JP2004098592A - 画像形成装置およびその走査長制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化を低減することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の変調部４８（４８Ａ，４８Ｂ）においては、第一のカウント手段５３ａが乱数分カウントした後、第二のカウント手段５３ｂはカウントを開始し、第二のカウント手段５３ｂのカウント値が設定値５７に応じた最大値になると、ＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９はそれぞれ出力周波数を変え、変えられた出力周波数のＰＷＭ信号およびクロック信号を出力する。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する画像形成装置およびその走査長制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーザ光により画像露光を行う電子写真装置においては、レーザ光を回転多面鏡（ポリゴンミラー）に照射して偏向し、その偏向された反射光で感光体上を露光する方法が用いられている。ここで、感光体としては、レーザ光源から等距離すなわちポリゴンミラーの反射面から円弧を描く形状のものが望ましいが、露光後の画像形成のため、多くの画像形成装置では、円筒形の感光体を採用している。
【０００３】
また、複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により、感光体上のそれぞれ対応するラインを露光走査する電子写真装置においても、同様に、円筒形の感光体が用いられているので、各光源から感光体までの光路長がそれぞれ異なり、各レーザ光による主走査倍率（主走査方向の走査長であって主走査長ともいう）に差が生じることになる。また、各レーザ光の波長の差によっても、各レーザ光による主走査倍率に差が生じることになる。
【０００４】
この主走査倍率の差を補正する方法として、対応するレーザ光の走査ライン上において画素単位でスペースを挿入または削除することにより対応するレーザ光の走査長を補正する方法が特開２０００−２３８３４２号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、円筒形の感光体は大きな直径を有するため、各レーザ光による主走査倍率の差は無視可能な程度のものであったが、近年、装置の小型化に伴う感光体の小型化により、その主走査倍率の差を無視することができない状況にある。
【０００６】
また、光源と感光体の間にｆ−θレンズなどの光学素子を設けて上記補正を行う方法もあるが、この光学素子に対しては高い精度が要求され、コストアップを招くことになる。また、レーザ光の波長差により生じる主走査倍率差は、光学素子で補正することができないので、レーザ光の波長を選別するなどの方法で、この主走査倍率差の低減に対処するしかない。
【０００７】
また、特開２０００−２３８３４２号公報に記載の、画素単位でスペースを挿入または削除する方法では、画像の構成が不連続になるという問題を生じる。例えば連続した黒い画像を形成する場合、連続した黒の中に空白、つまり白を挿入することになり、画質の劣化を招くことになる。
【０００８】
本発明の目的は、コストアップを招くことなく、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化を低減することができる画像形成装置およびその走査長制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置であって、前記複数の変調手段の少なくとも１つは、１画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力手段と、１画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力手段と、前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生手段と、対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント手段と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値に前記第一のカウント手段のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント手段とを有し、前記クロック出力手段と前記ＰＷＭデータ出力手段とは、前記第二のカウント手段のカウント値が所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第一のカウント手段は、前記クロックのカウントの開始後に、次の走査開始信号が出力されると、カウント値をクリアすることを特徴とする。
【００１１】
また、前記所定値は、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光による前記潜像担持体上の走査長の差から算出される値であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記所定値は、予め設定されている固定値であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第二のカウント手段は、カウント値が所定値に到達すると、カウント値をクリアすることを特徴とする。
【００１４】
