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技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 金澤秀徳
出願日 2016年6月30日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-131039
公開日 2018年1月11日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2018-001588
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における制御・管理・保安 レーザービームプリンタ 機械的光走査系 FAXの走査装置
主要キーワード 照射長 画素片 プラスチックモールドレンズ 書き込み用クロック 軸外像高 クロック補正 プログラマブル分周器 目標周波数
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図面 (13)

課題

画像形成装置において、画像クロック周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止するための技術を提供する。

解決手段

画像クロック制御部127の補正制御部141は、レーザ光が1ライン走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率補正されるように、画像クロック126bの周波数を制御する。補正制御部141は、画像クロック126bの周波数を制御する際、画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの画像クロック126bの変化量である変化率(傾き)を、画像領域における変化率よりも小さくする。

概要

背景

画像形成装置に採用される光走査装置は、一般に、感光ドラムの表面をレーザ光光ビーム)が等速度で走査するために、fθ特性を有する結像レンズ走査レンズ)を備えている。近年では、画像形成装置を小型化するために、所望のfθ特性を有しない走査レンズを用いるか、またはfθ特性を有する走査レンズを省略し、代わりに電気的に主走査方向の部分倍率補正するアプローチが提案されている(特許文献1)。なお、部分倍率とは主走査方向における各位置の倍率を指す。

概要

画像形成装置において、画像クロック周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止するための技術を提供する。画像クロック制御部127の補正制御部141は、レーザ光が1ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、画像クロック126bの周波数を制御する。補正制御部141は、画像クロック126bの周波数を制御する際、画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの画像クロック126bの変化量である変化率(傾き)を、画像領域における変化率よりも小さくする。

目的

本発明は、画像形成装置において、画像クロックの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止するための技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

感光体露光するための光ビーム出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが1ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率補正されるように、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化量である変化率を、前記画像領域における変化率よりも小さくすることを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記制御手段は、前記光ビームが前記1ラインの走査を開始してから前記画像領域の走査開始側の端部に達するまでの間に、前記画像クロックの周波数を、前記基準画像クロックの周波数である基準周波数から前記端部における前記部分倍率の補正のための目標周波数まで、前記画像領域よりも小さい前記変化率で変化させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記制御手段は、前記光ビームが前記1ラインの走査を開始した後、前記光ビームが前記端部に達するタイミングまでに前記画像クロックの周波数が前記目標周波数に達するように、前記基準周波数から前記目標周波数への前記画像クロックの周波数の制御を開始することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記制御手段は、前記基準周波数から前記目標周波数への前記画像クロックの周波数の制御を開始したタイミングから、前記画像クロックの周波数が前記目標周波数に達するまでの間、前記画像領域における前記変化率よりも小さい一定の変化率で、前記画像クロックの周波数を変化させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記制御手段は、前記非画像領域では、前記画像クロックの周波数が前記基準周波数となるように、前記生成手段を制御し、前記画像領域では、前記画像領域における各位置の部分倍率に対応して定められた補正率で前記基準周波数を補正して前記画像クロックを生成するよう、前記生成手段を制御することを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記基準周波数は、前記画像領域における各位置の部分倍率の平均値に合わせて定められていることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項7

前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記基準周波数は、前記目標周波数と同じ周波数に定められていることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項8

前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記基準周波数は、前記画像領域における各位置の部分倍率の平均値に合わせて定められる周波数よりも高く、前記目標周波数よりも低い周波数に定められていることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項9

感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが1ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域における前記画像クロックの周波数に応じて、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を決めることを特徴とする画像形成装置。

請求項10

前記制御手段は、前記非画像領域における前記画像クロックの周波数を、前記画像領域の走査開始側の端部における周波数に対して所定の変化幅の範囲内の値とすることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。

請求項11

前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記制御手段は、前記光ビームが前記1ラインの走査を開始してから前記端部に達するまでの間に、前記画像クロックの周波数が前記端部における前記部分倍率の補正のための目標周波数になるよう、前記基準画像クロックの周波数を前記生成手段に補正させることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。

請求項12

前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項13

前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記感光体の表面で結像させる結像レンズを更に備え、前記結像レンズを通過した前記光ビームは、前記走査領域内の位置に応じて変化する走査速度で前記感光体を走査することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項14

前記感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記光ビームによる露光によって前記感光体に形成された静電潜像現像して、記録媒体転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

画像形成装置に採用される光走査装置は、一般に、感光ドラムの表面をレーザ光光ビーム)が等速度で走査するために、fθ特性を有する結像レンズ走査レンズ)を備えている。近年では、画像形成装置を小型化するために、所望のfθ特性を有しない走査レンズを用いるか、またはfθ特性を有する走査レンズを省略し、代わりに電気的に主走査方向の部分倍率補正するアプローチが提案されている(特許文献1)。なお、部分倍率とは主走査方向における各位置の倍率を指す。

先行技術

0003

特開2016−000511号公報

発明が解決しようとする課題

0004

部分倍率の補正は、レーザ光源発光するタイミングを制御するための画像クロック周波数を制御することによって行われうる。画像クロックの周波数の制御は、入力された基準クロックの周波数を設定信号に従って変更する(偏移させる)ことが可能なPLL(周波数シンセサイザ回路等によって実現されうる。PLL回路を用いる場合、画像クロックの周波数を大きな変化率(単位時間当たりの変化量)で変化させる制御を行うと、PLL回路の応答特性に起因して、出力信号の周波数の制御に誤差が生じる可能性がある。即ち、画像クロックの周波数が、部分倍率補正のために必要となる周波数に達するまでに遅延が生じる可能性がある。このような誤差は、部分倍率補正の精度が低下する原因となりうる。

0005

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものである。本発明は、画像形成装置において、画像クロックの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止するための技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様に係る画像形成装置は、感光体露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが1ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化量である変化率を、前記画像領域における変化率よりも小さくすることを特徴とする。

0007

また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが1ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域における前記画像クロックの周波数に応じて、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を決めることを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、画像形成装置において、画像クロックの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止することが可能になる。

