑制には有利だが、ビームピッチずれや光量差に起因するバンディングはむしろ発生しやすい。

《隣接走査による画像形成》
次に、隣接走査によって画像形成を行う場合について説明する。

ここでは、一例として図９に示されるように、光源は１６個の発光部（ｃｈ１〜ｃｈ１６）を有し、それらが主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれに対しても傾斜した一の方向に沿って１次元に配列されているものとする。

また、図１０に示されるように、１画素は２つの光ビームで形成され、ディザマトリックスは６×６の３６階調を表現している。そして、１画素の画素密度を１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）とし、２００ｌｐｉ（Ｌｉｎｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）で横万線を書き込む場合が示されている。なお、１つの光ビーム当たりの書込密度は２４００ｄｐｉ相当である。

最初の１ドットラインであるＬ＝１の潜像を、ｃｈ１６からの光ビームとｃｈ１からの光ビームの２ビームで感光体ドラム上に形成する場合、１回目の走査でｃｈ１６を点灯（オン）、２回目の走査でｃｈ１を点灯（オン）させ、２回の走査で１ドットラインが形成される。

Ｌ＝１の場合と同様に、ｃｈ１６からの光ビームとｃｈ１からの光ビームによって形成される１ドットラインは、Ｌ＝５（５番目のライン）である。すなわち、４ドットライン毎に周期的に画素形成発光部の組み合わせが同じとなる。

複数の発光部が１次元配列されている光源では、光源の回転ずれ、及び光学系の倍率ずれなどにより、ビームピッチずれが生じるおそれがある。

ここで、一例として図１１（Ａ）に示されるように、ビームピッチずれにより、ｃｈ１６からの光ビーム及びｃｈ１からの光ビームが理想位置（図１１（Ｂ）参照）から矢印の方向にずれると、２つの光ビームで形成される１画素の副走査方向に関する幅が変化（ここでは、短くなっている）し、１画素の再現性が低下する。

そして、１画素の再現性が低下すると、特に横万線の画像や、ディザで中間調の画像を形成する場合、画素形成発光部の組み合わせが同じとなる画素が、副走査方向に周期的に現れることになり、特にバンディングといわれる異常画像を発生する。

人間の視覚感度は周期によって異なり、通常１本／ｍｍ近傍がピークとなる。そこで、この近傍を周期とする濃度むらが発生すると、顕著なバンディングが現れ、異常画像となる。

発光部の数が１６で、１画素を２ビームで形成する場合、発光部のオン／オフを含めると、発光パターンは３２種類もある。

しかし、ここでは、（ｃｈ１６、ｃｈ１）以外の画素形成発光部の組み合わせは、（ｃｈ１、ｃｈ２）、（ｃｈ２、ｃｈ３）、・・・・・、（ｃｈ１４、ｃｈ１５）、（ｃｈ１５、ｃｈ１６）と全て隣り合う発光部の組み合わせであるため、ビームピッチずれは（ｃｈ１６、ｃｈ１）に比べて非常に小さく、補正は不要である。

また、（ｃｈ１６、ｃｈ１）の組み合わせにおいても、２つが点灯するときのみ画素が崩れやすい。そこで、ここでは、（ｃｈ１６、ｃｈ１）の組み合わせで、かつ両ｃｈともに点灯（オン）のときのみ補正する（図１２参照）。

補正データは、合成光ビームの重心位置（強度中心位置）と、副走査方向に関する１画素の線幅（画素幅）が理想値になるよう設定される。しかし、副走査方向に関する画素幅を理想値に一致できたとしても、合成光ビームのトータルエネルギが大きく変化すると、主走査方向に関する画素幅が変化してしまうため、合成光ビームのトータルエネルギの変化量は、補正前の±２０％以下が望ましい。

ここで、１光ビーム当たりの副走査方向に関する光量分布ｆ（ｘ）は、ＬＳＦ（Ｌｉｎｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で表され、ほぼガウシャン分布であるとすると次の（１）式で示すことができる。