また、前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックの個数の制御により可変されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、電圧または電流に応じて可変可能であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置であって、前記複数の変調手段の少なくとも１つは、１画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力手段と、１画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力手段と、前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生手段と、対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント手段と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値と第一の所定値との加算値に、前記第一のカウント手段のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント手段とを有し、前記クロック出力手段と前記ＰＷＭデータ出力手段とは、前記第二のカウント手段のカウント値が第二の所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第一のカウント手段は、前記クロックのカウントの開始後に、次の走査開始信号が出力されると、カウント値をクリアすることを特徴とする。
【００１８】
また、前記第二の所定値は、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光による前記潜像担持体上の走査長の差と前記潜像担持体上の有効走査長とから算出される値であることを特徴とする。
【００１９】
また、前記第二の所定値は、予め設定されている固定値であることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第二のカウント手段は、カウント値が前記第二の所定値に到達すると、該カウント値をクリアすることを特徴とする。
【００２１】
また、前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ手段の出力周波数は、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックの個数の制御により可変されることを特徴とする。
【００２２】
また、前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、電圧または電流に応じて可変可能であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数の光源のうち、対応する光源から発光されたレーザ光による走査長を制御する制御工程を備え、前記制御工程は、１画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力工程と、１画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力工程と、前記クロック出力工程から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生工程と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント工程と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生工程から発生された乱数の値に前記第一のカウント工程のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント工程とを有し、前記クロック出力工程と前記ＰＷＭデータ出力工程では、前記第二のカウント工程のカウント値が所定値に到達すると、前記クロックと前記ＰＷＭデータとのそれぞれの出力周波数を変えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数の光源のうち、対応する光源から発光されたレーザ光による走査長を制御する制御工程を備え、前記制御工程は、１画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力工程と、１画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力工程と、前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生工程と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント工程と、前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値と第一の所定値との加算値に、前記第一のカウント工程のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント工程とを有し、前記クロック出力工程と前記ＰＷＭデータ出力工程では、前記第二のカウント工程のカウント値が第二の所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００２７】
画像形成装置は、図１に示すように、複数枚の原稿を積載可能な原稿給紙装置１と、副走査方向に移動可能に構成されているスキャナユニット４とを備える。原稿給紙装置１は、積載されている複数枚の原稿をその先頭から１枚ずつ原稿台ガラス２上へ搬送する。スキャナユニット４は、原稿台ガラス２上に搬送された原稿を照明するためのランプ３と、原稿台ガラス２上の原稿からの反射光を反射ミラー６に導くための反射ミラー５とを搭載する。反射ミラー６は、反射ミラー７と協働して反射ミラー５からの反射光をレンズ８に導き、レンズ８は、上記反射光をイメージセンサ部９に結像する。イメージセンサ部９は、結像された光像を電気信号に変換し、この電気信号は所定の処理が施された後に、画像信号として露光制御部１０に入力される。
【００２８】
露光制御部１０は、入力された画像信号に基づきレーザ光を発光し、このレーザ光で感光ドラム１１上を露光走査する。このレーザ光の露光走査により、感光ドラム１１上には、レーザ光に応じた潜像が形成される。この感光ドラム１１上に形成された潜像は、現像器１３から供給されたトナーによりトナー像として可視像化される。
【００２９】
また、上記レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、カセット１４またはカセット１５からシートが給紙され、このシートは搬送路を介して転写部１６へ向けて搬送される。この搬送されたシート上には、転写部１６により、感光ドラム１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写されたシートは、定着部１７に搬送される。