図面の簡単な説明

0009

画像形成装置の概略的な構成例を示す図
光走査装置の構成例を示す断面図
感光ドラム上の像高と部分倍率との関係の一例を示す図
光走査装置の制御を行う制御部の構成例を示すブロック図
1枚のシートへの画像形成が行われる際のTOP信号BD信号、及びVDO信号タイムチャート、並びにVDO信号に基づいて形成されるトナー像の例を示す図
画像信号生成部及び画像クロック制御部の構成例を示すブロック図
ハーフトーン処理部によるスクリーン処理で用いられるスクリーンの例
画像信号生成部の動作を示すタイムチャート
部分倍率の補正前及び補正後の画像データの例を示す図
画像クロックの周波数の補正率時間変化の例を示す図
画像クロック補正部内のPLL回路の応答特性を示す図
画像クロックの周波数の補正率の時間変化の例を示す図

実施例

0010

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

0011

[第1実施形態]
<画像形成装置1>
図1は、画像形成装置1の概略的な構成を示す図である。光走査装置400のレーザ駆動部300は、制御部100から出力される画像信号(画像データ)及び制御信号に基づいて、光源401(図2)からレーザ光(光ビーム)208を出射させる。このレーザ光208は、帯電部(図示せず)の作用によって帯電した感光ドラム(感光体)4を走査・露光し、感光ドラム4の表面に潜像静電潜像)を形成する。現像部(図示せず)は、感光ドラム4の表面に形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。また、給紙ユニット8から給紙された記録媒体(シート)は、ローラ5により感光ドラム4と転写ローラ41との間のニップ領域に搬送される。転写ローラ41は、感光ドラム4に形成されたトナー像をこの記録媒体に転写する。記録媒体は、その後、定着部6に搬送される。定着部6は、記録媒体を加熱・加圧してトナー像を記録媒体に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、排紙ローラ7により画像形成装置1の外部に排出される。

0012

<光走査装置400>
図2は、光走査装置400の構成を示しており、図2(A)は主走査方向の断面図、図2(B)は副走査方向の断面図である。光走査装置400は、光源401、開口絞り402、カップリングレンズ403、アナモフィックレンズ404、偏向器405、及び結像レンズ406を備える。光走査装置400のこれらの光学部材は、1つの筐体光学箱)に収納されうる。

0013

光源401が出射したレーザ光(光束)208は、開口絞り402によって楕円形状に整形されて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208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。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含む。アナモフィックレンズ404は、主走査断面(主走査方向の断面)内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換する。また、アナモフィックレンズ404は、副走査断面(副走査方向の断面)内において偏向器405の偏向面反射面)405aの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成する。

0014

アナモフィックレンズ404を通過した光束は、偏向器(ポリゴンミラー)405の偏向面405aで反射する。偏向面405aで反射したレーザ光208は、結像レンズ406(結像光学素子)を透過し、感光ドラム4の表面で結像し、所定のスポット状の像(以下、「スポット」と称する。)を形成する。偏向器405を駆動部(図示せず)により矢印A方向に一定の角速度で回転させることで、感光ドラム4の被走査面407上でスポットが主走査方向に移動する。それにより、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、感光ドラム4の表面に平行で、かつ、感光ドラム4の表面の移動方向に直交する方向である。また、副走査方向とは、感光ドラム4の表面の移動方向(主走査方向に直交する方向)である。

0015

ビームディテクト(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センサ409及びBDレンズ408は、偏向器405によって偏向されたレーザ光208の走査経路上の、被走査面407から外れた位置に配置されている。偏向器405によって偏向されて走査経路上を主走査方向に移動するレーザ光208がBDレンズ408を通過すると、レーザ光208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。制御部100は、BDセンサ409によりレーザ光208が検知されたタイミングに基づいて、被走査面407(感光ドラム4)への静電潜像の書き込みタイミングを制御する。このように、本実施形態では、光源401は、感光ドラム4を露光するためのレーザ光208(光ビーム)を出射する光源の一例である。また、偏向器405は、光源401から出射されたレーザ光208(光ビーム)が感光ドラム4を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段の一例である。

0016

本実施形態の光源401は、1つの発光部を備える半導体レーザチップであるが、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えていてもよい。光源401が複数の発光部を備える場合にも、当該複数の発光部から出射された複数のレーザ光は、それぞれカップリングレンズ403、アナモフィックレンズ404、偏向器405、及び結像レンズ406を経由して被走査面407へ到達する。複数のレーザ光は、被走査面407上で、副走査方向においてそれぞれ異なる位置に結像する。これにより、各レーザ光に対応するスポットが被走査面407上に形成される。

0017

<結像レンズ406と部分倍率>
図2に示すように、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、偏向面405aで偏向されたレーザ光208が被走査面407上を所望の走査特性で走査するとともに、被走査面407上でのレーザ光208のスポットを所望の形状にする構成となっている。また、結像レンズ406は、副走査断面内において、偏向面405aの近傍と被走査面407の近傍とが共役の関係となる構成となっている。これにより、結像レンズ406は、面倒れ補償する(偏向面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。

0018

なお、結像レンズ406は、射出成形によって形成されるプラスチックモールドレンズで構成されてもよいし、ガラスモールドレンズとして構成されてもよい。モールドレンズは、非球面形状成形が容易であり、かつ、大量生産に適している。このため、結像レンズ406としてモールドレンズを採用することで、その生産性及び光学性能の向上が可能である。

0019

本実施形態の光走査装置400では、所望のfθ特性を有していない結像レンズ406が用いられる。これは、偏向器405が等角速度で回転しているときに、偏向器405で偏向されて結像レンズ406aを通過するレーザ光208によるスポットが、被走査面407上で等速で移動しないことを意味する。このように、所望のfθ特性を有していない結像レンズ406を用いることで、結像レンズ406を偏向器405に近接して配置する(距離D1を短くする)ことが可能となる。更に、所望のfθ特性を有する結像レンズを用いる場合よりも、結像レンズ406の主走査方向のサイズ(幅LW)及び光軸方向のサイズ(厚みLT)を小さくできる。このような理由により、光走査装置400(の筐体)の小型化が実現される。また、所望のfθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見たときのレンズの入射面及び出射面の形状に急峻な変化がある場合がある。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、所望のfθ特性を有していない結像レンズ406では、主走査断面で見たときの結像レンズ406の入射面及び出射面の形状に急峻な変化が少ないため、良好な結像性能を得られる利点がある。なお、本実施形態においては、結像レンズ406はfθ特性を有さない一例を説明する。しかし、結像レンズ406は必ずしもfθ特性を有さないものに限られない。結像レンズ406もしくは不図示の他のレンズに、例えば主走査方向の一部分だけにfθ特性を持たせ、他の部分について電気的に部分倍率補正を行うことでfθ特性を補うような構成であっても良い。