一例として、１つの光スポットのスポット径を１／ｅ^２で定義し、該スポット径を６０μｍとし、副走査方向に関してｃｈ１６による光スポットとｃｈ１による光スポットが１２００ｄｐｉ（２１μｍ）はなれた状態を理想状態としたときの、ビームピッチずれの補正データが図１３に示されている。

例えば、ｃｈ１６による光スポットとｃｈ１による光スポットの間隔が理想よりも４μｍ狭くなった場合は、ｃｈ１６及びｃｈ１ともに光量を初期設定値に対して１．０８倍する。これにより、ビームピッチずれがない場合とほぼ等価な合成ビームを得ることができる。また、合成光ビームにおけるトータルエネルギの変化量を±２０％以下にすることができ、主走査方向に関する影響（画素幅、濃度再現性）を問題ないレベルに抑えることができる。

ここでは、光走査装置２０１０をカラープリンタ２０００に搭載する前に、ビームピッチを計測し、ビームピッチのずれ量と副走査方向に関する潜像幅の変化量との関係、及び潜像幅の変化を補正する光量を、理論計算あるいは実験より求め、ビームピッチずれの補正データとしている。

なお、光走査装置２０１０がカラープリンタ２０００に搭載された後に、出力画像からバンディング濃度を計測し、その計測結果から濃度変化を低減するための光量の補正データを求め、ビームピッチずれの補正データとしても良い。

そして、ビームピッチずれの補正データは、画素形成発光部の組合せ毎にテーブル形式で、走査制御装置のメモリ２２０に格納されている。

また、各光ビームの光量差を併せて補正しても良い。この場合には、光走査装置２０１０をカラープリンタ２０００に搭載する前に各光ビームの光量を計測し、その計測値に基づいて、画素形成発光部の組合せ毎に光量差の補正データを求める。そして、この光量差の補正データを、画素形成発光部の組合せ毎にテーブル形式で、メモリ２２０に格納しておく。

さらに、１画素が走査をまたいで形成される場合は、相反則不軌が発生するため、この相反則不軌の影響をあらかじめ出力画像や感光体上の潜像電位から計測しておき、ビームピッチずれと併せて補正しても良い。

光源における発光部の数が多いほど、濃度むらの発生周期が長くなり、相反則不軌による濃度むらが目立ちやすくなる。例えば、発光部の数が２つで、６００ｄｐｉの場合は、濃度むらの発生周期は０．０８５ｍｍであり、殆ど視認できない。しかしながら、発光部の数が１６で、１２００ｄｐｉの場合は、濃度むらの発生周期は０．３３ｍとなり、人間の視覚感度の高い領域に近づくため、濃度むらが目立ちやすくなる。

ここでは、画素形成発光部の組み合わせが（ｃｈ１、ｃｈ１６）のときに、濃度が濃くなる。そこで、画素形成発光部の組み合わせが（ｃｈ１、ｃｈ１６）のときに、ｃｈ１とｃｈ１６の光量を下げるような補正データを理論計算等により求め、メモリ２２０に格納しておく。

具体的には、書込制御回路２１９は、書込信号を生成する際に、画素形成発光部の組み合わせが（ｃｈ１、ｃｈ１６）のときに、ビームピッチずれの補正データ、光量差の補正データ、及び相反則不軌の補正データをメモリ２２０から読み出し、ＡＰＣの補正データに重畳し、光量補正データとして対応する光源ユニットに出力する。これにより、ビームピッチずれによるバンディング、光量差によるバンディング、相反則不軌によるバンディングを低減することができる。

《飛び越し走査による画像形成》
次に、飛び越し走査によって画像形成を行う場合について説明する。

ここでは、一例として図１４に示されるように、光源は１５個の発光部（ｃｈ１〜ｃｈ１５）を有し、それらが２次元配列されているものとする。

また、図１５に示されるように、１画素は４つの光ビームで形成され、ディザマトリックスは３×３の９階調を表現している。そして、１画素の画素密度を６００ｄｐｉとし、２００ｌｐｉで横万線を書き込む場合が示されている。なお、１つの光ビーム当たりの書込密度は２４００ｄｐｉ相当である。