【００３０】
定着部１７においては、シート上のトナー像が熱圧されてシート上に定着される。この定着部１７を通過したシートは、排紙ローラ対１８を経て外部に排出される。
【００３１】
トナー像の転写後の感光ドラム１１の表面は、クリーナ２５で清掃された後に、補助帯電器２６で除電される。そして、感光ドラム１１の表面の残留電荷が前露光ランプ２７で消去されて一次帯電器２８において良好な帯電が得られる状態にされた後に、一次帯電器２８で感光ドラム１１の表面が帯電される。
【００３２】
上記一連の工程を繰り返すことにより、複数枚の画像形成が可能になる。
【００３３】
次に、上記露光制御部１０の詳細な構成について図２および図３を参照しながら説明する。図２は図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す平面図、図３は図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す側面図である。
【００３４】
次に、上記露光制御部１０の詳細な構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す平面図である。
【００３５】
露光制御部１０は、図２に示すように、ツインレーザ構成の半導体レーザ４３を駆動するレーザ駆動装置３１を有する。半導体レーザ４３の内部には、レーザ光の一部を検出するＰＤセンサ（図示せず）が設けられ、レーザ駆動装置３１は、ＰＤセンサの検出信号を用いて半導体レーザ４３のＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行う。半導体レーザ４３から発光された２つのレーザ光は、コリメータレンズ３５および絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径でポリゴンミラー（回転多面鏡）３３に入射する。ポリゴンミラー３３は、図中の矢印が示す方向に等角速度で回転しており、この回転に伴い、ポリゴンミラー３３に入射したレーザ光は、連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなった反射されたレーザ光は、ｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。同時に、ｆ−θレンズ３４は走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うので、ｆ−θレンズ３４を通過したレーザ光は、感光ドラム１１上に図中の矢印の方向に等速で結合走査される。感光ドラム１１の一方の端部近傍には、ポリゴンミラー３３から反射されたレーザ光を検出するビームディテクト（以下、ＢＤという）センサ３６が設けられており、ＢＤセンサ３６の検出信号はポリゴンミラー３３の回転とデータの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。
【００３６】
このようなレーザ駆動装置３１においては、１走査中のレーザ光の光量を一定に保持するために、１走査中の光検出区間でレーザ光の出力を検出して半導体レーザ４３の駆動電流を１走査の間保持するという駆動方式を採用している。
【００３７】
次に、半導体レーザ４３に対する具体的な制御方法について図３を参照しながら説明する。図３は図２の半導体レーザ４３に対する具体的な制御構成を示す回路図である。
【００３８】
半導体レーザ４３は、図３に示すように、２つのレーザ光を出力可能なチップであり、２つのレーザダイオード４３Ａ，４３Ｂと、上記ＰＤセンサ４３Ｃとから構成される。各レーザダイオード４３Ａ，４３Ｂの駆動電源には、バイアス電流源４１Ａ，４１Ｂとパルス電流源４２Ａ，４２Ｂとが適用されており、これにより、レーザダイオード４３Ａ，４３Ｂの発光特性の改善が図られている。また、レーザ光の発光を安定化させるために、ＰＤセンサ４３Ｃからの出力信号を用いてバイアス電流源４１Ａ，４１Ｂに帰還をかけ、レーザダイオード４３Ａ，４３Ｂの発光時のバイアス電流量の自動制御が行われている。すなわち、感光ドラム１１への画像ラインのレーザ光照射の間欠期間において、以下のように、各レーザダイオード４３Ａ，４３Ｂの発光量が調整される。
【００３９】
レーザダイオード４３Ａのバイアス電流量を制御する場合は、シーケンスコントローラ４７が、レーザダイオード４３Ａのバイアス電流制御ラインＢＩＡＳ＿Ａをアクティブとし、スイッチ５０Ａをオンにする。逆に、レーザダイオード４３Ｂのバイアス電流制御ラインＢＩＡＳ＿Ｂはアンアクティブされ、スイッチ５０Ｂがオフされる。次いで、ラインＦＢがアクティブとされて、スイッチ５１がオンし、フィードバックループが形成される。そして、ラインＦＵＬＬ＿Ａがアクティブとされて、論理素子４０ＡがＯＮ信号をスイッチ４９Ａへ出力する。このとき、ラインＦＵＬＬ＿Ｂはアンアクティブにされている。この状態で、バイアス電流源４１Ａとパルス電流源４２Ａからの電流の和がレーザダイオード４３Ａへ流れる。そのときのＰＤセンサ４３Ｃからの出力信号は電流電圧変換器４４に入力されて電圧に変換され、この電圧は増幅器４５で増幅された後に、スイッチ５１を介してＡＰＣ回路４６Ａに入力される。
【００４０】
次いで、このＡＰＣ回路４６Ａからの出力は、ラインＶＡＰＣ＿Ａを介してバイアス電流源４１Ａに制御信号として供給される。この制御信号により、レーザダイオード４３Ａを目標光量で発光させられるバイアス電流の設定が可能となる。なお、レーザダイオード４３Ｂの光量制御時には、ラインＢＩＡＳ＿ＡとラインＢＩＡＳ＿Ｂの論理を反転させ、かつラインＦＵＬＬ＿ＡとラインＦＵＬＬ＿Ｂの論理を反転させることにより、同様のシーケンスで、バイアス電流制御を実行することができる。この回路方式はＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路方式といわれ、現在レーザを駆動する回路方式として一般的なものである。
【００４１】
レーザは温度特性を有し、温度が高くなるほど一定の光量を得るための電流量は増加する。また、レーザは自己発熱するため、一定の電流を供給するだけでは一定の光量を得ることができず、これらは画像形成に重大な影響を及ぼす。このことを解決する方法としては、１走査毎に前述したＡＰＣ回路方式を用いて、走査毎の発光特性が一定になるように、走査毎に流す電流量を制御する方法がある。このようにして一定光量に制御されたレーザ光は、変調部４８Ａ，４８Ｂで変調されたデータでスイッチ４９Ａ，４９Ｂをオン／オフすることにより、オン／オフされ、このレーザ光により感光ドラム１１上に画像（静電潜像）が形成されることになる。