0020

図3は、本実施形態の結像レンズ406を用いてレーザ光208を感光ドラム4(被走査面407)上で結像させた場合の、感光ドラム4上の像高と部分倍率との関係の一例を示している。なお、像高が0の場合は、スポットが結像レンズ406の光軸上にある場合であり、以下ではこれを「軸上像高」または「中央像高」と称する。また、以下では、軸上像高以外の像高を「軸外像高」と称し、像高の絶対値の最大値を「最軸外像高」または「端部像高」と称する。図2(A)に示すように、被走査面407の走査幅をWとすると、被走査面407における最軸外像高(端部像高)はW/2である。

0021

図3に示す部分倍率は、主走査方向における各位置(像高)の倍率を示し、レーザ光208の走査速度に従って変化する。図3は、軸上像高(中央像高)から最軸外像高(端部像高)に向かうにつれて(即ち、像高の絶対値が大きくなる程)レーザ光208の走査速度が徐々に速くなり、それにより部分倍率が大きくなることを示している。レーザ光208の走査速度は、軸上像高(中央像高)において最も遅い速度になり、最軸外像高(端部像高)において最も速い速度になる。図3において、例えば、ある像高の部分倍率が30%とは、当該像高におけるレーザ光208の走査速度が、部分倍率が0%の像高(中央像高)における走査速度の1.3倍であることを意味する。また、部分倍率が30%とは、被走査面407に対して単位時間だけ光を照射した場合、被走査面407上での主走査方向の光の照射長が、部分倍率が0%である場合の光の照射長の1.3倍となることを意味する。

0022

このように、上述のような光学構成を有する光走査装置400では、主走査方向における部分倍率にばらつきが生じることで、各主走査位置(像高)に形成される画素ドット)の幅が不均一になりうる。その結果、良好な画質を得られなくなる可能性がある。特に、偏向器405から感光ドラム4の被走査面407までの光路長が短くなる程、画角が大きくなる。その結果、軸上像高(中央像高)と最軸外像高(端部像高)との間で走査速度の差が大きくなり、部分倍率のばらつきが画質に与える影響が大きくなる。そこで、本実施形態では、主走査方向における部分倍率の補正を行う。部分倍率補正は、後述するように、各主走査位置(像高)における画素の幅が均一になるよう、画像クロックの周波数または周期を調整することによって行われる。本実施形態では、所望のfθ特性を有していない結像レンズ406に起因する、主走査方向における部分倍率のばらつきを低減するために、後述する部分倍率補正を行い、良好な画質が得られるようにする。

0023

露光制御構成>
図4は、レーザ光208によって感光ドラム4を露光する光走査装置400の制御を行う制御部100の構成を示すブロック図である。制御部100は、画像信号生成部101、CPU102、クロック生成部103、データ記憶部104等を有する。画像信号生成部101は、イメージスキャナまたはホストコンピュータ(図示せず)等から画像データを受信し、受信した画像データに対応する画像信号をVDO信号140として生成する。CPU102は、画像形成装置1の制御、及び画像信号生成部101の制御を行う。クロック生成部103は、画像信号生成部101が動作するためのクロックとして用いられる、所定の周波数のクロック(VCLK)を生成し、画像信号生成部101へ出力する。クロック生成部103によって生成されるクロック(VCLK)の1周期は1画素に相当する。

0024

CPU102は、画像信号生成部101へ出力するTOP信号及びBD信号によって、画像信号生成部101がレーザ駆動部300へのVDO信号140の出力を開始するタイミングを制御する。TOP信号は、副走査方向における画像の書き出しの基準となる信号(副走査同期信号)であり、BD信号は、主走査方向における画像の書き出しの基準となる信号(主走査同期信号)である。CPU102は、給紙ユニット8から給紙されたシートが搬送路における所定位置に到達すると、画像信号生成部へTOP信号を出力する。また、CPU102は、BDセンサ409がレーザ光208を検知すると当該BDセンサ409から出力される検知信号410に基づいて、画像信号生成部101へBD信号を出力する。

0025

画像信号生成部101は、CPU102から出力されるTOP信号及びBD信号に同期して、生成したVDO信号140をレーザ駆動部300へ出力する。レーザ駆動部300は、画像信号生成部101から出力されるVDO信号140に基づいて駆動電流を光源401に供給することで、光源401を発光させる。上述のように、光源401が出射したレーザ光208によって感光ドラム4が露光され、感光ドラム4の表面に静電潜像が形成される。

0026

本実施形態のCPU102は、更に、クロック生成部103から供給されるクロック(VCLK)から生成される画像クロックに対して適用すべき補正データを、制御信号110によって画像信号生成部101へ出力する。画像信号生成部101は、後述するように、CPU102からの補正データに基づいて画像クロックの周波数または周期を補正することで、部分倍率補正を実現する。

0027

画像形成タイミングと部分倍率補正>
図5(A)は、1枚のシートへの画像形成が行われる際にCPU102から出力されるTOP信号及びBD信号、並びに画像信号生成部101から出力されるVDO信号についてのタイムチャートである。TOP信号は、図5(A)におけるハイレベル(Hレベル)の信号に相当し、給紙ユニット8から給紙されたシートの先端が所定位置に到達したことを表す信号である。BD信号は、図5(A)におけるHレベルの信号に相当し、BDセンサ409によるレーザ光208の検知に応じてCPU102から画像信号生成部101へ出力される。図5(A)に示すように、画像信号生成部101は、CPU102からTOP信号を受信すると、BD信号に同期してVDO信号をレーザ駆動部300へ出力することを開始する。レーザ駆動部300は、画像信号生成部101からのVDO信号に基づいて、光源401を発光させることで、レーザ光208によって感光ドラム4上に静電潜像を形成する。