最初の１ドットラインであるＬ＝１の潜像を、ｃｈ１５からの光ビームとｃｈ７からの光ビームとｃｈ８からの光ビームとｃｈ１からの光ビームとの４ビームで感光体ドラム上に形成する場合、１回目の走査でｃｈ１５を点灯（オン）、２回目の走査でｃｈ７及びｃｈ８を点灯（オン）、３回目の走査でｃｈ１を点灯（オン）させ、３回の走査で１ドットラインが形成される。

Ｌ＝１の場合と同様に、ｃｈ１５からの光ビームとｃｈ７からの光ビームとｃｈ８からの光ビームとｃｈ１からの光ビームとによって形成される１ドットラインは、Ｌ＝６（６番目のライン）である。すなわち、５ドットライン毎に周期的に画素形成発光部の組み合わせが同じとなる。

また、２番目の１ドットラインであるＬ＝２を、ｃｈ１３、ｃｈ１４、ｃｈ６、及びｃｈ７からの４ビームで形成する場合、１回目の走査でｃｈ１３及びｃｈ１４を点灯（オン）させ、２回目の走査でｃｈ６及びｃｈ７を点灯（オン）させ、２回の走査で１ドットラインが形成される。

このように、画素形成発光部の組み合わせによって、１ドットラインが２回の走査で形成される場合と３回の走査で形成される場合とが混在する。

複数の発光部が２次元配列された光源では、複数の発光部が１次元配列されている光源と同様に、光源の回転ずれ、及び光学系の倍率ずれなどにより、ビームピッチずれが生じるおそれがある。

複数の発光部が２次元配列された光源におけるビームピッチずれは、複数の発光部が１次元配列された光源におけるビームピッチずれよりも複雑である。

複数の発光部が図１４に示されるように配置されているときに、光源が中心軸まわりに回転すると、副走査対応方向に関する距離の変化は、ｃｈ５−ｃｈ６間の距離の変化のほうが、ｃｈ６−ｃｈ７間の距離の変化より大きくなる。

また、ｃｈ１及びｃｈ１５は、副走査対応方向の両端に位置しているため、ｃｈ１−ｃｈ１５間の距離の変化は、光学系の倍率の変化の影響を大きく受ける。

光学系の倍率が変化して大きくなると、図１６（Ａ）に示されるように、ｃｈ１５からの光ビームによる光スポット及びｃｈ１からの光ビームによる光スポットは、理想位置（図１６（Ｂ）参照）に対して矢印の方向にシフトする。なお、ｃｈ７からの光ビーム及びｃｈ８からの光ビームは、それらが光学系の光軸近傍を通過するため、光学系の倍率変化の影響は少ない。これにより、４つの光ビームで形成される１画素の副走査方向に関する幅が変化（ここでは、狭くなっている）し、１画素の再現性が低下し、バンディングが発生しやすい。

発光部の数が１５で、１画素を４つの光ビームで形成する場合、発光部のオン／オフを含めると、発光パターンは２２５種類もある。

画素形成発光部の組み合わせ毎に補正データをメモリ２００に格納することは可能であるが、補正データの作成が煩雑となることと、メモリ容量が大きくなることなどから、できるだけシンプルな補正データとすることが望ましい。

ここでの画素形成発光部の組み合わせが図１７に示されている。そして、図１８には、顕著なバンディングが発生しやすい組み合わせ（特にｃｈ１とｃｈ１５の組み合わせが存在する場合）を「○」、軽度のバンディングが発生しやすい組み合わせ（８ビーム以上離れたビームピッチが存在する場合）を「△」で示している。

ここでは、顕著なバンディングが発生しやすい４種類の組み合わせのみ補正を行い、他は補正しないこととした。

補正データは、合成ビームの重心位置（強度中心位置）と、副走査方向に関する１画素の線幅（画素幅）が理想値になるよう設定される。しかし、副走査方向に関する画素幅を理想値に一致できたとしても、合成ビームのトータルエネルギが大きく変化すると、主走査方向に関する画素幅が変化してしまうため、合成ビームのトータルエネルギの変化量は、補正前の±２０％以下が望ましい。