【００４２】
次に、変調部４８Ａ，４８Ｂの詳細な構成について図４を参照しながら説明する。図４は図３の変調部４８Ａ，４８Ｂの詳細な構成を示すブロック図である。ここで、変調部４８Ａ，４８Ｂは同じ構成を有するものとし、それらを総称して変調部４８というものとする。すなわち、本実施形態では、各光源（レーザダイオード）の数分の変調部が設けられ、各変調部は、それぞれ対応する光源の走査長を制御可能であるとする。よって、例えば各レーザ光源のうち、走査長が長い１つの光源を基準にして、他の光源の走査長を基準の光源の走査長に一致させるように補正することも可能であるし、また各光源の走査長を予め決められている基準走査長に一致させるように補正することも可能である。また、走査長が他の光源に比して短い光源が予め特定されているような場合、この光源に対する変調部のみを走査長の補正が可能なように構成してもよい。
【００４３】
上述したように、半導体レーザ４３の各レーザダイオード４３Ａ，４３Ｂからそれぞれ発光されたレーザ光は、ポリゴンミラー３３により偏向されて感光ドラム１１面上を露光走査する。ポリゴンミラー３３はスキャナモータ５１により回転され、このスキャナモータ５１はモータドライバ５０により駆動される。レーザ光が感光ドラム１１を走査する際には、このレーザ光が走査開始位置に到達すると、このレーザ光がＢＤセンサ３６により検知され、ＢＤセンサ３６から走査開始位置信号が出力される。このＢＤセンサ３６の出力は、変調部４８に入力される。
【００４４】
変調部４８は、図４に示すように、第一および第二のカウント手段５３ａ，５３ｂと、第一および第二のデータ比較手段５４ａ，５４ｂと、乱数発生手段５５と、演算手段５６と、ＰＷＭ出力手段５８と、クロック出力手段５９とを有する。第一のカウント手段５３ａは、クロック出力手段５９から出力されるクロックをカウントアップし、ＢＤセンサ３６の出力でそのカウント値をクリアする。乱数発生手段５５は、クロック出力手段５９の出力毎に乱数を発生する。第一のデータ比較手段５４ａは、第一のカウント手段５３ａのカウント値と乱数発生手段５５で発生された乱数の値とを比較し、その比較結果に応じてイネーブル信号を第二のカウント手段５３ｂに出力する。
【００４５】
第二のカウント手段５３ｂは、第一のカウント手段５３ａと同様に、クロック出力手段５９から出力されるクロックをカウントアップする。第二のデータ比較手段５４ｂは、演算手段５６の出力と、第二のカウント手段５３ｂの出力を比較し、その比較結果に応じてリセット信号を第二のカウント手段５３ｂに出力する。第二のカウント手段５３ｂは、上記リセット信号が入力されると、そのカウント値をリセットすると同時に、制御信号をＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９に出力する。
【００４６】
次に、動作について図５および図６を参照しながら説明する。図５は図４の変調部４８におけるＢＤセンサ出力、各カウント値および制御信号の出力例を示すタイミングチャート、図６は制御信号とＰＷＭ信号およびクロック信号の出力例を示すタイミングチャートである。
【００４７】
第一のカウント手段５３ａは、クロック出力手段５９から出力されるクロック信号（ビデオクロック）をカウントアップし、ＢＤセンサ３６の出力により第一のカウント手段５３ａのカウント値をクリアし、そして再び上記クロック信号のカウントを開始する（図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照）。乱数発生手段５５は、クロック出力手段５９から出力されるクロック信号毎に、乱数を発生する（図５（ｄ）を参照）。ここで、発生される乱数は便宜上０〜３の範囲の値をとるものとする。この乱数発生手段５５から発生された乱数の値（ＢＤセンサ３６の出力が入力された時点での値）は、第一のデータ比較手段５４ａにおいて、第一のカウント手段５３ａのカウント値と比較され、両者が一致すると、第二のカウント手段５３ｂを動作可能にするためのイネーブル信号が第二のカウント手段５３ｂに出力される。
【００４８】
第二のカウント手段５３ｂは、上記イネーブル信号が入力されると、クロック出力手段５９から出力されたクロックのカウントアップを開始する（図５（ｅ）を参照）。また、上記イネーブル信号と上記クロック信号とをＡＮＤゲートを介して入力するように構成することによって、第二のカウント手段５３ｂへのクロック信号の供給を制限するようにしてもよい。第二のカウント手段５３ｂのカウント値は、第二のデータ比較手段５４ｂに入力され、演算手段５６の出力値と比較される。演算手段５６は、複数のレーザ光の走査長の差を示す設定値５７を入力し、この設定値に基づきＰＷＭ出力手段５８、クロック出力手段５９の出力周波数を走査中に変調させる間隔値を算出する。この間隔値は、例えばＢＤセンサ３６の出力間の第一のカウント手段５３ａのカウント値の最大値に対して、レーザ光の走査長の差を補正するために必要な画素片数で割ることによって得られる値である。この間隔値は、第二のデータ比較手段５４ｂに出力される。
【００４９】
演算手段５６の出力値（間隔値）は、第二のカウント手段５３ｂの最大値として第二のデータ比較手段５４ｂに設定され、第二のデータ比較手段５４ｂは第二のカウント手段５３ｂのカウント値と上記設定された最大値と比較し、両者が一致した場合は、第二のカウント手段５３ｂのカウント値をクリアするためのリセット信号を出力する。また、第二のカウント手段５３ｂのカウント値がクリアされるタイミングで、制御信号がＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９に入力される（図５（ｅ），（ｆ）を参照）。この制御信号の入力により、ＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９はその出力周波数を変化させる（図６を参照）。
【００５０】
すなわち、第一のカウント手段５３ａが乱数分カウントした後、第二のカウント手段５３ｂはカウントを開始し、第二のカウント手段５３ｂのカウント値が設定値５７に応じた最大値になると、ＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９はそれぞれ出力周波数を変え、変えられた出力周波数のＰＷＭ信号およびクロック信号を出力する。