0028

なお、図5(A)では、便宜上、VDO信号が多数のBD信号にわたる期間に連続的に出力されているように表現されている。しかし、実際には図5(B)に示すように、VDO信号は1つのBD信号が出力されてから次のBD信号が出力されるまでの間の所定の期間に出力される。

0029

次に、図5(B)は、図5(A)において時間的に隣り合う2つのBD信号を拡大した図であり、同図では、VDO信号に基づいて感光ドラム4の被走査面407上に形成されるトナー像(ドット)を模式的に示している。画像信号生成部101は、BD信号の立ち上がりエッジを検知すると、主走査方向において感光ドラム4の端部から所定の距離だけ離れた位置から静電潜像の形成が開始されるよう、所定時間の経過後にVDO信号の出力を開始する。

0030

図5(B)には、中央像高(軸上像高)及び端部像高(最軸外像高)において同じ期間だけ光源401を発光させるVDO信号を画像信号生成部101が出力した場合に被走査面407上に形成されるドット501,502が示されている。上述のように、端部像高におけるレーザ光208の走査速度は、中央像高におけるレーザ光208の走査速度よりも速い。このため、図5(B)に示すように、端部像高のドット501は、中央像高のドット502よりも主走査方向の幅が広がる(即ち、端部像高の部分倍率が中央像高の部分倍率よりも大きくなる)。

0031

本実施形態では、主走査方向の各位置(像高)に形成される、各画素に対応するドットの幅が実質的に均一になるように、主走査方向の位置に応じてVDO信号の周期または時間幅を調整することによって部分倍率補正を行う。例えば、図5(B)に示すように、端部像高のドット503が中央像高のドット504と同等のサイズになるよう、端部像高における光源401の発光時間を中央像高よりも短くする。これは、VDO信号におけるHレベルの継続時間を調整することによって実現できる。なお、VDO信号がHレベルである場合、光源401が点灯し(発光し)、VDO信号がLレベルである場合、光源401が消灯する(発光しない)。本実施形態では、後述するように、VDO信号の周期または時間幅のこのような調整は、画像信号生成部101において用いられる画像クロックの補正(変調)によって実現する。

0032

<画像信号生成部101>
図6(A)は、画像信号生成部101の構成を示すブロック図である。画像信号生成部101は、濃度補正処理部121、ハーフトーン処理部122、パラレルシリアル(PS)変換部123、FIFO処理部124、PLL部125、及び画像クロック制御部127を有する。なお、FIFO処理部124は、主走査方向の1ライン単位で画像データをバッファリングするためのラインバッファ(図示せず)を有している。

0033

濃度補正処理部121、ハーフトーン処理部122、及びPS変換部123は、クロック生成部103から供給されるクロック(VCLK)に同期して動作する。濃度補正処理部121は、入力された画像データに対して、ガンマ補正等の濃度補正処理を行う。なお、本実施形態では、画像データは、各画素の階調が8ビットで表現されたデータであるものとする。濃度補正処理部121は、濃度補正処理後の1画素当たり8ビットの画像データをパラレル形式でハーフトーン処理部122へ出力する。

0034

ハーフトーン処理部122は、入力された画像データに対してハーフトーン処理(スクリーン処理)を行い、ハーフトーン処理後の画像データ129をPS変換部123へ出力する。図7(A)は、ハーフトーン処理部122によるスクリーン処理で用いられるスクリーンの例を示しており、各階調値(濃度)に対応するスクリーンは、主走査方向及び副走査方向において3画素×3画素の200線のマトリクス153で表されている。各マトリクス153において、白い部分は光源401を発光させない(オフ)部分に対応し、白以外の部分は光源401を発光させる(オン)部分に対応する。マトリクス153を構成する各画素157は、例えば被走査面407上で600dpiの1ドットを形成するために画像データを区切る単位である。

0035

本実施形態では、図7(B)に示すように、1つの画素157は、主走査方向においてそれぞれ1画素の1/16の幅を有する16個の画素片で構成される。即ち、ハーフトーン処理後の各画素は16ビットで表現される。光源401のオン/オフは、画素片ごとに切り替えられる。このため、1画素で16段階の階調を表現可能である。このように、ハーフトーン処理部122は、1画素当たり16ビットの画像データ129をパラレル形式でPS変換部123へ出力する。

0036

PLL部125は、クロック生成部103から供給される、クロック(VCLK)の周波数を、(1画素当たりの画素片の数に相当する)16倍に逓倍することで、画像クロック126a(VCLK×16)を生成する。即ち、1周期が1画素に相当するクロック(VCLK)から、1周期が1画素片に相当するクロック(VCLK×16)が生成される。生成された画像クロック126aは、PS変換部123及び画像クロック制御部127へ供給されるとともに、書き込み用クロック(WCLK)としてFIFO処理部124へ供給される。

0037

PS変換部123は、入力された画像データ129をパラレル形式からシリアル形式に変換(即ち、1画素ごとに、パラレル形式の16ビットのデータをシリアル形式に変換)する。更に、PS変換部123は、変換後の画像データ130を、PLL部125から供給される画像クロック126aに同期してFIFO処理部124へ出力する。

0038

FIFO処理部124のラインバッファへの画像データの書き込み(ライト)は、画像クロック制御部127から出力されるライトイネーブル(WE)信号131によって制御される。また、FIFO処理部124のラインバッファからの画像データの読み出しリード)は、画像クロック制御部127から出力されるリードイネーブル(RE)信号132によって制御される。FIFO処理部124は、WE信号131がLレベルからHレベル(イネーブル状態)に切り替わると、PS変換部123から出力された画像データを、画像クロック126aに同期して、主走査方向の1ライン単位でラインバッファに格納する。

0039

また、FIFO処理部124は、RE信号132がLレベルからHレベル(イネーブル状態)に切り替わると、ラインバッファに格納された画像データをVDO信号140としてシリアル形式で出力する。その際、FIFO処理部124は、画像クロック制御部127から読み出し用クロック(RCLK)として供給される画像クロック126bに同期して、VDO信号140を出力する。画像クロック126bは、画像クロック制御部127において、部分倍率補正用の補正データに基づいて画像クロック126aを補正することによって得られる画像クロックである。レーザ駆動部300は、画像クロック126bに同期して出力されるVDO信号140に従って光源401を発光させることで、光源401からレーザ光(光ビーム)208を出射させる。このように、画像クロック126bは、光源401が発光するタイミングを制御するために用いられる。