一例として、１つの光スポットのスポット径を１／ｅ^２で定義し、該スポット径を７８μｍとしたときの、ビームピッチずれの補正データが図１９に示されている。

例えば、ｃｈ１５からの光ビームによる光スポットとｃｈ１からの光ビームによる光スポットの間隔が理想よりも４μｍ狭くなった場合は、初期設定値に対してｃｈ１５の光量を０．８９倍，ｃｈ７の光量を１．１９倍、ｃｈ８の光量を０．７４倍，ｃｈ１の光量を１．１９倍する。これにより、ビームピッチずれがない場合とほぼ等価な合成光ビームを得ることができる。また、合成光ビームにおけるトータルエネルギの変化量を±２０％以下にすることができ、主走査方向に関する影響（画素幅、濃度再現性）を問題ないレベルに抑えることができる。

特に４つを超える光ビームで１画素を形成する場合は、トータルエネルギを一定に保ちつつ、合成光ビームの重心位置（強度中心）と、副走査方向に関する１画素の線幅を補正する自由度が高い。図１９では、トータルエネルギの変化量を±１％以下に抑えており、主走査方向に関する影響（画素幅、濃度再現性）は全く無視できる。なお、主走査方向に関する影響（画素幅、濃度再現性）を全く無視できるトータルエネルギの変化量は±５％以下である。

ここでは、光走査装置２０１０をカラープリンタ２０００に搭載する前に、画素形成発光部の組み合わせ毎にビームピッチを計測し、ビームピッチのずれ量と潜像幅の変化量との関係、及び潜像幅の変化を補正する光量を、理論計算あるいは実験より求め、ビームピッチずれの補正データとしている。

なお、光走査装置２０１０がカラープリンタ２０００に搭載された後に、出力画像からバンディング濃度を計測し、その計測結果から濃度変化を低減するための光量の補正データを求め、ビームピッチずれの補正データとしても良い。

そして、ビームピッチずれの補正データは、画素形成発光部の組合せ毎にテーブル形式で、走査制御装置のメモリ２２０に格納されている。

また、各光ビームの光量差を併せて補正しても良い。この場合には、光走査装置２０１０をカラープリンタ２０００に搭載する前に各光ビームの光量を計測し、その計測値に基づいて、画素形成発光部の組合せ毎に光量差の補正データを求める。そして、この光量差の補正データを、画素形成発光部の組合せ毎にテーブル形式で、メモリ２２０に格納しておく。

さらに、１画素が走査をまたいで形成される場合は、相反則不軌が発生するため、この相反則不軌の影響をあらかじめ出力画像や感光体上の潜像電位から計測しておき、ビームピッチずれと併せて補正しても良い。

ここでは、飛び越し走査のため２回以上の走査で１画素を形成するが、特に３回の走査で、かつ光ビームが隣接する場合に相反則不軌の影響を受けやすい。

そこで、図２０に示されるように、画素形成発光部の組み合わせが、組合せＡ及び組合せＢの場合のみ、相反則不軌による影響を補正している。例えば、ｃｈ１５とｃｈ７とｃｈ８とｃｈ１からの光ビームで１画素を形成する場合は、特にｃｈ８からの光ビームとｃｈ１からの光ビームが隣接走査となり、濃度が高くなりやすい。そこで、ｃｈ８及びｃｈ１ともに光量を初期設定値に対して０．９５倍することで１画素の濃度向上を抑えることが可能となる。

《多重露光走査による画像形成》
次に、多重露光走査によって画像形成を行う場合について説明する。

ここでは、一例として図２１に示されるように、光源は１６個の発光部（ｃｈ１〜ｃｈ１６）を有し、それらが２次元配列されているものとする。

また、図２２に示されるように、１画素は２つの光ビームで形成され、ディザマトリックスは６×６の３６階調を表現している。そして、１画素の画素密度を１２００ｄｐｉとし、２００ｌｐｉで横万線を書き込む場合が示されている。なお、１つの光ビーム当たりの書込密度は２４００ｄｐｉ相当である。