【００５１】
次に、ＰＷＭ信号出力手段５８およびクロック出力手段５９の構成について図７を参照しながら説明する。図７は図４のＰＷＭ信号出力手段５８およびクロック出力手段５９の構成を示すブロック図である。
【００５２】
ＰＷＭ信号出力手段５８およびクロック出力手段５９は、図７に示すように、一体的に構成され、変調制御部６０と、９つのＤタイプのフリップフロップ６１ａ〜６１ｉと、９つの２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｉと、２つの２入力セレクタ回路６３，６４と、９入力ＯＲ回路６６と、２入力ＯＲ回路６７と、ＪＫフリップフロップ６８とを含む。
【００５３】
入力された画像データは８ビットのパルス幅データに変調され、このパルスデータの各ビットは、２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｉの入力の一方に入力される。ここで、２入力ＡＮＤ回路６２ｈおよび６２ｉには、同じデータが入力される。
【００５４】
フリップフロップ６１ａ〜６１ｉは、高周波クロック（ＣＬＫ）の立ち上がりでＤ端子の入力をＱ端子に出力する。各フリップフロップ６１ａ〜６１ｉの出力は、上記２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｉの入力の他方に接続される。それと同時に各フリップフロップ６１ａ〜６１ｉは、フリップフロップ６１ａの出力がフリップフロップ６１ｂの入力に、フリップフロップ６１ｂの出力がフリップフロップ６１ｃの入力にというような縦続に接続されている。また、フリップフロップ６１ｈの出力は２入力セレクタ回路６３および２入力セレクタ回路６４にも接続される。フリップフロップ６１ｉの出力は、２入力セレクタ回路６３にも接続される。
【００５５】
２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｉの出力は、それぞれ９入力ＯＲ回路６６に接続され、９入力ＯＲ回路６６の出力はＰＷＭ信号として出力される。２入力セレクタ回路６３は、変調制御部６０の出力に応じて、フリップフロップ６１ａ〜６１ｉの出力を選択し、２入力ＯＲ回路６７の入力の一方に接続される。２入力セレクタ回路６４の他方の入力はＧＮＤに接続されている。２入力セレクタ回路６４は、変調制御部６０の出力によって、フリップフロップ６１ｈの出力をフリップフロップ６１ｉに入力させるか否かを制御する。
【００５６】
変調制御部６０は、第二のカウンタ回路５３ｂの出力（制御信号）に応じて、２入力セレクタ回路６３，６４のセレクト動作を切り換える。例えば上記制御信号が“Ｈ”の場合、２入力セレクタ回路６４はフリップフロップ６１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路６３はフリップフロップ６１ｉの出力を選択する。これにより、１画素を形成するためのフリップフロップの数が９個となる。上記制御信号が“Ｌ”の場合、２入力セレクタ回路６４はＧＮＤを選択し、２入力セレクタ回路６３はフリップフロップ６１ｈの出力を選択する。これにより、１画素を形成するためのフリップフロップの数が８個となる。
【００５７】
ＪＫフリップフロップ６８は、クロック信号を出力するためのフリップフロップであり、フリップフロップ６１ａが出力するパルスの立ち上がりで、電源のＨｉレベルをラッチし、フリップフロップ６１ｅの出力パルスで、そのＨｉレベルをＬｏｗにリセットして、フリップフロップ６１ａ〜６１ｈまたは６１ｉをデータが周回する周期と同周期（高周波クロックの８クロックまたは９クロック分）のクロック信号を生成する。２入力ＯＲ回路６７の入力の他方はタイミング信号が入力され、その出力はフリップフロップ６１ａに入力される。
【００５８】
次に、ＰＷＭ信号出力手段５８およびクロック出力手段５９の動作について説明する。
【００５９】
まず、フリップフロップ６１ａ〜６１ｉに入力される高周波クロックに同期して高周波クロック１クロック分の幅の信号がタイミング信号として、２入力ＯＲ回路６７に入力される。これにより、フリップフロップ６１ａ〜６１ｉで構成されるリング状のシフトレジスタの出力の１つが常に“１”となる。変調制御部６０は、第二のカウント手段５３ｂが出力する制御信号を受け、上記リング状のシフトレジスタの大きさを制御するように２入力セレクタ回路６３，６４の切換動作を制御する。１画素を高周波クロックの８クロック分で構成する場合は、２入力セレクタ回路６３で、フリップフロップ６１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路６４で、ＧＮＤを選択する。これにより、フリップフロップ６１ａ〜６１ｈの８個のフリップフロップからなるリング状のレジスタが構成されることになる。１画素を高周波クロックの９クロック分で構成する場合は、２入力セレクタ回路６３で、フリップフロップ６１ｉの出力を選択し、２入力セレクタ回路６４で、フリップフロップ６１ｈの出力を選択する。これにより、フリップフロップ６１ａ〜６１ｉの９個のフリップフロップからなるリング状のレジスタが構成されることになる。これらの切換えで、フリップフロップ６１ａ〜６１ｉの出力が高周波クロックの８クロックまたは９クロック分に相当する１周期で“１”が出力されるようになる。
【００６０】
各２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｈまたは６２ａ〜６２ｉには、対応するパルス幅データのビットデータが設定されており、１画素毎にデータを変化させる。各２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｈまたは６２ａ〜６２ｉは、それぞれ、設定されたデータと高周波クロックの８クロックまたは９クロック分に相当する１周期での“１”とをＡＮＤ演算し、それぞれのＡＮＤ演算の結果は９入力ＯＲ回路６６に入力される。９入力ＯＲ回路６６は、各２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｈまたは６２ａ〜６２ｉの出力をＯＲ演算し、そのＯＲ演算の結果を高周波クロックの８クロックまたは９クロック分の周期で構成されたＰＷＭ信号として出力する。