0040

<画像信号生成部101による部分倍率補正>
本実施形態では、画像信号生成部101による画像データに対する部分倍率補正は、上述のように、画像クロックの周波数または周期を補正データに基づいて補正する(画像クロックを変調する)ことによって実現される。以下では、図8及び図9を参照して、画像信号生成部101によって実行される部分倍率補正について、より具体的に説明する。

0041

図8は、画像信号生成部101の動作を示すタイムチャートである。クロック生成部103から供給されるクロック(VCLK)の1周期は1画素に相当する。図8に示すように、ハーフトーン処理部122は、ハーフトーン処理後の、各画素が16ビットで表現される画像データ129を、クロック生成部103から供給されるクロック(VCLK)に同期して1画素ごとにパラレルデータとして出力している。

0042

PS変換部123は、画像データ129をPS変換して得られたシリアルデータ(画像データ130)を、PLL部125から供給される画像クロック126aに同期して1ビット(1画素片)ごとに出力している。本実施形態では、PLL部125によって生成される画像クロック126aの周波数は、クロック生成部103から供給されるクロック(VCLK)の周波数の16倍である。画像クロック126aの1周期は、PS変換部123から出力される1ビット(即ち、1画素の1/16の幅を有する画素片)に相当する。

0043

画像クロック制御部127は、CPU102からのTOP信号及びBD信号に従って、PS変換部123からFIFO処理部124への画像データの出力が開始されるタイミングに合わせて、WE信号131をLレベルからHレベルに切り替える。これにより、PS変換部123から出力された画像データが、画像クロック126a(WCLK)に同期して、FIFO処理部124のラインバッファに格納される。

0044

画像クロック制御部127は、CPU102からのTOP信号及びBD信号に従って、RE信号132をLレベルからHレベルに切り替える。これにより、FIFO処理部124は、画像クロック制御部127から供給される画像クロック126b(RCLK)に同期して、ラインバッファに格納された画像データをVDO信号140として出力することを開始する。

0045

画像クロック126b(RCLK)は、PLL部125によって生成された画像クロック126aの周波数(または周期)を補正することによって得られる画像クロックである。本実施形態では、画像クロック制御部127は、感光ドラム4の被走査面407上に形成される1ラインの画像の、主走査方向における部分倍率が補正されるように、FIFO処理部124に供給する画像クロック126b(RCLK)を制御する。

0046

画像クロック制御部127は、部分倍率を小さくする(主走査方向において画像を短くする)場合には、基準となる画像クロック126aの周波数を部分的に増加(周期を部分的に減少)させる補正を行う。この場合、補正後の画像クロック126b(RCLK)に同期してFIFO処理部124からVDO信号140が出力されることで、VDO信号140は、周期(周波数)または時間幅が短くなるように補正される。一方、画像クロック制御部127は、部分倍率を大きくする(主走査方向において画像を長くする)場合には、基準となる画像クロック126aの周波数を部分的に減少(周期を部分的に増加)させる補正を行う。この場合、補正後の画像クロック126b(RCLK)に同期してFIFO処理部124からVDO信号140が出力されることで、VDO信号140は、周期(周波数)または時間幅が長くなるように補正される。このようにして、VDO信号140の周期(周波数)または時間幅が補正されることで、部分倍率補正が実現される。

0047

図8の例では、第1番目の画素(1st画素)に対応するVDO信号140は、基準となる画像クロック126aと比べて、周期を15/16に短くした画像クロック126b(RCLK)に同期して出力されている。これにより、第1番目の画素に対応するドットの幅が主走査方向において縮むように補正されることになる。また、第2番目の画素(2nd画素)に対応するVDO信号140は、基準となる画像クロック126aと比べて、周期を18/16に長くした画像クロック126b(RCLK)に同期して出力されている。これにより、第2番目の画素に対応するドットの幅が主走査方向において伸びるように補正されることになる。

0048

次に、図9は、部分倍率の補正前及び補正後の画像データの例を示す図である。図9の例では、PS変換部123から出力されるシリアルデータ(画像データ130)の、主走査方向に連続する7画素の領域を対象として、当該対象領域において部分倍率補正が行われている。図9(A)は、対象領域における部分倍率を8%増加させる補正を行う例、図9(B)は、対象領域における部分倍率を7%減少させる補正を行う例である。本実施形態の画像クロック制御部127は、画像クロック126aの周波数を、当該周波数に部分倍率補正用の補正率を乗算して得られる周波数に補正することで、画像クロック126bを生成する。

0049

図9(A)の例では、画像クロック制御部127は、連続する7画素に相当する112個の連続する画素片群の領域を対象として、画像クロック126aの周波数を補正率92%で補正している(即ち、周波数を8%減少させている)。これにより、対象領域における画像の部分倍率を8%増加させることができる。即ち、感光ドラム4の被走査面407上に形成される対象領域の各画素を、主走査方向に伸ばすことができる。

0050

一方、図9(B)の例では、画像クロック制御部127は、連続する7画素に相当する112個の連続する画素片群の領域を対象として、画像クロック126aの周波数を補正率107%で補正している(即ち、周波数を7%増加させている)。これにより、対象領域における画像の部分倍率を7%減少させることができる。即ち、感光ドラム4の被走査面407上に形成される対象領域の各画素を、主走査方向に縮ませることができる。

0051

上述のように、レーザ光208の走査速度は、レーザ光208による被走査面407上の主走査位置(像高)に応じて変化する。その結果、像高に応じて部分倍率が変化する。図3に示すように、像高の絶対値が大きくなる程、レーザ光208の走査速度が速くなり、部分倍率が大きくなる。このため、画像信号生成部101(画像クロック制御部127)は、レーザ光208による1ラインの走査領域において画像が形成される画像領域内で部分倍率が均一となるよう、感光ドラム4上の像高に応じて定められる補正率を用いて、部分倍率補正を行う。

0052

このような部分倍率補正によって、各主走査位置(像高)に形成される、各画素に対応するドットの幅を、実質的に均一になるように補正することが可能である。なお、各ドットの幅は、多少のばらつきがあってもよく、ほぼ均一となるように補正されてもよい。また、画像クロック制御部127による画像クロックの周波数または周期の補正は、画素ごとに行われてもよいし、あるいは、複数の画素単位で行われてもよい。