最初の１ドットラインであるＬ＝１の潜像を、ｃｈ１６からの光ビームとｃｈ８からの光ビームとｃｈ９からの光ビームとｃｈ１からの光ビームとの４ビームで感光体ドラム上に形成する場合、１回目の走査でｃｈ１を点灯（オン）、２回目の走査でｃｈ８及びｃｈ９を点灯（オン）、３回目の走査でｃｈ１を点灯（オン）させ、３回の走査で１ラインが形成される。

Ｌ＝１の場合と同様に、ｃｈ１６からの光ビームとｃｈ８からの光ビームとｃｈ９からの光ビームとｃｈ１からの光ビームとによって形成される１ドットラインは、Ｌ＝３（３番目のライン）である。すなわち、２ドットライン毎に周期的に画素形成発光部の組み合わせが同じとなる。

また、２番目の１ドットラインであるＬ＝２を、ｃｈ１２、ｃｈ１３、ｃｈ４、及びｃｈ５からの４ビームで形成する場合、１回目の走査でｃｈ１２及びｃｈ１３を点灯（オン）、２回目の走査でｃｈ４及びｃｈ５を点灯（オン）させ、２回の走査で１ドットラインが形成される。

このように、画素形成発光部の組み合わせによって、１ドットラインが２回の走査で形成される場合と３回の走査で形成する場合とが混在する。

この場合も、飛び越し走査によって画像形成を行う場合と同様にして、ビームピッチずれ（図２３参照）の補正、各光ビームの光量差の補正、相反則不軌による影響の補正を行うことができる。

すなわち、いずれの走査方法で画像が形成されても、ビームピッチずれによるバンディング、各光ビームの光量差によるバンディング、相反則不軌によるバンディングを低減することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置２０１０では、走査制御装置によって、本発明の光走査装置における制御装置が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、１画素が少なくとも２本の光ビームで形成される画像形成装置に用いられ、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）と、各光源からの光束を偏向するポリゴンミラー２１０４と、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束を４つの感光体ドラム（２０３０ａ〜２０３０ｄ）の表面に個別に集光する４つの走査光学系、及び走査制御装置などを備えている。

各光源は、少なくとも副走査対応方向に関して互いに異なる位置に配置された複数の発光部を有している。

また、走査制御装置のメモリ２２０には、ビームピッチずれの補正データ、光量差の補正データ、相反則不軌の影響を低減する補正データが、画素形成発光部の組合せ毎にテーブル形式で格納されている。

そして、走査制御装置の書込制御回路２１９は、書込信号を生成する際に、画素形成発光部の組み合わせに応じた、ビームピッチずれの補正データ、光量差の補正データ、及び相反則不軌の補正データをメモリ２２０から読み出し、ＡＰＣの補正データに重畳し、光量補正データとして対応する光源ユニットに出力する。すなわち、画素形成発光部の組み合わせに応じて、該組み合わせに含まれる発光部の駆動状態を制御している。

そこで、ビームピッチずれによるバンディング、光量差によるバンディング、相反則不軌によるバンディングを低減することができる。

従来、ビームピッチずれを低減しようとする試みは種々なされてきたが、ビームピッチずれの発生を前提としたバンディング低減については、これまでなされていない。

そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、光走査装置２０１０に適した補正データがテーブル形式でメモリ２２０に格納されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、画素形成発光部の組み合わせ毎に、ビームピッチのずれ量と補正データとの関係がメモリ２２０に格納されていても良い。この場合には、カラープリンタの操作パネルから光走査装置のビームピッチのずれ量を入力（登録）し、書込制御回路２１９は、登録されているビームピッチのずれ量に応じた補正データをメモリ２２０から読み出すこととなる。なお、格納されていないずれ量に対する補正値は、補間によって算出しても良い。