【００６１】
本実施形態では、フリップフロップ６１ａ〜６１ｈの特定箇所（６１ａと６１ｅ）の出力をＪＫフリップフロップ６８に入力することによって、ＰＷＭ信号と同様に８／９ＣＬＫで構成されたクロック信号を出力する構成を採用しているが、このＪＫフリップフロップ６８を用いずに、２入力ＡＮＤ回路６２ａ〜６２ｉの画像データが入力される箇所にＣＬＫパターンを入力することでもクロック信号を生成することもできる。
【００６２】
以上より、本実施形態では、複数のレーザ光のそれぞれによる走査長が同一になるように対応するレーザ光の走査長を補正する手段を容易に構成することができるとともに、補正するために走査ライン上に画素片を分散して挿入し、かつ走査毎に異なる箇所に挿入することが可能になり、画像形成に影響を与えなくすることができる。その結果、コストアップを招くことなく、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化を低減することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、１画素を形成する高周波クロックの個数を変化させることによって、主走査倍率の補正を行う方法を説明したが、元となるクロックおよびその周辺回路（例えばＰＬＬ回路の分周比やＶＣＯの電圧値など）そのものを微調整することでも同様の効果が得られる。
【００６４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８および図９を参照しながら説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の変調部の詳細な構成を示すブロック図、図９は図８の変調部４８におけるＢＤセンサ出力、各カウント値および制御信号の出力例を示すタイミングチャートである。
【００６５】
上記第１実施形態では、主走査中に平均してかつ走査毎に異なる箇所で画素片を挿入する構成を採るが、本実施形態では、感光ドラム上の像形成が行われる有効画像エリア区間で平均してかつ走査毎に異なる箇所で画素片を挿入する構成を採る。なお、以下においては、上記第１実施形態と異なる点のみを説明する。
【００６６】
変調部４８は、図８に示すように、第一および第二のカウント手段７３ａ，７３ｂと、第一および第二のデータ比較手段７４ａ，７４ｂと、第一および第二の演算手段７５ａ，７５ｂと、乱数発生手段７６と、ＰＷＭ出力手段７８と、クロック出力手段７９とを有する。第一のカウント手段７３ａは、クロック出力手段７９から出力されるクロックをカウントアップし、ＢＤセンサ３６の出力でそのカウント値をクリアする。乱数発生手段７６は、クロック出力手段７９の出力毎に乱数を発生する。第一の演算手段７５ａは、乱数発生手段７６で発生された乱数に所定の演算処理を施す。第一のデータ比較手段７４ａは、第一のカウント手段７３ａのカウント値と第一の演算手段７５ａの演算結果の値とを比較し、その比較結果に応じてイネーブル信号を第二のカウント手段７３ｂに出力する。
【００６７】
第二のカウント手段７３ｂは、第一のカウント手段７３ａと同様に、クロック出力手段７９から出力されるクロックをカウントアップする。第二のデータ比較手段７４ｂは、第二の演算手段７５ｂの出力と第二のカウント手段７３ｂの出力とを比較し、その比較結果に応じてリセット信号を第二のカウント手段７３ｂに出力する。第二のカウント手段７３ｂは、ＰＷＭ出力手段７８およびクロック出力手段７９に接続される。
【００６８】
上記変調部４８において、第一のカウント手段７３ａは、クロック出力手段７９から出力されるクロック信号（ビデオクロック）をカウントアップし、ＢＤセンサ３６の出力により第一のカウント手段５３ａのカウント値をクリアし、そして再び上記クロックのカウントを開始する（図９（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照）。乱数発生手段７６は、クロック出力手段７９から出力されるクロック信号毎に、乱数を発生する（図９（ｄ）を参照）。ここで、発生される乱数は上記第１実施形態と同様に、０〜３の範囲の値をとるものとする。この乱数発生手段７６から発生された乱数の値（ＢＤセンサ３６の出力が入力された時点での値）は、第一の演算手段７５ａに入力される。第一の演算手段７５ａは、上記乱数の値と、走査開始位置から有効画像エリアの開始位置までのカウント値とを加算する。この加算値は、第一のデータ比較手段７４ａにおいて、第一のカウント手段７３ａのカウント値と比較され、両者が一致すると、第二のカウント手段７３ｂを動作可能にするためのイネーブル信号が第二のカウント手段７３ｂに出力される。
【００６９】
第二のカウント手段７３ｂは、上記イネーブル信号が入力されると、クロック出力手段７９から出力されたクロックのカウントアップを開始する（図９（ｅ）を参照）。第二のカウント手段７３ｂのカウント値は、第二のデータ比較手段７４ｂに入力され、第二の演算手段７５ｂの出力値と比較される。第二の演算手段７５ｂは、複数のレーザ光の走査長の差を示す設定値７７を入力し、この設定値に基づきＰＷＭ出力手段７８、クロック出力手段７９の出力周波数を走査中に変調させる間隔値を算出する。この間隔値は、例えば有効画像区間に対して、レーザ光の走査長の差を補正するために必要な画素片数で割ることによって得られる値である。この間隔値は、第二のデータ比較手段７４ｂに出力される。
【００７０】
第二の演算手段７５ｂの出力値（間隔値）は、第二のカウント手段７３ｂの最大値として設定され、第二のデータ比較手段７４ｂは第二のカウント手段７３ｂのカウント値と上記設定された最大値と比較し、両者が一致した場合は、第二のカウント手段７３ｂのカウント値をクリアするための信号を出力する。また、第二のカウント手段７３ｂのカウント値がクリアされるタイミングで、制御信号がＰＷＭ出力手段７８およびクロック出力手段７９に入力される（図９（ｅ），（ｆ）を参照）。この制御信号の入力により、ＰＷＭ出力手段５８およびクロック出力手段５９はその出力周波数を変化させる。
【００７１】
すなわち、第一のカウント手段７３ａが有効画像エリアの開始位置に対応するカウント値に乱数の値を加算した値分をカウントした後、第二のカウント手段７３ｂがカウントを開始し、第二のカウント手段７３ｂのカウント値が設定値に応じた最大値に到達すると、ＰＷＭ出力手段７８、クロック出力手段７９の出力周波数が変えられる。