0053

<画像クロック制御部127>
次に、画像クロック制御部127の構成及び動作について、より具体的に説明する。図6(B)は、画像信号生成部101内の画像クロック制御部127の構成を示すブロック図である。画像クロック制御部127は、補正制御部141、及び画像クロック補正部142を有する。

0054

補正制御部141は、上述のように、CPU102から出力されるTOP信号及びBD信号に従って、FIFO処理部124へ出力するWE信号131及びRE信号132を制御することで、FIFO処理部124を制御する。また、補正制御部141は、画像クロック補正部142へ出力する設定信号143を制御することで、画像クロック補正部142を制御する。

0055

画像クロック補正部142は、補正制御部141から出力される設定信号143に基づいて、入力された画像クロック126aの周波数または周期を補正し、補正後の画像クロック126b(RCLK)をFIFO処理部124へ出力する。即ち、画像クロック126aの周波数(周期)を基準として、当該基準となる周波数(周期)から補正された周波数(周期)のクロックが画像クロック126b(RCLK)として生成され、FIFO処理部124へ供給される。

0056

本実施形態のCPU102は、部分倍率補正用の補正データとして、感光ドラム4上の各像高における、画像クロック126aの周波数の補正率を示すデータを、制御信号110を介して補正制御部141へ出力する。この補正データは、データ記憶部104に予め格納されており、データ記憶部104からCPU102によって読み出されて使用される。なお、画像クロック制御部127または画像信号生成部101内に補正データを格納するためのレジスタが設けられてもよい。その場合、補正制御部141は、レジスタに格納された補正データを読み出して使用する。

0057

また、本実施形態の画像クロック補正部142は、入力された画像クロック126aの周波数を設定信号143に従って変更する(偏移させる)ことが可能なPLL(周波数シンセサイザ)回路によって構成されている。画像クロック補正部142を構成するPLL回路には、例えば、外部から分周比の設定を変更可能なプログラマブル分周器が設けられている。その場合、補正制御部141は、設定信号143を用いて、補正データが示す補正率に従ってプログラマブル分周器の設定を行うことで、補正後の画像クロック126bの周波数を設定する。これにより、画像クロック補正部142は、入力された画像クロック126aの周波数を、設定信号143によって設定された周波数に補正することで、補正後の画像クロック126bを生成する。更に、クロック補正部142は、生成した画像クロック126bをFIFO処理部124へ出力する。

0058

<画像クロックの周波数制御>
次に、図10及び図11を参照して、感光ドラム4の被走査面407がレーザ光208によって主走査方向に走査される間に画像クロック制御部127によって実行される、画像クロック126bの周波数制御について説明する。

0059

画像クロック制御部127(補正制御部141)は、CPU102からBD信号が出力されたタイミングに基づいて、感光ドラム4上のレーザ光208による走査位置を特定できる。具体的には、クロック生成部103から供給される、基準となる画像クロック126a(以下、「基準画像クロック126a」とも称する。)を、BD信号の出力タイミングからカウントすることによって特定できる。本実施形態では、基準画像クロック126aの周波数(以下、「基準周波数」とも称する。)は、画像領域内の全体倍率(画像領域内の倍率の平均値)に合わせて定められている。即ち、画像領域内をレーザ光208で走査するのに要する時間と、画像領域内の画素数とから、レーザ光208による1画素当たりの走査時間を求め、求めた走査時間の逆数を基準周波数として定めることができる。

0060

画像信号生成部101(画像クロック制御部127)は、レーザ光208によって主走査方向に走査される1ラインの走査領域内の、感光ドラム4上で画像が形成される画像領域において、上述の部分倍率補正を行う。なお、本明細書において走査領域には、感光ドラム4の被走査面407上の領域だけでなく、被走査面407の外部の領域も含まれる。また、画像領域外である非画像領域には、被走査面407上の画像領域以外の領域と、1ラインの走査領域における被走査面407の外部の領域とが含まれる。

0061

具体的には、画像クロック制御部127は、BD信号に基づいて特定される画像領域において、CPU102からの補正データに従って、基準画像クロック126aの周波数を基準周波数から補正して画像クロック126bを生成する。なお、画像クロック制御部127は、画像領域外である非画像領域では、画像クロック126bの周波数が基準周波数となるように、画像クロック126bを生成する。これにより、FIFO処理部124へ出力する画像クロック126bの周波数を制御する。FIFO処理部124は、画像クロック制御部127から供給される画像クロック126b(RCLK)に同期してVDO信号140をレーザ駆動部300へ出力する。このように、VDO信号140の出力用の画像クロック126bの周波数を補正データに従って制御することで、主走査方向に形成される1ラインの画像の部分倍率が補正される。

0062

ここで、図10は、BD信号が出力されたタイミングから、レーザ光208が主走査方向に1ラインの走査領域を走査する間の、画像クロックの周波数の補正率の時間変化を例示している。なお、図10(A)は、本実施形態に対する比較例の周波数制御を示し、図10(B)は、本実施形態に係る周波数制御を示している。

0063

図10において、補正率は、基準周波数に対する補正後の画像クロック126b(RCLK)の比を示しており、補正率100%は基準周波数に相当する。即ち、補正後の画像クロック126b(RCLK)の周波数は、感光ドラム4上の各像高(各走査位置)において、図10に示す補正率を基準周波数に乗算して得られる周波数となる。このため、画像クロック126b(RCLK)の周波数は、BD信号の出力タイミングを基準とした1主走査ラインにおいて、図10に示す補正率と同様に変化する。図10(A)及び(B)に示すように、画像領域の始点1001から終点1002までの範囲では、図3に示すような各像高の部分倍率を補正するように、画像クロック126b(RCLK)の周波数が像高に応じて補正される。このために、始点1001から終点1002までの範囲における補正率は、各像高の部分倍率に対応する値に定められる。