また、ビームピッチのずれ量と補正データとの関係が、演算式の形でメモリ２２０に格納されていても良い。

また、メモリ２２０には、補正データに代えて、実際の駆動データが格納されていても良い。

また、上記実施形態では、発光パワーを調整して光量を補正する場合について説明したが、これに限らず、例えば、発光パルスのパルス幅を調整して光量を補正しても良い。

また、上記実施形態では、各発光部の発振波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。感光体の特性に応じて、各発光部の発振波長を変更しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置２０１０を備えた画像形成装置であれば良い。

例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、上記実施形態では、光走査装置２０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

また、上記実施形態では、感光体ドラムが４つある場合について説明したが、これに限定されるものではない。

本発明の光走査装置によれば、１画素が少なくとも２本の光ビームで形成される場合に、ビームピッチずれに起因するバンディングを低減するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を高速で形成するのに適している。

２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（偏向器）、２１０５ａ〜２１０５ｄ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２１０６ａ〜２１０６ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２２００ａ，２２００ｂ，２２００ｃ，２２００ｄ…光源。

特開２００２−１１３９０３号公報 特開２００７−１９６４６０号公報 特開２００８−１７０６４０号公報 特開平１０−２２１９０３号公報 特開２０００−０３７９０４号公報 特開２００９−０２９１１５号公報

Claims (9)

1. １画素が少なくとも２本の光ビームで形成される画像形成装置に用いられ、該画像形成装置の被走査面を光ビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、
   少なくとも副走査方向に関する位置が互いに異なるように同一基板上に２次元配置された複数の発光部を有する面発光レーザアレイと；
   前記面発光レーザアレイからの光ビームを偏向する偏向器と；
   前記複数の発光部のうち、１画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせにおいて、該組み合わせに含まれる少なくとも２つの発光部の副走査方向に関する位置関係に応じて、該組み合わせに含まれる少なくとも１つの発光部の駆動状態を制御する制御装置と；を備え、
   前記１画素を形成する少なくとも２本の光ビームにより前記被走査面上に形成される少なくとも２つの走査線は、隣接する２つの走査線が形成されるタイミングが異なり、
   前記制御装置は、前記隣接する２つの走査線の間隔に応じて、前記組み合わせに含まれる一部の発光部の発光光量が設定値よりも大きくなるように前記一部の発光部の駆動条件を補正し、かつ前記組み合わせに含まれる他の一部の発光部の発光光量が設定値よりも小さくなるように前記他の一部の発光部の駆動条件を補正することを特徴とする光走査装置。
2. 前記組み合わせは、前記複数の発光部のうち副走査方向に関する両端の発光部以外の発光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記制御装置は、前記被走査面上でのビームピッチずれに起因する周期性の濃度むらを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記制御装置は、前記組み合わせに含まれる発光部の光量差に起因する周期性の濃度むらを更に補正することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記制御装置は、相反則不軌に起因する周期性の濃度むらを更に補正することを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
6. １画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせとして複数の組み合わせがあり、
   前記複数の組み合わせにおける各組み合わせ毎に、該組み合わせに含まれる発光部の駆動条件の補正データがあらかじめ設定されているテーブルを有し、
   前記制御装置は、走査の際に前記テーブルを参照し、該走査において１画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせに対応する補正データを取得し、該補正データを用いて前記駆動条件を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. １画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせとして複数の組み合わせがあり、
   前記複数の組み合わせにおける各組み合わせ毎に、該組み合わせに含まれる発光部の駆動条件があらかじめ設定されているテーブルを有し、
   前記制御装置は、走査の際に前記テーブルを参照し、該走査において１画素を形成する少なくとも２本の光ビームを射出する発光部の組み合わせに対応する駆動条件を取得し、該駆動条件を用いて前記組み合わせに含まれる発光部の駆動状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
8. 少なくとも１つの像担持体と；
   前記少なくとも１つの像担持体を画像情報に応じて変調された光により走査する少なくとも１つの請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
9. 前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。