【００７２】
以上より、本実施形態では、複数のレーザ光のそれぞれによる走査長が同一になよるように、走査ラインの有効画像エリア区間で画素片を分散して挿入し、かつ走査毎に異なる箇所に挿入することによって、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化をさらに低減することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、乱数発生手段によりクロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生し、第一のカウント手段により対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点からクロックのカウントを開始し、対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における乱数発生手段から発生された乱数の値に第一のカウント手段のカウント値が到達すると、第二のカウント手段によりクロックのカウントを開始し、クロック出力手段とＰＷＭデータ出力手段とは、第二のカウント手段のカウント値が所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えるので、各レーザ光による主走査長の差をなくすように、対応するレーザ光の走査長を容易に補正することが可能になり、コストアップを招くことなく、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化を低減することができる。
【００７４】
また、本発明によれば、対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における乱数発生手段から発生された乱数の値と第一の所定値との加算値に、第一のカウント手段のカウント値が到達すると、第二のカウント手段により、クロックのカウントを開始し、クロック出力手段とＰＷＭデータ出力手段とは、第二のカウント手段のカウント値が第二の所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えるので、各レーザ光による主走査長の差に起因する画質の劣化をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】図３の変調部４８Ａ，４８Ｂの詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図４の変調部４８におけるＢＤセンサ出力、各カウント値および制御信号の出力例を示すタイミングチャートである。
【図６】制御信号とＰＷＭ信号およびクロック信号の出力例を示すタイミングチャートである。
【図７】図４のＰＷＭ信号出力手段５８およびクロック出力手段５９の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の変調部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】図８の変調部４８におけるＢＤセンサ出力、各カウント値および制御信号の出力例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０　露光制御部
１１　感光ドラム
３１　レーザ駆動装置
３３　ポリゴンミラー
３６　ＢＤセンサ
４３　半導体レーザ
４３Ａ，４３Ｂ　レーザダイオード
４８Ａ，４８Ｂ　変調部
５３ａ，７３ａ　第一のカウント手段
５３ｂ，７３ｂ　第二のカウント手段
５５，７６　乱数発生手段
５８，７８　ＰＷＭ出力手段
５９，７９　クロック出力手段
６０　変調制御部
６１ａ〜６１ｉ　フリップフロップ
６２ａ〜６２ｉ　２入力ＡＮＤ回路
６３，６４　２入力セレクタ回路
６６　９入力ＯＲ回路
６８　ＪＫフリップフロップ

Claims (16)

1. レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置であって、
   前記複数の変調手段の少なくとも１つは、
   １画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力手段と、
   １画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力手段と、
   前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生手段と、
   対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント手段と、
   前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値に前記第一のカウント手段のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント手段とを有し、
   前記クロック出力手段と前記ＰＷＭデータ出力手段とは、前記第二のカウント手段のカウント値が所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一のカウント手段は、前記クロックのカウントの開始後に、次の走査開始信号が出力されると、カウント値をクリアすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記所定値は、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光による前記潜像担持体上の走査長の差から算出される値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記所定値は、予め設定されている固定値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記第二のカウント手段は、カウント値が所定値に到達すると、カウント値をクリアすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックの個数の制御により可変されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、電圧または電流に応じて可変可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置であって、