0064

図10(A)に示す比較例では、画像クロック126bの周波数は、BD信号の出力タイミング(時間0)から画像領域の始点1001の直前まで、基準周波数に維持されている。その後、画像クロック126bの周波数は、画像領域の始点1001の直前に、基準周波数から、端部像高における補正率(約112%)に対応する周波数に、比較的大きな変化幅(10%以上)で切り替わるように制御される。この場合に、画像クロック126bの周波数は、画像領域の始点1001で、端部像高における補正率に対応する周波数への切り替えが完了している必要がある。しかし、画像クロック制御部127では、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性に起因して、画像クロック126bの周波数の制御に誤差が生じる可能性がある。

0065

ここで、図11は、画像領域の始点1001において図10(A)に示すような画像クロック126bの周波数の切り替えを行う場合の、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性を示す図である。同図では、BD信号の出力タイミング(時間0)におけるPLL回路の出力信号(画像クロック126b)の周波数を基準(100%)として、当該基準となる周波数に対する比(周波数比)を示している。また、図11(A)は、PLL回路が速い応答特性を有する場合、図11(B)は、PLL回路が遅い応答特性を有する場合をそれぞれ示し、図11(C)は、図11(A)に示す周波数比と図11(B)に示す周波数比との間の差を示している。

0066

速い応答特性を有するPLL回路は、図10(A)に示すような大きな変化幅で周波数を切り替える場合でも、図11(A)に示すように短い時間で周波数の切り替えを行うことが可能である。一方、遅い応答特性を有するPLL回路は、大きな変化幅で周波数を切り替える場合には、図11(B)に示すように周波数の切り替えに長い時間を要することになる。このようなPLL回路の応答特性の差異は、PLL回路の特性のばらつきの他に、電源電圧、周囲の温度、周辺回路定数のばらつき等の影響に起因する。

0067

本実施形態の画像形成装置1のように、所望のfθ特性を有しない結像レンズ406を使用するために大きな変化幅(例えば10%以上)で画像クロックを制御する場合には、このようなPLL回路の応答特性の差異の影響を受けやすくなる。具体的には、PLL回路の応答特性が遅い場合、図10(A)に示す補正率を用いて画像クロック126bの周波数の切り替えを行っても、画像領域の始点1001までに画像クロック126bの周波数の切り替えが間に合わない可能性がある。例えば、図11(C)に示すように、PLL回路の応答特性が遅い場合と速い場合との間の周波数差積分値は150%を超えることがある。このような場合、感光ドラム4上に形成される画像には、PLL回路の応答特性の差異に起因して、主走査方向において1.5画素以上のずれが生じる結果となる。これは、モアレ色ずれ等の画像不良の原因となる。したがって、画像領域の始点1001における画像クロック126bの周波数の切り替えは、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性の差異による影響が抑えられるように行われる必要がある。

0068

そこで、本実施形態の画像クロック制御部127は、PLL回路の応答特性の差異を考慮して、主走査方向の1ラインに適用する画像クロックの周波数が非画像領域において緩やかに変化するように、画像クロックの周波数の制御(補正)を行う。具体的には、補正制御部141は、レーザ光208が1ラインの走査領域を走査する主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、画像クロック126bの周波数を制御する。更に、補正制御部141は、画像クロック126bの周波数を制御する際に、画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの画像クロック126bの周波数の変化量である変化率(傾き)を、画像領域における変化率よりも小さくする。

0069

図10(B)は、本実施形態に係る、画像クロック126b(RCLK)の周波数に適用する補正率の例を示している。本実施形態では、図10(B)に示すように、BD信号の出力タイミング(時間0)から画像領域の始点1001までの非画像領域では、画像クロック126bの周波数が、図10(A)に示す比較例よりも緩やかな変化率で制御される。具体的には、非画像領域における画像クロック126bの周波数の変化率(単位時間当たりの変化量)が、始点1001から終点1002までの画像領域における変化率よりも小さくなるように、画像クロック126bの周波数が制御される。なお、始点1001は、画像領域の、レーザ光208による走査開始側の端部に相当する。

0070

図10(B)に示す例では、補正制御部141は、レーザ光208が1ラインの走査領域の走査を開始してから始点1001に達するまでの間に、画像クロック126bの周波数を、基準周波数から、始点1001における目標周波数まで変化させている。目標周波数は、部分倍率補正を行うための周波数であり、上述のように、感光ドラム4上の像高に応じて定められる補正率(約112%)に対応している。また、補正制御部141は、非画像領域における変化率よりも小さい変化率で、画像クロック126bの周波数を変化させている。

0071

本実施形態では、図10(B)に示すように、画像クロック126bの周波数の、基準周波数からの制御は、レーザ光208が始点1001に達するタイミングまでに画像クロック126bの周波数が目標周波数に達するように開始されてもよい。また、基準周波数から目標周波数への画像クロック126bの周波数の制御を開始したタイミングから、画像クロック126bの周波数が目標周波数に達するまでの間、画像領域における変化率よりも小さく、かつ、一定の変化率で、周波数制御が行われてもよい。

0072

このような制御により、画像クロック補正部142内のPLL回路に依存せず、画像領域の始点1001(端部像高)において、画像クロック126bの周波数を、部分倍率補正を適切に行うための補正率に対応する周波数に制御することが可能になる。即ち、画像クロック補正部142内のPLL回路が遅い応答特性を有している場合であっても、画像クロック126bの周波数を画像領域内において部分倍率補正に適した周波数に制御することが可能になる。したがって、画像領域における部分倍率補正の精度の低下を抑えることが可能になる。

0073

画像クロック制御部127では、補正制御部141は、上述のように画像クロック126bの周波数が変化するように、基準画像クロック126aから画像クロック126bを生成する画像クロック補正部142を制御する。本実施形態では、補正制御部141は、CPU102からの補正データに従って、画像クロック補正部142によって生成される画像クロック126bの周波数を制御する。これは、図10(B)に示すような補正率を示す補正データを予め用意し、データ記憶部104に格納しておくことで実現できる。この場合、CPU102がデータ記憶部104に格納された補正データを読み出して補正制御部141に提供すればよい。

0074

なお、レーザ光208による1ラインの走査が行われる間に、画像領域の終点1002以降の非画像領域に適用する画像クロック126bについては、変化率を任意の値に設定することが可能である。図10(B)では、一例として、画像領域の終点1002において画像クロック126bの周波数が大きな変化率で基準周波数に変化するように、画像クロック126bの補正率が定められている。この場合、画像クロック補正部142内のPLL回路が遅い応答特性を有していて、画像クロック126bの制御に遅れが生じたとしても、画像クロック126bの周波数に生じる誤差が画像領域における部分倍率補正に影響することはない。