   前記複数の変調手段の少なくとも１つは、
   １画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力手段と、
   １画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力手段と、
   前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生手段と、
   対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント手段と、
   前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値と第一の所定値との加算値に、前記第一のカウント手段のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント手段とを有し、
   前記クロック出力手段と前記ＰＷＭデータ出力手段とは、前記第二のカウント手段のカウント値が第二の所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記第一のカウント手段は、前記クロックのカウントの開始後に、次の走査開始信号が出力されると、カウント値をクリアすることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記第二の所定値は、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光による前記潜像担持体上の走査長の差と前記潜像担持体上の有効走査長とから算出される値であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
11. 前記第二の所定値は、予め設定されている固定値であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
12. 前記第二のカウント手段は、カウント値が前記第二の所定値に到達すると、該カウント値をクリアすることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
13. 前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ手段の出力周波数は、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックの個数の制御により可変されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
14. 前記クロック出力手段および前記ＰＷＭデータ出力手段の出力周波数は、電圧または電流に応じて可変可能であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
15. レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数の光源のうち、対応する光源から発光されたレーザ光による走査長を制御する制御工程を備え、
    前記制御工程は、
    １画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力工程と、
    １画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力工程と、
    前記クロック出力工程から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生工程と、
    前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント工程と、
    前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生工程から発生された乱数の値に前記第一のカウント工程のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント工程とを有し、
    前記クロック出力工程と前記ＰＷＭデータ出力工程では、前記第二のカウント工程のカウント値が所定値に到達すると、前記クロックと前記ＰＷＭデータとのそれぞれの出力周波数を変えることを特徴とする走査長制御方法。
16. レーザ光を発光する複数の光源と、前記複数の光源毎に設けられ、対応する画素単位の画像データに応じて対応する光源を変調駆動する複数の変調手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光により潜像担持体上を主走査方向に露光走査する走査手段と、前記複数の光源からそれぞれ発光されたレーザ光が走査開始位置に到達したことを検知して走査開始信号を出力する走査開始位置検知手段とを備える画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数の光源のうち、対応する光源から発光されたレーザ光による走査長を制御する制御工程を備え、
    前記制御工程は、
    １画素当りの周期を規定するクロックを出力周波数可変に出力するクロック出力工程と、
    １画素当りのＰＷＭデータを出力周波数可変に出力するＰＷＭデータ出力工程と、
    前記クロック出力手段から出力されたクロックに同期して乱数を発生する乱数発生工程と、
    前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点から前記クロックのカウントを開始する第一のカウント工程と、
    前記対応する光源のレーザ光に対する走査開始信号の出力時点における前記乱数発生手段から発生された乱数の値と第一の所定値との加算値に、前記第一のカウント工程のカウント値が到達すると、前記クロックのカウントを開始する第二のカウント工程とを有し、
    前記クロック出力工程と前記ＰＷＭデータ出力工程では、前記第二のカウント工程のカウント値が第二の所定値に到達すると、それぞれの出力周波数を変えることを特徴とする画像形成装置の走査長制御方法。

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