0075

以上説明したように、本実施形態によれば、所望のfθ特性を有する結像レンズ(走査レンズ)を用いない画像形成装置1において、画像クロック126bの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できる。

0076

なお、上述の例では画像クロック126bの周波数の変化率に着目しているが、補正制御部141は、画像領域における画像クロック126bの周波数に応じて、画像領域外である非画像領域における画像クロック126bの周波数を決めてもよい。この場合、補正制御部141は、非画像領域における画像クロック126bの周波数を、画像領域の走査開始側の端部(始点1001)における周波数に対して所定の変化幅の範囲内の値としてもよい。即ち、補正制御部141は、非画像領域において、始点1001における周波数に対して所定の変化幅の範囲内で画像クロック126bの周波数が変化するよう、画像クロック補正部142を制御してもよい。この所定の変化幅は、画像クロック126bの周波数制御に対する、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性の影響を抑えられる範囲として定められうる。画像クロック補正部142は、レーザ光208が1ラインの走査領域の走査を開始してから始点1001に達するまでの間に、画像クロック126bの周波数が始点1001における目標周波数になるよう、基準画像クロック126aの周波数を補正する。このような周波数制御によって、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性の影響に起因して画像クロック126の周波数制御に生じる誤差を低減できる。その結果、そのような誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できる。

0077

[第2実施形態]
第2実施形態では、BD信号の出力タイミングから画像領域の始点1001までの非画像領域において、第1実施形態とは異なる方法で画像クロック126bの周波数制御を行う。具体的には、画像クロック制御部127において画像クロック126bを生成するために用いる基準画像クロック126aの周波数(基準周波数)を、第1実施形態では、全体倍率(画像領域内の倍率の平均値)に合わせて定めている。これに対し、本実施形態では、基準周波数を、全体倍率に合わせて定められる周波数ではなく、画像領域の始点1001における目標周波数に設定する。なお、以下では、第1実施形態と共通する部分については説明を省略し、第1実施形態との相違点を中心に説明する。

0078

図12(A)は、本実施形態に係る、画像クロック126b(RCLK)の周波数に適用する補正率の例を示している。本実施形態では、BD信号の出力タイミング(時間0)における画像クロック126bの周波数に相当する基準周波数を、画像領域の始点1001における目標周波数と同一の周波数にしている。これにより、図10(B)に示すように、BD信号の出力タイミング(時間0)から画像領域の始点1001までの非画像領域では、画像クロック126bの周波数が、画像領域の始点1001における目標周波数と同一の周波数で固定されるように制御される。

0079

これにより、画像クロック補正部142内のPLL回路に依存せず、画像領域の始点1001(端部像高)において、画像クロック126bの周波数を、部分倍率補正を適切に行うための補正率に対応する周波数に制御(補正)することが可能になる。即ち、第1実施形態と同様、画像クロック補正部142内のPLL回路が遅い応答特性を有している場合であっても、画像クロック126bの周波数を画像領域内において部分倍率補正に適した周波数に制御することが可能になる。

0080

なお、基準周波数は、必ずしも画像領域の始点1001(端部像高)における目標周波数に設定される必要はなく、画像クロック補正部142内のPLL回路の応答特性の影響を抑えられる範囲内で、異なる値に設定されてもよい。例えば、第1実施形態で使用されている、全体倍率(画像領域内の倍率の平均値)に合わせて定められる周波数よりも高く、画像領域の始点1001における目標周波数よりも低い周波数に定められてもよい。これにより、全体倍率に合わせて定められる周波数を基準周波数に設定する場合よりも、非画像領域における画像クロック126bの周波数の変化幅を小さくすることができ、変化率を抑えた画像クロック126bの周波数の制御が容易になる。

0081

[第3実施形態]
第3実施形態では、非画像領域における画像クロック126bの周波数を固定する期間ができるだけ短くなるように、画像クロック126bの周波数制御を行う。これにより、部分倍率補正の精度を向上とともに、画像クロック126bによって生じる不要輻射ノイズを低減する。以下では、第1及び第2実施形態と共通する部分については説明を省略し、第1及び第2実施形態との相違点を中心に説明する。

0082

一般に、画像クロックのように数十MHzの帯域幅の信号を発生させると、不要輻射ノイズが放射される問題がある。このような不要輻射ノイズを低減する方法として、例えば、画像クロックの周波数を遷移させることで、ノイズの周波数成分を周波数領域において分散させることが挙げられる。不要輻射ノイズは、生成される画像クロックの周波数が固定される時間が長いほど多くなる。一方で、画像クロックの周波数の変化率を大きくするほど、不要輻射ノイズは低減される。

0083

そこで、本実施形態では、画像クロック126bの周波数制御の誤差に起因して部分倍率補正の精度に劣化が生じない範囲で、画像クロック126bの周波数ができるだけ変化するように、画像クロック126bの周波数制御を行う。図12(B)は、本実施形態に係る、画像クロック126b(RCLK)の周波数に適用する補正率の例を示している。図12(B)に示すように、補正制御部141は、非画像領域において、画像クロック126bの周波数が変化する期間1202,1203の総和が、画像クロック126bの周波数が一定の期間1201,1204の総和よりも長くなるように周波数制御を行う。これにより、例えば第1実施形態(図10(B))よりも、非画像領域において画像クロック126bの周波数が一定となる期間を短くすることができるとともに、画像クロック126bの周波数が変化する期間を長くする。これにより、第1実施形態と比べて、画像クロック126bに起因した不要輻射ノイズを低減できる。

0084

このように、本実施形態によれば、画像形成装置1において、画像クロック126bの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できるとともに、不要輻射ノイズを低減することが可能になる。

0085

1:画像形成装置、100:制御部、300:レーザ駆動部、400:光走査装置、101:画像信号生成部、102:CPU、103:クロック生成部、104:データ記憶部、409:BDセンサ、125:PLL部、127:画像クロック制御部、141:補正制御部、142:画像クロック補正部(PLL)

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